JP2007059897A - Semiconductor laser device, optical pick-up device using same and optical device for reproducing information - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device having a film for protecting an end surface that is compatible with a trend toward a higher output or a shorter wavelength. <P>SOLUTION: The semiconductor laser device has, on at least one of the end surfaces of an optical resonator, a dielectric film, which comprises a first dielectric film and a second dielectric film composed of identical chemical elements and formed in order from the end surface side of the semiconductor, the first dielectric film including a film made of a single crystal and the second dielectric film including a film made of an amorphous material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ素子に関するものであり、特に、発振波長が600nm以下の高出力半導体レーザ素子に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a high-power semiconductor laser device having an oscillation wavelength of 600 nm or less.

現在、光ディスクや光磁気ディスクの書き込み用として高出力の半導体レーザ素子が求められている。これらの半導体レーザ素子には、長時間、安定に基本モードで動作することが要求される。   Currently, there is a demand for a high-power semiconductor laser device for writing on optical disks and magneto-optical disks. These semiconductor laser elements are required to operate stably in the basic mode for a long time.

また、光ディスクの高密度化に必要である短波長化を実現するために窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子が研究されている。窒化物半導体を用いたレーザ素子は、光ディスク用光源の他に、露光用光源、印刷機用光源、医療用光源、光通信システム用光源、測定等に利用することができる。また窒化物半導体からなるレーザ素子は、発振波長が400nm以下の紫外領域での使用が可能となるためバイオ関連の励起用光原等としても期待されている。   In addition, a semiconductor laser element using a nitride semiconductor has been studied in order to realize a short wavelength necessary for increasing the density of an optical disk. A laser element using a nitride semiconductor can be used for an exposure light source, a printing light source, a medical light source, an optical communication system light source, a measurement, and the like in addition to an optical disk light source. In addition, a laser element made of a nitride semiconductor can be used in an ultraviolet region having an oscillation wavelength of 400 nm or less, and thus is expected as a bio-related excitation light source.

特許文献1には、半導体レーザ素子の反射鏡面に厚さλ/2のAl膜を形成する構成や厚さλ/4のAl膜と、厚さλ/4のアモルファスシリコン膜とを交互に形成する構成が示されている。また特許文献2には、誘電体膜にAlを用いること、また形成条件が示されている。 Patent Document 1 discloses a structure in which an Al 2 O 3 film having a thickness of λ / 2 is formed on a reflecting mirror surface of a semiconductor laser element, an Al 2 O 3 film having a thickness of λ / 4, and amorphous silicon having a thickness of λ / 4. A configuration is shown in which films are alternately formed. Patent Document 2 discloses the use of Al 2 O 3 for the dielectric film and the formation conditions.

特開平9−162497JP-A-9-162497 特開2002−335053JP 2002-335053 A

しかしながら、厚さλ/2nのAl膜を単一層で形成する場合、アモルファスのAl膜では出力30mW以上の高出力駆動時に半導体素子と反応してしまい、端面劣化を起こしてしまう。また、単結晶のAl膜では応力が大きく駆動時の発熱により、このAl膜が半導体素子から剥がれてしまう等の問題があった。
また、窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子においては、高出力、例えば30mW以上で動作させると、光出射側の端面において単一膜で誘電体膜を形成した場合には端面破壊が起こりやすくなり、寿命が低下するという問題があった。更に、高出力で動作させる場合、スロープ効率が低ければ駆動電流が大きくなってしまうという問題があった。
半導体レーザに流す電流を増していくと、ある電流でレーザー発振が始まる。これ以降は、電流に比例して光出力が増加していくが、この光出力増加分(ΔP)に対する電流増加分(ΔI)の比(ΔP/ΔI)を(発振)スロープ効率とよぶ。スロープ効率の大きな半導体レーザでは、小さな電流増加で大きな光出力増加を得ることができるため、高出力動作時の駆動電流を小さくすることが可能である。駆動電流が上昇すると半導体レーザには熱が発生する。このような熱が発生すると結晶の劣化が促進され、結晶が破壊されてしまう。その対策として出射(フロント)端面の反射率を下げること、スロープ効率を高くすることが考えられる。スロープ効率を高くすれば、駆動電流の上昇を抑えることができる。出射(フロント)端面の反射率やスロープ効率は誘電体膜の屈折率と厚みで制御可能である。
However, when an Al 2 O 3 film having a thickness of λ / 2n is formed as a single layer, an amorphous Al 2 O 3 film reacts with a semiconductor element at the time of high output driving with an output of 30 mW or more, thereby causing end face deterioration. End up. Further, the heat generation during stress greatly driven by an Al 2 O 3 film of the single crystal, the the Al 2 O 3 film has a problem such as a peeled off from the semiconductor device.
In addition, in a semiconductor laser device using a nitride semiconductor, when operated at a high output, for example, 30 mW or more, end face breakdown is likely to occur when a dielectric film is formed as a single film on the end face on the light emission side. There was a problem that the service life was reduced. Further, when operating at a high output, there is a problem that the drive current increases if the slope efficiency is low.
When the current flowing through the semiconductor laser is increased, laser oscillation starts at a certain current. Thereafter, the light output increases in proportion to the current. The ratio (ΔP / ΔI) of the current increase (ΔI) to the light output increase (ΔP) is called (oscillation) slope efficiency. In a semiconductor laser having a large slope efficiency, a large increase in optical output can be obtained with a small increase in current, so that it is possible to reduce the drive current during high output operation. When the drive current increases, heat is generated in the semiconductor laser. When such heat is generated, the deterioration of the crystal is promoted and the crystal is destroyed. As countermeasures, it is conceivable to lower the reflectance of the outgoing (front) end face and to increase the slope efficiency. If the slope efficiency is increased, an increase in drive current can be suppressed. The reflectance and slope efficiency of the outgoing (front) end face can be controlled by the refractive index and thickness of the dielectric film.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高出力化又は短波長化に対応できる端面保護膜を有する半導体レーザ素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having an end face protective film capable of responding to higher output or shorter wavelength.

本発明の半導体レーザ素子は、光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、前記誘電体膜は、同一元素からなる第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されて成るものであり、前記第1の誘電体膜は単結晶から成る膜を含有しており、前記第2の誘電体膜はアモルファスから成る膜を含有することを特徴とする。更に、前記第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とは組成比が略同一である。   The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator, wherein the dielectric film includes a first dielectric film made of the same element and a second dielectric film. The first dielectric film contains a film made of a single crystal, and the second dielectric film is made of an amorphous film. It is characterized by containing. Further, the first dielectric film and the second dielectric film have substantially the same composition ratio.

上記構造であれば、半導体レーザ素子の共振器端面に直接接している第1の誘電体膜に単結晶から成る膜を含有するため、端面の半導体層が分解することを抑制することができる。好ましくは前記第1の誘電体膜は単結晶膜からなる。これによって、分解抑制力が向上する。更に、該第1の誘電体膜上にアモルファスから成る膜を含有する第2の誘電体膜を有することで半導体層と誘電体膜との密着力を維持することができる。好ましくは前記第2の誘電体膜はアモルファス膜からなる。   With the above structure, since the first dielectric film that is in direct contact with the resonator end face of the semiconductor laser element contains a single crystal film, it is possible to suppress the decomposition of the semiconductor layer on the end face. Preferably, the first dielectric film is a single crystal film. Thereby, decomposition suppression power improves. Furthermore, the adhesive force between the semiconductor layer and the dielectric film can be maintained by providing the second dielectric film containing the amorphous film on the first dielectric film. Preferably, the second dielectric film is made of an amorphous film.

本発明の半導体レーザ素子は、光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、前記誘電体膜は、同一元素からなる第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されて成るものであり、前記第1の誘電体膜は、半導体と誘電体膜との反応防止膜であり、前記第2の誘電体膜は、レーザ光の反射膜であることを特徴とする。   The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator, wherein the dielectric film includes a first dielectric film made of the same element and a second dielectric film. The first dielectric film is a reaction preventing film between the semiconductor and the dielectric film, and the second dielectric film is a laser. It is a light reflecting film.

上記構造であれば、半導体レーザ素子の共振器端面に直接接している第1の誘電体膜によって半導体層の端面が誘電体膜と反応して分解することを抑制することができ、且つ、該第1の誘電体膜上にレーザ光の反射膜からなる第2の誘電体膜を有することで光閉じ込めの調整を再現性良く容易に行うことができる。特に活性層にInを含有する窒化物半導体においては、共振器端面の前記活性層が分解しやすいため、このような構成が有効となる。   With the above structure, the first dielectric film in direct contact with the resonator end face of the semiconductor laser element can suppress the decomposition of the end face of the semiconductor layer by reacting with the dielectric film, and By having the second dielectric film made of a laser light reflecting film on the first dielectric film, the light confinement can be easily adjusted with good reproducibility. In particular, in a nitride semiconductor containing In in the active layer, such a configuration is effective because the active layer on the end face of the resonator is easily decomposed.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜は、単結晶から成る膜を含有しており、且つ前記第2の誘電体膜は、アモルファスから成る膜を含有している。第1の誘電体膜には微結晶や多結晶を含んでいても良い。   In the semiconductor laser element, the first dielectric film contains a film made of single crystal, and the second dielectric film contains a film made of amorphous. The first dielectric film may contain microcrystals or polycrystals.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜は、前記第2の誘電体膜よりも屈折率が低い。これは第2の誘電体膜がアモルファスから成る膜を含有するか、若しくはアモルファスから成る膜であるため、第2の誘電体膜では酸素欠損が発生していると考えられる。これによって、誘電体膜の密着性を確保することができる。   In the semiconductor laser element, the first dielectric film has a refractive index lower than that of the second dielectric film. This is because the second dielectric film contains a film made of amorphous or is a film made of amorphous, and it is considered that oxygen vacancies are generated in the second dielectric film. Thereby, the adhesion of the dielectric film can be ensured.

前記半導体レーザ素子において、前記第2の誘電体膜は、前記第1の誘電体膜よりも膜厚が大きいことが好ましい。これにより第2の誘電体膜は外部からの酸素進入を抑止する酸素ブロック層となるからである。   In the semiconductor laser device, it is preferable that the second dielectric film has a thickness larger than that of the first dielectric film. This is because the second dielectric film becomes an oxygen blocking layer that suppresses oxygen entry from the outside.

前記半導体レーザ素子において、前記誘電体膜の反射率は、25%以下である。半導体レーザ素子の光共振器端面であって、光出射(フロント)側端面に形成される誘電体膜の反射率を25%以下とすることで、高出力レーザを実現することができる。   In the semiconductor laser element, the dielectric film has a reflectance of 25% or less. A high output laser can be realized by setting the reflectance of the dielectric film formed on the end face of the optical resonator of the semiconductor laser element on the light emitting (front) side to 25% or less.

前記半導体レーザ素子において、前記誘電体膜の反射率は、半導体レーザ素子の発振波長が略400nmである時には20%以下である。これによって窒化物半導体レーザ素子においても、高出力レーザを実現することができる。   In the semiconductor laser element, the reflectance of the dielectric film is 20% or less when the oscillation wavelength of the semiconductor laser element is approximately 400 nm. As a result, a high-power laser can be realized also in the nitride semiconductor laser element.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜、及び第2の誘電体膜は、AlとOとを構成元素に有する。このような構成であれば、単結晶膜とアモルファス膜とを連続して形成することが出来る。また、単結晶膜とアモルファス膜とを交互に積層するペア構造を容易に行うことが出来る。   In the semiconductor laser element, the first dielectric film and the second dielectric film have Al and O as constituent elements. With such a structure, a single crystal film and an amorphous film can be formed continuously. In addition, a pair structure in which single crystal films and amorphous films are alternately stacked can be easily performed.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜と前記第2の誘電体膜とは、熱膨張係数が略一致する。前記第1の誘電体膜と前記第2の誘電体膜とは、同一材料からなり、熱膨張係数が一致するため誘電体膜内にクラックが発生することを抑制することができる。   In the semiconductor laser element, the first dielectric film and the second dielectric film have substantially the same thermal expansion coefficient. Since the first dielectric film and the second dielectric film are made of the same material and have the same thermal expansion coefficient, the occurrence of cracks in the dielectric film can be suppressed.

