(57)【要約】【課題】共振器端面の発熱に起因した熱的影響を抑制することが可能な半導体レーザ素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】この半導体レーザ素子は、発光層を有し、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層と、電流通路部の近傍に形成された電流ブロック層と、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられるとともに電流通路部の上方に位置するように形成され、電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層とを備える。【選択図】図１
2010041035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を有し、前記発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層と、
前記電流通路部の近傍に形成された電流ブロック層と、
少なくとも前記半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられるとともに前記電流通路部の上方に位置するように形成され、前記電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層とを備える、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体素子層の前記共振器端面が形成される領域近傍以外の領域上に形成されるパッド電極をさらに備え、
前記放熱層は、少なくとも前記パッド電極の形成されていない領域の前記電流通路部の上方に位置するように形成されている、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記放熱層は、前記電流ブロック層の表面上に積層されており、
前記パッド電極は、前記電流ブロック層および前記放熱層の少なくとも一方が積層された領域上に形成されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記半導体素子層の前記電流通路部の近傍以外の領域は、前記電流ブロック層から露出されており、
前記放熱層は、前記電流ブロック層から露出する前記半導体素子層の上面上に形成されている、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】
前記電流通路部の表面上に形成される金属電極層をさらに備え、
前記放熱層は、前記金属電極層と接する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記放熱層は、第１放熱層と、前記第１放熱層の前記半導体素子層とは反対側の表面上に形成される第２放熱層とを含み、
前記第２放熱層は、酸化膜である、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】
発光層を有し、前記発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層を形成する工程と、
前記電流通路部の近傍領域に電流ブロック層を形成する工程と、
少なくとも前記半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍であり、かつ、前記電流通路部の上方に、前記電流ブロック層の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層を形成する工程とを備える、半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
発光層を有し、前記発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層と、前記電流通路部の近傍に形成された電流ブロック層と、少なくとも前記半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられるとともに前記電流通路部の上方に位置するように形成され、前記電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層とを含む半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系と、
前記出射光を検出する光検出部とを備える、光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置に関し、特に、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層を備えた半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層を備えた半導体レーザ素子などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、基板上に下部クラッド層、活性層および上部クラッド層などを順次形成し、上部クラッド層に形成される電流通路部を絶縁層（電流ブロック層）により狭く制限したリッジストライプ構造を有するＺｎＳｅ系半導体レーザが開示されている。この半導体レーザでは、上部クラッド層に形成された電流通路部（リッジ）の側壁部と電流通路部以外の平坦部上とに接するように、多結晶ＺｎＳからなる半導体層（ボンディング層）を介して多結晶Ｓｉを含む絶縁層（電流ブロック層）が形成されている。これにより、半導体レーザの発熱が多結晶Ｓｉを含む絶縁層を介して外部に放熱されるように構成されている。また、上記特許文献１に記載された半導体レーザでは、電流通路部（リッジ）の表面上に形成された電極層（オーミック層）と電流通路部の側壁部に形成された絶縁層（電流ブロック層）とを覆うように、Ａｕなどからなるパッド電極が形成されている。このパッド電極は、半導体レーザの共振器端面を形成する際に、素子の劈開に伴って劈開位置近傍のパッド電極が金属の塑性変形により垂れ下がって共振器端面に付着するのを防止するために、予め共振器端面から所定の距離だけ素子の内側に奥まった位置に形成されるのが一般的である。なお、半導体レーザの発熱は、電極層（オーミック層）や絶縁層を介してパッド電極に伝わって外部（たとえばパッド電極に接合されたＡｕワイヤなど）に放熱される。また、半導体レーザの発熱は、主に、発光層および発光層上部の半導体層に形成された電流通路部に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１８６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子では、電流通路部からの発熱は、パッド電極が形成されている領域では電流通路部の側壁から絶縁層を伝わりながらパッド電極を介してある程度効率よく放熱される。一方、共振器端面近傍のパッド電極が形成されていない領域では、絶縁層からの放熱がほとんど行われない。すなわち、共振器端面の温度上昇に伴う格子振動の増大が、共振器端面に発生した欠陥に電流を流れやすくさせるため、共振器端面での漏れ電流が増加する場合がある。また、共振器端面の発熱に起因して光学損傷破壊（ＣＯＤ）が発生する場合がある。このため、共振器端面の発熱に起因した半導体レーザ素子に対する熱的影響が抑制されにくいという問題点がある。
【０００６】
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、共振器端面の発熱に起因した熱的影響を抑制することが可能な半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することである。
【０００７】
また、この発明のもう１つの目的は、半導体レーザ素子の熱的影響が抑制された光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の局面による半導体レーザ素子は、発光層を有し、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層と、電流通路部の近傍に形成された電流ブロック層と、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられるとともに電流通路部の上方に位置するように形成され、電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層とを備える。
【０００９】
この発明の第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられ、かつ、電流通路部の上方に位置するように形成された放熱層を備えることによって、レーザ素子の駆動時に、共振器方向に延びる電流通路部からの発熱のうち、共振器端面の近傍領域における発熱を、電流通路部の上方に形成された放熱層を介して外部に効率よく放熱させることができる。すなわち、半導体レーザ素子に設けられる金属からなるパッド電極が共振器端面の近傍領域に形成されていない場合であっても、上記放熱層が共振器端面の近傍領域からの放熱を促進する機能を担う。これにより、共振器端面の発熱に起因した半導体レーザ素子に対する熱的影響を抑制することができる。また、電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層を備えることによって、共振器端面の近傍領域における電流通路部の発熱を、電流ブロック層の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する放熱層に優先的に熱伝導させて放熱させることができる。また、電流通路部の熱が放熱層から効率よく放熱されるので、電流ブロック層の温度上昇が抑制される。これにより、電流ブロック層への熱的影響を軽減することができる。
【００１０】
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、半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍以外の領域上に形成されるパッド電極をさらに備え、放熱層は、少なくともパッド電極の形成されていない領域の電流通路部の上方に位置するように形成されている。このように構成すれば、Ａｕなどの金属からなる電極が共振器端面の近傍領域に形成されていない場合であっても、共振器端面の近傍領域における電流通路部からの発熱を放熱層によって確実に吸収することができる。
【００１１】
上記パッド電極を備える構成において、好ましくは、放熱層は、電流ブロック層の表面上に積層されており、パッド電極は、電流ブロック層および放熱層の少なくとも一方が積層された領域上に形成されている。このように構成すれば、パッド電極が電流ブロック層や放熱層の厚みの分だけ半導体素子層の表面から遠ざけられるので、パッド電極と半導体素子層との間の寄生容量（静電容量）を低減させることができる。この結果、半導体レーザ素子の高周波動作特性を改善することができる。
【００１２】
上記パッド電極を備える構成において、好ましくは、パッド電極は、共振器端面が形成される領域近傍以外の領域において放熱層と接触している。このように構成すれば、共振器端面の近傍領域における発熱を、放熱層のみならず放熱層と接触するパッド電極を介して効率よく外部に放熱させることができる。
【００１３】
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、放熱層の厚みは、電流ブロック層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、電流通路部近傍で発生した熱が、熱伝導に優れた放熱層の厚み方向のみならず、この方向と直交する放熱層の面方向にも伝播するので、レーザ素子の放熱特性をより向上させることができる。また、放熱層の厚みが大きくなる分、寄生容量（静電容量）をさらに低減させることができる。
【００１４】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体素子層の電流通路部の近傍以外の領域は、電流ブロック層から露出されており、放熱層は、電流ブロック層から露出する半導体素子層の上面上に形成されている。このように構成すれば、電流通路部からの発熱が、半導体素子層の上面に直接接触して形成された放熱層の部分においても放熱されるので、半導体レーザ素子全体の温度上昇を抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【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、半導体素子層は、上面に、平坦部と平坦部から上方に突出するとともに共振器方向に沿って延びるストライプ状の凸部とが形成されており、電流ブロック層が凸部の側面を覆うことにより発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成されている。このように構成すれば、一般的に熱伝導率の小さな誘電体からなる電流ブロック層を用いたリッジ構造の半導体レーザ素子においても、電流ブロック層よりも大きな熱伝導率を有する放熱層により、共振器端面の発熱に起因した熱的影響を容易に抑制することができる。
【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、電流通路部の表面上に形成される金属電極層をさらに備え、放熱層は、金属電極層と接する。このように構成すれば、電流通路部からの発熱を、電流通路部の表面上に形成された金属電極層を介して放熱層に効率よく熱伝導させることができる。
【００１７】
上記金属電極層を備える構成において、好ましくは、放熱層は、少なくとも共振器端面近傍の電流通路部が形成された領域の上部の金属電極層の表面上に形成されている。このように構成すれば、共振器端面近傍における電流通路部からの発熱を、少なくとも電流通路部の表面上に形成された金属電極層を介して放熱層に効率よく熱伝導させることができる。
【００１８】
上記金属電極層を備える構成において、好ましくは、半導体素子層は、共振器端面が形成される領域近傍に金属電極層が形成されていない領域を有し、放熱層は、領域の表面上に形成されている。このように構成すれば、共振器端面近傍では電流通路部に電流が供給されないので、共振器端面におけるリーク電流を低減することができる。また、放熱層が、金属電極層の形成されていない領域上に形成されているので、共振器端面における光吸収に伴う発熱を、放熱層を介して効率よく外部に放熱させることができる。
【００１９】
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、電流ブロック層の屈折率は、放熱層の屈折率よりも小さい。このように構成すれば、発光層からの光が放熱層が形成された電流通路部の上方に漏れ出すのを容易に抑制することができるので、電流ブロック層によって安定した光閉じ込めを行うことができる。
【００２０】
