(57)【要約】【課題】製造工程を増加させることなく、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことが可能な半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】この窒化物系半導体レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＮ基板１１上に形成された窒化物系半導体各層１２〜１９と、劈開面からなる光出射面３０ａと、窒化物系半導体層上に形成されたｐ側パッド電極２３とを備えている。また、窒化物系半導体層は、光出射面３０ａと直交する方向に延びるリッジ部２０を含んでいる。そして、ｐ側パッド電極２３は、光出射面３０ａ側の端部において、リッジ部２０の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部２３ａが形成されている。これにより、リッジ部２０上以外の領域における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が、リッジ部２０上における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３よりも小さくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された半導体層と、
前記半導体層に形成され、光出射面を含むとともに劈開面からなる一対の共振器面と、
前記半導体層上に形成された第１電極層とを備え、
前記半導体層は、前記共振器面と交差する方向に延びるストライプ状の光導波路を含み、
前記第１電極層は、前記光導波路上以外の少なくとも一部の領域における前記光出射面から前記第１電極層までの距離が、前記光導波路上における前記光出射面から前記第１電極層までの距離よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体層は、窒化物系半導体層であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１電極層は、
前記光出射面側の端部において、前記光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記共振器面は、前記光出射面と対向する光反射面を含み、
前記第１電極層は、前記光導波路上の領域において、前記光反射面から前記第１電極層までの距離よりも、前記光出射面から前記第１電極層までの距離の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記光導波路上以外の少なくとも一部の領域において、前記第１電極層の前記光出射面側の一方端面から前記光出射面までの距離と、前記第１電極層の前記光反射面側の他方端面から前記光反射面までの距離とが略等しいことを特徴とする、請求項４に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記半導体層は、前記光導波路に沿って延びるリッジ部をさらに含み、
前記リッジ部上には、前記リッジ部に沿って延びるとともに前記共振器面にまで達する第２電極層が形成されており、
前記第１電極層によって前記第２電極層の一部が覆われることにより、その覆われた部分で前記第１電極層と前記第２電極層とが直接接触していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
基板上に形成された半導体層と、
前記半導体層上に形成された複数の第１電極層とを備え、
前記半導体層は、互いに平行に延びる複数の光導波路を含み、
前記複数の第１電極層は、前記光導波路の延びる方向に分離されて配置されており、
前記光導波路の延びる方向に互いに隣り合う前記第１電極層において、前記光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の前記第１電極層と隣り合う他方の前記第１電極層との間の間隔が、前記光導波路上における前記一方の第１電極層と隣り合う前記他方の第１電極層との間の間隔よりも小さいことを特徴とする、半導体ウェハ。
【請求項８】
前記半導体層は、窒化物系半導体層であることを特徴とする、請求項７に記載の半導体ウェハ。
【請求項９】
前記複数の第１電極層は、前記光導波路の延びる方向の端部において、前記光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部がそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の半導体ウェハ。
【請求項１０】
前記切欠部は、前記光導波路の延びる方向の一方の端部に形成されていることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体ウェハ。
【請求項１１】
前記半導体層は、前記光導波路に沿って延びる複数のリッジ部を含み、
前記複数のリッジ部上には、それぞれ、前記リッジ部に沿って延びる第２電極層が形成されており、
前記第１電極層によって前記第２電極層の一部が覆われることにより、その覆われた部分で前記第１電極層と前記第２電極層とが直接接触していることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体ウェハ。
【請求項１２】
基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層に、互いに平行に延びる複数の光導波路を形成する工程と、
前記半導体層上に、前記光導波路の延びる方向に互いに分離して配置された複数の第１電極層を形成する工程と、
前記光導波路の延びる方向に互いに隣り合う前記第１電極層間の領域において、前記光導波路と直交する方向に前記半導体層を劈開することにより、前記基板とともに前記半導体層を分割する工程とを備え、
前記第１電極層を形成する工程は、
前記光導波路の延びる方向に互いに隣り合う前記第１電極層において、前記光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の前記第１電極層と隣り合う他方の前記第１電極層との間の間隔が、前記光導波路上における前記一方の第１電極層と隣り合う前記他方の第１電極層との間の間隔よりも小さくなるように、前記複数の第１電極層を形成する工程を含むことを特徴とする、半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体層は、窒化物系半導体層であることを特徴とする、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１電極層を形成する工程は、
前記第１電極層の前記光導波路の延びる方向の端部において、前記光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１２または１３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体層を分割する工程は、
前記光導波路の延びる方向に互いに隣り合う前記第１電極層において、前記光導波路上以外の領域における一方の前記第１電極層と隣り合う他方の前記第１電極層との間の間隔が最も小さくなる位置での間隔の略中央部で、前記半導体層を劈開する工程を含むことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１電極層を形成する工程に先だって、
前記半導体層に、前記光導波路に沿って延びる複数のリッジ部を形成する工程と、
前記複数のリッジ部上に、それぞれ、前記リッジ部に沿って延びる第２電極層を形成する工程とをさらに備えることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極層を形成する工程は、
前記第２電極層の一部を覆うとともに、その覆われた部分で前記第１電極層と前記第２電極層とが直接接触するように、前記第１電極層を形成する工程を有することを特徴とする、請求項１６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子、半導体ウェハおよび半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族元素のＡｌ、ＧａまたはＩｎ等と、Ｖ族元素のＮとの化合物である窒化物系半導体は、そのバンド構造や化学的安定性から発光素子やパワーデバイス用の材料としての応用が期待されている。特に、光ディスクドライブなどの情報記録装置の光源に窒化物系半導体を適用することが注目されている。
【０００３】
窒化物系半導体を用いた半導体レーザ素子の作製には、これまで良質な窒化物系半導体の基板が得られなかったため、たとえば、サファイア基板のような異種基板の上に窒化物系半導体を成長させる必要があった。しかしながら、サファイア基板などの異種基板上に窒化物系半導体を成長させた場合、基板と基板上に成長させた窒化物系半導体層との間の格子不整合や熱膨張係数の差によって、成長プロセスにおいて窒化物系半導体層に応力が発生し易くなる。このため、窒化物系半導体層に転位などの結晶欠陥が生じ易く、素子寿命が短くなることや高出力化を図り難いといった問題があった。
【０００４】
これに対し、近年になって窒化物系半導体との格子整合性が良好で、熱膨張係数の差も小さい良質な窒化ガリウム基板が得られるようになり、この窒化ガリウム基板を用いることで、基板上に成長させる窒化物系半導体層の結晶欠陥を低減し、素子の長寿命化および高出力化を図ることが可能となった。また、窒化ガリウム基板は、劈開性を有するとともに、窒化物系半導体層と同一の劈開方向を有しているため、基板に窒化ガリウム基板を用いることによって、基板にサファイア基板を用いた場合と比べて、共振器面を劈開で形成することが容易となる。このような劈開によって共振器面を形成する窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、たとえば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
上記特許文献１には、ＧａＮ基板上に窒化物系半導体層が形成された半導体ウェハの端面の一部に劈開面を得るための劈開導入溝を形成した後、この劈開導入溝を起点として半導体ウェハを複数に分割する窒化物系半導体レーザ素子の製造方法が記載されている。この窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、劈開導入溝を端部の一部に形成することによって、形成された劈開導入溝を起点としてマイクロクラックが発生するので、半導体ウェハを劈開面で容易に分割することが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８６７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたように半導体ウェハの劈開方法を工夫したとしても、劈開による分割ラインには直線からの揺らぎが生じる。この揺らぎが大きくなり設計された分割マージンを超えると、それらの素子は不良となる。ここで、劈開に起因する素子不良の判定は、通常、検査工程で行われるが、その際、素子不良を判定する基準となる指標がない場合には、素子不良の判定が困難になるという問題点がある。一方、素子不良を判定するための指標となるマーカを別途設けた場合には、製造工程が増加するという問題が生じる。
【０００８】
