(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器の出射側の端面に、窒化物で形成された積層構造に隣接してＡｌＧａＯＮ膜が設けられ、前記ＡｌＧａＯＮ膜と前記積層構造との界面に酸素が存在する、窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記酸素の濃度が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上である、請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
ＡｌＧａＯＮ膜中における酸素原子濃度が１５％未満である、請求項１または２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
ＡｌＧａＯＮ膜は、膜中の酸素濃度が共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化している、請求項２または３に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
ＡｌＧａＯＮ膜の厚みが１０ｎｍ〜１μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
ＡｌＧａＯＮ膜が、単結晶のＡｌＧａＯＮで形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化物で形成された被覆膜が設けられてなる、請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
酸化物が酸化アルミニウムである、請求項７に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
ＡｌＧａＯＮ膜上に、フッ化物で形成された被覆膜が設けられてなる、請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
フッ化物がフッ化マグネシウムである、請求項９に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
ＡｌＧａＯＮ膜上に、窒化物で形成された被覆膜が設けられてなる、請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
窒化物が窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムガリウムである、請求項１１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１３】
５Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上の酸素がドーピングされたＧａＮ基板を備える、請求項１〜１２のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】
共振器の出射側の端面に、窒化物で形成された積層構造に隣接してＡｌＧａＯＮ膜が設けられ、前記ＡｌＧａＯＮ膜と前記積層構造との界面に酸素が存在する、窒化物半導体レーザ素子を、ＭＢＥ装置を用いて製造する方法であって、
ＡｌＧａＯＮ膜を設ける前の共振器を２５〜３５０℃で予備加熱する工程と、
前記予備加熱後の共振器を５０〜６００℃にまで加熱した状態で、原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体に曝す工程と、
前記気体に曝しながら、共振器の光出射側の端面に１００〜６００℃でＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程とを含む、窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記気体が純度９９．０％以上の原子状窒素からなるものであり、１５０ＫＰａ〜０．１ＭＰａの雰囲気圧力下で、共振器を前記気体に曝すことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記気体がアンモニアガスを主成分とするものであり、１５０ＫＰａ〜１ＭＰａの雰囲気圧力下で、共振器を前記気体に曝すことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記ＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程において、原料ガスとして酸素を含むガスを用いることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記酸素を含むガスが、アルゴン、ヘリウムまたは窒素を主成分とするガスであることを特徴とする請求項１７に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ＡｌＧａＯＮ膜を形成する材料としてＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を用いることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２０】
ＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程において、ＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を電子ビームまたはレーザを用いて気化させることを特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体レーザ素子は、高密度光記録媒体を対象とした情報の読み出しや書き込みを行うための短波長光源技術として注目されている。さらに、短波長光源からの発光の可視光域への波長変換が可能なことから、照明やバックライトなどの可視光の光源としても期待されている。したがって、用途を拡大すべく、安定した動作が可能であり、出力の高い半導体レーザ素子の開発が盛んに行われている。
【０００３】
窒化物半導体レーザ素子において出力を高くした場合、レーザ光を出射する光出射端面での光密度が高くなることによって、半導体結晶が溶融したり欠陥が増殖したりするＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage：光学損傷）が起こり、問題となっている。このＣＯＤは、窒化物半導体レーザ素子の共振器端面が発光再結合準位の存在によりレーザ光が吸収されて過度に発熱を起こすために発生する。
【０００４】
非発光再結合準位が発生する主要因として、共振器端面の酸化が挙げられる。特開平９−１６２４９６号公報（特許文献１）には、酸素を含まない窒化物膜を共振器端面に形成することで、共振器端面の酸化を防ぐことができると記載されている。また、特開２００２−２３７６４８号公報（特許文献２）には、窒化物半導体レーザ素子の共振器端面に、共振器端面と同じ窒化物で形成された誘電体膜を形成することで、非発光再結合準位を低減できると記載されている。このように共振器端面に窒化物膜を形成する手法は従来より知られている。
【０００５】
窒化物の中でも特に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は、化学的・熱的に安定で、絶縁性が高く、熱伝導率が高く放熱効果も大きいなどの優れた特徴を有している。このため、たとえば特開平３−２０９８９５号公報（特許文献３）には、共振器端面にＡｌＮからなる保護膜を形成する技術が開示されている。また、国際公開２００３／０３６７７１号パンフレット（特許文献４）においても、同様な目的で、共振器端面にＡｌＧａＮ膜を形成する技術が開示されている。しかしながら、これらの酸素を含有しない膜は一般に応力が高く、たとえばダークラインの発生のような劣化に結びつくとされている。
【特許文献１】特開平９−１６２４９６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７６４８号公報
【特許文献３】特開平３−２０９８９５号公報
【特許文献４】国際公開２００３／０３６７７１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、高出力駆動時でも共振器端面の劣化を原因とした信頼性不良を起こさないような窒化物半導体レーザ素子の実現を目指して、上述したＡｌＧａＮ膜を共振器端面に接して形成する技術開発に取り組んできた。まず、ＥＣＲスパッタ法を用いて、成膜温度を１００℃とし、ＡｌＧａＮターゲットと窒素ガスを用いて５０ｎｍのＡｌＧａＮ膜を光出射側の共振器端面に形成した。また、光反射側の共振器端面には酸化シリコン／酸化チタンの誘電体多層膜を形成して、９５％以上の高反射率とした。このような条件で作製された窒化物半導体レーザ素子を２００ｈエージング後（３００時間、８０℃、１００ｍＷ、ＣＷ駆動）、その素子のエージング前とエージング後のＣＯＤレベルを調べた（５個の窒化物半導体レーザ素子についてＣＯＤレベルの平均値を求めた）。結果、エージング前では、４００ｍＷで熱飽和したが、エージング後ではＣＯＤ破壊を起こし、そのＣＯＤレベル値は２３０ｍＷ程度であり、ＣＯＤレベルは不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、高出力時においても十分な信頼性、ＣＯＤレベルが得られる窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、共振器の出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜が設けられた窒化物半導体レーザ素子である。