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、放熱層は、半導体、誘電体または金属酸化物のいずれかからなる。このように構成すれば、半導体素子層上に、半導体レーザ素子の放熱を促進させる放熱層を容易に形成することができる。
【００２１】
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、放熱層は、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＩＴＯからなるグループより選択される少なくともいずれかの材料からなる１層または２層以上の積層体からなる。このように構成すれば、一般的に小さな熱伝導率を有する誘電体からなる電流ブロック層よりも大きな熱伝導率を有する放熱層を容易に形成することができる。
【００２２】
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、放熱層は、第１放熱層と、第１放熱層の半導体素子層とは反対側の表面上に形成される第２放熱層とを含み、第２放熱層は、酸化膜である。このように構成すれば、酸化膜からなる第２放熱層によって第１放熱層を機械的および熱的な損傷から保護することができるので、第１放熱層の放熱性能を維持することができる。
【００２３】
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、共振器端面上に形成された端面保護膜をさらに備える。このように構成すれば、共振器端面を、熱的な損傷から一層保護することができる。
【００２４】
上記端面保護膜を備える構成において、好ましくは、端面保護膜は、共振器端面が形成される領域近傍に位置する放熱層の表面と接触している。このように構成すれば、共振器端面近傍の電流通路部からの発熱を、半導体素子層に直接的に接触する放熱層のみならず、共振器端面上に形成された端面保護膜を介しても放熱層に熱伝導させることができるので、共振器端面における発熱を確実に放熱させることができる。
【００２５】
上記端面保護膜を備える構成において、好ましくは、半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍以外の領域上に形成されるパッド電極をさらに備え、放熱層の表面と接触する端面保護膜の厚みは、パッド電極の厚みよりも小さい。このように構成すれば、パッド電極側を導電層に接触するように配置して通電を行う場合、放熱層の表面に接触する端面保護膜に阻害されることなく通電を行うことができる。
【００２６】
この発明の第２の局面による半導体レーザ素子の製造方法は、発光層を有し、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層を形成する工程と、電流通路部の近傍領域に電流ブロック層を形成する工程と、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍であり、かつ、電流通路部の上方に、電流ブロック層の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層を形成する工程とを備える。
【００２７】
この発明の第２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、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍であり、かつ、電流通路部の上方に、電流ブロック層の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層を形成することによって、レーザ素子の駆動時に、共振器方向に延びる電流通路部からの発熱のうち、共振器端面の近傍領域における発熱を、電流通路部の上方に形成された放熱層を介して外部に効率よく放熱させることができる。すなわち、半導体レーザ素子に設けられる金属からなるパッド電極が共振器端面の近傍領域に形成されていない場合であっても、上記放熱層が共振器端面の近傍領域からの放熱を促進する機能を担う。これにより、共振器端面の発熱に起因した熱的影響が抑制された半導体レーザ素子を得ることができる。また、電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層を形成することによって、共振器端面の近傍領域における電流通路部の発熱を、電流ブロック層の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する放熱層に優先的に熱伝導させて放熱させることができる。また、電流通路部の熱が放熱層から効率よく放熱されるので、電流ブロック層の温度上昇が抑制される。これにより、電流ブロック層への熱的影響を軽減された半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２８】
上記第２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、放熱層を形成する工程の後に、半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍以外の領域上にパッド電極を形成する工程をさらに備え、パッド電極を形成する工程は、電流ブロック層および放熱層の少なくとも一方が形成された領域上にパッド電極を形成する工程を含む。このように構成すれば、パッド電極が電流ブロック層や放熱層の厚みの分だけ半導体素子層の表面から遠ざけられるので、パッド電極と半導体素子層との間の寄生容量（静電容量）を低減させることができる。この結果、高周波動作特性が改善された半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２９】
上記第２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、放熱層を形成する工程の後に、放熱層が形成された領域に対応する半導体素子層の部分を劈開することにより、半導体素子層に共振器端面を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、放熱層が形成された領域に共振器端面が形成されるので、共振器端面の発熱が放熱層を介して外部に効率よく放熱される分、共振器端面が過度に発熱するのが抑制された半導体レーザ素子を得ることができる。
【００３０】
この発明の第３の局面による光ピックアップ装置は、発光層を有し、発光層近傍の半導体層に電流通路部が形成された半導体素子層と、電流通路部の近傍に形成された電流ブロック層と、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられるとともに電流通路部の上方に位置するように形成され、電流ブロック層が有する熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する放熱層とを含む半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系と、出射光を検出する光検出部とを備える。
【００３１】
この発明の第３の局面による光ピックアップ装置では、上記のように、少なくとも半導体素子層の共振器端面が形成される領域近傍に設けられ、かつ、電流通路部の上方に位置するように形成された放熱層を含む半導体レーザ素子を備えることによって、光ピックアップ装置を構成するレーザ素子の駆動する際、レーザ素子の共振器方向に延びる電流通路部からの発熱のうち、共振器端面の近傍領域における発熱を、電流通路部の上方に形成された放熱層を介してレーザ素子周囲に効率よく放熱させることができる。これにより、半導体レーザ素子の熱的影響が抑制された光ピックアップ装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、共振器端面の発熱に起因した熱的影響を抑制することが可能な半導体レーザ素子およびその製造方法および光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の半導体レーザ素子の概略的な構造を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した平面図である。
【図３】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子からｐ側パッド電極を除いた素子構造を示した平面図である。
【図４】図２の１０００−１０００線における断面図である。
【図５】図２の１１００−１１００線における断面図である。
【図６】図２の１２００−１２００線における断面図である。
【図７】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図８】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図９】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１０】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１１】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１２】図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１７】図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１８】図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図１９】本発明の第３実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した平面図である。
【図２０】図１９の３０００−３０００線における断面図である。
【図２１】図１９の３１００−３１００線における断面図である。
【図２２】図１９の３２００−３２００線における断面図である。
【図２３】本発明の第４実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した平面図である。
【図２４】図２３の４１００−４１００線における断面図である。
【図２５】図２３の４２００−４２００線における断面図である。
【図２６】本発明の第５実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した平面図である。
【図２７】図２６の５０００−５０００線における断面図である。
【図２８】図２６の５１００−５１００線における断面図である。
【図２９】図２６の５２００−５２００線における断面図である。
【図３０】本発明の第６実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した平面図である。
【図３１】図３０の６０００−６０００線における断面図である。
【図３２】図３０の６２００−６２００線における断面図である。
【図３３】本発明の第７実施形態によるリッジ導波型の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図３４】図３３に示した第７実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した正面図である。
【図３５】図３４の７０００−７０００線における断面図である。
【図３６】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３７】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３８】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３９】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図４０】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図４１】本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図４２】図４１の７１００−７１００線における断面図である。
【図４３】本発明の第７実施形態の変形例によるリッジ導波型の半導体レーザ素子の構造を示した正面図である。
【図４４】図４３の７７００−７７００線における断面図である。
【図４５】本発明の第８実施形態によるリッジ導波型の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図４６】図４５の８０００−８０００線における断面図である。
【図４７】本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図４８】本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図４９】本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図５０】本発明の第８実施形態の変形例によるリッジ導波型の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図５１】本発明の第９実施形態によるリッジ導波型の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図５２】図５１の９０００−９０００線における断面図である。
【図５３】本発明の第１０実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図５４】図５３の９５００−９５００線における断面図である。
【図５５】本発明の第１１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が実装されたレーザ装置の概略的な構造を示した外観斜視図である。
【図５６】本発明の第１１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が実装されたレーザ装置のキャンパッケージの蓋体を外した状態での上面図である。
【図５７】本発明の第１１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が実装されたレーザ装置が内蔵された光ピックアップ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
まず、図１を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明による半導体レーザ素子の概略的な構成について、半導体レーザ素子２０を例として説明する。
【００３６】
本発明による半導体レーザ素子２０は、図１に示すように、半導体基板１の表面上に、第１半導体層２、活性層３および第２半導体層４がこの順に積層されている。また、第２半導体層４には、共振器端面２０ａから見てＣ１方向に突出する凸部と、凸部から両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とが形成されている。この凸部により、共振器端面２０ａと垂直な方向（Ａ方向）にストライプ状に延びるリッジ１０が形成されている。また、リッジ１０の下部に位置する活性層３の部分に光導波路が形成されている。なお、活性層３および第２半導体層４は、それぞれ、本発明の「発光層」および「半導体層」の一例である。また、リッジ１０は、本発明の「電流通路部」の一例である。
