(57)【要約】【課題】各リッジ部を独立に駆動させることができ、かつ信頼性を低下させることなく、リッジ部に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することの可能な半導体レーザおよびその製造方法を提供する。【解決手段】互いに隣接するリッジ部３０の間に溝部３１が設けられており、上部電極３３とパッド電極３４とを電気的に接続する配線層３５が、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。配線層３５は、少なくとも溝部３１上においてアーチ形状となっており、折れ曲がり難い構造となっている。【選択図】図１
2010135731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の溝部を介して互いに並列配置されると共に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の３つ以上のリッジ部と、
各リッジ部の上面に形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された上部電極と、
前記上部電極と電気的に接続されると共に少なくとも前記溝部上において中空に配置された配線層と、
前記リッジ部および前記溝部の双方とは異なる部位に形成され、かつ前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されたパッド電極と
を備えた半導体レーザ。
【請求項２】
前記配線層は、前記溝部上においてアーチ形状となっている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記配線層は、所定の間隙を介して互いに並列配置された２以上の微細配線からなる
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記配線層は、１または複数の貫通孔を有する
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記配線層のうち前記溝部上に対応する部分の表面が絶縁膜で覆われている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記３つ以上のリッジ部のうち配列方向において中央に位置する第一のリッジ部以外の第二のリッジ部と、前記第二のリッジ部上の上部電極とのそれぞれの表面に、絶縁膜を有し、
前記配線層のうち、少なくとも前記第一のリッジ部上の上部電極と電気的に接続された配線層は、前記絶縁膜の表面に接して、もしくはその表面と所定の間隙を介して配置されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記配線層は、成膜によって形成されたものである
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記パッド電極はそれぞれ、前記リッジ部および前記溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうち前記配線層の距離が最短となる方の領域に形成されている
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
前記パッド電極は全て、前記リッジ部および前記溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうち少なくとも一方の領域に形成されている
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
前記パッド電極は、前記リッジ部と平行な方向に一列に配置されている
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
前記パッド電極は、前記リッジ部の延在方向において互い違いに配置されている
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１２】
前記パッド電極は、円形状、楕円形状または多角形状となっている
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１３】
半導体基板上に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を前記半導体基板側からこの順に含む帯状の３つ以上のリッジ部を、帯状の溝部を介して互いに並列に形成する第１工程と、
少なくとも前記溝部の内部を埋め込むと共に前記リッジ部の上面すべてを覆うことのない犠牲層を形成したのち、前記上部クラッド層と電気的に接続される配線層を、必要に応じて前記犠牲層上に形成すると共に、前記リッジ部および前記溝部の双方とは異なる部位に、前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されるパッド電極を形成する第２工程と、
前記犠牲層を除去する第３工程と
を含む半導体レーザの製造方法。
【請求項１４】
前記第１工程において、前記リッジ部および前記溝部を形成したのち、各リッジ部の上面に前記上部クラッド層と電気的に接続される上部電極を形成する
請求項１３に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１５】
前記第２工程において、各リッジ部の上面に前記上部クラッド層と電気的に接続される上部電極を、前記配線層および前記パッド電極と共に一括で形成する
請求項１３に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１６】
前記第２工程において、前記配線層を成膜によって形成する
請求項１３ないし請求項１５のいずれか一項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１７】
帯状の溝部を介して互いに並列配置されると共に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の２つのリッジ部と、
各リッジ部の上面に形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された上部電極と、
