(57)【要約】【課題】高出力化を図ることが可能であるとともに、素子特性の低下を抑制することが可能であり、かつ、信頼性の高い窒化物系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１００は、ｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成されたｎ型クラッド層３と、ｎ型クラッド層３上に形成され、レーザ光を生成する活性層４ｃと、活性層４ｃで生成されたレーザ光が出射される光出射端面２０ａとを備えている。また、ｎ型クラッド層３の光出射端面部分２１が盛り上がっており、この光出射端面部分２１の盛り上がりによって、ｎ型ＧａＮ基板１表面に対する活性層４ｃの光出射端面２０ａ側の高さが活性層４ｃの中央部の高さよりも高くなっている。そして、光出射端面部分２１で活性層４ｃよりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３を介してレーザ光が出射されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物系半導体からなる基板と、
前記基板上に形成された第１半導体層と、
前記第１半導体層上に形成され、レーザ光を生成する活性層と、
前記活性層で生成されたレーザ光が出射される光出射端面とを備え、
前記第１半導体層は、前記活性層よりもバンドギャップの大きい半導体材料から構成されているとともに、少なくとも前記第１半導体層において、前記光出射端面部分が盛り上がっており、
前記光出射端面部分の盛り上がりにより、前記基板表面に対する前記活性層の前記光出射端面側の高さが前記活性層の中央部の高さよりも高くなっており、これによりレーザ光が前記光出射端面部分で前記第１半導体層を介して出射されるように構成されていることを特徴とする、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記光出射端面と対向する光反射端面をさらに備え、
少なくとも前記第１半導体層において、前記光反射端面部分が盛り上がっているとともに、前記光反射端面部分の盛り上がりにより、前記基板表面に対する前記活性層の前記光反射端面側の高さが前記活性層の中央部の高さよりも高くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１半導体層は、ｎ型の半導体から構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記活性層上に形成され、前記光出射端面と交差する方向に延びるとともに、電流通路部として機能する凸状のリッジ部を含む第２半導体層をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記基板の上面であって、平面的に見て前記リッジ部と交わらない領域に、溝部が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記溝部は、前記光出射端面近傍および前記光反射端面近傍の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記溝部の深さは、１μｍ以上であることを特徴とする、請求項５または６に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記溝部の幅は、１μｍ以上であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記第２半導体層は、電流通路部として機能しないダミーリッジ部をさらに含み、
前記ダミーリッジ部は、前記リッジ部に沿って延びるように形成されており、
前記溝部は、平面的に見て、前記ダミーリッジ部と交わるように形成されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記基板上には、前記基板側から、ｎ型ＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、前記活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層が形成されており、
前記第１半導体層は、前記ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層から構成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記第２半導体層は、前記ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記リッジ部および前記ダミーリッジ部の各々は、前記ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層および前記ｐ型ＧａＮコンタクト層から構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層のｎ型ドーパントは、Ｓｉであることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１４】
基板の主表面に、所定方向に延びる溝部を形成する工程と、
前記基板の主表面上に、気相成長法を用いて、第１半導体層および活性層を含む複数の窒化物系半導体層を成長させる工程と、
前記溝部に沿って前記基板の溝部近傍領域を分離する工程とを備え、
前記窒化物系半導体層を成長させる工程は、
前記活性層よりもバンドギャップの大きい半導体材料を用いて前記第１半導体層を成長させる工程と、
前記第１半導体層上に前記活性層を配する工程とを含むことを特徴とする、窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記気相成長法は、有機金属気相成長法であることを特徴とする、請求項１４に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記窒化物系半導体層を成長させる工程は、ｎ型ドーパントを用いて、前記第１半導体層をｎ型に構成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記ｎ型ドーパントは、Ｓｉであることを特徴とする、請求項１６に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記溝部を形成する工程は、前記溝部の深さを１μｍ以上に構成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記溝部を形成する工程は、前記溝部の幅を１μｍ以上に構成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２０】
前記溝部を形成する工程は、
同一方向に連続的に延びる複数の溝部を、互いに所定の距離を隔てて形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２１】
前記溝部を形成する工程は、
前記溝部を断続的に形成することによって、前記基板の主表面の所定位置に、複数の溝部を配置する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２２】
前記窒化物系半導体層は、前記活性層上に形成される第２半導体層をさらに含み、
前記第２半導体層に、前記溝部の延びる方向と交差する方向に延びるとともに、電流通路部として機能する凸状のリッジ部を形成する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２３】
前記リッジ部を形成する工程は、
電流通路部として機能する前記リッジ部を形成する工程と、
電流通路部として機能しないダミーリッジ部を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２４】
前記第１半導体層は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層であり、
前記窒化物系半導体層を成長させる工程は、前記基板側から、ｎ型ＧａＮバッファ層、前記ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、前記活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２５】
前記第２半導体層は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層およびｐ型ＧａＮコンタクト層を含み、
前記リッジ部を形成する工程は、前記ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層およびｐ型ＧａＮコンタクト層に前記リッジ部を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の窒化物系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、窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系半導体レーザ素子は、光ディスク用光源のみならず、ディスプレイ用光源など種々の用途への応用が期待されている。このような応用を実現するためには、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を更に向上させる必要があるとともに、更なる高出力化を図る必要がある。
【０００３】
一方、半導体レーザ素子の高出力化には、ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ；光学損傷）の抑制が不可欠である。ここで、ＣＯＤは、以下のようにして発生することが知られている。すなわち、高密度に表面準位が存在する光出射端面において、この表面準位などを介して非発光再結合が生じ、レーザ光の一部が光出射端面で吸収され熱に変わる。この発熱により、光出射端面の活性層のバンドギャップが縮小するので、さらに光吸収が増加する。これにより、さらに発熱が増大する。このようなサイクルによって、光出射端面の温度が上昇するので、半導体レーザ素子を構成する結晶が溶解し、その結果、光出射端面が破壊される。
【０００４】
このようなＣＯＤを抑制する方法として、従来、光出射端面（共振器端面）部分を工夫して、レーザ光が端面で吸収されないように構成した窓構造を半導体レーザ素子に設ける方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記特許文献１には、光出射端面（共振器端面）近傍領域に不純物を拡散することによって、活性層の光出射端面（共振器端面）近傍領域の量子井戸構造が無秩序化されたＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ素子が開示されている。この半導体レーザ素子では、不純物の拡散による量子井戸構造の無秩序化によって、活性層の光出射端面（共振器端面）近傍のバンドギャップが他の領域よりも広がるので、光出射端面（共振器端面）における光吸収が低減される。すなわち、光出射端面（共振器端面）近傍に窓構造が形成される。これにより、光出射端面（共振器端面）の温度上昇が抑制されるのでＣＯＤが抑制される。
【０００６】
しかしながら、窒化物系半導体レーザ素子では、窒化物系以外の材料系（たとえば、上記特許文献１記載のＡｌＧａＡｓ系）の半導体レーザ素子と異なり、不純物が拡散し難いため、不純物拡散による窓構造の作製が困難であるという不都合がある。
【０００７】
そこで、従来、不純物拡散以外の手法を用いて光出射端面のＣＯＤを抑制することにより、信頼性を向上させながら、窒化物系半導体レーザ素子の高出力化を図る手法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００８】
上記特許文献２には、窒化物系半導体レーザ素子において、光出射端面部分における活性層を、これ以外の部分の活性層に対して傾斜させることにより、窓構造を実現する手法が開示されている。なお、上記特許文献２に開示された手法は、ＧａＮ基板の（０００１）面に対して、活性層の傾斜角度が０．３°以上になると傾斜角度の増加に伴い発光波長が短波長化していく、すなわち、バンドギャップが大きくなるという知見に基づいている。
【０００９】
また、上記した従来の手法では、ＧａＮ基板の所定領域に溝部を形成した後、ＧａＮ基板上にＧａＮ層を形成することによって、ＧａＮ層における上記溝部に対応する領域にＶ字溝が形成される。そして、ＧａＮ層上に順次半導体層を成長させることによって、Ｖ字溝の斜面により活性層の一部が傾斜される。その後、Ｖ字溝の中央部でＧａＮ基板を劈開することにより、光出射端面部分における活性層が傾斜された窒化物系半導体レーザ素子が得られる。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２１８５９３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２で開示された手法では、光出射端面部分における活性層を傾斜させることによって窓構造を実現することが可能であるものの、更なる高出力化を図るためには、窓効果が不十分であると考えられる。このため、高出力で窒化物系半導体レーザ素子を駆動させた場合には、ＣＯＤの発生を抑制することが困難になるという不都合が生じる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を高出力で駆動させることが困難になるとともに、信頼性の低下を抑制することが困難になるという問題点がある。
【００１２】
また、上記特許文献２で開示された手法では、上述したように、ＧａＮ基板に溝部を形成した後、ＧａＮ基板上にＧａＮ層を形成することによってＧａＮ層にＶ字溝を形成している。このため、ＧａＮ基板の溝部上では、様々な方向から成長が進んで成長の会合部に欠陥が生じるので、Ｖ字溝斜面の結晶性が低下する。これにより、Ｖ字溝斜面上に形成された活性層も、Ｖ字溝斜面の影響を受けて結晶性が低下する。その結果、光出射端面部分における活性層の結晶性が低下するので、光出射端面部分で光吸収が生じ、動作電流が上昇するなど素子特性が低下するという問題点もある。
【００１３】
なお、光出射端面部分における活性層の結晶性が低下することによって、ＣＯＤレベルが低下し易くなるという不都合もある。これにより、ＣＯＤの発生を抑制することがより困難になるので、信頼性の低下を抑制することがより困難になる。
【００１４】