【０００９】
本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜が窒化物で形成された積層構造に隣接して設けられてなることが好ましい。
【００１０】
また本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜中における酸素原子濃度が１５％未満であることが、好ましい。
【００１１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜は、膜中の酸素濃度が共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化していることが、好ましい。
【００１２】
本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜の厚みは１０ｎｍ〜１μｍであることが、好ましい。
【００１３】
また本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜は単結晶のＡｌＧａＯＮで形成されていることが、好ましい。
【００１４】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化物、フッ化物または窒化物で形成された被覆膜が設けられてなることが、好ましい。この場合、前記被覆膜は、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムガリウムで形成されてなることが特に好ましい。
【００１５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、５Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上の酸素がドーピングされたＧａＮ基板を備えることが、好ましい。
【００１６】
また本発明は、共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けた窒化物半導体レーザ素子を製造する方法であって、ＡｌＧａＯＮ膜を設ける前の共振器を２５〜３５０℃で予備加熱する工程と、前記予備加熱後の共振器を５０〜６００℃にまで加熱した状態で、原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体に曝す工程と、前記気体に曝しながら、共振器の光出射側の端面に１００〜６００℃でＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程とを含む、窒化物半導体レーザ素子の製造方法についても提供する。
【００１７】
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法は、以下の（１）または（２）であることが好ましい。
【００１８】
（１）前記気体が純度９９．０％以上の原子状窒素からなるものであり、１５０ＫＰａ〜０．１ＭＰａの雰囲気圧力下で、共振器を前記気体に曝す、
（２）前記気体がアンモニアガスを主成分とするものであり、１５０ＫＰａ〜１ＭＰａの雰囲気圧力下で、共振器を前記気体に曝す。
【００１９】
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法はまた、上述したＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程において、原料ガスとして酸素を含むガスを用いることが好ましい。この場合、酸素を含むガスは、アルゴン、ヘリウムまたは窒素を主成分とするガスであることがより好ましい。
【００２０】
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法では、前記ＡｌＧａＯＮ膜を形成する材料としてＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を用いることが好ましい。この場合、ＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程において、ＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を電子ビームまたはレーザを用いて気化させることが、より好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、エージング処理後においてもＣＯＤレベルの低下が少なく、高い信頼性が確保された窒化物半導体レーザ素子および当該窒化物半導体レーザ素子を製造するための方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の好ましい一例の窒化物半導体レーザ素子１を模式的に示す断面図であり、図２はその斜視図である。なお、図１は、図２に示す窒化物半導体レーザ素子１の切断面Ｉで切断した断面を示している。本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、共振器２の光出射側の端面（共振器端面２ａ）にＡｌＧａＯＮ膜３が設けられてなることを特徴とする。本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、ＡｌＧａＯＮ膜３と共振器の光出射側の端面との間の界面における酸素濃度が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上でありながらも、エージング後においてもＣＯＤレベルの低下が少なく、高い信頼性が確保されたものである。
【００２３】
なお、本明細書中において、「窒化物半導体レーザ素子」とは、ＡｌＩｎＧａＮ系の材料で形成された活性層およびクラッド層を少なくとも備える半導体レーザ素子を指す。また本明細書中において、「共振器の光出射側の端面」とは、上述した活性層およびクラッド層が少なくとも基板上に積層されたウエハに劈開、エッチングなどの手法を施すことによって形成された、レーザ発振に不可欠な鏡面を意味する。
【００２４】
また本明細書中において「ＣＯＤレベル」とは、窒化物半導体レーザ素子に流す電流を徐々に増加させ、共振器の光出射側の端面を破壊することによって発振が止まった際の光出力の最高値を指し、具体的には、ＣＷ（連続発振：Continuous Wave oscillation）駆動で光−電流特性を測定した場合の数値を示している。さらに具体的には、本発明の窒化物半導体レーザ素子について、８０℃、ＣＷ１００ｍＷ、３００時間エージング処理を行った場合、エージング前のＣＯＤレベルは５００ｍＷ程度であり、エージング処理後のＣＯＤレベルは４５０ｍＷと殆どエージング処理による劣化がみられない。なお、エージング処理の前後のいずれでも窒化物半導体レーザ素子は熱飽和しており、共振器の光出射側の端面のＣＯＤ破壊はみられない。このような本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、発振波長４０５ｎｍの窒化物半導体レーザ素子のみならず、紫外領域から緑色領域にまで発振波長を有する窒化物半導体レーザ素子に適用できる。また、高出力用途のストライプ幅が数十μｍのブロードエリアレーザ素子に対しても適用することができる。
【００２５】
ここで、図３は、本発明の窒化物半導体レーザ素子１におけるＡｌＧａＯＮ膜３（後述する実施例１で形成されたＡｌＧａＯＮ膜）について、膜の深さ方向にＳＩＭＳ（二次イオン質量分析：Secondary Ion Mass Spectrometry）による分析を行った結果を示すグラフであり、縦軸は酸素濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）であり、横軸はＡｌＧａＯＮ膜の共振器端面側からの深さ（μｍ）（共振器端面との界面を０とする）である。図３から分かるように、本発明の窒化物半導体レーザ素子１において、ＡｌＧａＯＮ膜３は共振器端面２ａとの界面において酸素濃度が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上であり、さらに、膜中においても、深さ方向に向かってある程度までは１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上の酸素濃度を有している。しかしながら、このＡｌＧａＯＮ膜３の共振器端面２ａとの界面を、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡：Transmission Electron Microscope）を用いて断面観察すると、当該界面に転位線は見られない。
【００２６】
これに対し、図９は、共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＮ膜を設けた場合に、当該ＡｌＧａＮ膜の深さ方向にＳＩＭＳによる分析を行った結果を示すグラフであり、縦軸は酸素濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）であり、横軸はＡｌＧａＮ膜の共振器端面側からの深さ（μｍ）（共振器端面との界面を０とする）である。図９から分かるように、ＡｌＧａＮ膜の場合、膜中には酸素は検出されないものの、共振器端面との界面において１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上の酸素が検出される（ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線元素分析装置：Energy Dispersive X-ray spectrometer）を用いた測定では、６Ｅ２２ａｔｏｍｓ／ｃｃの酸素濃度）。このＡｌＧａＮ膜について、上述と同様に共振器端面との界面をＴＥＭを用いて観察すると、当該界面に転位線が集中して見られる。このようにして得られた共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＮ膜を設けた窒化物半導体レーザ素子では、ＣＯＤレベルが低下してしまい、十分な信頼性が得られない。
