(57)【要約】  歩留の低下を抑制することが可能であるとともに、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を提供する。この窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、ｎ型ＧａＮ基板（１）上に、複数の窒化物系半導体各層（２〜７）を形成する工程と、ｐ型クラッド層（６）とコンタクト層（７）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部（８）を形成する工程と、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板（１）の上面に、リッジ部（８）と直交する方向（［１１−２０］方向）に延びる溝部（３０）を形成する工程と、溝部（３０）を起点として、ｎ型ＧａＮ基板（１）を分割することにより、共振器端面（５０）を形成する工程とを備え、溝部（３０）を形成する工程は、溝部（３０）の端部を、リッジ部（８）の側面から所定の距離Ｗ２（約５０μｍ〜約２００μｍ）だけ隔てた領域に形成する工程を含む。
2008047751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面上に、発光層を含む複数の窒化物系半導体層を形成する工程と、
前記複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに、所定の方向に延びる電流通路部を形成する工程と、
前記窒化物系半導体層の上面にレーザ光を照射することによって、前記基板の上面に、前記電流通路部と直交する方向に延びる溝部を形成する工程と、
前記溝部を起点として前記基板を分割することにより、共振器端面を形成する工程とを備え、
前記溝部を形成する工程は、前記溝部の端部を、前記電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成する工程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２】
前記溝部を形成する工程は、
前記電流通路部と直交する方向の前記溝部の長さを、前記溝部の底部から前記基板の上面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記基板は、窒化物系半導体基板を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記窒化物系半導体基板は、前記電流通路部に沿って延びる、高転位密度領域と低転位密度領域とを周期的に有し、
前記電流通路部を形成する工程は、前記電流通路部を前記窒化物系半導体基板の前記低転位密度領域上に形成する工程を含み、
前記溝部を形成する工程は、レーザ光を照射することによって、前記高転位密度領域を横切るように前記溝部を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項３に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
基板上に、発光層を含む複数の窒化物系半導体層を形成する工程と、
前記複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに、所定の方向に延びる電流通路部を形成する工程と、
前記電流通路部と直交する一対の共振器端面を形成する工程と、
レーザ光を照射することによって、前記基板の裏面に、前記電流通路部と平行に延びる溝部を形成する工程と、
前記溝部を起点として、前記基板を分割する工程とを備え、
前記溝部を形成する工程は、前記溝部の端部を、前記共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形成する工程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６】
前記溝部を形成する工程は、
前記電流通路部と平行方向の前記溝部の長さを、前記溝部の底部から前記基板の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板は、窒化物系半導体基板を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
基板上に形成され、発光層を含む複数の窒化物系半導体層と、
前記複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、所定の方向に延びる電流通路部と、
前記電流通路部と直交する一対の共振器端面と、
レーザ光の照射によって、前記基板の上面における前記共振器端面近傍の少なくとも一部に形成された基板分割用切欠部とを備え、
前記基板分割用切欠部の端部は、前記電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形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９】
前記基板分割用切欠部は、
前記電流通路部と直交する方向の長さが、前記基板分割用切欠部の底部から前記基板の上面側に向かって、徐々に大きくなるように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１０】
基板上に形成され、発光層を含む複数の窒化物系半導体層と、
前記複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、所定の方向に延びる電流通路部と、
前記電流通路部と直交する一対の共振器端面と、
前記共振器端面と直交する側端面と、
レーザ光の照射によって、前記基板の裏面における前記側端面近傍の少なくとも一部に形成され、前記電流通路部と平行に延びる基板分割用切欠部とを備え、
前記基板分割用切欠部の端部は、前記共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形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１１】
前記基板分割用切欠部は、
前記電流通路部と平行方向の長さが、前記基板分割用切欠部の底部から前記基板の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記基板は、窒化物系半導体基板を含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【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し、特に、発光層を含む複数の窒化物系半導体層が基板上に形成された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】
従来、基板上に窒化物系半導体層が形成された窒化物系半導体レーザ素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
上記特許文献１には、ＧａＮ基板上に複数の窒化物系半導体層が形成されるとともに、窒化物系半導体層内に、基板の＜１−１００＞方向と平行に延びる光導波路が形成された窒化物系半導体レーザ素子が記載されている。この窒化物系半導体レーザ素子は、基板の＜１１−２０＞方向に沿って一次劈開された後、基板の＜１−１００＞方向に沿って二次劈開されることにより、チップ状に形成されている。具体的には、一次劈開は、ダイヤモンド針によって、素子の光導波路の直上以外の領域に、基板の＜１１−２０＞方向に延びる劈開導入溝を形成した後、素子に応力を加えることによって行われる。これにより、劈開導入溝を起点として基板が分割され、光導波路周辺の領域が平坦な共振器端面が形成される。また、二次劈開は、ダイヤモンド針によって、素子の表面または裏面に、基板の＜１−１００＞方向に延びる劈開導入溝を形成した後、素子に応力を加えることによって行われる。これにより、劈開導入溝を起点として基板が分割され、チップ状の窒化物系半導体レーザ素子が形成される。【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７７９１号公報
【発明の開示】
【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に記載された窒化物系半導体レーザ素子では、分割の際に起点となる劈開導入溝をダイヤモンド針によって形成しているため、劈開導入溝の深さを深くすることが困難になる。このため、素子に応力を加えることによって基板を分割する際に、大きな応力を加える必要が生じ、この場合には、劈開導入溝を起点として素子を分割することが困難になるという不都合がある。その結果、劈開導入溝以外の位置で基板が分割されることにより、窒化物系半導体レーザ素子の発光特性が低下するという問題点がある。【０００６】
また、劈開導入溝以外の位置で基板が分割された場合には分割不良となるので、同時に、窒化物系半導体レーザ素子の製造歩留が低下するという問題点がある。【０００７】
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、歩留の低下を抑制することが可能であるとともに、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を提供することである。【０００８】
この発明のもう１つの目的は、歩留の低下を抑制することが可能であるとともに、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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の製造方法は、基板の上面上に、発光層を含む複数の窒化物系半導体層を形成する工程と、複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに、所定の方向に延びる電流通路部を形成する工程と、窒化物系半導体層の上面にレーザ光を照射することによって、基板の上面に、電流通路部と直交する方向に延びる溝部を形成する工程と、溝部を起点として基板を分割することにより、共振器端面を形成する工程とを備えている。そして、溝部を形成する工程は、溝部の端部を、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成する工程を含んでいる。【００１０】
この第１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、窒化物系半導体層の上面にレーザ光を照射することにより、基板の上面に、電流通路部と直交する方向に延びる溝部を形成するとともに、溝部の端部を電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成することによって、電流通路部近傍の領域には溝部が形成されないので、溝部を起点として基板を分割した際に、共振器端面の電流通路部近傍領域の下方の領域に、溝部に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面における電流通路部下方の光導波路周辺の領域に、溝部に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。また、窒化物系半導体層の上面にレーザ光を照射することにより、基板の上面に、電流通路部と直交する方向に延びる溝部を形成することによって、ダイヤモンド針を用いて基板の上面に溝部を形成する場合に比べて、溝部を深く形成することができる。このため、素子に応力を加えることによって基板を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができるので、劈開方向と６０°をなす方向も等価な劈開方向である六方晶系の基板（たとえば、ＧａＮ基板など）を用いた場合でも、所望の分割線と６０°傾いた線などで割れることなく、所望の分割線に沿って直線的に基板を分割することができる。【００１１】
これにより、共振器端面を平坦に形成することができるとともに、所望の分割線と６０°傾いた線などで基板が割れることに起因して、共振器端面の光導波路周辺の領域に微小な縦筋などが形成されるという不都合が生じるのを抑制することができる。したがって、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に形成することができるので、共振器端面の反射率を向上させることができる。その結果、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。なお、上記のように、共振器端面の光導波路周辺の領域に微小な縦筋が形成されるのを抑制することによって、同時に、製造時における歩留低下も抑制することができる。【００１２】
また、第１の局面では、上記のように、溝部の端部を、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成することによって、レーザ光の照射により溝部を形成した場合でも、電流通路部周辺の領域がレーザ光の照射による熱損傷を受けるのを抑制することができる。このため、電流通路部周辺の領域が熱損傷を受けることに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。また、溝部を基板の上面に形成することによって、溝部を起点として基板を分割する際に、基板分割後に電流通路部の端部となる部分は、互いに離間する方向に移動するので、溝部を基板の下面に形成した場合と異なり、基板分割後に電流通路部の端部となる部分同士がぶつかり、電流通路部が変形するという不都合が生じない。このため、基板分割後の電流通路部の端部が変形することに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。【００１３】
