(57)【要約】【課題】III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面上において、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器を有するIII族窒化物半導体レーザを提供する。【解決手段】III族窒化物半導体レーザ素子１１では、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるときには、角度α１は１０度以上２５度以下の範囲であり、角度β１は０度以上５度以下の範囲である。エピ面に近い第１面１３ａ付近の第１端面２７では、ｍ−ｎ面内において第１法線ベクトルＥＮＶ１とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は、角度α１に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲）を有する。基板裏面１７ｂ付近の第１端面２７では、ｍ−ｎ面内において第２法線ベクトルＥＮＶ２とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は、角度β１に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲）を有する。【選択図】図１
2014082305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体レーザ素子であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、
前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極と、
を備え、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を有し、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、
前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、
前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、前記角度α１は、１０度以上２５度以下の範囲であり、
前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β1で傾斜しており、前記角度β１は、０度以上５度以下の範囲であり、
前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
III族窒化物半導体レーザ素子であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、
前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極と、
を備え、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を含み、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、
前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、
前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、
前記第１の端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β１で傾斜しており、
前記角度α１は前記角度β１と異なり、前記角度α１及び前記角度β１は同じ符号を有し、絶対値に関して前記角度α１は前記角度β１よりも大きく、
前記第１端面は、前記ｃ軸と前記ｍ軸の外積の向きに延在する筋状の構造を有し、
前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、
前記レーザ構造体は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を含み、
前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分は、前記第２端面から前記第１端面への方向を向き、前記レーザ導波路構造は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、
前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１のクラッド層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２のクラッド層とを含み、前記活性層は、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられ、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記半極性主面上にエピタキシャルに成長されて前記ｃ＋軸ベクトルの前記法線成分の方向に沿って配列されており、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記支持基体の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００−１＞軸方向と逆方向に向いており、
前記＜０００−１＞軸方向は、ｃ−軸ベクトルによって表され、
前記第２端面の第３法線ベクトルが前記第２の端面と前記第１面の第３エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線ベクトルに対して角度α２で傾斜しており、前記角度α２は＋１０度から＋２５度の範囲であり、
前記第２端面の第４法線ベクトルが前記第２端面と前記第２面の第４エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第４法線ベクトルに対して角度β２で傾斜しており、前記角度β２は０度から＋５度の範囲であり、
前記第１端面を光出射面となるように前記第１端面及び前記第２端面が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記支持基体の厚さは１００μｍ以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記活性層からのレーザ光は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光している、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
当該III族窒化物半導体レーザ素子におけるＬＥＤモードにおける光は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光成分Ｉ１と、前記III族窒化物半導体のｃ軸を主面に投影した方向に偏光成分Ｉ２を含み、
前記偏光成分Ｉ１は前記偏光成分Ｉ２よりも大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記半極性主面は、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲にある、ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記半極性主面は｛２０−２１｝面を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記支持基体の積層欠陥密度は１×１０４ｃｍ−１以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記第１端面及び前記第２端面の少なくともいずれか一方に設けられた誘電体多層膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】
前記活性層は、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記活性層は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１６】
前記第１端面及び前記第２端面は、前記第１面の前記第１エッジから前記第２面の前記第２エッジまで延在しており、
前記半導体領域の前記活性層における端面と前記窒化物半導体からなる支持基体のｍ軸に直交する基準面との成す角度は、前記III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面及び前記法線軸に直交する第２平面において、−５度以上＋５度以下の範囲になる、ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１７】
前記III族窒化物半導体レーザ素子は利得導波路構造を有し、
前記III族窒化物半導体レーザ素子は前記半導体領域上に設けられた絶縁膜を更に備え、
前記電極は、前記絶縁膜の開口を通して前記半導体領域に接触を成し、
前記角度α１及び前記角度β１は、前記利得導波路構造を規定する前記絶縁膜の前記開口の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１８】
前記レーザ構造体の前記半導体領域はリッジ構造を有し、
前記角度α１及び前記角度β１は、前記リッジ構造の上面の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１９】
III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する基板を準備する工程と、
前記半極性主面上に形成された半導体領域と前記基板とを含むレーザ構造体及び電極を有する基板生産物を形成する工程と、
前記基板生産物の分離を行う工程と、
を備え、
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記基板生産物の分離を行う際に、前記基板生産物の第１の面にスクライブを行うと共に前記基板生産物の第２の面への押圧を加えて、角度α１が１０度以上２５度以下の範囲であり角度β１が０度以上５度以下の範囲であるレーザバー、及び別の基板生産物を形成し、
前記スクライブは、ｃ＋軸ベクトルに交差する方向に行われ、
前記レーザバーは第１面及び第２面を有し、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、
前記レーザバーは、第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面及び前記第２端面は前記第１面から前記第２面にまで延在し前記分離により形成され、
前記第１端面及び前記第２端面は当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成し、
前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記半極性主面の法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して前記角度α１で傾斜しており、
前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して前記角度β１で傾斜し、
前記半導体領域は活性層を含み、前記活性層は窒化ガリウム系半導体層を含み、
前記半導体領域は前記第１の面と前記基板との間に位置し、
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸の方向に前記法線軸に対してゼロより大きな角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下であり、
前記電極は、前記レーザ構造体上に形成される、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２０】
前記スクライブは、レーザスクライバを用いて行われ、
前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、前記スクライブ溝の長さは、前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面と前記第１の面との交差線の長さよりも短い、ことを特徴とする請求項１９に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２１】
前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、
前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面から前記基板に到達し、
前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面における開口と前記基板に到達する底部とを有し、
前記スクライブ溝の前記開口の端と前記スクライブ溝の前記底部の端とによって規定される基準平面は前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面の方向に延在する、ことを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２２】
前記基板生産物を形成する前記工程において、前記基板は、前記基板の厚さが１００μｍ以下になるように加工により研磨され、
前記第２面は前記加工により形成された加工面、又は前記加工面に上に形成された電極を含む面である、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２１のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２３】
前記半極性主面は｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲にある、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２４】
前記基板は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２５】
III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法であって、
第１面及び該第１面に反対側の第２面を有しており六方晶系のIII族窒化物半導体の結晶体を含む一又は複数の物体を準備する工程と、
前記III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を形成する加工処理を前記物体に複数の加工条件で行って、前記第１面のエッジから延在する第１加工端面を形成する工程と、
前記第１面及び前記第１加工端面の一方から他方へ向かう軸の方向に前記エッジを横切るようにレーザビームの相対的な走査を前記第１面及び前記第１加工端面に行って、該レーザビームの走査を用いて前記第１加工端面の評価を行う工程と、
前記評価の結果から、前記複数の加工条件に基づき加工条件を決定する工程と、
III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する工程と、
前記基板の前記主面上に成長された半導体領域、前記基板及び電極を有する基板生産物を準備する工程と、
前記決定された加工条件を用いて前記基板生産物の前記加工処理を行うと共に、前記基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程と、
を備え、
前記レーザバーは、前記加工処理により形成された第１端面及び第２端面を有し、
当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１の端面及び前記第２端面を含み、
前記III族窒化物半導体の前記結晶体は前記加工端面に露出されており、
前記第１加工端面の前記評価では、前記レーザビームの走査の結果から前記軸の方向に沿った加工端面角度を求め、
前記加工端面角度は、前記第１面に沿って延在する基準面に対する前記第１加工端面の成す角度として規定される、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２６】
前記第１加工端面を形成する前記工程は、
複数のスクライブ条件で前記物体の前記第１面のスクライブを行う工程と、
前記物体の前記第１面をスクライブした後に、前記物体の前記第２面を押圧により分離して、前記物体の前記第１面から前記第２面に至る方向に延在する第１破断面を形成する工程と、
を含み、
前記別の基板生産物及び前記レーザバーを形成する前記工程は、
前記決定されたスクライブ条件を用いて前記基板生産物の第１面をスクライブする工程と、
前記基板生産物の第２面への押圧により前記基板生産物の分離を行って、前記別の基板生産物及び前記レーザバーを形成する工程と、
を含み、
前記第１加工端面の評価を行う前記工程は、前記第１加工端面として前記第１破断面の評価を行う工程を含み、
前記レーザバーは第１面及び第２面を有し、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、