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、この発明の目的は、高出力化を図ることが可能であるとともに、素子特性の低下を抑制することが可能であり、かつ、信頼性の高い窒化物系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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、窒化物系半導体からなる基板と、基板上に形成された第１半導体層と、第１半導体層上に形成され、レーザ光を生成する活性層と、活性層で生成されたレーザ光が出射される光出射端面とを備えている。また、第１半導体層は、活性層よりもバンドギャップの大きい半導体材料から構成されているとともに、少なくとも第１半導体層において、光出射端面部分が盛り上がっている。そして、光出射端面部分の盛り上がりにより、基板表面に対する活性層の光出射端面側の高さが活性層の中央部の高さよりも高くなっており、これによりレーザ光が光出射端面部分で第１半導体層を介して出射されるように構成されている。
【００１６】
この第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、レーザ光が光出射端面部分で第１半導体層を介して出射されるように構成することによって、第１半導体層は活性層よりもバンドギャップが大きいことから、レーザ光が光出射端面部分で吸収され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、窒化物系半導体レーザ素子の光出射端面部分に窓構造（窓領域）を形成することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子のＣＯＤレベルを向上させることができるので、高出力で駆動させた場合でも、ＣＯＤの発生を抑制することができる。また、ＣＯＤの発生を抑制することによって、ＣＯＤに起因する信頼性の低下を抑制することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子において、高出力化を図ることができるとともに、高い信頼性を得ることができる。
【００１７】
また、第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、以下のようにして、少なくとも第１半導体層に、盛り上がり部を形成することができる。すなわち、基板となる半導体ウェハ上面（主表面）の所定領域に溝部を形成した後、この半導体ウェハの上面（主表面）上に気相成長法を用いて第１半導体層を成長させる。このとき、溝部の大きさを所定の大きさ以上に形成することによって、上記特許文献２に開示された手法とは異なり、第１半導体層の溝部近傍領域に盛り上がり部を形成することができる。この盛り上がり部が窒化物系半導体レーザ素子の光出射端面部分に位置するように、半導体ウェハに溝部を形成することにより、光出射端面部分が盛り上がった第１半導体層を有する窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。
【００１８】
また、上記のようにして第１半導体層に盛り上がり部を形成した場合には、半導体層を成長させる際に、半導体ウェハの溝部上については様々な方向から成長が進んで成長の会合部に欠陥が生じる一方、溝部以外の領域上では規則正しく成長が進行して、欠陥を伴う成長の会合が抑えられる。このため、溝部近傍領域では、新たな欠陥の生成が抑制されるので、欠陥の少ない結晶が得られる。これにより、光出射端面部分の結晶性を良好にすることができるので、窓領域の結晶性を良好にすることができる。したがって、光出射端面部分での光吸収を抑制することができるので、動作電流の上昇を抑制することができる。その結果、素子特性の低下を抑制することができる。
【００１９】
また、第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、窓領域の結晶性を良好にすることができるので、ＣＯＤレベルの経時変化を少なくすることができるとともに、ＣＯＤレベルをより向上させることができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性をより向上させることができる。
【００２０】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、光出射端面と対向する光反射端面をさらに備え、少なくとも第１半導体層において、光反射端面部分が盛り上がっているとともに、光反射端面部分の盛り上がりにより、基板表面に対する活性層の光反射端面側の高さが活性層の中央部の高さよりも高くなっている。このように構成すれば、光出射端面のみならず、光反射端面における光吸収も低減することができる。
【００２１】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１半導体層は、ｎ型の半導体から構成されている。このように構成すれば、光吸収を起こすＭｇ（マグネシウム）などのドーパントがドープされるｐ型の半導体から第１半導体層を構成する場合に比べて、ドーパントによる光吸収が低減されるので、窓領域での光吸収を効果的に抑制することができる。
【００２２】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、活性層上に形成され、光出射端面と交差する方向に延びるとともに、電流通路部として機能する凸状のリッジ部を含む第２半導体層をさらに備えているのが好ましい。
【００２３】
この場合において、好ましくは、基板の上面であって、平面的に見てリッジ部と交わらない領域に、溝部が形成されている。このように構成すれば、半導体ウェハを用いて窒化物系半導体レーザ素子を形成する際に、上記溝部により、隣接する窒化物系半導体レーザ素子の第１半導体層に盛り上がり部を形成することができる。これにより、半導体ウェハの溝部が形成された部分を除去せずに、窒化物系半導体レーザ素子を形成することが可能となるので、半導体ウェハを無駄なく（効率よく）利用することができる。その結果、１枚の半導体ウェハから得られる窒化物系半導体レーザ素子の数（取れ数）を増加させることができるので、製造歩留を向上させることができるとともに、高出力化に対応した窒化物系半導体レーザ素子を安価に製造することができる。
【００２４】
上記光出射端面および光反射端面を備えた構成において、溝部は、光出射端面近傍および光反射端面近傍の少なくとも一方に形成することができる。
【００２５】
上記溝部を備えた構成において、好ましくは、溝部の深さは、１μｍ以上である。このように構成すれば、半導体ウェハを用いて窒化物系半導体レーザ素子を形成する際に、容易に隣接する窒化物系半導体レーザ素子の第１半導体層に盛り上がり部を形成することができる。これにより、容易に、窒化物系半導体レーザ素子の少なくとも光出射端面部分に窓構造（窓領域）を形成することができる。
【００２６】
上記溝部を備えた構成において、好ましくは、溝部の幅は、１μｍ以上である。このように構成した場合でも、半導体ウェハを用いて窒化物系半導体レーザ素子を形成する際に、容易に、隣接する窒化物系半導体レーザ素子の第１半導体層に盛り上がり部を形成することができる。なお、溝部の深さおよび溝部の幅の各々を１μｍ以上に構成すれば、より容易に、隣接する窒化物系半導体レーザ素子の第１半導体層に盛り上がり部を形成することができる。これにより、より容易に、窒化物系半導体レーザ素子の少なくとも光出射端面部分に窓構造（窓領域）を形成することができる。
【００２７】
上記活性層上に第２半導体層が形成された構成において、第２半導体層は、電流通路部として機能しないダミーリッジ部をさらに含み、ダミーリッジ部は、リッジ部に沿って延びるように形成されており、溝部は、平面的に見て、ダミーリッジ部と交わるように形成されているのが好ましい。
【００２８】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、基板上に、基板側から、ｎ型ＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層を形成するとともに、第１半導体層を、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層から構成することができる。
【００２９】
この場合において、第２半導体層は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層を含むように構成することができる。
【００３０】
また、この場合において、リッジ部およびダミーリッジ部の各々は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層およびｐ型ＧａＮコンタクト層から構成することができる。
【００３１】
上記基板上にｎ型ＡｌＧａＮクラッド層が形成された構成において、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層のｎ型ドーパントは、Ｓｉである。このように構成すれば、窓領域での光吸収をより効果的に抑制することができる。
【００３２】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、基板の主表面に、所定方向に延びる溝部を形成する工程と、基板の主表面上に、気相成長法を用いて、第１半導体層および活性層を含む複数の窒化物系半導体層を成長させる工程と、溝部に沿って基板の溝部近傍領域を分離する工程とを備えている。そして、窒化物系半導体層を成長させる工程は、活性層よりもバンドギャップの大きい半導体材料を用いて第１半導体層を成長させる工程と、第１半導体層上に活性層を配する工程とを含む。
【００３３】
この第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、基板（半導体ウェハ）の主表面に、所定方向に延びる溝部を形成するとともに、基板（半導体ウェハ）の主表面上に気相成長法を用いて、第１半導体層を含む窒化物系半導体層を成長させることによって、窒化物系半導体層の溝部近傍領域に盛り上がり部を形成することができる。そして、溝部に沿って基板の溝部近傍領域を分離することにより、分離面部分に窒化物系半導体層（第１半導体層）の盛り上がり部を配することができる。また、第１半導体層上に活性層を配するとともに、上記分離面を光出射端面となるように構成することによって、基板表面に対する活性層の光出射端面側の高さが中央部の高さよりも高くなるように構成することができる。これにより、レーザ光が光出射端面部分で第１半導体層を介して出射される窒化物系半導体レーザ素子を形成することができる。また、第１半導体層を、活性層よりもバンドギャップの大きい半導体材料を用いて形成することによって、レーザ光が光出射端面で吸収されるのを抑制することができるので、光出射端面部分に窓構造（窓領域）が形成された窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。したがって、光出射端面部分に形成された窓構造（窓領域）により、ＣＯＤレベルを向上させることができるので、高出力化を図ることができるとともに、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。
【００３４】
また、第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、溝部が形成された基板（半導体ウェハ）上に、気相成長法を用いて窒化物系半導体層を成長させることによって、基板の溝部上については様々な方向から成長が進んで成長の会合部に欠陥が生じる一方、溝部以外の領域上では規則正しく成長が進行して、欠陥を伴う成長の会合が抑えられる。このため、溝部近傍領域では、新たな欠陥の生成が抑制されるので、欠陥の少ない結晶が得られる。これにより、光出射端面部分の結晶性を良好にすることができるので、窓領域の結晶性を良好にすることができる。したがって、光出射端面部分での光吸収を抑制することができるので、動作電流の上昇を抑制することができる。その結果、素子特性の低下を抑制することができる。
【００３５】
また、第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、結晶性の良好な窓領域を形成することができるので、ＣＯＤレベルの経時変化を少なくすることができるとともに、ＣＯＤレベルをより向上させることができる。これにより、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子を容易に製造することができる。
【００３６】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、気相成長法は、有機金属気相成長法である。このように構成すれば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法；Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）では、他の気相成長法に比べて、基板表面（主表面）での分子のマイグレーションが強く起こるので、溝部近傍領域での盛り上がりの制御範囲を広くとることができるとともに、盛り上がり部を精度よく形成することができる。これにより、窓構造（窓領域）を容易に形成することができるので、高出力化を図ることが可能であるとともに、素子特性の低下を抑制することが可能であり、かつ、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく製造することができる。
【００３７】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、窒化物系半導体層を成長させる工程は、ｎ型ドーパントを用いて、第１半導体層をｎ型に構成する工程を含む。このように構成すれば、光吸収を起こすＭｇ（マグネシウム）などのドーパントがドープされるｐ型の半導体から第１半導体層を構成する場合に比べて、ドーパントによる光吸収が低減されるので、窓領域での光吸収を効果的に抑制することができる。
【００３８】
この場合において、好ましくは、ｎ型ドーパントは、Ｓｉである。このように構成すれば、窓領域での光吸収をより効果的に抑制することができる。
【００３９】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、溝部の深さを１μｍ以上に構成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、窒化物系半導体層（第１半導体層）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域）を形成可能な盛り上がり部を形成することができる。
【００４０】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、溝部の幅を１μｍ以上に構成する工程を含む。このように構成した場合でも、容易に、窒化物系半導体層（第１半導体層）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域）を形成可能な盛り上がり部を形成することができる。なお、溝部の深さおよび溝部の幅の各々を１μｍ以上に構成すれば、より容易に、窒化物系半導体層（第１半導体層）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域）を形成可能な盛り上がり部を形成することができる。
