JP2003198043A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 端面保護膜を有する半導体レーザ素子におい
て、剥離を無くして低出力から高出力まで高い信頼性を
得る。 【解決手段】 端面の一方に、Ｓｉ膜(14a)を１nm程度
形成し、Ｓｉ膜(14a)の表面を酸化して薄いＳｉＯx膜(1
4b)を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3膜(14c)をλ/２形成し
て低反射膜14を形成する。反対側の端面には、Ｓｉ膜を
１nm程度を形成し、Ｓｉ膜の表面を酸化して薄いＳｉＯ
x膜を形成し、その上にλ/４酸化物の積層構造を形成し
て高反射膜を形成する。第１層のＳｉ膜と第２層のＳｉ
Ｏx膜との合計膜厚d1と第２層のＳｉＯx膜d2との関係
が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにする。これにより
膜剥離を防止でき最大光出力を向上させることができ
る。
て、剥離を無くして低出力から高出力まで高い信頼性を
得る。 【解決手段】 端面の一方に、Ｓｉ膜(14a)を１nm程度
形成し、Ｓｉ膜(14a)の表面を酸化して薄いＳｉＯx膜(1
4b)を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3膜(14c)をλ/２形成し
て低反射膜14を形成する。反対側の端面には、Ｓｉ膜を
１nm程度を形成し、Ｓｉ膜の表面を酸化して薄いＳｉＯ
x膜を形成し、その上にλ/４酸化物の積層構造を形成し
て高反射膜を形成する。第１層のＳｉ膜と第２層のＳｉ
Ｏx膜との合計膜厚d1と第２層のＳｉＯx膜d2との関係
が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにする。これにより
膜剥離を防止でき最大光出力を向上させることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、端面に保護層を設
けた半導体レーザ素子に関するものである。
けた半導体レーザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子の最大光出力の向上を
阻害する要因として、高出力動作時の共振器端面近傍の
無効電流による劣化が挙げられる。具体的には、共振器
端面の半導体表面において発光に寄与しない電流が発生
し、この非発光結合電流によって共振器端面が発熱し、
その発熱により端面の劣化が起こり半導体レーザの最大
光出力が低下する。また、共振器端面に保護膜あるいは
反射率制御層を形成する際に半導体表面に酸素が取り込
まれ、その酸素によって反射率制御層の特性が劣化し、
最大光出力を低減させるという問題もある。
阻害する要因として、高出力動作時の共振器端面近傍の
無効電流による劣化が挙げられる。具体的には、共振器
端面の半導体表面において発光に寄与しない電流が発生
し、この非発光結合電流によって共振器端面が発熱し、
その発熱により端面の劣化が起こり半導体レーザの最大
光出力が低下する。また、共振器端面に保護膜あるいは
反射率制御層を形成する際に半導体表面に酸素が取り込
まれ、その酸素によって反射率制御層の特性が劣化し、
最大光出力を低減させるという問題もある。
【０００３】上記のような問題を解決するために、米国
特許第4656638号においては、光出射端面に１０ｎｍ以
下の金属層、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｖ、Ｓｂ、Ｍ
ｎ、ＣｒまたはＴｉを設けて端面近傍の半導体層を不動
態化させ、その金属層の上にＡｌ2Ｏ3等の酸化物反射率
制御層を設けていることが記載されている。半導体層か
らこれらの金属層への酸素の外拡散により半導体表面は
不動態化するが、その酸素により金属層が酸化され、半
導体レーザ素子の特性および信頼性が低下するという問
題がある。そこで、特開平11-121877号においては、半
導体層表面の酸化除去を行った後、Ｓｉ等の不動態化層
を設けることが記載されている。また、特開平3-101183
号においても、共振器端面の半導体表面の酸化層を除去
した後、Ｓｉ、ＧｅまたはＳｂの不動態化層を設け、そ
の上に熱伝導性の良いＳｉ3Ｎ4の保護層を設けることが
開示されている。
特許第4656638号においては、光出射端面に１０ｎｍ以
下の金属層、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｖ、Ｓｂ、Ｍ
ｎ、ＣｒまたはＴｉを設けて端面近傍の半導体層を不動
態化させ、その金属層の上にＡｌ2Ｏ3等の酸化物反射率
制御層を設けていることが記載されている。半導体層か
らこれらの金属層への酸素の外拡散により半導体表面は
不動態化するが、その酸素により金属層が酸化され、半
導体レーザ素子の特性および信頼性が低下するという問
題がある。そこで、特開平11-121877号においては、半
導体層表面の酸化除去を行った後、Ｓｉ等の不動態化層
を設けることが記載されている。また、特開平3-101183
号においても、共振器端面の半導体表面の酸化層を除去
した後、Ｓｉ、ＧｅまたはＳｂの不動態化層を設け、そ
の上に熱伝導性の良いＳｉ3Ｎ4の保護層を設けることが
開示されている。
【０００４】半導体レーザ素子の端面に酸素あるいは窒
素を含まない層を形成後、酸化層を形成する手法はこれ
まで多く試みられ、その構成材料についても多くの報告
がされている。しかし、これら第１層の上に酸化物ある
いは窒化物を含む反射率制御層を形成する場合、それら
の線膨張係数の違いによりレーザ発振時に生じる発熱に
より、膜の剥離が生じる場合がある。この剥離は特に高
出力動作時に顕著に見られ、突然レーザ発振が停止する
場合がある。
素を含まない層を形成後、酸化層を形成する手法はこれ
まで多く試みられ、その構成材料についても多くの報告
がされている。しかし、これら第１層の上に酸化物ある
いは窒化物を含む反射率制御層を形成する場合、それら
の線膨張係数の違いによりレーザ発振時に生じる発熱に
より、膜の剥離が生じる場合がある。この剥離は特に高
出力動作時に顕著に見られ、突然レーザ発振が停止する
場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記のような
問題を解決するために、酸素あるいは窒素を含まない第
１層の表面を酸化して薄い酸化物層を設け、その上に酸
素化合物反射制御層を形成することにより、この剥離が
回避できることが知られている。また、反射率制御層と
して窒化物を用いる場合、上記第１層の表面を窒化して
薄い窒化物層を設けることにより、剥離は回避できる。
しかし、この酸化物層あるいは窒化物層の膜厚が厚すぎ