【００３７】
また、第２半導体層４の凸部上に、オーミック電極層５が形成されている。なお、図１に示すように、第１半導体層２、活性層３および第２半導体層４によって、半導体素子層１１が形成されている。そして、第２半導体層４の平坦部の上面と、第２半導体層４の凸部およびオーミック電極層５の両側面とを覆うようにＳｉＯ２などからなる電流ブロック層６が形成されている。また、半導体基板１の下面上には、第１電極７が形成されるとともに、一対の共振器端面２０ａの近傍を除く領域のオーミック電極層５および電流ブロック層６上の所定領域を覆うように、Ａ方向に延びる第２電極８（パッド電極）が形成されている。なお、オーミック電極層５は、本発明の「金属電極層」の一例であり、第２電極８は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【００３８】
ここで、半導体レーザ素子２０には、一対の共振器端面２０ａの近傍のオーミック電極層５、および、隣接する電流ブロック層６上の所定領域を覆うように熱伝導性膜９が形成されている。なお、熱伝導性膜９は、本発明の「放熱層」の一例である。
【００３９】
また、熱伝導性膜９は、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層６の熱伝導率（約１．４Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも大きい熱伝導率を有する材料からなる。具体的には、熱伝導性膜９は、ＡｌＮ（約１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ｓｉ（約１４８Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＳｉＮ（約７０Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＳｉＣ（約６０Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ａｌ２Ｏ３（約３２Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＺｎＯ（約２０Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＺｒＯ２（約２Ｗ／ｍ・Ｋ）およびＩＴＯ（約８．２Ｗ／ｍ・Ｋ）などからなるグループより選択される少なくともいずれか１層からなる。特に、ＡｌＮおよびＳｉが大きな熱伝導率を有する。
【００４０】
また、熱伝導性膜９は単層または多層構造であってもよい。熱伝導性膜９が多層構造である場合、電流ブロック層６に近い側の熱伝導性膜（第１の絶縁層）の熱伝導率よりも、電流ブロック層６から遠い側の熱伝導性膜（第２の絶縁層）の熱伝導率が大きく構成されるのが好ましい。たとえば、上記した第１の絶縁層にＳｉＯ２を用いる場合、第２の絶縁層として、ＡｌＮの他に、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３やダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などを用いることができる。
【００４１】
また、さらに安定した光閉じ込めを容易に行うためには、上記した第１の絶縁層の屈折率を、第２の絶縁層の屈折率よりも小さいくするのが好ましい。たとえば、第１の絶縁層にＳｉＯ２を用いる場合、第２の絶縁層としてＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３またはＤＬＣなどを用いるのが好ましい。また、第１の絶縁層がＡｌ２Ｏ３の場合、第２の絶縁層にはＡｌＮまたはＤＬＣなどを、また、第１の絶縁層がＺｒＯ２の場合、第２の絶縁層にはＡｌＮまたはＤＬＣなどを用いるのが好ましい。また、上記の場合、第１および第２の絶縁層が同じ元素を含む２元化合物の場合、第１の絶縁層を酸化物、第２の絶縁層を窒化物とすることにより、容易に、第１の絶縁層の屈折率を第２の絶縁層の屈折率より小さくすることができるとともに、第１の絶縁層と第２の絶縁層との密着性を向上させることができる。
【００４２】
また、電流ブロック層６が積層構造を有する場合、熱伝導性膜９は、積層された個々の電流ブロック層材料の中で、最も小さな熱伝導率の材料よりも大きな熱伝導率の材料を用いるのが好ましい。
【００４３】
また、熱伝導性膜９は、電流ブロック層６よりも熱伝導率が大きいので、レーザ素子の駆動中に共振器端面２０ａの近傍で発生した熱を、効率よく放熱させる役割を有している。一般的に、半導体レーザ素子の電流ブロック層として用いられるＳｉＯ２は約１．４Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有するので、この場合、熱伝導性膜９が約５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有していれば、大きな放熱効果が見込まれる。また、熱伝導性膜９は、導電性を有していてもよい。導電性を有する場合、第２電極８に電気的に接続された熱伝導性膜９を介して、共振器端面２０ａ近傍のリッジ１０の部分に対しても効率よく電流を注入することが可能となる。これにより、レーザ素子の閾値電流を低減させることができる。特に、熱伝導性膜９にＩＴＯを用いた場合、ＩＴＯの電気伝導度はＩＴＯ以外の上記の材料の電気伝導度よりも大きいので、共振器端面２０ａ近傍のリッジ１０（オーミック電極層５）に効率よく電流注入を行うことができる。また、ＩＴＯ以外にも、たとえば、ＡｌやＧａがドープされたＺｎＯや、ＳｂやＦ（フッ素）がドープされたＳｎＯ２などの他の透明導電膜を用いてもよい。なお、これらの透明導電膜は、約１×１０−２Ωｃｍ〜約１×１０−４Ωｃｍの電気抵抗率を有する。
【００４４】
また、半導体基板１は、ウルツ鉱構造を有する窒化物系半導体基板、六方晶構造のα−ＳｉＣ基板および菱面体構造のα−ＳｉＣ基板のうちのいずれかからなる。半導体基板１がウルツ鉱構造を有する窒化物系半導体基板である場合、半導体基板１は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮおよびＴｌＮ、または、これらの混晶からなる。また、半導体基板１に、六方晶構造または菱面体構造を有するα−ＳｉＣ基板としての４Ｈ−ＳｉＣ基板または６Ｈ−ＳｉＣ基板などを用いてもよい。
【００４５】
また、半導体基板１は、ｎ型の導電性を有していてもよいし、ｐ型の導電性を有していてもよい。なお、半導体基板１が導電性を有しない場合は、第１半導体層２を半導体基板１以外の領域に露出させて、第１半導体層２上に第１電極７を形成してもよい。
【００４６】
また、第１半導体層２、活性層３および第２半導体層４は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮおよびＴｌＮなどの窒化物系半導体、または、これらの混晶からなるように構成してもよい。また、半導体基板１が導電性を有する場合、第１半導体層２は半導体基板１と同じ導電型を有していてもよい。また、第２半導体層４は、第１半導体層２と異なる導電型を有する。なお、本発明は、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系およびＺｎＳｅ系などの窒化物系以外の他の半導体レーザ素子に適用してもよい。
【００４７】
また、活性層３は、単層、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなる。なお、活性層３を量子井戸構造にする場合、井戸層の材料として特に、ＧａＩｎＮを用いることができる。
【００４８】
また、第１半導体層２は、活性層３よりもバンドギャップの大きい材料からなる。また、第１半導体層２と活性層３との間に、第１半導体層２と活性層３との中間のバンドギャップを有する光ガイド層を設けてもよい。また、半導体基板１と第１半導体層２との間に、バッファ層を設けてもよい。また、第２半導体層４は、活性層３よりもバンドギャップの大きい材料からなる。また、第２半導体層４と活性層３との間に、第２半導体層４と活性層３との中間のバンドギャップを有する光ガイド層を設けてもよい。また、活性層３とは反対側の第２半導体層４上に、コンタクト層を設けてもよい。この場合、コンタクト層は、第２半導体層４よりもバンドギャップが小さい半導体からなるのが好ましい。たとえば、埋め込み構造やインナーストライプ構造を有する半導体レーザ素子に適用してもよい。
【００４９】
また、電流ブロック層６は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｓｉ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮおよびＳｉＮなどからなる。また、電流ブロック層６を、上記材料を用いて積層構造を有するように形成してもよい。あるいは、利得導波型でもよい。
【００５０】
本発明による半導体レーザ素子２０では、上記のように、半導体素子層１１の共振器端面２０ａの近傍であり、かつ、電流通路部（リッジ１０）の上方に位置するように熱伝導性膜９を形成することによって、半導体レーザ素子２０を駆動する際に、共振器方向に延びる電流通路部（リッジ１０）からの発熱のうち、共振器端面２０ａの近傍領域における発熱を、電流通路部（リッジ１０）の上方に形成された熱伝導性膜９を介して外部に効率よく放熱させることができる。すなわち、金属からなる第２電極８（パッド電極）が共振器端面２０ａの近傍領域に形成されていない場合であっても、熱伝導性膜９が共振器端面２０ａの近傍領域からの放熱を促進する機能を担う。これにより、共振器端面２０ａの発熱に起因した半導体レーザ素子２０に対する熱的影響を抑制することができる。
【００５１】
また、本発明による半導体レーザ素子２０では、リッジ１０の近傍に形成された電流ブロック層６よりも大きな熱伝導率を有する材料からなる熱伝導性膜９を用いることによって、共振器端面２０ａの近傍領域におけるリッジ１０の発熱を、電流ブロック層６の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する熱伝導性膜９に優先的に熱伝導させて放熱させることができる。また、リッジ１０の熱が熱伝導性膜９から効率よく放熱されるので、電流ブロック層６の発熱が抑制される。これにより、電流ブロック層６への熱的影響を軽減することができる。
【００５２】
また、本発明による半導体レーザ素子２０では、熱伝導性膜９を、リッジ１０の表面上に形成されるオーミック電極層５と接するように構成することによって、リッジ１０からの発熱を、リッジ１０の表面上に形成された金属からなるオーミック電極層５を介して熱伝導性膜９に効率よく熱伝導させることができる。
【００５３】
また、本発明による半導体レーザ素子２０では、熱伝導性膜９を、共振器端面２０ａが形成される領域近傍におけるリッジ１０（電流通路部）が形成された領域に対応するオーミック電極層５の表面上に形成することによって、共振器端面２０ａ近傍におけるリッジ１０（電流通路部）からの発熱を、少なくともリッジ１０の表面上に形成されたオーミック電極層５を介して熱伝導性膜９に効率よく熱伝導させることができるので、一般的に熱伝導率の小さな誘電体からなる電流ブロック層６を用いたリッジ構造の半導体レーザ素子においても、共振器端面２０ａの発熱に起因した熱的影響を容易に抑制することができる。
【００５４】
また、本発明による半導体レーザ素子２０では、熱伝導性膜９を、共振器端面２０ａが形成される領域近傍におけるオーミック電極層５の表面上と、第２半導体層４のリッジ１０以外の平坦部に対応する電流ブロック層６上とに形成することによって、共振器端面２０ａ近傍におけるリッジ１０（電流通路部）からの発熱を、リッジ１０が形成された領域に対応するオーミック電極層５のみならず、第２半導体層４のリッジ１０以外の平坦部に対応する電流ブロック層６上にまで形成された熱伝導性膜９の部分からも放熱させることができるので、共振器端面２０ａの近傍領域における発熱を、確実に外部に放熱させることができる。
【００５５】
以下、上記した本発明の概念を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５６】
（第１実施形態）
まず、図２〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子３０の構造について説明する。なお、図４は、図２の１０００−１０００線における断面を示し、図５は、図２の１１００−１１００線における断面を示す。また、図６は、図２の１２００−１２００線における断面を示す。
【００５７】
本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子３０では、図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３１上に、ｎ型クラッド層３２が形成されている。また、ｎ型クラッド層３２上には、量子井戸層と障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層３３が形成されている。また、活性層３３上には、平坦部と平坦部の略中央部から上方（矢印Ｃ１方向）に突出するとともに約１μｍ〜約２μｍの幅でＡ方向（図２参照）に延びる凸部とを有するｐ型クラッド層３４が形成されている。なお、活性層３３およびｐ型クラッド層３４は、それぞれ、本発明の「発光層」および「半導体層」の一例である。
【００５８】
また、図４に示すように、ｐ型クラッド層３４の凸部上には、ｐ側コンタクト層３５が形成されている。なお、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４およびｐ側コンタクト層３５によって、半導体素子層３６が形成されている。なお、ｐ側コンタクト層３５は、本発明の「半導体層」の一例である。また、ｐ側コンタクト層３５上には、ｐ側オーミック電極３７が形成されている。ここで、第１実施形態では、ｐ型クラッド層３４の凸部およびｐ側コンタクト層３５によって、半導体レーザ素子３０の共振器方向（図２のＡ方向）にストライプ状に延びるリッジ５０が形成されている。このリッジ５０により光導波路構造が形成されている。なお、リッジ５０は、本発明の「電流通路部」の一例であり、ｐ側オーミック電極３７は、本発明の「金属電極層」の一例である。
【００５９】
また、図４に示すように、ｐ型クラッド層３４の凸部を除く平坦部の上面およびリッジ５０（凸部を含む）の両側面を覆うように、約２００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層３８が形成されている。