上記第１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、電流通路部と直交する方向の溝部の長さを、溝部の底部から基板の上面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する工程を含む。このように構成すれば、溝部を起点として容易に基板を分割することができるので、溝部の端部を、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易に基板を直線的に分割することができる。これにより、共振器端面の光導波路周辺の領域を容易に鏡面に形成することができるので、共振器端面の反射率を容易に向上させることができる。その結果、良好な発光特性を有する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。【００１４】
上記第１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、基板は、窒化物系半導体基板を含む。このように構成すれば、窒化物系半導体基板と、窒化物系半導体基板上に形成された発光層を含む複数の窒化物系半導体層との結晶軸を一致させることができるので、窒化物系半導体基板と、発光層を含む窒化物系半導体層とを、同一の割れやすい結晶軸で分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を所望の分割線に沿ってより容易に直線的に分割することができるので、共振器端面の光導波路周辺の領域をより容易に鏡面に形成することができる。その結果、共振器端面の反射率をより容易に向上させることができる。【００１５】
この場合において、好ましくは、窒化物系半導体基板は、電流通路部に沿って延びる、高転位密度領域と低転位密度領域とを周期的に有し、電流通路部を形成する工程は、電流通路部を窒化物系半導体基板の低転位密度領域上に形成する工程を含み、溝部を形成する工程は、レーザ光を照射することによって、高転位密度領域を横切るように溝部を形成する工程を含む。このように構成すれば、基板に、高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的に設けられた窒化物系半導体基板を用いた場合でも、容易に、所望の分割線に沿って直線的に基板を分割することができる。すなわち、高転位密度領域と低転位密度領域との界面では結晶が不連続となっているため、直線的に劈開することが困難である一方、高転位密度領域を横切るように溝部を形成することによって、高転位密度領域と低転位密度領域との界面にも溝部が形成されるので、溝部に沿って基板を分割することにより、高転位密度領域と低転位密度領域との界面で結晶が不連続となっている場合でも、容易に、基板を直線的に劈開（分割）することができる。【００１６】
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、基板上に、発光層を含む複数の窒化物系半導体層を形成する工程と、複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに、所定の方向に延びる電流通路部を形成する工程と、電流通路部と直交する一対の共振器端面を形成する工程と、レーザ光を照射することによって、基板の裏面に、電流通路部と平行に延びる溝部を形成する工程と、溝部を起点として、基板を分割する工程とを備えている。そして、溝部を形成する工程は、溝部の端部を、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形成する工程を含んでいる。【００１７】
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、レーザ光を照射することにより、基板の裏面に、電流通路部と平行に延びる溝部を形成することによって、ダイヤモンド針を用いて基板の裏面に溝部を形成する場合に比べて、溝部を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによって基板を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。このため、形成した溝部を基点として容易に基板を分割することができるので、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の製造時における歩留の低下を抑制することができる。【００１８】
また、レーザ光を照射することにより、基板の裏面であって、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に、溝部の端部を形成することによって、レーザ光を照射することにより、共振器端面に達するまで溝部を形成した場合と異なり、共振器端面にレーザ光が照射されるのを防止することができる。このため、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面にレーザ光が照射される場合には、基板の裏面にレーザ光が照射される場合に比べて、レーザ光の照射される面積が大きくなるので、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受ける。このため、共振器端面にレーザ光が照射されるのを防止することができるので、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。これにより、溝部を起点として基板を分割する際に、基板の共振器端面近傍の領域で欠けが発生するのを抑制することができる。したがって、欠けが飛散することに起因して、共振器端面に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができるので、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができる。その結果、共振器端面の反射率が低下するのを抑制することができるので、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。【００１９】
また、第２の局面では、上記のように、レーザ光を照射することにより、基板の裏面であって、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に、溝部の端部を形成することによって、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。このため、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けることに起因して、基板の共振器端面近傍の領域で、溝部形成時に生じる屑や欠片などのゴミが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、溝部形成時に生じる屑や欠片などのゴミなどが、共振器端面に付着するのを抑制することができるので、ゴミの付着に起因して、共振器端面に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面の反射率が低下するのを抑制することができる。その結果、これによっても、良好な発光特性を得ることができる。【００２０】
また、第２の局面では、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に、溝部の端部を形成することによって、溝部の端部の位置でレーザ光の照射を止めることができるので、素子の下面（溝部を形成する面と反対側の面）に貼り付けられた、素子を固定するための粘着シートなどにレーザ光が照射されるのを防止することができる。このため、レーザ光がシートなどに照射されてシートなどが焼けるのを防止することができるので、シートなどが焼けることによってゴミなどが発生するのを防止することができる。これにより、シートなどが焼けることによって発生したゴミなどが共振器端面に付着するのを抑制することができるので、ゴミなどが共振器端面に付着することに起因して、共振器端面に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができので、これによっても、共振器端面の反射率が低下するのを抑制することができる。【００２１】
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、電流通路部と平行方向の溝部の長さを、溝部の底部から基板の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する工程を含む。このように構成すれば、溝部を起点としてより容易に基板を分割することができるので、溝部の端部を、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのを容易に抑制することができる。これにより、製造時の歩留の低下を容易に抑制することができるとともに、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子をより容易に製造することができる。【００２２】
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、基板は、窒化物系半導体基板を含む。このように構成すれば、窒化物系半導体基板と、窒化物系半導体基板上に形成された発光層を含む複数の窒化物系半導体層との結晶軸を一致させることができるので、窒化物系半導体基板と、発光層を含む窒化物系半導体層とを、同一の割れやすい結晶軸で分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を所望の分割線に沿って容易に分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのをより容易に抑制することができる。【００２３】
この発明の第３の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板上に形成され、発光層を含む複数の窒化物系半導体層と、複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、所定の方向に延びる電流通路部と、電流通路部と直交する一対の共振器端面と、レーザ光の照射によって、基板の上面における共振器端面近傍の少なくとも一部に形成された基板分割用切欠部とを備えている。そして、基板分割用切欠部の端部は、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成されている。【００２４】
この第３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、レーザ光を照射することにより、基板の上面における共振器端面近傍の少なくとも一部に基板分割用切欠部を形成するとともに、基板分割用切欠部の端部を電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成することによって、電流通路部近傍の領域には基板分割用切欠部が形成されないので、基板を分割した際に、共振器端面の電流通路部近傍領域の下方の領域に、基板分割用切欠部に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面における電流通路部下方の光導波路周辺の領域に、基板分割用切欠部に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。また、レーザ光を照射することにより、基板の上面における共振器端面近傍の少なくとも一部に、基板分割用切欠部を形成することによって、ダイヤモンド針を用いて基板の上面に基板分割用切欠部を形成する場合に比べて、基板分割用切欠部を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによって基板を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。【００２５】
このため、ＧａＮ基板などの六方晶系の基板を用いた場合でも、所望の分割線と６０°傾いた線などで割れることなく、所望の分割線に沿って直線的に基板を分割することができるので、共振器端面を平坦に形成することができるとともに、所望の分割線と６０°傾いた線などで基板が割れることに起因して、共振器端面の光導波路周辺の領域に微小な縦筋などが形成されるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に形成することができるので、共振器端面の反射率を向上させることができる。その結果、良好な発光特性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。なお、上記のように、共振器端面の光導波路周辺の領域に微小な縦筋が形成されるのを抑制することによって、同時に、製造時における歩留低下も抑制することができる。また、基板分割用切欠部の端部を、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成することによって、レーザ光の照射により基板分割用切欠部を形成した場合でも、電流通路部周辺の領域がレーザ光の照射による熱損傷を受けるのを抑制することができるので、電流通路部周辺の領域が熱損傷を受けることに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。【００２６】