前記上部電極と電気的に接続されると共に少なくとも前記溝部上において中空に配置された配線層と、
前記リッジ部および前記溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成され、かつ前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されたパッド電極と
を備えた半導体レーザ。
【請求項１８】
前記パッド電極は、円形状、楕円形状または多角形状となっている
請求項１７に記載の半導体レーザ。
【請求項１９】
前記パッド電極は、前記リッジ部と平行な方向に一列に配置されている
請求項１７または請求項１８に記載の半導体レーザ。
【請求項２０】
前記パッド電極は、前記リッジ部の延在方向において互い違いに配置されている
請求項１７または請求項１８に記載の半導体レーザ。
【請求項２１】
半導体基板上に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を前記半導体基板側からこの順に含む帯状の２つのリッジ部を、帯状の溝部を介して互いに並列に形成する第１工程と、
少なくとも前記溝部の内部を埋め込むと共に前記リッジ部の上面すべてを覆うことのない犠牲層を形成したのち、前記上部クラッド層と電気的に接続される配線層を、必要に応じて前記犠牲層上に形成すると共に、前記リッジ部および前記溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに、前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されるパッド電極を形成する第２工程と、
前記犠牲層を除去する第３工程と
を含む半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々のエミッタを独立に駆動することの可能な半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザでは、各々のエミッタを独立に駆動することを目的として、互いに隣り合うエミッタの間に、互いに隣り合うエミッタを電気的に分離する分離溝が設けられている。この分離溝の幅は、レーザのタイプによって異なるが、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザの場合には、わずか数μｍ程度しかない。そのため、そのような場合には、両脇が分離溝で囲まれたエミッタ（リッジ部）上のストライプ電極と、リッジ部から離れた場所に形成されたパッド電極とを連結する配線層を、狭い分離溝内に設けることは極めて難しい。そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、分離溝内に絶縁材料を埋め込み、その絶縁材料の上に上記配線層を設けることが一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、分離溝中に絶縁材料を埋め込んだ場合には、埋め込んだ絶縁材料の収縮やひずみによりリッジ部に応力がかかり、リッジ部から射出されるレーザビームの偏光角が回転しやすい。また、深い分離溝が形成された場合には、絶縁材料を埋め込む工程が複雑になり、コスト高の原因となる問題があった。
【０００５】
そこで、例えば、分離溝中に絶縁材料を埋め込まず、各々のストライプにワイヤを結線する方法が考えられる。しかし、上述したようなビームピッチの狭い例では、一つのワイヤボールが複数のストライプ電極に接触してしまい、各リッジ部を独立に駆動させることができない。また、ワイヤボンディングでは超音波接合が用いられるので、超音波に起因する信頼性の低下を招く虞がある。従って、これらのことから、この方法は有効な解決手段にはなり得ない。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、各リッジ部を独立に駆動させることができ、かつ信頼性を低下させることなく、リッジ部に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することの可能な半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の半導体レーザは、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の３つ以上のリッジ部を備えたものである。これら３つ以上のリッジ部は、帯状の溝部を介して互いに並列配置されている。各リッジ部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が設けられており、上部電極には配線層が電気的に接続されている。配線層は少なくとも溝部上において中空に配置されている。また、リッジ部および溝部の双方とは異なる部位には、パッド電極が設けられている。パッド電極は、配線層を介して上部電極と電気的に接続されている。
【０００８】
本発明の第２の半導体レーザは、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の２つのリッジ部を備えたものである。これら２つのリッジ部は、帯状の溝部を介して互いに並列配置されている。各リッジ部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が設けられており、上部電極には配線層が電気的に接続されている。配線層は少なくとも溝部上において中空に配置されている。また、リッジ部および溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけにパッド電極が設けられている。パッド電極は、配線層を介して上部電極と電気的に接続されている。
【０００９】
本発明の第１および第２の半導体レーザでは、互いに隣接するリッジ部の間に溝部が設けられており、上部電極とパッド電極とを電気的に接続する配線層が、少なくとも溝部上において中空に配置されている。つまり、本レーザでは、配線層と溝の内壁との間隙に、絶縁材料などの埋め込み材が設けられていない。
【００１０】
本発明の第１の半導体レーザの製造方法は、以下の（Ａ１）〜（Ａ３）の各工程を含むものである。