ると、本来端面強化を目的とした第１層の機能が失われ
半導体レーザ素子の特性が悪くなる。
問題を解決するために、酸素あるいは窒素を含まない第
１層の表面を酸化して薄い酸化物層を設け、その上に酸
素化合物反射制御層を形成することにより、この剥離が
回避できることが知られている。また、反射率制御層と
して窒化物を用いる場合、上記第１層の表面を窒化して
薄い窒化物層を設けることにより、剥離は回避できる。
しかし、この酸化物層あるいは窒化物層の膜厚が厚すぎ
ると、本来端面強化を目的とした第１層の機能が失われ
半導体レーザ素子の特性が悪くなる。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて、端面に保護層
を有する半導体レーザ素子において、低出力から高出力
まで信頼性の高い半導体レーザ素子を提供することを目
的とするものである。
を有する半導体レーザ素子において、低出力から高出力
まで信頼性の高い半導体レーザ素子を提供することを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体レ
ーザ素子は、積層体の光の導波方向に垂直なへき開面を
共振器面として有し、該共振器面の少なくとも一方に保
護層が設けられている半導体レーザ素子において、保護
層が少なくとも３層からなり、保護層の積層体側から第
１層が構成元素に酸素を含まない材料からなり、第２層
が前記材料を母材とする酸化物からなり、第３層が酸化
物からなり、第１層と第２層との合計膜厚をｄ1とし、
第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層との合計
膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係
を満たすことを特徴とするものである。
ーザ素子は、積層体の光の導波方向に垂直なへき開面を
共振器面として有し、該共振器面の少なくとも一方に保
護層が設けられている半導体レーザ素子において、保護
層が少なくとも３層からなり、保護層の積層体側から第
１層が構成元素に酸素を含まない材料からなり、第２層
が前記材料を母材とする酸化物からなり、第３層が酸化
物からなり、第１層と第２層との合計膜厚をｄ1とし、
第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層との合計
膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係
を満たすことを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の第２の半導体レーザ素子
は、積層体の光の導波方向に垂直なへき開面を共振器面
として有し、該共振器面の少なくとも一方に保護層が設
けられている半導体レーザ素子において、保護層が少な
くとも３層からなり、保護層の積層体側から第１層が構
成元素に窒素を含まない材料からなり、第２層が前記材
料を母材とする窒化物からなり、第３層が窒化物からな
り、第１層と第２層との合計膜厚をｄ1とし、第２層の
膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層との合計膜厚およ
び第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係を満たす
ことを特徴とするものである。
は、積層体の光の導波方向に垂直なへき開面を共振器面
として有し、該共振器面の少なくとも一方に保護層が設
けられている半導体レーザ素子において、保護層が少な
くとも３層からなり、保護層の積層体側から第１層が構
成元素に窒素を含まない材料からなり、第２層が前記材
料を母材とする窒化物からなり、第３層が窒化物からな
り、第１層と第２層との合計膜厚をｄ1とし、第２層の
膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層との合計膜厚およ
び第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係を満たす
ことを特徴とするものである。
【０００９】上記本発明の第１および第２の半導体レー
ザ素子において、第１層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、
ＴａおよびＴｉの少なくとも１つからなることが望まし
い。
ザ素子において、第１層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、
ＴａおよびＴｉの少なくとも１つからなることが望まし
い。
【００１０】また、上記本発明の第１の半導体レーザ素
子において、第３層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ
およびＴｉの少なくとも１つの酸化物であることが望ま
しい。
子において、第３層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ
およびＴｉの少なくとも１つの酸化物であることが望ま
しい。
【００１１】また、上記本発明の第２の半導体レーザ素
子において、第３層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ
およびＴｉの少なくとも１つの窒化物であることが望ま
しい。
子において、第３層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ
およびＴｉの少なくとも１つの窒化物であることが望ま
しい。
【００１２】
【発明の効果】本発明の第１の半導体レーザ素子によれ
ば、保護層が少なくとも３層からなり、保護層の積層体
側から第１層が構成元素に酸素を含まない材料からな
り、第２層が前記材料を母材とする酸化物からなり、第
３層が酸化物からなり、第１層と第２層との合計膜厚を
ｄ1とし、第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層
との合計膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.
9の関係を満たすことにより、保護膜の密着力が高まる
ので、高出力動作時の光出力を向上させることができ
る。
ば、保護層が少なくとも３層からなり、保護層の積層体
側から第１層が構成元素に酸素を含まない材料からな
り、第２層が前記材料を母材とする酸化物からなり、第
３層が酸化物からなり、第１層と第２層との合計膜厚を
ｄ1とし、第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２層
との合計膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.
