JP2008078465A

JP2008078465A - 窒化物半導体発光素子

Info

Publication number: JP2008078465A
Application number: JP2006257248A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamikawa; 剛神川; Yoshinobu Kawaguchi; 佳伸川口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: JP4799339B2

Abstract

【課題】コート膜の物性の変化を抑制することにより信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に順次積層された、第１導電型窒化物半導体層と、発光層と、第２導電型窒化物半導体層と、を含む窒化物半導体積層発光構造体を含み、窒化物半導体積層発光構造体の光出射面上にコート膜が形成されており、コート膜は、ランタンとアルミニウムとの酸化物、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物、および、ジルコニウムとケイ素との酸化物からなる群から選択された少なくとも１種を含む、窒化物半導体発光素子である。
【選択図】図２

Description

本発明は、窒化物半導体発光素子に関し、特に、コート膜の物性の変化を抑制することにより信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子に関する。

半導体発光素子のなかでも半導体レーザ素子はＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）またはＢｌｕｅ−ＲａｙＤｉｓｋなどの光学記憶メディアの信号の読み取り用および書き込み用の光源に利用されている。

また、最近では、光学記憶メディアの信号の読み取り用および書き込み用の光源の他にも、蛍光体の励起光源として半導体レーザ素子を用い、照明として用いようとする研究開発も行われている。

このような半導体レーザ素子においては、一般的に、光出射側の共振器端面の劣化を原因とする信頼性不良が知られている。そこで、半導体レーザ素子の信頼性向上、または共振器端面の光反射率を調整する等の目的で、共振器端面にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）または酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの誘電体からなるコート膜が形成されている。これらのコート膜は、通常、ＥＢ（Electron Beam）蒸着、スパッタまたはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの方法で成膜される。

また、半導体レーザ素子の共振器端面の反射率は、半導体レーザ素子の基本特性（発振閾値：Ｉth、スロープ効率：ＳＥ、戻り光雑音等）と強い相関があり、誘電体膜の層厚、誘電体膜自体の屈折率により制御され、共振器端面から出射される光出力に影響を与える。
特開平６−１５２０７２号公報

我々は、信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子の実現を目指して研究を行なってきた。従来の窒化物半導体レーザ素子を８０℃の温度環境下で光出力が２１０ｍＷの条件でレーザ光をパルス発振（パルス幅５０ｎｓ、デューティ５０％）させてエージング試験を行なった。その結果、窒化物半導体レーザ素子の発振閾値が上昇して光出射側の共振器端面が劣化していくのに対して、図８に示すように、エージング時間の増大に伴ってスロープ効率が徐々に増大し、良化していくことがわかった。

スロープ効率がなぜ増大していくのかということを詳細に調べたところ、光出射側の共振器端面に形成された前面コート膜が結晶化して、屈折率が変化し、光出射側の反射率が低下していることが原因であることがわかった。

これは、従来の窒化物半導体レーザ素子の前面コート膜に用いられているアモルファスのアルミナがγ−Ａｌ₂Ｏ₃に結晶化し、その結晶化によって、前面コート膜の屈折率および体積が変化して、上記のような光出射側の反射率の低下等の変化が起こったものと考えられる。

これまで、ガリウム砒素系の半導体レーザ素子の前面コート膜としてアモルファスのアルミナを用いた場合には２００ｍＷ程度の高い光出力で動作をさせた場合でも、光出射側の共振器端面における光出射部を被覆するアモルファスのアルミナは結晶化することがなかった。

しかしながら、窒化物半導体レーザ素子の前面コート膜としてアモルファスのアルミナを用いた場合には６０ｍＷ程度の光出力で動作させた場合でも、出射されるレーザ光のエネルギが高いため、前面コート膜を構成するアモルファスのアルミナが臨界温度を超えて加熱され、結晶化してしまう。これは、光出射側の共振器端面部分の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によるディフラクションパターンの解析から確認された。

図９に、７０℃の温度環境下において１００ｍＷの光出力で１０００時間、ＣＷ（Continuous Wave）駆動させることによりエージング試験を行なった後の窒化物半導体レーザ素子の光出射側の共振器端面部分の拡大断面図を示す。図９に示すように、窒化物半導体積層発光構造体４０１の光出射側の共振器端面上にはアモルファスのアルミナからなる前面コート膜４０２が形成されている。