前記半導体レーザ素子において、前記誘電体膜は、最外層が窒化物である。このような構成であれば、外気の酸素が第1の誘電体膜や第2の誘電体膜、更には半導体内に侵入することを防止することができる。また、最外層以外の誘電体膜に酸素を含有する場合には、それらの層からの酸素脱離を防止することができる。これにより半導体レーザ素子の連続駆動時の誘電体膜の光反射率を維持することが可能となる。 In the semiconductor laser device, the outermost layer of the dielectric film is a nitride. With such a structure, it is possible to prevent oxygen in the outside air from entering the first dielectric film, the second dielectric film, and the semiconductor. In addition, when the dielectric film other than the outermost layer contains oxygen, oxygen desorption from these layers can be prevented. This makes it possible to maintain the light reflectance of the dielectric film when the semiconductor laser device is continuously driven.

本発明の半導体レーザ素子は、光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、前記誘電体膜は、第1の誘電体膜と第2の誘電体膜と第3の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されてなるものであり、前記第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とは同一元素からなり、前記第3の誘電体膜は、第1の誘電体膜及び第2の誘電体膜とは異なる元素を有するものであり、前記第1の誘電体膜は、半導体と誘電体膜との反応防止膜であり、前記第2の誘電体膜は第1の誘電体膜と第3の誘電体膜との応力緩和膜であることを特徴とする。本発明では第3の誘電体膜を反射ミラーと示す場合がある。   The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator, and the dielectric film includes a first dielectric film, a second dielectric film, and a first dielectric film. 3 dielectric films are formed in order from the semiconductor end face side, the first dielectric film and the second dielectric film are made of the same element, and the third dielectric film is The first dielectric film and the second dielectric film have different elements, and the first dielectric film is a reaction preventing film between a semiconductor and a dielectric film, and the second dielectric film The dielectric film is a stress relaxation film of a first dielectric film and a third dielectric film. In the present invention, the third dielectric film may be referred to as a reflection mirror.

上記構造であれば、半導体レーザ素子の共振器端面に直接接している第1の誘電体膜によって半導体層の端面が誘電体膜と反応して分解することを抑制することができ、且つ、第2の誘電体膜を有することにより、その外側に所望の誘電体膜として第3の誘電体膜を容易に形成することができるため、光閉じ込めの強弱調整を行うことが可能となる。 With the above structure, the first dielectric film in direct contact with the resonator end face of the semiconductor laser element can suppress the decomposition of the end face of the semiconductor layer by reacting with the dielectric film, and the first By having the second dielectric film, it is possible to easily form the third dielectric film as a desired dielectric film on the outside thereof, so that it is possible to adjust the intensity of light confinement.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜及び第2の誘電体膜は、酸素を含有する。   In the semiconductor laser element, the first dielectric film and the second dielectric film contain oxygen.

前記半導体レーザ素子において、前記第1の誘電体膜の酸素含有量は、前記第2の誘電体膜の酸素含有量よりも多い。   In the semiconductor laser device, the oxygen content of the first dielectric film is larger than the oxygen content of the second dielectric film.

前記半導体レーザ素子において、前記誘電体膜は、最外層が窒化物である。   In the semiconductor laser device, the outermost layer of the dielectric film is a nitride.

本発明において、組成比が略同一とは、組成比が完全に一致する必要はなく、第1の誘電体膜と第2の誘電体膜の共通する含有物質の含有量が±7%の範囲であることが好ましい。 In the present invention, the composition ratio is substantially the same, it is not necessary for the composition ratios to completely coincide with each other, and the content of contained substances common to the first dielectric film and the second dielectric film is within a range of ± 7%. It is preferable that

本発明において、第1の誘電体膜が単結晶から成る膜を含有する場合に、その単結晶から成る膜の含有率は75%以上である。好ましくは80%以上である。 In the present invention, when the first dielectric film includes a single crystal film, the content of the single crystal film is 75% or more. Preferably it is 80% or more.

本発明において、前記第2の誘電体膜がアモルファスから成る膜を含有する場合に、そのアモルファスから成る膜の含有率は75%以上である。但し、発光領域においては、前記アモルファスから成る膜の含有率は60%以上であればよい。 In the present invention, when the second dielectric film contains an amorphous film, the content of the amorphous film is 75% or more. However, in the light emitting region, the content of the amorphous film may be 60% or more.

本発明の光ピックアップ装置は、上述した半導体レーザ素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。   An optical pickup device of the present invention is an optical pickup device including the semiconductor laser element described above.

本発明の光学式情報再生装置は、光学情報記録盤にレーザ光を集光照射し、その反射光を検出することにより、前記光学情報記録盤に記録された情報を再生する光学式情報再生装置であって、上述した半導体レーザ素子を光源として用いることを特徴とする光学式情報再生装置である。 The optical information reproducing apparatus of the present invention reproduces information recorded on the optical information recording board by condensing and irradiating the optical information recording board with laser light and detecting the reflected light. An optical information reproducing apparatus using the semiconductor laser element described above as a light source.

以上説明したように、本発明によれば、光共振器端面の劣化や光学損傷(COD ; catastrophic optical damage)を抑制することで、高出力の半導体レーザ素子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a high-power semiconductor laser device can be provided by suppressing deterioration and optical damage (COD) of the end face of the optical resonator.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1、図2は本実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子の構造を模式的に示す断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views schematically showing the structure of a semiconductor laser device using a nitride semiconductor according to this embodiment.

本実施形態の半導体レーザ素子は、図1に示すように第1主面100aと第2主面100bとを有する基板100の第1主面上に窒化物半導体層としてn型窒化物半導体層200と、活性層205と、p型窒化物半導体層210とを順に積層しており、前記基板100と窒化物半導体層との劈開端面を略一致させている半導体レーザ素子であって、光共振器端面には図2に示すように誘電体膜110を有するものである。この誘電体膜110は窒化物半導体層及び基板の劈開端面に形成されたものが好ましい。   As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device of this embodiment includes an n-type nitride semiconductor layer 200 as a nitride semiconductor layer on a first main surface of a substrate 100 having a first main surface 100a and a second main surface 100b. An active layer 205 and a p-type nitride semiconductor layer 210 are laminated in order, and the cleaved end faces of the substrate 100 and the nitride semiconductor layer are substantially matched, The end face has a dielectric film 110 as shown in FIG. The dielectric film 110 is preferably formed on the nitride semiconductor layer and the cleaved end face of the substrate.

又、図5は、誘電体膜の模式的斜視図を示している。前記光共振器端面には光出射(フロント)側端面と光反射(リア)側端面があり、本実施形態では光出射側端面に前記誘電体膜110を有するものであるが、光反射側端面にも誘電体膜を有するものが好ましい。該誘電体膜110は、同一元素からなる第1の誘電体膜111と第2の誘電体膜112とを窒化物半導体層の端面側から順に備えている。第1の誘電体膜111は単結晶膜からなり、前記第2の誘電体膜112はアモルファス膜からなることが好ましい。   FIG. 5 is a schematic perspective view of the dielectric film. The end face of the optical resonator has a light exit (front) side end face and a light reflection (rear) side end face. In this embodiment, the light emitting side end face has the dielectric film 110. Further, those having a dielectric film are preferable. The dielectric film 110 includes a first dielectric film 111 and a second dielectric film 112 made of the same element in order from the end face side of the nitride semiconductor layer. The first dielectric film 111 is preferably made of a single crystal film, and the second dielectric film 112 is preferably made of an amorphous film.

前記p型窒化物半導体層210にはストライプ状のリッジ部と、その上にp電極230とを備えており、基板100の第2主面100bにはn電極232を備えている対向電極構造の半導体レーザ素子である。   The p-type nitride semiconductor layer 210 has a striped ridge portion and a p-electrode 230 thereon, and a counter electrode structure having an n-electrode 232 on the second main surface 100b of the substrate 100. It is a semiconductor laser element.

前記誘電体膜110には、Al、Si、Nb、Ti、Zr、Hf、Ta、Zn、Y、Ga、Mgからなる群より選ばれた少なくとも一種を含有している。好ましくは、これらの元素の酸化物であって、Al(1<x、1<y)、SiO(1<x)、Nb(1<x、1<y)、TiO(1<x)、ZrO(1<x)等である。一例としては、Al、SiO、Nb、TiO、ZrO等である。 The dielectric film 110 contains at least one selected from the group consisting of Al, Si, Nb, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn, Y, Ga, and Mg. Preferably, the oxides of these elements are Al x O y (1 <x, 1 <y), SiO x (1 <x), Nb x O y (1 <x, 1 <y), TiO x (1 <x), ZrO x (1 <x), and the like. Examples include Al 2 O 3 , SiO 2 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 and the like.

前記誘電体膜は、超薄膜評価装置(日立製:HD−2000)によって電子線回折像を測定した結果がシングルスポットであるものをアモルファス膜と言う。また、上記装置によって誘電体膜の結晶性を測定した結果、回折パターンで2以上の多数スポットがあるものを単結晶膜と言う。半導体レーザ素子の誘電体膜が形成されている端面に対して垂直に切断することで露出した誘電体膜にスポットを当てて測定をする。   The dielectric film is referred to as an amorphous film when the result of measuring an electron beam diffraction image by an ultra-thin film evaluation apparatus (Hitachi: HD-2000) is a single spot. Further, as a result of measuring the crystallinity of the dielectric film by the above apparatus, a film having two or more spots in the diffraction pattern is called a single crystal film. Measurement is performed by applying a spot to the exposed dielectric film by cutting perpendicularly to the end surface of the semiconductor laser element where the dielectric film is formed.

第1の誘電体膜は、半導体と誘電体膜との反応防止膜であることが好ましい。特に窒化物半導体レーザ素子においては、活性層にInを含有する層を備えており、光共振器端面にある活性層のInが誘電体膜と反応したり、又は分解してしまう恐れがあったが、前記反応防止膜を設けることでこのような問題は抑制される。
更に、第2の誘電体膜は、レーザ光の反射膜であることが好ましい。これによって、光共振器内での光閉じ込めを調整することができる。反応防止膜である第1の誘電体膜を形成することによって、この第2の誘電体膜を反射膜とすることが可能になっている。
The first dielectric film is preferably a reaction preventing film between the semiconductor and the dielectric film. In particular, in a nitride semiconductor laser element, an active layer is provided with a layer containing In, and the active layer In on the end face of the optical resonator may react with the dielectric film or decompose. However, such a problem is suppressed by providing the reaction preventing film.
Furthermore, the second dielectric film is preferably a laser light reflecting film. Thereby, the optical confinement in the optical resonator can be adjusted. By forming the first dielectric film which is a reaction preventing film, the second dielectric film can be used as a reflection film.

第1の誘電体膜の膜厚は、30Å以上500Å以下である。好ましくは50Å以上300Å以下である。第1の誘電体膜の膜厚を上記範囲にすることで、膜剥がれをおこすことなく反応防止機能と有することができる。   The film thickness of the first dielectric film is 30 to 500 mm. Preferably they are 50 to 300 inches. By setting the film thickness of the first dielectric film within the above range, it can have a reaction preventing function without causing film peeling.

第2の誘電体膜の膜厚は、500Å以上2000Å以下である。好ましくは700Å以上1750Å以下である。更に好ましくは第1の誘電体膜と第2の誘電体膜との合計膜厚が1200Å以上1800Å以下である。第2の誘電体膜の膜厚を上記範囲にすることで、所望の反射率を容易に制御することができる。   The thickness of the second dielectric film is not less than 500 mm and not more than 2000 mm. Preferably they are 700 to 1750 mm. More preferably, the total thickness of the first dielectric film and the second dielectric film is not less than 1200 mm and not more than 1800 mm. By setting the thickness of the second dielectric film within the above range, the desired reflectance can be easily controlled.