9の関係を満たすことにより、保護膜の密着力が高まる
ので、高出力動作時の光出力を向上させることができ
る。
【００１３】また、本発明の第２の半導体レーザ素子に
よれば、保護層が少なくとも３層からなり、保護層の積
層体側から第１層が構成元素に窒素を含まない材料から
なり、第２層が前記材料を母材とする窒化物からなり、
第３層が窒化物からなり、第１層と第２層との合計膜厚
をｄ1とし、第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２
層との合計膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦
0.9の関係を満たすことにより、上記第１の半導体レー
ザ素子と同様に、保護膜の密着力が高まるので、高出力
動作時の光出力を向上させることができる。
よれば、保護層が少なくとも３層からなり、保護層の積
層体側から第１層が構成元素に窒素を含まない材料から
なり、第２層が前記材料を母材とする窒化物からなり、
第３層が窒化物からなり、第１層と第２層との合計膜厚
をｄ1とし、第２層の膜厚をｄ2とすると、第１層と第２
層との合計膜厚および第２層の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦
0.9の関係を満たすことにより、上記第１の半導体レー
ザ素子と同様に、保護膜の密着力が高まるので、高出力
動作時の光出力を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
を用いて詳細に説明する。
【００１５】まず、本発明の第１の実施の形態によるリ
ッジ型の半導体レーザ素子について説明する。その半導
体レーザ素子の斜視図を図１(a)に示し、図１(b)に低反
射率膜が施された端面側の断面図を示す。
ッジ型の半導体レーザ素子について説明する。その半導
体レーザ素子の斜視図を図１(a)に示し、図１(b)に低反
射率膜が施された端面側の断面図を示す。
【００１６】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
図１に示すように、有機金属気相成長法によりｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ1-z1Ａｌz1Ａｓクラッド層
２、ｎまたはｉ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波層
３、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1- y2Ｐy2バリア層４、ｉ−
Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3量子井戸層５、ｉ−Ｉｎx2
Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層６、ｐまたはｉ−Ｉｎx1
Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波層７、ｐ−Ｇａ1-z1Ａｌz1
Ａｓクラッド層８およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層９、
絶縁膜10、ｐ側電極11およびｎ側電極12を備えてなる積
層体の共振器端面の一方に、Ｓｉ膜（14a）、該Ｓｉ膜
の表面を酸化してなる薄層のＳｉＯx膜(14b)およびλ／
２（λ＝809nm）に相当する膜厚のＡｌ2Ｏ3膜(14c)をこ
の順に形成してなる低反射膜14を備え、他方の端面に
は、Ｓｉ膜、該Ｓｉ膜の表面を酸化してなるＳｉＯx膜
およびλ/４酸化物の積層構造をこの順に形成してなる
９５％以上の高反射膜13を備えるものである。なお、ク
ラッド層および光導波層はＧａＡｓ基板に格子整合する
組成とする。
図１に示すように、有機金属気相成長法によりｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ1-z1Ａｌz1Ａｓクラッド層
２、ｎまたはｉ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波層
３、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1- y2Ｐy2バリア層４、ｉ−
Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3量子井戸層５、ｉ−Ｉｎx2
Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層６、ｐまたはｉ−Ｉｎx1
Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波層７、ｐ−Ｇａ1-z1Ａｌz1
Ａｓクラッド層８およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層９、
絶縁膜10、ｐ側電極11およびｎ側電極12を備えてなる積
層体の共振器端面の一方に、Ｓｉ膜（14a）、該Ｓｉ膜
の表面を酸化してなる薄層のＳｉＯx膜(14b)およびλ／
２（λ＝809nm）に相当する膜厚のＡｌ2Ｏ3膜(14c)をこ
の順に形成してなる低反射膜14を備え、他方の端面に
は、Ｓｉ膜、該Ｓｉ膜の表面を酸化してなるＳｉＯx膜
およびλ/４酸化物の積層構造をこの順に形成してなる
９５％以上の高反射膜13を備えるものである。なお、ク
ラッド層および光導波層はＧａＡｓ基板に格子整合する
組成とする。
【００１７】共振器端面において、第１層であるＳｉ膜
（14a）と第２層であるＳｉＯx膜(14b)との合計膜厚d1
と、第２層であるＳｉＯx膜(14b)の膜厚d2との関係が、
0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにすることにより、膜剥
がれを防止でき、最大光出力を向上させることができ
る。
（14a）と第２層であるＳｉＯx膜(14b)との合計膜厚d1
と、第２層であるＳｉＯx膜(14b)の膜厚d2との関係が、
0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにすることにより、膜剥
がれを防止でき、最大光出力を向上させることができ
る。
【００１８】次に、本発明の第２の実施の形態によるリ
ッジ型の半導体レーザ素子について説明する。その半導
体レーザ素子の断面図を図２に示す。
ッジ型の半導体レーザ素子について説明する。その半導
体レーザ素子の断面図を図２に示す。
