保護層が GaN であり，第 1 層および第 2 層は，それぞれ，
SiO2および TiO2，または窒化物レーザダイオードが発振 する光に対して透明であり，且つ屈折率が互いに異なる 2 種類の Al1-x-y-zGaxInyBzN（0 ≦ x，y，z ≦ 1，且つ，0 ≦ x ＋ y ＋ z ≦ 1）からなる，窒化物半導体レーザ装置であって，
窒化物半導体レーザダイオードが，
アンドープの In0.02Ga0.98N ／ In0.15Ga0.85N からなる多重量 子井戸活性層を有し，
多重量子井戸活性層の前面及び後面にGaN層が形成され，
後面に設けられた GaN 層の上に，SiO2層及び TiO2層が 交互に 5 対積層された反射層が形成された，窒化物半導体 レーザ装置。」
ザダイオードのレーザ端面に設けられた保護層とを有し，
保護層は，
窒化物レーザダイオードが発振する光に対して透明であ
る Al1-x-y-zGaxInyBzN（0 ≦ x，y，z ≦ 1，且つ，0 ≦ x ＋ y ＋
z ≦ 1）からなり，
窒化物半導体レーザダイオードは，
InuGa1-uN ／ InvGa1-vN（0 ≦ u，v ≦ 1）からなる多重量子 井戸活性層を有し，
保護層に接して，窒化物レーザダイオードが発振する光 を反射する反射層を更に有し，
反射層は，屈折率が互いに異なる第 1 および第 2 層が交 互に積層された積層構造を有し，
【0007】【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上 述の従来の窒化物半導体レーザ装置 600 および 700 は，寿 命，特に高出力時の寿命が短いという問題があった。本願 発明者は，上述の窒化物半導体レーザ装置の寿命が短い原 因が下記の点にあることを見い出した。
【0008】（1）レーザダイオード 60 および 70 は複数の結晶層 から構成されているのに対し，レーザダイオード 60 およ び 70 の端面に形成される保護層 69，80 および反射層 90 は SiO2あるいは TiO2で形成されているので，アモルファス 層であり，且つアモルファス層を構成する材料の結合手（例 えば Si-O）の長さがレーザダイオードを構成している結晶 層と格子定数と異なるので，これらの界面において格子不 整合が起こり，結晶層中（特に MQW 活性層中）に格子欠 陥が生じる。また，レーザ端面に保護層 69，80 および反 射層 90 をスパッタリング法や電子ビーム蒸着法で形成す ると，ターゲットから飛散した材料粒子が比較的高エネル ギーでレーザ端面に衝突するので，この粒子の衝突エネル ギーによってレーザ端面が損傷を受け，その結果，レーザ ダイオード 60 および 70 を構成する結晶層に格子欠陥が生 じるという現象も起こっていると考えられる。
【0009】（2）レーザダイオード 60 および 70 を構成する複数 の結晶層の熱膨張係数，保護層 69，80 および反射層 90 の 熱膨張係数が異なるために，保護層 69，80 および反射層 90 を形成後室温まで冷却する過程や，動作中（特に高出 力動作中）に，結晶層（特に MQW 活性層）に歪みが発生し，
結晶欠陥が発生または増加する。例えば，上述の MQW 活 性層 64 の熱膨張係数（3.15 × 10-6K-1）と保護層 69 の熱膨 張係数（1.6 × 10-7K-1）とは大きく異なる。
【0010】本発明は，上記課題に鑑みてなされたものであり，
従来のよりも寿命が長い高信頼性を有する窒化物半導体 レーザ装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体レー ザ装置は、窒化物半導体レーザダイオードと，前記窒化物 半導体レーザダイオードのレーザ端面に設けられた保護層 とを有し，前記保護層は、前記窒化物レーザダイオードが 発振する光に対して透明である Al1-x-y-zGaxInyBzN（0 ≦ x，y，
z ≦ 1，且つ，0 ≦ x ＋ y ＋ z ≦ 1）からなり，そのことによっ て上記目的が達成される。
【0024】本発明の窒化物半導体レーザ装置の窒化物半導体
【本件発明】 【引用発明】
甲第 1 号証の明細書の記載
事 例 ⑬
間には熱応力による歪みがほとんど生じない。
【0038】図 3 より，本実施形態 1 の窒化物半導体レーザ装置 100 は，10，000 時間でも動作電流の変化率が変化してお らず，劣化していないことがわかる。一方，従来の窒化物 半導体レーザ装置 600 は，動作時間が 500 時間を超えると 急激に動作電流の変化率が大きくなり劣化している。本実 施形態 1 の窒化物半導体レーザ装置 100 の寿命は，従来の 窒化物半導体レーザ装置 600 の寿命に比べて約 20 倍以上 となっていることがわかる。この結果から，GaN よりな る保護層 20a および 20b によりレーザ端面の劣化が抑えら れているとともに，保護層 20a および 20b を堆積するとき に，MQW 活性層 14 中に格子欠陥が生じることがほとんど ないために長寿命が得られたと考えられる。
【0039】なお，上記実施形態 1 では保護層 20a および 20b の 材料として GaN を用いたが，この保護層 20a および 20b の 材料としては，Al1-x-y-zGaxInyBzN（0 ≦ x，y，z ≦ 1，且つ，