上記第３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、基板分割用切欠部は、電流通路部と直交する方向の長さが、基板分割用切欠部の底部から基板の上面側に向かって、徐々に大きくなるように構成されている。このように構成すれば、基板分割用切欠部の端部を、電流通路部から所定の距離を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易に基板を直線的に分割することができるので、共振器端面の光導波路周辺の領域を容易に鏡面に形成することができる。これにより、共振器端面の反射率を容易に向上させることができるので、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を容易に得ることができる。【００２７】
この発明の第４の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板上に形成され、発光層を含む複数の窒化物系半導体層と、複数の窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、所定の方向に延びる電流通路部と、電流通路部と直交する一対の共振器端面と、共振器端面と直交する側端面と、レーザ光の照射によって、基板の裏面における側端面近傍の少なくとも一部に形成され、電流通路部と平行に延びる基板分割用切欠部とを備え、基板分割用切欠部の端部は、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形成されている。【００２８】
この第４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、レーザ光の照射により、基板の裏面における側端面近傍の少なくとも一部に、電流通路部と平行に延びる基板分割用切欠部を形成することによって、ダイヤモンド針を用いて基板分割用切欠部を形成する場合に比べて、基板分割用切欠部を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによって基板を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。このため、基板分割用切欠部を起点として容易に基板を分割することができるので、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の製造時における歩留の低下を抑制することができる。また、レーザ光の照射により、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に、基板分割用切欠部の端部を形成することによって、レーザ光を照射することにより、共振器端面に達するまで基板分割用切欠部を形成した場合と異なり、共振器端面にレーザ光が照射されるのを防止することができるので、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。このため、基板分割用切欠部を起点として基板を分割する際に、基板の共振器端面近傍の領域で欠けが発生するのを抑制することができるので、欠けが飛散することに起因して、共振器端面に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面の反射率が低下するのを抑制することができる。その結果、良好な発光特性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。【００２９】
また、第４の局面では、レーザ光の照射により、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に、基板分割用切欠部の端部を形成することによって、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができるので、基板の共振器端面近傍の領域が過剰な熱損傷を受けることに起因して、基板の共振器端面近傍の領域で、基板分割用切欠部の形成時に生じる屑や欠片などのゴミが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、基板分割用切欠部の形成時に生じる屑や欠片などのゴミなどが、共振器端面に付着するのを抑制することができるので、ゴミの付着に起因して、共振器端面に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、共振器端面の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面の反射率が低下するのを抑制することができる。その結果、これによっても、良好な発光特性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。【００３０】
上記第４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、基板分割用切欠部は、電流通路部と平行方向の長さが、基板分割用切欠部の底部から基板の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように構成されている。このように構成すれば、基板分割用切欠部を起点としてより容易に基板を分割することができるので、基板分割用切欠部の端部を、共振器端面から所定の距離を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのを容易に抑制することができる。これにより、製造時の歩留の低下を容易に抑制することができるとともに、良好な発光特性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。【００３１】
上記第３および第４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、基板は、窒化物系半導体基板を含む。このように構成すれば、窒化物系半導体基板と、窒化物系半導体基板上に形成された発光層を含む複数の窒化物系半導体層との結晶軸を一致させることができるので、窒化物系半導体基板と、発光層を含む窒化物系半導体層とを、同一の割れやすい結晶軸で分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を所望の分割線に沿って容易に分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのをより容易に抑制することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、歩留の低下を抑制することが可能であるとともに、良好な発光特性を有する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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た全体斜視図である。
【図２】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の電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た正面図である。
【図３】図１および図２に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の切欠部が形成されている方向から見た側面図である。
【図４】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の活性層の断面図である。
【図５】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を上面側から見た平面図である。
【図６】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に用いるｎ型ＧａＮ基板を示した平面図である。
【図７】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】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の一次劈開前の状態を示した平面図である。
【図１４】ＹＡＧレーザ光の照射により溝部を形成する方法を説明するための概略図である。
【図１５】ＹＡＧレーザ光の照射により溝部が形成された状態を示す平面図である。
【図１６】図１５の波線で囲まれた領域の１００−１００線に沿った断面図である。
【図１７】ＹＡＧレーザ光の照射により形成された溝部の形状を説明するための図である。
【図１８】一次劈開によりバー状に分割された素子を示した平面図である。
【図１９】実施例１〜６による溝部の形状を説明するための図である。
【図２０】比較例による溝部の形状を説明するための図である。
【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電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た全体斜視図である。
【図２２】図２１の２００−２００線に沿った断面図である。
【図２３】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の側面図である。
【図２４】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を裏面側から見た平面図である。
【図２５】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の製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】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の一次劈開前の状態を示した平面図である。
【図２７】一次劈開によりバー状に分割された素子を示した平面図である。
【図２８】ＹＡＧレーザ光の照射により溝部を形成する方法を説明するための概略図である。
【図２９】ＹＡＧレーザ光の照射により溝部が形成された状態を示す平面図である。
【図３０】図２９の３００−３００線に沿った断面図である。
【図３１】ＹＡＧレーザ光の照射により形成された溝部の形状を説明するための図である。
【図３２】実施例および比較例の素子形状および溝部の形成位置を説明するための平面図である。
【図３３】実施例による溝部の形状を説明するための図である。
【図３４】比較例による溝部の形状を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、１０１            ｎ型ＧａＮ基板（基板）
２                    ｎ型クラッド層
３                    活性層（発光層）
３ａ                  井戸層
３ｂ                  障壁層
４                    光ガイド層（窒化物系半導体層）
５                    ｐ型キャップ層（窒化物系半導体層）
６                    ｐ型クラッド層（窒化物系半導体層）
７                    コンタクト層（窒化物系半導体層）
８                    リッジ部（電流通路部）
９                    ｐ側オーミック電極
１０                  電流ブロック層
１１                  ｐ側パッド電極
１２                  ｎ側電極
２０                  切欠部（基板分割用切欠部）
３０、１３０          溝部
５０                  共振器端面
６０                  側端面
１２０                切欠部（基板分割用切欠部）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。【００３６】
（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電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た全体斜視図である。図２は、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の電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た正面図である。図３は、図１および図２に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の切欠部が形成されている方向から見た側面図である。図４および図５は、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を説明するための図である。まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造について説明する。【００３７】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図１〜図３に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、約１．５μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮ層からなるｎ型クラッド層２が形成されている。また、ｎ型クラッド層２上には、活性層３が形成されている。この活性層３は、図４に示すように、約３．２ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの井戸層３ａと、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの障壁層３ｂとが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例であり、ｎ型クラッド層２は、本発明の「窒化物系半導体層」の一例である。また、活性層３は、本発明の「発光層」の一例である。【００３８】