【００６０】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、共振器端面３０ａ（図２参照）からＡ方向に沿って半導体レーザ素子３０の中央に向かうまでの所定領域に、ｐ側オーミック電極３７および電流ブロック層３８の上面を覆うように約３００ｎｍの厚みを有するＳｉからなる熱伝導性膜３９が形成されている。なお、熱伝導性膜３９は、本発明の「放熱層」の一例である。
【００６１】
また、熱伝導性膜３９は、平面的に見て、図２および図３に示すように、半導体レーザ素子３０の一対の共振器端面３０ａの近傍領域および素子の幅方向（Ｂ方向）の端部から内側に向かった所定領域（図３の素子中央領域３０ｂを除いた素子の上面）をＡ方向に沿って覆うように形成されている。これにより、共振器端面３０ａの近傍領域におけるリッジ５０の熱を、熱伝導性膜３９を介して半導体レーザ素子３０のＡ方向の中央に向かって拡散させることが可能に構成されている。
【００６２】
また、第１実施形態では、図２に示すように、矩形形状を有するとともに、熱伝導性膜３９の領域３９ａ上の一部の領域と熱伝導性膜３９が形成されていない素子中央領域３０ｂ上とを覆う約５００ｎｍの厚みを有するＡｕなどからなるｐ側パッド電極４０が形成されている。なお、ｐ側パッド電極４０は、本発明の「パッド電極」の一例である。なお、図２では、破線で囲まれた矩形領域が、熱伝導性膜３９が形成されていない素子中央領域３０ｂとして示されている。
【００６３】
また、半導体レーザ素子３０を断面的に見た場合、図５に示した位置（図２の１１００−１１００線断面）では、ｐ側パッド電極４０は、熱伝導性膜３９の上面の所定領域を覆うように形成されている。また、図６に示した位置（図２の１２００−１２００線断面）では、ｐ側パッド電極４０は、熱伝導性膜３９の上面の所定領域を覆うとともに、素子の幅方向（Ｂ方向）の略中央部に形成されたｐ側オーミック電極３７および両側に隣接する電流ブロック層３８の上面（図２の素子中央領域３０ｂの部分）と直接接触して覆うように形成されている。したがって、ｐ側パッド電極４０は、図２に示すように、共振器端面３０ａの近傍領域以外の領域３９ａにおいてのみ熱伝導性膜３９と接触するように形成されている。これにより、ｐ側パッド電極４０は、素子中央領域３０ｂにおけるリッジ５０の発熱を吸収するのに加えて、共振器端面３０ａ近傍から熱伝導性膜３９（領域３９ａ）に拡散された熱も吸収するように構成されている。
【００６４】
また、図４〜図６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３１上の下面上には、ｎ側電極４１が形成されている。
【００６５】
次に、図２、図３および図７〜図１２を参照して、第１実施形態による半導体レーザ素子３０の製造プロセスについて説明する。なお、図９は、図２の１０００−１０００線の位置における半導体レーザ素子３０の製造プロセス時の断面を示す。また、図１０および図１２は、それぞれ、図２の１２００−１２００線の位置における半導体レーザ素子３０の製造プロセス時の断面を示し、図１１は、図２の１１００−１１００線の位置における半導体レーザ素子３０の製造プロセス時の断面を示す。
【００６６】
第１実施形態による半導体レーザ素子３０の製造プロセスでは、まず、図７に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板３１の上面上に、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４およびｐ側コンタクト層３５を順次積層して半導体素子層３６を形成する。その後、ｐ側コンタクト層３５の上面の全面にｐ側オーミック電極３７を形成する。
【００６７】
その後、図８に示すように、ｐ側オーミック電極３７の上面上の全面に、約１００ｎｍの厚みを有するＧｅからなるスペーサ層４２とＳｉＯ２からなるマスク層４３とを形成する。さらに、マスク層４３の上面上に、フォトリソグラフィによりレジスト（レジストパターン）４４を形成する。その後、レジスト４４をマスクとして、マスク層４３からｐ型クラッド層３４の所定の深さの位置までＣ２方向にドライエッチングを行うことにより、マスク層４３と、スペーサ層４２と、ｐ側オーミック電極３７と、半導体素子層３６のｐ側コンタクト層３５と、ｐ型クラッド層３４の一部とをパターニングすることにより、ｐ型クラッド層３４の部分からＣ１方向に凸形状を有するとともにＡ方向（図２参照）に沿って延びるリッジ５０を形成する。この際、ｐ側コンタクト層３５に加えてｐ側オーミック電極３７もリッジ５０と同じ幅（Ｂ方向）を有するように形成される。
【００６８】
その後、図９に示すように、プラズマ活性型化学気相堆積（ＰＣＶＤ）法によりｐ型クラッド層３４の凸部を除く平坦部の上面およびリッジ５０（ｐ側オーミック電極３７の部分も含む）の両側面を覆うように電流ブロック層３８を形成する。そして、リン酸系エッチング液によるウェットエッチングにより、リッジ５０上に残されたスペーサ層４２、マスク層４３およびレジスト４４を除去する。
【００６９】
その後、図９および図１０に示すように、Ｓｉからなる熱伝導性膜３９を形成する。この際、第１実施形態の製造プロセスでは、図９に示すように、熱伝導性膜３９を、半導体レーザ素子３０の共振器端面３０ａ（図２参照）の近傍領域におけるｐ側オーミック電極３７および電流ブロック層３８の上面を全て覆うように形成する。また、図１０に示すように、半導体レーザ素子３０の共振器端面３０ａ（図２参照）近傍以外の領域では、熱伝導性膜３９を、電流ブロック層３８のうちのＢ方向の端部から素子の内側に向かう所定領域上のみを覆うように形成する。これにより、図３に示すように、Ｂ方向の素子中央領域３０ｂには熱伝導性膜３９が形成されず、ｐ側オーミック電極３７および電流ブロック層３８が上面に露出する。
【００７０】
その後、図１１および図１２に示すように、真空蒸着法を用いてｐ側パッド電極４０を形成する。この際、図１１では、ｐ側パッド電極４０を熱伝導性膜３９上にＢ方向に連続的に接するように形成する一方、図１２では、熱伝導性膜３９上に加えて素子中央領域３０ｂのｐ側オーミック電極３７および電流ブロック層３８上に直接接触するようにｐ側パッド電極４０を形成する。したがって、図１２に示すように、素子中央領域３０ｂでは、電流ブロック層３８の厚みの分だけｐ側パッド電極４０の上面が略凹形状に窪む。また、ｐ側パッド電極４０は、図２に示すように、共振器端面３０ａの近傍領域以外の領域３９ａにおいてのみ熱伝導性膜３９と接触するように形成される。
【００７１】
続いて、図１２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３１が所定の厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板３１の下面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板３１の下面上にｎ側電極４１を形成する。
【００７２】
最後に、劈開により共振器端面３０ａ（図２参照）を形成するとともに、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子分割（チップ化）を行う。これにより、図２に示した第１実施形態による半導体レーザ素子３０が形成される。
【００７３】
第１実施形態では、上記のように、半導体素子層３６の共振器端面３０ａの近傍であり、かつ、リッジ５０の上方に位置するように熱伝導性膜３９を形成することによって、半導体レーザ素子３０を駆動する際に、共振器方向に延びるリッジ５０からの発熱のうち、共振器端面３０ａの近傍領域における発熱を、リッジ５０の上方に形成された熱伝導性膜３９を介して外部に効率よく放熱させることができる。すなわち、金属からなるｐ側パッド電極４０が共振器端面３０ａの近傍領域に形成されていない場合であっても、熱伝導性膜３９が共振器端面３０ａの近傍領域からの放熱を促進する機能を担う。これにより、半導体レーザ素子３０の共振器端面３０ａの発熱に起因した熱的影響を抑制することができる。
【００７４】
また、第１実施形態では、リッジ５０の近傍に形成されＳｉＯ２からなる電流ブロック層３８の熱伝導率（約１．４Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも大きな熱伝導率（約１４８Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するＳｉからなる熱伝導性膜３９を用いることによって、共振器端面３０ａの近傍領域におけるリッジ５０の発熱を、電流ブロック層３８の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する熱伝導性膜３９に優先的に熱伝導させて放熱させることができる。また、リッジ５０の熱が熱伝導性膜３９から効率よく放熱されるので、電流ブロック層３８の発熱が抑制される。これにより、電流ブロック層３８への熱的影響を軽減することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、熱伝導性膜３９を、ｐ側パッド電極４０の形成されていない領域のリッジ５０の上方に配置することによって、Ａｕなどからなるｐ側パッド電極４０が共振器端面３０ａの近傍領域に形成されていない場合であっても、熱伝導性膜３９が共振器端面３０ａの近傍領域におけるリッジ５０からの発熱を確実に吸収することができる。
【００７６】
また、第１実施形態では、ｐ側パッド電極４０を、電流ブロック層３８および熱伝導性膜３９の各々が形成された領域上に形成することによって、ｐ側パッド電極４０を電流ブロック層３８や熱伝導性膜３９の厚みの分だけ半導体素子層３６の表面からＣ１方向に遠ざけることができるので、ｐ側パッド電極４０と半導体素子層３６との間の寄生容量（静電容量）を低減させることができる。この結果、半導体レーザ素子３０の高周波動作特性を改善することができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、ｐ側パッド電極４０を、共振器端面３０ａが形成される領域近傍以外の領域において熱伝導性膜３９と接触させることによって、共振器端面３０ａの近傍領域における発熱を、熱伝導性膜３９のみならず熱伝導性膜３９と接触するｐ側パッド電極４０を介して効率よく外部に放熱させることができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、半導体素子層３６が、電流ブロック層３８がリッジ５０（電流通路部）の側部を覆うリッジ構造を有することによって、一般的に熱伝導率の小さな誘電体からなる電流ブロック層３８を用いたリッジ構造の半導体レーザ素子３０においても、電流ブロック層３８よりも大きな熱伝導率を有する熱伝導性膜３９により、共振器端面３０ａの発熱に起因した熱的影響を容易に抑制することができる。
【００７９】
また、第１実施形態では、熱伝導性膜３９を、リッジ５０の表面上に形成されるｐ側オーミック電極３７と接するように構成することによって、リッジ５０からの発熱を、リッジ５０の表面上に形成された金属からなるｐ側オーミック電極３７を介して熱伝導性膜３９に効率よく熱伝導させることができる。
【００８０】
また、第１実施形態では、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導性膜３９を用いることによって、小さな熱伝導率（約１．４Ｗ／ｍ・Ｋ）を有する誘電体からなる電流ブロック層３８よりもはるかに大きな熱伝導率を有する熱伝導性膜３９によって、共振器端面３０ａ近傍における発熱を容易に放熱させることができる。
【００８１】
また、第１実施形態では、熱伝導性膜３９を、共振器端面３０ａが形成される領域近傍におけるリッジ５０（電流通路部）が形成された領域の上部のｐ側オーミック電極３７の表面上に形成することによって、共振器端面３０ａ近傍におけるリッジ５０（電流通路部）からの発熱を、少なくともリッジ５０の表面上に形成されたｐ側オーミック電極３７を介して熱伝導性膜３９に効率よく熱伝導させることができる。
【００８２】
また、第１実施形態では、Ｓｉからなる熱伝導性膜３９を本発明の「放熱層」として用いることによって、半導体素子層３６上に、半導体レーザ素子３０の放熱を促進させる放熱層を容易に形成することができる。
【００８３】
（第１実施形態の変形例）
図３および図１３を参照して、第１実施形態の変形例による半導体レーザ素子４５では上記第１実施形態と異なり、共振器端面４５ａ上に、端面保護膜４６ａが形成されている場合について説明する。なお、図１３は、図３の１５００−１５００線に沿った断面を示す。
【００８４】
ここで、第１実施形態の変形例では、図１３に示すように、出射側の共振器端面４５ａ上に、共振器端面４５ａから順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌＮ膜と約８０ｎｍの厚みを有するＡｌ２Ｏ３膜とからなる端面保護膜４６ａが形成されている。また、出射側共振器端面４５ａとは反対側の共振器端面４５ｂ上に、合計厚みが約６００ｎｍを有するＳｉＯ２／ＺｒＯ２多重積層膜からなる端面保護膜４６ｂが形成されている。さらに、端面保護膜４６ａおよび４６ｂは、それぞれ、共振器端面４５ａおよび４５ｂの上端部（Ｃ１側）において、熱伝導性膜３９の側面および上面上の一部を覆うことにより、熱伝導性膜３９に接触して形成されている。したがって、端面保護膜４６ａおよび４６ｂの近傍領域では、リッジ５０（図３参照）の発熱が、ｐ側オーミック電極３７（図３参照）を介してリッジ５０の上方の熱伝導性膜３９に放熱されるのみならず、端面保護膜４６ａおよび４６ｂが熱伝導性膜３９に接触する部分を介しても熱伝導性膜３９に放熱されるように構成されている。
【００８５】
また、この場合、熱伝導性膜３９の上面部に形成された端面保護膜４６ａおよび４６ｂは、それぞれの厚みが最大で約１０ｎｍおよび約５０ｎｍであり、ｐ側パッド電極４０やｎ側電極４１の厚みよりも薄く形成されている。これにより、チップ状態で通電検査を実施したり組立を行ったりする際に、端面保護膜４６ａおよび４６ｂに阻害されることなく通電させることが可能とされている。
【００８６】
なお、第１実施形態の変形例におけるその他の構造および製造プロセスは、共振器端面４５ａ（４５ｂ）上に熱伝導性膜３９に接触するように端面保護膜４６ａ（４６ｂ）を形成する点を除いて、上記第１実施形態と同様である。
【００８７】
第１実施形態の変形例では、上記のように、共振器端面４５ａ上に形成された端面保護膜４６を、共振器端面４５ａが形成される領域近傍に位置する熱伝導性膜３９の表面と接触させることによって、共振器端面４５ａ近傍の電流通路部（リッジ５０）からの発熱を、半導体素子層３６に直接的に接触する熱伝導性膜３９のみならず、共振器端面４５ａ上に形成された端面保護膜４６ａを介して半導体素子層３６から熱伝導性膜３９に熱伝導させることができるので、共振器端面４５ａにおける発熱を確実に放熱させることができる。なお、第１実施形態の変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８８】
（第２実施形態）
