(57)【要約】【課題】窒化物半導体レーザ素子の高光出力時の長期安定動作を実現させる。【解決手段】窒化物半導体レーザ素子では、基板１０上に窒化物半導体の多層膜１００が設けられている。窒化物半導体の多層膜１００は、発光層を含み、互いに略平行な２つのへき開面を有している。へき開面はどちらもレーザ共振器の端面であり、レーザ共振器の端面にはその端面に接するように保護膜７０がそれぞれ設けられている。そして、レーザ共振器の少なくとも一方の端面と保護膜７０との界面におけるシリコン密度が５×１０１９atoms/cm3以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられているとともに発光層を含む窒化物半導体の多層膜とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、
前記窒化物半導体の多層膜は、互いに略平行な２つのへき開面を有し、
前記へき開面は、どちらも、レーザ共振器の端面であり、
前記レーザ共振器の前記端面には、それぞれ、前記端面に接するように保護膜が設けられており、
前記レーザ共振器の少なくとも一方の前記端面と前記保護膜との界面におけるシリコン密度が５×１０１９atoms/cm3以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
二次イオン質量分析法において前記界面付近に得られたシリコン密度のピークの面積を算出した場合には、前記界面における単位面積当たりのシリコン密度が７×１０１３atoms/cm２以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記保護膜は、少なくともアルミニウムを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記保護膜は、酸化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記保護膜は、酸窒化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
基板上に、発光層を含む窒化物半導体の多層膜を形成する工程（ａ）と、
前記窒化物半導体の多層膜の上面上および前記基板の下面上のうちの少なくとも一方にシートを固定した後、前記窒化物半導体の多層膜および前記基板をへき開してレーザ共振器の端面を形成する工程（ｂ）と、
前記レーザ共振器の前記端面をそれぞれ洗浄する工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）の後、前記レーザ共振器の前記端面上にそれぞれ保護膜を形成する工程（ｄ）とを備え、
前記工程（ｂ）では、シリコンを含んでいないシートを前記シートとして用い、
前記工程（ｃ）では、前記レーザ共振器の少なくとも一方の前記端面におけるシリコン密度が５×１０１９atoms/cm3以下となるように、前記端面を洗浄することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｃ）では、ヘキサンを用いて前記レーザ共振器の前記端面をそれぞれ洗浄することを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｃ）では、紫外線およびオゾンを用いて前記レーザ共振器の前記端面をそれぞれ洗浄することを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）では、シリコンの密度が３×１０１７atoms/cm3以下である窒化物半導体基板を前記基板として用いることを特徴とする請求項６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窒化物半導体レーザ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種半導体レーザ素子の高出力化が強く要望されるようになり、その耐光技術が各種半導体レーザ素子の性能を保証する重要なキーファクターとなっている。
【０００３】
例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとするＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料（ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ(０≦ｘ≦１, ０≦ｙ≦１)）を用いて製造される青紫色半導体レーザは、光ディスク装置による超高密度記録を実現させるためのキーデバイスであり、現在、実用レベルに達しつつある。青紫色半導体レーザの高出力化は、光ディスクの高速書き込みを可能にするのみならず、レーザディスプレーへの応用などの新たな技術分野の開拓に必須の技術である。
【０００４】
近年、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）系材料で構成される赤外及び赤色半導体レーザ素子においては、レーザ共振器の端面付近で不純物を選択的に活性層に拡散させることで、活性層の禁制帯幅（バンドギャップエネルギー）をレーザ共振器の端面付近のみで拡大してその端面での光の吸収および発熱を低減させるという端面窓構造が採用されており、赤外及び赤色半導体レーザ素子の高出力ならびに高信頼化が実現されている。
【０００５】
一方、ＧａＮ系材料では、不純物拡散により前記端面窓構造を形成することが容易ではないので、レーザ共振器の端面に形成する誘電体からなる端面保護膜（コート膜）の材料が重要になる。
【０００６】
ＧａＮ系レーザ素子の端面保護膜に関しては、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を採用することで、ＧａＮと保護膜の材料との熱膨張係数の差を小さくしてレーザ共振器の端面への保護膜の密着性を向上させる試みが、例えば、特許文献１等に開示されている。
【０００７】
また、保護膜をレーザ共振器の端面に形成する前にレーザ共振器の端面を希ガスと窒素ガスとの混合ガスでプラズマ処理することで、レーザ共振器の端面に形成された自然酸化膜の除去およびプラズマダメージの緩和（窒素補償）を図る試みが、例えば、特許文献２等に開示されている。
【０００８】
さらに、保護膜を２層で構成し、具体的には、レーザ共振器の端面に接するように単結晶膜を形成し、その単結晶膜上にアモルファス膜を形成することで、半導体層と保護膜との界面反応を抑制し且つレーザ共振器の端面への保護膜の密着性を向上させる試みが、例えば、特許文献３等に開示されている。
【０００９】
さらには、保護膜を酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）膜とすることで、保護膜をアモルファス膜とする場合に比べて保護膜の結晶性を向上させ、且つ、酸素が保護膜中を透過することを抑制させる試みが、例えば、特許文献４等に開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１０９７３７号公報