【００４１】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、同一方向に連続的に延びる複数の溝部を、互いに所定の距離を隔てて形成する工程を含む。このように構成すれば、既存の工程を大幅に増やすことなく、また、複雑な工程を導入せずに、上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。
【００４２】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、溝部を断続的に形成することによって、基板の主表面の所定位置に、複数の溝部を配置する工程を含む。このように構成した場合でも、既存の工程を大幅に増やすことなく、また、複雑な工程を導入せずに、上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。また、このように構成すれば、隣接する窒化物系半導体レーザ素子の窒化物系半導体層（第１半導体層）に盛り上がり部を形成可能に構成することができるので、基板（半導体ウェハ）の溝部が形成された部分を除去せずに、窒化物系半導体レーザ素子を製造することが可能となる。これにより、基板（半導体ウェハ）を無駄なく（効率よく）利用することができるので、１枚の基板（半導体ウェハ）から得られる窒化物系半導体レーザ素子の数（取れ数）を増加させることができる。その結果、製造歩留を向上させることができるとともに、窒化物系半導体レーザ素子の製造コストを低減することができる。
【００４３】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、窒化物系半導体層は、活性層上に形成される第２半導体層をさらに含み、第２半導体層に、溝部の延びる方向と交差する方向に延びるとともに、電流通路部として機能する凸状のリッジ部を形成する工程をさらに備えていてもよい。
【００４４】
この場合において、好ましくは、リッジ部を形成する工程は、電流通路部として機能するリッジ部を形成する工程と、電流通路部として機能しないダミーリッジ部を形成する工程とを含む。このように構成すれば、容易に、１枚の基板（半導体ウェハ）から得られる窒化物系半導体レーザ素子の数（取れ数）を増加させることができるので、容易に、製造歩留を向上させることができるとともに、容易に、窒化物系半導体レーザ素子の製造コストを低減することができる。
【００４５】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、第１半導体層は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層であり、窒化物系半導体層を成長させる工程は、基板側から、ｎ型ＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、および、ｐ型ＧａＮコンタクト層を形成する工程を含んでいてもよい。
【００４６】
この場合において、第２半導体層は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層およびｐ型ＧａＮコンタクト層を含み、リッジ部を形成する工程は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層およびｐ型ＧａＮコンタクト層にリッジ部を形成する工程を含んでいるのが好ましい。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、高出力化を図ることが可能であるとともに、素子特性の低下を抑制することが可能であり、かつ、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子およびそ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】
【００４８】
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、以下の説明において、各層の厚みは、平坦部（盛り上がり部以外）の厚みである。
【００４９】
（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構造を示した斜視図である。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Ａ１−Ａ１線に沿った断面図であり、図４は、図２のＢ１−Ｂ１線に沿った断面図である。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発光層の構造を示した断面図である。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１００の構造について説明する。
【００５０】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００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端面２０を有している。この一対の共振器端面２０は、レーザ光が出射される光出射端面２０ａと、光出射端面２０ａと反対側の光反射端面２０ｂ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１００は、共振器端面２０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約６００μｍ〜約１５００の長さＬ（共振器長Ｌ）を有するとともに、共振器端面２０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約８０μｍ〜約３００μｍの幅Ｗ（共振器幅Ｗ）を有している。
【００５１】
また、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００は、図１、図３および図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面上（上面（主表面）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ｎ型バッファ層２が形成されている。ｎ型バッファ層２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ｎ型クラッド層３が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例であり、ｎ型バッファ層２は、本発明の「ｎ型ＧａＮバッファ層」の一例である。また、ｎ型クラッド層３は、本発明の「第１半導体層」および「ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層」の一例である。
【００５２】
また、ｎ型クラッド層３上には、発光層４が形成されている。この発光層４は、図５に示すように、Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ｎからなる３つの量子井戸層４ａと、Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ｎからなる４つの障壁層４ｂ（但しｘ１＞ｘ２）とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層４ｃを含んでいる。なお、量子井戸層４ａ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４ｂ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。また、活性層４ｃ上には、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４ｄが形成されている。さらに、活性層４ｃおよび蒸発防止層４ｄを挟むように、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４ｅ、および、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．０１μｍ）のｐ型ＧａＮからなる上部ガイド層４ｆが設けられている。そして、活性層４ｃ、蒸発防止層４ｄ、下部ガイド層４ｅおよび上部ガイド層４ｆによって、発光層４が構成されている。
【００５３】
また、発光層４上には、図４に示すように、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ｐ型クラッド層５が形成されている。ｐ型クラッド層５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ｐ型コンタクト層６が形成されている。このｐ型コンタクト層６とｐ型クラッド層５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７が構成されている。このリッジ部７は、図２に示すように、共振器端面２０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。また、リッジ部７は、発光層４（活性層４ｃ）への電流通路部として機能する。なお、ｐ型クラッド層５は、本発明の「第２半導体層」および「ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層」の一例であり、ｐ型コンタクト層６は、本発明の「第２半導体層」および「ｐ型ＧａＮコンタクト層」の一例である。
【００５４】
ここで、第１実施形態では、図１および図３に示すように、少なくとも、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成されたｎ型バッファ層２の共振器端面部分、および、ｎ型バッファ層２上に形成されたｎ型クラッド層３の共振器端面部分が、それぞれ、盛り上がっている。具体的には、ｎ型バッファ層２およびｎ型クラッド層３において、光出射端面部分２１と、光反射端面部分２２とに、それぞれ、盛り上がり部２５が形成されている。なお、図２および図３に示すように、光出射端面部分２１は、光出射端面２０ａおよびその近傍領域（光出射端面２０ａから距離ａ１（たとえば約３μｍ〜約１５０μｍ）までの領域）からなる部分であり、光反射端面部分２２は、光反射端面２０ｂおよびその近傍領域（光反射端面２０ｂから距離ａ１（たとえば約３μｍ〜約１５０μｍ）までの領域）からなる部分である。
【００５５】
また、ｎ型バッファ層２およびｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５は、図２に示すように、共振器端面２０（光出射端面２０ａ、光反射端面２０ｂ）に沿うように、共振器端面２０の一方端から共振器端面２０の他方端まで形成されている。このため、リッジ部７の下方に盛り上がり部２５の一部が位置している。すなわち、平面的に見た場合に、リッジ部７と交差（直交）するように盛り上がり部２５が配されている。
【００５６】
さらに、図３に示すように、ｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５は、それぞれ、発光層４の厚み（たとえば、約０．１６μｍ）以上の大きさで盛り上がっている。具体的には、ｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５は、その上面が、盛り上がり部２５以外の部分の上面に対して、０．３μｍ以上、上方に位置するように構成されている。これにより、ｎ型クラッド層３上に発光層４（活性層４ｃ）が形成されることによって、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面に対する共振器端面２０側の高さ（光出射端面２０ａ側の高さ、光反射端面２０ｂ側の高さ）が、発光層４（活性層４ｃ）の中央部の高さよりも高くなっている。したがって、本来、発光層４（活性層４ｃ）の光出射端面部となる部分、および、発光層４（活性層４ｃ）の光反射端面部となる部分には、活性層４ｃ（図５参照）よりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３が形成されている。すなわち、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００では、導波路の端面領域が、活性層４ｃよりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３になっている。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、導波路の端面領域が、活性層４ｃよりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３になっていることから、活性層４ｃ中で増幅されたレーザ光は、光出射端面部分２１でｎ型クラッド層３を介して出射される。これにより、光出射端面部分２１（光出射端面２０ａ）でのレーザ光の吸収が抑制される。したがって、上記構成により、光出射端面部分２１（光出射端面２０ａ）および光反射端面部分２２（光反射端面２０ｂ）に、窓構造（窓領域３０；図２の斜線部分）が形成される。
【００５８】
なお、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００では、ｎ型ドーパントにＳｉ（シリコン）が用いられており、ｐ型ドーパントにＭｇ（マグネシウム）が用いられている。
【００５９】
また、図４に示すように、リッジ部７を構成するｐ型コンタクト層６上には、厚みｔを有するｐ側オーミック電極８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８は、ｐ型コンタクト層６と直接接触するように形成されている。なお、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８は、ｐ型コンタクト層６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８の厚みｔは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚み（たとえば約１５ｎｍ）に設定されている。
【００６０】
リッジ部７の両脇には、電流狭窄を行うための埋め込み層９が形成されている。具体的には、ｐ型クラッド層５上、ｐ型コンタクト層６の側面上、およびｐ側オーミック電極８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９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９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。