前記第１端面及び前記第２端面は、前記レーザバーの前記第１面から前記第２面にまで延在し、
前記半導体領域は前記第１面と前記基板との間に位置する、ことを特徴とする請求項２５に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２７】
前記レーザビームの前記走査はレーザ顕微鏡を用いて行われる、ことを特徴とする請求項２６に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２８】
前記スクライブは、レーザスクライバを用いて行われる、ことを特徴とする請求項２６又は請求項２７に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２９】
前記スクライブ条件は、レーザスクライバにおける走査速度を含む、ことを特徴とする請求項２６〜請求項２８のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３０】
前記基板は、III族窒化物半導体からなり半極性主面を有し、
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記基板生産物は、レーザ構造体、並びに前記レーザ構造体上に形成されたアノード電極及びカソード電極を有し、
前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、
前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１のクラッド層と、活性層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２のクラッド層とを含み、前記活性層は、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられ、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記半極性主面上にエピタキシャルに成長されて前記ｃ＋軸ベクトルの前記法線成分の方向に沿って配列されており、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記基板の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成する、ことを特徴とする請求項２５〜請求項２９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３１】
前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸に直交する基準面に対して傾斜している、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３０のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３２】
前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のａ軸に直交する基準面に対して傾斜している、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３１のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３３】
前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｍ軸に直交する基準面に対して傾斜している、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３４】
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体のｍ軸の方向に前記基板の前記主面の法線軸に対して角度で傾斜し、
前記第１及び第２の端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差する、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３５】
前記基板の前記主面は、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲になる、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３６】
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に前記基板の前記主面の法線軸に対して角度で傾斜し、
前記第１及び第２の端面は、前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面に交差する、ことを特徴とする請求項２５〜請求項２９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３７】
前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ面、ａ面及びｍ面のいずれかの面方位に平行な基準面に沿って延在する、ことを特徴とする請求項２５〜請求項２９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３８】
前記物体はIII族窒化物基板を含み、
前記III族窒化物基板の厚さは４００μｍ以下である、ことを特徴とする請求項２５〜請求項３７のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項３９】
III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法であって、
第１面、第２面、及び前記第１面のエッジから延在するように形成された加工端面を有し六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体を準備する工程と、
前記第１面及び前記加工端面の一方から他方へ向かう軸の方向に前記エッジを横切るようにレーザビームの走査を前記第１面及び前記加工端面に行って、該レーザビームの走査を用いて前記加工端面の評価を行う工程と、
を備え、
前記第２面は前記第１面に反対側にあり、
前記加工端面は、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための加工条件で形成され、
前記III族窒化物半導体の前記結晶体は前記加工端面に露出されており、
前記加工端面の前記評価では、前記軸の方向に沿った加工端面角度を前記レーザビームの走査から求め、
前記加工端面角度は、前記第１面に沿って延在する基準面に対する前記加工端面の成す角度として規定される、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法。
【請求項４０】
III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面の形成に用いられるスクライブ溝を評価する方法であって、
III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のためのスクライブ加工条件でレーザビームを、六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体の表面に照射して、該表面にスクライブ溝を形成する工程と、
該スクライブ溝の断面形状を観察する工程と、
前記断面形状から前記スクライブ溝の延在方向の見積もりを行う工程と、
前記見積もりの結果に基づき、前記スクライブ溝の延在方向とスクライブ加工条件との関係を得る工程と、
を備える、スクライブ溝を評価する方法。
【請求項４１】
III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する工程と、
前記基板の前記主面上に成長された半導体領域、前記基板及び電極を有する基板生産物を準備する工程と、
前記見積もりの後に、前記スクライブ加工条件に基づき決定されたスクライブ加工条件を用いて前記基板生産物にスクライブ溝の形成を行う工程と、
前記スクライブ溝を形成した後に、前記基板生産物の押圧により別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程と、
を備え、
前記レーザバーは、前記押圧により形成された第１端面を有し、
当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面を含む、ことを特徴とする請求項４０に記載されたスクライブ溝を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体レーザ素子、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法、及びスクライブ溝を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、劈開面及びドライエッチ面の両方を有する窒化物系半導体レーザ素子を開示する。特許文献２及び特許文献３は、半極性面上に作製されたIII族窒化物半導体レーザ素子を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０８１３３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−００３６６０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３５０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された窒化物系半導体レーザ素子は、（１１−２２）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板と、（１１−２２）面上に形成され活性層を含む半導体レーザ素子層とを含む。半導体レーザ素子層の一端面には、共振器のための端面が設けられ、この端面は、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に対して略垂直な方向に延びる。一方、ｎ型ＧａＮ基板は、該ｎ型ＧａＮ基板の（０００１）劈開面からなる素子分離面を備え、この素子分離面は、共振器の端面に対して約３０度の角度で傾斜する。
【０００５】
特許文献１に示された窒化物系半導体レーザ素子では、共振器のための端面をドライエッチングによって形成した後に、ｎ型ＧａＮ基板の（０００１）劈開面を劈開により形成する。これ故、窒化物系半導体レーザ素子の作製のための工程が煩雑である。
【０００６】
特許文献２はIII族窒化物半導体レーザ素子を開示する。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面上において低しきい値電流を可能にするレーザ共振器を有する。また、特許文献３は、III族窒化物半導体レーザ素子を開示する。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面を用いており、また基板の半極性面に平行な平面内においてレーザ共振器のための端面の上端縁及び下端縁における角度を規定すると共に、上端縁及び下端縁における角度が異なるようにレーザ共振器端面を形成している。
【０００７】
発明者らの知見によれば、ｍ軸の方向にIII族窒化物のｃ軸が傾斜した基板の半極性面を利用する半導体素子では、＜０００１＞軸（或いは＜０００−１＞軸）の向きに応じて、端面の態様及び端面の品質が異なっており、これを制御できる。
【０００８】
本発明は、上記の背景の下に為されたものであり、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面上において、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器を有するIII族窒化物半導体レーザを提供することを目的とし、このIII族窒化物半導体レーザを作製する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、レーザ光を出射、反射及び／又は透過させる端面の品質を調整可能な、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法を提供することを目的とし、またIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面の形成に用いられるスクライブ溝を評価する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子は、（ａ）六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、（ｂ）前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極とを備え、前記支持基体の前記六方晶系III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を有し、前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体の前記ｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、前記角度α１は、１０度以上２５度以下の範囲であり、前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β1で傾斜しており、前記角度β１は、０度以上５度以下の範囲であり、前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている。
【００１０】
このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１の面付近の第１の端面では、ｍ−ｎ面内において第１法線とｃ軸との成す角度は、角度α１に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、光共振器のために好適な角度を第１の面付近の第１の端面に与える。また、基板裏面面付近の第１の端面では、ｍ−ｎ面内において第２法線とｃ軸との成す角度は、角度β１に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に絶対値に関して角度α１が角度β１よりも大きい。これ故に、光共振器のために好適な角度より大きな角度を第２面付近の第１端面に与える。エピ面に近い第１面付近の第１端面（活性層の端面辺りの端面エリア）における光反射は、第１の面から離れた第１の端面における光反射よりもレーザ発振に大きく寄与できると共に、第１の面から離れた第１の端面における光反射はノイズ光として作用し難い。
【００１１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子は、（ａ）六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、（ｂ）前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極とを備え、前記支持基体の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を含み、前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体の前記ｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、前記第１の端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β１で傾斜しており、前記角度α１は前記角度β１と異なり、前記角度α１及び前記角度β１は同じ符号を有し、絶対値に関して前記角度α１は前記角度β１よりも大きく、前記第１端面は、前記ｃ軸と前記ｍ軸の外積の向きに延在する筋状の構造を有し、前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている。
【００１２】
このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１面付近の第１端面では、ｍ−ｎ面内において第１法線とｃ軸との成す角度が、角度α１に近い値を有する。また、基板裏面面付近の第１の端面では、ｍ−ｎ面内において第２法線とｃ軸との成す角度が、角度β１に近い値を有する。角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるとき、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に絶対値に関して角度α１が角度β１よりも大きい。エピ面に近い第１面付近の第１端面（活性層の端面辺りの端面エリア）における光反射は、第１面から離れた第１端面における光反射よりもレーザ発振に好適に寄与できると共に、第１面から離れた第１端面における光反射はノイズ光として作用しにくい。
