(57)【要約】      （修正有）【課題】動作電圧を改善して、信頼性の高い半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】窒化物半導体レーザ素子１０は、少なくとも、第２導電型半導体層１４に設けられたリッジ部１５と、前記リッジ部１５の上面と前記リッジ部１５の両側面の一部とを覆う導電性酸化物層１６と、前記導電性酸化物層１６の一部を覆う誘電体層１７と、前記導電性酸化物層１６と前記誘電体層１７とを覆う第１金属層１８とを備え、前記導電性酸化物層１６における前記リッジ部１５の上面に積層された部分は前記誘電体層１７から露出されるとともに前記第１金属層１８に覆われている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層の上に設けられた発光層と、
前記発光層の上に設けられた第２導電型半導体層と、
前記第２導電型半導体層に設けられたストライプ状のリッジ部と、
前記リッジ部の上面と前記リッジ部の両側面の一部とを覆うように設けられた導電性酸化物層と、
前記導電性酸化物層の一部を覆うように設けられた誘電体層と、
前記導電性酸化物層と前記誘電体層とを覆うように設けられた第１金属層とを備え、
前記導電性酸化物層における前記リッジ部の上面に積層された部分は前記誘電体層から露出された露出部を有し、前記露出部は前記第１金属層に覆われていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の側面の半分以上を覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と前記リッジ部の両側面のすべてを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の両側面と、前記リッジ部の下端両脇の少なくとも一方に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部とを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の両側面と、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部とを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
請求項５に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の幅が１．５μｍ以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
請求項５に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、
屈折率が前記誘電体層の屈折率よりも大きく、
前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の幅が、前記リッジ部の上面の幅の１／５以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
請求項５に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記導電性酸化物層は、
前記リッジ部の上面に設けられた部分の層厚Ｔ１と、
前記リッジ部の側面に設けられた部分の層厚Ｔ２と、
前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の層厚Ｔ３とについて、
Ｔ１＞Ｔ２、または、Ｔ１＞Ｔ３
の関係式を満たすことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
請求項１または５に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記第２導電型半導体層と前記導電性酸化物層との間に、第２金属層が接して設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記第２金属層は、パラジウム、ニッケルまたはチタンを含む層であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
請求項９に記載の窒化物半導体レーザ素子において、
前記第２金属層は、層厚が１ｎｍ以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つの請求項に記載の窒化物半導体レーザ素子と、前記窒化物半導体レーザ素子を封止したパッケージとを有する半導体レーザ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体レーザ装置において、
前記窒化物半導体レーザ素子の印加電圧が−１５Ｖであるとき、１０μＡ以上のリーク電流が発生することを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の半導体レーザ装置において、
前記パッケージ内に保護素子を実装していないことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材料として導電性酸化物を有する窒化物半導体レーザ素子、およびそのような窒化物半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性酸化物は金などの金属性電極と比較して可視光に対する光吸収が小さく、窒化物半導体に対して屈折率が小さい。そのため、導電性電極とレーザ光のクラッドとの機能を併せ持つ層として、リッジ形状を有する窒化物半導体レーザ素子に導電性酸化物を用いることが提案されている。
【０００３】
この種の半導体レーザ素子として、例えば特許文献１には、半導体層の積層体上にストライプ状の開口を有するブロック層を配置し、前記ブロック層上に導電性酸化物層を形成して、リッジ形状の突出部を備えたクラッド層電極を配置することが開示されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、ｐ型窒化物半導体層の上面にリッジを形成し、リッジの上面に導電性酸化物層を、リッジの全側面に誘電体層をそれぞれ形成した半導体レーザ素子について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４１４９１号公報
【特許文献２】特許第５７４２３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の構成では、図１１に例示する半導体レーザ素子９０のように、ｐ型窒化物半導体層９１がリッジ形状（凸状）に加工されている。ｐ型窒化物半導体層９１は、上面に導電性透明電極９２が形成され、上面から側面にかけて誘電体膜９３が形成されている。さらに、導電性透明電極９２と誘電体膜９３とを覆うように金属層９４が設けられている。しかしながら、このような半導体レーザ素子９０では動作電圧の上昇が認められ、さらに前記動作電圧の影響と思われる素子不良が多発するという課題があった。