また、活性層３上には、図１および図２に示すように、約５０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる光ガイド層４が形成されている。光ガイド層４上には、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＡｌＧａＮ層からなるキャップ層５が形成されている。キャップ層５上には、凸部と、凸部以外の平坦部とを有するｐ型ＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層６が形成されている。このｐ型クラッド層６の平坦部の厚みは、約８０ｎｍであり、凸部の平坦部の上面からの高さは、約３２０ｎｍである。また、ｐ型クラッド層６の凸部上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなるコンタクト層７が形成されている。このコンタクト層７とｐ型クラッド層６の凸部とによって、約１．５μｍの幅Ｗ（図２参照）を有するストライプ状（細長状）のリッジ部８が構成されている。このリッジ部８は、図５に示すように、［１−１００］方向に延びるように形成されている。なお、光ガイド層４、キャップ層５、ｐ型クラッド層６、および、コンタクト層７は、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体層」の一例であり、リッジ部８は、本発明の「電流通路部」の一例である。【００３９】
また、図１および図２に示すように、リッジ部８を構成するコンタクト層７上には、約１ｎｍの厚みを有する下層のＰｔ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有する上層のＰｄ層（図示せず）とからなるｐ側オーミック電極９が、ストライプ状（細長状）に形成されている。また、ｐ型クラッド層６上、および、コンタクト層７の側面上には、約２００ｎｍの厚みを有するとともに、ＳｉＯ２層からなる電流ブロック層１０が形成されている。この電流ブロック層１０には、ｐ側オーミック電極９の上面を露出させる開口部１０ａ（図２参照）が設けられている。【００４０】
また、電流ブロック層１０の上面上には、開口部１０ａを介して露出されたｐ側オーミック電極９を覆うように、約３μｍの厚みを有するＡｕ層からなるｐ側パッド電極１１が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（裏面）上には、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（裏面）側から順に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層（図示せず）と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層（図示せず）とからなるｎ側電極１２が形成されている。【００４１】
また、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、図５に示すように、共振器端面５０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約３００μｍ〜約８００μｍの長さＬ１を有するとともに、共振器端面５０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約２００μｍ〜約４００μｍの幅Ｗ１を有している。なお、窒化物系半導体レーザ素子のリッジ部８の両側には、共振器端面５０と直交する側端面６０がそれぞれ形成されている。【００４２】
ここで、第１実施形態では、図１〜図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面における共振器端面５０近傍に、基板分割用の切欠部２０が形成されている。この切欠部２０は、後述する製造方法において、電流ブロック層１０の上面側からＹＡＧレーザ光を照射することにより形成される。すなわち、ＹＡＧレーザ光の照射によりｎ型ＧａＮ基板１を構成するＧａＮが昇華することによって、切欠部２０が形成される。また、切欠部２０は、少なくとも、一方の側端面６０側に、電流通路部としてのリッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）に延びるように形成されている。また、切欠部２０の端部は、図２および図５に示すように、リッジ部８の側面から所定の距離Ｗ２（約５０μｍ〜約２００μｍ）だけ隔てた領域に形成されている。なお、切欠部２０は、本発明の「基板分割用切欠部」の一例である。【００４３】
また、第１実施形態では、図２に示すように、切欠部２０は、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）の長さが、切欠部２０の底部からｎ型ＧａＮ基板１の上面側に向かって、徐々に大きくなるように形成されている。具体的には、切欠部２０の端部側（リッジ部８側の端部近傍）において、切欠部２０の深さが、側端面６０側（リッジ部８と反対側）に向かって徐々に深くなるように形成されている。また、図１、図２および図５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の側端面６０の少なくとも一方には、リッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）に延びる後述する高転位密度領域７０が設けられており、切欠部２０は、高転位密度領域７０を横切るように形成されている。すなわち、切欠部２０は、［１１−２０］方向に、側端面６０から、高転位密度領域７０と隣接する後述する低転位密度領域８０の領域まで、約２０μｍ〜約５０μｍの長さＷ３に形成されている。なお、切欠部２０の最深部の深さＤ（図２参照）は、約５μｍ〜約８０μｍ、好ましくは、約２０μｍ〜約８０μｍであり、切欠部２０の幅方向（［１−１００］方向）の長さＬ２（図３および図５参照）は、約５μｍである。【００４４】
第１実施形態では、上記のように、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１の上面における共振器端面５０近傍の少なくとも一部に切欠部２０を形成するとともに、切欠部２０の端部をリッジ部８の側面から所定の距離Ｗ２だけ隔てた領域に形成することによって、リッジ部８近傍の領域には切欠部２０が形成されないので、ｎ型ＧａＮ基板１を分割した際に、共振器端面５０のリッジ部８近傍領域の下方の領域に、切欠部２０に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面５０におけるリッジ部８下方の光導波路周辺の領域に、切欠部２０に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。また、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１の上面における共振器端面５０近傍の少なくとも一部に、切欠部２０を形成することによって、ダイヤモンド針を用いてｎ型ＧａＮ基板１の上面に切欠部２０を形成する場合に比べて、切欠部２０を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによってｎ型ＧａＮ基板１を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。【００４５】
このため、基板に、六方晶系のｎ型ＧａＮ基板１を用いた場合でも、所望の分割線と６０°傾いた線などで割れることなく、所望の分割線に沿って直線的にｎ型ＧａＮ基板１を分割することができるので、共振器端面５０を平坦に形成することができるとともに、所望の分割線と６０°傾いた線などでｎ型ＧａＮ基板１が割れることに起因して、共振器端面５０の光導波路周辺の領域に微小な縦筋などが形成されるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に形成することができるので、共振器端面５０の反射率を向上させることができる。その結果、良好な発光特性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。なお、上記のように、共振器端面５０の光導波路周辺の領域に微小な縦筋が形成されるのを抑制することによって、同時に、製造時における歩留低下も抑制することができる。【００４６】
また、第１実施形態では、切欠部２０の端部を、リッジ部８から所定の距離Ｗ２だけ隔てた領域に形成することによって、ＹＡＧレーザ光の照射により切欠部２０を形成した場合でも、リッジ部８周辺の領域がＹＡＧレーザ光の照射による熱損傷を受けるのを抑制することができるので、リッジ部８周辺の領域が熱損傷を受けることに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。【００４７】
図６〜図１８は、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の製造方法を説明するための図である。次に、図１、図４、および、図６〜図１８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の製造方法について説明する。【００４８】
まず、窒化物系半導体各層を成長させるためのｎ型ＧａＮ基板１を準備する。このｎ型ＧａＮ基板１には、図６に示すように、他の領域よりも結晶欠陥が多い高転位密度領域７０と、高転位密度領域７０よりも結晶欠陥の少ない低転位密度領域８０とが、周期的に、［１−１００］方向に延びるように設けられている。すなわち、結晶欠陥が集中する領域である高転位密度領域７０と、結晶欠陥の非常に少ない領域である低転位密度領域８０とが、ストライプ状に併存している。また、低転位密度領域８０の上面には、（０００１）面が露出しており、高転位密度領域７０の上面には、（０００−１）面が露出している。これにより、高転位密度領域７０と低転位密度領域８０との界面では、結晶が不連続となっている。【００４９】
次に、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、約１．５μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮ層からなるｎ型クラッド層２を成長させた後、ｎ型クラッド層２上に、活性層３を成長させる。なお、活性層３を成長させる際には、図４に示したように、約３．５ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの井戸層３ａと、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの障壁層３ｂとを交互に成長させる。これにより、ｎ型クラッド層２上に、３つの井戸層３ａと３つの障壁層３ｂとからなるＭＱＷ構造を有する活性層３が形成される。続いて、図７に示すように、活性層３上に、約５０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる光ガイド層４および約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＡｌＧａＮ層からなるキャップ層５を順次成長させる。この後、キャップ層５上に、約４００ｎｍの厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層６および約３ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなるコンタクト層７を順次成長させる。【００５０】
次に、図８に示すように、電子ビーム蒸着法を用いて、コンタクト層７上に、約１ｎｍの厚みを有する下層のＰｔ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有する上層のＰｄ層（図示せず）とからなるｐ側オーミック電極９を形成する。この後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ側オーミック電極９上に、約２４０ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２層４０を形成する。さらに、ＳｉＯ２層４０上に、フォトリソグラフィ技術を用いて、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）のレジスト４１を形成する。【００５１】