【００６１】
また、埋め込み層９の上面上には、ｐ側オーミック電極８よりも大きい平面積を有するｐ側パッド電極１０が、ｐ側オーミック電極８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１０は、図１〜図４に示すように、ｐ側オーミック電極８の一部を覆っている部分において、ｐ側オーミック電極８と直接接触している。また、ｐ側パッド電極１０は、埋め込み層９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１０は、外部からｐ側オーミック電極８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１０は、上記したｐ側オーミック電極８の厚みｔ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１０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８に実質的に均一に電流注入を行うことが可能となる。
【００６２】
また、ｐ側パッド電極１０は、図２に示すように、平面的に見て、略矩形状に形成されている。そして、ｐ側パッド電極１０は、共振器端面２０（光出射端面２０ａ、光反射端面２０ｂ）からそれぞれ所定の距離を隔てた領域に配設されている。
【００６３】
また、図１、図３および図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１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１１が形成されている。また、ｎ側電極１１上には、ｎ側電極１１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１２が形成されている。このｎ側パッド電極１２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。
【００６４】
また、図２および図３に示すように、光出射端面２０ａには、光出射端面２０ａ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４０が形成されている。一方、光反射端面２０ｂ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５０が形成されている。
【００６５】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００では、上記のように、レーザ光が光出射端面部分２１でｎ型クラッド層３を介して出射されるように構成することによって、ｎ型クラッド層３は活性層４ｃよりもバンドギャップが大きいことから、レーザ光が光出射端面部分２１（光出射端面２０ａ）で吸収され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、窒化物系半導体レーザ素子１００の光出射端面部分２１に窓構造（窓領域３０）を形成することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子１００のＣＯＤレベルを向上させることができるので、高出力で駆動させた場合でも、ＣＯＤの発生を抑制することができる。また、ＣＯＤの発生を抑制することによって、ＣＯＤに起因する信頼性の低下を抑制することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子１００において、高出力化を図ることができるとともに、高い信頼性を得ることができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、ｎ型クラッド層３上に形成された発光層４（活性層４ｃ）において、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面に対する光反射端面２０ｂ側の高さが、発光層４（活性層４ｃ）の中央部の高さよりも高くなるように構成することによって、光出射端面２０ａのみならず、光反射端面２０ｂにおける光吸収も低減することができる。すなわち、レーザ光が増幅される際に、光反射端面部分２２で活性層４ｃよりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３を介して光反射端面２０ｂに達し、光反射端面２０ｂでレーザ光が反射されるので、光反射端面２０ｂでの光吸収が低減される。
【００６７】
また、第１実施形態では、レーザ光がｎ型クラッド層３を介して出射されるように構成することによって、レーザ光がｐ型クラッド層５を介して出射されるように構成されている場合と比べて、窓領域３０での光吸収を効果的に抑制することができる。すなわち、レーザ光がｐ型クラッド層５を介して出射されるように構成した場合には、ｐ型ドーパントとして光吸収を起こすＭｇがドープされるため、窓領域３０での光吸収を効果的に抑制することが困難になるという不都合がある。その一方、レーザ光がｎ型クラッド層３を介して出射されるように構成した場合には、上記不都合を解消することができる。
【００６８】
図６〜図２０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２、および図５〜図２０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１００の製造方法について説明する。
【００６９】
まず、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面全面に、スパッタ法などを用いて約１μｍの厚みを有するＳｉＯ2層（図示せず）を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＳｉＯ2層上に、約６５０μｍ〜約１５５０μｍ（共振器長Ｌ＋５０μｍ）ピッチでレジストパターンとしてのストライプ状の開口部（図示せず）を形成する。次に、ドライエッチングにより、ＳｉＯ2層の所定領域を除去することによって、ＳｉＯ2層にストライプ状の開口部を形成する。その後、レジストパターンを除去する。そして、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのドライエッチング技術を用いて、ＳｉＯ2層をマスクとしてｎ型ＧａＮ基板１をエッチングすることにより、ｎ型ＧａＮ基板１の所定領域を除去する。その後、ＨＦ（フッ酸）などのエッチャントを用いて、ＳｉＯ2層を除去するとともに、表面の不純物を前処理で除去する。
【００７０】
これにより、図６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に、互いに所定の距離を隔てるとともに、同一方向に延びる複数の溝部１ａが形成される。この溝部１ａは、［１１−２０］方向に連続的に延びるとともに、［１−１００］方向に約６５０μｍ〜約１５５０μｍ（共振器長Ｌ＋５０μｍ）の距離（ピッチ）ａ２でストライプ状に形成される。なお、図７に示すように、複数の溝部１ａは、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１の厚み方向の深さｄ１および幅ｗの少なくとも一方が１μｍ以上となるように形成する。具体的には、たとえば、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１に２インチ基板を用いた場合、その面内分布より、溝部１ａは、ｎ型ＧａＮ基板１の厚み方向の深さｄが、約１．５μｍ〜約２μｍとなるように形成するとともに、幅ｗが、約２μｍ〜約２．５μｍとなるように形成する。
【００７１】
次に、図８〜図１０に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１上に、窒化物系半導体層を成長させる。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上（（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ｎ型バッファ層２、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ｎ型クラッド層３、発光層４を順次成長させる。
【００７２】
なお、発光層４を成長させる際には、図５に示したように、まず、ｎ型クラッド層３上に、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４ｅを成長させる。次に、下部ガイド層４ｅ上に、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４ｂ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４ａとを交互に成長させる。これにより、下部ガイド層４ｅ上に、３つの量子井戸層４ａと４つの障壁層４ｂとからなるＭＱＷ構造を有する活性層４ｃが形成される。そして、活性層４ｃ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４ｄ、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４ｆを順次成長させる。これにより、ｎ型クラッド層３上に、活性層４ｃ、蒸発防止層４ｄ、下部ガイド層４ｅおよび上部ガイド層４ｆからなる発光層４が形成される。
【００７３】
続いて、図９および図１０に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、発光層４上に、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ｐ型クラッド層５、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ｐ型コンタクト層６を順次成長させる。また、ｎ型の窒化物系半導体層を成長させる際には、ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いるとともに、ｐ型の窒化物系半導体層を成長させる際には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを用いる。なお、ｎ型バッファ層２、ｎ型クラッド層３、発光層４、ｐ型クラッド層５およびｐ型コンタクト層６は、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体層」の一例である。
【００７４】
ここで、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に溝部１ａを形成するとともに、溝部１ａが形成されたｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて窒化物系半導体層を成長させることによって、図８および図１０に示すように、窒化物系半導体層の溝部近傍領域を盛り上げることができる。具体的には、溝部１ａにおいて、深さｄおよび幅ｗの少なくとも一方を１μｍ以上とすることによって、窒化物系半導体層の溝部近傍領域に盛り上がり部２５が形成される。
【００７５】
また、図８に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に溝部１ａを形成することによって、ｎ型クラッド層３における盛り上がり部２５が発光層４の厚み以上の大きさで盛り上がるように構成する。具体的には、ｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５の上面と、盛り上がり部２５以外の部分の上面との差ａ３が、０．３μｍ以上となるように、ｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５を形成する。なお、溝部１ａの深さｄおよび幅ｗの少なくとも一方を１μｍ以上とすることにより、ｎ型クラッド層３の盛り上がり部２５の上面と、盛り上がり部２５以外の部分の上面との差ａ３を０．３μｍ以上にすることが可能となる。
【００７６】
また、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に溝部１ａを形成した後、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に窒化物系半導体層を成長させることにより、ｎ型ＧａＮ基板１の溝部１ａ上については様々な方向から成長が進んで成長の会合部に欠陥が生じる一方、溝部１ａ以外の領域上では規則正しく成長が進行して、欠陥を伴う成長の会合が抑えられる。このため、溝部近傍領域では、新たな欠陥の生成が抑制されるので、欠陥の少ない結晶が得られる。
【００７７】
次に、図１１に示すように、ｐ型コンタクト層６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］方向に延びるストライプ状（細長状）のＳｉＯ2層６０を形成する。そして、図１２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、ＳｉＯ2層６０をマスクとしてｐ型クラッド層５の途中の深さまでエッチングを行う。これにより、ｐ型クラッド層５の凸部とｐ型コンタクト層６とによって構成されるとともに、［１−１００］方向に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部７が形成される。その後、ＳｉＯ2層６０を除去する。
【００７８】
続いて、図１３に示すように、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層９ａを全面に形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ＳｉＯ2層９ａのリッジ部７上面部分を除去する。これにより、ＳｉＯ2層９ａに開口部９ｂが形成され、リッジ部７の上面（ｐ型コンタクト層６）が露出されるとともに、リッジ部７の両脇に、ＳｉＯ2からなる埋め込み層９が形成される。
【００７９】
その後、リッジ部７の上部以外の領域にレジスト（図示せず）を形成し、たとえば、ＥＢ蒸着法などを用いて、ｐ型コンタクト層６上に、Ｐｄからなるｐ側オーミック電極を形成する。この際、ｐ側オーミック電極は、その厚みｔが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下（たとえば１５ｎｍ）となるように形成する。そして、リフトオフによりレジスト（図示せず）を除去する。このようにして形成されたｐ側オーミック電極８が図１４に示されている。
【００８０】
なお、ｎ型ＧａＮ基板１の上面全面にｐ側オーミック電極を形成した後、リッジ部７の上部以外をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて除去することにより、ｐ型コンタクト層６上に、ｐ側オーミック電極８を形成してもよい。