【００１９】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
図２に示すように、有機金属気相成長法により、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板21上に、ｎ−Ｉｎ0.49(Ｇａ1-z1Ａlz1)0.51
Ｐ下部クラッド層22（0≦z1≦0.5）、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ
1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層23（x2＝0.49y2±0.01，
0.1≦y2≦0.9）、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3量子井戸
層24（0≦x3＜0.5，0≦y3≦0.6）、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2
Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層25（x2＝0.49y2±0.01，0.1
≦y2≦0.9）、ｐ−Ｉｎ0.49(Ｇａ1-z1Ａｌz1)0.51Ｐ上
部クラッド層26、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層27、絶縁膜
28、ｐ側電極29およびｎ側電極30を積層してなり、上部
クラッド層の途中までストライプ領域の両側をエッチン
グして幅が５μｍ以下のリッジストライプを有するもの
である。この半導体レーザ素子は、単一横モード発振す
るものである。そして、共振器面の一方にＳｉ、該Ｓｉ
膜の表面を酸化してなるＳｉＯx層、およびＡｌ2Ｏ3を
この順に形成して低反射膜コーティングを施し、他方の
共振器面も、上記第１の実施の形態同様に、９５％以上
の高反射膜コーティングを施す。Ｓｉ膜とＳｉＯx膜と
の合計膜厚ｄ1とＳｉＯx膜の膜厚ｄ2との関係が、0.1≦
ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにすることにより、保護膜の剥
離が無い高いレベルの最大光出力を得ることができる。
図２に示すように、有機金属気相成長法により、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板21上に、ｎ−Ｉｎ0.49(Ｇａ1-z1Ａlz1)0.51
Ｐ下部クラッド層22（0≦z1≦0.5）、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ
1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層23（x2＝0.49y2±0.01，
0.1≦y2≦0.9）、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3量子井戸
層24（0≦x3＜0.5，0≦y3≦0.6）、ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2
Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層25（x2＝0.49y2±0.01，0.1
≦y2≦0.9）、ｐ−Ｉｎ0.49(Ｇａ1-z1Ａｌz1)0.51Ｐ上
部クラッド層26、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層27、絶縁膜
28、ｐ側電極29およびｎ側電極30を積層してなり、上部
クラッド層の途中までストライプ領域の両側をエッチン
グして幅が５μｍ以下のリッジストライプを有するもの
である。この半導体レーザ素子は、単一横モード発振す
るものである。そして、共振器面の一方にＳｉ、該Ｓｉ
膜の表面を酸化してなるＳｉＯx層、およびＡｌ2Ｏ3を
この順に形成して低反射膜コーティングを施し、他方の
共振器面も、上記第１の実施の形態同様に、９５％以上
の高反射膜コーティングを施す。Ｓｉ膜とＳｉＯx膜と
の合計膜厚ｄ1とＳｉＯx膜の膜厚ｄ2との関係が、0.1≦
ｄ2/ｄ1≦0.9となるようにすることにより、保護膜の剥
離が無い高いレベルの最大光出力を得ることができる。
【００２０】また、上記第２の実施の形態において、上
部クラッド層および下部クラッド層に、Ｇａ1-z1Ａｌz1
Ａｓ下部クラッド層（0.55≦z１≦1.0）を用いてもよ
い。
部クラッド層および下部クラッド層に、Ｇａ1-z1Ａｌz1
Ａｓ下部クラッド層（0.55≦z１≦1.0）を用いてもよ
い。
【００２１】上記２つの実施の形態の半導体レーザ素子
の発振する波長帯に関しては、Ｉｎ x3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3
Ｐy3（0≦x3＜0.5，0≦y3≦0.6）からなる組成の活性層
より、750＜λ＜1200（ｎｍ）の範囲までの制御が可能
である。
の発振する波長帯に関しては、Ｉｎ x3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3
Ｐy3（0≦x3＜0.5，0≦y3≦0.6）からなる組成の活性層
より、750＜λ＜1200（ｎｍ）の範囲までの制御が可能
である。
【００２２】第１層は、Ｓｉの他に、Ａｌ、Ｇａ、Ｇ
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つであってもよい。
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つであってもよい。
【００２３】また、第３層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｔａ
およびＴｉの少なくとも１つの酸化物であってもよく、
さらにそれらの積層構造であってもよい。
およびＴｉの少なくとも１つの酸化物であってもよく、
さらにそれらの積層構造であってもよい。
【００２４】上記２つの実施の形態において、半導体層
の成長法としては、固体あるいはガスを原料とする分子
線エピタキシャル成長法を用いてもよい。また、層構成
は、ｎ型基板上への成長であるが、ｐ型基板を用いても
よく、この場合、導電性を反転するだけでよい。
の成長法としては、固体あるいはガスを原料とする分子
線エピタキシャル成長法を用いてもよい。また、層構成
は、ｎ型基板上への成長であるが、ｐ型基板を用いても