また、発振波長λが略400nmである場合には、第1の誘電体膜は屈折率1.65以下、第2の誘電体膜は屈折率1.65より高くする。これによって、CODレベルを向上することができる。尚、本願明細書では略400nmとは390nm〜415nmとする。   When the oscillation wavelength λ is approximately 400 nm, the first dielectric film has a refractive index of 1.65 or less, and the second dielectric film has a refractive index higher than 1.65. As a result, the COD level can be improved. In addition, in this specification, about 400 nm shall be 390 nm-415 nm.

誘電体膜の形成には真空蒸着法やスパッタリング法などの成膜法を用いる。スパッタ成膜装置として、例えばECRスパッタリング装置やマグネトロンスパッタリング装置、高周波スパッタ装置を用いる。   For forming the dielectric film, a film forming method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method is used. As the sputtering film forming apparatus, for example, an ECR sputtering apparatus, a magnetron sputtering apparatus, or a high frequency sputtering apparatus is used.

前記誘電体膜110の成膜方法の一例を以下に示す。基板上に半導体層を積層したウェハーをウェハー形状からバー形状として光共振器端面を形成した半導体を成膜治具にセットした後、成膜装置で誘電体膜の成膜を行う。ここでは、ECR成膜装置で誘電体膜の成膜を行う。原料には希ガス(Ar、He、Xe等)と酸素ガス、金属ターゲットを用いる。この金属ターゲットには純度3N(99.9%)以上のAlやZr、Si、Nb、Hf、Ti等を用いる。Alであれば純度5N(99.999%)以上の材料を使用して誘電体膜を形成することが好ましい。   An example of a method for forming the dielectric film 110 will be described below. A wafer having a semiconductor layer laminated on a substrate is changed from a wafer shape to a bar shape, and a semiconductor having an end face of an optical resonator formed thereon is set on a film forming jig, and then a dielectric film is formed by a film forming apparatus. Here, a dielectric film is formed by an ECR film forming apparatus. As a raw material, a rare gas (Ar, He, Xe, etc.), an oxygen gas, and a metal target are used. For this metal target, Al, Zr, Si, Nb, Hf, Ti or the like having a purity of 3N (99.9%) or higher is used. In the case of Al, it is preferable to form the dielectric film using a material having a purity of 5N (99.999%) or higher.

第1の誘電体膜の成膜は、第2の誘電体膜を成膜する場合に比べて、酸素量を増やして成膜を行う。第1の誘電体膜の成膜は、マイクロ波を300〜800W以下、Rfを300〜800W以下、希ガスの流量を10〜50sccm(standard cubic centimeter per minute)以下、酸素ガスの流量を5〜20sccmとする。この条件で成膜することで、第1の誘電体膜は単結晶化する。
第2の誘電体膜の成膜は、マイクロ波を300〜800W以下、Rfを300〜800W以下、希ガスの流量を10〜50sccm以下、酸素ガスの流量を2〜10sccmであって、前記第1の誘電体膜を成膜する場合の酸素ガスの流量よりも小さいものとする。この条件で成膜することで、第2の誘電体膜はアモルファスから成る膜を含有したものとすることができる。また、酸素ガスの流量を5sccm未満とすることで第2の誘電体膜はアモルファス膜とすることができる。第2の誘電体膜は第1の誘電体膜と比べて同一の金属に対する酸素含有量が等しいもの、又は少ないものである。
他の成膜条件としては、成膜雰囲気の圧力は0.01Pa以上1Pa以下とする。更に前記第1の誘電体膜の堆積速度は1nm/min以上とする。前記第2の誘電体膜の堆積速度は5nm/min以上とする。これによって単結晶から成る膜とアモルファスから成る膜とを成膜することができる。
前記誘電体膜は、光出射(フロント)側端面と光反射(リア)側端面に同時で成膜してもよく、また別々の条件で成膜しても構わない。
The first dielectric film is formed by increasing the amount of oxygen compared to the case of forming the second dielectric film. The first dielectric film is formed by microwaves of 300 to 800 W or less, Rf of 300 to 800 W or less, a rare gas flow rate of 10 to 50 sccm (standard cubic centimeter per minute) or less, and an oxygen gas flow rate of 5 to 5. 20 sccm. By forming the film under these conditions, the first dielectric film becomes a single crystal.
The second dielectric film is formed by microwaves of 300 to 800 W or less, Rf of 300 to 800 W or less, a rare gas flow rate of 10 to 50 sccm or less, an oxygen gas flow rate of 2 to 10 sccm, It is assumed that the flow rate of oxygen gas is smaller than that for forming one dielectric film. By forming the film under these conditions, the second dielectric film can contain an amorphous film. Further, the second dielectric film can be an amorphous film by setting the flow rate of oxygen gas to less than 5 sccm. The second dielectric film has the same or less oxygen content for the same metal than the first dielectric film.
As other film forming conditions, the pressure of the film forming atmosphere is set to 0.01 Pa or more and 1 Pa or less. Further, the deposition rate of the first dielectric film is set to 1 nm / min or more. The deposition rate of the second dielectric film is 5 nm / min or more. Thereby, a film made of a single crystal and a film made of amorphous can be formed.
The dielectric film may be formed simultaneously on the light emitting (front) side end surface and the light reflecting (rear) side end surface, or may be formed under different conditions.

本実施形態における前記窒化物半導体層は、基板100側からn型窒化物半導体層200、活性層205、p型窒化物半導体層210の順に形成されたものであるが、本発明はこれに限定されず、基板側からp型窒化物半導体層、活性層、n型窒化物半導体層の順に形成されたものであってもよい。また活性層205は多重量子井戸構造、又は単一量子井戸構造とする。前記窒化物半導体層は、n型窒化物半導体層とp型窒化物半導体層とで、活性層を挟んだ分離光閉じ込め型構造であるSCH(Separate Confinement Heterostructure)構造とすることが好ましい。これは活性層よりバンドギャップの大きい光ガイド層を活性層の上下に備えることで光の導波路を構成するものである。   The nitride semiconductor layer in this embodiment is formed in the order of the n-type nitride semiconductor layer 200, the active layer 205, and the p-type nitride semiconductor layer 210 from the substrate 100 side, but the present invention is not limited to this. The p-type nitride semiconductor layer, the active layer, and the n-type nitride semiconductor layer may be formed in this order from the substrate side. The active layer 205 has a multiple quantum well structure or a single quantum well structure. The nitride semiconductor layer preferably has an SCH (Separate Confinement Heterostructure) structure, which is an isolated light confinement structure in which an active layer is sandwiched between an n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer. This comprises an optical waveguide by providing light guide layers having a band gap larger than that of the active layer above and below the active layer.

前記窒化物半導体層は、一般式をInAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)とする。これに加えて、III族元素としてBを一部に有することもできる。またV族元素としてNの一部をP、Asで置換することもできる。n型窒化物半導体層にはn型不純物として、Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr、CdなどのIV族元素、あるいはVI族元素等のいずれか1つ以上を含有している。またp型窒化物半導体層にはp型不純物として、Mg、Zn、Be、Mn、Ca、Sr等を含有している。不純物の濃度は5×1016/cm以上1×1021/cm以下の範囲でドープされることが好ましい。 The nitride semiconductor layer has a general formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). In addition to this, it is possible to partially include B as a group III element. Further, a part of N as a group V element can be substituted with P or As. The n-type nitride semiconductor layer contains at least one of group IV elements such as Si, Ge, Sn, S, O, Ti, Zr, and Cd, or group VI elements as n-type impurities. . The p-type nitride semiconductor layer contains Mg, Zn, Be, Mn, Ca, Sr, etc. as p-type impurities. The impurity concentration is preferably 5 × 10 16 / cm 3 or more and 1 × 10 21 / cm 3 or less.

前記窒化物半導体層の成長方法としては、特に限定されないが、MOVPE(有機金属気相成長法)、MOCVD(有機金属化学気相成長法)、HVPE(ハイドライド気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)など、窒化物半導体の成長方法として知られている全ての方法を好適に用いることができる。特に、MOCVDは結晶性良く成長させることができるので好ましい。また、窒化物半導体は、種々の窒化物半導体の成長方法を使用目的により適宜選択して成長させることが好ましい。   The growth method of the nitride semiconductor layer is not particularly limited, but MOVPE (metal organic chemical vapor deposition), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam). Any method known as a method for growing a nitride semiconductor, such as an epitaxy method, can be suitably used. In particular, MOCVD is preferable because it can be grown with good crystallinity. The nitride semiconductor is preferably grown by appropriately selecting various nitride semiconductor growth methods depending on the purpose of use.

以下、本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法として窒化物半導体を用いて説明するが、本発明は以下の構成に限定されるわけではない。以下の条件で形成された窒化物半導体レーザ素子の模式的断面図を図11に示す。   Hereinafter, a nitride semiconductor will be described as a method for manufacturing the semiconductor laser device of the present embodiment, but the present invention is not limited to the following configuration. FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view of a nitride semiconductor laser device formed under the following conditions.

(第1の工程)
まず、第1主面100aと第2主面100bとを有する基板100を準備する。この基板100には、第1の主面、及び/又は第2の主面に0.05〜1.0のオフ角を有する基板100を用いる。該基板100の膜厚は50μm以上1mm以下とするが、好ましくは100μm以上500μm以下とする。窒化物半導体の成長用基板としては窒化物半導体基板100を用いることが好ましい。窒化物半導体基板100の製造方法には、MOCVD法やHVPE法、MBE法等の気相成長法、超臨界流体中で結晶育成させる水熱合成法、高圧法、フラックス法、溶融法等がある。
(First step)
First, the substrate 100 having the first main surface 100a and the second main surface 100b is prepared. This substrate 100, a substrate 100 having a first major surface, and / or 0.05 0 to 1.0 0 off angle of the second main surface. The thickness of the substrate 100 is 50 μm to 1 mm, preferably 100 μm to 500 μm. The nitride semiconductor substrate 100 is preferably used as a nitride semiconductor growth substrate. The manufacturing method of the nitride semiconductor substrate 100 includes vapor phase growth methods such as MOCVD method, HVPE method, MBE method, hydrothermal synthesis method for crystal growth in a supercritical fluid, high pressure method, flux method, melting method and the like. .

窒化物半導体基板100の第1主面は、C(0001)面、M(1−100)面、A(11−20)面であることが好ましい。前記窒化物半導体基板100の第1主面をC(0001)面とすれば、第2主面は(000−1)面となる。前記窒化物半導体基板100における単位面積あたりの転位数はCL観察やTEM観察で5×10/cm以下である。また前記窒化物半導体基板100は、2軸結晶法による(0002)回折X線ロッキングカーブの半値幅(Full Width at Half Maximum)が2分以下、好ましくは1分以下である。前記窒化物半導体基板100の曲率半径は、1m以上である。
前記窒化物半導体基板の第1の主面、及び/又は第2の主面を研磨や研削、レーザー照射によって0.05〜1.0、好ましくは0.1〜0.7のオフ角を形成する。この範囲でオフ角が形成されていれば、レーザ素子の発振波長が365nm以下の紫外領域から500nm以上の長波長領域に至る範囲で素子特性を安定させることができる。具体的には、チップ内での活性層の組成分布を均一にすることができる。尚、本明細書において、面指数を表す括弧内のバー(−)は、後ろの数字の上に付すべきバーを表すものとする。
The first main surface of the nitride semiconductor substrate 100 is preferably a C (0001) plane, an M (1-100) plane, or an A (11-20) plane. If the first main surface of the nitride semiconductor substrate 100 is a C (0001) plane, the second main surface is a (000-1) plane. The number of dislocations per unit area in the nitride semiconductor substrate 100 is 5 × 10 6 / cm 2 or less by CL observation or TEM observation. The nitride semiconductor substrate 100 has a (0002) diffraction X-ray rocking curve full width at half maximum of 2 minutes or less, preferably 1 minute or less by a biaxial crystal method. The radius of curvature of the nitride semiconductor substrate 100 is 1 m or more.
First major surface, and / or polishing or grinding a second main surface of said nitride semiconductor substrate, the laser irradiation by 0.05 from 0 to 1.0 0, preferably 0.1 0 to 0.7 0 Form an off angle. If the off-angle is formed within this range, the element characteristics can be stabilized in the range where the oscillation wavelength of the laser element extends from the ultraviolet region of 365 nm or less to the long wavelength region of 500 nm or more. Specifically, the composition distribution of the active layer in the chip can be made uniform. In the present specification, a bar (-) in parentheses representing an area index represents a bar to be added on the back number.