【００２７】
なお、ＡｌＧａＮ膜を設けた場合についての上述した結果は、当該ＡｌＧａＮ膜を設けた後にエージング処理を施した後の結果であり、エージング処理前の状態では、上記界面における酸素濃度は１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度（ＳＩＭＳにより測定、ＥＤＸでは測定不能）であり、また当該界面には点欠陥は存在していたが転位線は観察されなかった。このことより、上記ＡｌＧａＮ膜を設けた場合におけるＣＯＤレベルの低下に関して、次のようなモデルが考えられる。すなわち、窒化物半導体レーザ素子において、レーザ発振すると、その発熱によって共振器の光出射側の端面とＡｌＧａＮ膜との間の界面に存在するＡｌＧａＯＮによる点欠陥に起因して転位線が発生する。この転位線に沿って界面における酸素濃度が増え、さらに転位線が増える。この悪循環により、界面に存在する転位線がエージング処理によって爆発的に増加して、共振器の光出射側の端面における発熱が促進され、結果としてＣＯＤレベルが低下する。
【００２８】
本発明者らは、上述したモデルに基づいて、様々な界面クリーニング法を試みたが、界面における酸素濃度を１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ未満にすることができず、クリーニングを施した場合にはＣＯＤレベルは多少上がったものの十分ではなかった。また、レーザウエハを１０-9Ｐａの超高真空化で劈開後、ＭＢＥ装置を用いて共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＮ膜を設けたところ、界面に酸素は混入せず、エージング処理後も熱飽和しＣＯＤレベルが上がった。このことにより、上述したモデルは正しいことが証明されたが、真空劈開を用いると、量産が困難となることが問題であると考えられた。
【００２９】
そこで、本発明者らは、発想を転換し、クリーニングでは除去できないＡｌＧａＯＮを界面に存在させつつ、共振器端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けることで、驚くべきことに、点欠陥が見られないことを見出し、本発明を完成させた。すなわち、上述した本発明によれば、ＡｌＧａＯＮ膜と共振器の光出射側の端面との間の界面における酸素濃度が１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上でありながらも、エージング処理後においてもＣＯＤレベルの低下が少なく、高い信頼性が確保された窒化物半導体レーザ素子１が提供される。
【００３０】
なお、本発明では、共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けるが、ＡｌＧａＯＮ膜以外の膜（たとえばＡｌＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などの窒化物膜など）を設けた場合には、ＣＯＤレベルが低下してしまい、十分な信頼性を有する窒化物半導体レーザ素子を製造することができない。また、ＡｌＧａＯＮ膜は、共振器の光出射側の端面に設ける必要があり、当該端面に上述したようなＡｌＧａＯＮ膜以外の膜を設け、その上にさらにＡｌＧａＯＮ膜を設けたとしても、ＣＯＤレベルが低下してしまい、十分な信頼性を有する窒化物半導体レーザ素子を実現することができない。
【００３１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子１におけるＡｌＧａＯＮ膜３は、ＡｌＧａＯＮの窒素元素のうち、その約１０％以下がＡｓ（ヒ素）、Ｐ（リン）およびＳｂ（アンチモン）から選ばれる少なくともいずれかの元素で置換されていてもよく、また、ＡｌＧａＯＮにＳｉ（ケイ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｓ（硫黄）、Ｃ（炭素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂ（ホウ素）およびＢｅ（ベリリウム）から選ばれる少なくともいずれかがドーピングされていてもよい。本発明者らが検討したところ、吸収端が３９５ｎｍ以上にあるような酸窒化物（ＡｌＧａＩｎＯＮなど）の場合には特性がばらつく虞があるが、ＡｌＧａＯＮを用いることで、このようなばらつきがなく、安定して高いＣＯＤレベルを有する窒化物半導体レーザ素子を実現できることが分かった。
【００３２】
本発明の窒化物半導体レーザ素子１において、ＡｌＧａＯＮ膜３は、膜中の酸素原子濃度が１５％未満であることが好ましい。ＡｌＧａＯＮ膜３の酸素原子濃度が１５％以上である場合には、エージング処理を施した後のＣＯＤレベルが低下してしまう虞がある。
【００３３】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、ＡｌＧａＯＮ膜３が窒化物で形成された積層構造に隣接して設けられてなることが好ましい。図１および図２には、窒化物で形成された積層構造の一例として、基板４の厚み方向一方側に、活性層６を含む窒化物で形成された層が複数積層されて形成された窒化物半導体成長層５が設けられ、この窒化物半導体成長層５にその一部が隣接するようにして、ＡｌＧａＯＮ膜３が設けられた例を示している。
【００３４】
本発明の窒化物半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＯＮ膜は、膜中の酸素濃度が、共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化するように実現されてもよい。このように、膜中の酸素濃度が深さ方向に関して変化しているＡｌＧａＯＮ膜を共振器の光出射側の端面に設けることでも、エージング処理後においてもＣＯＤレベルの低下が少なく、高い信頼性が確保されるというような利点を有する窒化物半導体レーザ素子が提供される。
【００３５】
図４は、膜中の酸素濃度が、共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化するＡｌＧａＯＮ膜を形成する場合の成膜シーケンスを示している。図４には、共振器の光出射側の端面に、ＡｌＧａＯＮ膜を形成し、さらにＡｌＧａＯＮ膜上に酸化物で形成された被覆膜（後述）としてＡｌ2Ｏ3膜を設けた例を示している。まず、たとえばＭＢＥ装置の成膜室内に共振器を設置し、成膜室内の雰囲気圧力（真空度）を１０-6Ｐａにして予備加熱を行った後、成膜室の温度を６００℃にまで上昇させ、雰囲気圧力を１０-4Ｐａとして曝露工程（クリーニング）を行う。図４に示す例では、純度９９．９９％の原子状窒素をＲＦガンを用いて成膜室内に導入することで、共振器の光出射側の端面をクリーニングしている。上記クリーニングを１０分間行った後、ＡｌセルおよびＧａセルのシャッタを開け、酸素濃度が０．１％であるアルゴン−酸素混合気体をＲＦガンを通して導入することにより、ＡｌおよびＧａを共振器の光出射側の端面に供給し、さらにガスセルより成膜室内に酸素を導入してＡｌＧａＯＮ膜を形成する（後述する成膜工程）。その際、成膜室内に導入する酸素量は徐々に増やし、また、原子状窒素の量は徐々に減らすようにする。その後、ＡｌＧａＯＮ膜の厚みが１００ｎｍとなった時点で原子状窒素の量をゼロとし、またＧａセルのシャッタを閉じることで、原子状窒素とＧａの供給を停止する。このようにして、上述したように膜中の酸素濃度が、共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化するＡｌＧａＯＮ膜を形成することができる。図４に示す例では、その後にも酸素およびＡｌの供給を続け、ＡｌＧａＯＮ膜上にさらにＡｌ2Ｏ3膜を形成している。
【００３６】
本発明の窒化物半導体レーザ素子１におけるＡｌＧａＯＮ膜３は、その厚みは特に制限されるものではないが、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３７】
また本発明におけるＡｌＧａＯＮ膜は、ＡｌＧａＯＮの単結晶で形成されていることが好ましい。ＡｌＧａＯＮ膜が多結晶またはアモルファスで形成されていると、十分なＣＯＤレベルを得ることができない虞がある。後述する本発明の製造方法における成膜工程を、４００〜６００℃の温度範囲内で行うことで、単結晶のＡｌＧａＯＮにてＡｌＧａＯＮ膜を形成することができる（成膜工程の際の温度が４００℃以下である場合にはＡｌＧａＯＮは多結晶となり、特に５０℃下である場合にはＡｌＧａＯＮはアモルファスとなる）。なお、ＡｌＧａＯＮ膜を構成するＡｌＧａＯＮが単結晶であるか否かは、たとえばＸ線回折法によって確認することができる。
【００３８】
本発明の窒化物半導体レーザ素子１に用いられる基板４としては、通常、窒化物半導体基板が用いられる。ここで、「窒化物半導体基板」とは、ＡｌxＧａyＩｎ(1-x-y)Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる基板を意味する。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板、ｐ型ＧａＮ基板、半絶縁性のＧａＮ基板、ＡｌＧａＮ基板、ＡｌＧａＩｎＮ基板などが挙げられ、中でも、ｎ型ＧａＮ基板を用いることが好ましい。
