(57)【要約】【課題】生産性に優れると共に、動作信頼性及びＥＳＤ耐性を十分に確保できる半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】本実施形態に係る半導体レーザ素子１の製造方法では、高反射膜２１における第１層目の誘電体膜３１をＥＣＲプラズマ法によって形成し、第２層目以降の誘電体膜３２，３３をＩＡＤ法によって形成している。これにより、端面２０ａへのダメージが抑えられ、半導体レーザ素子１のＥＳＤ耐性を確保できる。また、第２層目以降の成膜では、第１層目の誘電体膜３１との間で内部応力を相殺できるので、レーザ素体Ｐの歪みの発生が抑えられ、動作信頼性を確保できる。さらに、ＥＣＲプラズマ法よりも生産性の高いＩＡＤ法によって第２層以降を成膜するので、全体としての生産性にも優れる。【選択図】図３
2009272375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させる活性層を含んで構成されたレーザ素体を形成する素体形成工程と、
前記レーザ素体における前記レーザ光の出射端面、及び当該出射端面に対向する端面の少なくとも一方に、誘電体多層膜からなる端面コーティング膜を成膜する成膜工程と、を備え、
前記成膜工程は、
前記レーザ素体の前記端面に、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって第１層目の前記誘電体膜を形成する第１の工程と、
前記第１層目の誘電体膜の表面に、イオンアシスト蒸着法によって第２層目以降の誘電体膜を形成する第２の工程とを備えていることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１層目の前記誘電体膜と、前記第２層目の前記誘電体膜とが同一材料によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程と前記第２の工程との間に、前記第１層目の誘電体膜に付着した水分を除去可能な温度で前記レーザ素体を加熱する前処理工程を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
レーザ光を発生させる活性層を含んで構成されたレーザ素体と、
誘電体多層膜からなり、前記レーザ素体における前記レーザ光の出射端面、及び当該出射端面に対向する端面の少なくとも一方に形成された端面コーティング膜とを備え、
前記端面コーティング膜において、
前記レーザ素体の前記端面に面する第１層目の誘電体膜は、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成された誘電体膜であり、
第２層目以降の誘電体膜は、イオンアシスト蒸着法によって形成された誘電体膜であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第１層の誘電体膜と前記第２層目の前記誘電体膜とが同一材料によって形成されていることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの製造方法及び半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子の端面に形成するＡＲコート膜やＨＲコート膜といった端面コーティング膜には、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層してなる誘電体多層膜が用いられている。誘電体多層膜の製造には、例えば電子サイクロトロン共鳴プラズマ法（ＥＣＲプラズマ法）やイオンアシスト蒸着法（ＩＡＤ法）などが用いられる。
【０００３】
また、半導体レーザ素子の端面コーティング膜では、所望の反射特性（又は透過特性）を満足するために層厚が増加する傾向にあり、これに伴って膜応力が増大する。膜応力が増大すると、半導体レーザ素子の素体に歪みが生じ、動作時の信頼性に影響することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２３０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＥＣＲプラズマ法では、半導体レーザ素子の端面がプラズマに直接曝されず、また、処理温度が５０℃程度と低温であることから、端面へのダメージを抑制でき、半導体レーザ素子の静電気放電（ＥＳＤ）耐性の向上が図られるという利点がある。
【０００５】