(第2の工程)
次に、オフ角を有する窒化物半導体基板の第1主面100a上に窒化物半導体層を成長させる。以下の各層をMOCVD法により、減圧〜大気圧の条件で成長させる。前記窒化物半導体層は、前記窒化物半導体基板100の第1主面上にn型窒化物半導体層200、次に活性層205、更にp型窒化物半導体層210の順で積層されている。窒化物半導体基板100の第1主面100a上に積層されるn型窒化物半導体層200は多層膜である。第1のn型窒化物半導体層201としてはAlGa1−xN(0<x≦0.5)、好ましくはAlGa1−xN(0<x≦0.3)である。具体的な成長条件としては、反応炉内での成長温度を1000℃以上、圧力を600Torr以下とする。また、第1のn型窒化物半導体層201はクラッド層としての機能させることもできる。膜厚は0.5〜5μmである。次に第2のn型窒化物半導体層202を形成する。該第2のn側窒化物半導体層は光ガイド層として機能するAlGa1−xN(0≦x≦0.3)である。膜厚は0.5〜5μmである。
前記n型窒化物半導体層中には、InAlGa1−x−yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)から成る中間層を介した構成とすることもできる。また、該中間層は単一層構造、または多層積層構造である。
(Second step)
Next, a nitride semiconductor layer is grown on the first main surface 100a of the nitride semiconductor substrate having an off angle. The following layers are grown under conditions of reduced pressure to atmospheric pressure by MOCVD. The nitride semiconductor layer is laminated on the first main surface of the nitride semiconductor substrate 100 in the order of an n-type nitride semiconductor layer 200, then an active layer 205, and then a p-type nitride semiconductor layer 210. N-type nitride semiconductor layer 200 stacked on first main surface 100a of nitride semiconductor substrate 100 is a multilayer film. The first n-type nitride semiconductor layer 201 is Al x Ga 1-x N (0 <x ≦ 0.5), preferably Al x Ga 1-x N (0 <x ≦ 0.3). As specific growth conditions, the growth temperature in the reactor is set to 1000 ° C. or higher and the pressure is set to 600 Torr or lower. The first n-type nitride semiconductor layer 201 can also function as a cladding layer. The film thickness is 0.5-5 μm. Next, a second n-type nitride semiconductor layer 202 is formed. The second n-side nitride semiconductor layer is Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 0.3) that functions as a light guide layer. The film thickness is 0.5-5 μm.
The n-type nitride semiconductor layer includes an intermediate layer composed of In x Al y Ga 1-xy N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 <x + y ≦ 1). You can also The intermediate layer has a single-layer structure or a multi-layer structure.

次に活性層205は、少なくともInを含有している一般式InAlGa1−x−yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)を有する。Al含有量を高くすることで紫外域の発光が可能となる。また長波長側の発光も可能であり360nm〜580nmまでが発光可能となる。また、活性層を量子井戸構造で形成すると発光効率が向上する。ここで、井戸層の組成はInの混晶が0<x≦0.5である。井戸層の膜厚としては、30〜200オングストローム、好ましくは30〜100オングストロームである。障壁層の膜厚としては、20〜300オングストローム、好ましくは70〜200オングストロームである。前記活性層の多重量子井戸構造は、障壁層から始まり井戸層で終わっても、障壁層から始まり障壁層で終わっても、井戸層から始まり障壁層で終わっても、また井戸層から始まり井戸層で終わってもよい。 Next, the active layer 205 has the general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 <x + y ≦ 1) containing at least In. Increasing the Al content enables emission in the ultraviolet region. Further, light emission on the long wavelength side is also possible, and light emission from 360 nm to 580 nm is possible. Further, when the active layer is formed with a quantum well structure, the light emission efficiency is improved. Here, the composition of the well layer is such that the mixed crystal of In is 0 <x ≦ 0.5. The thickness of the well layer is 30 to 200 angstroms, preferably 30 to 100 angstroms. The thickness of the barrier layer is 20 to 300 angstroms, preferably 70 to 200 angstroms. The multi-quantum well structure of the active layer may start with a barrier layer and end with a well layer, start with a barrier layer, end with a barrier layer, start with a well layer and end with a barrier layer, and start with a well layer. It may end with

次に、活性層上にp型窒化物半導体層210を積層する。第1のp型窒化物半導体層211としてはp型不純物を含有したAlGa1−xN(0≦x≦0.5)である。第1のp型窒化物半導体層はp側電子閉じ込め層として機能する。次に第2のp型窒化物半導体層212としてAlGa1−xN(0≦x≦0.3)、第3のp型窒化物半導体層213としてp型不純物を含有したAlGa1−xN(0<x≦0.5)である。第3のp型窒化物半導体層は超格子構造であることが好ましく、クラッド層として機能する。具体的には、AlGa1−xN(0≦x<1)層とAlGa1−yN(0<y≦1、x<y)層とから成る。第4のp型窒化物半導体層214としてp型不純物を含有したAlGa1−xN(0≦x≦1)を順に形成する。また、これらの半導体層にInを混晶させてもよい。前記第1のp型窒化物半導体層211は省略可能である。前記各層の膜厚としては、30Å〜5μmである。 Next, the p-type nitride semiconductor layer 210 is stacked on the active layer. The first p-type nitride semiconductor layer 211 is Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 0.5) containing a p-type impurity. The first p-type nitride semiconductor layer functions as a p-side electron confinement layer. Then Al x Ga 1-x N as the second p-type nitride semiconductor layer 212 (0 ≦ x ≦ 0.3) , Al x Ga containing a p-type impurity as a third p-type nitride semiconductor layer 213 1-xN (0 <x ≦ 0.5). The third p-type nitride semiconductor layer preferably has a superlattice structure and functions as a cladding layer. Specifically, it is composed of an Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) layer and an Al y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1, x <y) layer. Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1) containing a p-type impurity is sequentially formed as the fourth p-type nitride semiconductor layer 214. Further, In may be mixed into these semiconductor layers. The first p-type nitride semiconductor layer 211 can be omitted. The film thickness of each layer is 30 to 5 μm.

反応終了後、反応容器内において、ウェハを窒素雰囲気中、700℃以上の温度でアニーリングして、p型窒化物半導体層を低抵抗化する。
前記n型窒化物半導体層、p型窒化物半導体層には組成比がお互いに異なる2層からなる超格子構造を有する構成であっても構わない。
After the completion of the reaction, the wafer is annealed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 700 ° C. or higher in the reaction vessel to reduce the resistance of the p-type nitride semiconductor layer.
The n-type nitride semiconductor layer and the p-type nitride semiconductor layer may have a superlattice structure composed of two layers having different composition ratios.

(第3の工程)
窒化物半導体基板100上に窒化物半導体層を積層したウェハーを反応容器から取り出す。次に、n型窒化物半導体層200をエッチングにより露出させる。このエッチングにより共振器長の長さは200μm〜1500μm、チップ幅は150μm〜500μmとするように形成される。n型窒化物半導体層の露出面は特に限定するのもではないが本実施形態では第1のn型窒化物半導体層201まで露出する。これによって、窒化物半導体基板とその上に形成する窒化物半導体層との応力緩和の効果がある。該工程は省略することが可能である。このエッチングと同時に光出射側端面付近にW型溝120を形成してもよい。このW型溝によって迷光が端面から放出されることを抑制する。また前記エッチングと同時に素子の四隅に劈開補助溝を形成してもよい。この劈開補助溝によってウェハーからバー化、更にはチップ化が容易になる。エッチングにはRIE法を用いCl、CCl、BCl、SiClガス等によりエッチングする。
(Third step)
The wafer in which the nitride semiconductor layer is laminated on the nitride semiconductor substrate 100 is taken out from the reaction container. Next, the n-type nitride semiconductor layer 200 is exposed by etching. By this etching, the resonator length is 200 μm to 1500 μm, and the chip width is 150 μm to 500 μm. Although the exposed surface of the n-type nitride semiconductor layer is not particularly limited, the first n-type nitride semiconductor layer 201 is exposed in this embodiment. Thereby, there is an effect of stress relaxation between the nitride semiconductor substrate and the nitride semiconductor layer formed thereon. This step can be omitted. Simultaneously with this etching, the W-shaped groove 120 may be formed in the vicinity of the light emitting side end face. This W-shaped groove prevents stray light from being emitted from the end face. Simultaneously with the etching, cleavage assist grooves may be formed at the four corners of the element. This cleavage assisting groove facilitates the formation of a bar from the wafer and further the formation of a chip. Etching is performed by RIE method using Cl 2 , CCl 4 , BCl 3 , SiCl 4 gas or the like.

次に、前記p型窒化物半導体層にストライプ状のリッジ部を形成する。導波路領域であるリッジ部の幅は1.0μm〜30.0μmとする。シングルモードのレーザ光とする場合のリッジ部の幅は1.0μm〜3.0μmとするのが好ましい。リッジ部の高さ(エッチングの深さ)は、少なくとも第3のp型窒化物半導体層213を露出する範囲であればよく、第1のp型窒化物半導体層211まで露出してもよい。   Next, a striped ridge portion is formed in the p-type nitride semiconductor layer. The width of the ridge portion, which is the waveguide region, is 1.0 μm to 30.0 μm. When the single mode laser beam is used, the width of the ridge is preferably 1.0 μm to 3.0 μm. The height of the ridge portion (etching depth) may be at least within a range in which the third p-type nitride semiconductor layer 213 is exposed, and may be exposed up to the first p-type nitride semiconductor layer 211.

その後、前記p型窒化物半導体層の露出面に第1の絶縁膜220を形成する。該第1の絶縁膜220はリッジの側面に形成することが好ましい。この第1の絶縁膜220とは窒化物半導体層よりも屈折率が小さく、絶縁性の材料から選ばれるものである。具体例としては、Zr、Si、V、Nb、Hf、Ta、Al等の酸化物、もしくは窒化物である。   Thereafter, a first insulating film 220 is formed on the exposed surface of the p-type nitride semiconductor layer. The first insulating film 220 is preferably formed on the side surface of the ridge. The first insulating film 220 has a refractive index smaller than that of the nitride semiconductor layer and is selected from insulating materials. Specific examples include oxides or nitrides such as Zr, Si, V, Nb, Hf, Ta, and Al.

その後、前記第4のp型窒化物半導体層214の表面にp電極230を形成する。好ましくは、第4のp型窒化物半導体層214上にのみp電極230を形成する。p電極としては、多層構造とする。例えばNiとAuから成る2層構造であれば、まず第4のp型窒化物半導体層上にNiを50Å〜200Åの膜厚で形成し、次にAuを500Å〜3000Åの膜厚で形成する。また、p電極を3層構造とする場合にはNi/Au/Pt、又はNi/Au/Pdの順に形成する。p電極を3層構造とする場合の膜厚は、NiとAuは2層構造と同じ膜厚として、最終層となるPtやPdは500Å〜5000Åである。またp電極230を形成した後、オーミックアニールを行っても良い。アニール条件としては、アニール温度を300℃以上、好ましくは500℃以上とする。またアニールを行う雰囲気を窒素及び/又は酸素を含有する条件とする。
p電極230の端面は半導体層の光出射側端面と略一致するものが好ましいが、図3に示すようにp電極230の端面が光出射側端面から10μm程度離れていても構わない。
Thereafter, a p-electrode 230 is formed on the surface of the fourth p-type nitride semiconductor layer 214. Preferably, the p-electrode 230 is formed only on the fourth p-type nitride semiconductor layer 214. The p electrode has a multilayer structure. For example, in the case of a two-layer structure made of Ni and Au, Ni is first formed on the fourth p-type nitride semiconductor layer to a thickness of 50 to 200 mm, and then Au is formed to a thickness of 500 to 3000 mm. . When the p-electrode has a three-layer structure, it is formed in the order of Ni / Au / Pt or Ni / Au / Pd. When the p-electrode has a three-layer structure, Ni and Au have the same film thickness as the two-layer structure, and Pt and Pd serving as the final layer are 500 to 5000 mm. Further, after the p-electrode 230 is formed, ohmic annealing may be performed. As annealing conditions, the annealing temperature is set to 300 ° C. or higher, preferably 500 ° C. or higher. Further, the atmosphere for annealing is set to a condition containing nitrogen and / or oxygen.
The end face of the p electrode 230 is preferably substantially coincident with the light emitting side end face of the semiconductor layer, but the end face of the p electrode 230 may be separated from the light emitting side end face by about 10 μm as shown in FIG.