【００３９】
本発明に用いられる窒化物半導体基板は、六方晶系に維持されているのであれば、その窒素元素の約１０％以下がＡｓ、ＰおよびＳｂから選ばれる少なくともいずれかの元素で置換されていてもよい。また、窒化物半導体基板中に、Ｓｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、ＢおよびＢｅから選ばれる少なくともいずれかがドーピングされても構わない。ｎ型の窒化物半導体基板を用いる場合には、上述した中でもＳｉ、ＯおよびＣｌから選ばれる少なくともいずれかがドーピングされていることが好ましい。また、５Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上の酸素がドーピングされたＧａＮ基板を用いることが特に好ましい。
【００４０】
また、本発明においては、主面の結晶方位がＣ面｛０００１｝、Ａ面｛１１−２０｝、Ｒ面｛１−１０２｝、Ｍ面｛１−１００｝または｛１−１０１｝である窒化物半導体基板が、表面ホモロジーが良好であり、好ましく用いられ得る。なお、これらの結晶方位から２°以下のオフ角度を有する主面を有する窒化物半導体基板を用いれば、その表面ホモロジーは良好であり得る。
【００４１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子では、好ましくは、図１および図２に示す例のように、基板４の厚み方向一方側に、活性層６を含む窒化物半導体成長層５が形成される。この窒化物半導体成長層５は、上述したように、窒化物で形成された層が複数積層された構造にて実現される。この窒化物半導体成長層５は、ＩＩＩ族元素としてＧａ、Ａｌ、ＩｎおよびＢから選ばれる少なくともいずれかを含んでいてもよく、また、Ｖ族元素としてＮ、または、ＮとＡｓおよび／またはＳｂとを含んでいてもよい。
【００４２】
図１および図２には、窒化物半導体成長層５が、基板４側から順に、ｎ型ＧａＮ層１１、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２、ｎ型ＧａＮガイド層１３、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層１４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５およびｐ型ＧａＮコンタクト層１６が積層されて形成された例を示している。なお、活性層６は、図１および図２には省略して示しているが、具体的には、下部ＧａＮ障壁層と上部ＧａＮ障壁層と間に、アンドープのＩｎＧａＮ（Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ）井戸層およびアンドープのＧａＮ障壁層が、井戸層、障壁層、井戸層、障壁層、井戸層の順で形成されたＭＱＷ（多重量子井戸：Multiple Quantum Well）構造（この場合は、井戸数３）を備えるように実現されてなることが好ましい。井戸層および障壁層には、ＩｎxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）、ＩｎＧａＡｌＮ、ＧａＮ1-xＡｓx（０＜ｘ＜１）、ＧａＮ1-xＰx（０＜ｘ＜１）またはこれらの化合物などの窒化物半導体を用いることができる。なお、障壁層は井戸層よりもバンドギャップエネルギーが大きくなるような組成とする。また、窒化物半導体レーザ素子１の発振閾値を引き下げる目的からは、活性層６を井戸数が２〜４のＭＱＷ構造とすることが好ましいが、活性層６をＳＱＷ（単一量子井戸：Single Quantum Wall）構造としても構わない（この場合は、本明細書でいうところの井戸層で挟まれる障壁層は存在しないことになる。）。
【００４３】
本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、共振器２のＡｌＧａＯＮ膜３が形成された側の端面２ａとは反対側の端面２ｂに、通常、ＨＲ（高反射：High Reflection）コーティング膜が形成される。ＨＲコーティング膜は、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）などの材料で形成された膜を多層構造にして形成される。なお、ＳｉＮ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＭｇＦ2などの誘電体を単層または複数層用いてＨＲコーティング膜を形成するようにしてもよい。図１および図２には、共振器２側から順に、窒化アルミニウム膜３２、酸化アルミニウム膜３３が形成され、さらに酸化シリコン膜および酸化チタン膜を１ペアとして４ペア分積層され（図１および図２では省略して示している）、最表面に酸化シリコン膜３４が形成されて、ＨＲコーティング膜が実現されている。図１および図２に示す例のＨＲコーティング膜では、たとえば９５％の高反射率を達成できる。ＨＲコーティング膜を形成する方法は特に制限されるものではなく、当分野において従来より広く知られた適宜の方法を採用することができる。
【００４４】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、共振器２の光出射側の端面に設けられたＡｌＧａＯＮ膜３上に、酸化物、フッ化物または窒化物で形成された被覆膜４１がさらに設けられてなることが好ましい。このような被覆膜４１の形成に用いられる酸化物としては、特に制限されるものではなく、たとえば、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化二オブ、酸化タンタル、酸化イットリウムなどが挙げられ、中でも酸化アルミニウムが好ましい。また被覆膜４１の形成に用いられるフッ化物としては、特に制限されるものではなく、たとえば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ランタン、フッ化リチウムなどが挙げられ、中でもフッ化マグネシウムが好ましい。また、被覆膜４１の形成に用いられる窒化物としては、特に制限されるものではなく、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＮ）、窒化シリコンなどが挙げられ、中でも、窒化アルミニウムまたは窒化ガリウムアルミニウムが好ましい。
【００４５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、たとえば従来公知の適宜のレーザパッケージ内に密封封止して実装されて、窒化物半導体レーザ装置として提供され得る。
【００４６】
上述した本発明の窒化物半導体レーザ素子１は、その製造方法については特に制限されるものではないが、後述する本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法によって製造されたものであることが好ましい。すなわち、本発明は、共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けた窒化物半導体レーザ素子を製造する方法であって、〔１〕ＡｌＧａＯＮ膜を設ける前の共振器を２５〜３５０℃で予備加熱する工程（以下、「予備加熱工程」と呼称する。）と、〔２〕前記予備加熱後の共振器を５０〜６００℃にまで加熱した状態で、原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体に曝す工程（以下、「曝露工程」と呼称する。）と、〔３〕前記気体に曝しながら、共振器の光出射側の端面に１００〜６００℃でＡｌＧａＯＮ膜を形成する工程（以下、「成膜工程」と呼称する。）とを含む、窒化物半導体レーザ素子の製造方法についても提供するものである。以下、本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法について、詳しく説明する。なお、本発明では、共振器が複数連なった状態のレーザバー（後述）についてこれらの工程を行うようにしてもよい。以下、各工程について詳細に説明する。
【００４７】
〔１〕予備加熱工程
まず予備加熱工程では、ＡｌＧａＯＮ膜を設ける前の共振器を２５〜３５０℃で予備加熱する。この予備加熱工程を行わずに、後述する曝露工程および成膜工程を経て共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けたとしても、所望のＣＯＤレベルを達成することができない。予備加熱の温度が３５０℃を超えると、初期ＣＯＤレベルが低下してしまう。予備加熱工程の際の雰囲気圧力および予備加熱工程を行う時間については、特に制限されるものではない。
【００４８】
〔２〕曝露工程
次に、曝露工程では、前記予備加熱後の共振器を５０〜６００℃にまで加熱した状態で、原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体に曝す。この曝露工程は、共振器の光出射側の端面における不純物（酸素など）を除去する（クリーニング）工程である。この曝露工程を経ることなく、上述した予備加熱工程の後に後述する成膜工程によって、共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜を設けたとしても、得られた窒化物半導体レーザ素子はレーザ発振できない。曝露工程では、共振器を５０〜６００℃（好ましくは３００〜６００℃）の範囲で、上述した予備加熱工程の際の温度よりも高い温度で加熱する。