この前面コート膜４０２は、上記のエージング試験前にはその全体がアモルファスのアルミナで構成されていたが、上記のエージング試験後には光出射部を被覆する領域Ａの部分だけが結晶化していることがわかった。これは、窒化物半導体積層発光構造体４０１からレーザ光が出射されることにより、その光出射側の共振器端面の光出射部が高温となり、領域Ａが結晶化したものと考えられる。なお、前面コート膜４０２の領域Ａの以外の部分（たとえば、領域Ｂの部分）はアモルファスのままであった。

このように、前面コート膜の結晶化によって、前面コート膜の物性が変化し、光出射側の反射率の低下等の変化が起こった場合には、窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の特性にも影響が及ぶため、窒化物半導体レーザ素子の信頼性が低下する原因となる。

また、このような前面コート膜の結晶化による信頼性の低下の問題は、窒化物半導体レーザ素子だけでなく、窒化物半導体発光ダイオード素子などの窒化物半導体レーザ素子以外の窒化物半導体発光素子の光出射部にコート膜を形成した場合にも共通の問題であると考えられる。

そこで、本発明の目的は、コート膜の物性の変化を抑制することにより信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供することにある。

本発明は、基板と、基板上に順次積層された、第１導電型窒化物半導体層と、発光層と、第２導電型窒化物半導体層と、を含む窒化物半導体積層発光構造体を含み、窒化物半導体積層発光構造体の光出射面上にコート膜が形成されており、コート膜は、ランタンとアルミニウムとの酸化物、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物、および、ジルコニウムとケイ素との酸化物からなる群から選択された少なくとも１種を含む、窒化物半導体発光素子である。なお、第１導電型窒化物半導体層、発光層および第２導電型窒化物半導体層はそれぞれ、たとえば、アルミニウム、インジウムおよびガリウムからなる群から選択された少なくとも１種と窒素との化合物から構成することができる。また、本発明において、「光出射面」とは、光が出射する表面を意味する。

ここで、本発明の窒化物半導体発光素子において、コート膜は、光出射側の端面に接する第１コート膜と、第１コート膜上に形成された第２コート膜と、を含み、第１コート膜は酸化物、酸窒化物または窒化物を主成分とし、第２コート膜はランタンとアルミニウムとの酸化物、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物またはジルコニウムとケイ素との酸化物を主成分とすることもできる。

また、本発明の窒化物半導体発光素子において、第１コート膜がアモルファスである場合には、第１コート膜は５０ｎｍ以下の厚さに形成されていることが好ましい。

また、本発明の窒化物半導体発光素子において、コート膜は、光出射面における光出射部を少なくとも被覆していることが好ましい。なお、本発明において、「光出射部」とは、光出射面において光が出射する領域を意味する。

また、本発明の窒化物半導体発光素子は窒化物半導体レーザ素子であって、窒化物半導体レーザ素子の光出射側の共振器端面にコート膜が形成されていることが好ましい。

また、本発明の窒化物半導体発光素子は窒化物半導体発光ダイオード素子であって、窒化物半導体発光ダイオード素子の発光面にコート膜が形成されていることが好ましい。

本発明によれば、コート膜の物性の変化を抑制することにより信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表わすものとする。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態の窒化物半導体レーザ素子に用いられる窒化物半導体積層発光構造体の好ましい一例の模式的な断面図を示す。ここで、窒化物半導体積層発光構造体１００は、ｎ型ＧａＮからなる半導体基板１０１上に、ｎ型ＧａＮからなる厚さ０．２μｍのバッファ層１０２、ｎ型Ａｌ_0.06Ｇａ_0.94Ｎからなる厚さ２．３μｍのｎ型クラッド層１０３、ｎ型ＧａＮからなる厚さ０．０２μｍのｎ型ガイド層１０４、レーザ光を発光する発光層として機能する厚さ４ｎｍのＩｎＧａＮと厚さ８ｎｍのＧａＮからなる多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.7Ｎからなる厚さ２０ｎｍのｐ型電流ブロック層１０６、ｐ型Ａｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎからなる厚さ０．５μｍのｐ型クラッド層１０７およびｐ型ＧａＮからなる厚さ０．１μｍのｐ型コンタクト層１０８が半導体基板１０１側からこの順序でエピタキシャル成長により積層された構成を有している。なお、上記の各層の混晶比は適宜調節されるものであり、本発明の本質とは関係がない。また、窒化物半導体積層発光構造体１００から出射されるレーザ光の波長は多重量子井戸活性層１０５を構成する窒化物半導体の混晶比を調整することによって、たとえば３７０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲で適宜調節することができる。なお、本実施の形態においては、レーザ光の波長は４０５ｎｍとされた。