一方、ＥＣＲプラズマ法では、プラズマ源の重量・価格などの問題で装置の大型化が困難である。そのため、均一に成膜を行うことができる面積が制限され、十分な生産性が得られないという欠点がある。また、形成さする端面コーティングの内部応力の方向を制御できないので、膜厚の増大と共に膜応力が増大するという欠点もある。
【０００６】
また、ＩＡＤ法では、イオンアシストによって緻密な誘電体を形成できるという利点がある。また、成膜速度やイオンアシスト条件の調整により、端面コーティング膜の内部応力の方向を制御することも可能である。ＥＣＲプラズマ法に比べて装置の大型化が可能であり、量産にも適している。しかしながら、ＩＡＤ法では、イオンが半導体レーザ素子の端面に当たることにより、端面へのダメージが生じ易いという欠点がある。
【０００７】
そこで、半導体レーザ素子の製造方法においては、両者の欠点を補うことにより、生産性に優れると共に、動作信頼性及びＥＳＤ耐性を十分に確保できる技術が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、生産性に優れると共に、動作信頼性及びＥＳＤ耐性を十分に確保できる半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決のため、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、レーザ光を発生させる活性層を含んで構成されたレーザ素体を形成する素体形成工程と、レーザ素体におけるレーザ光の出射端面、及び当該出射端面に対向する端面の少なくとも一方に、誘電体多層膜からなる端面コーティング膜を成膜する成膜工程と、を備え、成膜工程は、レーザ素体の端面に、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって第１層目の誘電体膜を形成する第１の工程と、第１層目の誘電体膜の表面に、イオンアシスト蒸着法によって第２層目以降の誘電体膜を形成する第２の工程とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
この半導体レーザ素子の製造方法では、端面コーティング膜における第１層目の誘電体膜を電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成し、第２層目以降の誘電体膜をイオンアシスト蒸着法によって形成している。第１層目を電子サイクロトロン共鳴プラズマ法で形成することにより、半導体レーザ素子の端面へのダメージが抑えられる。また、第２層目以降の成膜の際、イオンの衝突の影響は、既に形成されている第１層目の誘電体層によって緩和されるので、引き続き半導体レーザ素子の端面へのダメージが抑えられる。これにより、半導体レーザ素子のＥＳＤ耐性を十分に確保できる。一方、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成された第１層目の誘電体膜は、膜厚に関わらず圧縮方向の内部応力を有している。これに対し、第２層目以降の成膜では、成膜速度やイオンアシスト条件の調整により、引張方向の内部応力を各誘電体膜に持たせることが可能となっている。したがって、第１層目の誘電体膜と第２層目以降の誘電体膜との間で内部応力が相殺され、端面コーティング膜全体での内部応力が緩和される。これにより、端面コーティング膜の内部応力によるレーザ素体の歪みの発生が抑えられ、半導体レーザ素子の動作信頼性を十分に確保できる。さらに、この半導体レーザ素子の製造方法では、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法よりも生産性の高いイオンアシスト法によって第２層以降を成膜するので、全体としての生産性にも優れたものとなる。
【００１１】
また、第１層目の誘電体膜と、第２層目の誘電体膜とが同一材料によって形成されていることが好ましい。この場合、第１層目の誘電体膜と第２層目の誘電体膜との界面における反射の影響を緩和できるので、所望の反射特性（又は透過特性）を有する端面コーティング膜を容易に得ることができる。
【００１２】
また、第１の工程と第２の工程との間に、第１層目の誘電体膜に付着した水分を除去可能な温度でレーザ素体を加熱する前処理工程を更に備えたことが好ましい。電子サイクロトロン共鳴プラズマ法で用いる装置からレーザ素体を搬出した際に、第１層目の誘電体膜の表面に大気中の水分が付着することがある。この水分が第１層目の誘電体膜の表面に残留したまま第２層目以降の誘電体層を形成すると、第１層目の誘電体膜と第２層目以降の誘電体膜との密着性が低下するおそれがある。したがって、第２の工程に先立って上述の前処理工程を行うことで、第１層目の誘電体膜と第２層目以降の誘電体膜との密着性を確保できる。