【特許文献２】特開２００７−５９７３２号公報
【特許文献３】特開２００７−５９８９７号公報
【特許文献４】特開２００７−２７３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＧａＮ系レーザ素子を高出力で安定して動作させるためには、レーザ共振器の端面における非発光再結合による光の吸収を低減させ、且つ、高光出力に耐えうる安定な端面保護膜を形成する必要がある。
【００１１】
我々が鋭意検討を重ねた結果、レーザ共振器の端面と保護膜との界面に形成されるシリコン（Ｓｉ）の凝集（パイルアップ）がＧａＮ系レーザ素子の高出力且つ安定な動作に大きな影響を与えており、このＳｉ量を少なく抑えることがＧａＮ系レーザ素子の高信頼性を実現させるために非常に重要であることを見いだした。また、上記Ｓｉのパイルアップは、従来のＧａＡｓ系赤外及び赤色半導体レーザ素子では顕著ではなかったが、ＧａＮ系レーザ素子では顕著に出現することもわかった。この詳細な機構は不明であるが、ＧａＮ系レーザ素子のレーザ共振器の端面では、窒素原子（Ｎ）が欠落して空孔のような点欠陥が形成されており、この点欠陥にＳｉが結合しやすいためにＳｉパイルアップが顕著になるという可能性が推測される。
【００１２】
次に、上記Ｓｉパイルアップが生じた場合のＧａＮ系レーザ素子の信頼性について詳述する。
【００１３】
レーザ共振器の端面と保護膜との界面にＳｉパイルアップが生じると、Ｓｉ自身がアモルファス的であるためレーザ光（波長４０５ｎｍ帯）を吸収する。また、Ｓｉは、保護膜の形成時に残留する酸素と容易に結合して酸素が欠損した酸化シリコン（ＳｉＯｘ）（０＜ｘ＜２）を形成する可能性があり、酸素が欠損した酸化シリコンもレーザ光を吸収する。レーザ共振器の端面と保護膜との界面にレーザ光を吸収する媒体が形成されれば、ＧａＮ系レーザ素子を高光出力で動作させた場合にその界面では光吸収に起因して局所的に発熱が起こる。このため、ＧａＮ系レーザ素子の動作を継続させると、レーザ共振器の端面の劣化が徐々に進行し、光学的突然破壊（ＣＯＤ；Catastrophic Optical Damage）のレベルが低下し、その結果、ＣＯＤのレベルがＧａＮ系レーザ素子を動作させるために必要な光出力レベルに到達した時点でレーザ共振器の端面においてＣＯＤが発生し、駆動電流の急増に伴ってＧａＮ系レーザ素子が頓死に到ることになる。
【００１４】
そのため、上記特許文献１に記載されている従来技術のＳｉＮ保護膜では、レーザ共振器の端面にＳｉが接することになるので、その端面と保護膜との界面において上記Ｓｉパイルアップが顕著になることが推測され、ＧａＮ系レーザ素子の高出力化に対する信頼性に危惧がある。
【００１５】
また、上記特許文献２に記載されている従来技術では、保護膜を形成する前にレーザ共振器の端面を清浄化させることによりＧａＮ系レーザ素子の高信頼化を目指している。しかしながら、上記特許文献２は上記Ｓｉパイルアップに言及しておらず、清浄化工程もしくはその前後の工程において、Ｓｉパイルアップを抑制する手立てをしないと、ＧａＮ系レーザ素子の高出力化に伴いその信頼性が低下する虞がある。
【００１６】
さらに、上記特許文献３及び４に記載されている従来技術では、レーザ共振器の端面に接する保護膜を単結晶膜及びＡｌＯＮ膜としてレーザ光に対する耐光性を強化することを目指しているが、上記特許文献３及び４は上記Ｓｉパイルアップに言及していない。よって、上記特許文献３及び４に記載されている従来技術では、上記特許文献２で触れた理由と同じ理由からＧａＮ系レーザ素子の高出力化に対する信頼性が危惧される。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高出力動作での長期信頼性を保証し、高歩留まりで製造されうる窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の窒化物半導体レーザ素子では、基板上に窒化物半導体の多層膜が設けられている。窒化物半導体の多層膜は、発光層を含み、互いに略平行な２つのへき開面を有している。へき開面はどちらもレーザ共振器の端面であり、レーザ共振器の端面にはその端面に接するように保護膜がそれぞれ設けられている。そして、レーザ共振器の少なくとも一方の端面と保護膜との界面におけるシリコン密度が５×１０１９atoms/cm3以下である。
【００１９】
このように、本発明の窒化物半導体レーザ素子では、レーザ共振器の端面と保護膜との界面におけるシリコンの密度が従来に比べて小さい。よって、その界面における光の吸収を抑制することができるので、界面の劣化を防止でき、その結果、ＣＯＤレベルの低下を抑制することができる。
【００２０】
本発明の窒化物半導体レーザ素子では、二次イオン質量分析法において界面付近に得られたシリコン密度のピークの面積を算出した場合には、界面における単位面積当たりのシリコン密度が７×１０１３atoms/cm２以下であることが好ましい。これにより、レーザ共振器の端面と保護膜との界面における光の吸収をさらに抑制できるので、ＣＯＤレベルの低下をさらに抑制することができる。
【００２１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子では、保護膜は、少なくともアルミニウムを含んでいることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム膜または酸窒化アルミニウム膜である。これにより、窒化物半導体レーザ素子の製造中（例えばプラズマクリーニング中）にレーザ共振器の端面にＳｉが付着することを抑制することができる。
【００２２】
このような窒化物半導体レーザ素子は、以下に示す方法を用いて製造されることが好ましい。具体的には、基板上に、発光層を含む窒化物半導体の多層膜を形成する工程（ａ）と、窒化物半導体の多層膜の上面上および基板の下面上のうちの少なくとも一方にシートを固定した後、窒化物半導体の多層膜および基板をへき開してレーザ共振器の端面を形成する工程（ｂ）と、レーザ共振器の端面をそれぞれ洗浄する工程（ｃ）と、工程（ｃ）の後、レーザ共振器の端面上に保護膜をそれぞれ形成する工程（ｄ）とを備えている。ここで、工程（ｂ）では、シリコンを含んでいないシートを前記シートとして用い、工程（ｃ）では、レーザ共振器の少なくとも一方の端面におけるシリコン密度が５×１０１９atoms/cm3以下となるようにその端面を洗浄する。
【００２３】
この方法に従って窒化物半導体レーザ素子を製造すると、シート中のシリコンがレーザ共振器の端面に付着することを抑制できる。
【００２４】
上記窒化物半導体レーザ素子の製造方法では、工程（ｃ）では、ヘキサンを用いてレーザ共振器の端面を洗浄してもよく、または、紫外線およびオゾンを用いてレーザ共振器の端面を洗浄してもよい。この洗浄により、レーザ共振器の端面に付着しているシリコンをその端面から除去することができる。