次に、前工程で露出したn型窒化物半導体層の側面等に第2の絶縁膜240を形成する。この第2の絶縁膜はZrO、SiO、その他にはV、Nb、Hf、Ta、Al等の酸化物から成る。 Next, a second insulating film 240 is formed on the side surface of the n-type nitride semiconductor layer exposed in the previous step. This second insulating film is made of ZrO 2 , SiO 2 , and other oxides such as V, Nb, Hf, Ta, and Al.

次に、p電極230の上にパッド電極250を形成する(図3)。尚、図3に示す窒化物半導体レーザ素子の平面図では第1の絶縁膜220、第2の絶縁膜240を省略している。また前記パッド電極はNi、Ti、Au、Pt、Pd、W等の金属からなる積層体とすることが好ましい。例えば、前記パッド電極はp電極側からW/Pd/AuやPt/Ti/Au、又はNi/Ti/Auの順に形成する。パッド電極の膜厚は特に限定されないが、最終層のAuの膜厚を1000Å以上とする。   Next, the pad electrode 250 is formed on the p-electrode 230 (FIG. 3). In the plan view of the nitride semiconductor laser device shown in FIG. 3, the first insulating film 220 and the second insulating film 240 are omitted. The pad electrode is preferably a laminate made of a metal such as Ni, Ti, Au, Pt, Pd, or W. For example, the pad electrode is formed in the order of W / Pd / Au, Pt / Ti / Au, or Ni / Ti / Au from the p-electrode side. The film thickness of the pad electrode is not particularly limited, but the film thickness of Au in the final layer is 1000 mm or more.

(第4の工程)
その後、前記窒化物半導体基板の第2主面100bに上述したn電極232を形成する。基板の第2主面側から研磨を行うことによって基板の膜厚を100μm以下とする。次にn電極をスパッタ等により多層で形成する。n電極232は、V、Mo、Ti、Cr、W、Al、Zr、Au、Pd、Rh、Nb、Hf、Ta、Re、Mn、Zn、Pt、Ruからなる群より選択される少なくとも1つを含む合金または層構造を用いることができる。好ましくはV/Pt/Au、Ti/Pt/Au/、Mo/Pt/Au、W/Pt/Au、Ti/Pd/Al、Ti/Al、Cr/Au、W/Al、Rh/Alからなる2層構造、あるいは3層構造である。また、n電極の表面上にバリア目的でTi、Mo、Si、W、Pt、Ni、Rh、又はこれらの酸化物や窒化物を積層してもよい。チップの実装強度を強めることができる。
n電極の膜厚は、例えば第1の層にはVを用いて膜厚100Åで形成する。第2の層にはPtを用いて膜厚2000Å、第3の層にはAuを用いて膜厚3000Åで形成する。スパッタの他にはCVDや蒸着等で形成してもよい。またn電極を形成した後、500℃以上でアニールを行ってもよい。
(Fourth process)
Thereafter, the above-described n-electrode 232 is formed on the second main surface 100b of the nitride semiconductor substrate. Polishing from the second main surface side of the substrate reduces the thickness of the substrate to 100 μm or less. Next, an n-electrode is formed in multiple layers by sputtering or the like. The n electrode 232 is at least one selected from the group consisting of V, Mo, Ti, Cr, W, Al, Zr, Au, Pd, Rh, Nb, Hf, Ta, Re, Mn, Zn, Pt, and Ru. Alloys or layer structures containing can be used. Preferably, V / Pt / Au, Ti / Pt / Au /, Mo / Pt / Au, W / Pt / Au, Ti / Pd / Al, Ti / Al, Cr / Au, W / Al, Rh / Al It is a two-layer structure or a three-layer structure. Further, Ti, Mo, Si, W, Pt, Ni, Rh, or an oxide or nitride thereof may be laminated on the surface of the n electrode for the purpose of barrier. The mounting strength of the chip can be increased.
The thickness of the n electrode is, for example, 100 V using V for the first layer. The second layer is formed with a thickness of 2000 mm using Pt, and the third layer is formed with a film thickness of 3000 mm using Au. In addition to sputtering, it may be formed by CVD or vapor deposition. Further, after forming the n-electrode, annealing may be performed at 500 ° C. or higher.

n電極232を形成した後、更にメタライズ電極を形成することもできる。該メタライズ電極としてはTi−Pt−Au−(Au/Sn)、Ti−Pt−Au−(Au/Si)、Ti−Pt−Au−(Au/Ge)、Ti−Pt−Au−In、Au/Sn、In、Au/Si、Au/Ge等を用いる。   After the n-electrode 232 is formed, a metallized electrode can be further formed. The metallized electrodes include Ti—Pt—Au— (Au / Sn), Ti—Pt—Au— (Au / Si), Ti—Pt—Au— (Au / Ge), Ti—Pt—Au—In, Au / Sn, In, Au / Si, Au / Ge, or the like is used.

n電極232を形成した後、ストライプ状のp電極230に垂直な方向であって、窒化物半導体層の共振器端面を形成するためにウェハーをバー状に分割する。ここで、共振器端面は、M面(1−100)やA面(11−20)とする。ウェハーをバー状に分割する方法としては、ブレードブレイク、ローラーブレイク、又はプレスブレイクがある。   After the n-electrode 232 is formed, the wafer is divided into bars so as to form a resonator end face of the nitride semiconductor layer in a direction perpendicular to the striped p-electrode 230. Here, the resonator end faces are the M plane (1-100) and the A plane (11-20). As a method of dividing the wafer into bars, there is a blade break, a roller break, or a press break.

また、ウェハーの分割工程を2段階で行っても良い。この方法によって、共振器端面を歩留まり良く形成することができる。まず基板の第1主面側、又は第2主面側からエッチング等により予め劈開補助溝を形成する。該劈開補助溝はチップ化する素子の各四隅に形成する。これによって、劈開方向が屈曲することを抑制することができる。次にブレイカーによりウェハーをバー状に分割する。   Further, the wafer dividing process may be performed in two stages. By this method, the resonator end face can be formed with high yield. First, a cleavage assist groove is formed in advance by etching or the like from the first main surface side or the second main surface side of the substrate. The cleavage assist grooves are formed at the four corners of the element to be chipped. Thereby, bending of the cleavage direction can be suppressed. Next, the wafer is divided into bars by a breaker.

(第5の工程)
次に共振器端面に上述した誘電体膜110を形成する。光出射側端面に誘電体膜110を形成した窒化物半導体レーザ素子の平面図を図4に示す。この誘電体膜110は光出射側端面に第1の誘電体膜111、第2の誘電体膜112を順に形成した後、光反射側端面にも誘電体膜110'を形成する構成もある。光光出射側端面に誘電体膜110が成膜されている窒化物半導体レーザ素子の斜視図を図6に示す。その他には図7に示すように窒化物半導体レーザ素子の側面にも前記誘電体膜110が回り込んでいるものがある。このような構成であれば、窒化物半導体の端面のみならず、側面の劣化も防止することができる。更には図8に示すように電極を覆うように誘電体膜が回り込んでいるものがある。このような構成であれば、効果的に側面の劣化も防止することができる。
(Fifth step)
Next, the dielectric film 110 described above is formed on the end face of the resonator. FIG. 4 is a plan view of a nitride semiconductor laser element in which a dielectric film 110 is formed on the light emitting side end face. The dielectric film 110 may be configured such that a first dielectric film 111 and a second dielectric film 112 are sequentially formed on the light emitting side end face, and then a dielectric film 110 ′ is also formed on the light reflecting side end face. FIG. 6 shows a perspective view of a nitride semiconductor laser device in which a dielectric film 110 is formed on the light emitting side end face. In other cases, as shown in FIG. 7, the dielectric film 110 also wraps around the side surface of the nitride semiconductor laser element. With such a configuration, it is possible to prevent deterioration of not only the end face of the nitride semiconductor but also the side face. Further, as shown in FIG. 8, there is a dielectric film that wraps around to cover the electrode. With such a configuration, it is possible to effectively prevent side surface deterioration.

半導体300の光出射側端面に第1の誘電体膜111と第2の誘電体膜112から成る誘電体膜110を形成した後、光反射側端面に反射ミラー310を形成する(図5a)。この反射ミラー310とは85%以上の反射率を有するものであって、低屈折率層と高屈折率層とのペア構造である。反射側端面の反射率は好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上とする。   After the dielectric film 110 composed of the first dielectric film 111 and the second dielectric film 112 is formed on the light emitting side end face of the semiconductor 300, the reflection mirror 310 is formed on the light reflecting side end face (FIG. 5a). The reflection mirror 310 has a reflectance of 85% or more, and has a pair structure of a low refractive index layer and a high refractive index layer. The reflectance of the reflection side end face is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.

他の構成として半導体300の光反射側端面から順に第1の誘電体膜111'と第2の誘電体膜112'とから成る誘電体膜110'を形成した後に反射ミラー310を形成する構成がある。このような構成によって寿命特性が向上する(図5b)。   As another configuration, a reflection mirror 310 is formed after forming a dielectric film 110 ′ including a first dielectric film 111 ′ and a second dielectric film 112 ′ in order from the light reflection side end face of the semiconductor 300. is there. Such a configuration improves the life characteristics (FIG. 5b).

更に、他の構成として半導体300の光出射側端面に誘電体膜110を形成した後、その表面にも反射ミラー310を形成してもよい(図5c)。反射ミラーは低屈折率層と高屈折率層とのペア構成であって、例えばSiOとZrOとのペア構成がある。このペア数は2〜10であって、好ましくは3〜8、更に好ましくは6とする。その他の材料としてはSi、Mg、Al、Hf、Nb、Zr、Sc、Ta、Ga、Zn、Y、Bの酸化物、窒化物、フッ化物等などの化合物を用いることができる。 Further, as another configuration, after the dielectric film 110 is formed on the light emitting side end face of the semiconductor 300, the reflection mirror 310 may be formed on the surface (FIG. 5c). The reflection mirror has a pair configuration of a low refractive index layer and a high refractive index layer, for example, a pair configuration of SiO 2 and ZrO 2 . The number of pairs is 2 to 10, preferably 3 to 8, and more preferably 6. As other materials, compounds such as oxides, nitrides, and fluorides of Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, and B can be used.

(第6の工程)
バー形状の半導体の共振器端面に誘電体膜を形成した後、バー形状からチップ化して窒化物半導体レーザ素子を形成する。窒化物半導体レーザ素子はチップ化した後の形状は矩形状であって、該矩形状の共振器長は650μm以下とする。以上より、得られる窒化物半導体レーザ素子はCODレベルが1W以上であって、Kinkパワーが500mWとなる。また寿命試験(Tc=70℃、CWで出力100mW)を行った結果、5000時間以上の結果を得ることができた。
更に本発明では接触抵抗を低減した対向電極構造の窒化物半導体レーザ素子であって、接触抵抗率は1.0E−3Ωcm以下となる。
(Sixth step)
After forming a dielectric film on the end face of the resonator of the bar-shaped semiconductor, the nitride semiconductor laser element is formed by converting the bar shape into a chip. The nitride semiconductor laser element has a rectangular shape after being formed into chips, and the rectangular resonator length is 650 μm or less. From the above, the nitride semiconductor laser element obtained has a COD level of 1 W or higher and a Kink power of 500 mW. Moreover, as a result of conducting a life test (Tc = 70 ° C., CW output of 100 mW), a result of 5000 hours or more could be obtained.
Furthermore, in the present invention, the nitride semiconductor laser device has a counter electrode structure with reduced contact resistance, and the contact resistivity is 1.0E −3 Ωcm 2 or less.

