JP2002141602A - 窒化物半導体レーザ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒化物半導体レーザ素子の活性層の横モード
の光閉じ込めを行い安定したレーザ素子を得る。 【構成】 ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体層との
間にレーザ発振する活性層を有し、レーザ光の共振方向
に対して平行な前記ｎ型窒化物半導体層、前記活性層及
び前記ｐ型窒化物半導体層の表面には誘電体薄膜が形成
され、その誘電体薄膜の表面に３８０ｎｍ〜５５０ｎｍ
に対して反射率が高い材料からなる金属薄膜が金属薄膜
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡ
ｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）より
なるレーザ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】緑色〜紫外にレーザ発振する半導体材料
として窒化物半導体が研究されている。窒化物半導体レ
ーザ素子が例えば特開平６−１５２０７２号公報に示さ
れている。この公報では活性層が格子整合したクラッド
層で挟まれたダブルへテロ構造のレーザが示されてお
り、素子構造として電極ストライプ型、メサストライプ
型、ヘテロアイソレーションストライプ型等の利得導波
型レーザ、埋め込みヘテロストライプ型の屈折率導波型
レーザ等が示されている。

【０００３】一般に利得導波型のレーザ素子では、電流
がクラッド層中で広がるため、横モードのレーザ光を制
御して、単一モードで安定な横モードの光を得ると共
に、非点隔差を小さくする目的で活性層の横方向、即ち
レーザの共振方向に平行な方向にあたる部分を、活性層
よりも屈折率の低い材料で挟んだ屈折率導波型のレーザ
素子が採用される。前記公報に示される屈折率導波型の
レーザ素子も、横方向にあたる活性層をｉ型のＩｎＡｌ
ＧａＮで挟んでいるが、四元混晶の窒化物半導体は非常
に結晶成長が難しく、例えば数μｍもの厚膜で成長させ
るのが難しいという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】窒化物半導体レーザ素
子のレーザ光の横方向の光閉じ込めを行うためには、も
っと現実に即した材料を選定して、効果的に光閉じ込め
を行うことが望ましい。そこで本発明はこのような事情
を鑑みて成されたものであって、その目的とするところ
は、窒化物半導体レーザ素子の活性層の横モードの光閉
じ込めを行い安定したレーザ素子を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ素子は、
ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体層との間にレーザ
発振する活性層を有し、レーザ光の共振方向に対して平
行な前記ｎ型窒化物半導体層、前記活性層及び前記ｐ型
窒化物半導体層の表面には誘電体薄膜が形成され、その
誘電体薄膜の表面に、３８０ｎｍ〜５５０ｎｍに対して
反射率が高い材料からなる金属薄膜が形成されているこ
とを特徴とする。また、前記活性層はＩｎを含む窒化物
半導体であることを特徴とする。

【０００６】また、前記金属薄膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｐｔから選択される１つであることを特徴と
する。また、前記金属薄膜の表面にさらに第二の誘電体
薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。

【０００７】

【作用】本発明のレーザ素子ではレーザの共振方向に平
行な方向にあるｎ型窒化物半導体、活性層及びｐ型窒化
物半導体の表面に誘電体薄膜と金属薄膜が形成されてい
る。つまりそのレーザ光の共振方向に平行な方向にある
活性層の側面を誘電体薄膜と、金属薄膜とで被覆してい
ることにより、レーザ光の横モードの光閉じ込めができ
るので、単一モードのレーザ光が得やすい。

【０００８】さらに、金属薄膜が表面に露出すると、正
電極と負電極とが導電性材料を介して短絡すると恐れが
あるため、さらにその金属薄膜の表面に第二の誘電体薄
膜を形成することにより電極間の短絡を防止することが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明のレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図であり、図２は図１のレーザ素子
の形状を示す斜視図である。なお、図１は図２のレーザ
素子を共振面に対して平行な方向で切断した際の断面図
である。このレーザ素子の基本的な構造は絶縁性基板１
の上に、窒化物半導体よりなるｎ型コンタクト層２、ｎ
型光閉じ込め層３、ｎ型光ガイド層４、活性層５、ｐ型
光ガイド層６、ｐ型光閉じ込め層７、ｐ型コンタクト層
８との積層構造である。さらに、最上層のｐ型コンタク
ト層８側からｎ型コンタクト層２まで、ストライプ状の
エッチングを行い、活性層の幅を狭くして、電流が活性
層に集中するようにしている。またエッチングによりス
トライプ状とされた共振器のｐ型コンタクト層８には正
電極３０が設けられ、正電極３０と平行な方向でｎ型コ
ンタクト層２には負電極２０が設けられている。