（Ａ１）半導体基板上に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を半導体基板側からこの順に含む帯状の３つ以上のリッジ部を、帯状の溝部を介して互いに並列に形成する第１工程
（Ａ２）少なくとも溝部の内部を埋め込むと共にリッジ部の上面すべてを覆うことのない犠牲層を形成したのち、上部クラッド層と電気的に接続される配線層を、必要に応じて犠牲層上に形成すると共に、リッジ部および溝部の双方とは異なる部位に、配線層を介して上部電極と電気的に接続されるパッド電極を形成する第２工程
（Ａ３）犠牲層を除去する第３工程
【００１１】
本発明の第２の半導体レーザの製造方法は、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ３）の各工程を含むものである。
（Ｂ１）半導体基板上に、少なくとも、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を半導体基板側からこの順に含む帯状の２つのリッジ部を、帯状の溝部を介して互いに並列に形成する第１工程
（Ｂ２）少なくとも溝部の内部を埋め込むと共にリッジ部の上面すべてを覆うことのない犠牲層を形成したのち、上部クラッド層と電気的に接続される配線層を、必要に応じて犠牲層上に形成すると共に、リッジ部および溝部を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに、配線層を介して上部電極と電気的に接続されるパッド電極を形成する第２工程
（Ｂ３）犠牲層を除去する第３工程
【００１２】
本発明の第１および第２の半導体レーザの製造方法では、互いに隣接するリッジ部の間に溝部が形成され、上部電極とパッド電極とを電気的に接続する配線層が、犠牲層の除去によって、少なくとも溝部上において中空に形成される。つまり、本製造方法では、配線層と溝の内壁との間隙に犠牲層が残らない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１および第２の半導体レーザによれば、互いに隣接するリッジ部の間に溝部を設け、かつ上部電極とパッド電極とを電気的に接続する配線層を、少なくとも溝部上において中空に配置するようにしたので、配線層と溝の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部に生じる虞がない。また、上記配線層を成膜により形成した場合には、製造過程において、配線層同士が互いに接触したり、超音波に起因する信頼性の低下を招いたりする虞はない。従って、各リッジ部を独立に駆動させることができ、かつ信頼性を低下させることなく、リッジ部に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第１および第２の半導体レーザの製造方法によれば、互いに隣接するリッジ部の間に溝部を形成し、かつ上部クラッド層とパッド電極とを電気的に接続する配線層を、犠牲層の除去によって、少なくとも溝部上において中空に形成するようにしたので、配線層と溝の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部に生じる虞がない。また、上記配線層を成膜により形成した場合には、製造過程において、配線層同士が互いに接触したり、超音波に起因する信頼性の低下を招いたりする虞はない。従って、各リッジ部を独立に駆動させることができ、かつ信頼性を低下させることなく、リッジ部に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの斜視図である。
【図２】図１の半導体レーザの上面図である。
【図３】図１または図２の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図４】図１の半導体レーザの製造方法の一例について説明するための斜視図である。
【図５】図４に続く工程について説明するための斜視図である。
【図６】図５に続く工程について説明するための斜視図である。
【図７】図６に続く工程について説明するための斜視図である。
【図８】図７に続く工程について説明するための斜視図である。
【図９】図８に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの斜視図である。
【図１１】図１０の半導体レーザの上面図である。
【図１２】図１０または図１１の半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図１３】図１０の半導体レーザの一変形例の上面図である。
【図１４】図１０の半導体レーザの他の変形例の上面図である。
【図１５】図１０の半導体レーザのその他の変形例の上面図である。
【図１６】図１０の半導体レーザの更にその他の変形例の上面図である。
【図１７】図１の半導体レーザの一変形例の斜視図である。
【図１８】図１の半導体レーザの他の変形例の斜視図である。
【図１９】図１の半導体レーザのその他の変形例の斜視図である。
【図２０】図１の半導体レーザの更にその他の変形例の斜視図である。
【図２１】図１の半導体レーザの更にその他の変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
○リッジ部の両脇にパッド電極が形成されている例
○配線層が一度に１つの溝を飛び越えている例
２．第２の実施の形態
○リッジ部の両脇のうち片側だけにパッド電極が形成されている例
○配線層が一度に１つの溝を飛び越えている例
３．変形例（配線層が一度に２つの溝を飛び越えている例）
４．変形例（配線層が複数本で構成されている例）
５．変形例（配線層に孔が設けられている例）
６．変形例（配線層の表面が絶縁膜で覆われている例）
７．変形例（配線層と上部電極が一括形成されている例）
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ１の概略構成の一例を斜視的に表したものである。図２は図１の半導体レーザ１の上面構成の一例を、図３は図１または図２の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例をそれぞれ表したものである。本実施の形態の半導体レーザ１は、ストライプ状のエミッタを複数備えたマルチビーム半導体レーザであり、各エミッタの端面からレーザビームが射出される端面発光型の半導体レーザである。