【００２５】
また、上記窒化物半導体レーザ素子の製造方法では、工程（ａ）では、シリコンの密度が３×１０１７atoms/cm3以下である窒化物半導体基板を基板として用いても良い。これにより、基板からレーザ共振器の端面に付着するシリコンの量を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高出力動作時の長期信頼性が大幅に改善され、歩留まり良く窒化物半導体レーザ素子を製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本願発明者らは、窒化物半導体レーザ素子において特に高出力動作の長期信頼性を保証する量産レベルでの検討を突き詰めた結果、レーザ共振器の端面とその端面に接する誘電体保護膜との界面におけるＳｉパイルアップ量を制限することで窒化物半導体レーザ素子の長期信頼性を保証できることを見出し、本発明を想到するに到った。
【００２８】
以下、本発明による窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明する。
【００２９】
まず、本発明では、窒化物半導体基板（基板）の表面（Ｇａ面）上に、エピタキシャル成長技術を用いた公知の半導体成長法により、半導体積層構造（窒化物半導体の多層膜）を形成する。半導体積層構造は、ｐ型領域およびｎ型領域を含む。また、半導体積層構造は、ダブルヘテロ構造と、光および電流を一定空間内に閉じこめるための構造とを含むことになる。
【００３０】
窒化物半導体基板の表面に半導体積層構造中のｐ型領域に電気的に接続するｐ側電極を形成した後、窒化物半導体基板の裏面にｎ側電極を形成する。
【００３１】
好ましい実施形態において、ｐ側電極は、半導体積層構造中のｐ型領域に接する箇所を有するコンタクト電極、および、コンタクト電極に電流を供給するための配線電極で構成されている。尚、半導体積層構造の上面上には絶縁膜が配置されており、絶縁膜には開口が形成されており、上記コンタクト電極は絶縁膜の開口においてｐ型領域と接している。このように、本発明による窒化物半導体レーザ素子では、ｐ側電極のコンタクト電極が反動体積層構造中のｐ型領域と部分的に接しているので、電流が絶縁膜で狭窄された状態で半導体積層構造に注入され、その結果、電流密度が増加する。よって、本発明による窒化物半導体レーザ素子は、レーザ光を発振させやすいように構成されている。
【００３２】
また、レーザ光を発振させるためには光を増幅させるレーザ共振器が必要であるが、例えば、窒化物半導体基板を含む半導体積層構造をへき開させることにより互いに略平行なレーザ共振器の端面を形成することができる。
【００３３】
好ましい実施形態において、レーザ共振器の端面は誘電体からなる保護膜で覆われているので、レーザ共振器の端面が外気に暴露されることを防止でき、且つ、その端面での反射率を任意に調整できる。
【００３４】
本願発明者らの実験によれば、上記の構成において、レーザ共振器の端面と保護膜との界面に形成されるＳｉパイルアップ量を制限することで、レーザ共振器の端面におけるレーザ光の吸収に起因するその端面の劣化を抑制できることが分かっている。例えば、レーザ共振器の端面と保護膜との界面におけるＳｉ密度が５×１０１９atoms/cm3以下であることが好ましいことが分かっている。さらには、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）分析してレーザ共振器の端面と保護膜との界面付近に得られたシリコン密度のピークの面積を算出した場合には、その界面における単位面積当たりのシリコン密度が７×１０１３atoms/cm２以下であることが好ましいことが分かっている。また、保護膜が少なくともＡｌを含むこと、具体的にはＡｌＯ膜またはＡｌＯＮ膜で構成されることが好ましいことが分かっている。
【００３５】
上記構成を有する窒化物半導体レーザ素子では、高出力動作を長期保証でき、歩留まりが大幅に改善され低コストでの量産が可能となる。
【００３６】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら、本発明による窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法の第１の形態を説明する。
【００３７】
まず、図１を参照する。図１は、本実施形態の窒化物半導体レーザ素子の断面を模式的に示している。図１に示されている窒化物半導体レーザ素子の断面はレーザ共振器の端面に平行な面であり、共振器長方向はこの断面に直交している。
【００３８】
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、ｎ型不純物（Ｓｉ）が約１×１０１８atoms/cm3程度にドープされたｎ型ＧａＮ基板（厚さが８０μｍ）１０と、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面（Ｇａ面）に設けられた半導体積層構造１００とを備えている。
【００３９】
半導体積層構造１００は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２、ｎ型ＧａＮ光ガイド層１４、ＩｎＧａＮ多重量子井戸層１６、ＩｎＧａＮ中間層１８、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層２０、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４及びｐ型ＧａＮコンタクト層２６を含んでいる。
【００４０】
本実施形態における半導体積層構造１００を構成する各窒化物半導体層中の不純物および不純物濃度（ドーパント濃度）ならびに各窒化物半導体層の厚さは、以下の表１に示すとおりである。
【００４１】
【表１】
2009231696.tif 000003
【００４２】
なお、表１に示す不純物の材料、不純物濃度および各窒化物半導体層の厚さは、一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。また、ＩｎＧａＮ中間層１８は、Ｉｎ組成の相異なる多重層であってもよく、この場合、好ましくはＩｎＧａＮ多重量子井戸層１６の活性層に近い方がＩｎ組成が大きくなるように配置されている。
【００４３】
半導体積層構造１００のうち、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６及びｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４は、共振器長方向に沿って延びるリッジストライプ形状に加工されている。リッジストライプ部の幅は例えば１．４μｍ程度であり、レーザ共振器の長さは例えば８００μｍである。チップ幅（図２において、各窒化物半導体層に平行な方向の素子サイズ）は、例えば１５０μｍである。