【００１０】基板１はサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３、Ａ面、
Ｃ面、Ｒ面）、スピネル（ＭｇＡｌ _２Ｏ_４、１１１面）
等の絶縁性基板が多く用いられるが、この他ＳｉＣ、Ｍ
ｇＯ、Ｓｉ、ＺｎＯ等の単結晶よりなる従来より知られ
ている基板が用いられる。なおこの図では絶縁性基板を
使用している。

【００１１】ｎ型コンタクト層２はＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ
_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成するこ
とができ、特にＧａＮ、ＩｎＧａＮ、その中でもＳｉを
ドープしたＧａＮで構成することにより、キャリア濃度
の高いｎ型層が得られ、また負電極２０と好ましいオー
ミック接触が得られるので、レーザ素子のしきい値電流
を低下させることができる。負電極２０の材料としては
Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等の金属若し
くは合金が好ましいオーミックが得られる。ＧａＮに限
らず窒化物半導体は、ノンドープ（不純物をドープしな
い状態）でも結晶内部にできる窒素空孔のためｎ型とな
る性質があるが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等のドナー不純物を
結晶成長中にドープすることにより、キャリア濃度が高
く、好ましいｎ型特性を示す窒化物半導体が得られる。

【００１２】ｎ型光閉じこめ層３はＡｌを含むｎ型の窒
化物半導体で構成し、好ましくは二元混晶あるいは三元
混晶のＡｌ_ＹＧａ_１−ＹＮ（０＜Y≦１）とすることに
より、結晶性の良いものが得られ、また活性層との屈折
率差を大きくしてレーザ光の縦モードの閉じ込めに有効
である。この層は通常０．１μｍ〜１μｍの膜厚で成長
させることが望ましい。０．１μｍよりも薄いと光閉じ
込め層として作用しにくく、１μｍよりも厚いと、結晶
中にクラックが入りやすくなり素子作成が困難となる傾
向にある。

【００１３】ｎ型光ガイド層４は、Ｉｎを含むｎ型の窒
化物半導体若しくはｎ型ＧａＮで構成し、好ましくは三
元混晶若しくは二元混晶のＩｎ_ＸＧａ_１−ＸＮ（０≦X
＜１）とする。この層は通常１００オングストローム〜
１μｍの膜厚で成長させることが望ましく、特にＩｎＧ
ａＮ、ＧａＮとすることにより次の活性層５を量子井戸
構造とすることが容易に可能になる。

【００１４】活性層５は先にも述べたように、Ｉｎを含
む窒化物半導体で構成し、好ましくは三元混晶のＩｎ_Ｘ
Ｇａ_１−ＸＮ（０＜X＜１）とする。三元混晶のＩｎＧ
ａＮは四元混晶のものに比べて結晶性が良い物が得られ
るので、発光出力が向上する。その中でも特に好ましく
は活性層をＩｎ_ＸＧａ_１−ＸＮよりなる井戸層と、井戸
層よりもバンドギャップの大きい窒化物半導体よりなる
障壁層とを積層した多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi-
quantum-well）とする。障壁層も同様に三元混晶のＩｎ
_Ｘ’Ｇａ_１−Ｘ’Ｎ（０≦X'＜１、X'＜X）が好まし
く、井戸＋障壁＋井戸＋・・・＋障壁＋井戸層となるよ
うに積層して多重量子井戸構造を構成する。このように
活性層をＩｎＧａＮを積層したＭＱＷとすると、量子準
位間発光で約３６５ｎｍ〜６６０ｎｍ間での高出力なＬ
Ｄを実現することができる。さらに、井戸層の上にＩｎ
ＧａＮよりなる障壁層を積層すると、ＩｎＧａＮよりな
る障壁層はＧａＮ、ＡｌＧａＮ結晶に比べて結晶が柔ら
かい。そのためクラッド層のＡｌＧａＮの厚さを厚くで
きるのでレーザ発振が実現できる。さらに、ＩｎＧａＮ
とＧａＮとでは結晶の成長温度が異なる。例えばＭＯＶ
ＰＥ法ではＩｎＧａＮは６００℃〜８００℃で成長させ
るのに対して、ＧａＮは８００℃より高い温度で成長さ
せる。従って、ＩｎＧａＮよりなる井戸層を成長させた
後、ＧａＮよりなる障壁層を成長させようとすれば、成
長温度を上げてやる必要がある。成長温度を上げると、
先に成長させたＩｎＧａＮ井戸層が分解してしまうので
結晶性の良い井戸層を得ることは難しい。さらに井戸層
の膜厚は数十オングストロームしかなく、薄膜の井戸層
が分解するとＭＱＷを作製するのが困難となる。それに
対し本発明では、障壁層もＩｎＧａＮであるため、井戸
層と障壁層が同一温度で成長できる。従って、先に形成
した井戸層が分解することがないので結晶性の良いＭＱ
Ｗを形成することができる。これはＭＱＷの最も好まし
い態様を示したものであるが、他に井戸層をＩｎＧａ
Ｎ、障壁層をＧａＮ、ＡｌＧａＮのように井戸層よりも
障壁層のバンドギャップエネルギーを大きくすればどの
ような組成でも良い。