【００８１】
次に、埋め込み層９が形成されたｎ型ＧａＮ基板１の上面全面にレジスト（図示せず）を形成するとともに、フォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部７（ｐ側オーミック電極８）の一部を含む所定領域を露出させる開口部を複数形成する。そして、レジスト（図示せず）が形成されたｎ型ＧａＮ基板１上に、真空蒸着法などを用いて、基板側から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。その後、リフトオフによりレジストを除去する。これにより、図１５に示すように、ｐ側オーミック電極８の一部を覆うように（ｐ側オーミック電極８の上面の一部と直接接触する）ｐ側パッド電極１０が形成される。なお、ｐ側パッド電極１０は、図２に示したように、平面的に見て略矩形上に形成する。
【００８２】
続いて、基板（半導体ウェハ）を分離し易くするために、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型ＧａＮ基板１を約８０μｍ〜約１５０μｍ（たとえば約１００μｍ）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。
【００８３】
次に、図１６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に、真空蒸着法などを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１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１１を形成する。そして、ｎ側電極１１上に、ｎ側電極１１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１２を形成する。また、ｎ側パッド電極１２は、ｎ側電極１１を覆うように形成する。なお、ｎ側電極１１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。
【００８４】
上記した工程により、図１７に示すように、基板（半導体ウェハ）に複数の素子（窒化物系半導体レーザ素子）が形成される。そして、ｎ型ＧａＮ基板１上に成長された窒化物系半導体層の溝部近傍領域を盛り上げることによって、溝部１ａの近傍領域に窓領域３０（斜線部分）が形成される。
【００８５】
次に、劈開により基板（半導体ウェハ）を分離して共振器端面２０（図１および図２参照）を形成する。基板（半導体ウェハ）の劈開は、スクライブ／ブレーク法やレーザスクライブなどの手法を用いて、図１７および図１８に示すように、溝部１ａから約５μｍの距離ａ４（図１８参照）だけ隔てた分離線（分離予定線）Ｐ１に沿って行う。これにより、図１９に示すように、分離線Ｐ１の位置で基板（半導体ウェハ）が分離されて、［１１−２０］方向に沿った共振器端面２０が形成される。また、基板（半導体ウェハ）の分離により、一方の素子（チップ）の光出射端面２０ａとなるべき共振器端面２０と、隣接する他方の素子（チップ）の光反射端面２０ｂとなるべき共振器端面２０とが同時に形成される。また、共振器端面部分（光出射端面部分２１、光反射端面部分２２）には、窓構造（窓領域３０）が形成される。なお、上記した分離工程により、図１９に示すようなバー状の素子７０が得られる。また、基板（半導体ウェハ）の溝部１ａが形成された部分は、上記分離工程によって除去される。
【００８６】
そして、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７０の端面（共振器端面２０）にコーティングを施す。具体的には、光出射端面２０ａに、光出射端面２０ａ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コーティング層４０を形成する。また、光反射端面２０ｂ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５０を形成する。
【００８７】
最後に、［１−１００］方向に沿った分離線Ｐ２でバー状の素子７０を分離することにより、個々のチップ（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１００が製造される。
【００８８】
上記の製造方法により、実際に、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００を作製し、この窒化物系半導体レーザ素子１００を、サブマウントを介してレーザ用ステムに装着して特性を測定した。なお、ｎ型ＧａＮ基板に溝部を形成せずに作製した窒化物系半導体レーザ素子を比較例として用いた。比較例による窒化物系半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＮ基板に溝部を形成していない点以外は、上記第１実施形態による製造方法と同様の方法で作製した。
【００８９】
その結果、比較例による窒化物系半導体レーザ素子のＣＯＤレベルは４００ｍＷであったのに対して、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００のＣＯＤレベルは６００ｍＷであり、良好な結果が得られた。また、８０℃，１０５ｍＷの条件下でのエージング中において、５００時間経過後のＣＯＤレベルは、比較例による窒化物系半導体レーザ素子では２００ｍＷであったのに対し、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００では４００ｍＷ以上であった。これより、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００では、ＣＯＤレベルの低下（経時変化）が小さくなることが確認された。
【００９０】
また、ＭＯＣＶＤ法以外の気相成長法を用いて窒化物系半導体レーザ素子を作製したところ、製造歩留は、約５０％であったのに対して、気相成長法にＭＯＣＶＤ法を用いた第１実施形態による製造方法では、製造歩留は、約６０％と、良好な結果が得られた。
【００９１】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００の製造方法では、上記のように、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面に、［１１−２０］方向に連続的に延びるストライプ状の溝部１ａを形成するとともに、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面上にＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物系半導体各層２〜６を成長させることによって、窒化物系半導体層の溝部近傍領域に盛り上がり部２５を形成することができる。そして、溝部１ａに沿ってｎ型ＧａＮ基板１の溝部近傍領域を劈開により分離することによって、分離面部分に窒化物系半導体層の盛り上がり部２５を配することができる。また、ｎ型クラッド層３上に発光層４（活性層４ｃ）を配するとともに、上記分離面を共振器端面２０（光出射端面２０ａ、光反射端面２０ｂ）となるように構成することによって、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（（０００１）面）に対する発光層４（活性層４ｃ）の共振器端面２０側（光出射端面２０ａ側、光反射端面２０ｂ側）の高さが中央部の高さよりも高くなるように構成することができる。これにより、レーザ光が光出射端面部分２１で活性層４ｃよりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３を介して出射される窒化物系半導体レーザ素子１００を形成することができる。したがって、レーザ光が光出射端面２０ａで吸収されるのを抑制することができるので、光出射端面部分２１に窓構造（窓領域３０）が形成された窒化物系半導体レーザ素子１００を製造することができる。その結果、光出射端面部分２１に形成された窓構造（窓領域３０）により、ＣＯＤレベルを向上させることができるので、高出力化を図ることができるとともに、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子１００を製造することができる。
【００９２】
また、第１実施形態では、溝部１ａが形成されたｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて窒化物系半導体各層２〜６を成長させることによって、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の溝部１ａ上については様々な方向から成長が進んで成長の会合部に欠陥が生じる一方、溝部１ａ以外の領域上では規則正しく成長が進行して、欠陥を伴う成長の会合が抑えられる。このため、溝部近傍領域では、新たな欠陥の生成が抑制されるので、欠陥の少ない結晶が得られる。これにより、光出射端面部分２１および光反射端面部分２２の結晶性を良好にすることができるので、窓領域３０の結晶性を良好にすることができる。したがって、光出射端面部分２１および光反射端面部分２２での光吸収を抑制することができるので、動作電流の上昇を抑制することができる。その結果、素子特性の低下を抑制することができる。
【００９３】
また、第１実施形態では、上記のように、結晶性の良好な窓領域３０を形成することができるので、ＣＯＤレベルの経時変化を少なくすることができるとともに、ＣＯＤレベルをより向上させることができる。これにより、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子１００を容易に製造することができる。
【００９４】
また、第１実施形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて窒化物系半導体各層２〜６を成長させることによって、ＭＯＣＶＤ法では、他の気相成長法に比べて、基板表面（主表面）での分子のマイグレーションが強く起こるので、溝部近傍領域での盛り上がりの制御範囲を広くとることができるとともに、盛り上がり部２５を精度よく形成することができる。これにより、窓構造（窓領域３０）を容易に形成することができるので、高出力化を図ることが可能であるとともに、素子特性の低下を抑制することが可能であり、かつ、信頼性の高い窒化物系半導体レーザ素子１００を歩留よく製造することができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、溝部１ａの深さｄを１μｍ以上（たとえば約１．５μｍ〜約２μｍ）に構成することによって、容易に、窒化物系半導体層（ｎ型クラッド層３）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域３０）を形成可能な盛り上がり部２５を形成することができる。
【００９６】
また、第１実施形態では、溝部１ａの幅ｗを１μｍ以上（たとえば約２μｍ〜約２．５μｍ）に構成することによって、容易に、窒化物系半導体層（ｎ型クラッド層３）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域３０）を形成可能な盛り上がり部２５を形成することができる。なお、溝部１ａの深さｄおよび溝部１ａの幅ｗの各々を１μｍ以上に構成すれば、より容易に、窒化物系半導体層（ｎ型クラッド層３）の溝部近傍領域に、窓構造（窓領域３０）を形成可能な盛り上がり部２５を形成することができる。
【００９７】
また、第１実施形態では、同一方向に連続的に延びる複数の溝部１ａを、互いに距離ａ２を隔てて形成することによって、既存の工程を大幅に増やすことなく、また、複雑な工程を導入せずに、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１００を製造することができる。
【００９８】
（第２実施形態）
図２１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２２は、図２１のＢ２−Ｂ２線に沿った断面図であり、図２３は、図２１のＡ２−Ａ２線に沿った断面図である。次に、図５および図２１〜図２３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２００の構造について説明する。
【００９９】
第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００では、図２１および図２２に示すように、互いに平行に延びる２つのリッジストライプ２０７を備えている。このリッジストライプ２０７は、発光層４への電流通路部として機能するリッジ部２０７ａと、発光層４への電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂとを含んでいる。
【０１００】
具体的には、図２２に示すように、発光層４上に形成されたｐ型クラッド層５に、互いに所定の距離を隔てて配された２つの凸部が設けられている。この凸部上には、それぞれ、ｐ型コンタクト層６（６ａおよび６ｂ）が形成されている。そして、ｐ型クラッド層５の凸部と、凸部上に形成されたｐ型コンタクト層６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２０７ａおよびダミーリッジ部２０７ｂが構成されている。
【０１０１】
また、リッジ部２０７ａを構成するｐ型コンタクト層６ａ（６）上には、ｐ側オーミック電極８がストライプ状（細長状）に形成されている。また、リッジ部２０７ａの両脇には、電流狭窄を行うための埋め込み層９が形成されている。具体的には、ｐ型クラッド層５上、ｐ型コンタクト層６の側面上、およびｐ側オーミック電極８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９が形成されている。埋め込み層９の上面上には、ｐ側オーミック電極８よりも大きい平面積を有するｐ側パッド電極１０が、ｐ側オーミック電極８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１０は、ｐ側オーミック電極８の一部を覆っている部分において、ｐ側オーミック電極８と直接接触している。
【０１０２】
一方、ダミーリッジ部２０７ｂは、上記リッジ部２０７ａとは異なり、ダミーリッジ部２０７ｂを構成するｐ型コンタクト層６ｂ（６）上にｐ側オーミック電極８が形成されない構成となっている。また、上記埋め込み層９によって、ダミーリッジ部２０７ｂの側面および上面が覆われている。そして、ダミーリッジ部２０７ｂ上に埋め込み層９を介して、上記ｐ側パッド電極１０が形成されている。これにより、ダミーリッジ部２０７ｂには、電流が供給されないように構成されている。
【０１０３】