以下、実施例として窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子について説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, a semiconductor laser device using a nitride semiconductor will be described as an example. However, the present invention is not limited to the following example, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. Needless to say.

[実施例1]
基板は、C面を主面とするウエハ状のGaN基板100を用いる。基板としては特にこれに限定されるものではなく、必要に応じてR面、A面を主面とするGaN基板を用いる。
[Example 1]
As the substrate, a wafer-like GaN substrate 100 having a C surface as a main surface is used. The substrate is not particularly limited to this, and a GaN substrate having the R plane and the A plane as main surfaces is used as necessary.

(n型クラッド層201)次に、MOCVD装置に前記GaN基板を搬送する。炉内の雰囲気温度を1050℃にして、原料ガスにTMA(トリメチルアルミニウム)、TMG及びアンモニアを用い、アンドープのAl0.04Ga0.96Nよりなるn型クラッド層を膜厚2.0μmで成長させる。 (N-type cladding layer 201) Next, the GaN substrate is transferred to an MOCVD apparatus. An atmosphere temperature in the furnace is set to 1050 ° C., and TMA (trimethylaluminum), TMG and ammonia are used as source gases, and an n-type cladding layer made of undoped Al 0.04 Ga 0.96 N is formed to a thickness of 2.0 μm. Grow.

(n型光ガイド層202)次に、n型クラッド層と略同じ温度で原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、アンドープのGaNよりなるn型光ガイド層を0.19μmの膜厚で成長させる。この層は、n型不純物をドープさせてもよい。 (N-type light guide layer 202) Next, TMG and ammonia are used as source gases at substantially the same temperature as the n-type cladding layer, and an n-type light guide layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 0.19 μm. This layer may be doped with n-type impurities.

(活性層205)次に、温度を800℃にして、原料にTMI(トリメチルインジウム)、TMG及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてシランガスを用い、SiドープのIn0.02Ga0.98Nよりなる障壁層を140Åの膜厚で成長させる。続いてシランガスを止め、アンドープのIn0.1Ga0.9Nよりなる井戸層を80Åの膜厚で成長させる。この操作を2回繰り返し、最後にSiドープのIn0.02Ga0.98Nよりなる障壁層を140Åの膜厚で成長させて総膜厚580Åの多重量子井戸構造(MQW)の活性層を成長させる。 (Active layer 205) Next, the temperature is set to 800 ° C., TMI (trimethylindium), TMG and ammonia are used as raw materials, silane gas is used as impurity gas, and Si-doped In 0.02 Ga 0.98 N is formed. The barrier layer is grown to a thickness of 140 mm. Subsequently, the silane gas is stopped and a well layer made of undoped In 0.1 Ga 0.9 N is grown to a thickness of 80 mm. This operation is repeated twice. Finally, a barrier layer made of Si-doped In 0.02 Ga 0.98 N is grown to a film thickness of 140 mm, and an active layer having a total quantum film structure (MQW) of 580 mm is formed. Grow.

(p型電子閉じ込め層211)同様の温度で、N雰囲気中で、MgドープのAl0.25Ga0.75Nよりなるp型電子閉じ込め層を30Åの膜厚で成長させる。次いで、H雰囲気中で、MgドープのAl0.25Ga0.75Nよりなるp型電子閉じ込め層を70Åの膜厚で成長させる。 (P-type electron confinement layer 211) A p-type electron confinement layer made of Mg-doped Al 0.25 Ga 0.75 N is grown to a thickness of 30 mm in a N 2 atmosphere at the same temperature. Next, a p-type electron confinement layer made of Mg-doped Al 0.25 Ga 0.75 N is grown to a thickness of 70 mm in an H 2 atmosphere.

(p型光ガイド層212)次に、温度を1050℃にして、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、アンドープのGaNよりなるp型光ガイド層を0.13μmの膜厚で成長させる。 (P-type light guide layer 212) Next, the temperature is set to 1050 ° C., TMG and ammonia are used as source gases, and a p-type light guide layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 0.13 μm.

(p型クラッド層)続いて、アンドープのAl0.08Ga0.92NよりなるA層を80Åの膜厚で成長させ、その上にMgドープのGaNよりなるB層を80Åの膜厚で成長させる。これを28回繰り返してA層とB層とを交互に積層させて、総膜厚0.45μmの多層膜(超格子構造)よりなるp型クラッド層を成長させる。 (P-type cladding layer) Subsequently, an A layer made of undoped Al 0.08 Ga 0.92 N is grown to a thickness of 80 mm, and a B layer made of Mg-doped GaN is grown to a thickness of 80 mm. Grow. This is repeated 28 times, and the A layer and the B layer are alternately laminated to grow a p-type cladding layer made of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 0.45 μm.

(p型コンタクト層213)最後に1050℃でp型クラッド層の上にMgドープのGaNよりなるp型コンタクト層を150Åの膜厚で成長させる。p型コンタクト層はp型のInAlGa1−x−yN(x≦0、y≦0、x+y≦1)で構成することができ、好ましくはMgをドープしたGaNとすればp電極と最も好ましいオーミック接触が得られる。反応終了後、反応容器内において窒素雰囲気中でウエハを700℃でアニーリングして、p型層を更に低抵抗化する。 (P-type contact layer 213) Finally, a p-type contact layer made of Mg-doped GaN is grown on the p-type cladding layer at 1050 ° C. to a thickness of 150 mm. The p-type contact layer can be composed of p-type In x Al y Ga 1-xy N (x ≦ 0, y ≦ 0, x + y ≦ 1). The most favorable ohmic contact with the electrode is obtained. After the completion of the reaction, the wafer is annealed at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere in the reaction vessel to further reduce the resistance of the p-type layer.

以上のようにしてGaN基板上に窒化物半導体を成長させて積層構造体を形成した後、ウエハを反応容器から取り出し、最上層のp型コンタクト層の表面にSiOよりなる保護膜を形成してRIE(反応性イオンエッチング)を用いてClガスによりエッチングし、n型クラッド層の表面を露出させる。また、このとき、W型溝を光出射側端面付近に形成する。 After the nitride semiconductor is grown on the GaN substrate to form a laminated structure as described above, the wafer is taken out of the reaction vessel, and a protective film made of SiO 2 is formed on the surface of the uppermost p-type contact layer. Etching with Cl 2 gas using RIE (reactive ion etching) to expose the surface of the n-type cladding layer. At this time, the W-shaped groove is formed in the vicinity of the light emitting side end face.

次に、ストライプ状の導波路領域を形成するために、最上層のp型コンタクト層のほぼ全面にCVD装置により、Si酸化物(主としてSiO)よりなる保護膜を0.5μmの膜厚で形成した後、フォトリソグラフィ技術により保護膜の上に所定の形状のマスクを形成し、RIE装置によりCHFガスを用いたエッチングによりストライプ状のSi酸化物からなる保護膜を形成する。このSi酸化物の保護膜をマスクとしてClガスとSiClガスとを用いて半導体層をエッチングして、活性層よりも上にリッジストライプが形成される。このとき、リッジの幅は1.4μmとなるようにする。 Next, in order to form a striped waveguide region, a protective film made of Si oxide (mainly SiO 2 ) is formed to a thickness of 0.5 μm on almost the entire surface of the uppermost p-type contact layer by a CVD apparatus. After the formation, a mask having a predetermined shape is formed on the protective film by a photolithography technique, and a protective film made of striped Si oxide is formed by etching using CHF 3 gas by an RIE apparatus. Using this Si oxide protective film as a mask, the semiconductor layer is etched using Cl 2 gas and SiCl 4 gas to form a ridge stripe above the active layer. At this time, the width of the ridge is set to 1.4 μm.

SiOマスクを形成させた状態で、p型半導体層表面にZrOよりなる第1の絶縁膜を膜厚約1000Åで形成する。第1の絶縁膜を形成した後、ウエハを600℃で熱処理する。このように、SiO以外の材料を第1の絶縁膜として形成する場合、第1の絶縁膜形成後に、300℃以上、好ましくは400℃以上1200℃以下で熱処理することにより、絶縁膜材料を安定化させるコトができる。熱処理後、バッファード液に浸漬して、リッジストライプの上面に形成したSiOを溶解除去し、リフトオフ法によりSiOと共に、p型コンタクト層上にあるZrOを除去する。これにより、リッジの上面は露出され、リッジの側面はZrOで覆われた構造となる。 With the SiO 2 mask formed, a first insulating film made of ZrO 2 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer with a film thickness of about 1000 mm. After forming the first insulating film, the wafer is heat-treated at 600 ° C. As described above, when a material other than SiO 2 is formed as the first insulating film, the insulating film material is heat-treated at 300 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower after the first insulating film is formed. Stabilize things. After the heat treatment, the substrate is immersed in a buffered solution to dissolve and remove SiO 2 formed on the upper surface of the ridge stripe, and ZrO 2 on the p-type contact layer is removed together with SiO 2 by a lift-off method. Thereby, the upper surface of the ridge is exposed and the side surface of the ridge is covered with ZrO 2 .

次にp型コンタクト層上にNi−Auから成るp電極230を形成する。Niの膜厚は100Å、Auの膜厚は1500Åとする。その後、600℃で熱処理をする(省略可能)。次に第2の絶縁膜としてSiOをレーザ素子の側面に形成する。更に、前記p電極上にpパッド電極としてNi−Ti−Auの順に形成する。次に、GaN基板を研磨して約85μmの膜厚になるよう調整後、基板裏面にV−Pt−Auの順に膜厚を100Å、2000Å、3000Åで積層したn電極を形成する。 Next, a p-electrode 230 made of Ni—Au is formed on the p-type contact layer. The film thickness of Ni is 100 mm, and the film thickness of Au is 1500 mm. Thereafter, heat treatment is performed at 600 ° C. (can be omitted). Next, SiO 2 is formed on the side surface of the laser element as a second insulating film. Further, Ni—Ti—Au is formed in this order as a p pad electrode on the p electrode. Next, after adjusting the GaN substrate to have a film thickness of about 85 μm, an n-electrode having a thickness of 100 mm, 2000 mm, and 3000 mm is formed on the back surface of the substrate in the order of V-Pt-Au.

次に、窒化物半導体層側からブレーキングして、劈開することでバー形状とする。窒化物半導体層の劈開面は、窒化物半導体のM面(11−00面)となっており、この面を共振器面とする。   Next, braking is performed from the nitride semiconductor layer side, and the bar shape is obtained by cleaving. The cleavage plane of the nitride semiconductor layer is the M plane (11-00 plane) of the nitride semiconductor, and this plane is the resonator plane.

(誘電体膜110)
上記のように形成されたバー形状の窒化物半導体の光出射側端面に誘電体膜を設ける。 光出射側端面には、ECRスパッタ装置を用いて酸素等の活性ガスのプラズマを用い共振器端面をクリーニングした後、ZrO、Nb、Al、TiO等の第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを形成する。本実施例では誘電体膜110をAlとする。金属ターゲットに5NのAlを用い、Arの流量を15sccm、Oの流量を10sccmとして、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜111を20nmの膜厚で成膜する。次に、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜112を130nmの膜厚で成膜する。ここで、405nmの光に対して前記第1の誘電体膜の屈折率は1.63であって、前記第2の誘電体膜の屈折率は1.67である。
(Dielectric film 110)
A dielectric film is provided on the light emitting side end face of the bar-shaped nitride semiconductor formed as described above. The light emitting side end face is cleaned with a plasma of an active gas such as oxygen using an ECR sputtering apparatus, and then the first end face such as ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Al 2 O 3 , TiO 2 is used. A dielectric film and a second dielectric film are formed. In this embodiment, the dielectric film 110 is made of Al x O y . The first dielectric film 111 is formed to a thickness of 20 nm under the conditions of microwave power 600 W and RF 600 W, using 5N Al for the metal target, Ar flow rate of 15 sccm, O 2 flow rate of 10 sccm. Next, the second dielectric film 112 is formed to a thickness of 130 nm under the conditions of an Ar flow rate of 10 sccm, an O 2 flow rate of 3 sccm, a microwave power of 450 W, and an RF of 450 W. Here, the refractive index of the first dielectric film is 1.63 and the refractive index of the second dielectric film is 1.67 with respect to 405 nm light.