次に、図９に示すように、ＣＦ４系ガスによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いて、レジスト４１をマスクとして、ＳｉＯ２層４０およびｐ側オーミック電極９をエッチングする。この後、レジスト４１を除去する。【００５２】
次に、図１０に示すように、塩素系ガスによるＲＩＥ法を用いて、ＳｉＯ２層４０をマスクとして、コンタクト層７の上面からｐ型クラッド層６の途中の深さ（ｐ型クラッド層６の上面から約３２０ｎｍの深さ）までエッチングすることにより、ｐ型クラッド層６の凸部とコンタクト層７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８を形成する。なお、リッジ部８は、ｎ型ＧａＮ基板１の低転位密度領域８０の上面上に位置するように形成する。この後、ＳｉＯ２層４０を除去する。【００５３】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、全面を覆うように、約２００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２層（図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびＣＦ４系ガスによるＲＩＥ法を用いて、ＳｉＯ２層（図示せず）のｐ側オーミック電極９の上面上に位置する部分を除去する。これにより、図１１に示すような、ＳｉＯ２層からなるとともに、開口部１０ａを有する電流ブロック層１０が形成される。【００５４】
次に、図１２に示すように、抵抗加熱蒸着法を用いて、電流ブロック層１０上に、露出したｐ側オーミック電極９を覆うように、約３μｍの厚みを有するＡｕ層からなるｐ側パッド電極１１を形成する。次に、ｎ型ＧａＮ基板１の厚みが約１００μｍになるまで、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（裏面）を研磨する。この後、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（裏面）上に、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（裏面）側から順に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層（図示せず）と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層（図示せず）とからなるｎ側電極１２を形成する。この図１２に示した状態での平面図が図１３に示されている。【００５５】
次に、図１３に示した状態から、一次劈開を行うことにより、素子をバー状に分割（劈開）する。具体的には、図１４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面側（窒化物系半導体各層が形成されている側）からＹＡＧレーザ光を照射するとともに、ｎ型ＧａＮ基板１を［１１−２０］方向に移動させることによって、図１５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）に延びる溝部３０を形成する。【００５６】
ここで、第１実施形態では、図１５に示すように、溝部３０は、リッジ部８間に設けられた高転位密度領域７０を横切るように形成する。その際、溝部３０の端部が、リッジ部８の側面から所定の距離Ｗ２（約５０μｍ〜約２００μｍ）だけ隔てた領域に位置するように形成する。具体的には、ＹＡＧレーザ光を断続的に照射することにより、溝部３０を、溝部間距離をＷ５（μｍ）とする断続的な波線状に形成することによって、高転位密度領域７０が設けられたリッジ部８間の領域に、高転位密度領域７０を横切るように溝部３０を形成する。また、溝部３０は、幅方向の長さＬ３が約１０μｍとなるように形成するとともに、図１６に示すように、最深部の深さＤが約５μｍ〜約８０μｍ、好ましくは、約２０μｍ〜約８０μｍであり、溝部３０の開口端の長さＷ４が、約４０μｍ〜約１００μｍとなるように形成する。なお、溝部３０は、高転位密度領域７０が設けられていないリッジ部８間に形成してもよい。【００５７】
また、第１実施形態では、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）の溝部３０の長さを、溝部３０の底部からｎ型ＧａＮ基板１の上面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する。具体的には、図１７に示すように、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ（溝部３０の一方端部）から距離Ｗ４１の位置Ｂまでは、ＹＡＧレーザ光の出力を約３０ｍＷ〜約１００ｍＷまで徐々に増加させながら、ｎ型ＧａＮ基板１の上面にＹＡＧレーザ光を照射する。また、位置Ｂから距離Ｗ４２のＹＡＧレーザ光を照射する終点位置Ｃ（溝部３０の他方端部）までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約１００ｍＷ〜約３０ｍＷまで徐々に減少させながら、ｎ型ＧａＮ基板１の上面にＹＡＧレーザ光を照射する。これにより、溝部３０の両端部側が、端部から中央部に向かって、溝部３０の深さが徐々に深くなるように形成される。すなわち、舟形形状を有する溝部３０が形成される。なお、溝部３０は、［１１−２０］方向の中心から対称に形成される。また、ＹＡＧレーザ光の照射条件（出力、周波数、焦点位置、および、基板移動速度など）は、所望の溝部形状を得るために任意に変更可能である。【００５８】
続いて、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（溝部３０が形成されている面と反対側の面）側から、ブレーカの刃を押しつけることにより、素子に応力を加えて、溝部３０に沿ってｎ型ＧａＮ基板１を分割（劈開）する。これにより、図１８に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１がバー状に分割される。なお、バー状に分割された素子の劈開面には、共振器端面５０が形成される。また、共振器端面５０は、［１１−２０］方向に平行な（１−１００）面と（−１１００）面とにより構成される。また、溝部３０に沿って、ｎ型ＧａＮ基板１が分割されることにより、共振器端面５０近傍に、上記した切欠部２０（図１〜図３参照）が形成される。【００５９】
最後に、図１８に示した状態から、隣り合うリッジ部８間において、［１−１００］方向である一点鎖線４２で、素子を分割（二次劈開）することにより、チップ状に形成する。なお、この二次劈開によって、共振器端面５０と直交する側端面６０が形成される。このようにして、図１に示したような、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。【００６０】
次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、窒化物系半導体レーザ素子の一次劈開時の歩留に及ぼす溝部形状の影響を確認するために、溝部形状を種々変えた場合の歩留率を測定した。図１９は、実施例１〜６による溝部形状を説明するための図である。図２０は、比較例による溝部形状を説明するための図である。【００６１】
また、実施例１〜６による溝部形状は、図１９に示すように、上記実施形態と同様、舟形形状とした。具体的には、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ１（溝部３０ａの一方端部）から距離Ｗ４１だけ隔てた位置Ｂ１までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約３０ｍＷ〜約１００ｍＷまで徐々に増加させながら、ｎ型ＧａＮ基板１の上面にＹＡＧレーザ光を照射するとともに、位置Ｂ１から距離Ｗ４２だけ隔てたＹＡＧレーザ光を照射する終点位置Ｃ１（溝部３０ａの他方端部）までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約１００ｍＷ〜約３０ｍＷまで徐々に減少させながら、ｎ型ＧａＮ基板１の上面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、溝部３０ａの両端部側が、端部から中央部に向かって、溝部３０の深さが徐々に深くなるように形成した。また、溝部３０ａは、溝部間距離をＷ５（μｍ）とする断続的な波線状に形成した。なお、実施例１〜６では、溝部３０ａの長さＷ４（＝Ｗ４１＋Ｗ４２）、および、溝部間距離Ｗ５を種々変えている。【００６２】
また、比較例による溝部形状は、図２０に示すように、矩形形状になるように形成した。すなわち、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ２（溝部３０ｂの一方端部）から終点位置Ｂ２（溝部３０ｂの他方端部）まで、約１００ｍＷの一定出力で、ｎ型ＧａＮ基板１の上面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、［１１−２０］方向の溝部３０ｂの長さＷ４が、溝部３０ｂの底部と、溝部３０ｂの開口端部とで、ほぼ同じ長さＷ４となるように形成した。また、溝部３０ｂは、溝部間距離をＷ５（μｍ）とする断続的な波線状に形成した。【００６３】
なお、溝部形状、および、溝部間距離Ｗ５以外は、実施例１〜６、および、比較例のいずれも同じ条件とした。すなわち、半導体レーザ素子は、いずれも、上記実施形態と同じ窒化物系半導体レーザ素子を用い、溝部３０ａおよび３０ｂの最深部の深さＤ１およびＤ２は、いずれも、約４０μｍとした。また、リッジ部８間の距離は、いずれも、約２００μｍとした。また、高転位密度領域７０が設けられているリッジ部８間に形成された溝部３０ａおよび３０ｂは、いずれも、高転位密度領域を横切るように構成した。また、ＹＡＧレーザ光の照射条件は、実施例１〜６、および、比較例ともに、周波数：５０ｋＨｚ、および、基板移動速度：５ｍｍ／ｓとし、焦点位置は、−２０μｍとした。すなわち、電流ブロック層１０表面から２０μｍ上方（ｎ型ＧａＮ基板１と反対側方向）の位置で焦点が合うように設定した。なお、溝部３０ａおよび３０ｂを形成するためのレーザスクライブ装置には、オプトシステム製レーザスクライバーＷＳＦ４０００を用いた。【００６４】
このようにして形成した実施例１〜６による素子および比較例による素子について、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（溝部３０ａおよび３０ｂが形成されていない面）側か
ら、ブレーカの刃を押しつけ、溝部３０ａおよび３０ｂに沿ってｎ型ＧａＮ基板１をバー状に分割（劈開）した。そして、分割時の分割不良（劈開不良）個数を測定し、一次劈開時における歩留率（％）を算出した。なお、分割不良（劈開不良）の判断基準は、溝部３０ａおよび３０ｂに起因する微小な縦筋以外の微小な縦筋などが、共振器端面５０（劈開面）に存在するか否かで判断した。すなわち、溝部以外の要因に起因する微小な縦筋が、共振器端面５０に存在した場合には、分割不良と判断した。また、実施例１〜６、および、比較例のいずれも、測定個数は、２５０個とし、歩留率（％）を算出は、分割不良個数を測定個数で除することによって行った。その結果を、表１に示す。【００６５】
【表１】
2008047751.tif 000003
上記表１に示すように、溝部長さＷ４および溝部間距離Ｗ５が等しい実施例１と比較例とを比べた結果、溝部形状が舟形形状である実施例１の方が、溝部形状が矩形形状である比較例よりも、歩留率が高くなることが判明した。具体的には、溝部形状を矩形形状に形成した比較例では、歩留率は、７７．６％であったのに対し、溝部形状を舟形形状に形成した実施例１では、歩留率は、１００％であり、比較例に比べて、高いものであった。また、溝部形状を舟形形状に形成した場合には、溝部長さＷ４および溝部間距離Ｗ５を種々変化させた場合でも、溝部形状を矩形形状に形成した比較例よりも、歩留率が高くなることが判明した。具体的には、溝部長さＷ４および溝部間距離Ｗ５を種々変化させた実施例２〜６でも、実施例１と同様、歩留率は、いずれも１００％であった。これにより、溝部形状を舟形形状に形成することによって、溝部形状を矩形形状に形成した場合に比べて、歩留率が向上することが確認された。すなわち、［１１−２０］方向の溝部３０の長さが、溝部３０の底部からｎ型ＧａＮ基板１の上面側に向かって、徐々に大きくなるように、溝部３０を形成することによって、歩留率が向上することが確認された。また、リッジ部８近傍の領域には、溝部３０を形成していないので、歩留率の向上によって、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を容易に鏡面に形成することが可能であることが確認された。【００６６】
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では、上記にように、電流ブロック層１０の上面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）に延びる溝部３０を形成するとともに、溝部３０の端部をリッジ部８から所定の距離Ｗ２だけ隔てた領域に形成することによって、リッジ部８近傍の領域には溝部３０が形成されないので、溝部３０を起点としてｎ型ＧａＮ基板１を分割した際に、共振器端面５０のリッジ部８近傍領域の下方の領域に、溝部３０に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面５０におけるリッジ部８下方の光導波路周辺の領域に、溝部３０に起因する微小な縦筋が形成されるのを抑制することができる。また、電流ブロック層１０の上面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）に延びる溝部３０を形成することによって、ダイヤモンド針を用いてｎ型ＧａＮ基板１の上面に溝部３０を形成する場合に比べて、溝部３０を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによってｎ型ＧａＮ基板１を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。【００６７】