【０００７】
本発明の目的とするところは、電極材料として導電性酸化物を有するとともに、動作電圧などの電気特性を改善し得る、信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子およびその窒化物半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の一実施形態は、基板と、前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層の上に設けられた発光層と、前記発光層の上に設けられた第２導電型半導体層と、前記第２導電型半導体層に設けられたストライプ状のリッジ部と、前記リッジ部の上面と前記リッジ部の両側面の一部とを覆うように設けられた導電性酸化物層と、前記導電性酸化物層の一部を覆うように設けられた誘電体層と、前記導電性酸化物層と前記誘電体層とを覆うように設けられた第１金属層とを備え、前記導電性酸化物層における前記リッジ部の上面に積層された部分は前記誘電体層から露出された露出部を有し、前記露出部は前記第１金属層に覆われていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【０００９】
（２）また、本発明のある実施形態は、前記（１）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の側面の半分以上を覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１０】
（３）また、本発明のある実施形態は、前記（１）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と前記リッジ部の両側面のすべてを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１１】
（４）また、本発明のある実施形態は、前記（１）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の両側面と、前記リッジ部の下端両脇の少なくとも一方に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部とを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１２】
（５）また、本発明のある実施形態は、前記（１）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の両側面と、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部とを覆うように設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１３】
（６）また、本発明のある実施形態は、前記（５）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の幅が１．５μｍ以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１４】
（７）また、本発明のある実施形態は、前記（５）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、屈折率が前記誘電体層の屈折率よりも大きく、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の幅が、前記リッジ部の上面の幅の１／５以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１５】
（８）また、本発明のある実施形態は、前記（５）の構成に加え、前記導電性酸化物層は、前記リッジ部の上面に設けられた部分の層厚Ｔ１と、前記リッジ部の側面に設けられた部分の層厚Ｔ２と、前記リッジ部の下端両脇に位置する前記第２導電型半導体層の上面の一部を覆うように設けられた部分の層厚Ｔ３とについて、
Ｔ１＞Ｔ２、または、Ｔ１＞Ｔ３
の関係式を満たすことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１６】
（９）また、本発明のある実施形態は、前記（１）または（５）の構成に加え、前記第２導電型半導体層と前記導電性酸化物層との間に、第２金属層が接して設けられたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１７】
（１０）また、本発明のある実施形態は、前記（９）の構成に加え、前記第２金属層は、パラジウム、ニッケルまたはチタンを含む層であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１８】
（１１）また、本発明のある実施形態は、前記（９）の構成に加え、前記第２金属層は、層厚が１ｎｍ以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【００１９】
（１２）また、本発明のある実施形態は、前記窒化物半導体レーザ素子と、前記窒化物半導体レーザ素子を封止したパッケージとを有する半導体レーザ装置。
【００２０】
（１３）また、本発明のある実施形態は、前記（１２）の構成に加え、前記窒化物半導体レーザ素子の印加電圧が−１５Ｖであるとき、１０μＡ以上のリーク電流が発生することを特徴とする半導体レーザ装置。
【００２１】
（１４）また、本発明のある実施形態は、前記（１２）または（１３）の構成に加え、前記パッケージ内に保護素子を実装しないことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、導電性酸化物層を備えた構成であっても、動作電圧を改善することができ、信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子および半導体レーザ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１に係る窒化物半導体レーザ素子を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る窒化物半導体レーザ素子の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る窒化物半導体レーザ素子を示す概略断面図である。
【図４】図３の窒化物半導体レーザ素子を説明する概略断面図である。