よく、この場合、導電性を反転するだけでよい。
【００２５】また、上記実施の形態では、端面に形成す
る保護膜において、第１層として構成元素に酸素を含ま
ない材料とし、第２層として第１層を母材とする酸化物
層とし、第３層を酸化物層とした半導体レーザ素子につ
いて説明したが、２つの共振器端面とも、第１層をＳｉ
とし、第２層を第１層のＳｉ表面をＮ2を含むＡｒ雰囲
気中で窒化させたＳｉＮx膜とし、第３層をＳｉ3Ｎ4あ
るいはＡｌＮとし、Ｓｉ膜とＳｉＮx膜との合計膜厚ｄ1
とＳｉＮx膜の膜厚ｄ2との関係が、0.1≦ｄ2／ｄ1≦0.9
を満たすようにすることによっても、上記実施の形態と
同様に、膜剥離が起こらず高いレベルの最大光出力を得
ることができる。
る保護膜において、第１層として構成元素に酸素を含ま
ない材料とし、第２層として第１層を母材とする酸化物
層とし、第３層を酸化物層とした半導体レーザ素子につ
いて説明したが、２つの共振器端面とも、第１層をＳｉ
とし、第２層を第１層のＳｉ表面をＮ2を含むＡｒ雰囲
気中で窒化させたＳｉＮx膜とし、第３層をＳｉ3Ｎ4あ
るいはＡｌＮとし、Ｓｉ膜とＳｉＮx膜との合計膜厚ｄ1
とＳｉＮx膜の膜厚ｄ2との関係が、0.1≦ｄ2／ｄ1≦0.9
を満たすようにすることによっても、上記実施の形態と
同様に、膜剥離が起こらず高いレベルの最大光出力を得
ることができる。
【００２６】なお、第２層であるＳｉＮx膜は、第１層
のＳｉ層を形成後、同一真空装置内で、Ｎ2/Ａｒ=25％
の流量比となるように窒素を導入し、イオン発生源を用
いて窒素イオンプラズマをＳｉ膜上に照射することによ
り、薄層のＳｉＮx膜を形成する。このイオン照射にお
いて、加速電圧を10〜50eVの範囲で適宜調整することに
より、ＳｉＮx膜の膜厚を制御することが可能である。
のＳｉ層を形成後、同一真空装置内で、Ｎ2/Ａｒ=25％
の流量比となるように窒素を導入し、イオン発生源を用
いて窒素イオンプラズマをＳｉ膜上に照射することによ
り、薄層のＳｉＮx膜を形成する。このイオン照射にお
いて、加速電圧を10〜50eVの範囲で適宜調整することに
より、ＳｉＮx膜の膜厚を制御することが可能である。
【００２７】なお、第１層は、Ｓｉの他に、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つであっても
よい。
ａ、Ｇｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つであっても
よい。
【００２８】また、第３層の窒化物は、Ａｌ、Ｇａ、Ｇ
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つの窒化物、すなわ
ち、ＡｌＮ、ＧａＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＴａＮおよびＴｉＮで
あることが望ましく、さらにそれらの積層構造であって
もよい。次に、本発明の半導体レーザ素子について実施
例により具体的に説明する。
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つの窒化物、すなわ
ち、ＡｌＮ、ＧａＮ、Ｇｅ3Ｎ4、ＴａＮおよびＴｉＮで
あることが望ましく、さらにそれらの積層構造であって
もよい。次に、本発明の半導体レーザ素子について実施
例により具体的に説明する。
【００２９】
【実施例】（実施例１）図１(a)に示すように、有機金
属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ
0.39Ａｌ0.61Ａｓクラッド層２、ｎまたはｉ−Ｉｎ0.49
Ｇａ0.51Ｐ光導波層３、ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ｐ引張り歪
バリア層４、ｉ−Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ 0.75Ｐ0.25 量
子井戸層５、ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ｐ引張り歪バリア層
６、ｐまたはｉ−Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ光導波層７、ｐ−
Ｇａ0.39Ａｌ0.61Ａｓクラッド層８およびｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層９を形成した。次に、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層９上に絶縁膜を形成後、通常のリソグラフィーに
より幅50μｍ程度のストライプで、これに連続する周辺
部に平行な幅10μｍ程度のストライプの絶縁膜を除去
し、ウエットエッチングによりｐ−ＩｎＧａＰエッチン
グ阻止層（図示せず、厚さ10nm程度）の上部まで除去し
てリッジストライプを形成した。なお、ｐ−ＩｎＧａＰ
エッチング阻止層はクラッド層８の中間に設けられてい
る。これによりストライプ幅を決定するリッジ構造が精
度高く形成することができる。エッチング液としては、
硫酸と過酸化水素水系を用いると、自動的にエッチング
がｐ−ＩｎＧａＰエッチング阻止層で停止する。絶縁膜
を除去した後、再度絶縁膜10を形成し、リソグラフィー
により幅50μｍリッジストライプ上の絶縁膜10を除去
し、ｐ側電極11を形成し、ｐ側電極11の上にAuメッキを
５μｍ以上行った。基板１を、基板１を含む素子の厚さ
が100〜150μｍになるまで行い、基板１の裏面にｎ側電
極12を形成した。下部光導波層と上部光導波層の厚さは
それぞれ0.4μｍとした。上記半導体レーザ素子におい
て、発振波長810nmを得た。
属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ
0.39Ａｌ0.61Ａｓクラッド層２、ｎまたはｉ−Ｉｎ0.49
Ｇａ0.51Ｐ光導波層３、ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ｐ引張り歪
バリア層４、ｉ−Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ 0.75Ｐ0.25 量
子井戸層５、ｉ−Ｉｎ0.4Ｇａ0.6Ｐ引張り歪バリア層
６、ｐまたはｉ−Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ光導波層７、ｐ−