【００４９】
曝露工程では、共振器を原子状窒素またはアンモニアガス（ＮＨ3）を含む気体に曝す。原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体以外の気体に共振器を曝露させたとしても、得られた窒化物半導体レーザ素子はレーザ発振しない。原子状窒素を含む気体は、たとえばＲＦ（高周波：Radio frequency）ガン、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴：Electron Cyclotron Resonance）ガン、熱クラッキングセルなどを用いて窒素を原子状とすることで調製することができる。なお、気体中に原子状窒素が含まれるか否かは、Ｑ−ｍａｓｓ（四重極質量分析装置）により確認することができ、また、分光分析で７４７ｎｍに鋭いピークを有するか否かをみることでも確認できる。
【００５０】
曝露工程において原子状窒素を含む気体を用いる場合、当該気体は、純度が９９．０％以上の純度の原子状窒素からなることが好ましい。当該気体における原子状窒素の純度が９９．０％未満である場合には、得られた窒化物半導体レーザ素子のＣＯＤレベルが低下してしまう虞がある。
【００５１】
また曝露工程において原子状窒素を含む気体を用いる場合、共振器に当該気体を曝露させる雰囲気圧力は１５０ＫＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内であることが好ましく、１０ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。また曝露工程においてアンモニアガスを含む気体を用いる場合、共振器に当該気体を曝露させる雰囲気圧力は１５０ＫＰａ〜１ＭＰａの範囲内であることが好ましい。なお、曝露工程を行う時間については、特に制限されるものではない。
【００５２】
〔３〕成膜工程
続く成膜工程では、上述した原子状窒素またはアンモニアガスを含む気体に曝しながら、共振器の光出射側の端面に１００〜６００℃（好ましくは４００〜６００℃）でＡｌＧａＯＮ膜を形成する。上述した曝露工程で用いた気体に共振器を曝露することなく成膜工程を行った場合には、得られた窒化物半導体レーザ素子はレーザ発振できない。
【００５３】
成膜工程において、ＡｌＧａＯＮ膜の形成のための原料ガスとして酸素を含むガスを用いることが好ましいが、原料ガスの酸素の含有量が多すぎると、取り扱い性が困難となる虞がある（たとえば、純度が９９．９％である酸素ガスを原料ガスとして用いると、ＡｌＧａＯＮ膜における酸素濃度を制御するためにはフルスケールが５ｃｃｍのマスフローコントローラを用いる必要があり、またＡｌＧａＯＮ膜における酸素濃度を低く制御することが困難となる）。
【００５４】
成膜工程において原料ガスとして用いられる前記酸素を含むガスは、アルゴン、ヘリウムまたは窒素を主成分とするガスであることが好ましい。中でも、取り扱い性の観点からは、アルゴンまたはヘリウムを主成分とする酸素との混合ガスを用いることがより好ましい（たとえば、窒素と酸素との混合ガスを用いた場合には、導入時に窒素と酸素とが反応して、ＡｌＧａＯＮ膜における酸素濃度を制御することが困難となる。）。なお、上述のように低い濃度に制御することは困難とはなるが、本発明において酸素ガスを原料ガスとして用いても勿論よい。
【００５５】
成膜工程ではまた、ＡｌＧａＯＮ膜を形成する材料としてＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を用いることが好ましい。また成膜工程では、ＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）は、電子ビームまたはレーザを用いて気化させることが好ましい。中でも、装置が故障しにくく、装置の稼働率が良好であることから、レーザを用いたレーザアブレーション法により、ＡｌxＯy（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．６）を気化させることが特に好ましい。
【００５６】
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法における上述した〔１〕〜〔３〕の工程は、従来公知の適宜の装置を用いて行うことができ、特に制限されるものではないが、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）装置を用いて行うことが好ましい。ここで「ＭＢＥ装置」とは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなどの固体材料と、Ｎ2に代表される気体材料を個別に制御して試料に供給でき、試料温度を２００℃以上に加熱でき、曝露工程（クリーニング）および成膜工程において成膜室内の雰囲気圧力（真空度）を１０-3Ｐａ以下に制御できる装置を指す。なお、ＭＢＥ装置を用いずに、マグネトロンスパッタ、ＥＣＲスパッタ法などの各種スパッタ法、ＣＶＤ（化学気相成長：Chemical Vapor Deposition）法、真空蒸着法、ＥＢ（電子ビーム：Electron Beam）蒸着法を用いてＡｌＧａＯＮ膜を設けるようにしても勿論よい。
【００５７】
なお、本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、上述した〔１〕〜〔３〕の工程によりＡｌＧａＯＮ膜３を形成する前の共振器２の製造（窒化物半導体成長層５の形成を含む）は、従来公知の適宜の手法を用いて基板上に形成することができ、特に制限されるものではない。図５〜図７には、ＡｌＧａＯＮ膜を形成する前の共振器２の製造過程を段階的に示している。まず、図５は、窒化物半導体ウエハ１７（後述するように、分割されて基板４となる）上に、上述したｎ型ＧａＮ層１１、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２、ｎ型ＧａＮガイド層１３、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層１４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５およびｐ型ＧａＮコンタクト層１６が積層されて形成された窒化物半導体成長層５が形成された状態を示す斜視図である。基板４上に窒化物半導体成長層５を形成する方法としては、特に制限されるものではなく、たとえばＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相蒸着：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ：Molecular Beam Epitaxy）法、ＨＶＰＥ（ハイドライドＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy）法などのエピタキシャル成長できる気相成長法が挙げられる。中でも、ＭＯＣＶＤ法によって窒化物半導体成長層５を形成することが好ましい。
【００５８】
具体的には、以下の手順による窒化物半導体成長層５の形成が例示される。まず、窒化物半導体ウエハ１７をＭＯＣＶＤ装置の成長炉内の所定のサセプタ上に設置し、キャリアガスとしてＨ2を流しながら昇温した後、原料としてアンモニア（ＮＨ3）、トリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ：ＴＭＧ）およびＳｉＨ4を成長炉内に供給し、ｎ型ＧａＮ層１１を成長させる。その後、ＴＭＧの供給量を減少し、Ａｌの原料としてトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ：ＴＭＡ）を成長炉内に供給して、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２を成長する。その後、ＴＭＡの供給を停止し、ＴＭＧの供給量を増加して、ｎ型ＧａＮガイド層１３を成長させる。
【００５９】
次に、以下の手順で活性層６を形成する。まず、ＴＭＧ、ＳｉＨ4の供給を停止して、キャリアガスをＨ2からＮ2に代え、サセプタ温度を昇温し、ＴＭＧを成長炉内に供給し、ＧａＮからなる下部ＧａＮ障壁層を成長させる。その後、インジウムの原料としてトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ：ＴＭＩ）を供給し、Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる井戸層を成長させる。次に、ＴＭＩの供給を停止し、ＴＭＧを供給しＧａＮからなる障壁層を成長させる。以下、同様にして井戸層と障壁層を、所望の井戸数に応じて交互に成長させる。最上層となる井戸層を形成後、ＴＭＧを成長炉内に供給し、上部ＧａＮ障壁層を成長させる。
【００６０】
ＭＱＷ構造の活性層６を形成後、サセプタ温度を昇温し、キャリアガスをＮ2からＨ2に代え、ＴＭＡおよびＴＭＧの供給量を増加し、ｐ型ドーパントであるＭｇの原料としてビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ2Ｈ5Ｃ5Ｈ4）2Ｍｇ：ＥｔＣｐ2Ｍｇ）を成長炉内に供給し、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層１４を成長させる。引き続き、ＴＭＡの供給量を減少し、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５を成長させ、次に、ＴＭＧの供給量を増加し、ＴＭＡの供給を停止し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６を成長させる。その後、ＴＭＧおよびＥｔＣｐ2Ｍｇの供給を停止して降温する。このような手順にて、図５に示したように窒化物半導体成長層５を窒化物半導体ウエハ１７上に形成することができる。