【図５】図３の窒化物半導体レーザ素子をさらに説明する概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る窒化物半導体レーザ素子を示す概略断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子を示す概略断面図である。
【図８】前記窒化物半導体レーザ素子の電気特性を示す説明図である。
【図９】前記窒化物半導体レーザ素子におけるリーク電流と、そのリーク電流における耐電圧との評価結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例に係る窒化物半導体レーザ素子におけるウエハの概略断面図である。
【図１１】従来例の半導体レーザ素子を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子および半導体レーザ装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す図面では、図面の明瞭化と簡略化のため、断面を示すためのハッチングは省略されており、長さ、幅、および厚さなどについては実際の寸法関係を表したものではない。特に厚さについては、相対的に適宜に拡大して示されている。また、各図において示される同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わしている。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る窒化物半導体レーザ素子１０を示す概略断面図である。図示するように、窒化物半導体レーザ素子１０は、基板１１と、基板１１上に形成された第１導電型半導体層１２と、第１導電型半導体層１２上に設けられた発光層１３と、発光層１３上に設けられた第２導電型半導体層１４と、第２導電型半導体層１４に設けられたリッジ形状のリッジ部１５と、リッジ部１５の一部を覆う導電性酸化物層１６と、導電性酸化物層１６の一部を覆う誘電体層１７と、導電性酸化物層１６と誘電体層１７とを覆う第１金属層１８とを備えている。基板１１の裏面には第１電極１９が備えられている。
【００２６】
＜基板＞
基板１１は、ＧａＮ基板またはＡｌＧａＮ基板の窒化物半導体基板であることが好ましい。基板１１としてＡｌＧａＮ基板を用いればクラッドとして機能するので、ＧａＮ基板を用いた場合に発生する基板への光の漏れを抑制することができる。ＡｌＧａＮ基板を用いる場合、ＡｌＧａＮ基板におけるＡｌ組成比は７％以下であることが好ましい。基板１１の主面となる面方位は、極性面の（０００１）面、無極性面の（１−１００）面、または半極性面の（１１−２２）面等を用いることができる。
【００２７】
＜第１導電型半導体層＞
第１導電型半導体層１２としては、第１導電型の不純物として主にＳｉをドープしたＡｌＧａＮ層、ＳｉをドープしたＧａＮ層、ＳｉをドープしたＡｌＩｎＧａＮ層、またはＳｉをドープしたＩｎＧａＮ層を用いることができる。窒化物半導体にドープされたＳｉは、窒化物半導体のｎ型として機能する。第１導電型半導体層１２は、単層からなる構成であっても、また、前記の複数の層からなる構成であってもよい。
【００２８】
＜発光層＞
発光層１３は、２以上の井戸層と１以上の障壁層とで構成される。より具体的には、発光層１３は、井戸層／障壁層／井戸層であってもよいし、井戸層／障壁層／井戸層／障壁層／井戸層であってもよいが、いずれの場合も発光層１３における外側の層としては井戸層が形成される。
【００２９】
発光層１３において、井戸層としてはＩｎＧａＮ層を用いることができ、障壁層としてはＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層またはＡｌＧａＮ層を用いることができる。障壁層としてＩｎＧａＮ層を用いる場合は、井戸層のＩｎＧａＮ層よりもＩｎの組成比が小さくなるように形成することが好ましい。障壁層としてＡｌＧａＮ層を用いる場合は、Ａｌ組成比を２％以上８％以下にすることが好ましい。
【００３０】
井戸層の層厚は２．５ｎｍ以上７．２ｎｍ以下であればよく、好ましくは３ｎｍ以上４．５ｎｍ以下とされることである。４５０ｎｍ以上の発振波長を有する井戸層を作製する場合は、高Ｉｎ組成比の井戸層を作製する必要があり、高Ｉｎ組成比の井戸層の層厚が５ｎｍを超えると、格子歪みによって結晶欠陥が発生することがある。井戸層の層厚が２．５ｎｍ未満であれば、利得が小さくなって閾値電流密度が増大するという不具合を招くことがある。障壁層の層厚は２．８ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
４５０ｎｍ以上の発振波長を有する井戸層を４層以上作製すると、格子歪みによって結晶欠陥が著しく発生し、レーザ特性が悪化することがある。そのため、発光層１３の井戸層の層数は２以上３以下であることが好ましい。
【００３２】
＜第２導電型半導体層＞
第２導電型半導体層１４としては、不純物としてＭｇをドープしたＡｌＧａＮ層、ＭｇをドープしたＧａＮ層、ＭｇをドープしたＡｌＩｎＧａＮ層、またはＭｇをドープしたＩｎＧａＮ層を用いることができる。窒化物半導体にドープされたＭｇは、窒化物半導体のｐ型として機能する。第２導電型半導体層１４は、単層からなる構成であっても、前記の複数の層からなる構成であってもよい。
【００３３】
例えば、第２導電型半導体層１４が３層からなる場合、発光層１３の上に、第１のｐ型半導体層、第２のｐ型半導体層、および第３のｐ型半導体層の順で第２導電型半導体層１４を形成することができる。
【００３４】
第１のｐ型半導体層は、Ｍｇを含有したＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．３５）層によって形成することができ、その層厚は１５ｎｍ以下であって、電子キャリアのブロック層として機能する。
【００３５】
第２のｐ型半導体層は、Ｍｇを含有したＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．０５５）層によって形成することができ、クラッド層として機能する。第２のｐ型半導体層の層厚は特に限定されないが３５０ｎｍ以下であることが望ましい。第２のｐ型半導体層の層厚が薄くなると動作電圧を下げることができるので、より好ましくは２８０ｎｍ以下の層厚とされることである。
【００３６】
第３のｐ型半導体層は、Ｍｇを含有したＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ＜０．０１５、０≦ｙ＜０．１）層によって形成することができ、導電性酸化物層１６と接するコンタクト層として機能する。第３のｐ型半導体層の層厚は特に限定されないが、２０ｎｍ以下であることが望ましい。第３のｐ型半導体層は層厚が薄くなると動作電圧を下げることができるので、より好ましくは１０ｎｍ以下の層厚とされることである。