【００１３】
また、本発明に係る半導体レーザ素子は、レーザ光を発生させる活性層を含んで構成されたレーザ素体と、誘電体多層膜からなり、レーザ素体におけるレーザ光の出射端面、及び当該出射端面に対向する端面の少なくとも一方に形成された端面コーティング膜とを備え、端面コーティング膜において、レーザ素体の端面に面する第１層目の誘電体膜は、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成された誘電体膜であり、第２層目以降の誘電体膜は、イオンアシスト蒸着法によって形成された誘電体膜であることを特徴としている。
【００１４】
この半導体レーザ素子では、端面コーティング膜における第１層目の誘電体膜が電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成され、第２層目以降の誘電体膜がイオンアシスト蒸着法によって形成されている。第１層の誘電体膜を電子サイクロトロン共鳴プラズマ法で形成することにより、半導体レーザ素子の端面へのダメージが抑えられる。また、第２層目以降の成膜の際、イオンの衝突の影響は、既に形成されている第１層目の誘電体膜によって緩和され、引き続き半導体レーザ素子の端面へのダメージが抑えられる。これにより、半導体レーザ素子のＥＳＤ耐性を十分に確保できる。一方、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法によって形成された第１層目の誘電体膜は、膜厚に関わらず圧縮方向の内部応力を有している。これに対し、第２層以降の成膜では、成膜速度やイオンアシスト条件の調整により、引張方向の内部応力を各誘電体膜に持たせることが可能となっている。したがって、第１層目の誘電体膜と第２層目以降の誘電体膜との間で内部応力が相殺され、端面コーティング膜全体での内部応力が緩和される。これにより、端面コーティング膜の内部応力によるレーザ素体の歪みの発生が抑えられ、半導体レーザ素子の動作信頼性を十分に確保できる。さらに、この半導体レーザ素子では、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法よりも生産性の高いイオンアシスト法によって第２層目以降を成膜するので、全体としての生産性にも優れたものとなる。
【００１５】
また、第１層の誘電体膜と第２層目の誘電体膜とが同一材料によって形成されていることが好ましい。この場合、第１層目の誘電体膜と第２層目の誘電体膜との界面における反射の影響を緩和できるので、所望の反射特性（又は透過特性）を有する端面コーティング膜を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産性に優れると共に、動作信頼性及びＥＳＤ耐性を十分に確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る半導体レーザ素子の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る半導体レーザ素子の一実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示す半導体レーザ素子１は、分布帰還型半導体レーザである。この半導体レーザ素子１は、安定した単一モード性が要求される長距離光通信システムの光源として用いられる。半導体レーザ素子１は、所定波長のレーザ光を発生させるレーザ素体Ｐを備えている。
【００２０】
レーザ素体Ｐは、略直方体形状をなしており、半導体基板２と、半導体基板２の一面側において、所定の方向に延在する半導体メサ部３と、半導体メサ部３の両側部を覆うように形成された埋め込み層４，５と、半導体メサ部３及び埋め込み層４，５の表面に形成されたクラッド層６と、クラッド層６の表面に形成されたコンタクト層７とによって構成されている。
【００２１】
また、レーザ素体Ｐにおいて、コンタクト層７の表面及び半導体基板２の他面側には、電極層８，９がそれぞれ形成されており、半導体メサ部３の延在方向（導波路方向）の端面２０ａ，２０ｂには、高反射膜２１及び反射防止膜２２がそれぞれ形成されている。
【００２２】