【００６１】
図６は、窒化物半導体成長層５に、リッジストライプ１８および電極（ｐ型電極１９、ｎ型電極２０）をさらに形成した状態を示す斜視図である。リッジストライプ１８は、通常のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５を部分的にエッチング除去し、方向（共振器方向）Ａに沿ってストライプ状に延びるように形成される。ドライエッチングに用いる反応性ガスとしては、特に制限されるものではないが、たとえばＳｉＣｌ4、ＢＣｌ3、Ｃｌ2などの塩素を含有するガスを好適に用いることができ、中でも、ＳｉＣｌ4が特に好ましい。
【００６２】
リッジストライプ１８を形成後、リッジストライプ１８上部を除く窒化物半導体成長層５の表面に、電流狭窄のため絶縁膜２１を設ける。絶縁膜２１を形成する材料は特に制限されないが、好適な例として酸化シリコンを挙げることができる。次に、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕを順次蒸着した後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６との間でオーミック接触が得られるように高温で電極の合金化を行い、図６に示すようにｐ型電極１９を形成する。
【００６３】
次に、窒化物半導体ウエハ１７の窒化物半導体成長層５が形成されていない側を研削、研磨により部分的に除去した後、ＨｆおよびＡｌからなるｎ型電極２０を形成し、窒化物半導体ウエハ１７との間でオーミック接触が得られるように高温で電極の合金化を行う。
【００６４】
図７は、図６に示した状態の窒化物半導体ウエハ１７を分割して、複数のレーザバー（上述してきた共振器２が複数連なった状態の構造物）２５を形成した状態を示す斜視図である。なお、図７では、各参照符号は省略して示している。窒化物半導体ウエハ１７の分割は、たとえばスクライブ装置を用い、リッジストライプ１８が延在する方向（上述した共振器方向Ａ）と垂直な方向に沿って劈開することで行う。この劈開により形成された端面が、互いに平行な共振器端面となる（そのうちの一方の端面が、ＡｌＧａＯＮ膜３を形成するための光出射側の端面２ａである）。
【００６５】
分割して得られた各レーザバー２５は、その共振器長（共振器方向Ａに沿った長さ）は、特に制限されない。本発明者らは、共振器長を０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍとした各場合について、本発明の窒化物半導体レーザ素子の作製を試みたが、いずれの場合も同様に良好な結果が得られた。
【００６６】
このようにして得られたレーザバー２５を、上述した〔１〕予備加熱工程、〔２〕曝露工程および〔３〕成膜工程を有する本発明の窒化物半導体レーザ素子１の製造方法に供することができる。上述したように、〔１〕〜〔３〕の工程は、たとえばＭＢＥ装置の成膜室内で行うことができる。図８は、レーザバー２５を、ＭＢＥ装置の成膜室内にセッティングした状態を模式的に示す図である。レーザバー２５は、光出射側の端面２ａとする側にＡｌＧａＯＮ膜を形成するための原料ガス（図８には、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ2）、原子状窒素（Ｎ2）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のみを示している）が供給されるように配置され、上述した〔１〕〜〔３〕の各工程を行う。
【００６７】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６８】
＜実施例１＞
以下のような手順に従って、図１および図２に示した窒化物半導体レーザ素子１を製造した。窒化物半導体ウエハ１７としては、１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃの濃度の酸素がドーピングされたｎ型ＧａＮ系のウエハを用いた。窒化物半導体ウエハ１７をＭＯＣＶＤ装置の成長炉内の所定のサセプタ上に設置し、キャリアガスとしてＨ2を５Ｌ／ｍｉｎ流しながら、サセプタ温度を１０５０℃まで昇温した。昇温後、原料としてアンモニア（ＮＨ3）３Ｌ／ｍｉｎ、トリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ：ＴＭＧ）を１００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＳｉＨ4を１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎとして成長炉内に供給し、ｎ型ＧａＮ層１１を１μｍ成長させた。その後、ＴＭＧを５０μｍｏｌ／ｍｉｎに減少し、Ａｌの原料としてトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ：ＴＭＡ）を４０μｍｏｌ／ｍｉｎとして成長炉内に供給して、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層１２を０．７μｍ成長させた。ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層１２の成長が終了すると、ＴＭＡの供給を停止し、ＴＭＧを１００μｍｏｌ／ｍｉｎに増加し、ｎ型ＧａＮガイド層１３を０．０５μｍ成長させた。
【００６９】
その後、ＴＭＧ、ＳｉＨ4の供給を停止して、キャリアガスをＨ2からＮ2に代え、サセプタ温度を７０℃まで昇温し、ＴＭＧを１５μｍ／ｍｉｎとして成長炉内に供給し、ＧａＮからなる２０ｎｍ厚の下部ＧａＮ障壁層を成長させた。次に、インジウムの原料としてトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ：ＴＭＩ）を５０μｍｏｌ／ｍｉｎ供給し、Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる４ｎｍ厚の井戸層を成長させた。次に、ＴＭＩの供給を停止し、ＴＭＧを１５μｍ／ｍｉｎ供給しＧａＮからなる８ｎｍ厚の障壁層を成長させた。以下、同様にして４ｎｍ厚の井戸層と８ｎｍ厚の障壁層を、井戸層／障壁層／井戸層の順で成長させた。引き続き、ＴＭＧを１５μｍｏｌ／ｍｉｎで成長炉内に供給し、５０ｎｍの上部ＧａＮ障壁層を成長させた。このようにして、下部ＧａＮ障壁層／井戸層／障壁層／井戸層／障壁層／井戸層／上部ＧａＮ障壁層の順でＭＱＷ構造を備える活性層６を形成した。
【００７０】
ＭＱＷ構造の活性層６を形成後、サセプタ温度１０５０℃まで昇温し、キャリアガスをＮ2からＨ2に代え、ＴＭＡの供給量を１２０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＧの供給量を１００μｍｏｌ／ｍｉｎに増加し、ｐ型ドーパントであるＭｇの原料としてビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ2Ｈ5Ｃ5Ｈ4）2Ｍｇ：ＥｔＣｐ2Ｍｇ）を１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎで成長炉内に供給し、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアブロック層１４を２０ｎｍ成長させた。引き続き、ＴＭＡの供給を５０μｍｏｌ／ｍｉｎに減少し、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１５を０．５μｍ成長させ、次に、ＴＭＧの供給を１００μｍｏｌ／ｍｉｎに増加し、ＴＭＡの供給を停止し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６を０．１μｍ成長させた。その後、ＴＭＧおよびＥｔＣｐ2Ｍｇの供給を停止して降温した。このようにして、図５に示したような窒化物半導体成長層５を形成した窒化物半導体ウエハ１７を得た。
【００７１】
次に、通常のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて、幅略２μｍのリッジストライプ構造を形成するように、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６とｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１５をエッチングして除去して、リッジストライプ１８を形成した。ドライエッチングの反応性ガスとしてはＳｉＣｌ4を用いた。リッジストライプ１８の形成後、リッジストライプ１８の上部を除く窒化物半導体成長層５の表面に、酸化シリコンからなる絶縁層２１を形成した。次に、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕを順次蒸着した後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６との間でオーミック接触が得られるように高温で電極の合金化を行い、ｐ型電極１９を形成した。さらに、窒化物半導体ウエハ１７の窒化物半導体成長層５が形成されていない側を研削および研磨により部分的に除去して窒化物半導体ウエハ１７の厚みを１００μｍ程度にまで薄くした。その後、窒化物半導体ウエハ１７の窒化物半導体成長層５が形成されていない側に、ＨｆおよびＡｌからなるｎ型電極２０を形成し、窒化物半導体ウエハ１７との間でオーミック接触が得られるように高温で電極の合金化を行った。このようにして、図６に示したようなリッジストライプ１８および電極をさらに形成した状態の窒化物半導体ウエハ１７を得た。