また、窒化物半導体積層発光構造体１００は、ｐ型クラッド層１０７およびｐ型コンタクト層１０８の一部が除去されて、ストライプ状のリッジストライプ部１１１が共振器長方向に延伸するように形成されている。ここで、リッジストライプ部１１１のストライプの幅は、たとえば１．２〜２．４μｍ程度であり、代表的には１．５μｍ程度である。

また、ｐ型コンタクト層１０８の表面にはＰｄ層とＭｏ層とＡｕ層の積層体からなるｐ電極１１０が設けられ、ｐ電極１１０の下部にはリッジストライプ部１１１の形成箇所を除いてＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層の積層体からなる絶縁膜１０９が設けられている。また、半導体基板１０１の上記の層の積層側と反対側の表面（裏面）にはＨｆ層とＡｌ層の積層体からなるｎ電極１１２が形成されている。

図２に、本発明の窒化物半導体レーザ素子の好ましい一例の共振器長方向の模式的な側面図を示す。ここで、本発明の窒化物半導体レーザ素子１０００は、図１に示す構成の窒化物半導体積層発光構造体１００と、窒化物半導体積層発光構造体１００の光出射面となる光出射側の共振器端面１１３上に形成された前面コート膜１１４と、光反射側の共振器端面１１５上に形成された後面コート膜１１６と、後面コート膜１１６上に形成された高反射膜１１７と、から構成されている。

ここで、前面コート膜１１４および後面コート膜１１６は、アモルファスのランタンアルミネートから構成されている。ランタンアルミネートは、Ｌａ_xＡｌ_yＯ_z（ただし、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０よりも大きい実数を示す）の組成式で表わされるランタンとアルミニウムとの酸化物である。なお、上記の組成式において、Ｌａはランタンを示し、Ａｌはアルミニウムを示し、Ｏは酸素を示す。また、上記の組成式において、ｘはランタンの組成比を示し、ｙはアルミニウムの組成比を示し、ｚは酸素の組成比を示す。また、前面コート膜１１４と後面コート膜１１６のランタンアルミネートの組成は同一であってもよく、異なっていてもよい。

また、高反射膜１１７は、厚さ７１ｎｍの酸化シリコン膜と厚さ４６ｎｍの酸化チタン膜とを１ペアとして４ペア積層（酸化シリコン膜から積層開始）した後に最表面に厚さ１４２ｎｍの酸化シリコン膜が積層されることによって構成されている。

本発明の窒化物半導体レーザ素子１０００は、窒化物半導体積層発光構造体１００の光出射側の共振器端面１１３上に形成された前面コート膜１１４がアモルファスのランタンアルミネートから構成されている点に特徴がある。

本発明者が鋭意検討した結果、アモルファスのアルミナは４００℃程度の温度でγ−Ａｌ₂Ｏ₃に結晶化するが、このアモルファスのアルミナにランタンを混ぜたアモルファスのランタンアルミネートを前面コート膜１１４に用いることによって、前面コート膜１１４の結晶化の温度を８００℃以上の温度にまで上昇することができることが見い出された。

このように前面コート膜１１４の材質にアモルファスのランタンアルミネートを用いた場合には、アモルファスのアルミナを用いた場合と比べて、前面コート膜１１４の結晶化の温度を上昇させることができる。これにより、レーザ光の照射による前面コート膜１１４の結晶化を抑えることができ、前面コート膜１１４の結晶化による前面コート膜１１４の物性（たとえば、屈折率または反射率等）の変化を抑制することができる。

したがって、前面コート膜１１４の材質にアモルファスのランタンアルミネートを用いた本発明の窒化物半導体レーザ素子１０００は、前面コート膜１１４の材質にアモルファスのアルミナを用いた従来の窒化物半導体レーザ素子と比べて、その信頼性が向上することになる。

図２に示す本発明の窒化物半導体レーザ素子１０００の製造方法の一例について以下に説明する。まず、図３の模式的断面図に示すように、半導体基板１０１上に、バッファ層１０２、ｎ型クラッド層１０３、ｎ型ガイド層１０４、多重量子井戸活性層１０５、ｐ型電流ブロック層１０６、ｐ型クラッド層１０７およびｐ型コンタクト層１０８をＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などによって順次エピタキシャル成長させる。