【００１８】
本実施の形態の半導体レーザ１は、例えば、基板１０上に、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を備えたものである。なお、図示しないが、半導体層２０には、上記した層以外の層（例えば、バッファ層やガイド層など）がさらに設けられていてもよい。この半導体層２０には帯状の３つ以上のリッジ部３０が互いに並列配置されており、各リッジ部３０が前端面Ｓ１からレーザビームを互いに独立に射出するエミッタとして機能する。なお、図１、図２には、リッジ部３０が４つ設けられている場合が例示されているが、３つ設けられていてもよいし、５つ以上設けられていてもよい。
【００１９】
半導体層２０の上部に設けられたリッジ部３０のうち、少なくとも配列方向の両端のリッジ部３０を除いたリッジ部３０については、その両側面が帯状の溝部３１で囲まれている。なお、図１、図２には、リッジ部３０の配列方向の両端部にリッジ部３０と同等の高さを有する帯状の台座部３２が設けられ、全てのリッジ部３０の両側面が帯状の溝部３１で囲まれている場合が例示されている。また、図１、図２には、溝部３１が基板１０の上部にまで達し、半導体層２０が溝部３１によって空間分離されている場合が例示されているが、溝部３１が基板１０にまで達せず、半導体層２０が溝部３１によって完全に空間分離されていなくてもよい。ただし、その場合には、溝部３１は、互いに隣り合うリッジ部３０同士の間で電気的なクロストークが生じない程度の深さ（例えば下部クラッド層２１にまで達する深さ）となっていることが好ましい。
【００２０】
溝部３１の幅Ｗ１（溝部３１の延在方向と直交する方向の幅）は、リッジ部３０の幅Ｗ２（リッジ部３０の延在方向（共振器方向）と直交する方向の幅）よりも狭くなっている。具体的には、リッジ部３０の幅Ｗ２が数十μｍ程度（例えば３０μｍ）となっているときに、溝部３１の幅Ｗ１は数μｍ程度（例えば３μｍ）となっている。つまり、本実施の形態の半導体レーザ１は、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザである。
【００２１】
各リッジ部３０には、リッジ部３０をリッジ部３０の延在方向から挟み込む一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２が形成されており、これら前端面Ｓ１および後端面Ｓ２によって共振器が構成されている。一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２は、例えばへき開によって形成されたものであり、所定の間隙を介して互いに対向配置されている。さらに、前端面Ｓ１には低反射膜(図示せず)が形成されており、後端面Ｓ２には高反射膜（図示せず）が形成されている。
【００２２】
リッジ部３０は、少なくとも下部クラッド層２１の上部、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んでいる。なお、図３には、リッジ部３０が、基板１０の上部、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んでいる場合が例示されている。
【００２３】
ここで、基板１０は、例えばｐ型ＧａＡｓからなる。ｐ型不純物としては、例えばマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）などが挙げられる。下部クラッド層２１は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓからなる。活性層２２は、例えばアンドープのＡｌＧａＡｓからなる。この活性層２２において、後述の上部電極３３との対向領域を含む帯状の領域が発光領域２２Ａとなる。この発光領域２２Ａは、上部電極３３からの電流が注入される電流注入領域に対応している。上部クラッド層２３は、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓからなり、コンタクト層２４は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる。ｎ型不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００２４】
各リッジ部３０の上面（コンタクト層２４の上面）には上部電極３３が設けられている。上部電極３３は、例えば、図１、図２に示したように、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の形状となっており、コンタクト層２４および上部クラッド層２３と電気的に接続されている。また、リッジ部３０および溝部３１の双方とは異なる部位、すなわち台座部３２上にパッド電極３４が設けられている。このパッド電極３４と台座部３２との間には、絶縁層３６が設けられており、パッド電極３４は、台座部３２（特に下部クラッド層２１）と絶縁分離されている。なお、台座部３２のうちパッド電極３４直下の部分が高抵抗化されているなど、パッド電極３４と下部クラッド層２１との間に電流がほとんど流れないようになっている場合には、パッド電極３４と台座部３２との間の絶縁層３６を省略することも可能である。また、パッド電極３４は、後述の配線層３５に接続されており、配線層３５を介して上部電極３３と電気的に接続されている。複数のパッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１、図２に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）の双方に形成されている。複数のパッド電極３４は、例えば、図１、図２に示したように、リッジ部３０と平行な方向に一列に配置されている。なお、複数のパッド電極３４が、リッジ部３０の延在方向において互い違いに（千鳥足状に）配置されていてもよい。また、パッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１、図２に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）のうち配線層３５の距離が最短となる方の領域（台座部３２）に形成されている。パッド電極３４は、例えば、図１、図２に示したように、四角形状となっている。なお、パッド電極３４は、それ以外の形状となっていてもよく、例えば、円形状もしくは楕円形状となっていてもよいし、例えば、三角形状などの多角形状となっていてもよい。