【００４４】
半導体積層構造１００の上面のうちリッジストライプの上面を除く部分は、絶縁膜３０に被覆されており、絶縁膜３０には、リッジストライプの上面を露出させるストライプ状の開口部が形成されている。ｐ型ＧａＮコンタクト層２６の表面は絶縁膜３０の開口部においてｐ側コンタクト電極（Ｐｄ／Ｐｔ）３２に接触しており、ｐ側コンタクト電極３２の上面を覆うようにｐ側配線電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）３４が配置されている。
【００４５】
ｎ型ＧａＮ基板１０の裏面は、ｎ側電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）３６に接している。
【００４６】
以下、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の好ましい製造方法を説明する。
【００４７】
まず、公知の方法で作製されたｎ型ＧａＮ基板１０を用意する。ｎ型ＧａＮ基板１０の厚さは、例えば約３００μｍ程度である。ｎ型ＧａＮ基板１０の表面は、研磨加工により平坦化されている。
【００４８】
次に、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面に、半導体積層構造１００を形成する（工程（ａ））。半導体積層構造１００の形成は、公知のエピタキシャル成長技術を用いて行うことができる。例えば、以下のようにして各窒化物半導体層を成長させる。
【００４９】
まず、ｎ型ＧａＮ基板１０を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ；Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）装置のチャンバ内に挿入する。この後、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面に対して５００〜１１００℃程度の熱処理（サーマルクリーニング）を行う。この熱処理は、例えば８００℃で１分以上、望ましくは５分以上行う。この熱処理を行っている間、窒素原子（Ｎ）を含むガス（Ｎ２、ＮＨ３、ヒドラジンなど）をチャンバ内に流すことが好ましい。
【００５０】
その後、反応炉を約１０００℃に温度制御して、原料ガスとしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ；trimethylgallium）、アンモニアガス（ＮＨ３）およびトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ；trimethylaluminum）を反応炉に供給し、キャリアガスである水素ガスと窒素ガスとを同時に反応炉に供給するとともに、ｎ型ドーパントとしてシランガス（ＳｉＨ４）を反応炉に供給する。これにより、厚さが約１．５μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０１７atoms/cm3のＡｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎからなるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２を成長させる。その後、厚さが約１６０ｎｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０１７atoms/cm3のＧａＮからなるｎ型ＧａＮ光ガイド層１４を成長させた後、温度を約８００℃まで降温して、キャリアガスを水素ガスから窒素ガスに変更して、トリメチルインジウム（ＴＭＩ;trimethylindium）とＴＭＧとを反応炉に供給して、膜厚が約７ｎｍのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる量子井戸（２層）および膜厚が約１３ｎｍのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎバリア層（１層）からなるＩｎＧａＮ多重量子井戸層１６を成長させる。その後、Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９ＮからなるＩｎＧａＮ中間層１８を成長させる。このＩｎＧａＮ中間層１８はその上に形成するｐ型の窒化物半導体層（ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層２０）からＩｎＧａＮ多重量子井戸層１６へのｐ型ドーパント（Ｍｇ）拡散を大幅に抑制し、これにより、結晶成長が終了してからでもＩｎＧａＮ多重量子井戸層１６を高品質に維持することができる。
【００５１】
次に、再び反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温させ、キャリアガスに水素ガスも導入して、ｐ型ドーパントであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）ガスを反応炉に供給しながら、膜厚約２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０１９atoms/cm3のＡｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎからなるｐ型ＡｌＧａＮキャップ層２０を成長させる。
【００５２】
次に、厚さが約０．５μｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０１９atoms/cm3のＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４を成長させる。最後に、厚さが約０．１μｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０２０atoms/cm3のｐ型ＧａＮコンタクト層２６を成長させる。
【００５３】
次に、半導体積層構造１００の上面にｐ側電極を形成する。まず、半導体積層構造１００の上面にプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置などで絶縁膜を堆積させる。この絶縁膜はドライエッチングのマスクになるため、絶縁膜の材料としてＳｉＯ２などの耐ドライエッチング性の高い材料を選択することが好ましい。その後、フォトリソグラフィー技術とフッ酸処理とで上記絶縁膜を幅１．４μｍのストライプ状に加工する。続いて、このストライプ状の絶縁膜をマスクとして、ドライエッチング装置でｐ型窒化物半導体層（具体的には、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４の一部）をリッジ状に加工し、フッ酸処理で上記絶縁膜を除去する。
