[发明专利]氮化物半导体发光元件

说明书

技术领域

本公开涉及一种氮化物半导体发光元件，特别涉及在发光端面设有保护膜的氮化物半导体发光元件。

背景技术

在半导体发光装置中，半导体激光器装置被作为以光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)及蓝光光盘(Blu-ray Disc)(注册商标)等为代表的光盘介质的再生及记录用的光源广泛地使用。特别是，对于半导体激光器装置，要求高速度的信息记录动作，为了在短时间内记录大量的信息，半导体激光器装置的高输出化就必不可少。近年来，作为投影仪等的显示器用光源或激光退火等的加工用光源来说，也是作为廉价而稳定的固体光源要求高输出的半导体激光器装置。

但是，已知半导体激光器装置一般来说一旦光输出增大就会产生工作电流慢慢地增大的劣化现象、甚至产生被称作光学破坏的半导体激光器装置不能激发的现象。因此，为了实现半导体激光器装置的高输出化，正在积极地进行抑制或防止此种半导体激光器装置的劣化的研究及开发。特别是，由于伴随着光学破坏的顿死是在构成半导体激光元件的共振器的作为光射出面的前端面产生，因此采取了实现覆盖该共振器的端面的保护膜的牢固化及稳定化等对策。一般来说，半导体激光元件的共振器端面由保护膜覆盖，该保护膜起到控制共振器端面的反射率、防止异物的附着及防止氧化的作用。图13中，表示出以下举出的专利文献1中记载的以往的氮化物半导体激光元件的示意性剖面构成。如图13中所示，以往的氮化物半导体激光元件具有包含活性层(发光层)和夹持该活性层的n型半导体层及p型半导体层的激光结构体400。虽然未图示，然而在p型半导体层中形成p侧电极，在n型半导体层中形成n侧电极。

在激光结构体400的作为共振器的反射镜发挥作用的后端面，设有氧化硅(SiO₂)或氧化铝(Al₂O₃)等金属氧化物的多层膜、即保护膜406。在共振器的前端面，使用氮化铝(AlN)或氧氮化铝(AlON)作为第一保护膜407，在第一保护膜407的外侧，使用氧化铝(Al₂O₃)作为第二保护膜408。

这里，认为高输出化中的半导体激光元件的劣化原因之一是因为，因激光结构体400的发热和光吸收而产生的第一保护膜407等与半导体层的端面的固相反应、以及各保护膜中的残留氧或封装件中的氧随着激光器激发而在保护膜中扩散后将共振器端面氧化等共振器端面的界面反应。

另外，由于激光器激发时的发热，还会因各保护膜从激光结构体400剥落、或在激光结构体400中产生裂纹等而产生物理的破坏。图13中所示的以往的作为第一保护膜407的AlN、或氧的组成比为0.2以下的AlON是结晶性薄膜，因此牢固且导热性好，作为端面保护膜来说是非常优异的材料。特别是，AlN由于与氮化物半导体相同，是氮化物，因此还可以抑制与激光结构体400的固相反应。但是，已知在这些材料中在波长为400nm的附近存在有由缺陷等引起的光吸收带，因而可以认为，由于激光器激发时的光吸收，会引起发热及氧的扩散或氧化反应。

因此，以下举出的专利文献2中，为了抑制氧的扩散，记载有将添加了稀土类元素的AlN作为保护膜使用的构成。通过将稀土类元素添加到AlN或AlON中，稀土类元素就会与氧结合，从而可以抑制氧的扩散。通过使用此种添加了稀土类元素的AlN膜，与使用通常的AlN膜的情况相比可以防止共振器端面的氧化及膜剥落，端面的劣化及光学破坏得到抑制，从而可以实现长时间的激光器工作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-318088号公报

专利文献2：日本特开2008-147363号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献2中记载的添加了钇(Y)等稀土类元素的AlN膜或AlON膜利用稀土类元素的效果促进氧化，因此阻碍氧到达半导体的激光器激发端面。但是，AlN膜因氧化反应而形成铝氮氧化(AlON)膜，所形成的AlON膜因氧化反应而使氧的组成比增大。其结果是，由于膜应力的变化及体积的膨胀，在AlN膜或AlON膜与Al₂O₃膜之间产生膜剥落。此种端面保护膜的内部的劣化成为半导体激光元件顿死的新的原因。

本公开的目的在于，解决上述问题，获得如下的端面保护膜，即，即使在高输出工作时也可以抑制保护膜的内部的劣化，不会引起伴随着膜剥落的光学破坏。

用于解决问题的方法