【００２５】
なお、絶縁層３６は、３つ以上のリッジ部３０のうち配列方向において中央に位置するリッジ部３０（第一のリッジ部）以外のリッジ部３０（第二のリッジ部）と、そのリッジ部３０（第二のリッジ部）上の上部電極３３とのそれぞれの表面にも、必要に応じて設けられている。絶縁層３６は、例えば、図１、図２に示したように、３つ以上のリッジ部３０のうち配列方向において中央に位置するリッジ部３０（以下、中央のリッジ部３０と称する。）上の上部電極３３と接続された配線層３５と、３つ以上のリッジ部３０のうち中央のリッジ部３０以外のリッジ部（以下、中央以外のリッジ部３０と称する。）の上面およびその中央以外のリッジ部３０上の上部電極３３との間に設けられている。これにより、中央のリッジ部３０上の上部電極３３と接続された配線層３５と、中央以外のリッジ部３０の上面およびその中央以外のリッジ部３０上の上部電極３３とが絶縁分離されている。
【００２６】
配線層３５は、リッジ部３０上の上部電極３３と、パッド電極３４とに接続されており、これらを電気的に接続している。この配線層３５は、例えば、図１、図２に示したように、リッジ部３０および溝部３１の延在方向と交差（直交）する方向に延在する帯状の形状となっており、例えば、成膜によって形成されている。この配線層３５は、溝部３１を一つずつ飛び越えており、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。この配線層３５のうち中空に配置されている部分は、例えば、図１、図３に示したように、溝部３１の底面とは反対側に突出したアーチ形状となっており、折れ曲がる可能性を低減する構造となっている。なお、図１、図２には、配線層３５のうち中空に配置されていない部分は、絶縁層３６の表面に接して形成されている場合が例示されている。
【００２７】
また、基板１０の裏面には、下部電極３７が設けられている。この下部電極３７は、例えば、基板１０の裏面全体に形成されており、基板１０と電気的に接続されている。なお、下部電極３７は、上部電極３３と同様、リッジ部３０ごとに一つずつ別個に設けられていてもよい。
【００２８】
ここで、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とを基板１０側からこの順に積層して構成されている。なお、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、上記以外の材料の積層体となっていてもよい。また、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、互いに同一の材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。絶縁層３６は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮによって構成されている。下部電極３７は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をリッジ部３０の上面側からこの順に積層して構成されている。
【００２９】
次に、図４〜図９（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の半導体レーザ１の製造方法の一例について説明する。なお、図４〜図９（Ａ）は、製造過程における素子の斜視図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に記載の素子の断面構成図である。
【００３０】
まず、基板１０上に、帯状の３つ以上のリッジ部３０を帯状の溝部３１を介して互いに並列に形成する（図４）。このとき、溝部３１の幅Ｗ１がリッジ部３０の幅Ｗ２よりも狭くなるように、リッジ部３０および溝部３１を形成する。次に、各リッジ部３０上に上部電極３３を形成したのち、所定の部位に絶縁層３６を形成する（図４）。
【００３１】
次に、表面全体にレジスト層４０を形成したのち（図５）、少なくとも溝部３１の内部を埋め込むと共に上部電極３３を覆うことのないように、レジスト層４０の露光および現像を行う。これにより、溝部３１にレジスト層４０が残る。その後、残ったレジスト層４０を所定の方法によって硬化させる。これにより、残ったレジスト層４０（犠牲層）の上面が横方向（溝部３１の延在方向と交差する方向）において、溝部３１の底面とは反対側に突出した曲面となる（図６）。
【００３２】
次に、表面全体にレジスト層４１を形成したのち（図７）、レジスト層４１を露光および現像することにより、後にパッド電極３４および配線層３５となる部位に開口４１Ａを形成する（図８）。このとき、先のレジスト層４０の上面の一部が開口４１Ａの底面に露出している。次に、例えば、蒸着などを用いて、表面全体に金属層４２を成膜する（図９（Ａ），（Ｂ））。このように、金属層４２の一部を、必要に応じて、残ったレジスト層４０の表面上に形成することにより、金属層４２のうち、残ったレジスト層４０の表面上に形成された部分がアーチ形状となる。
【００３３】
次に、例えば、リフトオフなどを用いて、レジスト層４１と共に金属層４２のうち余分な部分を除去することにより、パッド電極３４および配線層３５を形成する。さらに、残ったレジスト層４０を所定の方法によって除去する。その結果、配線層３５は、少なくとも溝部３１上において、アーチ形状となり、かつ中空に形成される。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００３４】
次に、本実施の形態の半導体レーザ１の作用および効果について説明する。
【００３５】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極３３と下部電極３７との間に所定の電圧が印加されると、活性層２２の電流注入領域（発光領域２２Ａ）に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして各リッジ部３０の前端面Ｓ１から外部に射出される。