半導体基板２は、例えばＳｎがドープされたｎ型ＩｎＰ基板である。半導体基板２の厚みは、約１００μｍとなっている。半導体メサ部３は、半導体基板２側から順に、クラッド層１１、活性層１２、回折格子形成層１３、クラッド層１４が積層されて構成されている。半導体メサ部３は、活性層１２を含む半導体領域を積層方向にエッチングで切り出すことにより、ストライプ状に形成されている。
【００２３】
活性層１２は、例えばＩｎＧａＡｓＰ層である。活性層１２は、例えば多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。活性層１２には、クラッド層１１及びクラッド層６，１４からキャリアが注入され、このキャリアが再結合することによって光が発生する。
【００２４】
半導体メサ部３のクラッド層１１は、例えばＳｉがドープされたｎ型ＩｎＰ層である。また、クラッド層１４は、例えばＺｎがドープされたｐ型ＩｎＰ層である。クラッド層１１，１４の屈折率は、活性層１２よりも小さくなっており、これにより、クラッド層１１，１４は、活性層１２で発生した光を閉じ込める層として機能する。
【００２５】
回折格子形成層１３は、例えばＺｎがドープされたＩｎＧａＡｓＰ層である。回折格子形成層１３には、図２に示すように、導波路方向に沿った周期的な凹凸パターンからなる回折格子Ｇが形成されている。凹凸パターンにおける各凹部の深さは例えば３０ｎｍとなっており、その間隔は、例えば１２０ｎｍとなっている。
【００２６】
このような回折格子形成層１３は、半導体メサ部３の長手方向に沿って活性層１２の内部を進行する光の一部を、進行方向とは反対の方向に反射させる。これにより、活性層１２の内部では、回折格子Ｇにおける凹凸パターンの周期で決まる波長の光が帰還される。
【００２７】
埋込層４は、例えばＺｎがドープされたｐ型ＩｎＰ層である。埋込層４は、半導体メサ部３の側部に近づくにつれて厚みが増し、クラッド層１４の側部までを覆っている。一方、埋込層５は、例えばＦｅがドープされたｐ型ＩｎＧａＡｓ層である。埋込層５は、埋込層４の表面を覆うように形成され、埋込層５の表面は、フラットな状態になっている。
【００２８】
クラッド層６は、例えばＺｎがドープされたｐ型ＩｎＰ層である。クラッド層６は、半導体メサ部３のクラッド層１４及び埋込層４，５を覆うように形成されており、クラッド層１４との協働によって、活性層１２の内部の光の閉じ込め効果を高めている。
【００２９】
コンタクト層７は、例えばＺｎがドープされたｐ型ＩｎＧａＡｓ層である。コンタクト層７は、電極層８とクラッド層６との間でのオーミック接触を実現する。電極層８及び電極層９は、例えばＡｕめっき層であり、厚みは１０μｍ程度となっている。電極層８は、コンタクト層７の表面に形成されており、電極層９は、半導体基板２の他面に形成されている。
【００３０】
高反射膜２１及び反射防止膜２２は、互いに屈折率が異なる誘電体膜を交互に積層してなる誘電体多層膜である。高反射膜２１は、発振波長に対する反射率が例えば８０％以上となっており、レーザ素体Ｐの端面２０ａでの反射を強化する機能を有している。反射防止膜２２は、発振波長に対する反射率が例えば５％以下となっており、レーザ素体Ｐの端面２０ｂでの反射を低減させる機能を有している。
【００３１】
高反射膜２１は、図３に示すように、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法（以下、「ＥＣＲプラズマ法」と記す）によって形成された第１層目の誘電体膜３１と、イオンアシスト蒸着法（以下、「ＩＡＤ法」と記す）によって交互に形成された第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３とによって構成されている。
【００３２】
誘電体膜３１は、例えばＡｌ２Ｏ３によって形成されている。誘電体膜３１の膜厚は、例えば２００Å〜５００Åとなっている。誘電体膜３１は、第２層目以降の誘電体膜３２，３３をＩＡＤ法で形成する際の端面２０ａへのダメージを緩和する機能を有している。
【００３３】
端面２０ａへのダメージの指標は、例えば半導体レーザ素子１の静電気放電耐性（以下、「ＥＳＤ耐性」と記す）で表される。ＩＡＤ法では、経時劣化しにくい緻密な膜を得るために、Ａｒガスといった不活性ガスをプラズマ化して用いている。このプラズマがレーザ素体Ｐの端面２０ａに当たると、端面２０ａにダイグリングボンドが形成され、ＥＳＤ耐性が低下することが考えられる。上述した誘電体膜３１の膜厚の下限は、半導体レーザ素子１が、順方向・逆方向とも１ｋＶ以上のＥＳＤ耐性を維持するために必要な範囲での最小の膜厚である。