なお、上記した問題は、窒化物系半導体を用いた半導体レーザ素子で特に大きなものであるが、同様の問題は、窒化物系以外の材料系の半導体を用いた半導体レーザ素子においても起こり得る。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、製造工程を増加させることなく、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことが可能な半導体レーザ素子、半導体ウェハおよび半導体レーザ素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体レーザ素子は、基板上に形成された半導体層と、半導体層に形成され、光出射面を含むとともに劈開面からなる一対の共振器面と、半導体層上に形成された第１電極層とを備えている。そして、半導体層は、共振器面と交差する方向に延びるストライプ状の光導波路を含み、第１電極層は、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における光出射面から第１電極層までの距離が、光導波路上における光出射面から第１電極層までの距離よりも小さくなるように形成されている。
【００１１】
この第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における光出射面から第１電極層までの距離を、光導波路上における光出射面から第１電極層までの距離よりも小さい所定の距離となるように第１電極層を形成することによって、光出射面側に電流注入制限領域を設けながら、光出射面から第１電極層までの距離が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。すなわち、上記のように構成することによって、光出射面近傍におけるＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ）の発生を抑制するために、光出射面側に電流注入制限領域を設けることによって光出射面における電流注入量を低減（制限）する必要がある場合でも、光出射面から第１電極層までの距離が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、第１電極層を、劈開により共振器面を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、第１電極層をマーカとして機能させた場合でも、光出射面から第１電極層までの距離が大きくなり過ぎることに起因して、劈開に起因する素子不良の判定が困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、たとえば、劈開による分割ラインが、第１電極層によって規定された分割マージンを超えて第１電極層にかかった場合には、その素子を劈開に起因する素子不良として容易に判定することができる。したがって、第１の局面による半導体レーザ素子では、ＣＯＤの発生に起因する信頼性の低下を抑制しながら、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。
【００１２】
また、第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができるので、検査工程における検査効率および作業効率を向上させることができる。これにより、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。なお、上記した第１の局面による半導体レーザ素子の構成では、素子不良の判定ミスが増加するという不都合が生じるのを抑制することができるので、製品（半導体レーザ素子）の品質管理を容易に行うことができる。これにより、判定ミスによる不良品が市場に流出するのを抑制することができるので、市場において取引される製品（半導体レーザ素子）の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、第１電極層にマーカとしての機能を持たせることができるので、別途、マーカを設ける必要がない。このため、別途、マーカを設ける場合に比べて、製造工程が増加するのを抑制することができる。また、別途、マーカを設けた場合には、再アライメントによる誤差を考慮する必要があるので、半導体レーザ素子の製造精度が低下するという不都合がある。これに対し、第１電極層にマーカとしての機能を持たせた場合には、再アライメントが不要となるので、精度よくマーカを形成することができ、上記不都合が生じるのを抑制することができる。さらに、第１電極層とマーカとが一体となっているため、微小なマーカを設けた場合に生じるマーカ欠損の問題も生じにくくすることができる。
【００１４】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、半導体層は、窒化物系半導体層であってもよい。なお、本発明においては、ＩＩＩ族元素のＡｌ、ＧａまたはＩｎ等とＶ族元素のＮとの化合物である窒化物系半導体（たとえば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮなど、またこれらの固溶体であるＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを含む）をまとめて窒化物系半導体と称する。
【００１５】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、第１電極層は、光出射面側の端部において、光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部が形成されている。このように構成すれば、ＣＯＤの発生に起因する信頼性の低下を抑制することができるとともに、製造工程を増加させることなく、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定をより容易に行うことができる。
【００１６】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、共振器面は、光出射面と対向する光反射面を含み、第１電極層は、光導波路上の領域において、光反射面から第１電極層までの距離よりも、光出射面から第１電極層までの距離の方が大きくなるように形成されている。このように構成すれば、光出射面側と異なり、光反射面側には電流注入制限領域が設けられないので、光反射面側にも電流注入制限領域を設ける場合に比べて、動作電圧を低減することができる。なお、ＣＯＤが問題となるのは光出射面側であるため、上記のように構成した場合でも、ＣＯＤの発生を抑制することができる。したがって、上記のように構成することによって、製造工程を増加させることなく、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができることに加えて、素子特性を向上させることもできる。
【００１７】
この場合、光導波路上以外の少なくとも一部の領域において、第１電極層の光出射面側の一方端面から光出射面までの距離と、第１電極層の光反射面側の他方端面から光反射面までの距離とが略等しくなるように構成されているのが好ましい。
【００１８】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体層は、光導波路に沿って延びるリッジ部をさらに含み、リッジ部上には、リッジ部に沿って延びるとともに共振器面にまで達する第２電極層が形成されており、第１電極層によって第２電極層の一部が覆われることにより、その覆われた部分で第１電極層と第２電極層とが直接接触している。このように構成すれば、光出射面の近傍領域にも所定量の電流を注入することができるので、ＣＯＤの発生を抑制しながら、容易に、動作電圧を低減することができる。
【００１９】
この発明の第２の局面による半導体ウェハは、基板上に形成された半導体層と、半導体層上に形成された複数の第１電極層とを備えている。そして、半導体層は、互いに平行に延びる複数の光導波路を含み、複数の第１電極層は、光導波路の延びる方向に分離されて配置されており、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層において、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔が、光導波路上における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔よりも小さい。
【００２０】
この第２の局面による半導体ウェハでは、上記のように構成することによって、第１電極層を、劈開により共振器面を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層において、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。たとえば、劈開による分割ラインが、第１電極層によって規定された分割マージンを超えて第１電極層にかかった場合には、その素子を劈開に起因する素子不良として容易に判定することができる。なお、第２の局面による半導体ウェハでは、ＣＯＤの発生を抑制するための電流注入制限領域を設けた場合でも、分割マージンとして規定された互いに隣り合う第１電極層間の距離が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、半導体ウェハを劈開することにより個々の半導体レーザ素子に個片化した際に、ＣＯＤの発生を抑制することが可能な半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２１】
また、第２の局面による半導体ウェハでは、上記のように、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができるので、検査工程における検査効率および作業効率を向上させることができる。これにより、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。なお、上記した第２の局面による半導体ウェハの構成では、素子不良の判定ミスが増加するという不都合が生じるのを抑制することができるので、半導体ウェハから得られる製品（半導体レーザ素子）の品質管理を容易に行うことができる。これにより、判定ミスによる不良品が市場に流出するのを抑制することができるので、市場において取引される製品（半導体レーザ素子）の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
また、第２の局面による半導体ウェハでは、上記のように、第１電極層にマーカとしての機能を持たせることができるので、別途、マーカを設ける必要がない。このため、別途、マーカを設ける場合に比べて、製造工程が増加するのを抑制することができる。また、別途、マーカを設けた場合には、再アライメントによる誤差を考慮する必要があるので、半導体レーザ素子の製造精度が低下するという不都合がある。これに対し、第１電極層にマーカとしての機能を持たせた場合には、再アライメントが不要となるので、精度よくマーカを形成することができ、上記不都合が生じるのを抑制することができる。さらに、第１電極層とマーカとが一体となっているため、微小なマーカを設けた場合に生じるマーカ欠損の問題も生じにくくすることができる。
【００２３】
上記第２の局面による半導体ウェハにおいて、半導体層は、窒化物系半導体層であってもよい。
【００２４】
上記第２の局面による半導体ウェハにおいて、好ましくは、複数の第１電極層は、光導波路の延びる方向の端部において、光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部がそれぞれ形成されている。このように構成すれば、製造工程を増加させることなく、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定をより容易に行うことができる半導体ウェハを得ることができる。また、この半導体ウェハを劈開により分離することによって、ＣＯＤの発生に起因する信頼性の低下を抑制することが可能な半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２５】
上記第２の局面による半導体ウェハにおいて、切欠部は、光導波路の延びる方向の一方の端部に形成されているのが好ましい。
【００２６】
上記第２の局面による半導体ウェハにおいて、半導体層は、光導波路に沿って延びる複数のリッジ部を含み、複数のリッジ部上には、それぞれ、リッジ部に沿って延びる第２電極層が形成されており、第１電極層によって第２電極層の一部が覆われることにより、その覆われた部分で第１電極層と第２電極層とが直接接触しているのが好ましい。