【００５４】
次に、リッジが形成された半導体積層構造１００の上面上に絶縁膜３０を堆積させ、フォトリソグラフィー技術とフッ酸処理とでリッジ上に形成された絶縁膜３０のみを除去する。この際、上記絶縁膜３０として、ドライエッチングされたｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４の表面に接する絶縁膜を絶縁性の高いＳｉＯ２膜とし、そのＳｉＯ２膜の上に形成する絶縁膜をレーザ光に対して光吸収作用を有する二酸化チタン（ＴｉＯ２）膜および窒化チタン（ＴｉＮ）膜などの複数層で構成しても良い。絶縁膜３０をこのような複数層で構成することで、電気的絶縁による無効電流の抑制の低閾値化と、遠視野像（ＦＦＰ）特に基板表面に水平方向の形状を顕著に改善することができる。
【００５５】
この後、リッジの長手方向に対して平行となるように、且つ、リッジ上面上、リッジ側面上およびリッジ底面周辺に付着するように、フォトリソグラフィー技術とレジストのリフトオフ技術とでＰｄおよびＰｔを順に蒸着させる。これにより、ｐ側コンタクト電極が形成される。続いて、ｐ側コンタクト電極３２および絶縁膜３０の表面を覆うようにＴｉ、ＰｔおよびＡｕの順で蒸着させ、ｐ側配線電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）３４を形成する。
【００５６】
最後に、電流供給のためのＡｕワイヤーをボールボンダー装置などでｐ側配線電極３４上に接続させる。尚、Ａｕワイヤーの接続位置をリッジ底面周辺に形成された絶縁膜上とすることで、ボールボンダー装置でのＡｕワイヤーの接続時にダメージが電流供給通路となるリッジ上部に直接導入されることがなく、活性層へのダメージも少なく信頼性に優れた窒化物半導体レーザ素子を製造することが可能となる。
【００５７】
続いて、ｎ側電極３６を形成した後、窒化物半導体レーザ素子をへき開（一次へき開）させる。まず、ｎ型ＧａＮ基板１０の裏面を研磨し、ｎ型ＧａＮ基板１０の厚さが約８０μｍ程度となるようにｎ型ＧａＮ基板１０を薄膜化させる。次に、ウエットエッチングおよびドライエッチングなどでｎ型ＧａＮ基板１０の研磨面をクリーニングした後、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕをｎ型ＧａＮ基板１０の裏面上に順に連続して堆積させ、ｎ側電極３６を形成する。これにより、窒化物半導体レーザ素子を形成することができる。その後、ｎ側電極３６の最表層のＡｕ膜のみをウエットエッチングで選択的に除去する。このようにＡｕ膜を選択的に除去する理由は、続工程のへき開による窒化物半導体レーザ素子の分割工程においてＡｕの堆積箇所をへき開させると、Ａｕは粘性が高いので良好なへき開面を得にくいからである。一方、Ａｕが選択的に除去された領域を一次へき開および二次へき開させると、良好なへき開面を得ることができ、よって、へき開の歩留まりを改善することができる。
【００５８】
ｎ側電極３６からＡｕ膜を部分的に除去した後、スクライブ装置およびブレーキング装置を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０のＭ面に沿って窒化物半導体レーザ素子を一次へき開させ、レーザ共振器の端面を形成する。窒化物半導体レーザ素子を一次へき開させる際には、粘着シート上に窒化物半導体レーザ素子を固定し且つ半導体積層構造１００の上面に保護シートを配置して、窒化物半導体レーザ素子を保護してへき開時に窒化物半導体レーザ素子が飛散することを防止する。従って、レーザ共振器の端面は、へき開により露出された時点で、粘着シート及び保護シートで挟まれた雰囲気中にさらされる。あるいは、へき開されてバー状態に分割された窒化物半導体レーザ素子を取り出す際に、レーザ共振器の端面が粘着シートまたは保護シートに触れる可能性もある。このような状態では、粘着シートまたは保護シートに含まれる成分がレーザ共振器の端面に付着することも起こりうる。後述するが、保護シートまたは粘着シートに含まれる成分中特にＳｉ含有のシロキサン系の物質がレーザ共振器の端面に付着すると、窒化物半導体レーザ素子の信頼性に大きな影響を与えてしまう。このため、本実施形態では、Ｓｉを含有しないノンシリコン系シートを用いて一次へき開を実施している（工程（ｂ））。
【００５９】
一次へき開を行った後は、誘電体からなる保護膜をレーザ共振器の端面に形成する端面コート工程へ移行する。しかし、一次へき開工程と端面コート工程との間においても、へき開により形成されたレーザ共振器の端面は大気中に暴露される。さらには、一次へき開の後にレーザバー（バー状の窒化物半導体レーザ素子）が大気中に放置される虞もあり、レーザ共振器の端面が大気中に暴露される期間を制御することは非常に困難である。大気中にはシロキサン系物質が多数存在することが知られており、大気中においてレーザ共振器の端面にシロキサン系物質が付着することを回避することは困難である。対策として、真空中で一次へき開を行った後、レーザ共振器の端面に保護膜を形成する際に用いる電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ；electron cyclotron resonance ）スパッタリング装置などへレーザバーを真空搬送する手だてが考えられるが、装置が大掛かりとなり、製造工程の煩雑化および窒化物半導体レーザ素子の高コスト化を招来するため、窒化物半導体レーザ素子の量産には不向きである。
【００６０】
そこで、本実施形態では、一次へき開後のレーザバーをＥＣＲ装置内に搬入する直前に、レーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質を除去する工程（工程（ｃ））を導入している。具体的には、本実施形態では、有機液体であるヘキサンでレーザバーを洗浄する。ヘキサンは、シロキサン系物質を効果的に除去することが知られている。従って、大気中に長時間放置されたレーザバーに対しても同様の洗浄を行えばレーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質を簡便に除去することができ、この洗浄をＥＣＲ装置への搬入直前に行うことでシロキサン系物質の除去作用を効果的に得ることができる。また、ヘキサンは高い揮発性を有しているので、洗浄後のレーザバーを容易に自然乾燥させることができる。
【００６１】
ヘキサンでレーザ共振器の端面を洗浄した後には、その端面に端面保護膜を形成する（工程（ｄ））。この工程では、一次へき開され且つヘキサンで洗浄されたレーザバーをＥＣＲ装置内に搬入し、真空排気した後にレーザ共振器の端面に誘電体からなる端面保護膜を堆積させる。
【００６２】