【００１３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、前記レーザ構造体は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を含み、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分は、前記第２端面から前記第１端面への方向を向き、前記レーザ導波路構造は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在することができる。
【００１４】
このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、ｃ＋軸ベクトルの平行成分が第２端面から第１端面への方向を向くとき、第１端面において、支持基体端面とｃ＋軸ベクトルの平行成分との成す角度をエピ端面とｃ＋軸ベクトルの平行成分との成す角度より大きくすることができる。
【００１５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１のクラッド層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２のクラッド層とを含み、前記活性層は、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられ、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記半極性主面上にエピタキシャルに成長されて前記ｃ軸ベクトルＶＣの前記法線成分の方向に沿って配列されており、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成することができる。
【００１６】
このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、第１のクラッド層、第２のクラッド層及び活性層が半極性主面上にエピタキシャルに成長されてｃ＋軸ベクトルＶＣの前記法線成分の方向に沿って配列されるので、半導体領域の結晶軸が支持基体の結晶軸に関連している。端面形成に際して、ｃ＋軸ベクトルの向きが半導体領域及び支持基体において関連づけられている。半導体領域及び基板の破断が、結晶軸との関連に基づいて進行する。
【００１７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記支持基体の前記六方晶系III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００−１＞軸方向と逆方向に向いており、前記＜０００−１＞軸方向は、ｃ−軸ベクトルによって表され、前記第２端面の第３法線軸が前記第２端面と前記第２面の第３エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線軸に対して角度β２で傾斜しており、前記角度β２は、０度から＋５度の範囲であり、前記第２の端面の第４法線軸が前記第２端面と前記第１面の第４エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第４法線軸に対して角度α２で傾斜しており、前記角度α２は＋１０度から＋２５度の範囲であり、第１端面を光出射面となるように第１端面及び第２端面が設けられることができる。
【００１８】
このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、角度α２が角度β２と異なる。エピ面に遠い第２面付近の第２端面では、ｍ−ｎ面内において第３法線とｃ軸との成す角度は、角度β２に近い値（例えば０度以下＋５度以上の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、外部からの戻り光への外部への反射のために好適な角度を第２面付近の第２端面に与える。これ故に、エピ面から遠い第２面付近の第２端面（基板端面辺りの端面エリア）における光反射はレーザ発振の安定性の向上に寄与できる。
【００１９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記支持基体の厚さは１００μｍ以下であることが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、このような厚さの基板では、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性、垂直性の第１の端面を歩留まりよく形成できる。
【００２０】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記活性層からのレーザ光は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光していることができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子において、低しきい値電流を実現できるバンド遷移は偏光性を有する。
【００２１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、当該III族窒化物半導体レーザ素子におけるＬＥＤモードにおける光は、前記六方晶系III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光成分Ｉ１と、前記六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸を主面に投影した方向に偏光成分Ｉ２を含み、前記偏光成分Ｉ１は前記偏光成分Ｉ２よりも大きいことができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、ＬＥＤモードにおいて大きな発光強度のモードの光を、レーザ共振器を用いてレーザ発振させることができる。
【００２２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記半極性主面は、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲になることが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、この典型的な半極性面からの微傾斜面において、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性及び垂直性の第１及び第２端面を提供できる。
【００２３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記半極性主面は｛２０−２１｝面を含むことが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、この典型的な半極性面において、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性及び垂直性の第１及び第２端面を提供できる。
【００２４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記支持基体の積層欠陥密度は１×１０４ｃｍ−１以下であることが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、積層欠陥密度が１×１０４ｃｍ−１以下であるので、偶発的な事情により端面共振器の平坦性及び／又は垂直性が乱れる可能性が低い。
【００２５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなることができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、これらの窒化ガリウム系半導体からなる基板を用いるとき、共振器として利用可能な第１及び第２端面を得ることができる。ＡｌＮ基板又はＡｌＧａＮ基板を用いるとき、偏光度を大きくでき、また低屈折率により光閉じ込めを強化できる。ＩｎＧａＮ基板を用いるとき、基板と発光層との格子不整合率を小さくでき、結晶品質を向上できる。
【００２６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記第１及び第２端面の少なくともいずれか一方に設けられた誘電体多層膜を更に備えることができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子においても、破断面に端面コートを適用できる。端面コートにより反射率を調整できる。
【００２７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記活性層は、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域を含むことができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、半極性面の利用により、ＬＥＤモードの偏光を有効に利用したIII族窒化物半導体レーザ素子を得ることができ、低しきい値電流を得ることができる。
【００２８】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記活性層は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含むことができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、半極性面の利用により、ピエゾ電界の低減と発光層領域の結晶品質向上によって量子効率を向上させることが可能となり、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の発生に好適である。
【００２９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記III族窒化物半導体レーザ素子は利得導波路構造を有することができる。前記III族窒化物半導体レーザ素子は前記半導体領域上に設けられた絶縁膜を更に備えることができる。前記電極は、前記絶縁膜の開口を通して前記半導体領域に接触を成し、前記角度α１及び前記角度β１は、前記利得導波路構造を規定する前記絶縁膜の前記開口の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、利得導波路構造を有するレーザ素子に適用される。
【００３０】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記レーザ構造体の前記半導体領域はリッジ構造を有することができる。前記角度α１及び前記角度β１は、前記リッジ構造の上面の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される。このIII族窒化物半導体レーザ素子は、リッジ構造を有するレーザ素子に適用される。
【００３１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子では、前記第１及び第２の端面は、それぞれ前記第１の面の前記第１エッジから前記第２の面の前記第２エッジまで延在しており、前記第１及び第２の端面の各々における前記活性層の端面は、前記III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面及び前記法線軸に直交する第２平面において−５度以上＋５度以下の範囲の角度をなすことができる。
【００３２】
このIII族窒化物半導体レーザ素子は、ｃ軸及びｍ軸の一方から他方に取られる角度に関して端面が垂直性を満たすことに加えて、半極性面の法線軸に垂直な面において規定される角度に関して、上記の垂直性を満たす端面を有する。
【００３３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法は、（ａ）六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する基板を準備する工程と、（ｂ）前記半極性主面上に形成された半導体領域と前記基板とを含むレーザ構造体及び電極を有する基板生産物を形成する工程と、（ｃ）前記基板生産物の分離を行う工程とを備え、前記基板の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、前記スクライブは、ｃ＋軸ベクトルに交差する方向に行われ、前記基板生産物の分離を行う際に、前記基板生産物の第１の面にスクライブを行うと共に前記基板生産物の第２の面への押圧を加えて、角度α１が１０度以上２５度以下の範囲であり角度β１が０度以上５度以下の範囲であるレーザバー、及び別の基板生産物を形成し、前記レーザバーは第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面は前記第２の面の反対側の面であり、前記レーザバーは、第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面及び前記第２端面は前記第１の面から前記第２の面にまで延在し前記分離により形成され、前記第１端面及び前記第２端面は当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成し、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して前記角度α１で傾斜しており、前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して前記角度β１で傾斜し、前記半導体領域は活性層を含み、前記活性層は窒化ガリウム系半導体層を含み、前記半導体領域は前記第１の面と前記基板との間に位置し、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸の方向に前記法線軸に対してゼロより大きな角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下であり、前記電極は、前記レーザ構造体上に形成される。
【００３４】
このIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１面付近の第１端面では、ｍ−ｎ面内において第１法線とｃ軸との成す角度は、角度α１に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、光共振器のために好適な角度を第１面付近の第１端面に与える。また、基板裏面面付近の第１端面では、ｍ−ｎ面内において第２法線とｃ軸との成す角度は、角度β１に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲の角度）を有する。角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に角度α１が角度β１よりも大きいので、光共振器のために好適な角度より大きな角度を第２面付近の第１端面に与える。これ故に、エピ面に近い第１面付近の第１端面（活性層の端面辺りの端面エリア）における光反射は、第１面から離れた第１の端面における光反射よりもレーザ発振に大きく寄与できると共に、第１面から離れた第１の端面における光反射がノイズ光として作用しにくい。
【００３５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記スクライブは、レーザスクライバを用いて行われ、前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、前記スクライブ溝の長さは、前記六方晶系III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面と前記第１面との交差線の長さよりも短いことが好ましい。
【００３６】
この作製方法によれば、基板生産物の分離により、別の基板生産物及びレーザバーが形成される。この分離は、レーザバーのための分離線に比べて短いスクライブ溝を用いて引き起こされる。
【００３７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面から前記基板に到達し、前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面における開口と前記基板に到達する底部とを有し、前記スクライブ溝の前記開口の端と前記スクライブ溝の前記底部の端とによって規定される基準平面は前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面の方向に延在することができる。
【００３８】
この製造方法によれば、スクライブ溝の開口の端とスクライブ溝の底部の端とによって規定される基準平面がａ−ｎ面に対して実質的に平行であることが好ましい。基板の主面に対してｃ軸の傾斜に起因してスクライブ溝が延在方向が曲がることがあるけれども、このスクライブ溝の曲がりの低減は、端面の形状を規定するために寄与する。
【００３９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板生産物を形成する前記工程において、前記基板は、前記基板の厚さが１００μｍ以下になるように研磨され、前記第２面は前記加工により形成された加工面、又は前記加工面に上に形成された電極を含む面であることが好ましい。
【００４０】
この作製方法によれば、このような厚さの基板では、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性、垂直性を満たす第１及び第２の端面を歩留まりよく形成できる。