【００２７】
この発明の第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に半導体層を形成する工程と、半導体層に、互いに平行に延びる複数の光導波路を形成する工程と、半導体層上に、光導波路の延びる方向に互いに分離して配置された複数の第１電極層を形成する工程と、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層間の領域において、光導波路と直交する方向に半導体層を劈開することにより、基板とともに半導体層を分割する工程とを備えている。そして、第１電極層を形成する工程は、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層において、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔が、光導波路上における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔よりも小さくなるように、複数の第１電極層を形成する工程を含む。
【００２８】
この第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように構成することによって、第１電極層を、劈開により共振器面を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層において、光導波路上以外の少なくとも一部の領域における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。たとえば、劈開による分割ラインが、第１電極層によって規定された分割マージンを超えて第１電極層にかかった場合には、その素子を劈開に起因する素子不良として容易に判定することができる。なお、第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法では、ＣＯＤの発生を抑制するための電流注入制限領域を設けた場合でも、分割マージンとして規定された互いに隣り合う第１電極層間の距離が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、半導体層（半導体ウェハ、基板）を劈開することにより個々の半導体レーザ素子に個片化した際に、ＣＯＤの発生を抑制することが可能な半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２９】
また、第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができるので、検査工程における検査効率および作業効率を向上させることができる。すなわち、現実の技術では、検査すべき不良のパターンが多すぎるため判定を人力に頼らざるを得ず、特徴がはっきりしている方が素子不良の見落としが少なくなるとともに、判定も速くなる。これにより、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。なお、上記した構成では、素子不良の判定ミスが増加するという不都合が生じるのを抑制することができるので、製品（半導体レーザ素子）の品質管理を容易に行うことができる。これにより、判定ミスによる不良品が市場に流出するのを抑制することができるので、市場において取引される製品（半導体レーザ素子）の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、第１電極層にマーカとしての機能を持たせることができるので、別途、マーカを設ける必要がない。このため、別途、マーカを設ける場合に比べて、製造工程が増加するのを抑制することができる。また、別途、マーカを設けた場合には、再アライメントによる誤差を考慮する必要があるので、半導体レーザ素子の製造精度が低下するという不都合がある。これに対し、第１電極層にマーカとしての機能を持たせた場合には、再アライメントが不要となるので、精度よくマーカを形成することができ、上記不都合が生じるのを抑制することができる。さらに、第１電極層とマーカとが一体となっているため、微小なマーカを設けた場合に生じるマーカ欠損の問題も生じにくくすることができる。
【００３１】
上記第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法において、半導体層は、窒化物系半導体層であってもよい。
【００３２】
上記第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、第１電極層を形成する工程は、第１電極層の光導波路の延びる方向の端部において、光導波路の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部を形成する工程を含む。このように構成すれば、製造工程を増加させることなく、劈開により共振器面を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定をより容易に行うことができるとともに、ＣＯＤの発生に起因する信頼性の低下を抑制することが可能な半導体レーザ素子を製造することができる。
【００３３】
上記第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、半導体層を分割する工程は、光導波路の延びる方向に互いに隣り合う第１電極層において、光導波路上以外の領域における一方の第１電極層と隣り合う他方の第１電極層との間の間隔が最も小さくなる位置での間隔の略中央部で、半導体層を劈開する工程を含む。このように構成すれば、劈開による半導体層の分割作業を容易に行うことができる。これにより、分割作業の作業効率を向上させることができるとともに、分割不良を低減することができる。したがって、これによっても、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。
【００３４】
上記第３の局面による半導体レーザ素子の製造方法において、第１電極層を形成する工程に先だって、半導体層に、光導波路に沿って延びる複数のリッジ部を形成する工程と、複数のリッジ部上に、それぞれ、リッジ部に沿って延びる第２電極層を形成する工程とをさらに備えているのが好ましい。
【００３５】
この場合において、第１電極層を形成する工程は、第２電極層の一部を覆うとともに、その覆われた部分で第１電極層と第２電極層とが直接接触するように、第１電極層を形成する工程を有していてもよい。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、製造工程を増加させることなく、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことが可能な半導体レーザ素子、半導体ウェハおよび半導体レーザ素子の製造方法を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、半導体レーザ素子の一例である窒化物系半導体レーザ素子に本発明を適用した例について説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４および図５は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための図である。まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０の構造について説明する。
【００３９】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０は、図１および図２に示すように、劈開により形成され、互いに対向する一対の共振器面３０を有している。この一対の共振器面３０は、レーザ光が出射される光出射面３０ａと、光出射面３０ａと反対側の光反射面３０ｂとを含んでいる。また、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０は、図２に示すように、共振器面３０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約８００μｍの長さＬ（共振器長Ｌ）を有するとともに、共振器面３０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約４００μｍの幅Ｗ（共振器幅Ｗ）を有している。
【００４０】
また、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０は、図１および図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１の（０００１）面上に、約０．１μｍ〜約１０μｍ（たとえば約４μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部コンタクト層１２が形成されている。下部コンタクト層１２上には、約０．５μｍ〜約３．０μｍ（たとえば約２μｍ）の厚みを有するｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる下部クラッド層１３が形成されている。下部クラッド層１３上には、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部ガイド層１４が形成されている。下部ガイド層１４上には、活性層１５が形成されている。
【００４１】
この活性層１５は、図４に示すように、Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ｎからなる３つの量子井戸層１５ａと、Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ｎからなる４つの障壁層１５ｂ（但しｘ１＞ｘ２）とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。なお、量子井戸層１５ａは、たとえば、約４ｎｍの厚みを有するＩｎx1Ｇａ1-x1Ｎ（ｘ１＝０．０５〜０．１）から構成されており、障壁層１５ｂは、たとえば、約８ｎｍの厚みを有するＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ（ｘ２＝０〜０．０５）から構成されている。
【００４２】
活性層１５上には、図１および図３に示すように、０〜約０．０２μｍ（たとえば約０．０１μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎからなる蒸発防止層１６が形成されている。蒸発防止層１６上には、０〜約０．２μｍ（たとえば０．０１μｍ）のｐ型ＧａＮからなる上部ガイド層１７が形成されている。上部ガイド層１７上には、凸部と、凸部以外の平坦部とを有するｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる上部クラッド層１８が形成されている。
【００４３】
上部クラッド層１８の凸部上には、約０．０１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．０５μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部コンタクト層１９が形成されている。この上部コンタクト層１９と上部クラッド層１８の凸部とによって、約１μｍ〜約３μｍ（たとえば約１．５μｍ）の幅を有するストライプ状（細長状）のリッジ部２０が構成されている。このリッジ部２０は、図２に示すように、共振器面３０と直交する方向（［１−１００］方向）に延びるように形成されている。そして、リッジ部２０の下方に位置するストライプ状（細長状）の活性層１５の部分が光導波路４０となっている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１１は、本発明の「基板」の一例であり、下部コンタクト層１２、下部クラッド層１３、下部ガイド層１４、活性層１５、蒸発防止層１６、上部ガイド層１７、上部クラッド層１８および上部コンタクト層１９は、それぞれ、本発明の「半導体層」および「窒化物系半導体層」の一例である。