【００１５】多重量子井戸構造の活性層５の総膜厚は１
００オングストローム以上に調整することが好ましい。
１００オングストロームよりも薄いと、十分に出力が上
がらず、レーザ発振しにくい傾向にある。また活性層の
膜厚も厚すぎると出力が低下する傾向にあり、１μｍ以
下、さらに好ましくは０．５μｍ以下に調整することが
望ましい。１μｍよりも厚いと活性層の結晶性が悪くな
るか、レーザ光が活性層中に広がってしまい、しきい値
電流が増加する傾向にある。

【００１６】次にｐ型光ガイド層６は、Ｉｎを含む窒化
物半導体若しくはＧａＮで構成し、好ましくは二元混晶
または三元混晶のＩｎ_ＹＧａ_１−ＹＮ（０＜Y≦１）を
成長させるる。この光ガイド層６は、通常１００オング
ストローム〜１μｍの膜厚で成長させることが望まし
く、特にＩｎＧａＮ、ＧａＮとすることにより、次のｐ
型光閉じこめ層７を結晶性良く成長できる。なお、ｐ型
の窒化物半導体はＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃａ等のア
クセプター不純物を結晶成長中にドープすることによっ
て得られるが、その中でもＭｇが最も好ましいｐ型特性
を示す。また結晶成長後、不活性ガス雰囲気中で、４０
０℃以上でアニーリングすることにより、さらに低抵抗
なｐ型を得ることができる。

【００１７】ｐ型閉じこめ層７は、Ａｌを含むｐ型の窒
化物半導体で構成し、好ましくは二元混晶または三元混
晶のＡｌ_ＹＧａ_１−ＹＮ（０＜Y≦１）とすることによ
り結晶性の良いものが得られる。このｐ型光閉じこめ層
はｎ型光閉じこめ層と同じく、０．１μｍ〜１μｍの膜
厚で成長させることが望ましく、ＡｌＧａＮのようなＡ
ｌを含むｐ型窒化物半導体とすることにより、活性層と
の屈折率差を大きくして、縦モードのレーザ光の光閉じ
込め層として有効に作用する。

【００１８】ｐ型コンタクト層８はｐ型Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧ
ａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成する
ことができ、特にＩｎＧａＮ、ＧａＮ、その中でもＭｇ
をドープしたｐ型ＧａＮとすると、最もキャリア濃度の
高いｐ型層が得られて、正電極３０と良好なオーミック
接触が得られ、しきい値電流を低下させることができ
る。正電極３０の材料としてはＮｉ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒ
ｈ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ等の比較的仕事関数の高い金属又
は合金がオーミックが得られやすい。