【００４１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記半極性主面は｛２０−２１｝面を含むことが好ましい。この作製方法によれば、この典型的な半極性面を用いるIII族窒化物半導体レーザ素子に、レーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性、垂直性を満たす第１及び第２端面を提供できる。
【００４２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなることができる。この作製方法によれば、これらの窒化ガリウム系半導体からなる基板を用いるとき、共振器として利用可能な第１及び第２端面を得ることができる。
【００４３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法は、（ａ）第１面及び該第１面に反対側の第２面を有しており六方晶系のIII族窒化物半導体の結晶体を含む一又は複数の物体を準備する工程と、（ｂ）前記III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を形成する加工処理を前記物体に複数の加工条件で行って、前記第１面のエッジから延在する第１加工端面を形成する工程と、（ｃ）前記第１面及び前記第１加工端面の一方から他方へ向かう軸の方向に前記エッジを横切るようにレーザビームの相対的な走査を前記第１面及び前記第１加工端面に行って、該レーザビームの走査を用いて前記第１加工端面の評価を行う工程と、（ｄ）前記評価の結果から、前記複数の加工条件に基づき所望の加工条件を得る工程と、（ｅ）III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する工程と、（ｆ）前記基板の前記主面上に成長された半導体領域、前記基板及び電極を有する基板生産物を準備する工程と、（ｇ）前記所望の加工条件を用いて前記基板生産物の前記加工処理を行うと共に、前記基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程とを備え、前記レーザバーは、前記加工処理により形成された第１端面及び第２端面を有し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、前記III族窒化物半導体の前記結晶体は前記加工端面に露出されており、前記第１加工端面の前記評価では、前記レーザビームの走査の結果から前記軸の方向に沿った加工端面角度を求め、前記加工端面角度は、前記第１面に沿って延在する基準面に対する前記第１加工端面の成す角度として規定される。
【００４４】
このIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に複数の加工条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、上記のようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビーム走査を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビーム反射光から得ることができる。この評価結果に基づき、複数の加工条件に基づき所望の加工条件を見出すことができる。所望の加工条件を用いて、基板生産物に加工処理を施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成できる。この作製方法によれば、共振器端面の製造方法が提供されて、この製造方法によれば、所望の品質に近いところに特性分布を実現できる。
【００４５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記第１加工端面を形成する前記工程は、複数のスクライブ条件で前記物体の前記第１面のスクライブを行う工程と、前記物体の前記第１面をスクライブした後に、前記物体の前記第２面を押圧して、前記物体の前記第１面から前記第２面に至る方向に延在する第１破断面を有する第１部分と前記物体の前記第１面から前記第２面に至る方向に延在する第２破断面を有する第２部分とを形成する工程と、前記物体の前記第２面を押圧して、前記物体の前記第１面から前記第２面に至る方向に延在する第１破断面を有する第１部分と前記物体の前記第１面から前記第２面に至る方向に延在する第２破断面を有する第２部分とを形成する工程とを含み、前記一の加工条件を選ぶ前記工程は、前記複数のスクライブ条件から一のスクライブ条件を選ぶ工程を含むことができる。前記別の基板生産物及び前記レーザバーを形成する前記工程は、前記選択されたスクライブ条件を用いて前記基板生産物の第１の面をスクライブする工程と、前記基板生産物の第２面への押圧により前記基板生産物の分離を行って、前記別の基板生産物及び前記レーザバーを形成する工程とを含むことができる。前記第１加工端面の評価を行う前記工程は、前記第１加工端面として前記第１破断面の評価を行う工程を含むことができる。前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記第１端面及び前記第２端面の各々は、前記レーザバーの前記第１面から前記第２面にまで延在し、前記半導体領域は前記第１の面と前記基板との間に位置することができる。
【００４６】
このIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に複数のスクライブ条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、レーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビームの走査を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビーム走査から得ることができる。この評価結果に基づき、複数のスクライブ条件に基づき所望のスクライブ条件を見出すことができる。所望のスクライブ条件を用いて、基板生産物に加工処理を施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成できる。この作製方法によれば、所望の品質に近いところに特性分布を有する製造方法が提供される。
【００４７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記レーザビームの前記走査はレーザ顕微鏡を用いて行われることができる。この作製方法によれば、レーザ顕微鏡は、端面の評価を容易にする。本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記スクライブは、レーザスクライバを用いて行われることができる。この作製方法によれば、レーザスクライバはスクライブの制御を容易にする。
【００４８】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記スクライブ条件は、前記レーザスクライバにおける走査速度を含むことができる。この作製方法によれば、走査速度の調整は、本件に係るスクライブの制御に有効である。
【００４９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸に直交する基準面に対して傾斜していることができる。この作製方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｃ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用される。
【００５０】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のａ軸に直交する基準面に対して傾斜していることができる。この作製方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のａ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用される。
【００５１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｍ軸に直交する基準面に対して傾斜していることができる。この作製方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｍ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用できる。
【００５２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板は、III族窒化物半導体からなり半極性主面を有し、前記基板の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、前記基板生産物は、前記レーザ構造体、並びに前記レーザ構造体上に形成されたアノード電極及びカソード電極を有し、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１のクラッド層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２のクラッド層とを含み、前記活性層は、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられ、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記半極性主面上にエピタキシャルに成長されて前記ｃ軸ベクトルＶＣの前記法線成分の方向に沿って配列されており、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成することができる。
【００５３】
この作製方法によれば、第１のクラッド層、第２のクラッド層及び活性層が半極性主面上にエピタキシャルに成長されてｃ＋軸ベクトルの法線成分の方向に沿って配列されるので、半導体領域の結晶軸が支持基体の結晶軸に関連している。端面形成に際して、ｃ＋軸ベクトルの向きが半導体領域及び支持基体において関連づけられている。
【００５４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体のｍ軸の方向に前記法線軸に対して角度で傾斜し、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差することができる。この作製方法は、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸がIII族窒化物半導体のｍ軸の方向に法線軸に対して角度で傾斜する形態に適用できる。
【００５５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡで傾斜しており、前記角度ＡＬＰＨＡは、７１度以上７９度以下の範囲であることができる。この作製方法は、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸からIII族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が主面の法線軸に対して上記の角度ＡＬＰＨＡで傾斜する形態に適用できる。
【００５６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記主面は、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲になることができる。この作製方法では、この典型的な半極性面からの微傾斜面において、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性及び垂直性の端面を形成できる。
【００５７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に前記法線軸に対して角度で傾斜し、前記第１及び第２端面は、前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面に交差することができる。この作製方法は、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸がIII族窒化物半導体のａ軸の方向に法線軸に対してゼロより大きい角度で傾斜する形態に適用できる。
【００５８】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記基板の前記主面は、前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ面、ａ面及びｍ面のいずれかの面方位に平行な基準面に沿って延在することができる。この作製方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｃ面、ａ面及びｍ面のいずれかの面方位に平行な基準面に沿って延在する形態に適用できる。
【００５９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、前記物体はIII族窒化物基板を含み、前記III族窒化物基板の厚さは４００μｍ以下であることができる。この作製方法では、端面の加工条件だけでなく、レーザ構造体の構造と端面の品質との関係についても評価可能である。
【００６０】
本発明に係る、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法は、（ａ）第１面及び該第１面に反対側の第２面を有し六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体を準備する工程と、（ｂ）前記物体の第１面及び前記加工端面の一方から他方へ向かう軸の方向に前記エッジを横切るようにレーザビームの走査を前記第１面及び前記加工端面に行って、該レーザビームの走査を用いて前記加工端面の評価を行う工程とを備え、前記物体は、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための加工条件で形成された加工端面を備え、前記加工端面は、前記第１面及び第２面に交差する平面に沿って延在し、前記III族窒化物半導体の前記結晶体は前記加工端面に露出されており、前記加工端面の前記評価では、前記軸の方向に沿った加工端面角度を前記レーザビームの走査の結果から求め、前記加工端面角度は、前記第１面に沿って延在する基準面に対して前記加工端面の成す角度として規定される。この製造方法は、物体の構造及び／又は加工条件に関連づけて加工端面の評価を行うことができる。
【００６１】
本発明に係る、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法は、（ａ）第１面及び該第１面に反対側の第２面を有しており六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体を準備する工程と、（ｂ）前記III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を形成する加工処理をある加工条件で前記物体に行って、前記第１面のエッジから延在する第１加工端面を形成する工程と、（ｃ）前記第１面及び前記第１加工端面の一方から他方へ向かう軸の方向に前記エッジを横切るようにレーザビームの走査を相対的に前記第１面及び前記第１加工端面に行って、該走査されたレーザビームを用いて前記第１加工端面の評価を行う工程とを備える。前記III族窒化物半導体の前記結晶体は前記加工端面に露出されており、前記第１加工端面の前記評価では、前記軸方向に沿った複数の位置における加工端面角度を前記レーザビームの走査の結果から求め、前記加工端面角度は、前記第１面に沿って延在する基準面に対する前記第１加工端面の成す角度として規定される。
【００６２】
このIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法では、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に加工条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、上記のようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビーム反射光を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビームの走査結果から得ることができる。この評価方法によれば、加工条件と対応づけて端面の品質を調べることができる。
【００６３】
本発明に係る、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法は、（ｄ）III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する工程と、（ｅ）前記基板の前記主面上に成長された半導体領域、前記基板及び電極を有する基板生産物を準備する工程と、（ｆ）前記評価の後に、前記加工条件に基づき決定された所望の加工条件を用いて前記基板生産物の前記加工処理を行うと共に、前記基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程とを更に備える。前記レーザバーは、前記加工処理により形成された第１端面を有し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１の端面を含む。