このため、基板に、六方晶系のｎ型ＧａＮ基板１を用いた場合でも、所望の分割線と６０°傾いた線などで割れることなく、所望の分割線に沿って直線的にｎ型ＧａＮ基板１を分割することができるので、共振器端面５０を平坦に形成することができるとともに、所望の分割線と６０°傾いた線などでｎ型ＧａＮ基板１が割れることに起因して、共振器端面５０の光導波路周辺の領域に微小な縦筋などが形成されるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に形成することができるので、共振器端面５０の反射率を向上させることができる。その結果、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。なお、上記のように、共振器端面５０の光導波路周辺の領域に微小な縦筋が形成されるのを抑制することによって、同時に、製造時における歩留低下も抑制することができる。【００６８】
また、第１実施形態では、溝部３０の端部を、リッジ部８から所定の距離Ｗ２だけ隔てた領域に形成することによって、ＹＡＧレーザ光の照射により溝部３０を形成した場合でも、リッジ部８周辺の領域がＹＡＧレーザ光の照射による熱損傷を受けるのを抑制することができるので、リッジ部８周辺の領域が熱損傷を受けることに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。【００６９】
また、第１実施形態では、溝部３０を、ｎ型ＧａＮ基板１の上面に形成することによって、溝部３０を起点としてｎ型ＧａＮ基板１を分割する際に、ｎ型ＧａＮ基板１分割後にリッジ部８の端部となる部分は、互いに離間する方向に移動するので、溝部３０をｎ型ＧａＮ基板１の下面に形成した場合と異なり、ｎ型ＧａＮ基板１分割後にリッジ部８の端部となる部分同士がぶつかり、リッジ部８が変形するという不都合が生じない。このため、ｎ型ＧａＮ基板１分割後のリッジ部８の端部が変形することに起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。【００７０】
また、第１実施形態では、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）の溝部３０の長さを、溝部３０の底部からｎ型ＧａＮ基板１の上面側に向かって、徐々に大きくなるように構成することによって、溝部３０を起点として容易にｎ型ＧａＮ基板１を分割することができるので、溝部３０の端部を、リッジ部８から所定の距離Ｗ２を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易にｎ型ＧａＮ基板１を直線的に分割することができる。これにより、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を容易に鏡面に形成することができるので、共振器端面５０の反射率を容易に向上させることができる。【００７１】
また、第１実施形態では、基板としてｎ型ＧａＮ基板１を用いることによって、ｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成された複数の窒化物系半導体層との結晶軸を一致させることができるので、ｎ型ＧａＮ基板１と、窒化物系半導体層とを、同一の割れやすい結晶軸で分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を所望の分割線に沿ってより容易に直線的に分割することができるので、共振器端面５０の光導波路周辺の領域をより容易に鏡面に形成することができる。その結果、共振器端面５０の反射率をより容易に向上させることができる。【００７２】
また、第１実施形態では、ＹＡＧレーザ光を照射することによって、高転位密度領域７０を横切るように溝部３０を形成することによって、基板として、高転位密度領域７０と低転位密度領域８０とが周期的に設けられたｎ型ＧａＮ基板１を用いた場合でも、容易に、所望の分割線に沿って直線的にｎ型ＧａＮ基板１を分割することができる。すなわち、高転位密度領域７０と低転位密度領域８０との界面では結晶が不連続となっているため、直線的に劈開することが困難である一方、高転位密度領域７０を横切るように溝部３０を形成することによって、高転位密度領域７０と低転位密度領域８０との界面にも溝部３０が形成されるので、溝部３０に沿ってｎ型ＧａＮ基板１を分割することにより、高転位密度領域７０と低転位密度領域８０との界面で結晶が不連続となっている場合でも、容易に、ｎ型ＧａＮ基板１を直線的に劈開（分割）することができる。【００７３】
（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電流通路部（リッジ部）の延びる方向から見た全体斜視図であり、図２２は、図２１の２００−２００線に沿った断面図である。図２３は、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の側面図であり、図２４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を裏面側から見た平面図である。次に、図４および図２１〜図２４を参照して、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造について説明する。【００７４】
この第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図２１〜図２３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０１の上面上に、上記した第１実施形態と同様の各層（２〜７および９〜１１）が順次積層されている。具体的には、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１０１の（０００１）面上に、約１．５μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮ層からなるｎ型クラッド層２、活性層３、約５０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる光ガイド層４、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＡｌＧａＮ層からなるキャップ層５が順次積層されている。また、活性層３は、図４に示したように、約３．２ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの井戸層３ａと、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなる３つの障壁層３ｂとが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。なお、ｎ型ＧａＮ基板１０１は、本発明の「基板」の一例である。【００７５】
また、キャップ層５上には、図２１および図２２に示すように、凸部と、凸部以外の平坦部とを有するｐ型ＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層６が形成されている。このｐ型クラッド層６の平坦部の厚みは、約８０ｎｍであり、凸部の平坦部の上面からの高さは、約３２０ｎｍである。また、ｐ型クラッド層６の凸部上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープのＩｎＧａＮ層からなるコンタクト層７が形成されている。このコンタクト層７とｐ型クラッド層６の凸部とによって、約１．５μｍの幅Ｗを有するストライプ状（細長状）のリッジ部８が構成されている。このリッジ部８は、図２４に示すように、［１−１００］方向に延びるように形成されている。【００７６】
また、図２１および図２２に示すように、リッジ部８を構成するコンタクト層７上には、約１ｎｍの厚みを有する下層のＰｔ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有する上層のＰｄ層（図示せず）とからなるｐ側オーミック電極９が、ストライプ状（細長状）に形成されている。また、ｐ型クラッド層６上、および、コンタクト層７の側面上には、約２００ｎｍの厚みを有するとともに、ＳｉＯ２層からなる電流ブロック層１０が形成されている。この電流ブロック層１０には、ｐ側オーミック電極９の上面を露出させる開口部１０ａ（図２参照）が設けられている。【００７７】
また、電流ブロック層１０の上面上には、開口部１０ａを介して露出されたｐ側オーミック電極９を覆うように、約３μｍの厚みを有するＡｕ層からなるｐ側パッド電極１１が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面側から順に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層（図示せず）と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層（図示せず）とからなるｎ側電極１２が形成されている。【００７８】
また、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、図２４に示すように、共振器端面５０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約３００μｍ〜約８００μｍの長さＬ１を有するとともに、共振器端面５０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約２００μｍ〜約４００μｍの幅Ｗ１を有している。なお、窒化物系半導体レーザ素子のリッジ部８の両側には、共振器端面５０と直交する側端面６０がそれぞれ形成されている。【００７９】
ここで、第２実施形態では、図２１〜図２３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面における側端面６０の近傍に、基板分割用の切欠部１２０が、電流通路部としてのリッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）に延びるように形成されている。この切欠部１２０は、後述する製造方法において、ＹＡＧレーザ光を照射することにより形成される。すなわち、ＹＡＧレーザ光の照射によりｎ型ＧａＮ基板１０１を構成するＧａＮが昇華することによって、切欠部１２０が形成される。なお、切欠部１２０は、本発明の「基板分割用切欠部」の一例である。また、図２３および図２４に示すように、切欠部１２０の端部は、それぞれ、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）だけ隔てた位置に形成されている。すなわち、切欠部１２０は、窒化物系半導体レーザ素子の［１−１００］方向の中心から対称に、窒化物系半導体レーザ素子の長さＬ１（約３００μｍ〜約８００μｍ）よりも小さい長さに形成されている。なお、切欠部１２０の最深部の深さｄは、約５μｍ〜約８０μｍ、好ましくは、約２０μｍ〜約８０μｍであり、切欠部１２０の幅Ｗ１２は、約５μｍである。【００８０】
また、第２実施形態では、図２３に示すように、切欠部１２０は、リッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）の長さが、切欠部１２０の底部からｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成されている。具体的には、切欠部１２０の両端部側（切欠部１２０の端部から距離Ｌ１３（約４０μｍ）までの領域）が、端部から中央部に向かって、切欠部１２０の深さが徐々に深くなるように形成されている。また、窒化物系半導体レーザ素子を側面から見た場合に、切欠部１２０の形状が、窒化物系半導体レーザ素子の［１−１００］方向の中心に対して、実質的に対称となるように構成されている。【００８１】
第２実施形態では、上記のように、ＹＡＧレーザ光の照射により、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面における側端面６０近傍の少なくとも一部に、電流通路部としてのリッジ部８と平行に延びる切欠部１２０を形成することによって、ダイヤモンド針を用いて切欠部を形成する場合に比べて、切欠部１２０を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによってｎ型ＧａＮ基板１０１を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。このため、切欠部１２０を起点として容易に基板を分割することができるので、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の製造時における歩留の低下を抑制することができる。【００８２】