(誘電体膜110')
次に、光反射側端面にはAlからから成る誘電体膜110'を形成した後、SiOとZrOから成る反射ミラー310を形成する。
ECRスパッタ装置を用いて酸素等の活性ガスのプラズマを用いて反射側端面をクリーニングした後、誘電体膜110'を以下の条件で形成する。Al源には金属ターゲットのAlを用いる。まずArの流量を15sccm、Oの流量を10sccm、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜111'を20nm成膜した後、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜112'を40nm成膜し、Alからなる保護膜を形成する。ここで、405nmの光に対して前記第1の誘電体膜の屈折率は1.63であって、前記第2の誘電体膜の屈折率は1.67である。
(Dielectric film 110 ′)
Next, a dielectric film 110 ′ made of Al x O y is formed on the light reflection side end face, and then a reflection mirror 310 made of SiO 2 and ZrO 2 is formed.
After the reflection side end face is cleaned using plasma of an active gas such as oxygen using an ECR sputtering apparatus, a dielectric film 110 ′ is formed under the following conditions. As the Al source, metal target Al is used. First, after depositing a first dielectric film 111 ′ to a thickness of 20 nm under the conditions of an Ar flow rate of 15 sccm, an O 2 flow rate of 10 sccm, a microwave power of 600 W and an RF 600 W, an Ar flow rate of 10 sccm and an O 2 flow rate of 3 sccm. Then, a second dielectric film 112 ′ is formed to a thickness of 40 nm under the conditions of microwave power 450 W and RF 450 W, and a protective film made of Al 2 O 3 is formed. Here, the refractive index of the first dielectric film is 1.63 and the refractive index of the second dielectric film is 1.67 with respect to 405 nm light.

その後、SiOをSiターゲットを用い、Arの流量を20sccm、Oの流量を7sccm、マイクロ波パワー500W、RF500Wの条件により膜厚67nmで形成する。次にZrOをZrターゲットと用い、Arの流量を20sccm、Oの流量を27.5sccm、マイクロ波パワー500W、RF500Wの条件により膜厚44nmで形成する。上記条件でSiOとZrOを交互に6ペア積層して反射ミラー310を形成する。 Thereafter, SiO 2 is formed with a film thickness of 67 nm using a Si target under the conditions of an Ar flow rate of 20 sccm, an O 2 flow rate of 7 sccm, a microwave power of 500 W, and an RF power of 500 W. Next, using a ZrO 2 as a Zr target, an Ar flow rate of 20 sccm, an O 2 flow rate of 27.5 sccm, a microwave power of 500 W, and an RF power of 500 W are formed to a thickness of 44 nm. Under the above conditions, six pairs of SiO 2 and ZrO 2 are alternately stacked to form the reflection mirror 310.

その後、バー形状の半導体からチップ化して矩形状の窒化物半導体レーザ素子を形成する。共振器長は600μm、チップ幅を200μmとする。以上より、得られる窒化物半導体レーザ素子は図9に示すようにCODレベルが800mW以上である。比較例として図10には本実施例の前記誘電体膜を有さない窒化物半導体レーザ素子のCODレベルを示す。横軸は駆動電流を示し、縦軸はKinkパワーを示す。また本実施例では、Kinkパワーが400mWとなる。寿命試験(Tc=70℃、CWで出力100mW)を行った結果、5000時間以上の結果を得ることができた。また本実施例における窒化物半導体レーザ素子は、室温において閾値電流密度3.5kA/cm、CW駆動時で150mWの高出力において発振波長405nmの連続発振可能なものである。 Thereafter, the bar-shaped semiconductor is chipped to form a rectangular nitride semiconductor laser element. The resonator length is 600 μm and the chip width is 200 μm. From the above, the obtained nitride semiconductor laser device has a COD level of 800 mW or more as shown in FIG. As a comparative example, FIG. 10 shows the COD level of the nitride semiconductor laser device having no dielectric film of this example. The horizontal axis indicates the drive current, and the vertical axis indicates the Kink power. In this embodiment, the Kink power is 400 mW. As a result of a life test (Tc = 70 ° C., CW output of 100 mW), a result of 5000 hours or more could be obtained. In addition, the nitride semiconductor laser element in this example can continuously oscillate at a threshold current density of 3.5 kA / cm 2 at room temperature and a high output of 150 mW when driven at CW and an oscillation wavelength of 405 nm.

[実施例2]
実施例1において、光出射側端面の誘電体膜110を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。ECRスパッタ装置を用いる。酸素等の活性ガスのプラズマを用いて光出射側端面をクリーニングした後、Alから成る第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを形成する。まず、金属ターゲットに5NのAlを用い、Arの流量を15sccm、Oの流量を10sccm、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜を20nmの膜厚で成膜する。その後、金属ターゲットに5NのAlを用い、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜を100nmの膜厚で成膜する。ここで、405nmの光に対して前記第1の誘電体膜の屈折率は1.63であって、前記第2の誘電体膜の屈折率は1.67である。以上より得られた窒化物半導体レーザ素子は実施例1とほぼ同様の特性を示す。
[Example 2]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film 110 on the light emitting side end face has the following configuration. An ECR sputtering apparatus is used. After cleaning the light emitting side end face using plasma of an active gas such as oxygen, a first dielectric film and a second dielectric film made of Al x O y are formed. First, 5N Al is used as a metal target, and the first dielectric film is formed to a thickness of 20 nm under the conditions of an Ar flow rate of 15 sccm, an O 2 flow rate of 10 sccm, a microwave power of 600 W, and an RF power of 600 W. Thereafter, 5N Al is used for the metal target, and the second dielectric film is formed to a thickness of 100 nm under the conditions of an Ar flow rate of 10 sccm, an O 2 flow rate of 3 sccm, a microwave power of 450 W, and an RF of 450 W. Here, the refractive index of the first dielectric film is 1.63 and the refractive index of the second dielectric film is 1.67 with respect to 405 nm light. The nitride semiconductor laser device obtained as described above exhibits substantially the same characteristics as in Example 1.

[実施例3]
実施例1において、誘電体膜を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。
光出射側端面には、ECRスパッタ装置を用いて酸素等の活性ガスのプラズマを用い光出射側端面をクリーニングした後、金属ターゲットに5NのAlを用い、Arの流量を15sccm、O2の流量を10sccm、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜111を20nm成膜した後、金属ターゲットに5NのAlを用い、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜を40nm成膜することで、誘電体膜110を形成する。ここで、405nmの光に対して前記第1の誘電体膜の屈折率は1.63であって、前記第2の誘電体膜の屈折率は1.67である。
[Example 3]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film has the following configuration.
The end surface of the light exit side is cleaned with an active gas plasma such as oxygen using an ECR sputtering apparatus, and then 5N Al is used for the metal target, the flow rate of Ar is 15 sccm, and the flow rate of O 2 is set. After the first dielectric film 111 is formed to a thickness of 20 nm under the conditions of 10 sccm, microwave power 600 W, and RF 600 W, 5N Al is used for the metal target, the flow rate of Ar is 10 sccm, the flow rate of O 2 is 3 sccm, and the microwave power The dielectric film 110 is formed by forming a second dielectric film with a thickness of 40 nm under the conditions of 450 W and RF 450 W. Here, the refractive index of the first dielectric film is 1.63 and the refractive index of the second dielectric film is 1.67 with respect to 405 nm light.

次に、Alを金属ターゲットにAlを用い、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で膜厚60nmで形成する。その後、ZrOをZrから成るターゲットを用い、Arの流量を20sccm、Oの流量を27.5sccm、マイクロ波パワー500W、RF500Wの条件で膜厚44nmで形成する。上記条件でAlとZrOを交互に2ペア積層して反射ミラー310を形成する。 Next, Al 2 O 3 is used as a metal target, Al is formed at a film thickness of 60 nm under the conditions of an Ar flow rate of 10 sccm, an O 2 flow rate of 3 sccm, microwave power of 450 W, and RF 450 W. Thereafter, ZrO 2 is formed with a thickness of 44 nm using a target made of Zr under the conditions of an Ar flow rate of 20 sccm, an O 2 flow rate of 27.5 sccm, a microwave power of 500 W, and an RF power of 500 W. Under the above conditions, two pairs of Al 2 O 3 and ZrO 2 are alternately laminated to form the reflection mirror 310.

次に、光反射側端面にはECRスパッタ装置を用いて酸素等の活性ガスのプラズマを用い共振器端面をクリーニングした後、金属ターゲットにAlを用い、Arの流量を15sccm、Oの流量を10sccm、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜111'を20nm成膜した後、金属ターゲットにAlを用い、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜112'を40nm成膜することでAlからなる誘電体膜110'を形成する。 Next, the end surface of the light reflection side is cleaned with an active gas plasma such as oxygen using an ECR sputtering apparatus, and then the Al is used for the metal target, the flow rate of Ar is 15 sccm, and the flow rate of O 2 is set. After the first dielectric film 111 ′ is formed to a thickness of 20 nm under the conditions of 10 sccm, microwave power 600 W, and RF 600 W, Al is used as the metal target, the flow rate of Ar is 10 sccm, the flow rate of O 2 is 3 sccm, and the microwave power is 450 W. The second dielectric film 112 ′ is formed to a thickness of 40 nm under the condition of RF450W, thereby forming the dielectric film 110 ′ made of Al 2 O 3 .

次に、金属ターゲットにAlを用い、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で膜厚60nmの低屈折率膜を形成する。その後、金属ターゲットにZrを用い、Arの流量を20sccm、Oの流量を27.5sccm、マイクロ波パワー500W、RF500Wの条件で膜厚44nmの高屈折率膜を形成する。上記条件でAlとZrOを交互に6ペア積層して反射ミラー310を形成する。
その後、バー形状の半導体からチップ化して共振器長300μm、チップ幅200μmである矩形状の窒化物半導体レーザ素子を形成する。以上より、得られる窒化物半導体レーザ素子はCODレベルが350mW以上であって、Kinkパワーが100mWとなる。また寿命試験(Tc=70℃、CWで出力20mW)を行った結果、20000時間以上の結果を得ることができる。また本実施例における窒化物半導体レーザ素子は、室温において閾値電流密度4.2kA/cm、CW駆動時で50mWの高出力において発振波長405nmの連続発振可能なものである。
Next, Al is used as the metal target, and a low refractive index film having a thickness of 60 nm is formed under the conditions of an Ar flow rate of 10 sccm, an O 2 flow rate of 3 sccm, a microwave power of 450 W, and an RF power of 450 W. Thereafter, Zr is used as a metal target, and a high refractive index film having a film thickness of 44 nm is formed under the conditions of an Ar flow rate of 20 sccm, an O 2 flow rate of 27.5 sccm, a microwave power of 500 W, and an RF power of 500 W. Under the above conditions, six pairs of Al 2 O 3 and ZrO 2 are alternately stacked to form the reflection mirror 310.
Thereafter, the bar-shaped semiconductor is chipped to form a rectangular nitride semiconductor laser element having a resonator length of 300 μm and a chip width of 200 μm. From the above, the nitride semiconductor laser element obtained has a COD level of 350 mW or higher and a Kink power of 100 mW. Moreover, as a result of conducting a life test (Tc = 70 ° C., CW output 20 mW), a result of 20000 hours or more can be obtained. In addition, the nitride semiconductor laser device in this example is capable of continuous oscillation at a threshold current density of 4.2 kA / cm 2 at room temperature and a continuous output with an oscillation wavelength of 405 nm at a high output of 50 mW when driven by CW.