Ｇａ0.39Ａｌ0.61Ａｓクラッド層８およびｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層９を形成した。次に、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層９上に絶縁膜を形成後、通常のリソグラフィーに
より幅50μｍ程度のストライプで、これに連続する周辺
部に平行な幅10μｍ程度のストライプの絶縁膜を除去
し、ウエットエッチングによりｐ−ＩｎＧａＰエッチン
グ阻止層（図示せず、厚さ10nm程度）の上部まで除去し
てリッジストライプを形成した。なお、ｐ−ＩｎＧａＰ
エッチング阻止層はクラッド層８の中間に設けられてい
る。これによりストライプ幅を決定するリッジ構造が精
度高く形成することができる。エッチング液としては、
硫酸と過酸化水素水系を用いると、自動的にエッチング
がｐ−ＩｎＧａＰエッチング阻止層で停止する。絶縁膜
を除去した後、再度絶縁膜10を形成し、リソグラフィー
により幅50μｍリッジストライプ上の絶縁膜10を除去
し、ｐ側電極11を形成し、ｐ側電極11の上にAuメッキを
５μｍ以上行った。基板１を、基板１を含む素子の厚さ
が100〜150μｍになるまで行い、基板１の裏面にｎ側電
極12を形成した。下部光導波層と上部光導波層の厚さは
それぞれ0.4μｍとした。上記半導体レーザ素子におい
て、発振波長810nmを得た。
【００３０】次に、電極形成まで終了した、ＧａＡｓウ
ェハを（１００）面が露出する方向に大気中で共振器長
が0.9ｍｍ、長さが10〜20ｍｍになるようにバー状に劈
開し、光出射端面を露出させた。この光出射面をコーテ
ィング可能な治具にセットして、スパッタ装置内にセッ
トし真空排気を行い、全圧が１×１０-4Ｐａ以下に達し
た段階で、Ａｒをスパッタ装置内に導入し、0.3×１０
-1〜1.1×１０-1Ｐａの範囲にアルゴンガス圧を設定
後、Ｓｉ（純度99.999％以上）ターゲットを用いてＳｉ
膜（14a）を約１ｎｍ成膜した（図１(b)）。次に、同一
真空装置内で、Ｏ2/Ａｒ=25％の流量比となるように酸
素を導入し、イオン発生源を用いて酸素イオンプラズマ
をＳｉ膜(14a)上に照射することにより、薄層のＳｉＯx
膜(14b)を形成した。その後、Ａｒを同一流量比を保ち
つつ、Ａｌターゲットが装着されたスパッタ源を用い
て、Ａｌ2Ｏ3膜(14c)をλ／２（λ＝810nm）に相当する
膜厚まで形成して、レーザ光出射端面に低反射膜14を得
た。反対側の端面には、同様な方法でＳｉ膜を1ｎｍ形
成し、そのＳｉ膜の表面を酸化してＳｉＯx膜を形成
後、λ/４酸化物の積層構造（たとえばＡｌ2Ｏ3/ＴｉＯ
2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/
ＳｉＯ2/ＴｉＯ2）を形成して、９５％以上の高反射膜1
3を得た。
ェハを（１００）面が露出する方向に大気中で共振器長
が0.9ｍｍ、長さが10〜20ｍｍになるようにバー状に劈
開し、光出射端面を露出させた。この光出射面をコーテ
ィング可能な治具にセットして、スパッタ装置内にセッ
トし真空排気を行い、全圧が１×１０-4Ｐａ以下に達し
た段階で、Ａｒをスパッタ装置内に導入し、0.3×１０
-1〜1.1×１０-1Ｐａの範囲にアルゴンガス圧を設定
後、Ｓｉ（純度99.999％以上）ターゲットを用いてＳｉ
膜（14a）を約１ｎｍ成膜した（図１(b)）。次に、同一
真空装置内で、Ｏ2/Ａｒ=25％の流量比となるように酸
素を導入し、イオン発生源を用いて酸素イオンプラズマ
をＳｉ膜(14a)上に照射することにより、薄層のＳｉＯx
膜(14b)を形成した。その後、Ａｒを同一流量比を保ち
つつ、Ａｌターゲットが装着されたスパッタ源を用い
て、Ａｌ2Ｏ3膜(14c)をλ／２（λ＝810nm）に相当する
膜厚まで形成して、レーザ光出射端面に低反射膜14を得
た。反対側の端面には、同様な方法でＳｉ膜を1ｎｍ形
成し、そのＳｉ膜の表面を酸化してＳｉＯx膜を形成
後、λ/４酸化物の積層構造（たとえばＡｌ2Ｏ3/ＴｉＯ
2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/ＳｉＯ2/ＴｉＯ2/
ＳｉＯ2/ＴｉＯ2）を形成して、９５％以上の高反射膜1
3を得た。
【００３１】次に、上記のように、バー状の半導体レー
ザ素子の前面と後面に保護層を形成した後、幅500〜600
μｍに劈開して単体の半導体レーザ素子を作成した。
ザ素子の前面と後面に保護層を形成した後、幅500〜600
μｍに劈開して単体の半導体レーザ素子を作成した。
【００３２】上記のようにして作製した素子を、ヒート
シンク上に実装した。ヒートシンクは、Ｃｕ上にＮｉメ
ッキ（５μｍ）を実施し、その上にＮｉ（50〜150ｎ
ｍ）、Ｐｔ（50〜200ｎｍ）、Ｉｎ（3.5〜5.5μｍ）を
記載順に蒸着したものを用いた。このヒートシンクを18
0〜220度の温度範囲で加熱してＩｎを溶融させて、素子
のＰ側をヒートシンクにボンディングした。
シンク上に実装した。ヒートシンクは、Ｃｕ上にＮｉメ
ッキ（５μｍ）を実施し、その上にＮｉ（50〜150ｎ
ｍ）、Ｐｔ（50〜200ｎｍ）、Ｉｎ（3.5〜5.5μｍ）を
記載順に蒸着したものを用いた。このヒートシンクを18
0〜220度の温度範囲で加熱してＩｎを溶融させて、素子
のＰ側をヒートシンクにボンディングした。
【００３３】次に、上記半導体レーザ素子の端面保護膜
の厚さと光出力の関係について説明する。
の厚さと光出力の関係について説明する。
【００３４】まず、保護膜の評価方法について説明す
る。端面保護膜の深さ方向に、ＸＰＳ（Ｘ-ray photoel
ectron spectrometory：Ｘ線光電子分析法）を用いて、
図３に示す測定条件により、Ａｌ2p、Ｓｉ2p、Ｏ1sのピ
ークを測定した。分析方法を説明するためのサンプルと
して、共振器端面に、第１層としてＳｉを20ｎｍ、第２
層として第１層の表面が酸化されてなるＳｉＯx、第３
層としてＡｌ2Ｏ3を20ｎｍ形成した半導体レーザ素子を
用いた。その測定結果を図４に示す。図４に示す測定結
果から、Ｓｉ2pのスペクトルに関しては、全てＳｉ-Ｓ
ｉ及びＳｉ-Ｏの結合に寄与する部分のピーク分離を行
った。なお、Ｓｉ2p.cf1はＳｉ-Ｓｉ結合ピークを示
し、Ｓｉ2p.cf2はＳｉ-Ｏ結合ピークを示す。Ａｌ2p、
Ｓｉ2pおよびＯ1sのピークの結合エネルギー範囲をシャ
ーリー型のバックグラウンドを用いて面積を計算するこ
とにより、各元素濃度比を算出し、深さ方向の情報（De
pth Profile）を得た。その結果を図５に示す。図５に