また、第２実施形態では、ＹＡＧレーザ光の照射により、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）を隔てた領域に、切欠部１２０の端部を形成することによって、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、共振器端面５０に達するまで切欠部を形成した場合と異なり、共振器端面５０にＹＡＧレーザ光が照射されるのを防止することができるので、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。すなわち、共振器端面５０にＹＡＧレーザ光が照射される場合には、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光が照射される場合に比べて、レーザ光の照射される面積が大きくなるので、その分、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域が過剰な熱損傷を受ける。このため、切欠部１２０を起点としてｎ型ＧａＮ基板１０１を分割する際に、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域で欠けが発生するのを抑制することができるので、欠けが飛散することに起因して、共振器端面５０に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、リッジ部８の下方に位置する、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面５０の反射率が低下するのを抑制することができる。その結果、良好な発光特性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。【００８３】
図２５〜図３１は、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の製造方法を説明するための図である。次に、図７〜図１２、図２１、図２３および図２５〜図３１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の製造方法について説明する。【００８４】
まず、図７に示した第１実施形態と同様の製造方法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に、ｎ型クラッド層２、活性層３、光ガイド層４、キャップ層５、ｐ型クラッド層６、および、コンタクト層７を順次成長させる。なお、各層２〜７の組成および厚みは、第１実施形態の各層２〜７と同様である。【００８５】
次に、図８に示した第１実施形態と同様の製造方法を用いて、コンタクト層７上に、約１ｎｍの厚みを有する下層のＰｔ層（図示せず）と、約１０ｎｍの厚みを有する上層のＰｄ層（図示せず）とからなるｐ側オーミック電極９を形成する。そして、図９および図１０に示した第１実施形態と同様の製造方法を用いて、［１−１００］方向に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部８を形成する。その後、図１１および図１２に示した第１実施形態と同様の製造方法を用いて、開口部１０ａを有する電流ブロック層１０、Ａｕ層からなるｐ側パッド電極１１、および、ｎ側電極１２を形成する。このようにして得られた素子構造が、図２５に示されている。また、図２５に示した状態での平面図が図２６に示されている。【００８６】
次に、図２６に示した状態から、一次劈開を行うことにより、素子をバー状に分割する。この一次劈開は、リッジ部８と直交する方向（［１１−２０］方向）である点線４３で、素子を劈開することにより行う。一次劈開により、素子がバー状に分割された状態を図２７に示す。【００８７】
次に、図２７に示した状態から、隣り合うリッジ部８間において、［１−１００］方向である一点鎖線４４で、素子を分割（二次劈開）することにより、チップ状に形成する。具体的には、まず、バー状に分割された素子のｎ型ＧａＮ基板１０１の表面側（窒化物系半導体層が形成されている側）に、レーザスクライブ装置に素子を固定するためのシート４５（図２８参照）を貼り付ける。次に、図２８に示すように、シート４５側を下方にして、バー状に分割された素子（ｎ型ＧａＮ基板１０１）をレーザスクライブ装置のステージ４６上に固定する。すなわち、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面が上方となるように、バー状に分割された素子をレーザスクライブ装置のステージ４６上に装着する。【００８８】
続いて、ＹＡＧレーザ光を照射しながら、ｎ型ＧａＮ基板１０１を［１−１００］方向に移動させることにより、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面に、電流通路部としてのリッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）に延びる溝部１３０を形成する。なお、溝部１３０は、図３０に示すように、断面がＶ字形状を有するとともに、最深部の深さｄが約５μｍ〜約８０μｍ、好ましくは、約２０μｍ〜約８０μｍであり、かつ、開口端の幅Ｗ１３が約１０μｍとなるように形成する。【００８９】
ここで、第２実施形態では、図２９に示すように、ＹＡＧレーザ光を照射することによって、溝部１３０の端部を、それぞれ、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）だけ隔てた位置に形成する。すなわち、［１−１００］方向の中心から対称に、共振器端面５０間の長さＬ１（約３００μｍ〜約８００μｍ）よりも小さい長さに溝部１３０を形成する。【００９０】
また、第２実施形態では、図２３に示したように、リッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）の溝部１３０の長さを、溝部１３０の底部からｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成する。具体的には、図３１に示すように、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ１１（溝部１３０の一方端部）から距離Ｌ１３（約４０μｍ）の位置Ｂ１１までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約３０ｍＷ〜約１００ｍＷまで徐々に増加させながら、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射する。また、ＹＡＧレーザ光を照射する終点位置Ｄ１１（溝部１３０の他方端部）より距離Ｌ１３（約４０μｍ）だけ手前の位置Ｃ１１から終点位置Ｄ１１までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約１００ｍＷ〜約３０ｍＷまで徐々に減少させながら、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射する。なお、位置Ｂ１１と位置Ｃ１１との間は、約１００ｍＷの一定出力で、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射する。これにより、溝部１３０の両端部側（溝部１３０の端部からそれぞれ距離Ｌ１３（約４０μｍ）までの領域）が、端部から中央部に向かって、溝部１３０の深さが徐々に深くなるように形成される。すなわち、舟形形状を有する溝部１３０が形成される。なお、ＹＡＧレーザ光の照射条件（出力、周波数、焦点位置、および、基板移動速度など）は、所望の溝部形状を得るために任意に変更可能である。【００９１】
最後に、ｎ型ＧａＮ基板１０１の上面（溝部１３０が形成されていない面）側から、ブレーカの刃を押しつけることにより、素子に応力を加えて、溝部１３０に沿ってｎ型ＧａＮ基板１０１を分割（劈開）する。これにより、バー状に分割された素子がチップ状に分割（二次劈開）される。なお、溝部１３０に沿ってｎ型ＧａＮ基板１０１が分割されることにより、共振器端面５０と直交する側端面６０が形成されるとともに、側端面６０近傍に上記した切欠部１２０が形成される。このようにして、図２１に示したような、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。【００９２】
次に、上記第２実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、窒化物系半導体レーザ素子の二次劈開時の歩留に及ぼす溝部形状の影響を確認するために、溝部形状を変えた場合の歩留率を測定した。図３２は、素子形状および溝部の形成位置を説明するための平面図である。図３３は、実施例による溝部の形状を説明するための図である。図３４は、比較例による溝部の形状を説明するための図である。なお、図３３および図３４におけるグラフの縦軸は、ＹＡＧレーザ光の出力（ｍＷ）を示しており、横軸は、溝部の始点位置からの距離（μｍ）を示している。【００９３】
また、実施例および比較例ともに、上記した窒化物系半導体レーザ素子の製造方法と同様の製造方法を用いて、窒化物系半導体層および電極層を形成した。また、図３２に示すように、実施例および比較例ともに、溝部１３０は、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面に、ＹＡＧレーザ光を照射することによって、［１−１００］方向に延びるように形成した。また、溝部１３０の長さＬ１４は、実施例および比較例ともに、約５７０μｍとし、溝部１３０の端部は、共振器端面５０から約１５μｍの距離Ｌ１２だけ隔てた位置に形成した。なお、共振器端面５０間の距離Ｌ１５は、実施例および比較例ともに、約６００μｍとし、溝部１３０間の距離Ｗ１４は、約２００μｍとした。また、溝部１３０の最深部の深さｄ１は、図３３および図３４に示すように、実施例および比較例ともに、約４０μｍとした。【００９４】
また、ＹＡＧレーザ光の照射条件は、実施例および比較例ともに、周波数：５０ｋＨｚ、および、基板移動速度：５ｍｍ／ｓとした。また、焦点位置は、−２０μｍとした。すなわち、ｎ側電極１２表面から２０μｍ上方（ｎ型ＧａＮ基板１０１と反対側方向）の位置で焦点が合うように設定した。なお、溝部１３０を形成するためのレーザスクライブ装置には、オプトシステム製レーザスクライバーＷＳＦ４０００を用いた。【００９５】
また、実施例による溝部１３０ａ（３０）の形状は、図３３に示すように、上記第２実施形態と同様、舟形形状とした。具体的には、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ２１（溝部１３０ａの一方端部）から距離Ｌ１３（約４０μｍ）の位置Ｂ２１までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約３０ｍＷ〜約１００ｍＷまで徐々に増加させながら、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射し、ＹＡＧレーザ光を照射する終点位置Ｄ２１（溝部１３０ａの他方端部）の距離Ｌ１３（約４０μｍ）手前の位置Ｃ２１から終点位置Ｄ２１までは、ＹＡＧレーザ光の出力を約１００ｍＷ〜約３０ｍＷまで徐々に減少させながら、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射し、かつ、位置Ｂ２１と位置Ｃ２１との間を、約１００ｍＷの一定出力で、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、溝部１３０ａの両端部側（溝部１３０ａの端部から距離Ｌ１３（約４０μｍ）までの領域）が、端部から中央部に向かって、溝部１３０ａの深さが徐々に深くなるように形成した。【００９６】
また、比較例による溝部１３０ｂ（３０）の形状は、図３４に示すように、矩形状になるように形成した。すなわち、ＹＡＧレーザ光を照射する始点位置Ａ２２（溝部１３０ｂの一方端部）から終点位置Ｂ２２（溝部１３０ｂの他方端部）まで、約１００ｍＷの一定出力で、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面にＹＡＧレーザ光を照射することにより、［１−１００］方向の溝部１３０ｂの長さＬ１４が、溝部１３０ｂの底部と、溝部１３０ｂの開口端部とで、ほぼ同じ長さＬ１４となるように形成した。【００９７】
このようにして形成した実施例による素子および比較例による素子について、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１０１の上面（溝部１３０が形成されていない面）側から、ブレーカの刃を押しつけ、溝部１３０に沿ってｎ型ＧａＮ基板１０１をチップ状に分割（劈開）した。そして、分割時の分割不良（劈開不良）個数を測定し、二次劈開時における歩留率を算出した。なお、分割不良（劈開不良）の判断基準は、ｐ側パッド電極１１に掛かる欠けの有無で行った。すなわち、ｐ側パッド電極１１に掛かる欠けが存在した場合には、分割不良と判断した。【００９８】
その結果、比較例による溝部形状を有する素子の歩留率は、９２．４％であったのに対し、実施例による溝部形状を有する素子の歩留率は、９６．０％と、比較例に比べ高い結果が得られた。これにより、溝部１３０の形状を舟形形状とすることにより、溝部１３０の形状を矩形形状にした場合に比べて、欠けの発生が少なく、かつ、歩留率が向上することが確認された。【００９９】