図２に、ＥＣＲ装置の断面図を示す。このＥＣＲ装置は、ＥＣＲプラズマを発生させるプラズマ室４０と、成膜室５０と、プラズマ室４０と成膜室５０との間に設置されたターゲット５２と、プラズマ室４０の周囲に設けられ磁場を形成するための磁気コイル６０とを備えている。また、ターゲット５２はＲＦ（radio frequency ）電源に接続されており、スパッタ量を制御することができる。本実施形態では、ターゲット材料として高純度なＡｌ、Ｓｉおよびジルコニウム（Ｚｒ）を用いている。プラズマ室４０には、導入窓４２からマイクロ波が導入され、マイクロ波と磁気コイル６０による磁場とによりＥＣＲプラズマが生成される。また、成膜室５０は、排気口から排気されて真空に減圧される。成膜室５０には、ガス導入口からアルゴン（Ａｒ）ガス、酸素（Ｏ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスが導入される。さらに、成膜室５０内の試料台５４の上には、レーザ共振器の端面にＥＣＲプラズマが照射されるようにバー状態の窒化物半導体レーザ素子が配置される。プラズマ室４０の内面は、ＥＣＲプラズマからプラズマ室４０を保護する目的で、石英からなる部材で覆われている。詳細には、石英からなる部材としてエンドプレート４４、インナーチューブ４６およびインナーチューブ４６の上下に配置された窓プレート４８などが、プラズマ室４の内面に配置されている。
【００６３】
ＥＣＲ装置において、ターゲット５２にバイアスを印加しない場合には、ターゲット５２のスパッタ量が極小となる。このため、レーザ共振器の端面に保護膜を形成するのではなくその端面にプラズマを照射するのみであれば、プラズマを発生させた状態でターゲット５２を無バイアスとすればよい。
【００６４】
保護膜を形成する前にレーザ共振器の端面を清浄化させるためには、Ａｒガスからなるプラズマクリーニング（清浄化処理）を実施する方が好ましい。尚、このプラズマクリーニングは、ＡｒガスのみでなくＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガスを用いて実施しても良い。
【００６５】
では、レーザ共振器の端面に保護膜を形成する方法を示す。まず、レーザ共振器の端面のうち光出射端面上に保護膜を形成する方法を示す。レーザ共振器の光出射端面に対して上述のプラズマクリーニングを行った後、Ａｌターゲット室にＡｒガスとＯ２ガスとを導入してプラズマを発生させ且つターゲット５２にバイアスを印加させることにより、出射端面に接する第１保護膜７０としてＡｌ２Ｏ３膜を堆積させる。出射端面での反射率はＡｌ２Ｏ３膜の膜厚で制御することができ、本実施形態においてはレーザ光に対する反射率が例えば１８％となるようにＡｌ２Ｏ３膜の膜厚を制御する。
【００６６】
次に、レーザ共振器の端面のうち光反射端面上に保護膜（反射膜）を形成する。レーザ共振器の光反射端面に対して上述のプラズマクリーニングを行った後、光反射端面に接する第１保護膜７０としてＡｌ２Ｏ３膜を堆積させる。引続き、プラズマ室４０、成膜室５０およびターゲット材料を変更して、ＳｉＯ２膜７２および二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜７４の多層膜（７対）で構成される反射膜を形成する。本実施形態においては、ＳｉＯ２膜７２とＺｒＯ２膜７４とをこの順で配置し、各膜の厚みはレーザ光に対する反射率が例えば９０％以上となるように調整する。
【００６７】
そして、二次へき開を実施することにより、チップ状の窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。二次へき開によりへき開された面から窒化物半導体レーザ素子を見た場合の窒化物半導体レーザ素子の構造図を図３に示す。尚、図３では、簡便のため、半導体積層構造１００における積層構造、絶縁膜３０、ｐ側電極およびｎ側電極３６を省略している。
【００６８】
その後、実装工程に移行する。まず、半田を介してチップ状の窒化物半導体レーザ素子をＡｌＮなどのサブマウントおよびステムに順に実装させる。次に、電流供給のためのＡｕワイヤーをｐ側配線電極３４と、ｎ側電極３６に電気的に接続されているサブマウントの配線電極とに接続させる。その後、チップ状の窒化物半導体レーザ素子を外気から遮断させるために、高電界プレス機で、レーザ光を取り出すためのガラス窓が設けられたキャップをチップ状の窒化物半導体レーザ素子に融着させる。
【００６９】
上記製造方法により製造された窒化物半導体レーザ素子（以下では「第１のレーザ素子」という）を室温において通電させたところ、閾値電流が３０ｍＡで連続発振し、スロープ効率は１．５Ｗ／Ａであり、発振波長は４０５ｎｍであった。また、この第１のレーザ素子に対して高温且つ高出力条件（７５℃、１６０ｍＷ）で連続（ＣＷ；Continuous Wave）駆動によるエージング試験を行ったところ、１０００時間以上安定して動作させることが可能であった。一方、一次へき開させた後にレーザバーを大気中に放置する時間を第１のレーザ素子と同一としたがＥＣＲ装置への搬入直前にヘキサン洗浄を実施することなく製造した窒化物半導体レーザ素子（以下では「第２のレーザ素子」という）も準備し、第２のレーザ素子を第１のレーザ素子の比較の対象とした。第２のレーザ素子も第１のレーザ素子と同じく室温において通電させたところ、ＣＷ発振に到り、第２のレーザ素子の特性は第１のレーザ素子の特性とほぼ同じであった。
【００７０】
また、第１のレーザ素子および第２のレーザ素子について、レーザ共振器の端面と保護膜との界面のＳｉ密度（パイルアップ量）を確認するためにＳＩＭＳによる分析を実施した。なお、ＳＩＭＳによる分析を行う際には、窒化物半導体レーザ素子をキャップおよびステムから取り外してＳＩＭＳによる分析を行う装置内に設置し、その後、光出射面側を第１保護膜７０の表面から分析した。分析結果を図４に示す。
【００７１】
図４に示す分析結果から、第１のレーザ素子および第２のレーザ素子の両方ともにおいて、レーザ共振器の端面と第１保護膜７０との界面に顕著なＳｉパイルアップが確認された。また、Ｓｉパイルアップはレーザ共振器の端面と第１保護膜７０との界面において最大値を示し、その最大値（ピーク値）は第１のレーザ素子では約５×１０１９atoms/cm３であり第２のレーザ素子では約２×１０２０atoms/cm３であった。この結果から、一次へき開後にレーザ共振器の端面をヘキサンで洗浄することにより、レーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質を効果的に除去できることが分かった。レーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質による光の吸収の度合いを考慮に入れる場合、Ｓｉ密度の最大値だけでなく体積割合も重要である。ＳＩＭＳの結果を数値解析することにより、Ｓｉ密度のピーク面積を算出することが可能である。この解析により、第１のレーザ素子および第２のレーザ素子におけるＳｉ密度のピーク面積を算出すると、それぞれ、７×１０１３atoms/cm２および３×１０１４atoms/cm２であった。