【００４４】
リッジ部２０を構成する上部コンタクト層１９上には、図１〜図３に示すように、厚みｄ（図３参照）を有するｐ側オーミック電極２１がストライプ状（細長状）に形成されている。このｐ側オーミック電極２１は、上部コンタクト層１９と直接接触するように形成されている。なお、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄは、５ｎｍ（０．００５μｍ）以上１００ｎｍ（０．１μｍ）以下の厚み（たとえば約１５ｎｍ）に設定されている。また、窒化物系半導体は、ｐ型半導体の抵抗率が大きくｐ型キャリアが生じ難いため、オーミック接触が取り難いという不都合がある。このため、ｐ側オーミック電極２１は、上部コンタクト層１９とオーミック接触を取るために、仕事関数の大きい金属材料であるＰｄから構成されている。また、ｐ側オーミック電極２１は、長手方向（［１−１００］方向）における一方端および他方端が、それぞれ、光出射面３０ａおよび光反射面３０ｂに達するように形成されている。すなわち、ｐ側オーミック電極２１は、長手方向の長さが共振器長Ｌと実質的に同一となるように構成されている。なお、ｐ側オーミック電極２１は、本発明の「第２電極層」の一例である。
【００４５】
リッジ部２０の両脇には、電流狭窄を行うための埋め込み層２２が形成されている。具体的には、上部クラッド層１８上、上部コンタクト層１９の側面上、およびｐ側オーミック電極２１の側面上に、約０．１μｍ〜約０．３μｍ（たとえば約０．１５μｍ）の厚みを有するとともにＳｉＯ2を主成分とする埋め込み層２２が形成されている。このような構成により、水平および垂直横モードの光閉じ込めを行うことが可能となる。なお、埋め込み層２２は、厚みが５０ｎｍ未満では光吸収による導波ロスが生じる可能性があるため、その性質（光吸収）を積極的に利用する場合以外は、厚みが５０ｎｍ以上に設定されているのが好ましい。
【００４６】
埋め込み層２２の上面上には、ｐ側オーミック電極２１よりも大きい平面積を有するｐ側パッド電極２３が、ｐ側オーミック電極２１の一部を覆うように形成されている。このｐ側パッド電極２３は、図２および図３に示すように、ｐ側オーミック電極２１の一部を覆っている部分において、ｐ側オーミック電極２１と直接接触している。また、ｐ側パッド電極２３は、埋め込み層２２側からＴｉ層（図示せず）、Ｍｏ層（図示せず）、およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなる。また、ｐ側パッド電極２３は、外部からｐ側オーミック電極２１に電流供給を行うため、電気抵抗（膜抵抗）が低くなるように構成されている。具体的には、ｐ側パッド電極２３は、上記したｐ側オーミック電極２１の厚みｄよりも大きい厚みに構成されている。より具体的には、ｐ側パッド電極２３は、約０．２μｍの合計厚みに設定されている。これにより、電圧降下を生じさせることなく、ｐ側オーミック電極２１に実質的に均一に電流注入を行うことが可能となる。なお、ｐ側パッド電極２３は、本発明の「第１電極層」の一例である。
【００４７】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、ｐ側パッド電極２３は、平面的に見て、略矩形状に形成されているとともに、光出射面３０ａ側の端部において、リッジ部２０（光導波路４０）の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部２３ａが形成されている。この切欠部２３ａは、［１１−２０］方向に、リッジ部２０の幅の１倍〜１０倍程度の幅Ｗ１を有しており、［１−１００］方向にＬ１（たとえば約２２．５μｍ）の長さを有している。このため、ｐ側パッド電極２３は、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が、リッジ部２０（光導波路４０）上における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３よりも小さくなるように形成されている。具体的には、ｐ側パッド電極２３は、上記距離Ｌ２が、たとえば約２．５μｍ〜約１０μｍ、上記距離Ｌ３が、たとえば約２５μｍ〜約３２．５μｍとなるように形成されている。そして、上記距離Ｌ３が、上記距離Ｌ２よりも大きくなるようにｐ側パッド電極２３が形成されることによって、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４が設けられている。なお、リッジ部２０上における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３は、共振器長Ｌ（光出射面３０ａと光反射面３０ｂとの間の距離）の２０％以下に設定されているのが好ましい。
【００４８】
また、第１実施形態では、ｐ側パッド電極２３の光反射面３０ｂ側の端部には、切欠部が形成されない構成となっている。そして、光反射面３０ｂからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ４（ｐ側パッド電極２３の光反射面３０ｂ側の他方端面から光反射面３０ｂまでの距離）が、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２（ｐ側パッド電極２３の光出射面３０ａ側の一方端面から光出射面３０ａまでの距離）と略等しくなるように、ｐ側パッド電極２３が配置されている。このため、リッジ部２０（光導波路４０）上の領域において、光反射面３０ｂからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ４よりも、光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３の方が大きくなっている。
【００４９】
ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上には、図１および図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面側から順に、Ｈｆ層（図示せず）およびＡｌ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなるｎ側電極２５が形成されている。また、ｎ側電極２５上には、ｎ側電極２５側から順に、Ｍｏ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなるｎ側パッド電極２６が形成されている。このｎ側パッド電極２６は、サブマウント（図示せず）などへのマウントを容易にするために形成されている。
【００５０】
光出射面３０ａには、図２に示すように、光出射面３０ａ側から、たとえば、窒化アルミニウム層（図示せず）および酸化アルミニウム層（図示せず）が積層された２層からなるＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層２７が形成されている。一方、光反射面３０ｂには、たとえば、酸化シリコン層（図示せず）と酸化チタン層（図示せず）とが交互に全９層積層されたＨＲ（Ｈｉｇｈ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層２８が形成されている。
【００５１】
このように構成された第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０では、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４が設けられているので、光出射面３０ａ近傍におけるＣＯＤの発生が抑制される。また、ｐ側オーミック電極２１が光出射面３０ａ（共振器面３０）にまで達するように形成されている一方、リッジ部２０（光導波路４０）上においてｐ側パッド電極２３が光出射面３０ａから距離Ｌ３だけ隔てられているので、ｐ側オーミック電極２１を介して、光出射面３０ａの近傍領域（光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの間の領域（距離Ｌ３間の領域））にも電流が注入される。
【００５２】
すなわち、窒化物系半導体の抵抗率は、ｐ型ＧａＮで１Ω・ｃｍ程度とかなり大きいため、窒化物系半導体中でのミクロンオーダの電流拡がりは期待できない。このため、光出射面３０ａの近傍領域に注入される電流量は、ｐ側オーミック電極２１によって制御されることになり、注入される電流はそのまま活性層１５を駆動すると考えることができる。このことから、図５に示すように、ｐ側パッド電極２３の端面（切欠部２３ａの端部）から光出射面３０ａ方向に電流が拡がる過程において、光出射面３０ａの近傍領域（ｐ側パッド電極２３から光出射面３０ａまでの間の領域（距離Ｌ３間の領域））には、ｐ側オーミック電極２１の抵抗による電圧降下量にしたがって電流注入量が変化することになる。
【００５３】
したがって、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄおよびｐ側パッド電極２３から光出射面３０ａまでの距離Ｌ３を調整することによって、光出射面３０ａの近傍領域に注入される電流量を調整することが可能となる。そして、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０では、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄと光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３とが調整されることによって、光出射面３０ａにおける活性層１５への電流注入量が、ｐ側パッド電極２３直下での活性層１５への電流注入量の２０％以上７０％以下となるように設定されている。ここで、光出射面３０ａにおける活性層１５への電流注入量が２０％よりも小さい場合には、共振器面３０の可飽和吸収領域の光ロスを小さくすることが困難となる。このため、光吸収量を効果的に減少させることが困難となるので、急激にレーザ発振が生じるのを抑制することが困難となり、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるという不都合が生じる。一方、光出射面３０ａにおける活性層１５への電流注入量が７０％よりも大きい場合には、ＣＯＤレベルの向上効果を得ることが困難になる。したがって、光出射面３０ａにおける活性層１５への電流注入量が、ｐ側パッド電極２３直下での活性層１５への電流注入量の２０％以上７０％以下となるように設定することにより、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能となる。
【００５４】
なお、光出射面３０ａ側を規定するのは、以下の理由による。すなわち、共振器面３０に形成されたコーティングにより、光出射面３０ａの反射率は、光反射面３０ｂの反射率に比べて小さくなる。このため、光導波路内における光強度分布は光出射面３０ａ付近で最大となる。ＣＯＤは光出力が大きいほど起こり易いため、光反射面３０ｂに比べて光出力が大きい光出射面３０ａ側の電流注入量を規定する方が、光出射面３０ａ側の電流注入量を規定するよりも好ましいためである。
【００５５】
また、光出射面３０ａに注入される電流量を制御するためには、ｐ側オーミック電極２１の電気抵抗（膜抵抗）が重要なパラメータとなる。すなわち、電力供給源（ｐ側パッド電極２３）に対して遠い位置での電流注入量は、電極の抵抗が高ければ高いほど小さくなる。このため、厚みｄが大き過ぎるｐ側オーミック電極２１を設けて電極の膜抵抗を極端に低くした場合には、レーザ素子の他の特性に悪影響を与えることなく光出射面３０ａの電流注入量を下げてＣＯＤレベルの向上を図ることが困難となる。よって、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄの最大値は、レーザ素子の作製中または駆動中にｐ側オーミック電極２１が共振器面３０にだれたりする（干渉する）ことを防ぐことも考慮して、上記のように、１００ｎｍ（０．１μｍ）以下とするのが好ましい。