【００７２】
次に、スクライブ装置を用いて、リッジストライプ１８が延在する方向と垂直な方向に沿って窒化物半導体ウエハ１７を劈開して、共振器長０．６ｍｍのレーザバー２５を作製した（図７を参照）。
【００７３】
こうして得られたレーザバー２５を、図８に示すようにＭＢＥ装置の成膜室内にセッティングした。まず、成膜室内の雰囲気圧力（真空度）を１０-6Ｐａとし、３００℃にまで予備加熱した（予備加熱工程）。次に、成膜室内の雰囲気圧力（真空度）を１０-4Ｐａとし、ＲＦガンを通して純度が９９．９９％の原子状窒素を構成成分とする気体を導入し、６００℃にまで加熱して６００℃で１０分間保持した（曝露工程）。なお、気体の分光分析を行ったところ、７４７ｎｍに鋭いピークを持っており、当該気体に原子状窒素が含まれていることを確認した。また、Ｑ−ｍａｓｓでも、当該気体中に原子状窒素が含まれていることを確認した。
【００７４】
その後、原子状窒素に曝露させた状態で、レーザバー２５を５８０℃の温度に安定させ、ＡｌセルおよびＧａセルのシャッタを開け、酸素濃度が０．１％であるアルゴン−酸素混合気体をＲＦガンを通して導入した。これによって、Ａｌ、Ｇａ、ＮおよびＯを共振器の光出射側の端面２ａに供給し、ＡｌＧａＯＮ膜３としてアンドープのＡｌ0.05Ｇａ0.95ＯＮ膜を１００ｎｍ厚で形成した（成膜工程）。次に、Ｇａのシャッタを閉じると同時に窒素の導入を停止して、ＡｌＧａＯＮ膜３上に酸化アルミニウム膜を７６ｎｍ厚で形成した。その後、降温し、レーザバー２５をＭＢＥ装置から取り出した。
【００７５】
次に、共振器２のＡｌＧａＯＮ膜３を設けた側とは反対側の端面２ｂ（光反射側の端面）に、まず、６ｎｍの窒化アルミニウム膜３２を設け、次に８０ｎｍの酸化アルミニウム膜３３を設けた後、１７１ｎｍの酸化シリコン膜および４６ｎｍの酸化チタン膜を１ペアとして、４ペア分積層させた後、最表面に１４２ｎｍの酸化シリコン膜３４を形成した。このようにして、反射率９５％のＨＲコーティング膜を形成した。その後、スクライブ装置を用いて、リッジストライプ１８が延在する方向に沿って分割して、本発明の窒化物半導体レーザ素子１を作製した。このようにして得られた窒化物半導体レーザ素子１を、レーザパッケージ内に密封封止して実装し、窒化物半導体レーザ装置を作製した。
【００７６】
得られた窒化物半導体レーザ素子におけるＡｌＧａＯＮ膜について、膜の深さ方向に関するＳＩＭＳ分析を行ったところ、ＡｌＧａＯＮ膜中において１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃの酸素が検出され、また、当該ＡｌＧａＯＮ膜と共振器の光出射側の端面との間の界面にも１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃの酸素が検出された（図３を参照）。この界面を断面ＴＥＭにより観察したところ、転位線は観察されなかった。また、ＡｌＧａＯＮ膜中における酸素原子濃度を測定したところ、１０％であった。なお、形成されたＡｌＧａＯＮ膜の結晶状態をＸ線回折法により確認したところ、単結晶であった。
【００７７】
また、上述したように作製された窒化物半導体レーザ素子について、８０℃、ＣＷ１００ｍＷ、３００ｈエージング試験を行った。共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＯＮ膜が形成されている本発明の窒化物半導体レーザ素子は、エージング処理前のＣＯＤレベル値は５００ｍＷ程度であり、エージング処理後でも４５０ｍＷ程度であった。このように、エージング処理によりＣＯＤレベルは殆ど劣化していなかった。また、エージング処理の前後いずれの場合でも窒化物半導体レーザ素子は熱飽和しており、共振器の光出射側の端面のＣＯＤ破壊は見れなかった。
【００７８】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして作製したレーザバーをＭＢＥ装置に導入後、雰囲気圧力を低下せずに予備加熱を行ったこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【００７９】
＜実施例３＞
Ａｌ0.2Ｇａ0.8ＯＮという組成にてＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【００８０】
＜実施例４＞
ヘリウムを主成分ガスとするヘリウム−酸素混合ガスを原料ガスとして用いてＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【００８１】
＜実施例５＞
窒素ガスを主成分とする窒素−酸素混合ガスを原料ガスとして用いてＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【００８２】
＜実施例６＞
純度が９９．９％である酸素ガスを原料ガスとして用いてＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【００８３】
＜実施例７＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に酸化アルミニウム膜を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８４】
＜実施例８＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化シリコン膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８５】
＜実施例９＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化チタン膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８６】
＜実施例１０＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化ハフニウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８７】
＜実施例１１＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化ジルコニウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８８】
＜実施例１２＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化ニオブ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００８９】
＜実施例１３＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化タンタル膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９０】
＜実施例１４＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、酸化イットリウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９１】
＜実施例１５＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、フッ化マグネシウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られず、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子と同等の特性が得られた。
【００９２】
＜実施例１６＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、フッ化カルシウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９３】
＜実施例１７＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、フッ化ランタン膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９４】
＜実施例１８＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、フッ化リチウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９５】
＜実施例１９＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、窒化アルミニウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られず、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子と同等の特性が得られた。
【００９６】
＜実施例２０＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、窒化アルミニウムガリウム膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られず、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子と同等の特性が得られた。