【００１９】次に本発明のレーザ素子では、図１に示す
ように、ｐ型コンタクト層８、ｐ型光閉じ込め層７、ｐ
型光ガイド層６、活性層５、ｎ型光ガイド層４、ｎ型光
閉じ込め層３及びｎ型コンタクト層がストライプ状にエ
ッチングされている。活性層５の発光はストライプの長
さ方向に共振してレーザ発振する。縦方向の光はｎ型と
ｐ型の光閉じ込め層で制御される。横方向の光はレーザ
光の共振方向に平行な方向にあるエッチング端面に形成
された誘電体薄膜４０と金属薄膜５０とで閉じ込められ
る。

【００２０】ｐ型コンタクト層８のストライプ幅は特に
問うものではないが、１０μｍ以下、さらに好ましくは
５μｍ以下、最も好ましくは３μｍ以下に調整すると、
レーザの非点隔差が小さくなり、しきい値電流も低くな
る。エッチング手段はドライエッチングを好ましく用
い、例えば反応性イオンエッチング、イオンミリング、
ＥＣＲエッチング、集束イオンビームエッチング、イオ
ンビームアシストエッチング等を用いることができる。

【００２１】次に、誘電体薄膜４０を形成するには、プ
ラズマＣＶＤ、スパッタリング、分子線蒸着等の常用さ
れている気相製膜手段を用いることができ、材料として
は、例えばＳｉＯX、ＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３等の
高誘電体材料が使用できる。またこれらの誘電体を薄膜
を多層に積層して、活性層５の横方向の光を反射する誘
電体多層膜を形成しても良い。誘電体薄膜は例えば０．
０１μｍ〜５０μｍ程度の膜厚で形成できる。

【００２２】さらに本発明のレーザ素子では誘電体薄膜
４０の上に活性層の光を反射する金属薄膜５０を形成し
ている。この金属薄膜５０を形成することにより活性層
５の横方向の光を完全に閉じ込めることができる。金属
薄膜の材料としてはＡｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｔ等の
窒化物半導体レーザ光（例えば３８０ｎｍ〜５５０ｎ
ｍ）に対して反射率が高い材料を選択することが望まし
い。

【００２３】図３は本発明の他の実施例に係るレーザ素
子の構造を示す模式的な断面図であり、レーザ素子をヒ
ートシンクに半田等の導電性材料９０を介して接続した
状態を示している。図３が図１、図２と異なる点は金属
薄膜５０の上にさらに第二の誘電体薄膜４１を形成して
いるところである。

【００２４】第二の誘電体薄膜４１は金属薄膜５０の表
面に形成されて、電極間のショート防止の作用をする。
つまりレーザチップをフェースダウンでヒートシンク、
サブマウント等の基台に接続した際、電極と基台とを接
続する半田等の導電性材料が金属薄膜に触れた状態で、
正と負の電極が接続されると電極間ショートを発生させ
る恐れがある。従って金属薄膜５０の表面をさらに第二
の誘電体薄膜４１で覆うことにより、電極間ショートを
防止できる。特にこの図に示すように、第二の誘電体薄
膜４１を先に形成した誘電体薄膜４０と金属薄膜５０と
の界面を覆うように連続して形成すると、より効果的で
ある。

【００２５】［実施例］以下、図１及び図３を基に本発
明の実施例について述べる。スピネル（ＭｇＡｌ
_２Ｏ_４、１１１面）よりなる基板１をＭＯＶＰＥ装置の
反応容器内に設置した後、原料ガスにＴＭＧ（トリメチ
ルガリウム）と、アンモニアを用い、温度５００℃でサ
ファイア基板の表面にＧａＮよりなるバッファ層を２０
０オングストロームの膜厚で成長させた。このバッファ
層は基板と窒化物半導体との格子不整合を緩和する作用
があり、他にＡｌＮ、ＡｌＧａＮ等を成長させることも
可能である。このバッファ層を成長させることにより、
基板の上に成長させるｎ型窒化物半導体の結晶性が良く
なることが知られているが、成長方法、基板の種類等に
よりバッファ層が成長されない場合もある。

【００２６】続いて温度を１０５０℃に上げ、原料ガス
にＴＭＧ、アンモニア、ドナー不純物としてＳｉＨ
_４（シラン）ガスを用いて、ＳｉドープＧａＮよりなる
ｎ型コンタクト層２を４μｍの膜厚で成長させた。