したがって、上記した構成により、リッジ部２０７ａは、発光層４（活性層）への電流通路部として機能する一方、ダミーリッジ部２０７ｂは、発光層４（活性層）への電流通路部として機能しない。
【０１０４】
また、図２１および図２３に示すように、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａの光出射端面部分２１には、窓構造（窓領域２３０；斜線部分）が形成されている。具体的には、少なくともｎ型バッファ層２およびｎ型クラッド層３において、光出射端面部分２１の一部に、盛り上がり部２５が形成されている。また、盛り上がり部２５は、平面的に見た場合に、リッジ部２０７ａと交差するように形成されている。そして、ｎ型クラッド層３上に発光層４（活性層）が形成されることによって、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面に対する光出射端面２０ａ側の高さが、発光層４（活性層）の中央部の高さよりも高くなっている。したがって、本来、発光層４（活性層）の光出射端面部となる部分には、活性層４ｃ（図５参照）よりもバンドギャップの大きいｎ型クラッド層３が形成されている。これにより、活性層４ｃ中で増幅されたレーザ光は、光出射端面部分２１でｎ型クラッド層３を介して出射される。
【０１０５】
また、ｎ型ＧａＮ基板１の上面には、図２１に示すように、溝部１ｂが形成されている。この溝部１ｂは、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂの光反射端面２０ｂ側に形成されている。また、溝部１ｂは、平面的に見て、ダミーリッジ部２０７ｂと交差する一方、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａとは交差しないように形成されている。この溝部１ｂは、後述する製造方法において、［１−１００］方向に隣接する窒化物系半導体レーザ素子のｎ型バッファ層２およびｎ型クラッド層３の一部を盛り上げることによって、隣接する窒化物系半導体レーザ素子に窓領域２３０を形成するために設けられている。このため、溝部１ｂは、深さおよび幅の少なくとも一方が、１μｍ以上となるように形成されている。具体的には、溝部１ｂは、深さが、約１．５μｍ〜約２μｍとなるように形成されているとともに、幅（［１−１００］方向の幅）が、約２μｍ〜約２．５μｍとなるように形成されている。また、溝部１ｂの［１１−２０］方向の長さは、約５μｍ〜約７μｍに構成されている。なお、溝部１ｂは、共振器端面２０（光反射端面２０ｂ）から距離ａ４（約５μｍ）だけ隔てた領域に形成されている。
【０１０６】
また、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００は、上記第１実施形態と同様、共振器端面２０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約６００μｍ〜約１５００の長さＬ（共振器長Ｌ）を有するとともに、共振器端面２０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約８０μｍ〜約３００μｍの幅Ｗ（共振器幅Ｗ）を有している。
【０１０７】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０８】
図２４〜図３５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２１および図２４〜図３５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２００の製造方法について説明する。
【０１０９】
まず、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面全面に、スパッタ法などを用いて約１μｍの厚みを有するＳｉＯ2層（図示せず）を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＳｉＯ2層上に、約６００μｍ〜約１５００μｍ（共振器長Ｌ）のピッチでレジストパターンとしての開口部（図示せず）を形成する。次に、ドライエッチングにより、ＳｉＯ2層の所定領域を除去することによって、ＳｉＯ2層に開口部を形成する。その後、レジストパターンを除去する。そして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法などのドライエッチング技術を用いて、ＳｉＯ2層をマスクとしてｎ型ＧａＮ基板１をエッチングすることにより、ｎ型ＧａＮ基板１の所定領域を除去する。その後、ＨＦ（フッ酸）などのエッチャントを用いて、ＳｉＯ2層を除去するとともに、表面の不純物を前処理で除去する。
【０１１０】
これにより、図２４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に複数の溝部１ｂが形成される。この溝部１ｂは、［１１−２０］方向に、約８０μｍ〜約３００μｍ（共振器幅Ｗ）の距離（ピッチ）ｂ１で断続的に形成される。また、溝部１ｂは、［１−１００］方向に、直線距離で、約６００μｍ〜約１５００μｍ（共振器長Ｌ）の距離ｂ２を隔てて形成される。なお、複数の溝部１ｂは、［１１−２０］方向の長さが約５μｍ〜約７μｍとなるようにそれぞれ形成するとともに、深さおよび幅の少なくとも一方が、１μｍ以上となるように形成する。具体的には、溝部１ｂは、深さが、約１．５μｍ〜約２μｍとなるように形成するとともに、［１−１００］方向の幅が、約２μｍ〜約２．５μｍとなるように形成する。
【０１１１】
また、図２５に示すように、溝部１ｂは、分離線（分離予定線）Ｐ１１から距離ａ４（約５μｍ）だけ隔てた領域に形成するとともに、図２４に示すように、複数の溝部１ｂの一部（奇数行に属する溝部１ｂまたは偶数行に属する溝部１ｂ）を［１１−２０］方向にずらして形成する。なお、図２４に示すように、分離線Ｐ１１（互いに隣り合う分離線Ｐ１１）と分離線Ｐ２（互いに隣り合う分離線Ｐ２）とに囲まれた素子領域内に、上記溝部１ｂが１つずつ配置されるように、複数の溝部１ｂを形成する。
【０１１２】
次に、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１上に、窒化物系半導体各層を順次成長させる。具体的には、図２６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型バッファ層２、ｎ型クラッド層３、発光層４、ｐ型クラッド層５およびｐ型コンタクト層６を順次成長させる。
【０１１３】
そして、ｐ型コンタクト層６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］方向に延びるストライプ状（細長状）のＳｉＯ2層２６０を形成する。
【０１１４】
ここで、第２実施形態では、１つの素子上に２つのＳｉＯ2層２６０を互いに所定の距離を隔てて形成する。
【０１１５】
その後、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、ＳｉＯ2層２６０をマスクとしてｐ型クラッド層５の途中の深さまでエッチングを行う。これにより、ｐ型クラッド層５の凸部とｐ型コンタクト層６とによって構成されるとともに、［１−１００］方向に延びるリッジストライプ２０７が、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内に２つ形成される。そして、ＳｉＯ2層２６０を除去する。このようにして形成されたリッジストライプ２０７が、図２７に示されている。
【０１１６】
また、上記のように形成されたリッジストライプ２０７は、図２８に示すように、１つの素子領域内において、いずれかのリッジストライプ２０７と溝部１ｂとが平面的に見て交差するように構成される。これにより、［１−１００］方向に隣接する素子において、窓領域２３０（斜線部分）が形成される。
【０１１７】
続いて、図２９に示すように、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層９ａを全面に形成する。
【０１１８】
次に、図３０に示すように、ＳｉＯ2層９ａ上に、開口部２７０ａを有するレジスト２７０を形成した後、レジスト２７０をマスクとしてＳｉＯ2層９ａをエッチングすることによって、ＳｉＯ2層９ａのリッジストライプ２０７上面部分を除去する。このとき、図３１に示すように、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内において、平面的に見て溝部１ｂと交差しているリッジストライプ２０７の上面部分は除去しないようにする。これにより、図３０および図３１に示すように、ＳｉＯ2層９ａが除去されることによって、開口部９ｃが形成され、素子領域内において、いずれかのリッジストライプ２０７の上面（ｐ型コンタクト層６）が露出される。
【０１１９】
また、上面が露出されたリッジストライプ２０７の両脇に、ＳｉＯ2からなる埋め込み層９（図３１のハッチング部分）が形成される。なお、素子領域内において、上面が露出されたリッジストライプ２０７は、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａとなり、上面が露出されていないリッジストライプ２０７は、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂとなる。すなわち、複数のリッジストライプ２０７は、それぞれ、リッジ部２０７ａおよびダミーリッジ部２０７ｂに構成される。また、図３１に示すように、第２実施形態では、ＳｉＯ2層９ａの開口部９ｃは、互いに隣り合う分離線Ｐ１１において、一方の分離線Ｐ１１から他方の分離線Ｐ１１まで形成される。
【０１２０】
そして、図３２に示すように、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、リッジ部２０７ａのｐ型コンタクト層６ａ（６）上に、Ｐｄからなるｐ側オーミック電極８を形成する。
【０１２１】
その後、図３３に示すように、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、ｐ側オーミック電極８の一部を覆うように（ｐ側オーミック電極８の上面の一部と直接接触する）ｐ側パッド電極１０を形成する。
【０１２２】
続いて、図３４に示すように、上記第１実施形態と同様にして、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型ＧａＮ基板１を約８０μｍ〜約１５０μｍ（たとえば約１００μｍ）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。次に、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に、ｎ型ＧａＮ基板１側から、ｎ側電極１１およびｎ側パッド電極１２を順次形成する。
【０１２３】
上記した工程により、図３５に示すように、基板（半導体ウェハ）に複数の素子（窒化物系半導体レーザ素子）が形成される。また、複数の素子（窒化物系半導体レーザ素子）の各々には、溝部１ｂによって、窓領域２３０（斜線部分）が形成される。
【０１２４】
その後、上記第１実施形態と同様の方法を用いて、溝部１ｂから距離ａ４（約５μｍ；図２５参照）隔てた分離線Ｐ１１で基板（半導体ウェハ）を劈開した後、劈開によって形成された共振器端面にＡＲコーティング層（図示せず）およびＨＲコーティング層（図示せず）を形成する。
【０１２５】
最後に、分離線Ｐ２で［１−１００］方向に沿って劈開（分離）することにより、個々のチップ（素子）に個片化する。このようにして、図２１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２００が製造される。
【０１２６】
上記の製造方法により、実際に、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００を作製し、この窒化物系半導体レーザ素子２００を、サブマウントを介してレーザ用ステムに装着して特性を測定した。
【０１２７】
その結果、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００のＣＯＤレベルは６００ｍＷであり、上記第１実施形態と同様、良好な結果が得られた。また、８０℃，１０５ｍＷの条件下でのエージング中において、５００時間経過後のＣＯＤレベルも、４００ｍＷ以上であり、上記第１実施形態と同様、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００でも、ＣＯＤレベルの低下（経時変化）が小さくなることが確認された。
【０１２８】
第２実施形態では、上記のように、溝部１ｂを断続的に形成することにより、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（主表面）の所定位置に、複数の溝部１ｂを配置することによって、この場合でも、既存の工程を大幅に増やすことなく、また、複雑な工程を導入せずに、窒化物系半導体レーザ素子２００を製造することができる。
【０１２９】
また、第２実施形態では、複数の溝部１ｂを所定位置に配置することによって、隣接する窒化物系半導体レーザ素子の窒化物系半導体層（ｎ型クラッド層３）に盛り上がり部２５を形成することができるので、上記第１実施形態とは異なり、基板（半導体ウェハ）の溝部１ｂが形成された部分を除去せずに、窒化物系半導体レーザ素子２００を製造することができる。これにより、基板（半導体ウェハ）を無駄なく（効率よく）利用することができるので、１枚の基板（半導体ウェハ）から得られる窒化物系半導体レーザ素子２００の数（取れ数）を増加させることができる。その結果、製造歩留を向上させることができるとともに、窒化物系半導体レーザ素子２００の製造コストを低減することができる。なお、実際に、第２実施形態による方法を用いて窒化物系半導体レーザ素子２００を製造したところ、上記第１実施形態に比べて、約２０％のコスト低減が図れた。
【０１３０】
また、第２実施形態では、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａと、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂとを形成することによって、容易に、１枚の基板（半導体ウェハ）から得られる窒化物系半導体レーザ素子２００の数（取れ数）を増加させることができるので、容易に、製造歩留を向上させることができるとともに、容易に、窒化物系半導体レーザ素子２００の製造コストを低減することができる。
【０１３１】
なお、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子２００では、窓領域２３０は、光出射端面２０ａ側にのみ形成されることになるが、ＣＯＤは通常、光出射端面２０ａ側で生じるため、上記のように、光出射端面２０ａ側にのみ窓領域２３０を形成した場合でも、ＣＯＤの発生を抑制することができる。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（第３実施形態）