【００３６】
ところで、本実施の形態では、互いに隣接するリッジ部３０の間に溝部３１が設けられている。さらに、上部電極３３とパッド電極３４とを電気的に接続する配線層３５が、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。つまり、本実施の形態では、配線層３５と溝３１の内壁との間隙に、絶縁材料などの埋め込み材が設けられていない。そのため、配線層３５と溝３１の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部３０に生じる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態の半導体レーザ１は、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザである。そのため、配線層３５をワイヤボンディングによって形成することは極めて困難である。仮に配線層３５をワイヤボンディングによって形成しようとすると、一つのワイヤボールが複数の上部電極３３に接触してしまい、各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなってしまう可能性が高い。また、ワイヤボンディングでは超音波接合が用いられるので、超音波に起因する信頼性の低下を招く虞がある。そこで、本実施の形態では、配線層３５を成膜により形成している。これにより、配線層３５同士が互いに接触し各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなったり、超音波に起因する信頼性の低下が生じたりするのを防いでいる。
【００３８】
また、本実施の形態において、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にした場合には、配線層３５が折れ曲がる虞がなくなる。その結果、信頼性をより一層高めることができる。なお、配線層３５をアーチ形状にする方法として、上述したように、最初に露光および現像したレジスト層４０を溝部３１に残し、その残りのレジスト層を下地として配線層３５を形成する２段階露光を用いることが好ましい。この２段階露光を用いることにより、確実に、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にすることができ、高い信頼性を得ることが可能となる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ２の概略構成の一例を斜視的に表したものである。図１１は図１０の半導体レーザ２の上面構成の一例を、図１２は図１０または図１１の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例をそれぞれ表したものである。
【００４０】
本実施の形態の半導体レーザ２は、上記実施の形態と同様、ストライプ状のエミッタを複数備えたマルチビーム半導体レーザであり、各エミッタの端面からレーザビームが射出される端面発光型の半導体レーザである。この半導体レーザ２は、上記実施の形態と同様の方法によって形成されたものである点で、上記実施の形態の半導体レーザ１と共通している。しかし、この半導体レーザ２は、パッド電極３４が全て、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成されている点で、上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜、省略し、上記実施の形態との相違点について主に説明するものとする。
【００４１】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様、基板１０上に半導体層２０が設けられている。半導体層２０には帯状の２つ以上のリッジ部３０が互いに並列配置されている。なお、図１０〜図１２には、リッジ部３０が２つ設けられている場合が例示されているが、３つ設けられていてもよいし、例えば、図１３に示したように４つ設けられていてもよいし、図示しないが５つ以上設けられていてもよい。
【００４２】
台座部３２と、基板１０のうち台座部３２直下に対応する部分（以下、単に「台座部３２およびその直下の部分」と称する）は、上記実施の形態と同様、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域にそれぞれ１つずつ設けられていてもよいし、例えば、図１０〜図１２に示したように、上記した２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成されていてもよい。なお、台座部３２およびその直下の部分が、上記した２つの領域にそれぞれ１つずつ設けられている場合には、双方が同一の大きさであってもよいし、一方が広く、他方が狭くなっていてもよい。
【００４３】
本実施の形態では、上述したように、全てのパッド電極３４が、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成されており、リッジ部３０および溝部３１との関係で、一方の側に寄せられている。リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域に、台座部３２およびその直下の部分がそれぞれ１つずつ設けられている場合には、全てのパッド電極３４が一方の台座部３２の上だけに形成されている。このとき、双方の台座部３２の大きさが異なる場合には、全てのパッド電極３４が広い方の台座部３２の上だけに設けられていることが好ましい。また、台座部３２およびその直下の部分が上記した２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成されている場合には、全てのパッド電極３４がその台座部３２の上だけに設けられている。いずれにおいても、本実施の形態では、全てのパッド電極３４がリッジ部３０および溝部３１との関係で、一方の側だけに設けられている。
【００４４】