【００６４】
上記の評価方法では、加工条件と対応づけて端面の品質を調べた後に、該加工条件に基づき決定された所望の加工条件を用いて基板生産物の加工処理を施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成することができる。この評価方法によれば、III族窒化物半導体レーザ素子の製造において、所望の品質に合わせた特性分布を得ることができる。
【００６５】
本発明に係る、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面の形成に用いられるスクライブ溝を評価する方法は、（ａ）III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のためのスクライブ加工条件でレーザビームを、六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体の表面に照射して、該表面にスクライブ溝を形成する工程と、（ｂ）該スクライブ溝の断面形状を観察する工程と、（ｃ）前記断面形状から前記スクライブ溝の延在方向を見積もる工程と、（ｄ）前記見積もり結果に基づき、前記スクライブ溝の延在方向とスクライブ加工条件との関係を得る工程とを備える。
【００６６】
また、スクライブ溝を評価する方法は、（ｅ）III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する工程と、（ｆ）前記基板の前記主面上に成長された半導体領域、前記基板及び電極を有する基板生産物を準備する工程と、（ｇ）前記スクライブ加工条件に基づき決定された所望のスクライブ加工条件を用いて前記基板生産物にスクライブ溝の形成を行う工程と、（ｈ）前記スクライブ溝を形成した後に、前記基板生産物の押圧により別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程とを備えることができる。前記レーザバーは、前記加工処理により形成された第１端面を有し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面を含む。
【００６７】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００６８】
以上説明したように、本発明によれば、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面を用いて、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器を有するIII族窒化物半導体レーザが提供される。また、本発明によれば、このIII族窒化物半導体レーザを作製する方法が提供される。
【００６９】
本発明によれば、レーザ光を出射、反射及び／又は透過させる端面の品質を調整可能な、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法が提供される。また、本発明によれば、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法が提供される。
【００７０】
本発明によれば、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面の形成に用いられるスクライブ溝を評価する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の構造を概略的に示す図面である。
【図２】図２は、III族窒化物半導体レーザ素子の活性層における発光の偏光を示す図面である。
【図３】図３は、ｃ軸及びｍ軸によって規定される素子断面を模式的に示す図面である。
【図４】図４は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図５】図５は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法の主要な工程を模式的に示す図面である。
【図６】図６は、実施例に係るレーザ構造体及びエピタキシャル基板の構造を示す図面である。
【図７】図７は、スクライブ溝の形成を示す図面である。
【図８】図８は、加工用レーザの走査速度とスクライブ溝の曲がりとの関係を示す図面である。
【図９】図９は、作製したレーザバーの共振器ミラーの角度評価を示す図面である。
【図１０】図１０は、条件Ｂで作製したレーザバーの共振器ミラー端面をレーザ顕微鏡により観察した像を示す図面である。
【図１１】図１１は、図９を参照しながら説明された評価方法により求めた、条件（Ｂ）で作製されたレーザバー端面の垂直性を示す図面である。
【図１２】図１２は、窒化ガリウムの結晶構造である六方晶系の結晶格子を示す図面である。
【図１３】図１３は、エピ成長のためのＧａＮ基板の｛２０−２１｝面に９０度近傍の角度を成す面方位（ａ面とは異なる方位）のリストを計算により求めた結果を示す。
【図１４】図１４はレーザ戻り光に関する配置を模式的に示す図面である。
【図１５】図１５は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１６】図１６は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１７】図１７は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法における主要な工程を示す図面である。
【図１８】図１８は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のためのスクライブ溝を評価する方法における主要な工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、III族窒化物半導体レーザ素子、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法、及びスクライブ溝を評価する方法に係る本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００７３】
（第１の実施形態）
図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の構造を概略的に示す図面である。III族窒化物半導体レーザ素子１１は、レーザ構造体１３及びオーミック電極１５を備える。レーザ構造体１３は、支持基体１７及び半導体領域１９を含む。支持基体１７は、六方晶系のIII族窒化物半導体からなる半極性主面１７ａを有し、裏面１７ｂを有する。半導体領域１９は、支持基体１７の半極性主面１７ａ上に設けられている。電極１５は、レーザ構造体１３の半導体領域１９上に設けられる。半導体領域１９は活性層２５を含む、活性層２５は窒化ガリウム系半導体層を含む。
【００７４】
図１を参照すると、直交座標系Ｓ及び結晶座標系ＣＲが描かれている。法線軸ＮＸは、直交座標系ＳのＺ軸の方向に向く。半極性主面１７ａは、直交座標系ＳのＸ軸及びＹ軸により規定される所定の平面に平行に延在する。また、図１には、代表的なｃ面Ｓｃが描かれている。本実施例では、支持基体１７のIII族窒化物半導体の＜０００１＞軸の方向を示すｃ＋軸ベクトル（単位ベクトル）は、III族窒化物半導体のｍ軸及びａ軸のいずれかの結晶軸の方向に、法線ベクトルＮＶ（単位ベクトル）に対して傾斜する。ｃ＋軸ベクトルはｃ＋軸ベクトルＶＣ＋として表されており、＜０００−１＞軸の方向はｃ＋軸ベクトルと逆方向であり、ｃ−軸ベクトルＶＣ−（単位ベクトル）で表される。図１に示される実施例では、支持基体１７の六方晶系III族窒化物半導体のｃ＋軸ベクトルＶＣ＋は、六方晶系III族窒化物半導体の[−１０１０]軸の方向に法線軸ＮＸに対して角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。この角度ＡＬＰＨＡは、７１度以上７９度以下であることが好ましい。
【００７５】
レーザ構造体１３は、共振器のための第１端面２７及び第２端面２９を含む。共振器のためのレーザ導波路は、第２端面２９から第１端面２７まで半極性面１７ａに沿って延在しており、導波路ベクトルＷＶは第２端面２９から第１端面２７への方向を示す。レーザ構造体１３の第１及び第２の端面２７、２９は、III族窒化物半導体の結晶軸（例えばｍ軸）及び法線軸ＮＸによって規定される基準面に交差する。図１では、第１及び第２端面２７、２９は六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸（ａ軸）及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面（ａ−ｎ面）に交差している。
【００７６】
支持基体１７のIII族窒化物半導体の＜０００１＞軸の方向を示すｃ＋軸ベクトルは、法線軸ＮＸの方向を示す法線ベクトルＮＶに対してIII族窒化物半導体のｍ軸の結晶軸の方向に６３度以上８０度以下の範囲の傾斜角で傾斜しているとき、この角度範囲の半極性面は、インジウムを含むIII族窒化物半導体においてインジウム組成の空間的均一性を提供でき、また高いインジウム組成を可能にする。
【００７７】
半導体領域１９の第１端面１９ｃ上に、窒化物半導体レーザダイオード１１の光共振器のための第１反射膜４３ａが設けられる。半導体領域１９の第２端面１９ｄ上に、該窒化物半導体レーザダイオード１１の光共振器のための第２反射膜４３ｂが設けられる。
【００７８】
第１及び第２端面２７、２９の各々には、支持基体１７の端面１７ｃ及び半導体領域１９の端面１９ｃが現れている。レーザ構造体１３は第１面（エピ面）１３ａ及び第２面（基板裏面）１３ｂを含む。第１面１３ａは第２面１３ｂの反対側の面である。半導体領域１９は第１面１３ａと支持基体１７との間に位置する。第１端面２７の第１法線ベクトルＥＮＶ１（単位ベクトル）が第１端面２７と第１面（エピ面）１３ａの第１エッジ１３ｃ上において規定される。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋はIII族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第１法線ベクトルＥＮＶ１に対して角度α１で傾斜する。第１端面２７の第２法線ベクトルＥＮＶ２（単位ベクトル）が第１端面２７と第２面（基板裏面）１３ｂの第２エッジ１３ｄ上において規定される。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋はIII族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第２法線ベクトルＥＮＶ２に対して角度β１で傾斜する。角度α１は角度β１と異なる。角度α１及び角度β１は同じ符号を有する。絶対値に関して角度α１は角度β１よりも大きい。第２端面２９においても、第１面１３ａ及び第２面１３ｂのエッジにおいて規定される上記のような角度を規定することができ、これらの角度は上記と同様な角度の関係を満たすことができる。第１端面２７は、ｃ軸とｍ軸の外積の向きに延在する筋状の構造を有する。筋状の構造は低指数面と非低指数面、もしくは非低指数面同士が交差することによって形成された段差である。また、発明者らの観察によれば、筋状の構造は例えば２０ｎｍ以下の段差を有する。
【００７９】
このIII族窒化物半導体レーザ素子１１によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１面１３ａ付近の第１端面２７では、ｍ−ｎ面内において第１法線ＥＮＶ１とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は角度α１に近い値を有する。また、基板裏面面１７ｂ付近の第１端面２７では、ｍ−ｎ面内において第２法線ＥＮＶ２とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は角度β１に近い値を有する。角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるときには、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に絶対値に関して角度α１が角度β１よりも大きいとき、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器を作製することができる。
【００８０】
また、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるときには、この角度範囲において、角度α１は１０度以上２５度以下の範囲であり、角度β１は０度以上５度以下の範囲であることが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子１１によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１の面１３ａ付近の第１端面２７では、ｍ−ｎ面内において第１法線ベクトルＥＮＶ１とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は、角度α１に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、光共振器のために好適な角度を第１の面１３ａ付近の第１の端面２７に与える。また、基板裏面面１７ｂ付近の第１の端面２７では、ｍ−ｎ面内において第２法線ベクトルＥＮＶ２とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との成す角度は、角度β１に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度ＡＬＰＨＡでは、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に絶対値に関して角度α１が角度β１よりも大きいので、光共振器のために好適な角度より大きな角度を第２面１３ｂ付近の第１端面２７に与える。これ故に、エピ面に近い第１面１３ａ付近の第１端面（活性層の端面辺りの端面エリア）２７における光反射は、第１面１３ａから離れた第１端面２７における光反射よりもレーザ発振に大きく寄与できると共に、第１面１３ａから離れた第１端面２７における光反射は、レーザ導波路と異なる方向に進み、ノイズ源とならない。本実施例では、角度（α１＋ＡＬＰＨＡ）は８１〜１０４度の範囲にあり、角度（β１＋ＡＬＰＨＡ）は７１〜８４度の範囲にあることができる。第２端面２９においても、第１面１３ａ及び第２面１３ｂのエッジにおいて規定される上記のような角度を規定することができ、これらの角度は上記と同様な角度の関係を満たすことができる。
【００８１】
半導体領域１９は、第１のクラッド層２１及び第２のクラッド層２３を含む。活性層２５は、第１のクラッド層２１と第２のクラッド層２３との間に設けられる。第１のクラッド層２１は、第１導電型の窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ等からなる。第２のクラッド層２３は、第２導電型の窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｐ型ＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ等からなる。活性層２５の窒化ガリウム系半導体層は例えば井戸層２５ａである。活性層２５は窒化ガリウム系半導体からなる障壁層２５ｂを含み、ｚ軸の方向に井戸層２５ａ及び障壁層２５ｂは交互に配列されている。井戸層２５ａは、例えばＩｎＧａＮ等からなり、障壁層２５ｂは例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ等からなる。活性層２５は、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域、例えば量子井戸構造を含むことができる。半極性面の利用により、活性層２５は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の発生に好適である。さらには、活性層２５は、緑光の波長領域、例えば波長５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲の光の発生に好適である。第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５は、半極性主面１７ａの法線軸ＮＸに沿って配列されている。法線軸ＮＸは法線ベクトルＮＶの方向へ延びる。支持基体１７のIII族窒化物半導体のｃ軸Ｃｘはｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の方向に延びる。
【００８２】
ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋は、半極性主面１７ａの法線軸ＮＸの方向の法線成分と半極性主面１７ａに平行な方向の平行成分とを有する。レーザ構造体１３は、支持基体１７の半極性主面１７ａ上に延在するレーザ導波路構造を含む。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の平行成分は第２端面２９から第１端面２７への方向を向き、レーザ導波路構造はｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の平行成分の方向に延在する。このIII族窒化物半導体レーザ素子１１によれば、ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の平行成分が第２端面２９から第１端面２７への方向を向くとき、第１端面２７において、支持基体端面１７ａとｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の平行成分との成す角度がエピ端面とｃ＋軸ベクトルの平行成分との成す角度より大きくなる。
【００８３】
また、第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５は、半極性主面１７ａ上にエピタキシャルに成長されてｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の法線成分の方向に沿って配列されている。第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５は、ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の平行成分の方向に延在する。第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５は、支持基体１７の半極性主面１７ａ上に延在するレーザ導波路構造を構成することができる。この構造では、第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５が半極性主面１７ａ上にエピタキシャルに成長されてｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の法線成分の方向に沿って配列されるので、半導体領域１９の結晶軸が支持基体１７の結晶軸に関連している。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋の向きが半導体領域１９及び支持基体１７において関連づけられて、良質な端面形成が提供される。
【００８４】
III族窒化物半導体レーザ素子１１は、絶縁膜３１を更に備える。絶縁膜３１は、レーザ構造体１３の半導体領域１９の表面１９ａ上に設けられ、また表面１９ａを覆っている。半導体領域１９は絶縁膜３１と支持基体１７との間に位置する。支持基体１７は六方晶系III族窒化物半導体からなる。絶縁膜３１は開口３１ａを有する。開口３１ａは、例えばストライプ形状を成す。本実施例のようにｃ軸がｍ軸（ａ軸）の方向に傾斜するとき、開口３１ａは半導体領域１９の表面１９ａと上記のｍ−ｎ面（ａ−ｎ面）との交差線の方向に延在する。交差線は導波路ベクトルＷＶの向きに延在する。
【００８５】
電極１５は、開口３１ａを介して半導体領域１９の表面１９ａ（例えば第２導電型のコンタクト層３３）に接触を成しており、上記の交差線の方向に延在する。III族窒化物半導体レーザ素子１１では、レーザ導波路は、第１のクラッド層２１、第２のクラッド層２３及び活性層２５を含み、また上記の交差線の方向に延在する。
【００８６】
III族窒化物半導体レーザ素子１１は利得導波路構造を有することができる。電極１５は、絶縁膜３１の開口３１ａを通して半導体領域１９の表面に接触を成す。角度α１及び角度β１は、利得導波路構造を規定する電極１５の幅及び絶縁膜３１の開口３１ａの幅の中心を通り支持基体１７の半極性主面１７ａに直交する軸上において規定される。開口３１ａの向き又は電極１５の向きが、利得導波路の向きを規定することができる。
【００８７】
また、III族窒化物半導体レーザ素子１１は、リッジ構造２４を有するレーザ素子に適用されることができる。III族窒化物半導体レーザ素子１１は、例えばレーザ構造体１３の半導体領域１９がリッジ構造２４を有するように構成される。電極１５は、リッジ構造２４の上面２４ａに接触を成す。角度α１及び角度β１は、リッジ構造２４の上面２４ａの幅の中心を通り支持基体１７の半極性主面１７ａに直交する軸上において規定される。リッジ構造２４は、活性層２５に供給される電流の分布幅を制御できると共に光の閉じ込めを制御でき、レーザ導波路を伝搬する光とキャリアとの相互作用の程度を調整できる。
【００８８】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、半導体領域１９は、III族窒化物からなるコンタクト層３３と、III族窒化物からなる光ガイド層３７とを含む。光ガイド層３７は活性層２５とコンタクト層３３との間に設けられ、また活性層２５とクラッド層２３との間に設けられる。リッジ構造２４はコンタクト層３３と光ガイド層３７の一部を含むように設けられた高さＨＲを有することが好ましい。リッジ構造２４の高さＨＲは活性層２５に供給される電流をガイドして活性層２５内での電流分布幅の調整を容易にする。
【００８９】
支持基体１７の裏面１７ｂには別の電極４１が設けられ、電極４１は例えば支持基体１７の裏面１７ｂを覆っている。III族窒化物半導体レーザ素子１５は、オーミック電極１５上に設けられたパッド電極４２を更に備えることができる。パッド電極４２は例えば金からなることができ、オーミック電極１５は半導体領域１９の上面１９ａに接触を成しており、また例えばＰｄ電極を含むことが好ましい。
【００９０】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、支持基体１７は第１基体端面１７ｃを有し、この基体端面１７ｃは半導体領域１９の端面１９ｃに繋がれている。第１反射膜４３ａは第１基体端面１７ｃ上に設けられている。支持基体１７は第２基体端面１７ｄを有し、この基体端面１７ｄは半導体領域１９の端面１９ｄに繋がれている。第２反射膜４３ｂは第２基体端面１７ｄ上に設けられる。この形態においては、第１反射膜４３ａ及び第２反射膜４３ｂは、それぞれ、半導体領域１９の第１端面１９ｃ及び第２端面１９ｄから連続して第１基体端面１７ｃ及び第２基体端面１７ｄ上に至る。
【００９１】
第１反射膜４３ａ及び第２反射膜４３ｂの各々は、例えば誘電体多層膜によって構成されることができる。引き続く説明では、第１反射膜４３ａ及び第２反射膜４３ｂは、それぞれ、第１誘電体多層膜４３ａ及び第２誘電体多層膜４３ｂとして参照する。
【００９２】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、第１端面２７及び第２端面２９の各々は、へき開では形成されない端面であることができる。本件では、第１端面２７及び第２端面２９を低指数のへき開面と区別するために、第１端面２７及び第２端面２９を第１割断面２７及び第２割断面２９として参照することもある。第１割断面２７及び第２割断面２９は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸（ａ軸）及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面（ａ−ｍ面）に交差する。III族窒化物半導体レーザ素子１１のレーザ共振器は第１及び第２割断面２７、２９を含み、第１割断面２７及び第２割断面２９の一方から他方に、レーザ導波路が延在している。レーザ構造体１３は第１面１３ａ及び第２面１３ｂを含み、第１面１３ａは第２面１３ｂの反対側の面である。第１及び第２割断面２７、２９は、第１面１３ａのエッジ１３ｃから第２面１３ｂのエッジ１３ｄまで延在する。第１及び第２割断面２７、２９は、ｃ面、ｍ面又はａ面といったこれまでのへき開面とは異なる。
【００９３】
このIII族窒化物半導体レーザ素子１１によれば、レーザ共振器を構成する第１及び第２割断面２７、２９がｍ−ｎ面に交差する。これ故に、ｍ−ｎ面と半極性面１７ａとの交差線の方向に延在するレーザ導波路を設けることができる。これ故に、III族窒化物半導体レーザ素子１１は、低しきい値電流を可能にするレーザ共振器を有することになる。
【００９４】
III族窒化物半導体レーザ素子１１における光導波構造について説明する。III族窒化物半導体レーザ素子１１は、ｎ側の光ガイド層３５及びｐ側の光ガイド層３７を含む。ｎ側光ガイド層３５は、第１の部分３５ａ及び第２の部分３５ｂを含み、ｎ側光ガイド層３５は例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ等からなる。ｐ側光ガイド層３７は、第１の部分３７ａ及び第２の部分３７ｂを含み、ｐ側光ガイド層３７は例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ等からなる。キャリアブロック層３９は、例えば第１の部分３７ａと第２の部分３７ｂとの間に設けられる。
【００９５】
図２は、III族窒化物半導体レーザ素子１１の活性層２５における発光の偏光を示す図面である。図２に示されるように、誘電体多層膜４３ａ、４３ｂは、それぞれ、第１及び第２端面２７、２９に設けられる。
【００９６】
図２の（ｂ）部に示されるように、本実施の形態の結晶軸の（ｍ−ｎ面に沿った）方向に向きづけられたレーザ導波路の活性層２５からのレーザ光Ｌは六方晶系III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光している。このIII族窒化物半導体レーザ素子１１において、低しきい値電流を実現できるバンド遷移は偏光性を有する。レーザ共振器のための第１及び第２端面２７、２９は、ｃ面、ｍ面又はａ面といったこれまでのへき開面とは異なる。しかしながら、第１及び第２の端面２７、２９は共振器のための,ミラーとしての平坦性、垂直性を有する。これ故に、第１及び第２端面２７、２９とこれらの端面２７、２９間に延在するレーザ導波路とを用いて、図２の（ｂ）部に示されるように、ｃ軸を主面に投影した方向に偏光する遷移による発光Ｉ２よりも強い遷移による発光Ｉ１を利用して低しきい値のレーザ発振が可能になる。III族窒化物半導体レーザ素子１１におけるＬＥＤモードにおける光は、III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光成分Ｉ１と、III族窒化物半導体のｃ軸を主面に投影した方向に偏光成分Ｉ２を含み、偏光成分Ｉ１は前記偏光成分Ｉ２よりも大きいことが好ましい。
【００９７】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、第１及び第２端面２７、２９の各々には、支持基体１７の端面１７ｃ及び半導体領域１９の端面１９ｃが現れており、端面１７ｃ及び端面１９ｃは誘電体多層膜４３ａで覆われている。支持基体１７の端面１７ｃ及び活性層２５における端面２５ｃの法線ベクトルＮＡと活性層２５のｍ軸ベクトルＭＡとの成す角度ＧＡＭＭＡは、III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面Ｓ１において規定される成分（ＧＡＭＭＡ）１と、第１平面Ｓ１及び法線軸ＮＸに直交する第２平面Ｓ２において規定される成分（ＧＡＭＭＡ）２とによって規定される。成分（ＧＡＭＭＡ）１は、III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面Ｓ１において（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下の範囲であることが好ましい。この角度範囲は、活性層２５の端面２５ｃに沿って延在する参照面とｍ面との成す角度として理解される。このIII族窒化物半導体レーザ素子１１は、ｃ軸及びｍ軸の一方から他方に取られる角度ＧＡＭＭＡに関して、上記の垂直性を満たす端面を有する。また、成分（ＧＡＭＭＡ）２は第２平面Ｓ２において−５度以上＋５度以下の範囲であることが好ましい。ここで、ＧＡＭＭＡ２＝（ＧＡＭＭＡ）１２＋（ＧＡＭＭＡ）２２である。このとき、III族窒化物半導体レーザ素子１１の端面２７、２９は、半極性面１７ａの法線軸ＮＸに垂直な面において規定される角度に関して上記の垂直性を満たす。
【００９８】
図３は、ｃ軸及びｍ軸によって規定される線に沿ってレーザ導波路の延在方向にとられる断面を模式的に示す図面である。図３は、既に説明した第１端面２７における角度α１及び角度β１の関係を示す。角度α１はベクトルＥＮＶ１とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との内積に関連づけられている。角度β１はベクトルＥＮＶ２とｃ＋軸ベクトルＶＣ＋との内積に関連づけられている。
【００９９】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、支持基体１７のIII族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００−１＞軸方向と逆方向に向いている。ｃ−軸ベクトルＶＣ−によって表される＜０００−１＞軸方向を用いて、第２端面２９の第３法線ベクトルＥＮＶ３（単位ベクトル）が第２端面２９と第１面（エピ面）１３ａの第３エッジ１３ｅ上において規定される。ｃ−軸ベクトルＶＣ−は、支持基体１７のIII族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第３法線ベクトルＥＮＶ３に対して角度α２で傾斜する。角度α２は例えば＋１０度以上＋２５度以下の範囲であることが好ましい。
【０１００】
また、第２端面２９の第４法線ベクトルＥＮＶ４（単位ベクトル）が第２端面２９と第２面（基板裏面）１３ｂの第４エッジ１３ｆ上において規定される。ｃ−軸ベクトルＶＣ−は、支持基体１７のIII族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第４法線ベクトルＥＮＶ４に対して角度β２で傾斜する。角度β２は、例えば０度以上＋５度以下の範囲であることが好ましい。
【０１０１】
このIII族窒化物半導体レーザ素子１１によれば、角度α２が角度β２と異なる。エピ面に近い第１面１３ａ付近の第２端面２９では、ｍ−ｎ面内において第３法線ベクトルＥＮＶ３とｃ−軸ベクトルＶＣ−との成す角度は、角度α２に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、光共振器のために好適な角度を第１面１３ａ付近の第２端面２９に与える。また、基板裏面面１７ｂ付近の第２端面２９では、ｍ−ｎ面内において第４法線ベクトルＥＮＶ４とｃ−軸ベクトルＶＣ−との成す角度は、角度β２に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲の角度）を有する。エピ面に近い第１面１３ａ付近の第２端面（活性層の端面辺りの端面エリア）２９における光反射が、第１面１３ａから離れた第２端面２９における光反射よりもレーザ発振に大きく寄与する。角度α２及び角度β２は同じ符号を有すると共に絶対値において角度α２が角度β２よりも大きいので、上記の角度ＡＬＰＨＡは、光共振器のために好適な角度より大きな角度を第２面１３ｂ付近の第２端面２９に与える。
【０１０２】
再び図１を参照すると、III族窒化物半導体レーザ素子１１では、支持基体１７の厚さは４００μｍ以下であることが好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子では、レーザ共振器のための良質な割断面を得るために好適である。III族窒化物半導体レーザ素子１１では、支持基体１７の厚さは１００μｍ以下であることが更に好ましい。このIII族窒化物半導体レーザ素子１１では、レーザ共振器のための良質な割断面を得るために更に好適である。また、厚さ５０μｍ以上では、ハンドリングが容易になり、生産歩留まりを向上させることができる。
【０１０３】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、低面指数で示されるへき開面を共振器のための端面に利用しない。このような端面は、この明細書では、へき開面と区別するために割断面として参照される。発明者らの知見によれば、割断面の利用のためには、法線軸ＮＸと六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度は４５度以上であることが好ましく、また８０度以下であることが好ましい。また、この角度は１００度以上であることが好ましく、また１３５度以下であることが好ましい。４５度未満及び１３５度を越える角度では、押圧により形成される端面がｍ面からなる可能性が高くなる。また、８０度を越え１００度未満の角度では、所望の平坦性及び垂直性が得られないおそれがある。
【０１０４】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、破断面の形成の観点から、法線軸ＮＸと六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度ＡＬＰＨＡは７１度以上であることが好ましく、また７９度以下であることが好ましい。７１度未満の角度では、ｃ面劈開によるガイド作用を割断に利用できないため割断面の平坦性及び垂直性が悪化する可能性がある。また、７９度を越える角度では、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器が得られないおそれがある。