まず、図２および図１４〜図１６を参照して、第２実施形態による半導体レーザ素子５５では上記第１実施形態と異なり、熱伝導性膜３９の表面上に熱伝導性膜３９と異なる材料からなる熱伝導性膜５１がさらに形成される場合について説明する。なお、図１４は、図２の１０００−１０００線における断面を示し、図１５は、図２の１１００−１１００線における断面を示す。また、図１６は、図２の１２００−１２００線における断面を示す。
【００８９】
ここで、第２実施形態では、図１４〜図１６に示すように、Ｓｉからなる熱伝導性膜３９の表面上にＳｉＯ２からなる熱伝導性膜５１が形成されている。なお、熱伝導性膜３９は約１５０ｎｍの厚みを有するとともに、熱伝導性膜５１は約１００ｎｍの厚みを有する。したがって、図１５に示した位置（図２の１１００−１１００線断面）では、ｐ側パッド電極４０は、熱伝導性膜５１上をＢ方向に連続的に覆うように形成されている。これにより、共振器端面５５ａの近傍領域におけるリッジ５０の熱を、熱伝導性膜３９および５１を介して半導体レーザ素子５５のＡ方向の中央に向かって拡散させることが可能に構成されている。なお、第２実施形態では、熱伝導性膜３９および５１は、それぞれ、本発明の「第１放熱層」および「第２放熱層」の一例である。また、熱伝導性膜５１は、本発明の「酸化膜」の一例である。
【００９０】
また、図１６に示した位置（図２の１２００−１２００線断面）では、ｐ側パッド電極４０は、熱伝導性膜５１の上面に加えて、素子中央領域５５ｂのｐ側オーミック電極３７および電流ブロック層３８上に直接接触するように形成されている。これにより、ｐ側パッド電極４０は、素子中央領域５５ｂにおけるリッジ５０の熱を吸収するのに加えて、共振器端面５５ａ近傍から熱伝導性膜３９（領域３９ａ）および熱伝導性膜５１に拡散された熱も吸収するように構成されている。
【００９１】
なお、第２実施形態による半導体レーザ素子５５のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００９２】
次に、図８および図１４〜図１８を参照して、第２実施形態による半導体レーザ素子５５の製造プロセスについて説明する。なお、図１７は、図２の１０００−１０００線の位置における半導体レーザ素子５５の製造プロセス時の断面を示し、図１８は、図２の１２００−１２００線の位置における半導体レーザ素子５５の製造プロセス時の断面を示す。
【００９３】
第２実施形態による半導体レーザ素子５５の製造プロセスでは、まず、図８に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて半導体素子層にリッジ５０を形成する。
【００９４】
その後、図１７および図１８に示すように、Ｓｉからなる熱伝導性膜３９を形成する。さらに、熱伝導性膜３９上を覆うようにＳｉＯ２からなる熱伝導性膜５１を形成する。なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００９５】
第２実施形態では、上記のように、Ｓｉからなる熱伝導性膜３９に加えて熱伝導性膜３９上にＳｉＯ２からなる熱伝導性膜５１を形成することによって、共振器端面５５ａ（図２参照）の近傍領域におけるリッジ５０の発熱を、熱伝導性膜３９のみならず熱伝導性膜５１（図１４参照）を介してｐ側パッド電極４０（図１５参照）に効率よく拡散させることができる。
【００９６】
また、第２実施形態では、熱伝導性膜５１を酸化膜からなるように構成することによって、熱伝導性膜５１によって熱伝導性膜３９を機械的および熱的な損傷から保護することができるので、熱伝導性膜３９の放熱性能を維持することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９７】
（第３実施形態）
図１９〜図２２を参照して、第３実施形態による半導体レーザ素子６０では、上記第２実施形態と異なり、リッジ５０の側面上およびｐ型クラッド層３４の平坦部上に所定の厚みを有する電流ブロック層６１が形成される場合について説明する。なお、図２０は、図１９の３０００−３０００線における断面を示し、図２１は、図１９の３１００−３１００線における断面を示す。また、図２２は、図１９の３２００−３２００線における断面を示す。
【００９８】
ここで、第３実施形態では、図２０〜図２２に示すように、リッジ５０の側面上およびｐ型クラッド層３４の平坦部上に所定の厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層６１が形成されている。したがって、図２０に示した位置（図１９の３０００−３０００線断面）では、Ｓｉからなる熱伝導性膜６２およびＳｉＯ２からなる熱伝導性膜６３が、リッジ５０の部分で凸状に盛り上がるように形成される。なお、熱伝導性膜６２および６３は、共に約１５０ｎｍの厚みを有する。これにより、共振器端面６０ａの近傍領域におけるリッジ５０の熱を、熱伝導性膜６２および６３を介して半導体レーザ素子６０のＡ方向の中央に向かって拡散させることが可能に構成されている。なお、第３実施形態では、熱伝導性膜６２および６３は、それぞれ、本発明の「第１放熱層」および「第２放熱層」の一例である。また、熱伝導性膜６３は、本発明の「酸化膜」の一例である。
【００９９】
また、第３実施形態では、図２２に示すように、半導体レーザ素子６０の共振器端面６０ａ（図１９参照）の近傍領域を除く素子の中央領域では、リッジ５０の形状に沿ってｐ側パッド電極６４がＡ方向（図１９参照）に延びるように形成されている。また、ｐ側パッド電極６４は、図２２に示した位置（図１９の３２００−３２００線断面）では、熱伝導性膜６２および６３と接触していない。したがって、ｐ側パッド電極６４は、図１９に示すように、周囲を所定の間隔を隔てて熱伝導性膜６２および６３に囲まれた状態で形成されている。すなわち、図２１に示した位置（図１９の３１００−３１００線断面）では、リッジ５０上からｐ側オーミック電極３７が外部に露出している。なお、ｐ側パッド電極６４は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１００】
また、図１９および図２０に示すように、半導体レーザ素子６０の共振器端面６０ａ（図１９参照）の近傍領域は、熱伝導性膜６２および６３に覆われているので、上記第１および２実施形態と同様に、リッジ５０からの放熱は良好に行われる。
【０１０１】
なお、第３実施形態による半導体レーザ素子６０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。
【０１０２】
第３実施形態では、上記のように、熱伝導性膜６２を、共振器端面６０ａが形成される領域近傍におけるｐ側オーミック電極３７の表面上と、半導体素子層３６のリッジ５０以外の平坦部に対応する電流ブロック層６１上とに形成することによって、共振器端面６０ａ近傍におけるリッジ５０（電流通路部）からの発熱を、リッジ５０が形成された領域に対応するｐ側オーミック電極３７のみならず、半導体素子層３６のリッジ５０以外の平坦部に対応する電流ブロック層６１上にまで形成された熱伝導性膜６２（６３）の部分からも放熱させることができるので、共振器端面６０ａの近傍領域における発熱を、確実に外部に放熱させることができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
【０１０３】
（第４実施形態）
図２３〜図２５を参照して、第４実施形態による半導体レーザ素子７０では、上記第３実施形態と異なり、共振器端面７０ａの近傍領域において、リッジ５０上部の熱伝導性膜７２とｐ側パッド電極７３とが接触するように形成される場合について説明する。なお、図２４は、図２３の４１００−４１００線における断面を示す。また、図２５は、図２３の４２００−４２００線における断面を示す。
【０１０４】
ここで、第４実施形態では、図２４および図２５に示すように、リッジ５０の側面上およびｐ型クラッド層３４の平坦部上に所定の厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層７１が形成されている。したがって、図２４に示した位置（図２３の４１００−４１００線断面）では、約５０ｎｍの厚みを有するＳｉからなる熱伝導性膜７２が、リッジ５０の部分で凸状に盛り上がるように形成される。なお、熱伝導性膜７２は、本発明の「放熱層」の一例である。
【０１０５】
また、第４実施形態では、図２４に示すように、リッジ５０の形状に沿ってｐ側パッド電極７３が形成されている。また、ｐ側パッド電極７３は、図２３に示すように、共振器端面７０ａの近傍領域において、熱伝導性膜７２と接触するように形成されている。なお、ｐ側パッド電極７３は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１０６】
また、ｐ側パッド電極７３は、図２５に示した位置（図２３の４２００−４２００線断面）では、熱伝導性膜７２と接触していない。したがって、半導体レーザ素子７０の共振器方向の中央領域におけるリッジ５０からの放熱は、ｐ側オーミック電極３７に直接接触するｐ側パッド電極７３を介して良好に行われる。
【０１０７】
なお、第４実施形態による半導体レーザ素子７０のその他の構造および製造プロセスは、上記第３実施形態と同様である。
【０１０８】
第４実施形態では、上記のように、ｐ側パッド電極７３を、リッジ５０の形状（凸形状）に沿って形成するとともに、共振器端面７０ａの近傍領域において熱伝導性膜７２と接触するように形成することによって、半導体レーザ素子７０の共振器端面７０ａの近傍領域におけるリッジ５０の発熱を、熱伝導性膜７２を介してｐ側パッド電極７３に良好に熱伝導させて放熱させることができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０９】
（第５実施形態）
図２６〜図２９を参照して、第５実施形態による半導体レーザ素子８０では上記第１実施形態と異なり、共振器端面８０ａの近傍領域におけるリッジ５０上にｐ側オーミック電極３７が形成されていない場合について説明する。なお、図２７は、図２６の５０００−５０００線における断面を示し、図２８は、図２６の５１００−５１００線における断面を示す。また、図２９は、図２６の５２００−５２００線における断面を示す。
【０１１０】
ここで、第５実施形態では、図２７〜図２９に示すように、ｐ型クラッド層３４のＢ方向の表面形状（凸形状）に沿って所定の厚みを有する電流ブロック層８１が形成されている。したがって、図２７に示した位置（図２６の５０００−５０００線断面）では、約３００ｎｍの厚みを有するＳｉからなる熱伝導性膜８２が、リッジ５０の部分で凸状に盛り上がるように形成される。なお、熱伝導性膜８２は、本発明の「放熱層」の一例である。また、図２７に示した位置では、ｐ側オーミック電極３７が形成されていないので、熱伝導性膜８２は、リッジ５０のｐ側コンタクト層３５と直接接触するように形成されている。
【０１１１】
また、第５実施形態では、図２９に示すように、リッジ５０の形状に沿ってｐ側パッド電極８３が形成されている。また、ｐ側パッド電極８３は、図２９に示した位置（図２６の５２００−５２００線断面）では、熱伝導性膜８２と接触する一方、図２８に示した位置（図２６の５１００−５１００線断面）では、熱伝導性膜８２と接触しない。すなわち、図２８に示した位置では、リッジ５０上からｐ側オーミック電極３７が外部に露出している。なお、ｐ側パッド電極８３は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１１２】
また、図２６および図２７に示すように、半導体レーザ素子８０の共振器端面８０ａ（図２６参照）の近傍領域は、熱伝導性膜８２に覆われているので、上記第１実施形態と同様に、リッジ５０からの放熱は良好に行われる。また、ｐ側パッド電極８３は、図２９に示した位置では熱伝導性膜８２と接触しているので、素子中央領域のリッジ５０の熱を吸収するのに加えて、共振器端面８０ａ近傍から熱伝導性膜８２に拡散された熱も吸収するように構成されている。
【０１１３】
なお、第５実施形態による半導体レーザ素子８０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【０１１４】
第５実施形態では、上記のように、半導体素子層３６が、共振器端面８０ａの近傍にｐ側オーミック電極３７の形成されていない領域を有することによって、共振器端面８０ａ近傍ではリッジ５０に電流が供給されないので、共振器端面８０ａにおけるリーク電流を低減することができる。
【０１１５】
また、第５実施形態では、熱伝導性膜８２を、共振器端面８０ａの近傍におけるリッジ５０上のｐ側オーミック電極３７の形成されていない領域に形成することによって、共振器端面８０ａでの光吸収に伴う発熱を、熱伝導性膜８２（図２７参照）を介してｐ側パッド電極８３（図２９参照）に効率よく拡散させることができる。なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１６】
（第６実施形態）
図３０〜図３２を参照して、第６実施形態による半導体レーザ素子９０では上記第１実施形態と異なり、リッジ５０上にＩＴＯからなる熱伝導性膜９１が形成される場合について説明する。なお、図３１は、図３０の６０００−６０００線における断面を示し、図３２は、図３０の６２００−６２００線における断面を示す。
【０１１７】
ここで、第６実施形態では、図３０に示すように、一方側の共振器端面９０ａから他方側の共振器端面９０ａまでのＡ方向の全ての領域に沿って、リッジ５０（破線）上部および隣接する電流ブロック層３８上の所定領域を覆うように、約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯからなる熱伝導性膜９１が形成されている。なお、ＩＴＯは、透明導電膜として広く使用されている。なお、熱伝導性膜９１は、本発明の「放熱層」の一例である。したがって、熱伝導性膜９１は、図３１に示した位置（図３０の６０００−６０００線断面）では、ｐ側オーミック電極３７（図４参照）および両側に隣接する電流ブロック層３８（図４参照）の上面と直接接触して覆うように形成されている。また、熱伝導性膜９１には、電流ブロック層３８の熱伝導率よりも大きな熱伝導率（約８．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を有する材料（ＩＴＯ）が用いられている。これにより、共振器端面９０ａの近傍領域におけるリッジ５０の熱を、熱伝導性膜９１を介して半導体レーザ素子９０のＡ方向の中央に向かって拡散させることが可能に構成されている。
【０１１８】
また、図３０に示すように、共振器端面９０ａ近傍の所定領域を除く領域上を覆うようにｐ側パッド電極９２が形成されている。また、ｐ側パッド電極９２は、図３２に示した位置（図３０の６２００−６２００線断面）では、熱伝導性膜９１に加えて電流ブロック層３８の上面の所定領域と直接接触するように形成されている。したがって、ｐ側パッド電極９２は、熱伝導性膜９１によって吸収されたリッジ５０の熱をさらに吸収するように構成されている。なお、ｐ側パッド電極９２は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１１９】