【００３７】
第２導電型半導体層１４の一部にはリッジ形状に加工されたリッジ部１５が設けられている。リッジ部１５は、窒化物半導体レーザ素子１０の端面に直交する方向（図１に示すＹ方向）に延びるストライプ状（細長状）に形成されている。
【００３８】
＜導電性酸化物層＞
リッジ部１５上には、導電性酸化物層１６が形成されている。図１に示す形態では、導電性酸化物層１６はストライプ状に形成され、リッジ部１５の上面（頂面）の全面と、リッジ部１５におけるＸ方向に対向する面を部分的に覆うように形成されている。
【００３９】
なお、以下の説明では、リッジ部１５に関して、頂部に位置する面をリッジ部１５の上面１５１といい、図１のＸ方向を左右方向としたときのリッジ部１５の左右両側の面（Ｘ方向に対向する傾斜面）をリッジ部１５の側面１５２といい、リッジ部１５の下端両脇（リッジ部１５の左右両側）に位置する第２導電型半導体層１４の上面をリッジ部１５の底面１５３ということとする。
【００４０】
リッジ部１５の両側面１５２は、導電性酸化物層１６により、上面１５１から半分以上の範囲が覆われていることが好ましい。例えば、第２導電型半導体層１４が、第１のｐ型半導体層、第２のｐ型半導体層、および第３のｐ型半導体層の３層からなる場合、リッジ部１５の上面に形成される導電性酸化物層１６は、第３のｐ型半導体層に接して設けられる。リッジ部１５の両側の側面に形成される導電性酸化物層１６は、第３のｐ型半導体層のリッジ部１５の側面１５２と第２のｐ型半導体層のリッジ部１５の側面１５２に接して設けられることが好ましい。
【００４１】
これにより、リッジ部１５の側面１５２が導電性酸化物層１６で覆われる被覆率を高めることができる。導電性酸化物層１６によるリッジ部１５の被覆率を高めることで、誘電体層１７から発生する水素が第２導電型半導体層１４に浸透することを効果的に防止することができる。
【００４２】
なお、第２導電型半導体層１４は、さらに、第２のｐ型半導体層と第３のｐ型半導体層との間に複数の層を備えた構成であってもよい。また、導電性酸化物層１６がリッジ部１５の両脇の底面１５３まで形成される場合（後述する実施形態２参照）には、導電性酸化物層１６はリッジ部１５形成時に露出した第２のｐ型半導体層に接して設けられることが好ましい。
【００４３】
導電性酸化物層１６としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムオキサイド（ＧａＯ３）などを用いることができる。導電性酸化物層１６は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の層厚で形成されることが好ましい。
【００４４】
＜誘電体層＞
導電性酸化物層１６の一部は、電流狭窄を行うための誘電体層１７に覆われている。誘電体層１７は、リッジ部１５の底面領域である第２導電型半導体層１４上面と、リッジ部１５の側面１５２との絶縁性を確保するとともに、第２導電型半導体層１４に対する屈折率差を確保する。
【００４５】
図１に示す形態では、誘電体層１７は、第２導電型半導体層１４の上に形成され、さらにリッジ部１５の左右の両側面１５２と、リッジ部１５の上面１５１の一部を覆うように形成されている。
【００４６】
これにより、リッジ部１５の両側面１５２は、導電性酸化物層１６と誘電体層１７により覆われている。リッジ部１５のＸ方向の両脇にも誘電体層１７が設けられている。導電性酸化物層１６におけるリッジ部１５の上面１５１を覆う部分（リッジ部１５の上面１５１に位置する部分）には、誘電体層１７に覆われた部分と、誘電体層１７から露出された露出部１５４とを有している。
【００４７】
リッジ部１５の上面１５１は、Ｘ方向の両端部が誘電体層１７に覆われ、中央部の露出部１５４は誘電体層１７から露出している。露出部１５４は、リッジ部１５の上面１５１のＸ方向の幅よりも狭い幅により形成され、Ｙ方向に延びるように設けられている。
【００４８】
誘電体層１７には、酸化シリコン、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などを用いることができる。誘電体層１７は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の層厚で形成されることが好ましい。
【００４９】
＜第１金属層＞
導電性酸化物層１６の露出部１５４は第１金属層１８に覆われている。さらに、第１金属層１８は、誘電体層１７から露出した導電性酸化物層１６の露出部１５４と、誘電体層１７とを覆うように形成されている。
【００５０】
第１金属層１８としては、チタン、ニッケル、金、パラジウム、白金、モリブデン、アルミニウムなどを用いることができる。第１金属層１８は単層であるに限られず、複数の金属層からなる構成であってもよい。
【００５１】
本発明者らによる検討の結果、前記した半導体レーザ素子の動作電圧の上昇は、導電性酸化物を具備したリッジストライプ型の電流狭窄構造を有する窒化物半導体レーザ素子であって、かつ、電流阻止を目的とした誘電体層が第２導電型半導体層のリッジ部側面のすべての面に接して設けられる場合に特に起こり、半導体レーザ素子の性能を十分に発揮することができなくなるということがわかった。
【００５２】
これは、第２導電型半導体層、導電性酸化物層および第１金属層との各層間のコンタクト抵抗を下げるために実施する誘電体膜形成後の熱処理によって、誘電体層に吸着していた水素または水分が、脱離または分解された水素となって第２導電型半導体層内部に浸透し、第２導電型窒化物半導体層に含まれるＭｇと結合し、Ｍｇを不活化させるためであると考えられた。
【００５３】
一般に、第２導電型半導体層のドーパントとしてＭｇが用いられるが、Ｍｇに水素原子が結合すると、ｐ型化が阻害されて動作電圧が上昇することが知られている。
【００５４】
本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子１０について説明すると、実質的に電流が注入される領域（電流狭窄される領域）は、第２導電型半導体層１４のリッジ部１５である。そのため、誘電体層１７から発生した水素が、第２導電型半導体層１４のリッジ部１５に浸透することを防止することで、電流注入不良に伴う電圧上昇を抑制することが可能となるものである。
【００５５】
本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子１０では、水素原子に対して不透膜である導電性酸化物層１６が、少なくとも第２導電型半導体層１４のリッジ部１５の上面１５１と側面１５２の一部とを覆うように形成されている。これにより、誘電体層１７から発生した水素は、第２導電型半導体層１４のリッジ部１５の上面１５１付近まで浸透することが防がれる。したがって、窒化物半導体レーザ素子１０における動作電圧の悪化を招くことが防がれ、電気特性を改善することができる。