【００２７】次に温度を７５０℃まで下げ、原料ガスに
ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニ
ア、不純物ガスにシランガスを用い、ＳｉドープＩｎ0.
1Ｇａ0.9Ｎよりなるクラック防止層を５００オングスト
ロームの膜厚で成長させた。このクラック防止層は特に
図示していないが、Ｉｎを含むｎ型の窒化物半導体、好
ましくはＩｎＧａＮで成長させることにより、次に成長
させるＡｌを含む窒化物半導体よりなるｎ型光閉じこめ
層３を厚膜で成長させることが可能となる。ＬＤの場合
は、光閉じ込め層、光ガイド層となる層を、例えば０．
１μｍ以上の膜厚で成長させる必要がある。従来ではＧ
ａＮ、ＡｌＧａＮ層の上に直接厚膜のＡｌＧａＮを成長
させると、後から成長させたＡｌＧａＮにクラックが入
るので素子作製が困難であったが、このクラック防止層
が次に成長させる光閉じこめ層３にクラックが入るのを
防止することができる。しかも次に成長させる光閉じこ
め層３を厚膜で成長させても膜質良く成長できる。なお
このクラック防止層は１００オングストローム以上、
０．５μｍ以下の膜厚で成長させることが好ましい。１
００オングストロームよりも薄いと前記のようにクラッ
ク防止として作用しにくく、０．５μｍよりも厚いと、
結晶自体が黒変する傾向にある。なお、このクラック防
止層は成長方法、成長装置によっては省略することもで
きる。

【００２８】次に、温度を１０５０℃にして、原料ガス
にＴＥＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモ
ニア、不純物ガスにシランガスを用いて、Ｓｉドープｎ
型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなるｎ型光閉じこめ層３を０．
５μｍの膜厚で成長させた。

【００２９】続いて、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、
不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ
よりなるｎ型光ガイド層４を５００オングストロームの
膜厚で成長させた。

【００３０】次に原料ガスにＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニ
アを用いて活性層５を成長させた。活性層は温度を７５
０℃に保持して、まずノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎより
なる井戸層を２５オングストロームの膜厚で成長させ
る。次にＴＭＩのモル比を変化させるのみで同一温度
で、ノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.95Ｎよりなる障壁層を５
０オングストロームの膜厚で成長させる。この操作を１
３回繰り返し、最後に井戸層を成長させ総膜厚０．１μ
ｍの膜厚の多重量子井戸構造よりなる活性層を成長させ
た。

【００３１】活性層５成長後、温度を１０５０℃にして
ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、アクセプター不純物源と
してＣｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）
を用い、Ｍｇドープｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎよりなるｐ型
キャップ層を１００オングストロームの膜厚で成長させ
た。このｐ型キャップ層は特に図示していないが、１μ
ｍ以下、さらに好ましくは１０オングストローム以上、
０．１μｍ以下の膜厚で成長させることにより、ＩｎＧ
ａＮよりなる活性層が分解するのを防止するキャップ層
としての作用があり、また活性層の上にＡｌを含むｐ型
窒化物半導体よりなるｐ型キャップ層４８を成長させる
ことにより、発光出力が格段に向上する。逆に活性層に
接するｐ層をＧａＮとすると素子の出力が約１／３に低
下してしまう。これはＡｌＧａＮがＧａＮに比べてｐ型
になりやすく、またｐ型キャップ層成長時に、ＩｎＧａ
Ｎが分解するのを抑える作用があるためと推察される
が、詳しいことは不明である。このｐ型キャップ層の膜
厚は１μｍよりも厚いと、層自体にクラックが入りやす
くなり素子作製が困難となる傾向にある。なおこのｐ型
キャップ層も省略可能である。

【００３２】次に温度を１０５０℃に保持して、ＴＭ
Ｇ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用いＭｇドープｐ型Ｇａ
Ｎよりなるｐ型光ガイド層６を５００オングストローム
の膜厚で成長させた。この第二のｐ型光ガイド層は上記
したように、ＩｎＧａＮ、ＧａＮとすることにより次の
Ａｌを含む光閉じこめ層を結晶性良く成長できる。

【００３３】続いて、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃ
ｐ2Ｍｇを用いてＭｇドープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなる
ｐ型光閉じこめ層７を０．５μｍの膜厚で成長させた。