示すように、Ａｌ2Ｏ3層とＳｉ層の間にＳｉＯx層が存
在していることがわかり、その分布は深さ方向にガウス
分布に近い分布を有する。
る。端面保護膜の深さ方向に、ＸＰＳ（Ｘ-ray photoel
ectron spectrometory：Ｘ線光電子分析法）を用いて、
図３に示す測定条件により、Ａｌ2p、Ｓｉ2p、Ｏ1sのピ
ークを測定した。分析方法を説明するためのサンプルと
して、共振器端面に、第１層としてＳｉを20ｎｍ、第２
層として第１層の表面が酸化されてなるＳｉＯx、第３
層としてＡｌ2Ｏ3を20ｎｍ形成した半導体レーザ素子を
用いた。その測定結果を図４に示す。図４に示す測定結
果から、Ｓｉ2pのスペクトルに関しては、全てＳｉ-Ｓ
ｉ及びＳｉ-Ｏの結合に寄与する部分のピーク分離を行
った。なお、Ｓｉ2p.cf1はＳｉ-Ｓｉ結合ピークを示
し、Ｓｉ2p.cf2はＳｉ-Ｏ結合ピークを示す。Ａｌ2p、
Ｓｉ2pおよびＯ1sのピークの結合エネルギー範囲をシャ
ーリー型のバックグラウンドを用いて面積を計算するこ
とにより、各元素濃度比を算出し、深さ方向の情報（De
pth Profile）を得た。その結果を図５に示す。図５に
示すように、Ａｌ2Ｏ3層とＳｉ層の間にＳｉＯx層が存
在していることがわかり、その分布は深さ方向にガウス
分布に近い分布を有する。
【００３５】第１層と第２層との合計膜厚ｄ1、および
第２層の膜厚ｄ2は、図６に示すように、Ｓｉ2p.cf1と
Ｓｉ2p.cf2の強度が、それぞれ最大強度の1/10以上にな
る領域と定義する。
第２層の膜厚ｄ2は、図６に示すように、Ｓｉ2p.cf1と
Ｓｉ2p.cf2の強度が、それぞれ最大強度の1/10以上にな
る領域と定義する。
【００３６】上記のような評価方法を用いて、上記実施
例１の半導体レーザ素子において、第２層であるＳｉＯ
x膜の膜厚が２つの共振器端面とも同様に異なる半導体
レーザ素子を複数用意して、最大光出力との関係につい
て調べた。ＳｉＯx膜の膜厚は、酸素イオンプラズマを
照射するときの加速電圧を10〜50eＶの範囲で変化させ
て作製し、図６の定義に従って、Ｓｉ膜とＳｉＯx膜と
の合計膜厚d1、およびＳｉＯx膜の膜厚d2を導き出し
た。d2/d1と最大光出力との関係を図７に示す。
例１の半導体レーザ素子において、第２層であるＳｉＯ
x膜の膜厚が２つの共振器端面とも同様に異なる半導体
レーザ素子を複数用意して、最大光出力との関係につい
て調べた。ＳｉＯx膜の膜厚は、酸素イオンプラズマを
照射するときの加速電圧を10〜50eＶの範囲で変化させ
て作製し、図６の定義に従って、Ｓｉ膜とＳｉＯx膜と
の合計膜厚d1、およびＳｉＯx膜の膜厚d2を導き出し
た。d2/d1と最大光出力との関係を図７に示す。
【００３７】図７に示すように、領域（I）すなわちd2/
d1＜0.1の領域では、最大光出力レベルが低い。この領
域の素子は、図８に示すように、電流増加とともに突然
発振停止を起こした。また、この試験を実施した後に端
面保護膜を顕微鏡観察するとすべての素子で保護膜の剥
離がみられた。また、領域（III）すなわちｄ2/ｄ1＞0.
9の領域に関しても、同様の結果が得られた。
d1＜0.1の領域では、最大光出力レベルが低い。この領
域の素子は、図８に示すように、電流増加とともに突然
発振停止を起こした。また、この試験を実施した後に端
面保護膜を顕微鏡観察するとすべての素子で保護膜の剥
離がみられた。また、領域（III）すなわちｄ2/ｄ1＞0.
9の領域に関しても、同様の結果が得られた。
【００３８】一方、領域（II）の素子に関しては、図７
に示すように、高い最大光出力レベルを得ることができ
た。また、この領域の素子では、図９に示すように、最
大光出力は、高電流領域側で素子全体の温度上昇に起因
する発光効率低下による出力飽和が見られるが、領域
（I）および（III）で見られる端面保護膜の剥離は全く
見られなかった。
に示すように、高い最大光出力レベルを得ることができ
た。また、この領域の素子では、図９に示すように、最
大光出力は、高電流領域側で素子全体の温度上昇に起因
する発光効率低下による出力飽和が見られるが、領域
（I）および（III）で見られる端面保護膜の剥離は全く
見られなかった。
【００３９】上記のように、本発明の半導体レーザ素子
は、端面保護膜として、第２層に第１層を母材とする酸
化物を備えているため、ＳｉＯx膜をＳｉ膜上に別途形
成する場合とは異なり非常に密着力の高い膜が得られ
る。このため、膜剥がれが起こらず最大光出力の向上を
実現できる。
は、端面保護膜として、第２層に第１層を母材とする酸
化物を備えているため、ＳｉＯx膜をＳｉ膜上に別途形
成する場合とは異なり非常に密着力の高い膜が得られ
る。このため、膜剥がれが起こらず最大光出力の向上を
実現できる。
【００４０】（実施例２）上記第１の実施の形態による
半導体レーザ素子の構成において、各層の組成を、Ｉｎ
0.49Ｇａ0.51Ｐクラッド層、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａｓ0.6Ｐ
0.4光導波層、ＧａＡｓ0.8Ｐ0.2バリア層、Ｉｎ0.3Ｇａ
0.7Ａｓ量子井戸層として、発振波長を1060nmとした。
共振器端面には上記実施例１と同様に、酸化物系の端面
保護膜を作製した。この半導体レーザ素子においても保
護膜の剥がれを防止でき、高い最大光出力を得ることが
できた。
半導体レーザ素子の構成において、各層の組成を、Ｉｎ
0.49Ｇａ0.51Ｐクラッド層、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａｓ0.6Ｐ
0.4光導波層、ＧａＡｓ0.8Ｐ0.2バリア層、Ｉｎ0.3Ｇａ
0.7Ａｓ量子井戸層として、発振波長を1060nmとした。
共振器端面には上記実施例１と同様に、酸化物系の端面
保護膜を作製した。この半導体レーザ素子においても保
護膜の剥がれを防止でき、高い最大光出力を得ることが
できた。
【００４１】本発明の半導体レーザ素子により、高出力
動作において、剥離が発生しない端面保護膜が実現でき
るので、高出力動作における信頼性の向上が達成され
る。
動作において、剥離が発生しない端面保護膜が実現でき
るので、高出力動作における信頼性の向上が達成され
る。
【００４２】本発明は、上記実施の形態による半導体レ
ーザ素子に限られるものではなく、他の半導体レーザデ
バイスにも適用することができる。なお、ここで言うと
ころの半導体レーザデバイスとは、代表的にはＩｎＧａ
Ｎ系（発振波長：３６０〜５００ｎｍ）、ＺｎＳＳｅ系
（発振波長：４１０〜５４０ｎｍ）、ＩｎＧａＡｌＰ系