【００５６】
また、前記のとおり、導電性酸化物層１６は、リッジ部１５の側面１５２の半分以上を覆うように設けられることが好ましい。これにより、リッジ部１５の側面１５２を覆う導電性酸化物層１６の被覆率が上がり、誘電体層１７から発生した水素が第２導電型半導体層１４に浸透するのを抑制することができる。
【００５７】
図２は、本発明の実施形態１に係る窒化物半導体レーザ素子１０の他の例を示す概略断面図である。図示するように、窒化物半導体レーザ素子１０において、導電性酸化物層１６は、リッジ部１５の上面１５１と、さらに、リッジ部１５の両方の側面１５２のすべてを覆うように形成されてもよい。
【００５８】
これにより、リッジ部１５の側面１５２を、導電性酸化物層１６によって完全に覆うことができるので、誘電体層１７から発生した水素が第２導電型半導体層１４へと浸透することをより一層抑制することが可能となる。
【００５９】
（実施形態２）
図３〜図５は、本発明の実施形態２に係る窒化物半導体レーザ素子２０を示す概略断面図である。実施形態２に係る窒化物半導体レーザ素子２０は、導電性酸化物層１６の形態に特徴を有するものであり、その他の基本的構成は実施形態１に示した窒化物半導体レーザ素子１０と共通する。そのため、実施形態１と相違する導電性酸化物層１６について詳述し、他の構成については実施形態１の共通の参照符号により示して説明を省略する。
【００６０】
図３に示すように、窒化物半導体レーザ素子２０は、導電性酸化物層１６が、リッジ部１５の上面１５１と、リッジ部１５の両側面１５２と、リッジ部１５の底面１５３（第２導電型半導体層１４の上面）の一部を覆うように設けられている。導電性酸化物層１６は、リッジ部１５の上面１５１から底面１５３までの範囲に連続して設けられている。
【００６１】
一般に、リッジ型半導体レーザ素子はリッジ部上面から電流が注入されるとともに、凸型リッジ形状の直下の活性層に光が集中するように設計される。このことによって、電流と光が効率よく結合することができ、レーザの特性が向上するからである。そのため、光が集中する領域以外に流れ出る電流は損失となり、電力効率が下がるとされている。
【００６２】
これに対して、図３に示す本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子２０は、リッジ部１５の側面１５２や、リッジ部１５の底面１５３にも導電性酸化物層１６が形成されるが、一般に導電性酸化物層１６を流れる電流は垂直方向（図中縦方向であって基板１１の主表面に垂直な各層の積層方向）の方が水平方向（横方向）よりも流れやすいので、光が集中する領域以外（リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６）に電流が漏れ出る割合は小さい。逆に、リッジ部１５の側面１５２が導電性酸化物層１６により完全に覆われていることで、誘電体層１７から発生した水素が第２導電型半導体層１４に浸透することを殆ど防止することができる。したがって、窒化物半導体レーザ素子２０における動作電圧の悪化を招くことが防がれ、電気特性をより一層改善することができる。
【００６３】
例えば、図３に示すように、導電性酸化物層１６はリッジ部１５の両脇の底面１５３の一部を覆うように設けられ、その導電性酸化物層１６の幅Ｗ１は、１．５μｍ以下とされることが好ましい。これにより、リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６に対する漏れ電流の影響を小さくすることができ、電力効率の低下を防止することが可能となる。
【００６４】
導電性酸化物層１６は、その屈折率が、誘電体層１７の屈折率よりも大きい。図４に示すように、リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６の幅Ｗ１は、リッジ部１５の上面１５１の幅（ストライプ幅）Ｗ２の１／５以下とされることが好ましい。
【００６５】
ここで、ＩＴＯなどの導電性酸化物層１６、およびＳｉＯ２などの誘電体層１７は、第２導電型半導体層１４よりも屈折率が低い。そのため、これらの導電性酸化物層１６、誘電体層１７、および第２導電型半導体層１４の屈折率について、
第２導電型半導体層１４＞導電性酸化物層１６＞誘電体層１７
の関係性が成立する。
【００６６】
また、リッジ部１５の両脇の底面１５３に形成された導電性酸化物層１６と、誘電体層１７の下部にある発光層１３との間の距離ｄ１は、リッジ部１５の上面１５１に形成された導電性酸化物層１６と、誘電体層１７の下部にある発光層１３との間の距離ｄ２よりも短い。
【００６７】
窒化物半導体レーザ素子２０は、前記ように構成されていることで、発光層１３内部の屈折率が、リッジ部１５に対して垂直方向に向かって小さくなる。すなわち、図４に示すように、窒化物半導体レーザ素子２０における発光層１３について、リッジ部１５直下の発光層領域をＮ１、リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６直下の発光層領域をＮ２、リッジ部１５の両脇の底面１５３に形成された誘電体層１７直下の発光層領域をＮ３とする。この場合に、各発光層領域Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の屈折率について、
発光層領域Ｎ１＞発光層領域Ｎ２＞発光層領域Ｎ３
の関係性が成立する。
【００６８】
したがって、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子２０では、発光層１３内部を伝播するレーザ光は屈折率の高い領域に集光するので、発光層領域Ｎ１と、２つの発光層領域Ｎ２とが寄与するものとなり、発光層１３内部を伝播するレーザ光の幅を広げることが可能となる。これは、リッジ部の底面に導電性酸化物層を有しない従来のリッジ型半導体レーザ素子よりも格段に向上するものである。
【００６９】
また、従来のリッジ型半導体レーザの場合、発光層内を伝播するレーザ光の幅を広げるために、あるいは光学損傷（Catastrophic Optical Damage：ＣＯＤ）を防止するために、リッジ部の上面の幅（Ｗ２）を広げる必要があるが、そうすると動作電流が増えてしまい、消費電力が上がってしまうという問題があった。
【００７０】
これに対して、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子２０によれば、リッジ部１５の上面の幅Ｗ２を変更することなく、発光層１３から出射するレーザ光の幅を導電性酸化物層１６の幅Ｗ１により変更することができる。導電性酸化物層１６の幅Ｗ１は、リッジ部１５の上面の幅Ｗ２の１／５以下であることが好ましく、それ以上に幅を広げると閾値電流値が上がってしまうため好ましくない。