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では、上記にように、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面に、リッジ部８と平行に延びる溝部１３０を形成することによって、ダイヤモンド針を用いてｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面に溝部を形成する場合に比べて、溝部１３０を深く形成することができるので、素子に応力を加えることによってｎ型ＧａＮ基板１０１を分割する際に、素子に加える応力を軽減することができる。このため、形成した溝部１３０を基点として容易にｎ型ＧａＮ基板１０１を分割することができるので、所望の分割線に沿って容易に基板を分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子の製造時における歩留の低下を抑制することができる。【０１００】
また、第２実施形態では、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面であって、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）を隔てた領域に、溝部１３０の端部を形成することによって、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、共振器端面５０に達するまで溝部を形成した場合と異なり、共振器端面５０にＹＡＧレーザ光が照射されるのを防止することができるので、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができる。このため、溝部１３０を起点としてｎ型ＧａＮ基板１０１を分割する際に、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域で欠けが発生するのを抑制することができるので、欠けが飛散することに起因して、共振器端面５０に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面５０の反射率が低下するのを抑制することができ、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。【０１０１】
また、第２実施形態では、ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面であって、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）を隔てた領域に、溝部１３０の端部を形成することによって、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域が過剰な熱損傷を受けるのを抑制することができるので、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域が過剰な熱損傷を受けることに起因して、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面５０近傍の領域で、溝部１３０形成時に生じる屑や欠片などのゴミが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、溝部１３０形成時に生じる屑や欠片などのゴミなどが、共振器端面５０に付着するのを抑制することができるので、ゴミの付着に起因して、共振器端面５０に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができるので、共振器端面５０の反射率が低下するのを抑制することができる。その結果、これによっても、良好な発光特性を得ることができる。【０１０２】
また、第２実施形態では、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）を隔てた領域に、溝部１３０の端部を形成することによって、溝部１３０の端部の位置でＹＡＧレーザ光の照射を止めることができるので、素子の下面（溝部１３０を形成する面と反対側の面）に貼り付けられた、素子を固定するための粘着シート４５などにＹＡＧレーザ光が照射されるのを防止することができる。このため、ＹＡＧレーザ光がシート４５などに照射されてシート４５などが焼けるのを防止することができるので、シート４５などが焼けることによってゴミなどが発生するのを防止することができる。これにより、シート４５などが焼けることによって発生したゴミなどが共振器端面５０に付着するのを抑制することができるので、ゴミなどが共振器端面５０に付着することに起因して、共振器端面５０に傷が付くという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、共振器端面５０の光導波路周辺の領域を鏡面に保つことができので、これによっても、共振器端面５０の反射率が低下するのを抑制することができる。【０１０３】
また、第２実施形態では、電流通路部としてのリッジ部８と平行方向（［１−１００］方向）の溝部１３０の長さを、溝部１３０の底部からｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成することによって、溝部１３０を起点としてより容易にｎ型ＧａＮ基板１０１を分割することができるので、溝部１３０の端部を、共振器端面５０から所定の距離Ｌ１２（約１５μｍ）を隔てた領域に形成した場合でも、所望の分割線に沿って容易にｎ型ＧａＮ基板１０１を分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのを容易に抑制することができる。これにより、製造時の歩留の低下を容易に抑制することができるとともに、良好な発光特性を有する窒化物系半導体レーザ素子をより容易に製造することができる。【０１０４】
また、第２実施形態では、基板としてｎ型ＧａＮ基板１０１を用いることによって、ｎ型ＧａＮ基板１０１と、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に形成された複数の窒化物系半導体層との結晶軸を一致させることができるので、ｎ型ＧａＮ基板１０１と、窒化物系半導体層とを、同一の割れやすい結晶軸で分割することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子を所望の分割線に沿って容易に分割することができるとともに、分割後のエッジ部に欠けが発生するのをより容易に抑制することができる。【０１０５】
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。【０１０６】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、基板としてｎ型ＧａＮ基板を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、および、ＡｌＧａＩｎＮなどからなる基板などのｎ型ＧａＮ基板以外の基板を用いてもよい。【０１０７】
また、上記第１および第２実施形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＭＯＣＶＤ法以外の方法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させるようにしてもよい。ＭＯＣＶＤ法以外の方法としては、たとえば、ＨＶＰＥ法、および、ガスソースＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：分子線エピタキシャル成長法）などが考えられる。【０１０８】
また、上記第１実施形態では、切欠部を、リッジ部に対して、一方の側端面側にのみ形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、切欠部を、リッジ部に対して、両方の側端面側にそれぞれ形成するように構成してもよい。【０１０９】
また、上記第１実施形態では、溝部および切欠部を、リッジ部と直交する方向（［１１−２０］方向）の長さが、底部からｎ型ＧａＮ基板の上面側に向かって、徐々に大きくなるように形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部および切欠部を、リッジ部と直交する方向（［１１−２０］方向）の長さが、底部とｎ型ＧａＮ基板の上面部とで、ほぼ同じ長さになるように形成してもよい。すなわち、溝部および切欠部を矩形形状に形成してもよい。【０１１０】
また、上記第１実施形態では、溝部を、［１１−２０］方向の中心から対称に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部を、［１１−２０］方向の中心から非対称に溝部を形成してもよい。【０１１１】
また、上記第１実施形態では、溝部を、ｎ型ＧａＮ基板の高転位密度領域が設けられているリッジ部間の領域に、高転位密度領域を横切るよう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、高転位密度領域が設けられていないリッジ部間の領域にも溝部を形成するようにしてもよい。【０１１２】
また、上記第１実施形態では、高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的に設けられたｎ型ＧａＮ基板を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的に設けられたｎ型ＧａＮ基板以外のｎ型ＧａＮ基板を用いるようにしてもよい。また、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、および、ＡｌＧａＩｎＮなどからなるｎ型ＧａＮ基板以外の基板を用いてもよい。【０１１３】
また、上記第１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、切欠部および溝部を［１１−２０］方向に延びるよう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、切欠部および溝部は、＜１１−２０＞で表せる方向に延びるように形成すればよい。【０１１４】
また、上記第２実施形態では、溝部および切欠部の端部を、共振器端面から約１５μｍ隔てた領域に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部および切欠部の端部が共振器端面に達しなければ、共振器端面から約１５μｍ以外の距離を隔てた領域に溝部および切欠部の端部を形成するようにしてもよい。【０１１５】
また、上記第２実施形態では、溝部および切欠部を、［１−１００］方向の中心に対して対称に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部および切欠部を、［１−１００］方向の中心に対して非対称に形成してもよい。【０１１６】
また、上記第２実施形態では、溝部および切欠部を、リッジ部と平行方向（［１−１００］方向）の長さが、底部からｎ型ＧａＮ基板の裏面側に向かって、徐々に大きくなるように形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部および切欠部を、リッジ部と平行方向（［１−１００］方向）の長さが、底部とｎ型ＧａＮ基板の裏面表面部とで、ほぼ同じになるように形成してもよい。【０１１７】
また、上記第２実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子を側面から見た場合に、切欠部の形状が、窒化物系半導体レーザ素子の［１−１００］方向の中心に対して、実質的に対称となるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、切欠部の形状が、窒化物系半導体レーザ素子の［１−１００］方向の中心に対して、非対称となるように構成してもよい。【０１１８】
また、上記第２実施形態では、リッジ部、切欠部、および、溝部を［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、切欠部、および、溝部は、＜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。【０１１９】
また、上記第２実施形態では、窒化物系半導体各層を、表面が（０００１）面となるように積層した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体各層を、表面が（０００１）面以外の他の面となるように積層してもよい。【０１２０】
また、上記第２実施形態において、高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的に設けられたｎ型ＧａＮ基板を用いてもよい。【０１２１】
なお、上記第１実施形態による一次劈開方法および上記第２実施形態による二次劈開方法の両方の方法を用いて、素子分離を行ってもよい。この場合には、より有効に、歩留の低下を抑制することができるとともに、より良好な発光特性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。
【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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【国際調査報告】
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