【００５６】
一方、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄの最小値は、三次元成長せずに膜として安定に形成できるとともに、駆動中の高温によっても変質しないなどの条件を考慮して、上記のように、５ｎｍ（０．００５μｍ）以上とするのが好ましい。
【００５７】
なお、製造プロセス中の熱処理やレーザ駆動中の電流注入による電極の電気抵抗率の変化、動作電圧（駆動電圧）の上昇などを抑制するためには、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄは、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以上５０ｎｍ（０．０５μｍ）以下に設定するのがより好ましい。また、ｐ側オーミック電極２１の厚みｄは、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以上２５ｎｍ（０．０２５μｍ）以下に設定されているとさらに好ましい。このように設定されている場合には、後述する製造工程において、ｐ側オーミック電極２１のエッチングにばらつきが生じるのを抑制することが可能となるので、ｐ側オーミック電極２１の形成不良を抑制することができる。また、エッチングされたｐ側オーミック電極２１の付着を防止して、窒化物系半導体レーザ素子１０の作製を容易にし、歩留を向上させることが可能となる。
【００５８】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０では、上記のように、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２を、リッジ部２０（光導波路４０）上における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３よりも小さい所定の距離となるようにｐ側パッド電極２３を形成することによって、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４を設けながら、光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。すなわち、上記のように構成することによって、光出射面３０ａ近傍におけるＣＯＤの発生を抑制するために、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４を設けることによって光出射面３０ａにおける電流注入量を低減（制限）する必要がある場合でも、光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、ｐ側パッド電極２３を、劈開により共振器面３０を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、ｐ側パッド電極２３をマーカとして機能させた場合でも、光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が大きくなり過ぎることに起因して、劈開に起因する素子不良の判定が困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、ｐ側パッド電極２３の光反射面３０ｂ側の端部に、切欠部を形成しないように構成することによって、光出射面３０ａ側と異なり、光反射面３０ｂ側には電流注入制限領域が設けられないので、光反射面３０ｂ側にも電流注入制限領域を設ける場合に比べて、動作電圧を低減することができる。
【００６０】
図６は、本発明の第１実施形態による半導体ウェハの平面図である。次に、図２、図３および図６を参照して、本発明の第１実施形態による半導体ウェハ５０の構造について説明する。
【００６１】
第１実施形態による半導体ウェハ５０は、上記した窒化物系半導体レーザ素子１０を複数含んでおり、この半導体ウェハ５０が劈開により分割されることによって、上記窒化物系半導体レーザ素子１０が得られる。このため、半導体ウェハ５０は、ｎ型ＧａＮ基板１１（図３参照）と、このｎ型ＧａＮ基板１１上に形成される複数の窒化物系半導体層とを備えている。また、半導体ウェハ５０は、図６に示すように、［１−１００］方向に互いに平行に延びるストライプ状のリッジ部２０を有している。
【００６２】
また、半導体ウェハ５０は、複数のｐ側パッド電極２３を有している。この複数のｐ側パッド電極２３は、互いに分離されているとともに、窒化物系半導体層上にマトリクス状に配列されている。また、ｐ側パッド電極２３の一方の端部には、上記した切欠部２３ａが形成されている。これにより、半導体ウェハ５０の所定領域に電流注入制限領域２４が設けられている。そして、ｐ側パッド電極２３は、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に、間隔Ｌ５を隔てて配列されている。これにより、半導体ウェハ５０は、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ５が、リッジ部２０（光導波路４０）上における互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ６よりも小さくなるように構成されている。
【００６３】
ここで、第１実施形態では、上記間隔Ｌ５が分割マージンとなるように、たとえば、約５μｍ〜約２０μｍの幅に設定されている。一方、上記間隔Ｌ６は、たとえば、約２７．５μｍ〜約４２．５μｍの幅に設定されている。なお、後述する製造方法において、半導体ウェハ５０からバーへの劈開は、間隔Ｌ５の略中央で行う。これにより、共振器面３０（図２参照）とｐ側パッド電極２３との間の距離Ｌ２（図２参照）が一定範囲内に収まっていることが容易に見てとれる。
【００６４】
第１実施形態による半導体ウェハ５０では、上記のように構成することによって、ｐ側パッド電極２３を、劈開により共振器面３０を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に互いに隣り合うｐ側パッド電極２３において、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極２３と隣り合う他方のｐ側パッド電極２３との間の間隔Ｌ５を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面３０を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。
【００６５】
なお、第１実施形態による半導体ウェハ５０では、ＣＯＤの発生を抑制するための電流注入制限領域２４を設けた場合でも、分割マージンとして規定された互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の距離（間隔Ｌ５）が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、半導体ウェハ５０を劈開することにより個々の窒化物系半導体レーザ素子に個片化した際に、ＣＯＤの発生を抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子１０を得ることができる。
【００６６】
図７〜図２１は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図である。次に、図１、図３、図４および図６〜図２２を参照して、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０の製造方法について説明する。
【００６７】
まず、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、窒化物系半導体各層１２〜１９を積層させる。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板１１の（０００１）面上に、約０．１μｍ〜約１０μｍ（たとえば約４μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部コンタクト層１２、約０．５μｍ〜約３．０μｍ（たとえば約２μｍ）の厚みを有するｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる下部クラッド層１３、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部ガイド層１４、および活性層１５を順次成長させる。なお、活性層１５を成長させる際には、図４に示したように、約８ｎｍの厚みを有するＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ（ｘ２＝０〜０．０５）からなる４つの障壁層１５ｂと、約４ｎｍの厚みを有するＩｎx1Ｇａ1-x1Ｎ（ｘ１＝０．０５〜０．１）からなる３つの量子井戸層１５ａとを交互に成長させる。これにより、下部ガイド層１４上に、３つの量子井戸層１５ａと４つの障壁層１５ｂとからなるＭＱＷ構造を有する活性層１５が形成される。
【００６８】
続いて、図７に示すように、活性層１５上に、０〜約０．０２μｍ（たとえば約０．０１μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎからなる蒸発防止層１６、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部ガイド層１７、約０．１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．５μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる上部クラッド層１８、約０．０１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．０５μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部コンタクト層１９を順次成長させる。
【００６９】
次に、図８に示すように、真空蒸着法などを用いて、上部コンタクト層１９上に、Ｐｄからなるｐ側オーミック電極２１を形成する。この際、ｐ側オーミック電極２１は、その厚みｄ（図３参照）が５ｎｍ（０．００５μｍ）以上１００ｎｍ（０．１μｍ）以下（たとえば１５ｎｍ）となるように形成する。そして、図９に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、ｐ側オーミック電極２１上に、約１μｍ〜約３μｍ（たとえば約１．５μｍ）の幅を有するとともに、［１−１００］方向に互いに平行に延びるストライプ状（細長状）のレジスト４１を形成する。
【００７０】
次に、図１０に示すように、ＳｉＣｌ4、Ｃｌ2などの塩素系ガスや、ＡｒガスなどによるＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を用いて、レジスト４１をマスクとして上部クラッド層１８の途中の深さまでエッチングを行う。これにより、上部クラッド層１８の凸部と上部コンタクト層１９とによって構成されるとともに、約１μｍ〜約３μｍ（たとえば約１．５μｍ）の幅を有し、［１−１００］方向に互いに平行に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部２０が形成される。
【００７１】
続いて、図１１に示すように、リッジ部２０上にレジスト４１を残した状態で、スパッタ法などにより、約０．１μｍ〜約０．３μｍ（たとえば約０．１５μｍ）の厚みを有するＳｉＯ2からなる埋め込み層２２ａを形成し、リッジ部２０を埋め込む。そして、リフトオフによりレジスト４１を除去することによって、リッジ部２０の上部のｐ側オーミック電極２１を露出させる。これにより、リッジ部２０の両脇に、図１２に示すような埋め込み層２２が形成される。