次に、図４の模式的断面図に示すように、ｐ型クラッド層１０７の一部およびｐ型コンタクト層１０８の一部をそれぞれエッチングにより除去してリッジストライプ部１１１を形成する。続いて、図５の模式的断面図に示すように、ｐ型クラッド層１０７の除去部分およびｐ型コンタクト層１０８の除去部分に絶縁膜１０９を積層する。

そして、図６の模式的断面図に示すように、ｐ型コンタクト層１０８の表面上および絶縁膜１０９の表面上にｐ電極１１０を形成するとともに、半導体基板１０１の裏面にｎ電極１１２を形成する。

その後、図６の断面を有するウエハを共振器長方向と直交する方向にバー状に劈開することによって、その劈開面を共振器端面とするレーザバーを作製する。そして、このレーザバーの光出射側の共振器端面上に図２に示す前面コート膜１１４を形成し、その後、光反射側の共振器端面上に図２に示す後面コート膜１１６および高反射膜１１７を順次形成する。

ここで、前面コート膜１１４は、たとえば、各種スパッタ法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法またはＥＢ（Electron Beam）蒸着法などにより形成することができる。

また、前面コート膜１１４を形成する前に成膜装置内においてレーザバーの光出射側の共振器端面をたとえば１００℃以上の温度で加熱することによって、その共振器端面に付着している酸化膜や不純物などを除去してクリーニングしてもよい。また、その共振器端面にたとえばアルゴンまたは窒素のプラズマを照射することで共振器端面のクリーニングを行なってもよい。また、その共振器端面を加熱しながらプラズマ照射することも可能である。また、上記のプラズマの照射に関しては、たとえば、アルゴンのプラズマを照射した後に続けて窒素のプラズマを照射することも可能であり、その逆の順番でプラズマを照射してもよい。アルゴンと窒素以外にも、たとえば、ヘリウム、ネオン、キセノンまたはクリプトンなどの希ガスを用いることもできる。

また、光反射側の共振器端面上の後面コート膜１１６および高反射膜１１７も前面コート膜１１４と同様に、たとえば、各種スパッタ法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法またはＥＢ蒸着法などにより形成することができる。また、これらの膜の形成前にも光反射側の共振器端面の加熱によるクリーニングおよび／またはプラズマ照射によるクリーニングを行なってもよい。なお、光出射部の劣化が問題となるのは光密度の大きい光出射側であり、光反射側は光出射側に比べて光密度が小さいため、劣化が問題とならない場合が多い。したがって、本発明は、少なくとも光出射側に適用されればよい。

以上のようにして、前面コート膜１１４、後面コート膜１１６および高反射膜１１７をそれぞれレーザバーに形成した後、そのレーザバーを複数のチップに分割することによって、図２に示す構成の本発明の窒化物半導体レーザ素子１０００を得ることができる。

このようにして得られた図２に示す構成の窒化物半導体レーザ素子１０００を８０℃の温度環境下で光出力が２１０ｍＷの条件でレーザ光をパルス発振（パルス幅５０ｎｓ、デューティ５０％）させてエージング試験を行なうと、前面コート膜１１４にアモルファスのアルミナを用いた従来の窒化物半導体レーザ素子と比べて、エージング時間の増大に伴うスロープ効率の増加率が抑制される。

また、上記においては、前面コート膜１１４がアモルファスのランタンアルミネートからなる場合について説明したが、前面コート膜１１４を構成する材質としてアモルファスのランタンアルミネートの代わりに、ランタンアルミネートに窒素が導入されたランタンとアルミニウムとの酸窒化物、またはジルコニウムとケイ素との酸化物を用いた場合にも、ランタンアルミネートを用いた場合と同様の効果を得ることができる。ここで、前面コート膜１１４に用いられるランタンとアルミニウムとの酸窒化物およびジルコニウムとケイ素との酸化物はそれぞれアモルファスであることは言うまでもない。

また、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物は、Ｌａ_sＡｌ_tＯ_uＮ_v（ただし、ｓ、ｔ、ｕおよびｖはそれぞれ０よりも大きい実数を示す）の組成式で表わされるランタンとアルミニウムとの酸窒化物である。なお、上記の組成式において、Ｌａはランタンを示し、Ａｌはアルミニウムを示し、Ｏは酸素を示し、Ｎは窒素を示す。また、上記の組成式において、ｓはランタンの組成比を示し、ｔはアルミニウムの組成比を示し、ｕは酸素の組成比を示し、ｖは窒素の組成比を示す。