【００３４】
高反射膜２１は、ＩＡＤ法で形成される第２層目以降の誘電体膜３２，３３のみによって最適な光学設計がなされており、誘電体膜３１の膜厚が増大すると、高反射膜２１の反射率が徐々に低下する。したがって、誘電体膜３１の膜厚の上限は、発振波長に対する反射率を８０％以上に維持するために必要な範囲での最大の膜厚である。
【００３５】
また、ＥＣＲプラズマ法で形成された誘電体膜３１は、膜厚に関わらず、圧縮方向の内部応力を有している。上述した膜構成において、誘電体膜３１の内部応力は、圧縮方向に例えば３００ＭＰａ〜３５０ＭＰａ程度となっている。
【００３６】
誘電体膜３２は、例えばＡｌ２Ｏ３によって形成されている。誘電体膜３２の膜厚は、例えば２０１５Åとなっている。また、誘電体膜３３は、例えばＴｉＯ２によって形成されている。誘電体膜３３の膜厚は、例えば１４３０Åとなっている。第１層目の誘電体膜３１と第２層目の誘電体膜３２とは、共にＡｌ２Ｏ３によって形成されており、実際には一体化している。
【００３７】
誘電体膜３２，３３は、誘電体膜３１の内部応力を相殺する機能を有している。上述した膜構成において、第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３の内部応力は、成膜速度やイオンアシスト条件の調整により、引張方向に例えば２１０ＭＰａ程度となっている。第１層目の誘電体膜３１の内部応力は、第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３の内部応力によって相殺される。高反射膜２１全体での内部応力は、より膜厚の大きい第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３に依存し、例えば引張方向に１８０ＭＰａ〜２００ＭＰａとなる。
【００３８】
反射防止膜２２は、図４に示すように、ＥＣＲプラズマ法によって形成された第１層目の誘電体膜４１と、ＩＡＤ法によって交互に形成された第２層目〜第３層目の誘電体膜４２，４３とによって構成されている。
【００３９】
誘電体膜４１は、高反射膜２１の誘電体膜３１と同様に、例えばＡｌ２Ｏ３によって形成されている。誘電体膜４１の膜厚は、例えば２００Å〜５００Åとなっており、第２層目及び第３層目の誘電体膜４２，４３をＩＡＤ法で形成する際の端面２０ｂへのダメージを緩和する機能を有している。
【００４０】
第２層目の誘電体膜４２は、例えばＡｌ２Ｏ３によって形成されている。誘電体膜４２の膜厚は、例えば１０８０Åとなっている。また、第３層目の誘電体膜４３は、例えばＴｉＯ２によって形成されている。誘電体膜４３の膜厚は、例えば４５０Åとなっている。第１層目の誘電体膜４１と第２層目の誘電体膜４２とは、共にＡｌ２Ｏ３によって形成されており、実際には一体化している。
【００４１】
続いて、上述した半導体レーザ素子１の製造方法について説明する。
【００４２】
半導体レーザ素子１の製造にあたっては、半導体基板２を用意する。次に、例えば有機金属気相成長法により、半導体基板２の一面に、クラッド層１１、活性層１２、及び回折格子形成層１３を成長させる。
【００４３】
次に、回折格子形成層１３の表面にレジストを塗布し、例えば電子ビーム露光装置を用いてレジストに所定ピッチのライン＆スペースを形成する。そして、回折格子形成層１３の表面をウェットエッチングし、回折格子Ｇを形成する。その後、回折格子形成層１３の表面にクラッド層１４を成長させる。
【００４４】
次に、例えばフォトリソグラフィーを用いることにより、クラッド層１５の表面にストライプ状の絶縁層を形成する。そして、この絶縁層をマスクとし、例えばドライエッチングによってクラッド層１４、回折格子形成層１３、及び活性層１２をエッチングする。これにより、半導体メサ部３が形成される。
【００４５】
半導体メサ部３の形成の後、例えば有機金属気相成長法により、半導体メサ部３を埋め込むように埋込層４，５を成長させる。その後、例えば有機金属気相成長法によってクラッド層１４及び埋込層５の表面にクラッド層６及びコンタクト層７を形成する。次に、コンタクト層７の表面及び半導体基板２の他面側に電極層８，９をそれぞれ形成して、レーザ素体Ｐが形成される。
【００４６】