（発振波長：６００〜７３０ｎｍ）、ＡｌＧａＡｓ系
（発振波長：７５０〜８７０ｎｍ）、ＩｎＧａＡｓＰ系
（発振波長：７００〜１２００、１３００〜１９００ｎ
ｍ）、ＩｎＧａＡｓ系（発振波長：９５０〜１２００、
１３００〜１９００ｎｍ）、ＩｎＧａＳｂ系（発振波
長：１．８〜３．０μｍ）の材料を用いた半導体レーザ
構造を有したものを示す。
ーザ素子に限られるものではなく、他の半導体レーザデ
バイスにも適用することができる。なお、ここで言うと
ころの半導体レーザデバイスとは、代表的にはＩｎＧａ
Ｎ系（発振波長：３６０〜５００ｎｍ）、ＺｎＳＳｅ系
（発振波長：４１０〜５４０ｎｍ）、ＩｎＧａＡｌＰ系
（発振波長：６００〜７３０ｎｍ）、ＡｌＧａＡｓ系
（発振波長：７５０〜８７０ｎｍ）、ＩｎＧａＡｓＰ系
（発振波長：７００〜１２００、１３００〜１９００ｎ
ｍ）、ＩｎＧａＡｓ系（発振波長：９５０〜１２００、
１３００〜１９００ｎｍ）、ＩｎＧａＳｂ系（発振波
長：１．８〜３．０μｍ）の材料を用いた半導体レーザ
構造を有したものを示す。
【００４３】また、本発明は、InGaAs系の電子デバイス
（MISFET、HBT等）のゲート界面にも応用することがで
き、高い安定性を得ることができる。
（MISFET、HBT等）のゲート界面にも応用することがで
き、高い安定性を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体レーザ
素子の斜視図および断面図
素子の斜視図および断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す断面図
素子を示す断面図
【図３】ＸＰＳの測定条件を示す表
【図４】ＸＰＳの測定結果を示すグラフ
【図５】ＸＰＳの測定結果を示すグラフ
【図６】第１層と第２層との合計膜厚および第２層の膜
厚の定義を示すグラフ
厚の定義を示すグラフ
【図７】最大光出力を示すグラフ
【図８】図７の領域(I)と(III)における駆動電流−出力
特性を示すグラフ
特性を示すグラフ
【図９】図７の領域(II)における駆動電流−出力特性を
示すグラフ
示すグラフ
１ ｎ−ＧａＡｓ基板
２ ｎ−Ｇａ1-z1Ａｌz1Ａｓクラッド層
３ ｎまたはｉ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波
層 ４ ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層 ５ ｉ−Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3 量子井戸層 ６ ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層 ７ ｐまたはｉ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波
層 ８ ｐ−Ｇａ1-z1Ａｌz1Ａｓクラッド層 ９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 10 絶縁膜 11 ｐ側電極 12 ｎ側電極 13 低反射膜 14 高反射膜 14a Ｓｉ膜 14b ＳｉＯx膜 14c Ａｌ2Ｏ3膜
層 ４ ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層 ５ ｉ−Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3 量子井戸層 ６ ｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2バリア層 ７ ｐまたはｉ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1光導波
層 ８ ｐ−Ｇａ1-z1Ａｌz1Ａｓクラッド層 ９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 10 絶縁膜 11 ｐ側電極 12 ｎ側電極 13 低反射膜 14 高反射膜 14a Ｓｉ膜 14b ＳｉＯx膜 14c Ａｌ2Ｏ3膜
Claims (5)
- 【請求項１】 積層体の光の導波方向に垂直なへき開面
を共振器面として有し、該共振器面の少なくとも一方に
保護層が設けられている半導体レーザ素子において、 前記保護層が少なくとも３層からなり、該保護層の前記
積層体側から第１層が構成元素に酸素を含まない材料か
らなり、第２層が前記材料を母材とする酸化物からな
り、第３層が酸化物からなり、前記第１層と前記第２層
との合計膜厚をｄ1とし、前記第２層の膜厚をｄ2とする
と、前記第１層と第２層との合計膜厚および前記第２層
の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係を満たすことを特
徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 積層体の光の導波方向に垂直なへき開面
を共振器面として有し、該共振器面の少なくとも一方に
保護層が設けられている半導体レーザ素子において、 前記保護層が少なくとも３層からなり、該保護層の前記
積層体側から第１層が構成元素に窒素を含まない材料か
らなり、第２層が前記材料を母材とする窒化物からな
り、第３層が窒化物からなり、前記第１層と前記第２層
との合計膜厚をｄ1とし、前記第２層の膜厚をｄ2とする
と、前記第１層と第２層との合計膜厚および前記第２層
の膜厚が、0.1≦ｄ2/ｄ1≦0.9の関係を満たすことを特
徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記第１層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つからなることを特
徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 前記第３層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つの酸化物であるこ
とを特徴とする請求項１または３記載の半導体レーザ素
子。 - 【請求項５】 前記第３層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、ＴａおよびＴｉの少なくとも１つの窒化物であるこ
とを特徴とする請求項２または３記載の半導体レーザ素
子。
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