また、ジルコニウムとケイ素との酸化物は、Ｚｒ_pＳｉ_qＯ_r（ただし、ｐ、ｑおよびｒはそれぞれ０よりも大きい実数を示す）の組成式で表わされるジルコニウムとケイ素との酸化物である。なお、上記の組成式において、Ｚｒはジルコニウムを示し、Ｓｉはケイ素を示し、Ｏは酸素を示す。また、上記の組成式において、ｐはジルコニウムの組成比を示し、ｑはケイ素の組成比を示し、ｒは酸素の組成比を示す。

また、上述したような前面コート膜１１４の結晶化に伴う前面コート膜１１４の屈折率の変化は、３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を出射する窒化物半導体レーザ素子についても確認されたことから、本発明は、少なくとも３８０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲の波長を有するレーザ光を出射する窒化物半導体レーザ素子に適用可能であると考えられる。

また、上記においては、前面コート膜１１４の表面上にさらに他の膜が形成されてもよいことは言うまでもない。

（実施の形態２）
図７に、本発明の窒化物半導体レーザ素子の好ましい他の一例の共振器長方向の模式的な側面図を示す。本発明の窒化物半導体レーザ素子２０００は、図１に示す構成の窒化物半導体積層発光構造体１００と、窒化物半導体積層発光構造体１００の光出射面となる光出射側の共振器端面１１３に接するようにして形成された前面第１コート膜１１４ａと、前面第１コート膜１１４ａ上に形成された前面第２コート膜１１４ｂと、光反射側の共振器端面１１５上に形成された後面コート膜１１６と、後面コート膜１１６上に形成された高反射膜１１７と、から構成されている。

本発明の窒化物半導体レーザ素子２０００において、前面第１コート膜１１４ａは、酸化物、酸窒化物または窒化物を主成分とし、前面第２コート膜１１４ｂは、アモルファスのランタンとアルミニウムとの酸化物（ランタンアルミネート）、アモルファスのランタンとアルミニウムとの酸窒化物またはアモルファスのジルコニウムとケイ素との酸化物を主成分とすることを特徴としている。

ここで、前面第１コート膜１１４ａに用いられる酸化物としては、たとえば、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウムおよび酸化ニオブからなる群から選択された少なくとも１種を用いることができる。

また、前面第１コート膜１１４ａに用いられる酸窒化物としては、たとえば、酸窒化アルミニウムおよび酸窒化シリコンからなる群から選択された少なくとも１種を用いることができる。

また、前面第１コート膜１１４ａに用いられる窒化物としては、たとえば、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化ガリウムおよび窒化アルミニウムガリウムからなる群から選択された少なくとも１種を用いることができる。

図７に示す構成の本発明の窒化物半導体レーザ素子２０００においては、光出射側の共振器端面１１３に接するようにして形成された上記の前面第１コート膜１１４ａによって、光出射側の反射率の制御が可能となり、さらにＣＯＤレベル（光出射部がＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）するときの光出力値）の向上等の効果を得ることができる。

なお、前面第１コート膜１１４ａは結晶化していてもよく、アモルファスであってもよいが、光出射側の反射率の制御等を目的としてアモルファスの前面第１コート膜１１４ａを形成する場合には、前面第１コート膜１１４ａの厚さＴ２を５０ｎｍ以下とすることが好ましい。この場合には、アモルファスの前面第１コート膜１１４ａの結晶化に伴う前面コート膜１１４の物性の変化を特に少なくすることができる傾向にある。

また、既に結晶化している前面第１コート膜１１４ａを用いた場合には、前面コート膜１１４の物性の変化をさらに抑えることができる傾向にある。

たとえば、前面第１コート膜１１４ａの材質に酸窒化物（酸窒化アルミニウム）または窒化物（窒化アルミニウム、窒化ガリウムまたは窒化アルミニウムガリウム）を用い、前面第１コート膜１１４ａの厚さＴ２を２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とし、前面第２コート膜１１４ｂの材質にアモルファスのランタンアルミネートを用い、前面第２コート膜１１４ｂの厚さＴ１を２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とした場合には、高いＣＯＤレベルを得ることができるとともに、結晶化に伴う前面コート膜１１４の物性の変化を特に少なくすることができる。

なお、実施の形態２におけるその他の説明は実施の形態１と同様である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