【００７１】
図５に示すように、窒化物半導体レーザ素子２０における導電性酸化物層１６について、リッジ部１５の上面１５１に形成された導電性酸化物層１６の層厚をＴ１、リッジ部１５の側面１５２に形成された導電性酸化物層１６の層厚をＴ２、リッジ部１５の両脇の底面１５３に形成された導電性酸化物層１６の層厚をＴ３とする。これらの層厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３については、
Ｔ１＞Ｔ２、または、Ｔ１＞Ｔ３
の関係式を満たすように構成されることが好ましい。
【００７２】
これにより、導電性酸化物層１６の水平方向に流れる電流の電気抵抗が高くなり、リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６への電流の漏れを、より一層抑制することが可能となる。
【００７３】
リッジ部１５の上面１５１の導電性酸化物層１６の層厚Ｔ１を、他の層厚（Ｔ２、Ｔ３）よりも厚くする方法としては、スパッタ装置などを用いて、導電性酸化物層１６をリッジ部１５の上面、側面および底面に形成した後、さらにフォトレジスト技術を使って、リッジ部１５の上面のみに導電性酸化物層１６を２度形成することにより実現することが好ましい。
【００７４】
実施形態２に係る窒化物半導体レーザ素子２０にあっても、水素原子に対して不透膜である導電性酸化物層１６がリッジ部１５の上面１５１と側面１５２、さらに底面１５３の一部とを覆うように設けられているので、誘電体層１７から発生した水素が第２導電型半導体層１４のリッジ部１５の上面１５１付近まで浸透することが防がれる。そのうえ、リッジ部１５の両脇の底面１５３に張り出した導電性酸化物層１６への電流の漏れを、より一層抑制することが可能となるので、窒化物半導体レーザ素子２０における動作電圧の悪化を招くことが防がれ、電気特性を改善することができる。
【００７５】
（実施形態３）
図６は、実施形態３に係る窒化物半導体レーザ素子３０を示す概略断面図である。実施形態３に係る窒化物半導体レーザ素子３０は、第２導電型半導体層１４と導電性酸化物層１６との間に第２金属層３１が設けられた点に特徴を有するものであり、その他の基本的構成は実施形態１または２に示した窒化物半導体レーザ素子と共通する。そのため、第２金属層３１について詳述し、他の構成については実施形態１または２と共通の参照符号により示して説明を省略する。
【００７６】
図６に示すように、窒化物半導体レーザ素子３０は、第２導電型半導体層１４と導電性酸化物層１６とに接するように、これらの層間に第２金属層３１が設けられている。
【００７７】
第２金属層３１は、水素に対して不透膜である特性を有する。そのため、第２導電型半導体層１４と導電性酸化物層１６との間に第２金属層３１が設けられることで、水素原子が第２導電型半導体層１４へ混入することをさらに防止することが可能となる。
【００７８】
第２金属層３１は、パラジウム、ニッケルまたはチタン等の水素吸蔵合金により形成されることが好ましい。このように、第２金属層３１が水素吸蔵合金により形成されることで、誘電体層１７から発生した水素のみならず、第２導電型半導体層１４の製造過程で混入した水素原子も吸い出すことができ、より一層好ましいものとなる。
【００７９】
一般に、窒化物半導体レーザ素子における第２導電型半導体層は電気抵抗が高いので、動作電圧を下げるために第２導電型半導体層の層厚を薄くすることが好ましい。しかしながら、第２金属層３１の底面と発光層１３の上面との間の距離Ｄが４００ｎｍ以下になると、レーザ光の一部が第２金属層３１に吸収されて、電力−光変換効率が悪化してしまう。そのため、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子３０において、第２金属層３１の層厚は１．５ｎｍ以下とされることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ以下とされることである。これにより、動作電圧の悪化および電力−光変換効率の悪化を招くことなく、電気特性を改善することが可能となる。
【００８０】
（実施形態４）
図７および図８は、実施形態４に係る窒化物半導体レーザ素子３０を示す概略断面図である。本発明に係る窒化物半導体レーザ素子１０、２０、３０は、前記実施形態に示す構成の他にも様々な形態により実施することが可能である。そのため、本発明についての前記実施形態はその一例に過ぎず、これらに限定されるものではない。
【００８１】
例えば、導電性酸化物層１６と誘電体層１７とを覆うように設けられる第１金属層１８は、前記実施形態に示したように単層からなる構成であるに限られず、複層を有する構成であってもよい。図７に示すように、窒化物半導体レーザ素子３０における第１金属層１８は複数の金属層からなる構成であってもよい。第１金属層１８としては、例えばチタン（Ｔｉ）層１８１と金（Ａｕ）層１８２とが積層された構成であってもよい。
【００８２】
また、導電性酸化物層１６は、リッジ部１５の上面１５１と、リッジ部１５の両方の側面１５２とを覆うとともに、リッジ部１５の下端両脇の少なくとも一方の底面１５３に張り出して、第２導電型半導体層１４の上面の一部を覆うように設けられていればよく、これによって導電性酸化物層１６と第２導電型半導体層１４とを互いに当接させた構成とすることができる。
【００８３】
この場合、図８に示すように、順電圧を印加したとき、順方向電流は導電性酸化物層１６からリッジ部１５（第２導電型半導体層１４）への流れが支配的となる。これは、導電性酸化物層１６は水平方向（横方向）の電気抵抗が高く、リッジ部１５の上面１５１の導電性酸化物層１６を流れる電流は水平方向よりも垂直方向（縦方向）の方が流れやすいためである。すなわち、リッジ部１５の上面１５１の導電性酸化物層１６から、リッジ部１５の側面１５２および底面１５３へは電流が流れにくくなる。
【００８４】
一方、逆電圧を印加したときには、空乏層がリッジ部１５の上面１５１の導電性酸化物層１６に到達するよりも先にリッジ部１５の底面１５３の導電性酸化物層１６に広がり、図８中の小矢印に沿ってリークする（パンチスルー）。その結果、素子破壊を抑制することができる。
【００８５】
このような特性を得るため、第２導電型半導体層１４は、Ｍｇ濃度が、例えば５×１０１６ｃｍ−３以上１×１０１９ｃｍ−３以下とされるのが好ましい。また、リッジ部１５の底面１５３上の第２導電型半導体層１４における厚さｔは、例えば１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされるのが好ましい。
【００８６】