図３６は、本発明の第３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。次に、図３６を参照して、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子３００の構造について説明する。
【０１３４】
この第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子３００では、上記第２実施形態と同様、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａと、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂとを備えている。そして、第３実施形態では、リッジ部２０７ａの光出射端面部分２１および光反射端面部分２２の両方に、窓構造（窓領域２３０；斜線部分）が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板１の上面には、溝部１ｃが形成されている。この溝部１ｃは、上記第２実施形態と異なり、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂの光出射端面２０ａ側および光反射端面２０ｂ側の両方に形成されている。上記溝部１ｃは、それぞれ、平面的に見て、ダミーリッジ部２０７ｂと交差する一方、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａとは交差しないように構成されている。
【０１３５】
なお、上記溝部１ｃは、第２実施形態の溝部１ｂと同様の形状を有している。また、光出射端面２０ａ側の溝部１ｃは、光出射端面２０ａから約５μｍ隔てた領域に形成されているとともに、光反射端面２０ｂ側の溝部１ｃは、光反射端面２０ｂから約５μｍ隔てた領域に形成されている。
【０１３６】
第３実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【０１３７】
図３７〜図３９は、本発明の第３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。次に、図２９、図３０、および、図３６〜図３９を参照して、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子３００の製造方法について説明する。
【０１３８】
まず、上記第２実施形態と同様の方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面に、複数の溝部１ｃを形成する。このとき、第３実施形態では、複数の溝部１ｃは、図３７に示すように形成する。すなわち、第３実施形態では、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内に、上記溝部１ｃが２つずつ配置されるように、複数の溝部１ｃを形成する。これにより、後の分離工程によって共振器端面が形成された際に、光出射端面側と光反射端面側との両方に溝部１ｃが配置される。なお、複数の溝部１ｃは、分離線Ｐ１１から約５μｍの距離を隔てるように形成する。また、複数の溝部１ｃの各々は、上記第２実施形態と同様の形状（幅、深さ、長さ）に形成する。
【０１３９】
次に、上記第１および第２実施形態と同様の方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１上に、窒化物系半導体各層２〜６を順次成長させる。そして、上記第２実施形態と同様の方法を用いて、図３８に示すように、［１−１００］方向に延びるリッジストライプ２０７を形成する。これにより、１つの素子領域内において、いずれかのリッジストライプ２０７と溝部１ｃとが平面的に見て交差するように構成される。そして、この溝部１ｃによって、窒化物系半導体層（ｎ型クラッド層３）の溝部近傍領域を盛り上げることができるので、［１−１００］方向に隣接する素子において、光出射端面部分２１および光反射端面部分２２の両方に窓領域２３０（斜線部分）を形成することができる。
【０１４０】
続いて、図２９および図３０に示した第２実施形態と同様の方法を用いて、素子領域内におけるいずれかのリッジストライプ２０７の上面（ｐ型コンタクト層）を露出させる。これにより、上面を露出させたリッジストライプ２０７の両脇に、ＳｉＯ2からなる埋め込み層９が形成される。このとき、図３９に示すように、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内において、平面的に見て溝部１ｃと交差しているリッジストライプ２０７の上面部分は除去しないようにする。
【０１４１】
その後、上記第１および第２実施形態と同様の方法を用いて、個々のチップ（素子）に個片化する工程まで行う。これにより、図３６に示した本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子３００が製造される。
【０１４２】
第３実施形態では、上記のように、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａの光出射端面部分２１および光反射端面部分２２の両方に窓領域２３０を形成することによって、光出射端面２０ａのみならず、光反射端面２０ｂにおける光吸収も低減することができるので、より高い信頼性を得ることができる。また、光出射端面２０ａのみならず、光反射端面２０ｂにおける光吸収も低減することによって、動作電流の上昇をより抑制することができるので、素子特性の低下をより抑制することができる。
【０１４３】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１４４】
図４０は、第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。この第３実施形態の変形例では、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａの共振器端面側の部分（分離線Ｐ１１側の部分）が埋め込み層３０９（図４０ハッチング部分）によって覆われている。このため、共振器端面部分（光出射端面部分、光反射端面部分）への不要な電流注入が抑制されるので、ＣＯＤレベルをさらに向上させることが可能となる。
【０１４５】
また、第３実施形態の変形例では、リッジ部２０７ａの共振器端面側の部分（分離線Ｐ１１側の部分）が埋め込み層３０９で覆われた構成にすることによって、リッジストライプ２０７上面を露出させる際に、隣接する素子領域において、電流通路部として機能しないダミーリッジ部２０７ｂとなるリッジストライプ２０７上面を露出させないように容易にすることができる。これにより、ダミーリッジ部２０７ｂの上面の一部が露出することに起因して、光出射端面部に発光点が二つ出来てしまうという不都合が生じるのを容易に抑制することができる。
【０１４６】
なお、発光点が二つ出来てしまった場合には、光ピックアップなどの光源として窒化物系半導体レーザ素子を用いる際に、その位置合わせを出射光（ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）光）で行うことが困難になるという不都合が生じる。
【０１４７】
また、上記した構成は、リッジストライプ２０７の上面を露出させる開口部のパターニングを変えることによって得ることができる。すなわち、［１−１００］方向の長さが互いに隣り合う分離線Ｐ１１間の長さ（共振器長（約６００μｍ〜約１５００））以下の長さとなるように、開口部９ｄを形成することによって、上記構成を得ることができる。
【０１４８】
第３実施形態の変形例による埋め込み層３０９の厚みおよび組成は、上記第１〜第３実施形態の埋め込み層９と同様である。また、第３実施形態の変形例のその他の構成および効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１４９】
（第４実施形態）
図４１は、本発明の第４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４２は、図４１のＢ３−Ｂ３線に沿った断面図である。続いて、図３６、図４１および図４２を参照して、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子４００の構造について説明する。
【０１５０】
第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子４００は、図４１に示すように、図３６に示した第３実施形態の構成において、ダミーリッジ部２０７ｂの一部が除去された構成を有している。具体的には、図４１および図４２に示すように、ｐ側パッド電極１０下の部分が除去されたダミーリッジ部４０７ｂが形成されている。これにより、ダミーリッジ部４０７ｂへの電流供給を確実に抑制することが可能となる。
【０１５１】
なお、ダミーリッジ部４０７ｂのその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。また、第４実施形態のその他の構成および効果も、上記第３実施形態と同様である。
【０１５２】
図４３および図４４は、本発明の第４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。次に、図２９、図３０、図３７、および、図４１〜図４４を参照して、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子４００の製造方法について説明する。
【０１５３】
第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子４００の製造方法では、まず、第３実施形態と同様の方法を用いて、図３７に示した第３実施形態と同様の溝部１ｃをｎ型ＧａＮ基板（半導体ウェハ）１の上面に形成する。次に、溝部１ｃが形成されたｎ型ＧａＮ基板１上に、上記第１〜第３実施形態と同様の方法を用いて、窒化物系半導体各層２〜６（図４２参照）を順次成長させる。
【０１５４】
次に、上記第２および第３実施形態と同様の方法を用いて、図４３に示すようなリッジストライプ４０７を形成する。
【０１５５】
ここで、第４実施形態では、上記第２および第３実施形態と異なり、リッジストライプ４０７は［１−１００］方向に断続的に形成する。これにより、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内において、ｐ側パッド電極１０（図４１参照）の形成領域に、ダミーリッジ部４０７ｂ（図４１参照）が位置しないように構成することができる。
【０１５６】
なお、第４実施形態では、リッジストライプ４０７は、その端部において、平面的に見て溝部１ｃと交差するように形成される。また、上記断続的に形成されたリッジストライプ４０７は、マスクパターンを変えることによって得ることができる。
【０１５７】
続いて、図２９および図３０に示した第２実施形態と同様の方法を用いて、素子領域内におけるリッジストライプ４０７の上面（ｐ型コンタクト層）を露出させる。これにより、上面を露出させたリッジストライプ４０７の両脇に、ＳｉＯ2からなる埋め込み層９が形成される。このとき、図４４に示すように、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内において、平面的に見て溝部１ｃと交差しているリッジストライプ４０７の上面部分は除去しないようにする。これにより、素子領域内において、上面が露出されたリッジストライプ４０７は、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａとなり、上面が露出されていないリッジストライプ４０７は、電流通路部として機能しないダミーリッジ部４０７ｂとなる。すなわち、複数のリッジストライプ４０７は、それぞれ、リッジ部２０７ａおよびダミーリッジ部４０７ｂに構成される。
【０１５８】
その後、上記第１〜第３実施形態と同様の方法を用いて、個々のチップ（素子）に個片化する工程まで行う。これにより、図４１に示した本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子４００が製造される。
【０１５９】
第４実施形態の製造方法の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１６０】
図４５は、第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。この第４実施形態の変形例では、上記第３実施形態の変形例と同様、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａの共振器端面側の部分（分離線Ｐ１１側の部分）が埋め込み層４０９（図４５のハッチング部分）によって覆われている。このため、共振器端面部分（光出射端面部分、光反射端面部分）への不要な電流注入が抑制されるので、ＣＯＤレベルをさらに向上させることが可能となる。
【０１６１】
また、第４実施形態の変形例では、リッジ部２０７ａの共振器端面側の部分（分離線Ｐ１１側の部分）が埋め込み層４０９で覆われた構成にすることによって、リッジストライプ４０７上面を露出させる際に、隣接する素子領域において、電流通路部として機能しないダミーリッジ部４０７ｂとなるリッジストライプ４０７上面を露出させないように容易にすることができる。これにより、ダミーリッジ部４０７ｂの上面の一部が露出することに起因して、光出射端面部に発光点が二つ出来てしまうという不都合が生じるのを容易に抑制することができる。
【０１６２】
第４実施形態の変形例による埋め込み層４０９の厚みおよび組成は、上記第１〜第４実施形態の埋め込み層９と同様である。また、第４実施形態の変形例のその他の構成および効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１６３】
（第５実施形態）
図４６は、本発明の第５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。次に、図３６および図４６を参照して、本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００の構造について説明する。
【０１６４】
第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００は、図３６に示した第３実施形態の構成において、ダミーリッジ部２０７ｂが除去された構成を有している。すなわち、第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００は、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａのみを備えている。なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【０１６５】