なお、第６実施形態による半導体レーザ素子９０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【０１２０】
第６実施形態では、上記のように、半導体素子層３６の共振器端面９０ａの近傍であり、かつ、リッジ５０の上方に位置するようにＩＴＯからなる熱伝導性膜９１を形成することによって、半導体レーザ素子９０を駆動する際に、共振器方向に延びるリッジ５０からの発熱のうち、特に共振器端面９０ａの近傍領域における発熱を、リッジ５０の上方に形成された熱伝導性膜９１を介して外部に効率よく放熱させることができる。すなわち、金属からなるｐ側パッド電極９２が共振器端面９０ａの近傍領域に形成されていない場合であっても、熱伝導性膜９１が共振器端面９０ａの近傍領域からの放熱を促進する機能を担う。これにより、上記実施形態と同様に、半導体レーザ素子９０の共振器端面９０ａの発熱に起因した熱的影響を抑制することができる。
【０１２１】
また、第６実施形態では、ＩＴＯからなる熱伝導性膜９１を用いることによって、ｐ側パッド電極９２と接していない共振器端面９０ａ近傍のリッジ５０上部におけるｐ側オーミック電極３７への電流供給が、ｐ側パッド電極９２と接して形成された電気伝導度の高いＩＴＯ膜を介して効率よく行われるので、半導体レーザ素子９０の閾値電流を低減させることができる。なお、第６実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２２】
（第７実施形態）
まず、図３３〜図３５を参照して、本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子１００の構造について説明する。
【０１２３】
本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子１００は、図３３に示すように、ｎ型ＧａＮからなる基板１０１の上面（（０００１）Ｇａ面）に複数の窒化物系半導体層からなる半導体積層部１０２、絶縁層１０３およびｐ側電極１０４がこの順序に形成されているとともに、基板１０１の下面（（０００−１）Ｎ（窒素）面）にｎ側電極１０５が形成されている。なお、半導体積層部１０２およびｐ側電極１０４は、それぞれ、本発明の「半導体素子層」および「パッド電極」の一例である。
【０１２４】
また、半導体積層部１０２の上面には、ストライプ状に突出したリッジ１０２ａが形成されており、半導体レーザ素子１００の前端面１０６および後端面１０７は、それぞれ、リッジ１０２ａの延びる方向に対して略垂直に形成されている。なお、リッジ１０２ａは、本発明の「凸部」および「電流通路部」の一例であり、前端面１０６および後端面１０７は、本発明の「共振器端面」の一例である。また、前端面１０６および後端面１０７上には、それぞれ、端面保護膜（図示せず）が形成されている。
【０１２５】
半導体積層部１０２は、図３４および図３５に示すように、基板１０１側から順に、約１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮからなるバッファ層１２１、約１μｍの厚みを有するｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｎ型クラッド層１２２、約０．１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮからなるｎ側光ガイド層１２３、ＭＱＷ活性層１２４、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎからなるキャップ層１２５、約０．１μｍの厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ側光ガイド層１２６、および、ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｐ型クラッド層１２７、約１０ｎｍの厚みを有するアンドープＧａ０．９５Ｉｎ０．０５Ｎからなるｐ側コンタクト層１２８が積層されている。
【０１２６】
ＭＱＷ活性層１２４は、約１５ｎｍの厚みを有する４層のアンドープＧａ０．９５Ｉｎ０．０５Ｎからなる障壁層と約４ｎｍの厚みを有する３層のアンドープＧａ０．９Ｉｎ０．１Ｎからなる井戸層とが交互に積層された構成を備えている。
【０１２７】
ｐ型クラッド層１２７は、上面の略中央にストライプ状に形成された約１．５μｍの幅および約０．５μｍの厚みを有する凸部１２７ａと、凸部１２７ａの両側に位置する約５０ｎｍの厚みを有する平坦部１２７ｂとを備えている。また、ｐ側コンタクト層１２８は、凸部１２７ａの上面のみに形成されており、ｐ型クラッド層１２７の凸部１２７ａおよびｐ側コンタクト層１２８によりリッジ１０２ａが構成されている。
【０１２８】
絶縁層１０３は、半導体積層部１０２上に形成された第１の絶縁層１３１および第２の絶縁層１３２から構成されている。第１の絶縁層１３１は、約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる。第１の絶縁層１３１は、リッジ１０２ａの側面およびｐ型クラッド層１２７の平坦部１２７ｂの上面に形成されており、リッジ１０２ａの上面が露出するストライプ状の開口１３１ａを有している。また、第２の絶縁層１３２は、約０．５μｍの厚みを有するＡｌＮからなり、前端面１０６および後端面１０７の近傍（前端面１０６および後端面１０７から約２０μｍ内側までの領域）の第１の絶縁層１３１およびリッジ１０２ａ上に形成されている。第２の絶縁層１３２を構成するＡｌＮの熱伝導率（約１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）は、第１の絶縁層１３１を構成するＳｉＯ２の熱伝導率（約１．４Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも大きい。また、第１の絶縁層１３１および第２の絶縁層１３２が形成されていないリッジ１０２ａの上面の開口１３１ａ内では、リッジ１０２ａの上面（ｐ側コンタクト層１２８）が露出している。なお、第１の絶縁層１３１および第２の絶縁層１３２は、それぞれ、本発明の「電流ブロック層」および「放熱層」の一例である。
【０１２９】
ｐ側電極１０４は、第１の絶縁層１３１の開口１３１ａの内部およびその周辺部に形成されており、約１ｎｍの厚みを有するＰｄ層、約１０ｎｍの厚みを有するＰｔ層、および、約０．２μｍの厚みを有するＡｕ層がこの順序で積層されている。また、ｐ側電極１０４は、開口１３１ａ内で第１の絶縁層１３１および第２の絶縁層１３２から露出したリッジ１０２ａの上面（ｐ側コンタクト層１２８）と電気的に接続されている。また、ｐ側電極１０４は、ｐ型クラッド層１２７の平坦部１２７ｂ上の第１の絶縁層１３１と第２の絶縁層１３２とが積層されている領域上にも延びて形成されている。なお、前端面１０６および後端面１０７の近傍領域（前端面１０６および後端面１０７から約１５μｍ内側までのストライプ状の領域）の絶縁層１０３上には形成されておらず、前端面１０６および後端面１０７の近傍では、絶縁層１０３がｐ側電極１０４から露出している。
【０１３０】
また、ｎ側電極１０５は、基板１０１の下面に形成されており、約５ｎｍの厚みを有するＴｉ層、約１０ｎｍの厚みを有するＰｔ層、および、約０．３ｎｍの厚みを有するＡｕ層がこの順序で積層されている。そして、ｎ側電極１０５は、基板１０１の下面と電気的に接続されている。このようにして、約４０５ｎｍの発振波長を有する半導体レーザ素子１００が構成される。
【０１３１】
次に、図３６〜図４２を参照して、第７実施形態による半導体レーザ素子１００の製造プロセスを用いて説明する。
【０１３２】
はじめに、図３６に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＧａＮからなる基板１０１の上面（（０００１）Ｇａ面）に半導体積層部１０２を形成する。まず、約１１５０℃の基板温度で、約１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮからなるバッファ層１２１、約１μｍの厚みを有するｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｎ型クラッド層１２２、および、約０．１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮからなるｎ側光ガイド層１２３をこの順序で成長する。
【０１３３】
次に、ｎ側光ガイド層１２３上に約８５０℃の基板温度で、約１５ｎｍの厚みを有する４層のアンドープＧａ０．９５Ｉｎ０．０５Ｎからなる障壁層と約４ｎｍの厚みを有する３層のアンドープＧａ０．９Ｉｎ０．１Ｎからなる井戸層とを交互に成長することにより、ＭＱＷ活性層１２４を形成する。続いて、ＭＱＷ活性層１２４上に、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎからなるキャップ層１２５を成長する。
【０１３４】
次に、キャップ層１２５上に約１１５０℃の基板温度で、約０．１μｍの厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ側光ガイド層１２６および約０．５μｍの厚みを有するｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｐ型クラッド層１２７をこの順序で成長する。
【０１３５】
次に、ｐ型クラッド層１２７上に約８５０℃の基板温度で、約１０ｎｍの厚みを有するアンドープＧａ０．９５Ｉｎ０．０５Ｎからなるｐ側コンタクト層１２８を成長する。その後、ｐ側コンタクト層１２８の上に約４００μｍの間隔で、約１．５μｍの幅を有し、紙面に垂直な方向に延びるフォトレジストからなる第１のマスク１１１を形成する。
【０１３６】
次に、図３７に示すように、第１のマスク１１１が形成されていない半導体積層部１０２ａの上面の領域において、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いてｐ側コンタクト層１２８を除去するとともに、ｐ型クラッド層１２７の上面側を約０．４５μｍの深さまで除去する。これにより、ｐ型クラッド層１２７に約１．５μｍの幅を有するストライプ状の凸部１２７ａと約５０ｎｍの厚みを有する平坦部１２７ｂを形成する。また、ｐ側コンタクト層１２８は凸部１２７ａ上にのみ形成されており、半導体積層部１０２の上面に、ストライプ状に突出した凸部１２７ａとｐ側コンタクト層１２８とから構成されるリッジ１０２ａが形成される。
【０１３７】
次に、図３８に示すように、電子サイクロトロン共鳴化学気相堆積（ＥＣＲＣＶＤ）法を用いて基板の加熱を行わない状態で、半導体積層部１０２および第１のマスク１１１の上面に約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる第１の絶縁層１３１を形成した後、第１のマスク１１１を溶剤でエッチング除去することにより、リッジ１０２ａの上面を第１の絶縁層１３１から露出させるストライプ状の開口１３１ａを形成する。
【０１３８】
次に、図３９の上面図に示すように、第１の絶縁層１３１およびリッジ１０２ａ上に、リッジ１０２ａの延びる方向に対して略垂直な方向にストライプ状に延びるフォトレジストからなる第２のマスク１１２を形成する。第２のマスク１１２は、リッジ１０２ａの延びる方向に約４０μｍの幅を有し、約８００μｍの間隔で形成される。
【０１３９】
続いて、ＥＣＲスパッタ法を用いて基板の加熱を行わない状態で、第２のマスク１１２と第２のマスク１１２から露出された第１の絶縁層１３１およびリッジ１０２ａとの上面に約０．３μｍの厚みを有するＡｌＮからなる第２の絶縁層１３２を形成した後、第２のマスク１１２を溶剤でエッチング除去する。これにより、図４０の上面図に示すように、第２のマスク１１２が形成されていたストライプ状の領域では、第１の絶縁層１３１およびリッジ１０２ａの上面が露出される。
【０１４０】
次に、リッジ１０２ａの延びる方向に対して略垂直な方向に延びるように形成された第２の絶縁層１３２の上面略中央に、約３０μｍの幅を有し、リッジ１０２ａの延びる方向に対して略垂直な方向にストライプ状に延びるフォトレジストからなる第３のマスク１１３を形成する。
【０１４１】
次に、図４１の上面図に示すように、電子線（ＥＢ）蒸着法を用いて第３のマスク１１３、絶縁層１０３および開口１３１ａ内のリッジ１０２ａ上に、ｐ側電極１０４を構成する約１ｎｍの厚みを有するＰｄ層、約１０ｎｍの厚みを有するＰｔ層、および、約０．２ｍの厚みを有するＡｕ層をこの順序で積層した後、第３のマスク１１３を溶剤でエッチング除去する。これにより、第３のマスク１１３が形成されていたストライプ状の領域では、第２の絶縁層１３２の上面がｐ側電極１０４から露出される。
【０１４２】
次に、図４２に示すように、基板１０１の下面側を研磨およびエッチングにより、基板１０１の厚みを約１００μｍ程度に薄くした後、ＥＢ蒸着法を用いて基板１０１の下面に、ｎ側電極１０５を構成する約５ｎｍの厚みを有するＴｉ層、約１０ｎｍの厚みを有するＰｔ層、および、約０．３μｍの厚みを有するＡｕ層をこの順序で積層する。
【０１４３】
最後に、ｐ側電極１０４からストライプ状に露出された第２の絶縁層１３２の略中央（図４１の７１００−７１００線）で劈開するとともに、各リッジ１０２ａ間の略中央（図４１および図４２の７５００−７５００線）でブレーキングすることにより、各素子を分離する。このようにして、図３３に示した第７実施形態による半導体レーザ素子１００が製造される。
【０１４４】
第７実施形態では、上記のように、半導体積層部１０２のリッジ１０２ａ上に第１の絶縁層１３１よりも大きな熱伝導率を有する第２の絶縁層１３２が形成されているので、第１の絶縁層１３１と同一の材料構成の絶縁層がリッジ１０２ａ上に形成される場合と比較して、共振器端面となる前端面１０６および後端面１０７の近傍で発生した熱が半導体レーザ素子１００の上面方向に放熱されやすい。これにより、共振器端面近傍の温度上昇を抑制することができるので、ＣＯＤ現象による端面破壊が生じにくい。
【０１４５】
なお、リッジ１０２ａの近傍においては、第１の絶縁層１３１は、光閉じ込めを行うための構成でもあり、リッジ１０２ａとの屈折率差を有効に確保することが優先して要求される。そのため、素子上面への放熱特性を改善することが困難であったが、この半導体レーザ素子１００では、第２の絶縁層１３２を第１の絶縁層１３１と異なる材料で構成することにより、素子設計の自由度が向上し、光閉じ込め特性および放熱特性をそれぞれ向上させることができる。
【０１４６】
また、この半導体レーザ素子１００では、第１の絶縁層１３１の厚み（約０．３μｍ）と屈折率（ＳｉＯ２：約１．４６）との積が、発振波長（約４０５ｎｍ）の１／２より大きくなるように構成されている。このように構成することにより、光が第２の絶縁層１３２へ漏れ出すのを容易に抑制することができ、安定した光閉じ込めを行うことができる。
【０１４７】
また、この半導体レーザ素子１００では、ＡｌＮ（屈折率：約２．３）からなる第２の絶縁層１３２よりも屈折率の小さいＳｉＯ２により第１の絶縁層１３１を構成しているので、ＭＱＷ活性層１２４からの光が第２の絶縁層１３２が形成された電流通路部の上方に漏れ出すのを容易に抑制することができるので、安定した光閉じ込めを容易に行うことができる。