図９は、１５Ｖの逆電圧を印加したときに発生するリーク電流と、そのリーク電流が発生したレーザ素子の耐電圧（耐圧）とを評価した結果を示すグラフである。耐電圧とは、窒化物半導体レーザ素子が誤動作や破壊を起こさない限界の電圧をいう。これにより、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子３０について、静電気放電（Electro Static Discharge：ＥＳＤ）耐性を評価したところ、リッジ部の上面のみに導電性電極が設けられた従来構成の半導体レーザ素子（図１１参照）よりも耐電圧が高くなることが確認された。また、本実施形態の窒化物半導体レーザ素子３０において、ＥＳＤ耐性の高い素子の大半が１５Ｖの逆電圧印加に対して１０μＡ以上のリーク電流を発生することもわかった。この事実は、前述した逆耐圧で素子破壊が抑制されるメカニズムと合致する。通常ＥＳＤ検査は破壊検査であるから製品を全数検査することはできない。しかしながら、本発明を用いた素子であれば、１５Ｖの逆電圧を印加したとき、１０μＡ以上のリーク電流が観測されればＥＳＤ耐性のある素子として選別することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子３０では、導電性酸化物層１６が、リッジ部１５の上面１５１、リッジ部１５の両方の側面１５２、およびリッジ部１５の底面１５３に覆うように連続して設けられているので、ＥＳＤ耐性が高く、かつ逆電圧の印加時に微小な電流リークが発生する。このため、窒化物半導体レーザ素子３０は、逆電圧が印加されたときの素子破壊を抑制することができ、導電性酸化物層１６を素子保護回路として機能させることができる。
【００８８】
また、本発明に係る半導体レーザ装置は、前記実施形態にて示した窒化物半導体レーザ素子１０、２０、３０と、その窒化物半導体レーザ素子が実装される実装面を有するサブマウントと、これらを気密封止したパッケージとを備えて構成することができる。
【００８９】
従来の半導体レーザ素子では、逆起電力に対する耐性が弱く、静電気等により素子破壊が起こる問題点があった。そのため、従来の半導体レーザ素子は、素子破壊の発生を抑制するためにツェナーダイオード等の保護素子とともに同一パッケージ内に実装される必要性があった。これに対して、前記のとおり、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子３０は素子保護回路としての機能を具備することから、例えばツェナーダイオード等の保護素子を用いる必要性がなくなり、窒化物半導体レーザ素子３０を用いた半導体レーザ装置として同一パッケージに保護素子を実装せずともよいという効果を奏する。
【００９０】
以上、説明したとおり、本発明に係る窒化物半導体レーザ素子１０、２０、３０によれば、従来よりも電気特性を改善することが可能となり、信頼性を向上させることができる。
【００９１】
（実施例１）
図１０は、本発明の実施例に係る窒化物半導体レーザ素子におけるウエハ１１０の概略断面図である。
【００９２】
ウエハ１１０は、ｎ型ＧａＮ基板１１１の（０００１）面上に、ｎ型ＧａＮ層１１２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３、ｎ型ＧａＮ層１１４、第１のノンドープＩｎＧａＮ光ガイド層１１５、第１のノンドープＧａＮ層１１６、発光層１１７、第２のノンドープＧａＮ層１１８、第２のノンドープＩｎＧａＮ光ガイド層１１９、ｐ型ＡｌＧａＮ層１２０、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２１、およびｐ型ＧａＮコンタクト層１２２が順次積層された構成を有する。
【００９３】
ここで、ｎ型ＧａＮ層１１２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３およびｎ型ＧａＮ層１１４は第１導電型半導体層１２に相当し、ｐ型ＡｌＧａＮ層１２０、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２１およびｐ型ＧａＮコンタクト層１２２は第２導電型半導体層１４に相当する。
【００９４】
本実施例では、以下に示す方法にしたがって、窒化物半導体レーザ素子を作製した。
【００９５】
まず、ＭＯＣＶＤ装置内において、ｎ型ＧａＮ基板１１１を１０５０℃まで加熱する。次いで、ｎ型ＧａＮ基板１１１を前記温度に保持した状態で、ＩＩＩ族元素の原料であるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニアガス、およびドーピングガスであるＳｉＨ４を導入して、ｎ型ＧａＮ基板１１１上に厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＮ層１１２を形成する。
【００９６】
ｎ型ＧａＮ層１１２は、研磨されたｎ型ＧａＮ基板１１１の表面モフォロジーを改善するために形成され、ｎ型ＧａＮ基板１１１の表面に残留する応力歪みを緩和させ、エピタキシャル成長に適したｎ型ＧａＮ基板１１１の表面を得るために形成される。
【００９７】
次に、ＭＯＣＶＤ装置内にＩＩＩ族元素の原料であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）も加え、厚さ１．２μｍでＳｉ不純物濃度が１×１０１８個／ｃｍ３のｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３を形成する。ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３におけるＡｌ組成比は７％とした。
【００９８】
続いて、ＭＯＣＶＤ装置内へのＴＭＡの導入を停止して、厚さ０．２μｍからなるｎ型ＧａＮ層１１４を形成する。ｎ型ＧａＮ層１１４におけるＳｉ不純物濃度は、１×１０１８個／ｃｍ３とした。
【００９９】
その後、ｎ型ＧａＮ基板１１１の前記温度を８００℃まで低下させる。ＭＯＣＶＤ装置内には、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を加えるとともに、ＳｉＨ４の導入を停止して、厚さ１００ｎｍの第１のアンドープＩｎ０．０４Ｇａ０．９６Ｎ光ガイド層１１５を形成する。
【０１００】
第１のアンドープＩｎ０．０４Ｇａ０．９６Ｎ光ガイド層１１５の上には、厚さ３ｎｍの第１のＧａＮ層１１６を形成する。その後、第１のＧａＮ層１１６の上に、厚さ３ｎｍのアンドープＩｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ井戸層、厚さ５ｎｍのアンドープＧａＮ障壁層、および厚さ３ｎｍのアンドープＩｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ井戸層を順に積層して発光層１１７を形成する。さらに、発光層１１７の上に、厚さ３ｎｍの第２のＧａＮ層１１８、厚さ１００ｎｍの第２のノンドープＩｎ０．０４Ｇａ０．９６Ｎ光ガイド層１１９を順に形成する。