また、第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００の効果は、上記第１〜第４実施形態と同様である。
【０１６６】
図４７および図４８は、本発明の第５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。次に、図４６〜図４８を参照して、本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００の製造方法について説明する。
【０１６７】
第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００の製造方法では、上記第４実施形態の製造方法において、平面的に見て溝部１ｃと交差しないようにリッジストライプを形成する。具体的には、図４７に示すように、リッジストライプ５０７を［１−１００］方向に断続的に形成することによって、リッジストライプ５０７が、平面的に見て溝部１ｃと交差しないように構成する。
【０１６８】
続いて、上記第４実施形態と同様にして、分離線Ｐ１１と分離線Ｐ２とに囲まれた素子領域内において、リッジストライプ５０７の上面（ｐ型コンタクト層）を露出させる。これにより、上面が露出されたリッジストライプ５０７は、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａとなるので、素子領域内にリッジ部２０７ａのみが形成される。
【０１６９】
その後、上記第１〜第４実施形態と同様の方法を用いて、個々のチップ（素子）に個片化する工程まで行う。これにより、図４６に示した本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５００が製造される。
【０１７０】
第５実施形態の製造方法の効果は、上記第１〜第４実施形態と同様である。
【０１７１】
図４９は、第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。この第５実施形態の変形例では、上記第３および第４実施形態の変形例と同様、電流通路部として機能するリッジ部２０７ａの共振器端面側の部分（分離線Ｐ１１側の部分）が埋め込み層５０９（図４９のハッチング部分）によって覆われている。このため、共振器端面部分（光出射端面部分、光反射端面部分）への不要な電流注入が抑制されるので、ＣＯＤレベルをさらに向上させることが可能となる。
【０１７２】
第５実施形態の変形例による埋め込み層５０９の厚みおよび組成は、上記第１〜第４実施形態の埋め込み層９と同様である。また、第５実施形態の変形例のその他の構成および効果は、上記第５実施形態と同様である。
【０１７３】
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。
【０１７４】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、ｎ型クラッド層を介してレーザ光が出射されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、活性層よりもバンドギャップが大きい窒化物系半導体層であれば、ｎ型クラッド層以外の層を介してレーザ光が出射されるように構成してもよい。
【０１７５】
また、上記第１〜第５実施形態では、ｎ型の基板を用いて窒化物系半導体レーザ素子を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ｐ型の基板を用いて窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。すなわち、各導電型を、上記実施形態による窒化物系半導体レーザ素子とは逆の導電型にしてもよい。
【０１７６】
また、上記第１〜第５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法以外の気相成長法を用いて、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。たとえば、有機金属を用いた分子線結晶成長法や化学ビーム成長法などの方法で、窒化物系半導体各層を結晶成長させてもよい。このように構成した場合でも、上記第１〜第５実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１７７】
なお、上記第１〜第５実施形態において、基板上に結晶成長される窒化物系半導体層の各層は、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。
【０１７８】
また、上記第１〜第５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埋め込み層を構成してもよい。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。
【０１７９】
また、上記第１〜第５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。
【０１８０】
また、上記第１〜第５実施形態では、ｐ側パッド電極を約０．２μｍの厚みに構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、０．２μｍよりも大きい厚みに構成してもよい。また、ｐ側パッド電極を、ミクロンオーダの厚い膜に構成してもよい。
【０１８１】
また、上記第１〜第５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。
【０１８２】
また、上記第１〜第５実施形態では、ｎ側電極を、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。
【０１８３】
また、上記第１〜第５実施形態では、劈開により共振器端面を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、劈開以外の方法を用いて、共振器端面（光出射端面、光反射端面）を形成してもよい。たとえば、ドライエッチングなどの手法を用いて、共振器端面を形成してもよい。
【０１８４】
また、上記第１〜第５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。
【０１８５】
また、上記第１〜第５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、共振器端面を［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、これらの方向が結晶学的に等価な方向であればよい。すなわち、リッジ部は、＜１−１００＞で表せる方向に延びるように形成すればよく、共振器端面は、＜１１−２０＞で表せる方向に沿って形成すればよい。
【０１８６】
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、動作電圧等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】
【０１８７】
【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実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。
【図３】図２のＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。
【図４】図２のＢ１−Ｂ１線に沿った断面図である。
【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発光層の構造を示した断面図である。
【図６】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断面図である。
【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】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平面図である。
【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２２】図２１のＢ２−Ｂ２線に沿った断面図である。
【図２３】図２１のＡ２−Ａ２線に沿った断面図である。
【図２４】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２５】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断面図である。
【図２７】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断面図である。
【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。
【図２９】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断面図である。
【図３０】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断面図である。
【図３１】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３２】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断面図である。
【図３３】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断面図である。
【図３４】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断面図である。
【図３５】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３６】本発明の第３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３７】本発明の第３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３８】本発明の第３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３９】本発明の第３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４０】第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。
【図４１】本発明の第４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４２】図４１のＢ３−Ｂ３線に沿った断面図である。
【図４３】本発明の第４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４４】本発明の第４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４５】第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。
【図４６】本発明の第５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４７】本発明の第５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４８】本発明の第５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４９】第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１８８】
１                            ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１ａ、１ｂ、１ｃ              溝部
２                            ｎ型バッファ層（ｎ型ＧａＮバッファ層、
窒化物系半導体層）
３                            ｎ型クラッド層（第１半導体層、
ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、窒化物系半導体層）
４                            発光層（窒化物系半導体層）
４ｃ                          活性層
４ｅ                          下部ガイド層
４ｆ                          上部ガイド層
５                            ｐ型クラッド層（第２半導体層、
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、窒化物系半導体層）
６                            ｐ型コンタクト層（第２半導体層、
ｐ型ＧａＮコンタクト層、窒化物系半導体層）
７、２０７ａ                  リッジ部
２０７ｂ、４０７ｂ            ダミーリッジ部
８                            ｐ側オーミック電極
９、３０９、４０９            埋め込み層
１０                          ｐ側パッド電極
１１                          ｎ側電極
１２                          ｎ側パッド電極
２０                          共振器端面
２０ａ                        光出射端面
２０ｂ                        光反射端面
２１                          光出射端面部分
２２                          光反射端面部分
２５                          盛り上がり部
３０、２３０                  窓領域
４０                          ＡＲコーティング層
５０                          ＨＲコーティング層
１００、２００、３００、４００、５００         窒化物系半導体レーザ素子
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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