【００７２】
このようなＳｉパイルアップはレーザ光の吸収媒体となるので、ＣＯＤレベル、特にエッジングによるＣＯＤレベルの変化に大きな影響を及ぼす。そこで、第１のレーザ素子および第２のレーザ素子を用いて上記エージング前および上記エージング後（エージング試験前から３００時間が経過した時点）でのＣＯＤレベルを評価した。評価結果を図５に示す。なお、上記ＣＯＤレベルはパルス駆動（５０％デューティ）による通電でレーザ発振が停止する最大光出力とした。
【００７３】
図５から分かるように、第２のレーザ素子では、ＣＯＤレベルが４５０ｍＷから２００ｍＷ程度に著しく低下していることが確認できた。一方、第１のレーザ素子では、ＣＯＤレベルは５００ｍＷから４５０ｍＷへ低下した程度であり、初期のＣＯＤレベルが高く、且つ、エージング試験中のＣＯＤレベルの低下が顕著に改善されたことが明らかになった。つまり、第１のレーザ素子と第２のレーザ素子とでは、レーザ共振器の端面と保護膜との界面におけるＳｉ密度の差がＣＯＤレベルの低下の差となって現れていると言え、最大値（ピーク値）で約５×１０１９atoms/cm３でありピーク面積が７×１０１３atoms/cm２となるようにＳｉ密度を制御すれば、ＣＯＤレベルの改善に大きく寄与できることが明らかとなった。さらに好ましくは、Ｓｉ密度の最大値が約３．５×１０１９atoms/cm３でありピーク面積が５×１０１３atoms/cm２である。
【００７４】
なお、本実施形態では、ＳＩＭＳによるレーザ共振器の反射端面と第１保護膜７０との界面におけるＳｉ密度の定量については記載していないが、反射端面と第１保護膜７０との界面においても最大値で５×１０１９atoms/cm3以下でありピーク面積が７×１０１３atoms/cm２以下であればよい。
【００７５】
（実施形態２）
本発明による窒化物半導体レーザ素子の他の形態を説明する。
【００７６】
実施形態２にかかる窒化物半導体レーザ素子（以下では「第３のレーザ素子」という）は、一次へき開後の窒化物半導体レーザ素子をヘキサン溶液を用いた有機洗浄ではなく紫外線（ＵＶ；ultra violet）及びオゾンを用いて洗浄する工程を除いて、実施形態１における第１のレーザ素子と同じ方法で製造された窒化物半導体レーザ素子である。この第３のレーザ素子を室温において通電させたところ、ＣＷ発振に到り、また、その特性は上記第１のレーザ素子とほぼ同等であった。
【００７７】
また、第３のレーザ素子に対してＳＩＭＳによりレーザ共振器の端面と保護膜との界面におけるＳｉ密度を評価したところ、上記第１のレーザ素子とほぼ同程度であることが分かった。従って、ＵＶおよびオゾンを用いてレーザバーを洗浄することで、レーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質を実施形態１のヘキサン洗浄と同程度にまで除去することができると言える。
【００７８】
また、実施形態１と同じく、第３のレーザ素子に対してエージング試験の前後でＣＯＤレベルの変化を調べたところ、ＣＯＤレベルは５００ｍＷから４３０ｍＷ程度に低下した。このように、第３のレーザ素子では、ＣＯＤレベルの低下量は第１のレーザ素子よりは若干大きいものの、第２のレーザ素子よりは顕著なＣＯＤの改善を確認できた。このようにＣＯＤレベルの低下量が第１のレーザ素子と第３のレーザ素子とで相異なる理由として、第３のレーザ素子では、ＵＶおよびオゾンを用いてレーザ共振器の端面に付着したシロキサン系物質を除去することができるものの、ＵＶおよびオゾンによりその端面が若干酸化されることでエージング試験時における端面の劣化が進行したからであると考えられる。
【００７９】
（実施形態３）
図２を参照しながら、本発明による窒化物半導体レーザ素子の製造装置の他の実施形態を説明する。
【００８０】
実施形態３にかかる窒化物半導体レーザ素子（以下では「第４のレーザ素子」という）は、ＥＣＲ装置のプラズマ室４０の内面のエンドプレート４４、インナーチューブ４６およびインナーチューブ４６の上下に配置された窓プレート４８のうち特にエッチング磨耗の大きいエンドプレート４４および窓プレート４８を石英ではなくアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で構成して第１保護膜７０を形成することを除いて、実施形態１における第２のレーザ素子と同じ方法で製造された窒化物半導体レーザ素子である。つまり、第４のレーザ素子を製造する際には、ヘキサンによるレーザバーの洗浄ならびにＵＶおよびオゾンによるレーザバーの洗浄を行わない。
【００８１】
実施形態１では、レーザ共振器の端面に保護膜を形成する前にその端面を清浄化させるために、Ａｒガスからなるプラズマクリーニングを実施する。しかし、実施形態１のようにプラズマ室４０の内面が石英で製造されている場合、プラズマクリーニング中に石英からなる部材がエッチングにより磨耗され、石英成分のＳｉおよびＯがプラズマ内に混入する傾向がある。この理由としては、プラズマガスのＡｒの質量が比較的大きいために、石英からなる部材がプラズマにさらされてエッチングが進行するからである。石英成分のＳｉおよびＯがプラズマ内に混入すると、プラズマクリーニング中にレーザ共振器の端面上にＳｉおよびＯが付着する。レーザ共振器の端面と第１保護膜７０との界面に形成されたＳｉおよびＯのパイルアップはレーザ光を吸収する媒体となるので、レーザ光の吸収に起因する端面での発熱および端面の劣化をエージング試験中に誘発し、ＣＯＤレベルの低下につながる。
【００８２】
そこで、本実施形態では、エンドプレート４４および窓プレート４８を石英ではなくアルミナで製造している。石英と比較してアルミナはＡｒプラズマに対する耐性が大きく、スパッタ収量で考えるとエッチング量を１／３程度に低減させることができる。よって、プラズマクリーニング中にプラズマに混入する石英の成分を低減させることができ、レーザ共振器の端面に形成されるＳｉおよびＯのパイルアップを低減させることができる。
【００８３】
このようにして製造された第４のレーザ素子を室温において通電させたところ、ＣＷ発振に到り、その特性は第１のレーザ素子とほぼ同じであった。また、第４のレーザ素子に対してＳＩＭＳによる分析を用いてレーザ共振器の端面と保護膜との界面のＳｉ密度を評価したところ、そのＳｉ密度を第１のレーザ素子とほぼ同程度にまで低減できることが明らかになった。また、第４のレーザ素子に対して実施形態１と同様にエージング試験の前後でＣＯＤレベルの変化を調査したところ、ＣＯＤレベルの低下量は第１のレーザ素子と同等であり、ＥＣＲ装置のプラズマ室４０のエンドプレート４４および窓プレート４８を石英ではなくアルミナで製造することの有効性を実証することができた。よって、ＥＣＲ装置の内面を石英ではなくアルミナで製造すれば、ヘキサンまたは紫外線及びオゾンを用いてレーザバーを洗浄した場合と同じ効果が得られるということが分かった。
【００８４】