0 ≦ x ＋ y ＋ z ≦ 1）を好適に使用することができ，これら の層がレーザの発振光に対して透明になるように x，y お よび z を選べばよい。保護層 20a および 20b の材料として，
Al，In，B を含有した窒化物半導体材料を用いることによっ て，良好な格子整合が得られる材料の組み合わせが広がる。
【0042】保護層 20a および 20b の組成および MQW 活性層 14 の組成は，上述したように，レーザの発振光に対して 透明であるように選択するとともに，保護層 20a および 20b の格子定数と MQW 活性層 14 の格子定数との差が，
MQW 活性層 14 の格子定数の約 3％以下となるように，選 択することが好ましい。上記格子定数の差が約 3％を超え ると，保護層 20a および 20b と MQW 活性層 14 との界面に 格子不整合が生じ，MQW 活性層 14 中に格子欠陥が生じ，
窒化物半導体レーザ装置の寿命が低下することがある。な お，保護層 20a および 20b の厚さが十分に厚い場合には，
保護層 20a および 20b が応力を吸収できるので，約 3％を 超える格子不整合があっても，寿命が低下しない場合が ある。
【0043】また，保護層 20a および 20bの熱膨張係数とMQW 活性層 14 の熱膨張係数との差が MQW 活性層 14 の熱膨張 係数の約20％以下となるように，選択することが好ましい。
【0045】上記の実施形態では，レーザダイオード 10 の両側 に保護層 20a および 20b を設けたが，片側だけに設けても よい。また，保護層 20a および 20b の厚さは，λ／ 2n の整 数倍に限られず，λ／ 4n の奇数倍として保護層 20a およ び 20b で反射するようにして反射層をかねてもよい。
レーザダイオードのレーザ端面に設けられた保護層は，窒 化物レーザダイオードが発振する光に対して透明である
Al1-x-y-zGaxInyBzN からなっているので，窒化物半導体レー
ザダイオードと十分な格子整合をとることが可能である。
従って，窒化物半導体レーザダイオード，特に活性層内の 欠陥発生を抑制することが可能で，窒化物半導体レーザ装 置の長寿命化できる。さらに，保護層と窒化物半導体レー ザダイオードとの熱膨張係数の整合をとることができるの で，熱応力による欠陥発生を抑制することができる。さら に，MO-CVD 法や MBE 法を用いて保護層を窒化物半導体 レーザダイオード端面に堆積すると，保護層の堆積工程に おいてレーザダイオード端面が損傷を受けることを抑制す ることができる。保護層上に反射層を設けることによって，
反射率を高めることができる。
【0025】【発明の実施の形態】（実施形態 1）図 1 は，本発明 の実施形態にかかる青色の窒化物半導体レーザ装置 100 の 斜視図である。
【0026】窒化物半導体レーザ装置 100 は，窒化物半導体レー ザダイオード 10 と，両側のレーザ端面に形成された GaN からなる保護層 20a および 20b を有している。GaN からな る保護層 20a および 20b は，窒化物半導体レーザダイオー ド 10 の発振する光に対して透明である。すなわち，保護 層 20a および 20b を形成する GaN は，窒化物半導体レーザ ダイオード 10 が発振する光の光エネルギーよりも大きな バンドギャップを有している。保護層 20a および 20b を形 成する半導体材料は，GaN に限られず，窒化物半導体レー ザダイオード 10 の発振する光に対して透明であればよい。
【0027】窒化物半導体レーザダイオード 10 は以下の構造を 有している。n 型 GaN からなる基板 12 の下には，Ti ／ Al 積層体からなる n 型電極 11 が設けられている。基板 12 の 上には，Si ドープの n 型 Ga0.9Al0.1N からなるクラッド層 13，アンドープの In0.02Ga0.98N ／ In0.15Ga0.85N の積層体から なる MQW 活性層 14，Mg ドープの p 型 Ga0.9Al0.1N からな るクラッド層 15，Mg ドープの p 型 GaN からなる電極形成 層 16 および Ni ／ Au 積層体からなる p 型電極 17 が順次設 けられている。さらに，窒化物半導体レーザダイオード 10 の両側の端面には GaN からなる保護層 20a および 20b が設けられている。
【0033】また，保護層 20a および 20 を形成する GaN の熱膨 張係数は 3.17 × 10-6K-1あり，MQW 活性層 14 の熱膨張係 数（3.15 × 10-6K-1）と非常に近いので，室温に冷却したと きや動作中に MQW 活性層 14 と保護層 20a および 20b との
請求人は，甲第 1 号証に，保護層の材料として「AlN」
が開示されている旨主張しているが，以下のとおり採用す ることはできない。
ア 甲第 1 号証の記載に照らせば，甲第 1 号証には，従来の
窒化物半導体レーザ装置は，レーザ端面に設けた保護層と 半導体レーザダイオードとの間における格子不整合や熱膨 張係数が異なること等に起因して，特に高出力時の寿命が 短いという問題があったが，保護層の材料を半導体レーザ