複数のパッド電極３４は、例えば、図１０、図１１に示したように、リッジ部３０と平行な方向に一列に配置されている。パッド電極３４は、例えば、図１０、図１１に示したように、リッジ部３０の延在方向に延在する四角形状となっている。なお、パッド電極３４は、それ以外の形状となっていてもよく、例えば、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように円形状もしくは楕円形状となっていてもよいし、例えば、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように三角形状となっていてもよい。また、パッド電極３４は、例えば、図１６（Ａ），（Ｂ）に示したようにリッジ部３０の延在方向と交差（例えば直交）する方向に延在する四角形状となっていてもよい。また、パッド電極３４は、例えば、図示しないが、多角形状となっていてもよい。また、複数のパッド電極３４は、例えば、図１４（Ａ），（Ｂ）、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０の延在方向において互い違いに（千鳥足状に）配置されていてもよい。
【００４５】
次に、本実施の形態の半導体レーザ２の製造方法の一例について説明する。まず、基板１０上に、帯状の２つ以上のリッジ部３０を帯状の溝部３１を介して互いに並列に形成する。このとき、溝部３１の幅Ｗ１がリッジ部３０の幅Ｗ２よりも狭くなるように、リッジ部３０および溝部３１を形成する。次に、各リッジ部３０上に上部電極３３を形成したのち、所定の部位に絶縁層３６を形成する。
【００４６】
次に、表面全体にレジスト層４０を形成したのち、少なくとも溝部３１の内部を埋め込むと共に上部電極３３を覆うことのないように、レジスト層４０の露光および現像を行う。これにより、溝部３１にレジスト層４０が残る。その後、残ったレジスト層４０を所定の方法によって硬化させる。これにより、残ったレジスト層４０（犠牲層）の上面が横方向（溝部３１の延在方向と交差する方向）において、溝部３１の底面とは反対側に突出した曲面となる。
【００４７】
次に、表面全体にレジスト層４１を形成したのち、レジスト層４１を露光および現像することにより、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに、所定の形状の開口を形成すると共に、この開口と連通する帯状の開口を形成する。このようにして、後にパッド電極３４と配線層３５とが形成される部位に開口４１Ａを形成する。このとき、先のレジスト層４０の上面の一部が開口４１Ａの底面に露出している。次に、例えば、蒸着などを用いて、表面全体に金属層４２を成膜する。このように、金属層４２の一部を、必要に応じて、残ったレジスト層４０の表面上に形成することにより、金属層４２のうち、残ったレジスト層４０の表面上に形成された部分がアーチ形状となる。
【００４８】
次に、例えば、リフトオフなどを用いて、レジスト層４１と共に金属層４２のうち余分な部分を除去することにより、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけにパッド電極３４を形成し、このパッド電極３４に連結された配線層３５を形成する。さらに、残ったレジスト層４０を所定の方法によって除去する。その結果、配線層３５は、少なくとも溝部３１上において、アーチ形状となり、かつ中空に形成される。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ２が製造される。
【００４９】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様、互いに隣接するリッジ部３０の間に溝部３１が設けられている。さらに、上部電極３３とパッド電極３４とを電気的に接続する配線層３５が、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。つまり、本実施の形態では、配線層３５と溝３１の内壁との間隙に、絶縁材料などの埋め込み材が設けられていない。そのため、配線層３５と溝３１の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部３０に生じる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【００５０】
本実施の形態の半導体レーザ２は、上記実施の形態と同様、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザである。そのため、配線層３５をワイヤボンディングによって形成することは極めて困難であることから、配線層３５を成膜により形成している。これにより、配線層３５同士が互いに接触し各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなったり、超音波に起因する信頼性の低下が生じたりするのを防いでいる。
【００５１】
また、本実施の形態において、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にした場合には、配線層３５が折れ曲がる虞がなくなる。その結果、信頼性をより一層高めることができる。なお、配線層３５をアーチ形状にする方法として、上記実施の形態で言及したように、最初に露光および現像したレジスト層４０を溝部３１に残し、その残りのレジスト層を下地として配線層３５を形成する２段階露光を用いることが好ましい。この２段階露光を用いることにより、確実に、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にすることができ、高い信頼性を得ることが可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態では、全てのパッド電極３４がリッジ部３０および溝部３１との関係で、一方の側に寄せられている。