【０１０１】
その後、ｎ型ＧａＮ基板１１１の前記温度を、再び１０５０℃まで昇温させ、Ｃｐ２Ｍｇ（Ｍｇの原料ガス）を供給して、Ｍｇ濃度４×１０１８ｃｍ−３の厚さ１０ｎｍのｐ型Ａｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎ層１２０、Ｍｇ濃度３×１０１８ｃｍ−３の厚さ０．３μｍのｐ型Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎクラッド層１２１、およびＭｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３の厚さ１０ｎｍのｐ型ＧａＮコンタクト層１２２を順に形成する。これにより、ウエハ１１０を得る。
【０１０２】
なお、導電性酸化物層１６として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を使用する場合、ｐ型ＧａＮコンタクト層１２２の代わりにｐ型ＩｎＧａＮコンタクト層を用いることができる。これは、ＩｎＧａＮの方がＧａＮよりもコンタクト抵抗が低くなるからである。
【０１０３】
次に、ウエハ１１０に所定形状のマスク層を形成して、ストライプ状のリッジ部を形成する。ｐ型ＧａＮコンタクト層１２２の表面に、ＣＶＤ装置により、第１マスク層としてＳｉＯ２膜を３００ｎｍの膜厚で形成する。その後、フォトレジストを塗布して、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置を用い、第１マスク層の幅が１５μｍのストライプ状のパターンを形成する。
【０１０４】
次に、第１マスク層の開口部に露出しているｐ型ＧａＮコンタクト層１２２の表面を、ＲＩＥ装置を用いて、ｐ型Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎクラッド層１２１の一部が露出するまでエッチングする。第１マスク層をウェットエッチングにより除去し、リッジ部の上面の幅が１５μｍ、リッジ部の上面からリッジの底面までの高さが１９０ｎｍのストライプ状のリッジ部を形成する。
【０１０５】
続いて、スパッタ装置を用いて、導電性酸化物であるＩＴＯがリッジ部を覆うように２００ｎｍ成膜する。通常のフォトリソグラフィ技術を使って、リッジ部の両脇から１μｍ程度張り出した、幅が１７μｍからなるフォトレジストマスクを形成する。次に、フォトレジストマスクの開口部から露出したＩＴＯをウェットエッチでエッチングし、リッジ部の上面と両側面およびリッジ部の両脇の底面に１μｍ張り出したＩＴＯを形成した後、フォトレジストマスクを除去する。
【０１０６】
なお、リッジ部上面のｐ型ＧａＮコンタクト層１２２とＩＴＯとの間に、パラジウムからなる第２金属層を設ける場合は、ＩＴＯを成膜する前に、フォトリソグラフィ技術と蒸着機を使ってリッジ部の上面に形成することができる。
【０１０７】
続いて、ＣＶＤ装置を使ってＩＴＯを覆うようにＳｉＯ２からなる誘電体層を２００ｎｍ成膜した後、フォトリソグラフィ技術を使ってリッジ部の上面に形成されたＳｉＯ２の一部をエッチングで開口する。そして、金属蒸着機を使って、前記開口部から露出したＩＴＯと、ＳｉＯ２からなる誘電体層とを被覆するように、第１金属層としてチタンを１５ｎｍ蒸着する。第１金属層を形成した後、蒸着機からウエハを一旦取り出して、数百℃の温度で熱処理を行う。この熱処理を行うことで第２導電型半導体層、導電性酸化物層（ＩＴＯなど）および第１金属層の各層間のコンタクト抵抗が下がり、電圧低減に寄与させることができる。
【０１０８】
前記の熱処理後、再び金属蒸着機を使い、厚みが８００ｎｍの金を、第１金属層としてのチタンの上に蒸着する。
【０１０９】
続いて、ｎ型ＧａＮ基板１１１の裏面を研削と研磨処理を行って、その厚みが約９０ｎｍになるように薄層化し、ｎ型ＧａＮ基板１１１の裏面側から第１電極としてチタンと金をそれぞれ１５ｎｍ、４００ｎｍ蒸着する。
【０１１０】
さらに、リッジ部のストライプ状の長辺方向の長さが１２００μｍになるように、へき開を行う。へき開されたリッジ部の両端面に保護膜を形成して、チップ幅が２００μｍになるようにチップ分割し、これによって窒化物半導体レーザ素子を得た。
【０１１１】
（実施例２）
本実施例は、実施形態２に係る導電性酸化物層１６の層厚を、Ｔ１＝２００ｎｍ、Ｔ２＝８０ｎｍ、Ｔ３＝１５０ｎｍにしたこと以外は、実施形態１〜３または実施例１で開示された事項と同様である。
【０１１２】
（実施例３）
本実施例は、実施形態２に係る導電性酸化物層１６の層厚を、Ｔ１＝２５０ｎｍ、Ｔ２＝１０５ｎｍ、Ｔ３＝１００ｎｍにしたこと以外は、実施形態１〜３または実施例１で開示された事項と同様である。
【０１１３】
（実施例４）
本実施例は、実施形態２に係る導電性酸化物層１６の層厚を、Ｔ１＝１５０ｎｍ、Ｔ２＝６０ｎｍ、Ｔ３＝６０ｎｍにしたこと以外は、実施形態１〜３または実施例１で開示された事項と同様である。
【０１１４】
（実施例５）
本実施例は、実施形態２にかかる導電性酸化物層１６の幅Ｗ１とリッジ部１５の上面の幅Ｗ２を、それぞれ３μｍと３５μｍにしたこと以外は、実施形態１〜３または実施例１で開示された事項と同様である。
【０１１５】
（実施例６）
本実施例は、実施形態２にかかる導電性酸化物層１６の幅Ｗ１とリッジ部１５の上面の幅Ｗ２を、それぞれ９μｍと４５μｍにしたこと以外は、実施形態１〜３または実施例１で開示された事項と同様である。
【０１１６】
このようにして作製された本発明の各実施例に係る窒化物半導体レーザ素子は、誘電体層がリッジ部側面のすべての面に形成された従来型の導電性酸化物を具備した従来の半導体レーザ素子と比較して、動作電圧が低く、電圧異常に伴う素子不良率も低下するものとなり、信頼性を向上させることができる。
【０１１７】
なお、本発明は前記構成に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、２０、３０  窒化物半導体レーザ素子
１１    基板
１２    第１導電型半導体層
１３    発光層
１４    第２導電型半導体層
１５    リッジ部
１５１  上面
１５２  側面
１５３  底面
１６    導電性酸化物層
１７    誘電体層
１８    第１金属層
１８１  チタン層
１８２  金層
３１    第２金属層
１１０  ウエハ
【図１】
2020123716.tif 000003
【図２】
2020123716.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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