【００７２】
次に、埋め込み層２２が形成された基板（半導体ウェハ）の上面上の全面にレジスト４２を形成するとともに、フォトリソグラフィ技術を用いて、図１３および図１４に示すように、リッジ部２０（ｐ側オーミック電極２１）の一部を含む所定領域を露出させる開口部４２ａを複数形成する。この際、開口部４２ａは、図１４に示すように、後の工程でｐ側パッド電極２３（図６参照）が形成される際に、ｐ側パッド電極２３の一方の端部（後にチップ（半導体レーザ素子）の光出射面側となるリッジ部２０（光導波路４０）上）にリッジ部２０の幅の１倍〜１０倍程度の幅を有するとともに、［１−１００］方向に長さＬ１（たとえば約２２．５μｍ）を有する切欠部２３ａ（図６参照）が形成される構成とする。また、開口部４２ａは、平面的に見て略矩形状に形成する。さらに、同一リッジ部２０上に設けられる複数の開口部４２ａのうち、互いに隣り合う開口部４２ａの間の領域（間隔Ｌ５間の領域）は、後の工程で素子分割を行う際の分割領域となる。このため、互いに隣り合う開口部４２ａ間の間隔は、分割マージンとなるように、間隔Ｌ５（たとえば約５μｍ〜約２０μｍ）に設定する。
【００７３】
その後、レジスト４２が形成された基板（半導体ウェハ）上に、真空蒸着法などを用いて、基板（半導体ウェハ）側からＴｉ層（図示せず）、Ｍｏ層（図示せず）、およびＡｕ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｐ側パッド電極を形成する。そして、リフトオフによりレジスト４２を除去することによって、ｐ側パッド電極をパターニングする。これにより、図６および図１５に示すように、上記したレジスト４２の開口部４２ａに対応する埋め込み層２２上の領域に、平面的に見て略矩形状のｐ側パッド電極２３がマトリクス状に複数形成される。このｐ側パッド電極２３は、図６に示したように、ｐ側オーミック電極２１の一部を覆うように（ｐ側オーミック電極２１の上面の一部と直接接触するように）形成される。また、複数のｐ側パッド電極２３は、［１−１００］方向に互いに分離して配置される。
【００７４】
次に、基板（半導体ウェハ）を分割し易くするために、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型ＧａＮ基板１１を約８０μｍ〜約１５０μｍ（たとえば約１３０μｍ）の厚みまで薄くする。そして、研削または研磨した面にドライエッチングなどを施して表面を調整する。
【００７５】
次に、図１６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上に、真空蒸着法などを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面側からＨｆ層（図示せず）およびＡｌ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側電極２５を形成する。そして、ｎ側電極２５上に、ｎ側電極２５側からＭｏ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側パッド電極２６を形成する。また、ｎ側パッド電極２６は、ｎ側電極２５を覆うように形成する。なお、ｎ側電極２５の形成前に、ｎ側の電気特性の調整などの目的で、ドライエッチングやウェットエッチングを行ってもよい。
【００７６】
このようにして上記した第１実施形態による半導体ウェハ５０が形成される。
【００７７】
続いて、互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の領域（間隔Ｌ５間の領域）に、［１１−２０］方向に延びるスクライブ傷（図示せず）を導入し、このスクライブ傷を起点として基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）を劈開することによりバー状に分割する。ここで、第１実施形態では、図６、図１７および図１８に示すように、間隔Ｌ５の略中央に分割予定線Ｐ１に沿って、罫書きなどによりスクライブ傷を導入する。そして、このスクライブ傷を起点として基板を分割する。これにより、リッジ部２０の延びる方向（［１−１００］方向）と直交する方向（［１１−２０］方向）に基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）が劈開され、共振器面３０が形成される。その結果、分割予定線Ｐ１に沿って基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）が分割され、図１９に示すようなバー状の素子が得られる。
【００７８】
ここで、スクライブ傷を導入する際に、ｐ側パッド電極２３に切欠部２３ａが形成されていない場合には、光出射側と光反射側とを分離するために、左右非対称な位置（間隔Ｌ５の中央からいずれかのｐ側パッド電極２３側にずれた位置）にスクライブ傷を導入せざるを得ない。このようにしなければ、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４を設けることが困難になるからである。このような作業も不可能ではないが、製造上、妥当な倍率での観察像を基に作業を行う場合、［１−１００］方向に互いに分離されたｐ側パッド電極２３の中央（間隔Ｌ５の中央）にスクライブ傷を導入する方が、作業効率が高い上に、エラーも少なくなる。
【００７９】
なお、半導体ウェハの決められた領域にスクライブ傷を導入するためには、その上下左右に１チップずつ程度は装置のモニタ画面で確認できないと全体像がわかりづらいため、作業が行いにくくなる。また、［１−１００］方向に互いに分離されたｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ５がモニタ画面上で数センチも離れていては、間隔Ｌ５の中央を一目で判断することが難しくなる。一方、間隔Ｌ５があまりに狭すぎてはアライメントが行えなくなるので意味がなくなる。このため、モニタ画面の大きさ、ｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ５および上記の点を勘案すると、観察像の妥当な倍率は１００倍〜２５０倍程度と言える。
【００８０】
また、ｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ５は、本質的には、チップ（半導体レーザ素子）に許容できる共振器長ばらつきにより決定されるが、５μｍ〜２０μｍ程度とすると、作業上、隙間（間隔Ｌ５）が判別しやすく、かつ、スクライブ傷を導入する位置の位置決めが行いやすい。間隔Ｌ５が５μｍより小さくなると、作業として現実的な倍率で拡大した場合に、隙間（間隔Ｌ５）を見ることが難しくなる。一方、間隔Ｌ５を２０μｍよりも大きくすると、分割ラインの揺らぎとして許容されるばらつきが大きくなるとともに、間隔Ｌ５の中央を見定めることが難しくなってくる。
【００８１】
その後、図２０に示すように、蒸着法やスパッタ法などの手法を用いて、バー状の素子の端面（共振器面３０）にコーティングを施す。具体的には、片側（切欠部２３ａが形成されている側）の端面に、たとえば、窒化アルミニウム層（図示せず）および酸化アルミニウム層（図示せず）が積層された２層からなるＡＲコーティング層２７を形成する。また、その反対側の端面に、たとえば、酸化シリコン層（図示せず）と酸化チタン層（図示せず）とが交互に全９層積層されたＨＲコーティング層２８を形成する。
【００８２】
最後に、［１−１００］方向に沿った分割予定線Ｐ２に沿ってバー状の素子を分割することにより、個々のチップ（半導体レーザ素子）に個片化する。このようにして、図１に示した本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０が製造される。
【００８３】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０の製造方法では、上記のように構成することによって、ｐ側パッド電極２３を、劈開により共振器面３０を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に互いに隣り合うｐ側パッド電極２３において、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極２３と隣り合う他方のｐ側パッド電極２３との間の間隔Ｌ５を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面３０を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。たとえば、図２１に示すように、劈開による分割ラインＱが、ｐ側パッド電極２３によって規定された分割マージンを超えてｐ側パッド電極２３にかかった場合には、その素子を劈開に起因する素子不良として容易に判定することができる。なお、劈開後の分割ラインＱがｐ側パッド電極２３にかかった素子は、素子不良として取り除かれる。
【００８４】
また、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１０の製造方法では、ＣＯＤの発生を抑制するための電流注入制限領域２４を設けた場合でも、分割マージンとして規定された互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の距離（間隔Ｌ５）が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）を劈開することにより個々の窒化物系半導体レーザ素子に個片化した際に、ＣＯＤの発生を抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子１０を得ることができる。
【００８５】
また、第１実施形態では、上記のように、劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができるので、検査工程における検査効率および作業効率を向上させることができる。すなわち、現実の技術では、検査すべき不良のパターンが多すぎるため判定を人力に頼らざるを得ず、特徴がはっきりしている方が素子不良の見落としが少なくなるとともに、判定も速くなる。これにより、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。なお、上記した構成では、素子不良の判定ミスが増加するという不都合が生じるのを抑制することができるので、製品（窒化物系半導体レーザ素子）の品質管理を容易に行うことができる。これにより、判定ミスによる不良品が市場に流出するのを抑制することができるので、市場において取引される製品（窒化物系半導体レーザ素子）の信頼性を向上させることができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、上記のように、ｐ側パッド電極２３にマーカとしての機能を持たせることができるので、別途、マーカを設ける必要がない。このため、別途、マーカを設ける場合に比べて、製造工程が増加するのを抑制することができる。また、別途、マーカを設けた場合には、再アライメントによる誤差を考慮する必要があるので、窒化物系半導体レーザ素子の製造精度が低下するという不都合がある。これに対し、ｐ側パッド電極２３にマーカとしての機能を持たせた場合には、再アライメントが不要となるので、精度よくマーカを形成することができ、上記不都合が生じるのを抑制することができる。さらに、ｐ側パッド電極２３とマーカとが一体となっているため、微小なマーカを設けた場合に生じるマーカ欠損の問題も生じにくくすることができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、ｐ側パッド電極２３のリッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）の端部において、リッジ部２０（光導波路４０）の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部２３ａを形成することによって、製造工程を増加させることなく、劈開により共振器面３０を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定をより容易に行うことができるとともに、ＣＯＤの発生に起因する信頼性の低下を抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子１０を製造することができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に互いに隣り合うｐ側パッド電極２３において、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極２３と隣り合う他方のｐ側パッド電極２３との間の間隔Ｌ５の略中央部で、基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）を劈開することによって、劈開による基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）の分割作業を容易に行うことができる。これにより、分割作業の作業効率を向上させることができるとともに、分割不良を低減することができる。したがって、これによっても、製造工数を低減することができるので、製造効率を向上させることができる。