【０１４８】
また、第７実施形態では、前端面１０６および後端面１０７の近傍において、リッジ１０２ａ上に形成された第２の絶縁層１３２が第１の絶縁層１３１上にまで延びて形成されている。これにより、前端面１０６および後端面１０７を形成する劈開工程において、リッジ１０２ａからの第２の絶縁層１３２の剥離などの不具合を抑制することができる。
【０１４９】
また、第７実施形態では、ｐ側電極１０４は、絶縁層１０３の上面の前端面１０６および後端面１０７の近傍以外の領域に形成されている。これにより、上記劈開工程において、半導体よりも粘性が高く、劈開しにくい金属を含むｐ側電極１０４を分離する必要がない。その結果、基板１０１および半導体積層部１０２の劈開不良や絶縁層１０３からのｐ側電極１０４の剥離などの不具合を抑制することができる。
【０１５０】
また、第７実施形態では、基板１０１および半導体積層部１０２が窒化物系半導体から構成されている。窒化物系半導体は、他の半導体材料と比較して熱伝導率が大きいので、ｎ側電極１０５の側を基台などに装着した場合であっても基台側への放熱も効率的に行うことができる。なお、第７実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１５１】
（第７実施形態の変形例）
図３６、図４３および図４４を参照して、本発明の第７実施形態の変形例による半導体レーザ素子２００の構造について説明する。なお、半導体レーザ素子２００では、下記の点を除いて、上記第７実施形態における半導体レーザ素子１００の構成と実質的に同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１５２】
本発明の第７実施形態の変形例による半導体レーザ素子２００は、図４３および図４４に示すように、リッジ１０２ａを構成するｐ側コンタクト層１２８の上面に約１ｎｍの厚みを有するＰｄ層と約３０ｎｍの厚みを有するＰｔ層とがこの順に積層された導電層２０８が形成されている。なお、導電層２０８は、本発明の「金属電極層」の一例である。
【０１５３】
また、この半導体レーザ素子２００の製造プロセスでは、ｐ型クラッド層１２７上にｐ側コンタクト層１２８を形成した後、ＥＢ蒸着法を用いて導電層２０８を形成する。続いて、導電層２０８の上面に第１のマスク１１１（図３６参照）を形成した後、ＲＩＥ法を用いて、第１のマスク１１１が形成されていない半導体積層部１０２の上面の領域において、導電層２０８、ｐ側コンタクト層１２８およびｐ型クラッド層１２７の上面側を約０．４５μｍの深さまで除去している。なお、その他の製造プロセスは、上記第７実施形態における半導体レーザ素子１００の製造プロセスと同様である。
【０１５４】
第７実施形態の変形例では、上記のように、リッジ１０２ａ（ｐ側コンタクト層１２８）と第２の絶縁層１３２およびｐ側電極１０４との間にＰｄ／Ｐｔ積層膜からなる導電層２０８を形成することにより、リッジ１０２ａの延びる方向に対する放熱特性を向上させることができるとともに、リッジ１０２ａの延びる方向に対する注入電流の均一性を向上させることができる。また、この導電層２０８は、前端面１０６および後端面１０７の近傍で第２の絶縁層１３２に覆われているので、上記劈開工程において、リッジ１０２ａからの導電層２０８の剥離などの不具合を抑制することができる。
【０１５５】
また、第７実施形態の変形例では、導電層２０８としてｐ側コンタクト層１２８と接触する側にＰｄを用いているので、導電層２０８とｐ側コンタクト層１２８とのオーミック接触を良好に行うことができる。なお、第７実施形態の変形例のその他の効果は、上記第７実施形態と同様である。
【０１５６】
（第８実施形態）
図３６〜図３８、図４２および図４５〜図４９を参照して、本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子３００について説明する。なお、半導体レーザ素子３００では、下記の点を除いて、上記第７実施形態の変形例における半導体レーザ素子２００の構成と実質的に同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１５７】
本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子３００では、図４５および図４６に示すように、第２の絶縁層１３２が、前端面１０６および後端面１０７の近傍だけでなく、第１の絶縁層１３１の上面略全域と前端面１０６および後端面１０７の近傍のリッジ１０２ａ上とに形成されている。第２の絶縁層１３２には、リッジ１０２ａ上に、リッジ１０２ａの延びる方向およびその延びる方向に対して略垂直な方向に、それぞれ、約７６０μｍの長さおよび約１０μｍの幅の開口１３２ａが形成されており、開口１３２ａの内部では、第１の絶縁層１３１の上面と、第１の絶縁層に形成された開口１３１ａから露出されたリッジ１０２ａ上の導電層２０８の上面とが露出されている。
【０１５８】
また、ｐ側電極３０４は、第２の絶縁層１３２上の開口１３２ａの内部および周辺部に形成されており、開口１３１ａ内で導電層２０８と電気的に接続されている。また、ｐ側電極３０４は、半導体レーザ素子３００の側面近傍の領域（両側面から約１５μｍ内側までのストライプ状の領域）には形成されておらず、側面近傍では絶縁層１０３（第２の絶縁層１３２）がｐ側電極３０４から露出している。なお、ｐ側電極３０４は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１５９】
また、第８実施形態による半導体レーザ素子３００の製造プロセスは、下記の点を除いて、半導体レーザ素子２００の製造プロセスと同様である。
【０１６０】
すなわち、この半導体レーザ素子３００の製造プロセスでは、図３６〜図３８および上記半導体レーザ素子２００の製造プロセスを参照して、半導体積層部１０２の上面のリッジ１０２ａ上に形成された導電層２０８の上面が露出するようにストライプ状の開口１３１ａを有する第１の絶縁層１３１が形成される。その後、図４７に示すように、導電層２０８および第１の絶縁層１３１上にフォトレジストからなる第２のマスク３１２を形成する。第２のマスク３１２は、導電層２０８の延びる方向およびその延びる方向に対して略垂直な方向に、それぞれ、約７６０μｍの長さおよび約１０μｍの幅を有し、導電層２０８の延びる方向に対して約８００μｍの間隔で形成される。
【０１６１】
続いて、ＥＣＲスパッタ法を用いて基板の加熱を行わない状態で、第２のマスク３１２と第２のマスク３１２から露出された第１の絶縁層１３１および導電層２０８との上面に約０．３μｍの厚みを有するＡｌＮからなる第２の絶縁層１３２を形成した後、第２のマスク３１２を溶剤でエッチング除去する。これにより、図４８の上面図に示すように、第２のマスク３１２が形成されていた領域にはストライプ状の開口１３２ａが形成され、開口１３２ａ内では、第１の絶縁層１３１の上面と、第１の絶縁層に形成された開口１３１ａから露出されたリッジ１０２ａ上の導電層２０８の上面とが露出される。
【０１６２】
次に、第２の絶縁層１３２の上面に、開口１３２ａをそれぞれ囲むように格子状にフォトレジストからなる第３のマスク３１３を形成する。第３のマスク３１３は、上下に隣接する各開口１３２ａの略中央では、導電層２０８が延びる方向に対して略垂直な方向に約３０μｍの幅を有し、左右に隣接する各開口１３２ａの略中央では、導電層２０８が延びる方向に約３０μｍの幅で形成される。
【０１６３】
次に、図４９の上面図に示すように、ＥＢ蒸着法を用いて第３のマスク３１３、第２の絶縁層１３２および開口１３２ａ内の導電層２０８と第１の絶縁層１３１との上に、ｐ側電極３０４を形成した後、第３のマスク３１３を溶剤でエッチング除去する。これにより、第３のマスク３１３が形成されていた格子状の領域では、第２の絶縁層１３２の上面がｐ側電極３０４から露出される。
【０１６４】
この後は、図４２を参照して、基板１０１の下面側を研磨およびエッチングした後、基板１０１の下面にｎ側電極１０５を形成し、さらに、ｐ側電極３０４から格子状に露出された第２の絶縁層１３２の内、導電層２０８が延びる方向に対して略垂直な方向に延びる領域の略中央（図４９の７１００−７１００線）で劈開するとともに、各導電層２０８の略中央で導電層２０８が延びる方向に延びるように露出された第２の絶縁層１３２の略中央（図４９の７５００−７５００線）でブレーキングすることにより、各素子を分離する。このようにして、図４７に示した第８実施形態による半導体レーザ素子３００が製造される。
【０１６５】
第８実施形態では、上記のように、半導体積層部１０２の上面のリッジ１０２ａ以外の領域の平坦部１２７ｂ上に第１の絶縁層１３１と第２の絶縁層１３２とが積層されている。そして、リッジ１０２ａ上の導電層２０８上に形成されたｐ側電極３０４は、開口１３２ａ内から第１の絶縁層１３１と第２の絶縁層１３２とが積層された領域上にまで延びて形成されている。これにより、平坦部１２７ｂ上においてｐ側電極３０４と半導体積層部１０２との距離を容易に離すことができるので、ｐ側電極３０４と半導体積層部１０２との間の寄生容量（静電容量）を低減することができる。この結果、半導体レーザ素子３００の高周波動作特性を改善することができる。
【０１６６】
また、第８実施形態では、第１の絶縁層１３１と第２の絶縁層１３２とが積層された領域上に延びて形成されたｐ側電極３０４上にワイヤボンディングを行う場合に、ワイヤボンディングをリッジ１０２ａから離れた位置で行うことができるので、リッジ１０２ａに対するダメージを低減することができる。さらに、上記ボンディング領域では、第１の絶縁層１３１と第２の絶縁層１３２とが積層されているので、半導体積層部１０２に対するダメージも低減することができる。これにより、ワイヤボンディングの際の歩留まりが向上するとともに、信頼性が向上する。
【０１６７】
また、第８実施形態では、ｐ側電極３０４を、絶縁層１０３の上面の素子側面の近傍以外の領域に形成することによって、上記ブレーキング工程において、半導体より粘性が高く、劈開しにくい金属を含むｐ側電極３０４を分離する必要がない。その結果、基板１０１および半導体積層部１０２の分離不良や絶縁層１０３からのｐ側電極３０４の剥離などの不具合を抑制することができる。
【０１６８】
また、第８実施形態では、ｐ側電極３０４の上面が平坦に形成されているので、ｐ側電極３０４をヒートシンクなどの基台にジャンクションダウンで接合する場合には、半導体レーザ素子３００を基台に安定して接合することができる。なお、第８実施形態による半導体レーザ素子３００のその他の効果は、上記第７実施形態の変形例（半導体レーザ素子２００）と同様である。
【０１６９】
（第８実施形態の変形例）
図５０を参照して、第８実施形態の変形例による半導体レーザ素子４００では、半導体積層部１０２の上面に形成されたリッジ１０２ａが上面中央から左側面の方に寄った位置に形成されている以外は、上記第８実施形態における半導体レーザ素子３００と実質的に同様の構成を有しており、上記第８実施形態の構成と実質的に同様の構成に対しては、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７０】
本発明の第８実施形態の変形例による半導体レーザ素子４００では、リッジ１０２ａが上面中央から側面の方に寄った位置に形成されているので、ｐ側電極４０４の上面において平坦な領域をより広く確保できるので、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。また、ｐ側電極４０４をボンディングに必要な領域（たとえば、図５０のＰ部）近傍だけに延びた形状（図５０の破線を参照）とすることにより、ｐ側電極４０４と半導体積層部１０２とが対向する面積が小さくすることができるので、ｐ側電極４０４と半導体積層部１０２との間の寄生容量（静電容量）をさらに低減することができる。なお、ｐ側電極４０４は、本発明の「パッド電極」の一例である。
【０１７１】
なお、第８実施形態の変形例による半導体レーザ素子４００のその他の効果は、上記第８実施形態と同様である。
【０１７２】
（第９実施形態）
図５１および図５２を参照して、第９実施形態による半導体レーザ素子５００では、下記の点を除いて、上記第７実施形態の変形例における半導体レーザ素子２００の構成と実質的に同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７３】
本発明の第９実施形態による半導体レーザ素子５００では、第１の絶縁層１３１が、図５１および図５２に示すように、リッジ１０２ａの近傍のみに形成されている。すなわち、第１の絶縁層１３１は、リッジ１０２ａの側面と、ｐ型クラッド層１２７の平坦部１２７ｂの上面であってリッジ１０２ａの側面から約１０μｍの幅の領域上とに形成されている。また、第２の絶縁層１３２は、第１の絶縁層１３１が形成されていない平坦部１２７ｂの上面と、導電層２０８を介して前端面１０６および後端面１０７の近傍のリッジ１０２ａ上とに形成されている。
【０１７４】
第９実施形態では、上記のように、熱伝導率の小さな第１の絶縁層１３１をリッジ１０２ａの近傍のみに形成するとともに、リッジ１０２ａの近傍以外の第１の絶縁層１３１が形成されていない平坦部１２７ｂの上面にまで熱伝導率の大きな第２の絶縁層１３２が延びて形成されている。これにより、半導体積層部１０２の上面からの放熱特性をより一層向上させることができる。その結果、素子全体の温度上昇を抑制することができるので、信頼性をさらに向上させることができる。なお、第９実施形態による半導体レーザ素子５００のその他の効果は、上記第７実施形態の変形例と同様である。
【０１７５】
（第１０実施形態）
図５３および図５４を参照して、第１０実施形態による半導体レーザ素子６００では、下記の点を除いて、上記第７実施形態における半導体レーザ素子１００の構成と実質的に同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７６】
本発明の第１０実施形態による半導体レーザ素子６００では、図５３および図５４に示すように、半導体積層部１０２の上面側に形成されているｐ型クラッド層１２７の上面には凸部が形成されておらず、さらに、ｐ型クラッド層１２７の上面全体にｐ側コンタクト層６２８が形成されている。すなわち、この半導体レーザ素子６００では、リッジが形成されておらず、第１の絶縁層１３１に形成されているストライプ状の開口１３１ａ直下の領域が光導波路領域として機能する。
【０１７７】
この半導体レーザ素子６００は、上記実施形態で例示したリッジ導波型の半導体レーザ素子ではないが、共振器端面となる前端面１０６および後端面１０７の近傍の第１の絶縁層１３１の開口１３１ａ内の半導体積層部１０２上に第１の絶縁層１３１より大きな熱伝導率を有する第２の絶縁層１３２が形成されているので、第１の絶縁層１３１と同一の材料構成の絶縁層が開口１３１ａ内の半導体積層部１０２上に形成される場合より共振器端面で発生した熱が半導体レーザ素子６００の上面方向に放熱されやすい。これにより、共振器端面近傍の温度上昇を抑制することができるので、ＣＯＤ現象による端面破壊が生じにくいという同様の効果を奏する。