なお、本実施形態では、プラズマクリーニングではＡｒガスを用いるのではなくＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガスを用いた方が効果的である。その理由としては、Ｎ２はＡｒに比べて軽量であるために、混合ガスを用いた方がエンドプレート４４および窓プレート４８へのエッチングがさらに抑制され、エッチング量を低減させることができるからである。さらに、ＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガスを用いたプラズマクリーニングを行う場合には、ＡｒガスよりもＮ２ガスの比率を大きくした方がエンドプレート４４および窓プレート４８がエッチングされることを抑制できるため好ましい。
【００８５】
また、本実施形態では、上記実施形態１におけるヘキサンによるレーザバーの洗浄または上記実施形態２におけるＵＶおよびオゾンによるレーザバーの洗浄を実施してもよい。どちらかの洗浄を実施すれば、レーザ共振器と保護膜との界面におけるＳｉ密度をさらに低減させることができるため、好ましい。
【００８６】
（実施形態４）
実施形態４にかかる窒化物半導体レーザ素子（以下では「第５のレーザ素子」という）は、ｎ型ＧａＮ基板１０のＳｉ密度を約１×１０１８ｃｍ−３から約３×１０１７ｃｍ−３に減少させることを除いて、実施形態１における第２のレーザ素子と同じ方法で製造された窒化物半導体レーザ素子である。つまり、第５のレーザ素子を製造する際には、実施形態３と同じくヘキサンによるレーザバーの洗浄ならびにＵＶおよびオゾンによるレーザバーの洗浄を行わない。
【００８７】
第１保護膜７０を形成する前のプラズマクリーニング工程において、レーザ共振器の端面はＡｒプラズマによりエッチングされて清浄化される。このとき、半導体積層構造１００の方がｎ型ＧａＮ基板１０よりも分厚いので、レーザ共振器の端面においてはｎ型ＧａＮ基板１０の支配率の方が半導体積層構造１００の支配率よりも高く、よって、エッチングされる領域もｎ型ＧａＮ基板１０の方が半導体積層構造１００よりも優勢であろうと考えられる。このため、ｎ型ＧａＮ基板１０のＳｉ密度を減少させてプラズマクリーニング時のエッチングによるＳｉ飛散量を低減すれば、レーザ共振器の端面に付着されるＳｉパイルアップ量を低減させることができる可能性がある。
【００８８】
このようにして製造された第５のレーザ素子を室温において通電させたところ、ＣＷ発振に到り、その特性は第１のレーザ素子と同じであった。また、第５のレーザ素子に対してＳＩＭＳによる分析によりレーザ共振器の端面と保護膜との界面におけるＳｉ密度を評価したところ、そのＳｉ密度が第１のレーザ素子よりも２０％低減していることが分かった。また、実施形態１と同じく第５のレーザ素子に対してエージング試験の前後でのＣＯＤレベルの変化を調べたところ、エージング試験後のＣＯＤレベルは４７０ｍＷであり、第１のレーザ素子よりも改善されていることが分かった。
【００８９】
一方、ｎ型ＧａＮ基板１０及び半導体積層構造１００を構成する各窒化物半導体層のＳｉ密度を例えば約２．５×１０１８ｃｍ−３に増加させると、レーザ共振器の端面におけるＳｉ密度が第２のレーザ素子と同程度に増加しており、且つ、エージング試験のＣＯＤレベルも第２のレーザ素子と同程度に低下していることが分かった。以上より、ｎ型ＧａＮ基板１０および半導体積層構造１００の各窒化物半導体層におけるＳｉ密度を減少させることの有効性が実証された。よって、ｎ型ＧａＮ基板１０におけるＳｉ密度を減少させれば、ヘキサンまたは紫外線及びオゾンを用いてレーザバーを洗浄した場合と同じ効果が得られるということが分かった。
【００９０】
なお、実施形態１から実施形態４において、第１保護膜７０をＡｌ２Ｏ３膜で形成したが、第１保護膜７０としては例えばＡｌＯＮ膜のような少なくともＡｌを含む誘電体膜を用いればよい。このように保護膜が少なくともＡｌを含んでいれば、プラズマクリーニングをＡｌターゲット室で実施することができ、その結果、プラズマ室４０がエッチング耐性の大きい酸化アルミナ（ＡｌＯ）膜で被膜されているので、プラズマクリーニング中にレーザ共振器の端面にＳｉなどの不純物が付着することを抑制できる。また、プラズマクリーニングをＡｌターゲット室で実施した後にＡｌを含む保護膜をレーザ共振器の端面に形成するので、試料台５４を移動させることなくＡｌターゲット室内で第１保護膜７０を形成でき、レーザ共振器の端面の清浄度を維持できるとともに窒化物半導体レーザ素子の製造時間ロスを低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上説明したように、本発明は、短波長光源としての活用が期待されている窒化物半導体レーザ素子における高出力動作での長期信頼性を保証することができるので、次世代の光ディスクなどの記録媒体への高密度高速記録化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明による窒化物半導体レーザ素子の第１の実施形態を示す断面図である（共振器長方向に対して垂直方向）。
【図２】ＥＣＲスパッタリング装置の断面図である。
【図３】本発明による窒化物半導体レーザ素子の第１の実施形態を示す断面図である（共振器長方向に対して平行方向）。
【図４】本発明の実施形態１における窒化物半導体レーザ素子のＳＩＭＳによる分析結果を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施形態１における窒化物半導体レーザ素子のパルスＣＯＤレベルの変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０      ｎ型ＧａＮ基板（基板） 
１２      ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層 
１４      ｎ型ＧａＮ光ガイド層 
１６      ＩｎＧａＮ多重量子井戸層 
１８      ＩｎＧａＮ中間層 
２０      ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層 
２４      ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層 
２６      ｐ型ＧａＮコンタクト層 
３０      絶縁膜 
３２      ｐ側コンタクト電極 
３４      ｐ側配線電極 
３６      ｎ側電極 
７０      第１保護膜（保護膜） 
７２      ＳｉＯ２膜 
７４      ＺｒＯ２膜 
１００    半導体積層構造（窒化物半導体の多層膜）
【図１】
2009231696.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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