【００８９】
（第２実施形態）
図２２は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。図２３は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。図２４は、図２３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。次に、図２２〜図２４を参照して、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０の構造について説明する。
【００９０】
この第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０では、図２２〜図２４に示すように、共振器幅Ｗの中央部から一方の側端面側に所定の距離だけずれた位置にリッジ部２０が形成されている。また、ｐ側パッド電極２３は、平面的に見て、略矩形状に形成されているとともに、光出射面３０ａ側の端部において、リッジ部２０（光導波路４０）の上方に位置する部分を含む所定部分に切欠部１２３ａが形成されている。具体的には、ｐ側パッド電極２３の光出射面３０ａ側の端面と一方の側端面との角部に、切欠部１２３ａが形成されている。この切欠部１２３ａは、［１１−２０］方向に、リッジ部２０の幅の１倍〜１０倍程度の幅Ｗ１を有しており、［１−１００］方向にＬ１（たとえば約２２．５μｍ）の長さを有している。これにより、ｐ側パッド電極２３は、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ２が、リッジ部２０（光導波路４０）上における光出射面３０ａからｐ側パッド電極２３までの距離Ｌ３よりも小さくなるように形成されている。
【００９１】
また、上記距離Ｌ３が、上記距離Ｌ２よりも大きくなるようにｐ側パッド電極２３が形成されることによって、光出射面３０ａ側に電流注入制限領域２４が設けられている。
【００９２】
第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９３】
また、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９４】
図２５は、本発明の第２実施形態による半導体ウェハの平面図である。次に、図２３および図２５を参照して、本発明の第２実施形態による半導体ウェハ１５０の構造について説明する。
【００９５】
第２実施形態による半導体ウェハ１５０は、上記した窒化物系半導体レーザ素子１１０を複数含んでおり、この半導体ウェハ１５０が劈開により分割されることによって、上記窒化物系半導体レーザ素子１１０が得られる。
【００９６】
また、半導体ウェハ１５０は、上記第１実施形態と同様、複数のｐ側パッド電極２３を有している。この複数のｐ側パッド電極２３は、互いに分離されているとともに、窒化物系半導体層上にマトリクス状に配列されている。また、ｐ側パッド電極２３の一方の端部（一方の端面と一方の側端面との角部）には、それぞれ、上記した切欠部１２３ａが形成されている。これにより、半導体ウェハ１５０の所定領域に電流注入制限領域２４が設けられている。そして、ｐ側パッド電極２３は、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に、間隔Ｌ５を隔てて配列されている。これにより、半導体ウェハ１５０は、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ５が、リッジ部２０（光導波路４０）上における互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の間隔Ｌ６よりも小さくなるように構成されている。
【００９７】
ここで、第２実施形態では、上記間隔Ｌ５が分割マージンとなるように、たとえば、約５μｍ〜約２０μｍの幅に設定されている。一方、上記間隔Ｌ６は、たとえば、約２７．５μｍ〜約４２．５μｍの幅に設定されている。なお、後述する製造方法において、半導体ウェハ１５０からバーへの劈開は、間隔Ｌ５の略中央で行う。これにより、共振器面３０（図２３参照）とｐ側パッド電極２３との間の距離Ｌ２（図２３参照）が一定範囲内に収まっていることが容易に見てとれる。
【００９８】
第２実施形態による半導体ウェハ１５０では、上記のように構成することによって、第１実施形態と同様、ｐ側パッド電極２３を、劈開により共振器面３０を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に互いに隣り合うｐ側パッド電極２３において、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極２３と隣り合う他方のｐ側パッド電極２３との間の間隔Ｌ５を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面３０を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。
【００９９】
なお、第２実施形態による半導体ウェハ１５０では、ＣＯＤの発生を抑制するための電流注入制限領域２４を設けた場合でも、分割マージンとして規定された互いに隣り合うｐ側パッド電極２３間の距離（間隔Ｌ５）が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。このため、半導体ウェハ１５０を劈開することにより個々の窒化物系半導体レーザ素子に個片化した際に、ＣＯＤの発生を抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子１１０を得ることができる。
【０１００】
図２６〜図２８は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図である。次に、図７〜図１２、図２２および図２４〜図２８を参照して、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０の製造方法について説明する。
【０１０１】
まず、図７〜図１２に示した第１実施形態と同様の方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、窒化物系半導体各層１２〜１９（図２４参照）を成長させるとともに、図２５に示したように、［１−１００］方向に互いに平行に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部２０を形成する。
【０１０２】
次に、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、窒化物系半導体層上に、マトリクス状に配列された複数のｐ側パッド電極２３を形成する。この際、図２５に示したように、複数のｐ側パッド電極２３は、それぞれ、平面的に見て略矩形状に形成するとともに、ｐ側オーミック電極２１の一部を覆うように（ｐ側オーミック電極２１の上面の一部と直接接触するように）形成する。さらに、複数のｐ側パッド電極２３は、［１−１００］方向に互いに分離して配置する。
【０１０３】
ここで、第２実施形態では、ｐ側パッド電極２３の一方の端部（一方の端面と一方の側端面との角部）に、上記した切欠部１２３ａを形成する。
【０１０４】
次に、基板（半導体ウェハ）を分割し易くするために、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型ＧａＮ基板１１を約８０μｍ〜約１５０μｍ（たとえば約１３０μｍ）の厚みまで薄くする。そして、研削または研磨した面にドライエッチングなどを施して表面を調整する。
【０１０５】
続いて、図２４に示したように、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上に、真空蒸着法などを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面側からＨｆ層（図示せず）およびＡｌ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側電極２５を形成する。そして、ｎ側電極２５上に、ｎ側電極２５側からＭｏ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側パッド電極２６を形成する。また、ｎ側パッド電極２６は、ｎ側電極２５を覆うように形成する。なお、ｎ側電極２５の形成前に、ｎ側の電気特性の調整などの目的で、ドライエッチングやウェットエッチングを行ってもよい。
【０１０６】
このようにして上記した第２実施形態による半導体ウェハ１５０が形成される。
【０１０７】
続いて、図２６および図２７に示すように、上記第１実施形態と同様にして基板（半導体ウェハ、窒化物系半導体層）を分割予定線Ｐ１に沿って劈開することによりバー状に分割する。
【０１０８】
その後、上記第１実施形態と同様、蒸着法やスパッタ法などの手法を用いて、バー状の素子の端面（共振器面３０）にコーティングを施す。
【０１０９】
最後に、［１−１００］方向に沿った分割予定線Ｐ２に沿ってバー状の素子を分割することにより、個々のチップ（半導体レーザ素子）に個片化する。このようにして、図２２に示した本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０が製造される。
【０１１０】
第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１１０の製造方法では、上記のように構成することによって、ｐ側パッド電極２３を、劈開により共振器面３０を形成する際の分割マージンの指標となるマーカとして機能させることができる。また、リッジ部２０（光導波路４０）の延びる方向（［１−１００］方向）に互いに隣り合うｐ側パッド電極２３において、リッジ部２０（光導波路４０）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極２３と隣り合う他方のｐ側パッド電極２３との間の間隔Ｌ５を分割マージンとして規定することによって、劈開により共振器面３０を形成する際に劈開に起因する素子不良の判定を容易に行うことができる。たとえば、図２８に示すように、劈開による分割ラインＱが、ｐ側パッド電極２３によって規定された分割マージンを超えてｐ側パッド電極２３にかかった場合には、その素子を劈開に起因する素子不良として容易に判定することができる。なお、劈開後の分割ラインＱがｐ側パッド電極２３にかかった素子は、素子不良として取り除かれる。