上述したように、アモルファスの前面コート膜の結晶化を抑制することは、窒化物半導体レーザ素子の信頼性の向上につながる。すなわち、上述したアモルファスの前面コート膜の結晶化による前面コート膜の物性の変化以外にも、前面コート膜の発熱により、窒化物半導体へのダメージおよび／または窒化物半導体と前面コート膜との界面に界面反応層が形成されるということも考えられるためである。

なお、前面コート膜の発熱は、アモルファスの前面コート膜が結晶化する際に、アモルファス状態のときに内包していたエネルギと結晶化した後の安定状態で内包しているエネルギとの差を熱として放出することにより生じるものである。

また、上記においては、主に窒化物半導体レーザ素子について議論したが、窒化物半導体発光ダイオード素子の光出射面となる発光面にコート膜を形成する場合にも同様の議論が成り立つと考えられる。したがって、窒化物半導体発光ダイオード素子の発光面にアモルファスのコート膜を形成する場合には、上記の窒化物半導体レーザ素子の場合と同様に、ランタンとアルミニウムとの酸化物（ランタンアルミネート）、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物、および、ジルコニウムとケイ素との酸化物からなる群から選択された少なくとも１種を含むコート膜を窒化物半導体発光ダイオード素子の発光面に形成することが好ましい。このようなコート膜は、たとえば照明用等の高出力の窒化物半導体発光ダイオード素子の光出射部を被覆する保護膜として好ましく適用することができる。

本実施の形態の窒化物半導体レーザ素子に用いられる窒化物半導体積層発光構造体の好ましい一例の模式的な断面図である。本発明の窒化物半導体レーザ素子の好ましい一例の共振器長方向の模式的な側面図である。図２に示す窒化物半導体レーザ素子を製造する方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。図２に示す窒化物半導体レーザ素子を製造する方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。図２に示す窒化物半導体レーザ素子を製造する方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。図２に示す窒化物半導体レーザ素子を製造する方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。本発明の窒化物半導体レーザ素子の好ましい他の一例の共振器長方向の模式的な側面図である。８０℃の温度環境下で光出力が２１０ｍＷの条件でレーザ光をパルス発振（パルス幅５０ｎｓ、デューティ５０％）してエージング試験を行なったときの従来の窒化物半導体レーザ素子のエージング時間とスロープ効率との関係を示す図である。７０℃の温度環境下において１００ｍＷの光出力で１０００時間、ＣＷ駆動させることによりエージング試験を行なった後の従来の窒化物半導体レーザ素子の光出射側の共振器端面部分の拡大断面図である。

符号の説明

１００，４０１窒化物半導体積層発光構造体、１０１半導体基板、１０２バッファ層、１０３ｎ型クラッド層、１０４ｎ型ガイド層、１０５多重量子井戸活性層、１０６ｐ型電流ブロック層、１０７ｐ型クラッド層、１０８ｐ型コンタクト層、１０９絶縁膜、１１０ｐ電極、１１１リッジストライプ部、１１２ｎ電極、１１３，１１５共振器端面、１１４，４０２前面コート膜、１１４ａ前面第１コート膜、１１４ｂ前面第２コート膜、１１６後面コート膜、１１７高反射膜、１０００，２０００窒化物半導体レーザ素子。

Claims

基板と、前記基板上に順次積層された、第１導電型窒化物半導体層と、発光層と、第２導電型窒化物半導体層と、を含む窒化物半導体積層発光構造体を含み、
前記窒化物半導体積層発光構造体の光出射面上にコート膜が形成されており、
前記コート膜は、ランタンとアルミニウムとの酸化物、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物、および、ジルコニウムとケイ素との酸化物からなる群から選択された少なくとも１種を含む、窒化物半導体発光素子。
前記コート膜は、前記端面に接する第１コート膜と、前記第１コート膜上に形成された第２コート膜と、を含み、前記第１コート膜は酸化物、酸窒化物または窒化物を主成分とし、前記第２コート膜はランタンとアルミニウムとの酸化物、ランタンとアルミニウムとの酸窒化物またはジルコニウムとケイ素との酸化物を主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第１コート膜はアモルファスであって、前記第１コート膜は５０ｎｍ以下の厚さに形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
前記コート膜は、前記光出射面における光出射部を少なくとも被覆していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
前記窒化物半導体発光素子は窒化物半導体レーザ素子であって、前記窒化物半導体レーザ素子の光出射側の共振器端面に前記コート膜が形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
前記窒化物半導体発光素子は窒化物半導体発光ダイオード素子であって、前記窒化物半導体発光ダイオード素子の発光面に前記コート膜が形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。