【０１０５】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、III族窒化物半導体のｃ軸が窒化物半導体のｍ軸の方向に傾斜するとき、実用的な面方位及び角度範囲は、少なくとも以下の面方位及び角度範囲を含む。例えば、支持基体１７の主面１７ａが、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲で傾斜することができる。また、支持基体１７の主面１７ａが、｛２０−２１｝面であることができる。
【０１０６】
III族窒化物半導体レーザ素子１１では、傾斜角ＡＬＰＨＡは７１度以上であることが好ましい。この傾斜角ＡＬＰＨＡ未満だと、ｃ面劈開によるガイド作用を割断に利用できないため割断面の平坦性及び垂直性が悪化する可能性がある。また、傾斜角ＡＬＰＨＡは７９度以上であることが好ましい。この傾斜角ＡＬＰＨＡを超えると、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器が得られないおそれがある。
【０１０７】
支持基体１７は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなることができる。これらの窒化ガリウム系半導体からなる基板を用いるとき、共振器として利用可能な割断面２７、２９を得ることができる。
【０１０８】
支持基体１７の主面１７ａはＧａＮであることができ、また支持基体１７はＧａＮ単結晶体であることができる。このIII族窒化物半導体レーザ素子によれば、ＧａＮ主面を用いたレーザ構造体の実現により、例えば上記の波長範囲（青色から緑色までの波長範囲）における発光を実現できる。また、ＡｌＮ又はＡｌＧａＮ基板を用いるとき、偏光度を大きくでき、また低屈折率により光閉じ込めを強化できる。ＩｎＧａＮ基板を用いるとき、基板と発光層との格子不整合率を小さくでき、結晶品質を向上できる。また、III族窒化物半導体レーザ素子１１では、支持基体１７の積層欠陥密度は１×１０４ｃｍ−１以下であることができる。積層欠陥密度が１×１０４ｃｍ−１以下であるので、偶発的な事情により割断面の平坦性及び／又は垂直性が乱れる可能性が低い。
【０１０９】
図４は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法の主要な工程を示す図面である。図５の（ａ）部を参照すると、基板５１が示されている。本実施例では、基板５１のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜している。工程Ｓ１０１では、III族窒化物半導体レーザ素子の作製のための基板５１を準備する。基板５１の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸（ベクトルＶＣ＋）は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸方向（ベクトルＶＭ）の方向に法線軸ＮＸに対してゼロより大きい角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。これ故に、基板５１は、六方晶系III族窒化物半導体からなる半極性主面５１ａを有する。本実施の形態に係る製造方法では、主面５１ａの角度ＡＬＰＨＡは例えば７１度以上７９度以下の範囲であることができる。
【０１１０】
工程Ｓ１０２では、基板生産物ＳＰを形成する。図５の（ａ）部では、基板生産物ＳＰはほぼ円板形の部材として描かれているけれども、基板生産物ＳＰの形状はこれに限定されるものではない。
【０１１１】
基板生産物ＳＰを得るために、まず、工程Ｓ１０３において、レーザ構造体５５を形成する。レーザ構造体５５は、半導体領域５３及び基板５１を含む。半導体領域５３は半極性主面５１ａ上に形成される。半導体領域５３を形成するために、半極性主面５１ａ上に、第１導電型の窒化ガリウム系半導体領域５７、発光層５９、及び第２導電型の窒化ガリウム系半導体領域６１を順に成長する。窒化ガリウム系半導体領域５７は例えばｎ型クラッド層を含み、窒化ガリウム系半導体領域６１は例えばｐ型クラッド層を含むことができる。発光層５９は窒化ガリウム系半導体領域５７と窒化ガリウム系半導体領域６１との間に設けられ、また活性層、光ガイド層及び電子ブロック層等を含むことができる。窒化ガリウム系半導体領域５７、発光層５９、及び第２導電型の窒化ガリウム系半導体領域６１は、半極性主面５１ａの法線軸ＮＸに沿って配列されている。これらの半導体層は主面５１ａ上にエピタキシャル成長される。半導体領域５３上は、絶縁膜５４で覆われている。絶縁膜５４は例えばシリコン酸化物からなる。絶縁膜５４の開口５４ａを有する。開口５４ａは例えばストライプ形状を成す。図５の（ａ）部を参照すると、導波路ベクトルＷＶが描かれており、本実施例では、このベクトルＷＶはｍ−ｎ面に平行に延在する。必要な場合には、絶縁膜５４の形成に先立って、半導体領域５３にリッジ構造を形成しても良く、絶縁膜５４の形成と共に半導体領域５３にリッジ構造を形成しても良く、絶縁膜５４の形成及び電極の形成と共に半導体領域５３にリッジ構造を形成しても良い。このように形成されたリッジ構造は、リッジ形状に加工された窒化ガリウム系半導体領域６１を含むことができる。半導体領域５３の厚みは例えば３〜４μｍであることができる。
【０１１２】
工程Ｓ１０４では、レーザ構造体５５上に、アノード電極５８ａ及びカソード電極５８ｂが形成される。また、基板５１の裏面に電極を形成する前に、結晶成長に用いた基板の裏面を研磨して、所望の厚さＤＳＵＢの基板生産物ＳＰを形成する。電極の形成では、例えばアノード電極５８ａが半導体領域５３上に形成されると共に、カソード電極５８ｂが基板５１の裏面（研磨面）５１ｂ上に形成される。アノード電極５８ａはＸ軸方向に延在し、カソード電極５８ｂは裏面５１ｂの全面を覆っている。これらの工程により、基板生産物ＳＰが形成される。基板生産物ＳＰは、第１面６３ａと、これに反対側に位置する第２面６３ｂとを含む。半導体領域５３は第１面６３ａと基板５１との間に位置する。
【０１１３】
次いで、工程Ｓ１０５では、レーザ共振器のための端面を有するレーザバーを形成する。端面は所定範囲の端面角度を有する。本実施例では、基板生産物ＳＰからレーザバーを作製する。レーザバーは、誘電体多層膜を形成可能な一対の端面を有する。引き続き、レーザバー及び端面の作製の一例を説明する。
【０１１４】
工程Ｓ１０６では、図５の（ｂ）部に示されるように、基板生産物ＳＰの第１の面６３ａにスクライブ溝を形成する。基板５１の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸は＜０００１＞軸方向に向く。この＜０００１＞軸方向がｃ＋軸ベクトルによって表される。本実施の形態においてスクライブは、ｃ＋軸ベクトルに交差する方向に行われることが好ましい。また、このスクライブは、レーザスクライバ１０ａを用いて行われる。スクライブによりスクライブ溝６５ａが形成される。図５の（ｂ）部では、５つのスクライブ溝が既に形成されており、レーザビームＬＢを用いてスクライブ溝６５ｂの形成が進められている。スクライブ溝６５ａの長さは、六方晶系III族窒化物半導体のａ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるａ−ｎ面と第１面６３ａとの交差線ＡＩＳの長さよりも短く、交差線ＡＩＳの一部分にレーザビームＬＢの照射が行われる。レーザビームＬＢの照射により、特定の方向に延在し基板に到達する溝が第１面６３ａに形成される。スクライブ溝６５ａは例えば基板生産物ＳＰの一エッジに形成されることができ、またスクライブ溝は、レーザチップの幅に合わせたピッチで配列されていてもよい。
【０１１５】
スクライブによりスクライブ溝６５ａが形成され、該スクライブ溝６５ａは半導体領域５３の表面から基板５１に到達する。図５の（ｄ）部に示されるように、スクライブ溝６５ａは、半導体領域５３の表面における開口６６ａと基板５１に到達する底部６６ｂとを有する。スクライブ溝６５ａの開口６６ａの端とスクライブ溝６５ａの底部６６ｂの最深端とによって規定される基準平面はIII族窒化物半導体のａ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるａ−ｎ面の方向に延在することができる。スクライブ溝６５ａは深さ方向に曲がらずにほぼ平行であることが好ましい。このスクライブ溝６５ａの曲がりの方向は、ｃ軸の傾斜方向に関連している。このスクライブ溝６５ａの曲がりの低減は、端面６７ａ、６７ｂの形状を規定するために寄与する。
【０１１６】
工程Ｓ１０７では、図５の（ｃ）部に示されるように基板生産物ＳＰをシート１２ａ、１２ｂに挟んだ後に、基板生産物ＳＰの第２の面６３ｂへの押圧により基板生産物ＳＰの分離を行って、基板生産物ＳＰ１及びレーザバーＬＢ１を形成する。押圧は、例えばブレード６９といったブレイキング装置を用いて行われる。ブレード６９は、一方向に延在するエッジ６９ａと、エッジ６９ａを規定する少なくとも２つのブレード面６９ｂ、６９ｃを含む。また、基板生産物ＳＰ１の押圧は支持装置７１上において行われる。支持装置７１は、支持面７１ａと凹部７１ｂとを含み、凹部７１ｂは一方向に延在する。凹部７１ｂは、支持面７１ａに形成されている。基板生産物ＳＰ１のスクライブ溝６５ａの向き及び位置を支持装置７１の凹部７１ｂの延在方向に合わせて、基板生産物ＳＰ１を支持装置７１上において凹部７１ｂに位置決めする。凹部７１ｂの延在方向にブレイキング装置のエッジの向きを合わせて、第２面６３ｂに交差する方向からブレイキング装置のエッジを基板生産物ＳＰ１に押し当てる。交差方向は好ましくは第２面６３ｂにほぼ垂直方向である。これによって、基板生産物ＳＰの分離を行って、基板生産物ＳＰ１及びレーザバーＬＢ１を形成する。押し当てにより、第１及び第２端面６７ａ、６７ｂを有するレーザバーＬＢ１が形成され、これらの端面６７ａ、６７ｂでは、少なくとも発光層の一部は半導体レーザの共振ミラーに適用可能な程度の垂直性及び平坦性を有する。
【０１１７】
形成されたレーザバーＬＢ１は、上記の分離により形成された第１及び第２の端面６７ａ、６７ｂを有し、端面６７ａ、６７ｂの各々は、第１の面６３ａから第２の面６３ｂにまで延在する。これ故に、端面６７ａ、６７ｂは、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成でき、ＸＺ面に交差する。このＸＺ面は、III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面に対応する。レーザバーＬＢ０、ＬＢ１の各々に、導波路ベクトルＷＶが示されている。導波路ベクトルＷＶは、端面６７ｂから端面６７ａの方向に向いている。図５の（ｃ）部において、レーザバーＬＢ０は、ｃ軸ベクトルＶＣの向きを示すために一部破断して示されている。導波路ベクトルＷＶはｃ軸ベクトルＶＣ＋と鋭角を成す。
【０１１８】
第１及び第２端面６７ａ、６７ｂは、それぞれ第１面６３ａのエッジから第２面６３ｂのエッジまで延在する。第１端面６７ａの第１法線ベクトルＥＮＶ１が第１端面６７ａと第１面（エピ面）６３ａのエッジ上において規定される。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋は、III族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第１法線ベクトルＥＮＶ１に対して角度α１を成す。また、第１端面６７ａの第２法線ベクトルＥＮＶ２が第１端面６７ａと第２面（基板裏面）６３ｂのエッジ上において規定される。ｃ＋軸ベクトルＶＣ＋は、III族窒化物半導体の[−１０１０]軸からｃ軸に向かう方向にｍ−ｎ面内において第２法線ベクトルＥＮＶ２に対して角度β１を成す。
【０１１９】
スクライブ及びブレイキングは、角度α１が１０度以上２５度以下の範囲であると共に角度β１が０度以上５度以下の範囲であるように行われることが好ましい。
【０１２０】
この作製方法によれば、角度α１が角度β１と異なる。エピ面に近い第１面６７ａ付近の第１端面６７ａでは法線ベクトルＥＮＶ１とｃ軸との成す角度は、ｍ−ｎ面内において角度α１に近い値（例えば１０度以上２５度以下の範囲の角度）を有する。この範囲の角度は、角度ＡＬＰＨＡが７１度以上７９度以下の範囲であるので、光共振器のために好適な角度を第１面６３ａ付近の第１端面６７ａに与える。また、基板裏面面６３ｂ付近の第１端面６７ａでは、第２法線ベクトルＥＮＶ２とｃ軸との成す角度は、ｍ−ｎ面内において角度β１に近い値（例えば０度以上５度以下の範囲の角度）を有する。エピ面に近い第１面６３ａ付近の第１端面（活性層の端面辺りの端面エリア）６７ａにおける光反射は、第１面６３ａから離れ第２面６３ｂに近い第１端面６７ａにおける光反射よりもレーザ発振に大きく寄与する。この範囲の角度ＡＬＰＨＡは、角度α１及び角度β１は同じ符号を有すると共に角度α１が角度β１よりも大きいので、光共振器のために好適な角度より大きな角度を第２面６３ｂ付近の第１端面６７ａに与える。
【０１２１】
また、この方法によれば、六方晶系III族窒化物半導体のａ軸の方向に基板生産物ＳＰの第１面６３ａをスクライブした後に、基板生産物ＳＰの第２面６３ｂへの押圧により基板生産物ＳＰの分離を行って、新たな基板生産物ＳＰ１及びレーザバーＬＢ１を形成する。これ故に、ｍ−ｎ面に交差するように、レーザバーＬＢ１に第１及び第２端面６７ａ、６７ｂが形成される。この端面形成によれば、第１及び第２端面６７ａ、６７ｂに当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性及び垂直性が提供される。形成されたレーザ導波路は、六方晶系III族窒化物のｃ軸の傾斜の方向に延在している。この方法では、このレーザ導波路を提供できる共振器ミラー端面を形成している。
【０１２２】
この方法によれば、基板生産物ＳＰ１の割断により、新たな基板生産物ＳＰ１及びレーザバーＬＢ１が形成される。工程Ｓ１０７では、押圧による分離を繰り返して、多数のレーザバーを作製する。この割断は、レーザバーＬＢ１の割断線ＢＲＥＡＫに比べて短いスクライブ溝６５ａを用いて引き起こされる。
【０１２３】
工程Ｓ１０８では、レーザバーＬＢ１の端面６７ａ、６７ｂに誘電体多層膜を形成して、レーザバー生産物を形成する。この工程は、例えば以下のように行われる。まず、レーザバーＬＢ１の端面６７ａ、６７ｂのいずれか一方に誘電体多層膜を形成する。次いで、レーザバーＬＢ１の端面６７ａ、６７ｂのいずれか他方に誘電体多層膜を形成する。フロント側の誘電体多層膜の反射率が、リア側の誘電体多層膜の反射率より小さいとき、このフロント側からレーザ光の多くは出射され、このリア側でレーザ光の大部分は反射される。
【０１２４】
工程Ｓ１０９において、このレーザバー生産物を個々の半導体レーザのチップに分離する。
【０１２５】
また、基板５１は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなることができる。これらの窒化ガリウム系半導体からなる基板を用いるとき、レーザ共振器として利用可能な端面を得ることができる。基板５１は好ましくはＧａＮからなる。
【０１２６】
基板生産物ＳＰを形成する際に、結晶成長に使用された半導体基板は、基板厚が４００μｍ以下になるようにスライス又は研削といった加工が施され、第２の面６３ｂが研磨により形成された加工面であることができる。この基板厚では、割断を使用するとき、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成できる程度の十分な平坦性、垂直性を歩留まりよく得られる。また、割断を使用するとき、イオンダメージの無い端面６７ａ、６７ｂを形成できる。第２の面６３ｂが研磨により形成された研磨面であることが好ましい。また、基板生産物ＳＰを比較的容易に取り扱うためには、基板厚が５０μｍ以上であることが好ましい。
【０１２７】
本実施の形態に係るレーザ端面の製造方法では、レーザバーＬＢ１においても、図２を参照しながら説明された角度ＧＡＭＭＡが規定される。レーザバーＬＢ１では、角度ＧＡＭＭＡの成分（ＧＡＭＭＡ）１は、III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面（図２を参照した説明における第１平面Ｓ１に対応する面）において（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下の範囲であることが好ましい。レーザバーＬＢ１の端面６７ａ、６７ｂは、ｃ軸及びｍ軸の一方から他方に取られる角度ＧＡＭＭＡの角度成分に関して上記の垂直性を満たす。また、角度ＧＡＭＭＡの成分（ＧＡＭＭＡ）２は、第２平面（図２に示された第２平面Ｓ２に対応する面）において−５度以上＋５度以下の範囲であることが好ましい。このとき、レーザバーＬＢ１の端面６７ａ、６７ｂは、半極性面５１ａの法線軸ＮＸに垂直な面において規定される角度ＧＡＭＭＡの角度成分に関して上記の垂直性を満たす。
【０１２８】
端面６７ａ、６７ｂは、半極性面５１ａ上にエピタキシャルに成長された複数の窒化ガリウム系半導体層への押圧によるブレイクによって形成される。半極性面５１ａ上へのエピタキシャル膜であるが故に、端面６７ａ、６７ｂは、これまで共振器ミラーとして用いられてきたｃ面、ｍ面、又はａ面といった低面指数のへき開面ではない。しかしながら、半極性面５１ａ上へのエピタキシャル膜の積層のブレイクにおいて、端面６７ａ、６７ｂは、共振器ミラーとして適用可能な平坦性及び垂直性を有する。