そのため、例えば、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域に、台座部３２およびその直下の部分がそれぞれ１つずつ設けられており、かつ一方の台座部３２の大きさが上記実施の形態の場合よりも小さくなっている場合に、全てのパッド電極３４が広い方の台座部３２の上だけに設けられているときには、パッド電極３４に必要な面積を確保しつつ、上記実施の形態の場合よりも半導体レーザ２のチップサイズを小さくすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態において、例えば、台座部３２およびその直下の部分がリッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域のうちいずれか一方の領域だけに形成されており、かつ全てのパッド電極３４がその台座部３２の上だけに設けられている場合には、パッド電極３４に必要な面積を確保しつつ、半導体レーザ２のチップサイズを、台座部３２およびその直下の部分を１つなくした分だけ小さくすることができる。さらに、全てのパッド電極３４がリッジ部３０の延在方向において互い違いに（千鳥足状に）配置されている場合や、リッジ部３０の延在方向と交差（例えば直交）する方向に延在する形状となっていている場合には、図１４（Ａ），（Ｂ）〜図１６（Ａ），（Ｂ）に示したように、半導体レーザ２の共振器長Ｌを不必要に長くする必要がなくなるので、パッド電極３４に必要な面積を確保しつつ、半導体レーザ２のチップサイズを最小にすることができる。
【００５４】
［変形例］
上記各実施の形態では、配線層３５は、溝部３１を一つずつ飛び越えるように構成されていたが、複数の溝部３１を一度に飛び越えるように構成されていてもよい。例えば、図１７に示したように、配線層３５が、２つの溝部３１を一度に飛び越えるように構成されていてもよい。ただし、この場合には、配線層３５のうち少なくとも中空に配置されている部分をアーチ形状にすることが好ましい。
【００５５】
また、上記各実施の形態では、各配線層３５は、単一の配線で構成されていたが、所定の間隙を介して互いに並列配置された２以上の微細配線３５Ａによって構成されていてもよい。例えば、図１８に示したように、各配線層３５が、所定の間隙を介して互いに並列配置された２つの微細配線３５Ａによって構成されていてもよい。また、上記各実施の形態において、各配線層３５に対して、溝部３１との対向領域に開口３５Ｂ(貫通孔)を設けてもよい。例えば、図１９に示したように、各配線層３５に対して、溝部３１との対向領域に開口３５Ｂ(貫通孔)を１つずつ設けてもよい。このようにした場合には、製造過程において、各配線層３５の直下に残っているレジスト層４０を短時間かつ簡易に除去することが可能となる。なお、各配線層３５を２以上の微細配線３５Ａによって構成したり、各配線層３５に開口３５Ｂを設けたりした場合であっても、各配線層３５を単一の配線で構成した場合と比べて、各配線層３５の抵抗値の増加量を最小限にすることが可能である。
【００５６】
また、上記各実施の形態では、各配線層３５がむき出しになっている場合が例示されていたが、各配線層３５のうち少なくとも中空に配置されている部分の表面が、例えばＳｉＮなどの絶縁膜３８によって覆われていてもよい。例えば、図２０に示したように、各配線層３５のうち外部に露出している部分の表面が、例えばＳｉＮなどの絶縁膜３８によって覆われていてもよい。これにより、イオンマイグレーションを防止したり、各配線層３５を外部環境から保護したりすることが可能となる。
【００５７】
また、上記各実施の形態では、上部電極３３を、配線層３５およびパッド電極３４を形成する工程とは異なる工程で形成する場合が例示されていたが、配線層３５およびパッド電極３４の形成工程と同一の工程で、配線層３５およびパッド電極３４と共に一括で形成するようにしてもよい。ただし、その場合には、中央以外のリッジ部３０上の上部電極３３が、中央のリッジ部３０上の上部電極３３と電気的に接続された配線層３５と同一面内に形成されることになる。そこで、例えば、図２１に示したように、中央以外のリッジ部３０上の上部電極３３の後端面Ｓ２側の端部を若干、前端面Ｓ１側に後退させ、その空いた領域（つまり、リッジ部３０の上面のうち後端面Ｓ２近傍の領域）に、中央のリッジ部３０上の上部電極３３と電気的に接続された配線層３５を配置することが好ましい。これにより、双方の短絡を防止することができるだけでなく、電流非注入の領域を光射出側から最も遠いところにすることができ、レーザ特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００５８】
以上、複数の実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００５９】
例えば、上記各実施の形態等では、半導体レーザ１はリッジ部３０の両脇に台座部３２を設けた場合について説明したが、台座部３２をなくしてもよい。そのようにした場合には、パッド電極３４を、基板１０の上面のうち、台座部３２をなくすることによって露出した部分に形成すればよい。
【００６０】
また、上記各実施の形態等では、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の化合物半導体レーザ、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＰ系などの赤色半導体レーザ、ＧａＩｎＮ系およびＡｌＧａＩｎＮ系などの窒化ガリウム系の半導体レーザ、ＺｎＣｄＭｇＳＳｅＴｅなどのＩＩ−ＶＩ族の半導体レーザにも適用可能である。また、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＮＰ系などの、発振波長が可視域とは限らないような半導体レーザにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１，２…半導体レーザ、１０…基板、２０…半導体層、２１…下部クラッド層、２２…活性層、２２Ａ…発光領域、２３…上部クラッド層、２４…コンタクト層、３０…リッジ部、３１…溝部、３２…台座部、３３…上部電極、３４…パッド電極、３５…配線層、３５Ａ…微細配線、３５Ｂ，４１Ａ…開口、３６…絶縁層、３７…下部電極、３８…絶縁膜、Ｌ…共振器長、４０，４１…レジスト層、４２…金属層、Ｓ１…前端面、Ｓ２…後端面、Ｗ１，Ｗ２…幅。
【図１】
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【図２】
2010135731.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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