【００９７】
＜実施例２１＞
ＡｌＧａＯＮ膜上に、窒化シリコン膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、酸化アルミニウム膜を形成した実施例１の窒化物半導体レーザ素子の方が特性は優れていた。
【００９８】
＜実施例２２＞
窒化物半導体ウエハとして、ＳｉがドーピングされたＧａＮ系のウエハを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、ＡｌＧａＯＮ膜が剥れた素子が存在し、歩留りが若干悪かった。
【００９９】
＜実施例２３＞
図４に示した成膜シーケンスに従って曝露工程および成膜工程を行い、膜中の酸素濃度が、共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化するＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。
【０１００】
まず、ＭＢＥ装置内の雰囲気圧力（真空度）を１０-6Ｐａとして、成膜室内のレーザバーを常温から３００℃にまで予備加熱した。次に、雰囲気圧力を１０-4Ｐａとして純度９９．９９％である原子状窒素をＲＦガンを通して導入し、６００℃にまで加熱して６００℃で１０分間保持した。その後、５８０℃で安定させた状態でＡｌセルおよびＧａセルのシャッタを開け、酸素濃度が０．１％であるアルゴン−酸素混合気体をＲＦガンを通して導入することによりＧａおよびＡｌを端面に供給した後、ガスセルより酸素を導入しＡｌＧａＯＮを６００℃にて成膜した。その際、チャンバに導入する酸素量は徐々に増やしていき、窒素量は徐々に減らしていった。さらにＡｌＧａＯＮの層厚が１００ｎｍになった際に窒素量をゼロとしてＧａセルのシャッタを閉じることにより窒素とＧａの供給を停止した。その後、Ａｌ2Ｏ3膜を１６０ｎｍ厚で成膜した。次に、降温し、レーザバーをＭＢＥ装置より取り出した。
【０１０１】
得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかったが、歩留りが若干悪かった。
【０１０２】
＜実施例２４＞
曝露工程および成膜工程において、原子状窒素の代わりにアンモニアガスを含む気体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【０１０３】
＜実施例２５＞
成膜工程において、レーザアブレーション法に代えて電子ビーム法を用いてＡｌＧａＯＮ膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルの劣化は見られなかった。
【０１０４】
＜比較例１＞
実施例１と同様にして作製したレーザバーをＭＢＥ装置に導入後、昇温せずに、純度が９９．９９％の原子状窒素を構成成分とする気体を導入し、ＡｌＧａＯＮ膜の形成開始後に温度を５８０℃にまで昇温したこと以外は実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルは低下していた。
【０１０５】
＜比較例２＞
実施例１と同様にして作製したレーザバーをＭＢＥ装置に導入後、成膜室内の雰囲気圧力（真空度）を１０-6Ｐａとし、予備加熱を行うことなく６００℃にまで昇温した後、純度が９９．９９％の原子状窒素を構成成分とする気体を導入し、５８０℃に温度を保持してＡｌＧａＯＮ膜の形成を行ったこと以外は実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、エージング処理前のＣＯＤレベル（初期ＣＯＤレベル）が低下していた。また、エージング処理後のＣＯＤレベルも低下していた。
【０１０６】
＜比較例３＞
実施例１と同様にして作製したレーザバーをＭＢＥ装置に導入後、予備加熱を行うことなく、純度が９９．９９％の原子状窒素を構成成分とする気体を導入しながら温度を６５０℃にまで上昇し、５８０℃に温度を保持してＡｌＧａＯＮ膜の形成を行ったこと以外は実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子は、電極が劣化し、素子抵抗が上昇していた。
【０１０７】
＜比較例４＞
５０℃で成膜工程を行ったこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルは低下していた。なお、形成されたＡｌＧａＯＮ膜の結晶状態をＸ線回折法により確認したところ、アモルファスであった。
【０１０８】
＜比較例５＞
曝露工程において原子状窒素を導入しなかったこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子は、レーザ発振しなかった。
【０１０９】
＜比較例６＞
原子状窒素に曝し続けることなく成膜工程を行ったこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子は、レーザ発振しなかった。
【０１１０】
＜比較例７＞
成膜工程において酸素を導入せず、ＡｌＧａＯＮ膜を形成する代わりにＡｌＧａＮ膜を共振器の光出射側の端面に形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルは低下していた。なお、本比較例で形成したＡｌＧａＮ膜について、膜の深さ方向に関するＳＩＭＳ分析を行ったところ、ＡｌＧａＮ膜中からは酸素は検出されなかったが、ＡｌＧａＮ膜と共振器の光出射側の端面との間の界面には１Ｅ１８ａｔｏｍｓ／ｃｃの酸素が残留していた（図９を参照）。また、断面ＴＥＭ観察を行ったところ、端面付近で転位線が集中して観察された。
【０１１１】
＜比較例８＞
成膜工程においてＡｌＧａＯＮ膜を形成する代わりにＡｌＮ膜を形成し、その上にＡｌＧａＯＮ膜（Ａｌ0.05Ｇａ0.95ＯＮ）を形成したこと以外は、実施例１と同様にして窒化物半導体レーザ素子を作製した。得られた窒化物半導体レーザ素子について、実施例１と同様にエージング試験を行ったところ、ＣＯＤレベルは低下していた。
【０１１２】
今回開示された実施の形態、実施例および比較例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の好ましい一例の窒化物半導体レーザ素子１を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい一例の窒化物半導体レーザ素子１を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の窒化物半導体レーザ素子１におけるＡｌＧａＯＮ膜３について、膜の深さ方向にＳＩＭＳによる分析を行った結果を示すグラフである。
【図４】膜中の酸素濃度が、共振器に隣接する側から離反するにつれて多くなるように変化するＡｌＧａＯＮ膜を形成する場合の成膜シーケンスである。
【図５】上述したｎ型ＧａＮ層１１、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２、ｎ型ＧａＮガイド層１３、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層１４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１５およびｐ型ＧａＮコンタクト層１６が積層されて形成された窒化物半導体成長層５が形成された状態の窒化物半導体ウエハ１７を示す斜視図である。
【図６】窒化物半導体成長層５に、リッジストライプ１８および電極をさらに形成した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示した状態の窒化物半導体ウエハ１７を分割して、複数のレーザバー（共振器２）を形成した状態を示す斜視図である。
【図８】レーザバー（共振器２）を、ＭＢＥ装置の成膜室内にセッティングした状態を模式的に示す図である。
【図９】共振器の光出射側の端面にＡｌＧａＮ膜を設けた場合に、当該ＡｌＧａＮ膜の深さ方向にＳＩＭＳによる分析を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１４】
１  窒化物半導体レーザ素子、２  共振器、２ａ  共振器端面、３  ＡｌＧａＯＮ膜、４  基板、５  窒化物半導体成長層、６  活性層、１１  ｎ型ＧａＮ層、１２  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、１３  ｎ型ＧａＮガイド層、１４  ｐ型キャリアブロック層、１５  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、１６  ｐ型ＧａＮコンタクト層、１７  窒化物半導体ウエハ、１８  リッジストライプ、１９  ｐ型電極、２０  ｎ型電極、２１  絶縁膜、２５  レーザバー、３２  窒化アルミニウム膜、３３  酸化アルミニウム膜、３４  酸化シリコン膜、４１  被覆膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004979011.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004979011.tif 000007
【図７】
0004979011.tif 000008
【図８】
0004979011.tif 000009
【図９】
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