【０１１１】
第２実施形態の製造方法のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１２】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１１３】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系以外の材料系の半導体レーザ素子に本発明を適用してもよい。なお、窒化物系以外の材料系の半導体レーザ素子において、端面に窓構造（ＣＯＤを防止するために、レーザ光よりもバンドギャップの大きな材料系を光出射面に設ける構造）を作製する場合、ＣＯＤを十分に防止するために、光出射面側にはある程度大きな領域が必要となる一方、光反射面側にはほとんどなくてよい場合がある。また、全体の有効面積の観点から、トータルの窓領域の大きさは小さいほうが好ましい場合がある。窒化物系以外の材料系の半導体レーザ素子に本発明を適用すれば、このような場合にも有効である。
【０１１４】
また、上記第１および第２実施形態では、基板にｎ型ＧａＮ基板を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、および、ＡｌＧａＩｎＮなどからなる基板を用いてもよい。また、基板上に結晶成長される窒化物系半導体層の各層については、その厚みや組成等は、所望の特性に合うものに適宜組み合わせたり、変更したりすることが可能である。たとえば、半導体層を追加または削除したり、半導体層の順序を一部入れ替えたりしてもよい。また、導電型を一部の半導体層について変更してもよい。すなわち、窒化物系半導体レーザ素子としての基本特性が得られる限り自由に変更可能である。
【０１１５】
また、上記第１および第２実施形態では、ｐ側パッド電極の光反射面側の端部に切欠部を設けない構成にしたが、本発明はこれに限らず、ｐ側パッド電極の光反射面側にも光出射面側の端部と同様の切欠部を形成してもよい。
【０１１６】
また、上記第１および第２実施形態では、ｐ側パッド電極を、略矩形状の平面形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、略矩形状以外の平面形状にｐ側パッド電極を形成してもよい。たとえば、略Ｌ字状または略Ｔ字状の平面形状にｐ側パッド電極を形成してもよい。
【０１１７】
なお、ｐ側パッド電極を略矩形状以外の平面形状に形成した場合には、ｐ側パッド電極は、リッジ部（光導波路）上以外の少なくとも一部の領域における光出射面からｐ側パッド電極までの距離が、リッジ部（光導波路）上における光出射面からｐ側パッド電極までの距離よりも小さくなるように形成されていればよい。また、半導体ウェハを劈開によりバー状に分割する際には、リッジ部（光導波路）の延びる方向に互いに隣り合うｐ側パッド電極において、リッジ部（光導波路）上以外の領域における一方のｐ側パッド電極と隣り合う他方のｐ側パッド電極との間の間隔が最も小さくなる位置での間隔の略中央部で半導体ウェハを劈開すればよい。
【０１１８】
また、上記第１および第２実施形態では、埋め込み層をＳｉＯ2から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ＳｉＯ2以外の絶縁性材料から構成してもよい。たとえば、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3やＺｒＯ2などから埋め込み層を構成してもよい。
【０１１９】
また、上記第１および第２実施形態では、ｐ側オーミック電極をＰｄから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、仕事関数の大きい材料であればＰｄ以外の材料によってｐ側オーミック電極を構成してもよい。たとえば、Ｎｉ、ＰｔまたはＡｕなどからｐ側オーミック電極を構成してもよい。
【０１２０】
また、上記第１および第２実施形態では、ｐ側パッド電極を、埋め込み層側からＴｉ層、Ｍｏ層、およびＡｕ層を順次積層することにより形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、埋め込み層側から、たとえば、Ｍｏ層およびＡｕ層を順次積層することによりｐ側パッド電極を形成してもよい。
【０１２１】
また、上記第１および第２実施形態では、ｎ型電極を、ｎ型ＧａＮ基板の裏面側からＨｆ層およびＡｌ層を順次積層することにより形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型ＧａＮ基板の裏面側から、たとえば、Ｔｉ層およびＡｌ層を順次積層することによりｎ側電極を形成してもよい。
【０１２２】
また、上記第１および第２実施形態では、リッジ部を形成する際のマスク層としてレジストを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＳｉＯ2などからなるマスク層を用いてリッジ部を形成することもできる。この場合、フォトリソグラフィ工程とフッ酸系溶液による溶解との組み合わせ等の方法で、リッジ部の頂上（上面）を露出させることが可能である。
【０１２３】
なお、上記第１および第２実施形態において、ｐ側オーミック電極の形成は、リッジ部の形成後であってもよい。この場合は、リッジ部および埋め込み層を形成した後、パターン化されたｐ側オーミック電極をリッジ部の上面に接するように作製すればよい。
【０１２４】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明をリッジ型のレーザ構造に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、リッジ型以外のＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型やＲｉＳ（Ｒｉｄｇｅ  ｂｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｒｅ−ｇｒｏｗｔｈ）型などのレーザ構造に本発明を適用することもできる。
【０１２５】
また、上記第１および第２実施形態では、リッジ部を［１−１００］方向に延びるように形成するとともに、共振器面を［１１−２０］方向に沿った方向に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、結晶として等価な方向に形成することが可能である。また、Ｍ面やＡ面等を利用した基板上においては、［０００１］方向にリッジ部を形成すると、劈開により端面形成を行うのに都合がよい。
【０１２６】
また、上記第１および第２実施形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＭＯＣＶＤ法以外の方法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させるようにしてもよい。ＭＯＣＶＤ法以外の方法としては、たとえば、ＨＶＰＥ法（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、および、ガスソースＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などが考えられる。
【０１２７】
また、本発明は、光ピックアップの光源として用いられる窒化物系半導体レーザ素子以外に、たとえば、照明用に用いられるブロードエリア半導体レーザ素子や、通信用レーザ素子などの高い光出力を要し、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが重要となる、もしくは、動作電圧が重要となる素子にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の活性層の構造を示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の電流注入量を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態による半導体ウェハの平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図１８】図１７の一部を拡大して示した平面図である。
【図１９】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図２０】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図２１】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図２２】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。
【図２３】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２５】本発明の第２実施形態による半導体ウェハの平面図である。
【図２６】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図２７】図２６の一部を拡大して示した平面図である。
【図２８】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０、１１０                  窒化物系半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
１１                          ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１２                          下部コンタクト層（半導体層、窒化物系半導体層）
１３                          下部クラッド層（半導体層、窒化物系半導体層）
１４                          下部ガイド層（半導体層、窒化物系半導体層）
１５                          活性層（半導体層、窒化物系半導体層）
１６                          蒸発防止層（半導体層、窒化物系半導体層）
１７                          上部ガイド層（半導体層、窒化物系半導体層）
１８                          上部クラッド層（半導体層、窒化物系半導体層）
１９                          上部コンタクト層（半導体層、窒化物系半導体層）
２０                          リッジ部
２１                          ｐ側オーミック電極（第２電極層）
２２                          埋め込み層
２３                          ｐ側パッド電極（第１電極層）
２３ａ、１２３ａ              切欠部
２４                          電流注入制限領域
２５                          ｎ側電極
２６                          ｎ側パッド電極
２７                          ＡＲコーティング層
２８                          ＨＲコーティング層
３０                          共振器面
３０ａ                        光出射面
３０ｂ                        光反射面
４０                          光導波路
５０、１５０                  半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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