【００３４】続いて、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ
を用い、Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト
層８を０．５μｍの膜厚で成長させた。

【００３５】以上のようにして窒化物半導体を積層した
ウェーハを反応容器から取り出し、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）装置にて、最上層のｐ型コンタクト層８
側から選択エッチを行い、負電極を形成すべきｎ型コン
タクト層の表面を露出させると共に、ｐ型コンタクト層
８からｎ型コンタクト層２までをストライプ形状にエッ
チングした。なおストライプ幅は１０μｍとした。

【００３６】エッチングの終わった窒化物半導体ウェー
ハの正電極、負電極を形成すべき部分にマスクをかけ、
さらにプラズマＣＶＤ装置でＳｉＯ_２とＴｉＯ_２よりな
る誘電体多層膜４０を前記したエッチング端面に総膜厚
１０μｍで形成した。なお誘電体多層膜は活性層の発光
波長を反射するように設計されていることは云うまでも
ない。またこの誘電体薄膜は多層膜としたが、例えばＡ
ｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の単一膜で形成しても良い。

【００３７】次に、誘電体薄膜４０の上にＡｌよりなる
金属薄膜５０を蒸着により０．１μｍの膜厚で形成し
た。

【００３８】さらに、その金属薄膜５０の上にＳｉＯ_２
よりなる第二の誘電体薄膜４１を同じくプラズマＣＶＤ
法により、１μｍの膜厚で形成した。

【００３９】ｐ型コンタクト層８にはＮｉとＡｕよりな
るストライプ状の正電極３０を絶縁膜１１を介して形成
し、先に露出させたｎ型コンタクト層２にはＴｉとＡｌ
よりなるストライプ状の負電極２０を形成した。

【００４０】以上のようにしたウェーハを、まずストラ
イプ状の電極に平行な位置で分割した後、次に電極に垂
直な方向で分割し、垂直な方向で分割した分割面を研磨
して鏡面とした。その共振面に常法に従って反射鏡を形
成してレーザチップとした。このレーザチップを図３に
示すように、予め電極パターン１００が形成されたヒー
トシンクに設置し、常温でパルス発振させたところ、し
きい値電流密度２ｋＡ／cm^２で４１０ｎｍのレーザ発振
を示した。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ素
子はレーザ光の共振方向に平行な方向の活性層、及びク
ラッド層が、誘電体薄膜と金属とで覆われているので、
完全な横モードの光閉じ込めができ、安定したレーザ光
を得ることができる。さらに誘電体薄膜、金属薄膜等は
窒化物半導体に比べて容易に薄膜が形成できる。そのた
め窒化物半導体を形成するのであれば、ストライプ状に
クラッド層、活性層をエッチングした後、マスクを形成
して高温で選択成長を行わねばならないが、誘電体薄
膜、金属薄膜等であれば、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等、窒化
物半導体の成長装置でなくとも、他の簡単なＣＶＤ装置
で製膜可能なので、生産技術上非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を
示す模式断面図。

【図２】 図１のレーザ素子の形状を示す斜視図。

【図３】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式断面図。

【符号の説明】

１・・・・基板 ２・・・・ｎ型コンタクト層 ３・・・・ｎ型光閉じこめ層 ４・・・・ｎ型光ガイド層 ５・・・・活性層 ６・・・・ｐ型光ガイド層 ５・・・・ｐ型光閉じこめ層 ６・・・・ｐ型コンタクト層 ４０・・・・誘電体薄膜 ５０・・・・金属薄膜 ４１・・・・第二の誘電体薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体層
   との間にレーザ発振する活性層を有し、レーザ光の共振
   方向に対して平行な前記ｎ型窒化物半導体層、前記活性
   層及び前記ｐ型窒化物半導体層の表面には誘電体薄膜が
   形成され、その誘電体薄膜の表面に、３８０ｎｍ〜５５
   ０ｎｍに対して反射率が高い材料からなる金属薄膜が形
   成されていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素
   子。
2. 【請求項２】 前記活性層はＩｎを含む窒化物半導体で
   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。
3. 【請求項３】 前記金属薄膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃ
   ｒ、Ｐｔから選択される１つであることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素
   子。
4. 【請求項４】 前記金属薄膜の表面にさらに第二の誘電
   体薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至
   請求項３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。