レーザ素体Ｐを形成した後、端面コーティング膜の成膜工程を行う。成膜工程では、まず、レーザ素体ＰをＥＣＲプラズマ装置に導入し、レーザ素体Ｐの端面２０ａに、高反射膜２１における第１層目の誘電体膜３１を成膜する（第１の工程）。ＥＣＲプラズマ装置による成膜処理温度は、例えば５０℃である。誘電体膜３１の形成の後、レーザ素体ＰをＩＡＤ装置に導入し、第１層目の誘電体膜３１の成膜に引き続き、第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３を成膜する（第２の工程）。ＩＡＤ装置による成膜処理温度は、例えば２５０℃である。ＥＣＲプラズマ装置及びＩＡＤ装置は、いずれも公知の装置を用いることができる。
【００４７】
ところで、ＥＣＲプラズマ装置による成膜の後、ＩＡＤ装置による成膜を行う際、レーザ素体Ｐは、一旦大気中に搬出される。このとき、端面２０ａに形成された誘電体膜３１の表面に大気中の水分が付着することがある。この水分が誘電体膜３１の表面に残留したまま第２層目以降の誘電体層３２，３３を形成すると、誘電体膜３１と誘電体膜３２，３３との密着性が低下するおそれがある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、ＩＡＤ装置による成膜処理に先立って、第１層目の誘電体膜３１に付着した水分を除去可能な温度でレーザ素体Ｐを加熱する前処理工程を実行する。図５は、前処理工程を含めた全成膜工程におけるレーザ素体Ｐの温度を示す図である。同図に示すように、ＥＣＲ装置における成膜処理では、レーザ素体Ｐの温度は、およそ１５分間、約５０℃に維持される。
【００４９】
ＥＣＲ装置から搬出された後、ＩＡＤ装置に導入されるまでの間、レーザ素体Ｐは、室温（約２５℃）レベルで維持される。ＩＡＤ装置に導入された後、前処理工程において、およそ３０分間の前処理工程がなされる。前処理工程では、室温から約２５０℃まで急激にレーザ素体Ｐの温度が上昇する。前処理工程の後、ＩＡＤ装置における成膜処理では、レーザ素体Ｐの温度は、およそ４５分間、約２５０℃に維持される。
【００５０】
高反射膜２１の成膜の後、同様の手法により、レーザ素体Ｐの端面２０ｂに反射防止膜２２を成膜すると、図１及び図２に示した半導体レーザ素子１が完成する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ素子１の製造方法では、高反射膜２１における第１層目の誘電体膜３１をＥＣＲプラズマ法によって形成し、第２層目以降の誘電体膜３２，３３をＩＡＤ法によって形成している。また、反射防止膜２２についても同様の手法を用いている。
【００５２】
ＥＣＲプラズマ法では、端面２０ａ，２０ｂがプラズマに直接曝されず、また、処理温度が５０℃程度と低温であるため、第１層目の形成にあたって、半導体レーザ素子１の端面２０ａ，２０ｂへのダメージが抑えられる。また、第２層目以降の成膜の際、イオンの衝突の影響は、既に形成されている第１層目によって緩和されるので、引き続き半導体レーザ素子の端面２０ａ，２０ｂへのダメージが抑えられる。これにより、半導体レーザ素子のＥＳＤ耐性を十分に確保できる。
【００５３】
一方、ＥＣＲプラズマ法によって形成された第１層目の誘電体膜３１，４１は、膜厚に関わらず圧縮方向の内部応力を有している。これに対し、第２層目以降の成膜では、成膜速度やイオンアシスト条件の調整により、引張方向の内部応力を各誘電体膜３２，３３，４２，４３に持たせることが可能となっている。したがって、第１層目の誘電体膜３１，４１と第２層目以降の誘電体膜３２，３３，４２，４３との間で内部応力が相殺され、高反射膜２１及び反射防止膜２２全体での内部応力が緩和される。
【００５４】
これにより、高反射膜２１及び反射防止膜２２の内部応力によるレーザ素体Ｐの歪みの発生が抑えられ、半導体レーザ素子１の動作信頼性を十分に確保できる。さらに、この半導体レーザ素子の製造方法では、ＥＣＲプラズマ法よりも生産性の高いＩＡＤ法によって第２層以降を成膜するので、全体としての生産性にも優れたものとなる。
【００５５】
また、本実施形態に係る半導体レーザ素子１の製造方法では、第１層目の誘電体膜３１，４１と、第２層目の誘電体膜３２，４２とが同一材料によって形成されている。これにより、第１層目の誘電体膜３１，４１と第２層目の誘電体膜３２，４２との界面における反射の影響を緩和できるので、所望の反射特性（又は透過特性）を有する高反射膜２１及び反射防止膜２２を容易に得ることができる。
【００５６】