[実施例4]
実施例1において、光反射側端面の誘電体膜を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。
光反射側端面には、ECRスパッタ装置を用いて酸素等の活性ガスのプラズマを用い光反射側端面をクリーニングした後、AlをArの流量を15sccm、O2の流量を10sccm、マイクロ波パワー600W、RF600Wの条件で第1の誘電体膜を20nm成膜した後、Arの流量を10sccm、Oの流量を3sccm、マイクロ波パワー450W、RF450Wの条件で第2の誘電体膜を40nm成膜して、Alからなる誘電体膜を形成する。ここで、405nmの光に対して前記第1の誘電体膜の屈折率は略1.63であって、前記第2の誘電体膜の屈折率は略1.67である。
[Example 4]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film on the light reflection side end face has the following configuration.
The light reflection side end face is cleaned using an active gas plasma such as oxygen using an ECR sputtering apparatus, and then the Al 2 O 3 flow rate of Ar is 15 sccm, the flow rate of O 2 is 10 sccm, microwave After the first dielectric film is formed to a thickness of 20 nm under the conditions of power 600 W and RF 600 W, the second dielectric film is 40 nm under the conditions of Ar flow rate of 10 sccm, O 2 flow rate of 3 sccm, microwave power of 450 W and RF 450 W. A dielectric film made of Al 2 O 3 is formed. Here, the refractive index of the first dielectric film is approximately 1.63 for light of 405 nm, and the refractive index of the second dielectric film is approximately 1.67.

次に、マグネトロンスパッタ装置を用いてSiOをArの流量を50sccm、Oの流量を5sccm、RF500Wの条件で膜厚67nmの低屈折率膜を形成する。その後、ZrOをArの流量を50sccm、Oの流量を10sccm、RF500Wの条件で膜厚46nmの高屈折率膜を形成する。上記条件でSiOとZrOを交互に6ペア積層して反射ミラー310を形成する。以上より得られた窒化物半導体レーザ素子は実施例1とほぼ同様の特性を示す。 Next, a low refractive index film having a thickness of 67 nm is formed using a magnetron sputtering apparatus under the conditions of SiO 2 with an Ar flow rate of 50 sccm, O 2 flow rate of 5 sccm, and RF 500 W. Thereafter, the ZrO 2 50 sccm flow rate of Ar, the flow rate of O 2 10 sccm, to form a high refractive index film having a film thickness of 46nm under conditions of RF500W. Under the above conditions, six pairs of SiO 2 and ZrO 2 are alternately stacked to form the reflection mirror 310. The nitride semiconductor laser device obtained as described above exhibits substantially the same characteristics as in Example 1.

[実施例5]
実施例1において、光反射側端面の誘電体膜を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。
第1の誘電体膜を200Åの膜厚で形成し、第2の誘電体膜を1000Åの膜厚で形成し、ZrO2を440Åの膜厚で形成し、次に(Al2O3を600Å、ZrO2を440Å)を7ペア形成する。最後にAl2O3を1200Åの膜厚で形成する。以上より得られた窒化物半導体レーザ素子は寿命特性に優れたものである。
[Example 5]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film on the light reflection side end face has the following configuration.
The first dielectric film is formed with a thickness of 200 mm, the second dielectric film is formed with a thickness of 1000 mm, ZrO2 is formed with a thickness of 440 mm, and then (Al2O3 is 600 mm and ZrO2 is 440 mm). 7 pairs are formed. Finally, Al2O3 is formed with a thickness of 1200 mm. The nitride semiconductor laser device obtained as described above has excellent lifetime characteristics.

[実施例6]
実施例1において、光反射側端面の誘電体膜を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。
第1の誘電体膜を200Åの膜厚で形成し、第2の誘電体膜を1000Åの膜厚で形成し、ZrO2を440Åの膜厚で形成し、次に(Al2O3を600Å、ZrO2を440Å)を7ペア形成する。最後にAl2O3を1000Å、AlNを200Åの膜厚で形成する。以上より得られた窒化物半導体レーザ素子は寿命特性に優れたものである。
[Example 6]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film on the light reflection side end face has the following configuration.
The first dielectric film is formed with a thickness of 200 mm, the second dielectric film is formed with a thickness of 1000 mm, ZrO2 is formed with a thickness of 440 mm, and then (Al2O3 is 600 mm and ZrO2 is 440 mm). 7 pairs are formed. Finally, Al 2 O 3 is formed with a thickness of 1000 mm and AlN with a thickness of 200 mm. The nitride semiconductor laser device obtained as described above has excellent lifetime characteristics.

[実施例7]
実施例1において、光反射側端面の誘電体膜を以下の構成とする他は同様にして窒化物半導体レーザ素子を形成する。
フロント端面に第1の誘電体膜を200Åの膜厚で形成し、第2の誘電体膜を800Åの膜厚で形成し、更に第1の誘電体膜と同じ形成条件で膜厚が200Åの誘電体膜を順に形成する。以上より得られた窒化物半導体レーザ素子は寿命特性に優れたものである。
[Example 7]
In Example 1, a nitride semiconductor laser device is formed in the same manner except that the dielectric film on the light reflection side end face has the following configuration.
The first dielectric film is formed on the front end face with a thickness of 200 mm, the second dielectric film is formed with a thickness of 800 mm, and the film thickness is 200 mm under the same formation conditions as the first dielectric film. Dielectric films are sequentially formed. The nitride semiconductor laser device obtained as described above has excellent lifetime characteristics.

本発明の半導体レーザ素子は、光ディスク用途、光通信システム、印刷機、露光用途、測定等に利用することができる。また、特定波長に感度を有する物質に半導体レーザから得た光を照射することで、その物質の有無または位置を検出することができるバイオ関連の励起用光源等に利用することもできる。その他には、医療用光源やディスプレイ用光源としても利用することができる。   The semiconductor laser device of the present invention can be used for optical disc applications, optical communication systems, printing presses, exposure applications, measurements, and the like. Moreover, it can also be used as a bio-related excitation light source that can detect the presence or absence or position of a substance by irradiating a substance sensitive to a specific wavelength with light obtained from a semiconductor laser. In addition, it can also be used as a medical light source or a display light source.

本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a nitride semiconductor laser element according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a nitride semiconductor laser element according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的平面図である。1 is a schematic plan view of a nitride semiconductor laser element according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的平面図である。1 is a schematic plan view of a nitride semiconductor laser element according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る誘電体膜の模式的断面図である。It is a typical sectional view of a dielectric film concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view of a nitride semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view of a nitride semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view of a nitride semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 本発明に係る窒化物半導体レーザ素子のCODレベルを示す図である。It is a figure which shows the COD level of the nitride semiconductor laser element concerning this invention. 従来の窒化物半導体レーザ素子のCODレベルを示す図である。It is a figure which shows the COD level of the conventional nitride semiconductor laser element. 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a nitride semiconductor laser element according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100…基板、110…誘電体膜、200…n型窒化物半導体層、205…活性層、210…p型窒化物半導体層、220…第1の絶縁膜、230…p電極、232…n電極、240…第2の絶縁膜、250…パッド電極


DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Substrate, 110 ... Dielectric film, 200 ... N-type nitride semiconductor layer, 205 ... Active layer, 210 ... P-type nitride semiconductor layer, 220 ... First insulating film, 230 ... P electrode, 232 ... N electrode 240 ... second insulating film, 250 ... pad electrode


Claims (16)

光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、
前記誘電体膜は、同一元素からなる第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されて成るものであり、
前記第1の誘電体膜は単結晶から成る膜を含有しており、
前記第2の誘電体膜はアモルファスから成る膜を含有しており、
前記第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とは組成比が略同一であることを特徴とする半導体レーザ素子。
A semiconductor laser element having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator,
The dielectric film is formed by sequentially forming a first dielectric film and a second dielectric film made of the same element from the end face side of the semiconductor,
The first dielectric film includes a film made of a single crystal;
The second dielectric film includes an amorphous film;
A semiconductor laser device, wherein the first dielectric film and the second dielectric film have substantially the same composition ratio.
光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、
前記誘電体膜は、同一元素からなる第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されて成るものであり、
前記第1の誘電体膜は、半導体と誘電体膜との反応防止膜であり、前記第2の誘電体膜はレーザ光の反射膜であることを特徴とする半導体レーザ素子。
A semiconductor laser element having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator,
The dielectric film is formed by sequentially forming a first dielectric film and a second dielectric film made of the same element from the end face side of the semiconductor,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first dielectric film is a reaction preventing film between the semiconductor and the dielectric film, and the second dielectric film is a reflection film for laser light.
前記第1の誘電体膜は、単結晶から成る膜を含有しており、且つ前記第2の誘電体膜は、アモルファスから成る膜を含有している請求項2に記載の半導体レーザ素子。 3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the first dielectric film contains a film made of a single crystal, and the second dielectric film contains a film made of amorphous. 前記第1の誘電体膜は、前記第2の誘電体膜よりも屈折率が低い請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first dielectric film has a lower refractive index than the second dielectric film. 5. 前記第2の誘電体膜は、前記第1の誘電体膜よりも膜厚が大きい請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the second dielectric film is thicker than the first dielectric film. 6. 前記誘電体膜の反射率は、25%以下である請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the dielectric film has a reflectance of 25% or less. 前記誘電体膜の反射率は、半導体レーザ素子の発振波長が略400nmである時には20%以下である請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the reflectance of the dielectric film is 20% or less when the oscillation wavelength of the semiconductor laser device is approximately 400 nm. 前記第1の誘電体膜、及び第2の誘電体膜は、AlとOとを構成元素に有する請求項1乃至7のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first dielectric film and the second dielectric film have Al and O as constituent elements. 前記第1の誘電体膜と前記第2の誘電体膜とは、熱膨張係数が略一致する請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体レーザ素子。 9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first dielectric film and the second dielectric film have substantially the same thermal expansion coefficient. 前記誘電体膜は、最外層が窒化物である請求項1又は2に記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the outermost layer of the dielectric film is a nitride. 光共振器端面の少なくとも一方に、誘電体膜を有する半導体レーザ素子であって、
前記誘電体膜は、第1の誘電体膜と第2の誘電体膜と第3の誘電体膜とを半導体の端面側から順に形成されてなるものであり、
前記第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とは同一元素からなり、
前記第3の誘電体膜は、第1の誘電体膜及び第2の誘電体膜とは異なる元素を有するものであり、
前記第1の誘電体膜は、半導体と誘電体膜との反応防止膜であり、
前記第2の誘電体膜は第1の誘電体膜と第3の誘電体膜との応力緩和膜
であることを特徴とする半導体レーザ素子。
A semiconductor laser element having a dielectric film on at least one of the end faces of the optical resonator,
The dielectric film is formed by sequentially forming a first dielectric film, a second dielectric film, and a third dielectric film from the end face side of the semiconductor,
The first dielectric film and the second dielectric film are made of the same element,
The third dielectric film has a different element from the first dielectric film and the second dielectric film,
The first dielectric film is a reaction preventing film between a semiconductor and a dielectric film,
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the second dielectric film is a stress relaxation film composed of a first dielectric film and a third dielectric film.
前記第1の誘電体膜及び第2の誘電体膜は、酸素を含有する請求項11に記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 11, wherein the first dielectric film and the second dielectric film contain oxygen. 前記第1の誘電体膜の酸素含有量は、前記第2の誘電体膜の酸素含有量よりも多い請求項12に記載の半導体レーザ素子。 13. The semiconductor laser device according to claim 12, wherein the oxygen content of the first dielectric film is higher than the oxygen content of the second dielectric film. 前記誘電体膜は、最外層が窒化物である請求項11に記載の半導体レーザ素子。 The semiconductor laser device according to claim 11, wherein the outermost layer of the dielectric film is a nitride. 請求項1乃至14のいずれか1項記載の半導体レーザ素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 An optical pickup device comprising the semiconductor laser element according to claim 1. 光学情報記録盤にレーザ光を集光照射し、その反射光を検出することにより、前記光学情報記録盤に記録された情報を再生する光学式情報再生装置であって、
請求項1乃至14のいずれか1項記載の半導体レーザ素子を光源として用いることを特徴とする光学式情報再生装置。

An optical information reproducing apparatus for reproducing information recorded on the optical information recording board by condensing and irradiating laser light on the optical information recording board and detecting reflected light thereof,
15. An optical information reproducing apparatus using the semiconductor laser element according to claim 1 as a light source.

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