【０１７８】
なお、第１０実施形態による半導体レーザ素子６００のその他の効果は、上記第７実施形態と同様である。
【０１７９】
（第１１実施形態）
図５０および図５５〜図５７を参照して、本発明の第１１実施形態によるレーザ装置８００を備えた光ピックアップ装置９００について説明する。
【０１８０】
本発明の第１１実施形態によるレーザ装置８００は、導電性材料からなり、略丸型のキャンパッケージ本体８０３と、給電ピン８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃおよび８０２と、蓋体８０４とを備えている。また、キャンパッケージ本体８０３には、上記第８実施形態の変形例による半導体レーザ素子４００が設けられており、蓋体８０４により封止されている。蓋体８０４には、レーザ光を透過する材料からなる取り出し窓８０４ａが設けられている。また、給電ピン８０２は、機械的および電気的にキャンパッケージ本体８０３と接続されている。給電ピン８０２は接地端子として用いられる。キャンパッケージ本体８０３の外部に延びる給電ピン８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ、８０２の一端は、それぞれ図示しない駆動回路に接続される。
【０１８１】
キャンパッケージ本体８０３と一体化された導電性の支持部材８０５上には、導電性のサブマウント８０５ａが設けられている。支持部材８０５およびサブマウント８０５ａは、導電性および熱伝導性に優れた材料からなる。半導体レーザ素子４００は、レーザ光の出射方向Ｘがレーザ装置８００の外側（取り出し窓８０４ａ側）に向かうとともに、半導体レーザ素子４００の発光点（リッジ１０２ａの下方に形成される導波路）がレーザ装置８００の中心線に位置するように接合されている。
【０１８２】
給電ピン８０１ａ、８０１ｂおよび８０１ｃは、それぞれ、絶縁リング８０１ｚによりキャンパッケージ本体８０３と電気的に絶縁されている。給電ピン８０１ａは、ワイヤ８７１を介して、半導体レーザ素子４００のｐ側電極４０４（図５０の破線を参照）のワイヤボンド部４０４ａの上面に接続されている。また、給電ピン８０１ｃは、ワイヤ８７２を介して、サブマウント８０５ａの上面に接続されている。
【０１８３】
また、図５７に示すように、光ピックアップ装置９００は、半導体レーザ素子４００が実装されたレーザ装置８００と、偏光ビームスプリッタ（偏光ＢＳ）８１１、コリメータレンズ８１２、ビームエキスパンダ８１３、λ／４板８１４、対物レンズ８１５およびシリンドリカルレンズ８１６を有する光学系８１０と、光検出部８２０を備えている。
【０１８４】
光学系８１０において、偏光ＢＳ８１１は、半導体レーザ素子４００から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク８５０から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ８１２は、偏光ＢＳ８１１を透過した半導体レーザ素子４００からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ８１３は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ（図示せず）から構成されている。アクチュエータは図示しないサーボ回路からのサーボ信号に応じて凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させる。これにより、半導体レーザ素子４００から出射されたレーザ光の波面状態が補正される。
【０１８５】
λ／４板８１４は、コリメータレンズ８１２によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ／４板８１４は光ディスク８５０から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ素子４００から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。それにより、光ディスク８５０から帰還するレーザ光は、偏光ＢＳ８１１によって略全反射される。対物レンズ８１５は、λ／４板８１４を透過したレーザ光を光ディスク８５０の表面（記録層）上に収束させる。なお、対物レンズ８１５は、サーボ回路からのサーボ信号（トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号およびチルトサーボ信号）に応じて図示しない対物レンズアクチュエータにより、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に移動可能である。
【０１８６】
偏光ＢＳ８１１により全反射されるレーザ光の光軸に沿うようにシリンドリカルレンズ８１６および光検出部８２０が配置されている。シリンドリカルレンズ８１６は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光検出部８２０は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。ここで、光検出部８２０は再生信号とともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号が得られるように所定のパターンの検出領域を有する。フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ８１３のアクチュエータおよび対物レンズアクチュエータがフィードバック制御される。このようにして、本発明の第１１実施形態による光ピックアップ装置９００が構成される。
【０１８７】
第１１実施形態では、上記のように、光ピックアップ装置９００に、上記第８実施形態の変形例による半導体レーザ素子４００を用いているので、ワイヤ８７１のワイヤボンド部４０４ａへのワイヤボンディングを容易に行うことができる。また、ワイヤボンド部４０４ａにおけるｐ側電極４０４と半導体積層部１０２とが対向する面積が小さいので、ｐ側電極４０４と半導体積層部１０２との間の寄生容量（静電容量）をさらに低減することができる。
【０１８８】
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。
【０１８９】
たとえば、上記第１〜第１０実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板上に半導体素子層を積層した窒化物系半導体レーザに適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、赤外半導体レーザや赤色半導体レーザに用いられるＧａＡｓ系、ＩｎＰ系およびＺｎＳｅＳ系などの他の半導体レーザに適用してもよい。
【０１９０】
また、上記第１〜第５実施形態では、放熱層が形成されない領域を、パッド電極の下部およびその周辺領域に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、パッド電極の下部およびその周辺領域に加えて、パッド電極の上部（上面）の所定の領域にも存在するように放熱層を形成してもよい。この変形例のように構成しても、共振器端面の近傍領域における発熱を放熱層およびパッド電極を介して外部に効率よく放熱させることができるので、共振器端面の発熱に起因した熱的影響を抑制することができる。
【０１９１】
また、上記第６実施形態では、熱伝導性膜９１としてＩＴＯからなる透明導電膜を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＡｌやＧａがドープされたＺｎＯや、ＳｂやＦ（フッ素）がドープされたＳｎＯ２などの他の透明導電膜を用いてもよい。なお、上記の透明導電膜は、約１×１０−２Ωｃｍ〜約１×１０−４Ωｃｍの電気抵抗率を有する。
【０１９２】
また、上記第７〜第１０実施形態では、第１の絶縁層１３１にＳｉＯ２、第２の絶縁層１３２にＡｌＮを用いたが、本発明はこれに限らず、第１の絶縁層１３１としては、Ａｌ２Ｏ３（熱伝導率：約３２Ｗ／ｍ・Ｋ、屈折率：約１．７）、ＳｉＮ（熱伝導率：約７０Ｗ／ｍ・Ｋ、屈折率：約２．０）、ＺｒＯ２（熱伝導率：約２Ｗ／ｍ・Ｋ、屈折率：約２．２）などを用いることができる。また、第２の絶縁層１３２としては、第１の絶縁層１３１よりも熱伝導率が大きい材料であれば用いることができる。たとえば、第１の絶縁層１３１がＳｉＯ２である場合には、第２の絶縁層１３２には、ＡｌＮの他に、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３やＤＬＣなどを用いることができる。
【０１９３】
また、さらに、安定した光閉じ込めを容易に行うためには、第１の絶縁層の屈折率は、第２の絶縁層の屈折率よりも小さい方が好ましいので、第２の絶縁層としては、たとえば、第１の絶縁層がＳｉＯ２の場合にはＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＤＬＣなどを、また、第１の絶縁層がＡｌ２Ｏ３の場合にはＡｌＮ、ＤＬＣなどを、また、第１の絶縁層がＺｒＯ２の場合にはＡｌＮ、ＤＬＣなどを、それぞれ用いることが好ましい。また、上記の場合、第１の絶縁層と第２の絶縁層とが同じ元素を含む２元化合物の場合、第１の絶縁層を酸化物、第２の絶縁層を窒化物とすることにより、容易に、第１の絶縁層の屈折率を第２の絶縁層の屈折率より小さくすることができるとともに、第１の絶縁層と第２の絶縁層との密着性を向上させることができる。
【０１９４】
また、上記第７実施形態の変形例では、導電層２０８にＰｄ／Ｐｔ積層膜を用いていたが、本発明はこれに限らず、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｔｉなどの金属材料、あるいは、ＩＴＯなどの金属を含む導電材料を用いることができ、さらには、これらの材料からなる合金層および多層膜を用いることができる。なお、導電層を積層膜で構成する場合には、半導体積層部の側にはオーミック接触性に優れたＰｄ、Ｎｉなどを、ｐ側電極の側には耐熱性に優れたＰｔ、Ｍｏなどを、それぞれ用いるのが好ましい。
【０１９５】
また、上記第７〜第１０実施形態では、基板１０１および半導体積層部１０２に窒化物系半導体を用いていたが、本発明はこれに限らず、他の半導体材料を用いることができる。たとえば、基板１０１としては、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＳｉＣなどを用いることができる。また、半導体積層部１０２には、ＡｌＩｎＧａＰで表される燐化物系半導体、ＡｌＩｎＧａＡｓで表される砒化物系半導体などを用いることができる。ここで、基板１０１がＧａＡｓの場合、半導体積層部１０２としては、燐化物系半導体または砒化物系半導体であるのが好ましい。
【符号の説明】
【０１９６】
３、３３  活性層（発光層）
４  第２半導体層（半導体層）
６、３８、６１、７１、８１  電流ブロック層
８  第２電極（パッド電極）
９、７２、８２、９１  熱伝導性膜（放熱層）
１０、５０  リッジ部（電流通路部）
２０ａ、３０ａ、６０ａ、７０ａ、８０ａ、９０ａ  共振器端面
３４  ｐ型クラッド層（半導体層）
３５  ｐ側コンタクト層（半導体層）
３７  ｐ側オーミック電極（金属電極層）
３９、６２  熱伝導性膜（放熱層、第１放熱層）
４０、６４、７３、８３、９２  ｐ側パッド電極（パッド電極）
５１、６３  熱伝導性膜（第２放熱層、酸化膜）
【図１】
2010041035.tif 000003
【図２】
2010041035.tif 000004
【図３】
2010041035.tif 000005
【図４】
2010041035.tif 000006
【図５】
2010041035.tif 000007
【図６】
2010041035.tif 000008
【図７】
2010041035.tif 000009
【図８】
2010041035.tif 000010
【図９】
2010041035.tif 000011
【図１０】
2010041035.tif 000012
【図１１】
2010041035.tif 000013
【図１２】
2010041035.tif 000014
【図１３】
2010041035.tif 000015
【図１４】
2010041035.tif 000016
【図１５】
2010041035.tif 000017
【図１６】
2010041035.tif 000018
【図１７】
2010041035.tif 000019
【図１８】
2010041035.tif 000020
【図１９】
2010041035.tif 000021
【図２０】
2010041035.tif 000022
【図２１】
2010041035.tif 000023
【図２２】
2010041035.tif 000024
【図２３】
2010041035.tif 000025
【図２４】
2010041035.tif 000026
【図２５】
2010041035.tif 000027
【図２６】
2010041035.tif 000028
【図２７】
2010041035.tif 000029
【図２８】
2010041035.tif 000030
【図２９】
2010041035.tif 000031
【図３０】
2010041035.tif 000032
【図３１】
2010041035.tif 000033
【図３２】
2010041035.tif 000034
【図３３】
2010041035.tif 000035
【図３４】
2010041035.tif 000036
【図３５】
2010041035.tif 000037
【図３６】
2010041035.tif 000038
【図３７】
2010041035.tif 000039
【図３８】
2010041035.tif 000040
【図３９】
2010041035.tif 000041
【図４０】
2010041035.tif 000042
【図４１】
2010041035.tif 000043
【図４２】
2010041035.tif 000044
【図４３】
2010041035.tif 000045
【図４４】
2010041035.tif 000046
【図４５】
2010041035.tif 000047
【図４６】
2010041035.tif 000048
【図４７】
2010041035.tif 000049
【図４８】
2010041035.tif 000050
【図４９】
2010041035.tif 000051
【図５０】
2010041035.tif 000052
【図５１】
2010041035.tif 000053
【図５２】
2010041035.tif 000054
【図５３】
2010041035.tif 000055
【図５４】
2010041035.tif 000056
【図５５】
2010041035.tif 000057
【図５６】
2010041035.tif 000058
【図５７】
2010041035.tif 000059