また、本実施形態に係る半導体レーザ素子１の製造方法では、ＩＡＤ法による成膜に先立って、第１層目の誘電体膜３１，４１に付着した水分を除去可能な温度でレーザ素体Ｐを加熱する前処理工程を備えている。この前処理工程により、ＥＣＲプラズマ装置からレーザ素体を搬出した際に第１層目の誘電体膜３１，４１の表面に付着した大気中の水分が除去され、第１層目の誘電体膜３１，４１と第２層目以降の誘電体膜３２，３３，４２，４３との密着性を確保できる。なお、膜の密着性の可否は、例えばヒートサイクル等の負荷がかかった環境下での膜剥がれの有無を観察することで判定が可能である。
【００５７】
続いて、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の効果確認試験の試験結果について説明する。
【００５８】
この効果確認試験は、構成の異なる端面コーティング膜を成膜した半導体レーザ素子のサンプル（サンプル１〜サンプル４）を作製し、各サンプルにおける端面コーティング膜の内部応力、ＥＳＤ耐性、動作信頼性を測定したものである。
【００５９】
サンプル１（比較例）は、ＥＣＲ法による第１層目の誘電体膜を形成せず、上述した第２層目〜第７層目の誘電体膜３２，３３と同様の膜をＩＡＤ法によってレーザ素体の端面に直接形成したものである。サンプル２（実施例）は、ＥＣＲ法によってＡｌ２Ｏ３からなる第１層目の誘電体膜を２００Åの厚さで形成し、かつＩＡＤ法によってサンプル１と同様の第２層目〜第７層目の誘電体膜をレーザ素体の端面に形成したものである。
【００６０】
サンプル３（実施例）は、ＥＣＲ法によってＡｌ２Ｏ３からなる第１層目の誘電体膜を５００Åの厚さで形成し、かつＩＡＤ法によってサンプル１と同様の第２層目〜第７層目の誘電体膜をレーザ素体の端面に形成したものである。サンプル４（比較例）は、第２層目〜第７層目の誘電体膜をＥＣＲ法によってレーザ素体の端面に直接形成したものである。
【００６１】
図６は、その試験結果を示す図である。同図に示すように、サンプル１では、端面コーティング膜全体での内部応力は、引張方向に２１１ＭＰａであった。サンプル１は、動作信頼性には問題が無かったものの、ＥＳＤ耐性は、順方向・逆方向ともに１ｋＶを下回るものであった。サンプル２では、第１層目の誘電体膜の内部応力は、圧縮方向に３３７ＭＰａであり、第２層目〜第７層目の誘電体膜の内部応力は、引張り方向に２１１ＭＰａであった。端面コーティング膜全体での内部応力は、引張り方向に２０６ＭＰａであった。サンプル２は、ＥＳＤ耐性及び動作信頼性の双方について良好な結果であった。
【００６２】
また、サンプル３では、第１層目の誘電体膜の内部応力は、圧縮方向に３１２ＭＰａであり、第２層目〜第７層目の誘電体膜の内部応力は、引張り方向に２１１ＭＰａであった。端面コーティング膜全体での内部応力は、引張り方向に１８８ＭＰａであった。サンプル３は、サンプル２と同様に、ＥＳＤ耐性及び動作信頼性の双方について良好な結果であった。サンプル４では、端面コーティング膜全体での内部応力は、圧縮方向に７７６ＭＰａであった。サンプル４は、ＥＳＤ耐性に問題は無かったものの、良好な動作信頼性が得られなかった。
【００６３】
以上の結果から、第１層目の誘電体膜をＥＣＲプラズマ法によって形成し、第２層目以降の誘電体膜をＩＡＤ法によって形成することが、端面コーティング膜の内部応力の緩和及びレーザ素体の端面へのダメージの軽減を実現し、半導体レーザ素子のＥＳＤ耐性及び動作信頼性の確保に寄与することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施形態を示す図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】高反射膜の層構造を示した図である。
【図４】反射防止膜の層構造を示した図である。
【図５】成膜工程におけるレーザ素体の温度を示した図である。
【図６】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の効果確認試験の試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…半導体レーザ素子、１２…活性層、２０ａ，２０ｂ…端面、２１…高反射膜、２２…反射防止膜、３１，４１…誘電体膜（第１層目の誘電体膜）、３２，３３，４２，４３…誘電体膜（第２層目以降の誘電体膜）、Ｐ…レーザ素体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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