【０１２９】
本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子は、ｍ軸の方向に傾斜したｃ軸を有する支持基体を用いる。このIII窒化物半導体レーザ素子が、ｃ軸及びｍ軸によって規定される面に沿って延在するレーザ導波路を備えるとき、低いしきい値電流を示す。しかし、この導波路の向きでは、劈開面を利用した共振器ミラーを作製することができない。
【０１３０】
発明者らの知見によれば、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面を利用する半導体素子では、製造方法の制御により、＜０００１＞軸（或いは＜０００−１＞軸）の向きに応じて端面の品質を調整できる。
【０１３１】
その制御の一例として、発明者らは、レーザスクライバで基板生産物にスクライブ溝を形成する際に、加工用レーザの走査速度を上昇させることにより、基板生産物の主面に対するスクライブ溝の垂直性および平坦性の向上が可能であることを見出している。
【０１３２】
このような制御により、低しきい値電流でレーザ発振を可能とする共振器ミラー面の作製が可能になる。本実施の形態に従う方法で得られる共振器ミラーは、いずれも従来の劈開面とは異なる複数の劈開面で構成されており、またこれまでの共振器ミラーとは全く異なる。それ故に、半導体レーザへの戻り光のうち、支持基体の端面を介してレーザ内に入射する成分を排除できるので、半導体レーザにおける戻り光の影響を低減できる。
【０１３３】
いくつかの先行技術においては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）といったドライエッチングを用いて共振器ミラーを作製している。一方、本実施の形態では、スクライブ及び押圧により共振器ミラーを作製している。
これらの方法を用いる共振器ミラーの作製では、多くの場合、端面の外観の観察、幾何学的な角度の測定・評価、レーザ発振の可否、やしきい値電流の大小等によって、共振器端面の品質を見積もっている。これ故に、垂直性や平坦性の点において満足する製造条件を見いだす適切な評価方法が潜在的に求められていた。また、基板への押圧により作製した端面（割断面）を共振器ミラーとして利用するIII族窒化物半導体レーザ素子では、より安定な品質を提供できる共振器ミラーの作製方法が望まれており、この作製方法を見出すために有用な端面評価方法が望まれている。
【０１３４】
（実施例１）
以下の通り、レーザダイオードを有機金属気相成長法により成長した。原料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いた。基板７１として、｛２０−２１｝ＧａＮ基板を準備した。このＧａＮ基板は、ＨＶＰＥ法で厚く成長した（０００１）ＧａＮインゴットからｍ軸方向に７５度の範囲の角度でウエハスライス装置を用いて切り出して作製可能である。
【０１３５】
この基板を反応炉内のサセプタ上に配置した後に、図６に示されるレーザ構造体のためのエピタキシャル層を以下の成長手順で成長する。基板７１を成長炉に配置した後に、まず、基板７１上にｎ型ＧａＮ層（厚さ：５００ｎｍ）７２を成長した。次に、ｎ型クラッド層（例えばＩｎＡｌＧａＮ、厚さ：２０００ｎｍ）７３をｎ型ＧａＮ層７２上に成長する。引き続き、発光層を作製した。まず、ｎ型光ガイド層（例えばＧａＮ、厚さ：２００ｎｍ）７４ａ及びｎ型光ガイド層（例えばＩｎＧａＮ、厚さ：１５０ｎｍ）７４ｂをｎ型クラッド層７３上に成長した。次いで、活性層７５を成長する。この活性層７５は、ＩｎＧａＮ（井戸層、厚さ：３ｎｍ）及びＧａＮ（障壁層、厚さ：１５ｎｍ）から構成され、例えば３周期からなる多重量子井戸構造を有する。この後に、アンドープ光ガイド層（例えばＩｎＧａＮ、厚さ：５０ｎｍ）７６ａ、電子ブロック層（例えばｐ型ＡｌＧａＮ、厚さ１００ｎｍ）７６ｂ及びｐ型光ガイド層（例えばＧａＮ、厚さ２００ｎｍ）７６ｃを活性層７５上に成長する。次に、ｐ型クラッド層（例えばＩｎＡｌＧａＮ及び／又はＡｌＧａＮ、厚さ：４００ｎｍ）７７を発光層上に成長する。最後に、ｐ型コンタクト層（例えば、ＧａＮ厚さ：５０ｎｍ）７８をｐ型クラッド層７７上に成長した。これらのエピタキシャル成長によりエピタキシャル基板ＥＰを成長する。
【０１３６】
このエピタキシャル基板ＥＰを用いて、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によりリッジ構造を作製する。例えば、幅２μｍのリッジ構造を作製するために、フォトリソグラフィによって幅２μｍのポジ型レジストによってマスクを形成する。レーザ導波路方向は、ｃ軸を主面に投影した投影成分の方向に平行になるように向き付けした。ドライエッチングには、例えば塩素ガス（Ｃｌ２）を用いた。Ｃｌ２を用いたドライエッチングによってリッジ構造を作製する。リッジ構造のためのエッチング深さは、例えば０．７μｍであり、本実施例ではＡｌＧａＮブロック層が露出するまでエピタキシャル基板の半導体領域のエッチングを行う。エッチングの後に、レジストマスクを除去した。フォトリソグラフィを用いて約幅２μｍのストライプマスクをリッジ構造上に残した。ストライプマスクの向きはリッジ構造の向きに合わせた。この後に、リッジ側面にＳｉＯ２を真空蒸着法で形成する。絶縁膜の蒸着の後に、リフトオフ法によってリッジ上のシリコン酸化膜（例えばＳｉＯ２膜）を除去して、ストライプ状開口部を有する絶縁膜７９を形成する。次いで、アノード電極及びカソード電極を形成して、基板生産物を作製する。具体的には、絶縁膜７９を形成した後、ｐ側電極８０ａ及びｎ側電極８０ｂを作製して基板生産物を作製する。このために、ｐ側電極８０ａを真空蒸着法によって作製する。ｐ側電極８０ａは例えばＮｉ／Ａｕであった。このエピタキシャル基板の裏面を研磨して、８０μｍまで薄くする。裏面の研磨は、ダイヤモンドスラリーを用いて行われた。研磨面には、ｎ側電極８０ｂを蒸着により形成する。ｎ側電極８０ｂはＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕから成る。
【０１３７】
この基板生産物からスクライブによってレーザバーを作製するために、波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザを照射可能なレーザスクライバを用いたが、レーザ光源はこれに限定されるものではない。４００μｍピッチで基板の絶縁膜、もしくは絶縁膜開口箇所を通してエピ表面に直接レーザ光を照射することによって、スクライブ溝を形成した。スクライブ溝のピッチは、半導体レーザの素子幅であり、例えば４００μｍである。レーザスクライバのレーザビームの走査速度は例えば５ｍｍ／ｓであり、レーザパワーは例えば１００ｍWである。ブレードを用いて、共振ミラーを割断により作製した。基板生産物の裏面の押圧によりブレイクすることによって、レーザバーを作製した。押圧は、例えばブレイキング装置を用いて行われる。ブレイキング装置のブレード押込み量は、例えば６０μｍである。
【０１３８】
この後に、端面コートを行った。端面コートとして、シリコン酸化膜（例えばＳｉＯ２）／タンタル酸化膜（例えばＴａ２Ｏ５）を組み合せた誘電体多層膜を用いた。レーザバーの端面に真空蒸着法によって誘電体多層膜をコーティングする際には、誘電体多層膜を例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に積層して構成する。それぞれの膜厚は、５０〜１００ｎｍの範囲で調整して反射率の中心波長が５００〜５３０ｎｍの範囲になるように設計する。
【０１３９】
（実施例２）
レーザスクライバでエピ表面（例えば第１面）にスクライブ溝を形成する条件の実験を説明する。図７は、スクライブ溝の形成を示す図面である。２種類の条件で形成したスクライブ溝の断面形状を、ＧａＮ基板のｍ軸及び（２０−２１）面の法線軸によって規定されるｍ−ｎ面の断面で観察する。２種類の条件で形成したスクライブ溝について、支持基体のｍ軸及び法線軸によって規定されるｍ−ｎ面の断面で溝形状を観察した結果を示す。図７の（ａ）部は、条件Ａ（レーザ光出力３３ｍＷ及び走査速度３ｍｍ／ｓ）で形成したスクライブ溝の断面を示し、溝の深さはおよそ１８μｍである。また、図７の（ｂ）部は、条件Ｂ（レーザ光出力１００ｍＷ、走査速度１１ｍｍ／ｓ）で形成したスクライブ溝であり、溝の深さはおよそ２４μｍである。図７の（ａ）部を見ると、スクライブ溝の最底部で、エピ面の法線軸に対してスクライブ溝が曲がり、その垂直性が低下している。エピ面から基板裏面への方向に進むにつれて、スクライブ溝はエピ面の法線軸の方向から基板のＧａＮのｃ−軸の方向に溝の進行方向を変化させている。発明者らの実験によれば、この進行方向の変化は、スクライブ加工用レーザの走査方向に関係なく常に同じ向きに曲がり、このことから、結晶方位に依存した現象である。一方、図７の（ｂ）部に示されるスクライブ溝では、延在方向の垂直性の低下は観察されない。これらの比較から、発明者らは、レーザスクライブ時の加工用レーザの走査速度を上昇させることにより、エピ面に対するスクライブ溝の垂直性の向上および形成された端面の平坦性の向上を可能にすることを見出している。
【０１４０】
レーザ光出力３３ｍＷ、１００ｍＷの各場合での、加工用レーザの走査速度とスクライブ溝の垂直性との関係を以下の方法で評価する。まず、例えば走査型電子顕微鏡の像（例えばＳＥＭ写真）を準備する。このＳＥＭ写真上において、エピ面でスクライブ痕が形成されている位置と最底部でスクライブ痕が形成されている位置とを通過する参照直線又は参照線分（参照線）を描くと共に、エピ面の法線も描く。この直線と法線とのなす角度を求める。この角度に基づき、エピ面に対するスクライブ溝の垂直性を評価できる。必要な場合には、基板裏面にスクライブ溝を形成することができ、基板裏面に対するこの溝の垂直性も同様に評価できる。
【０１４１】
図８は、加工用レーザの走査速度とスクライブ溝の曲がりとの関係を示す図面である。図８の（ｂ）部に示された結果、及び発明者らの他の実験結果から、スクライブ溝の曲がりは、レーザ光出力よりはレーザ走査速度に強く関係している。スクライブ溝の曲がりは、図８の（a）部に示されるように、参照線と法線との成す角度で規定される。図８の（ｂ）部を参照すると、加工用レーザの走査速度が６ｍｍ／ｓ以上であるとき、縦軸に示されるずれ角を実質的にゼロにできる。また、レーザ光出力に関わらず、加工用レーザの走査速度が８ｍｍ／ｓ以上であるとき、安定してずれ角をほぼゼロにまで低減できる。これらの結果から、走査速度は６ｍｍ／ｓ以上であることが好ましく、また走査速度は８ｍｍ／ｓ以上であることが更に好ましい。また、間欠的にスクライブ溝を安定して形成できる走査速度を考慮するとき、３０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【０１４２】
図８に示される結果は、レーザスクライバの機種に依存する可能性もあるので、加工用レーザの走査速度とスクライブ溝の曲がりとの関係を導くと共に、この関係から所望の加工用レーザの走査速度を決定することが好ましい。また。加工用レーザの走査速度及びレーザ光出力とスクライブ溝の曲がりとの関係を導くと共に、この関係から所望の加工用レーザの走査速度を決定することが好ましい。
【０１４３】
（実施例３）
条件Ａ及び条件Ｂを用いてスクライブ溝を形成し、作製したレーザバーの評価（通電試験）を室温にて行う。電源として、パルス幅５００ｎｓ、デューティ比０．１％のパルス電源を用いる。実験では、レーザ表面電極（アノード）にプローブ用金属針が接触されると共に、レーザバーの裏面電極（カソード電極）を金属製のステージに接触される。この配置により、レーザバーに通電を行う。光出力測定では、レーザバー端面からの発光をフォトダイオードで受光して、その光電流を測定する。この測定に基づき、電流−光出力特性（Ｉ−Ｌ特性）を調査する。条件Ａ及び条件Ｂで作製したレーザバーの発振しきい値電流の平均値と標準偏差を以下に示す。
条件、発振チップ数、平均値(ｍＡ)、標準偏差(ｍＡ)。
条件Ａ：１９１、    １０１．７、  ３７．１。
条件Ｂ：１９６、      ８２．２、  ２３．４。
この結果から、条件（Ｂ）でレーザバーを作製することにより、発振しきい値電流の平均値および標準偏差をともに低減できる。これは、条件（Ｂ）でスクライブ溝の垂直性および平坦性が改善したことにより、共振器ミラーの品質も安定化したことを示すと理解される。また、レーザ作製の歩留まりも向上する。
【０１４４】
（実施例４）
作製したレーザバーの共振器ミラーの角度評価を行う。この角度評価には、レーザ顕微鏡を使用する。実施例におけるレーザ顕微鏡は波長４８８ｎｍのＡｒイオンレーザを搭載する。
【０１４５】
図９の（ａ）部に模式的に示されるように、支持台上においてレーザバーを傾斜させて観察する。この傾斜は、本実施例ではおよそ４５度の角度である。レーザバーの加工端面及びレーザバーの第１面の一方から他方へ向かう方向に、レーザバーの第１面及び加工端面が出会うエッジを横切るようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行って、該走査されたレーザビームの反射光を用いて加工端面の評価を行う。このようなレーザビームの走査により得られる観察データからＺ−Ｘ断面図を作成する。Ｚ−Ｘ断面図において、エピ面又は基板裏面を基準面として、共振器ミラーの垂直性を評価することができる。
【０１４６】
図９の（ｂ）部に、観察例として、ｃ面ＧａＮ基板上に作製されたレーザバーを評価した結果を示す。このレーザバーは、ｍ面からなる共振器ミラーを有する。図９の（ｂ）部の横軸は、レーザビームの走査方向に関連しており、レーザバーの加工端面及びレーザバーの第１面の一方から他方へ向かう方向における座標を示す。左側の縦軸は支持台の支持面に対する法線方向における座標を示し、右側の縦軸は、レーザバーの第１面を基準にして規定された加工端面の角度を示す。図９の（ｂ）部の右側の縦軸は、このレーザバーの共振器ミラーがエピ面から基板裏面にわたって略垂直に形成されていることを示す。
【０１４７】
この評価方法を用いて、条件Ｂで作製したレーザバーの共振器ミラーを観察する。図１０は、条件Ｂで作製したレーザバーの共振器ミラー端面をレーザ顕微鏡により観察した像を示す。図１０を参照すると、スクライブ溝の下（支持基体側）の端面に、素子表面（例えばエピ面）とレーザバーの端面との交線であるエッジの方向からおよそ３０度傾斜した方向に、筋状の模様が形成されている。また、図１０を参照すると、スクライブ溝を形成していない領域の端面には、素子表面（例えばエピ面）とレーザバーの端面との交線であるエッジの方向に、筋状の模様が形成されている。
【０１４８】
次に、図１１は、図９を参照しながら説明された評価方法により求めた、条件Ｂで作製されたレーザバー端面の評価結果（垂直性）を示す図面である。図１１の（ａ）部に示されたレーザ顕微鏡の観察データは、図１１の（ｂ）部に示された配置において測定され、レーザ導波路に対応する位置（レーザ光出射エリアを通過するライン上）においてｍ−ｎ面に沿って走査されたレーザ顕微鏡のデータに基づきレーザバーを評価した結果を示す。図１１によれば、ｍ−ｎ面内での、エピ面を基準面にしたレーザバー端面の角度は、エピ面のエッジの位置で約９０度の値を示した後に、エピ面から基板裏面への方向に概ね単調に減少していき、基板裏面のエッジの位置では約８０度の値を示す。
【０１４９】
このように、レーザビームの走査を利用してレーザバー端面の垂直性を評価できる。この評価は、本実施例では、レーザスクライバにより形成されたスクライブ溝を用いて押圧により形成したレーザバー端面を評価しているけれども、評価の対象物はこれに限定されることなく、この評価方法は、例えばドライエッチングにより形成された共振器端面の評価に適用できる。また、評価の対象物の属性は、特定の面方位やオフ角範囲に限定されることなく、基板の厚さ等の他の要因の影響についても、光共振器のためのレーザバー端面の評価に適用される。
【０１５０】
（実施例５）
実施例４で示した実験結果について、III族窒化物半導体の結晶構造や格子定数を用いた簡単な計算に基づき考察する。図１２は、窒化ガリウムの結晶構造である六方晶系結晶格子を示す。図１２を参照しながら考察すると、実施例４に示したスクライブ溝の下の端面に形成される筋状模様は、支持基体の（−１−１２０）面とレーザバー端面とが交差することによって形成された段差であると考えることができる。
【０１５１】
次に、図１３は、エピ成長のためのＧａＮ基板の｛２０−２１｝面に９０度近傍の角度を成す面方位（ａ面とは異なる方位）のリストを計算により求めた結果を示す。図１３の（ａ）部は、（−１０１ｍ）面（ｍ＝１、２、…）と(２０−２１)面との成す角度を、ミラー指数ｍの関数として図示したものである。図１３の（ｂ）部に示された配置において計算で求めた面方位では、ＧａＮのｃ面は（２０−２１）面とおよそ７５．１度の角度を成す。図１３を参照すると、実施例４に示したエピ面とレーザバー端面との交線であるエッジの方向に走る筋状模様は、例えば（−１０１ｍ）面と（−１０１（ｍ＋１））面とが交差することによって形成された段差であると考えることができる。また、レーザ顕微鏡による観察データから作成した断面（例えば図９を参照）の観察ではレーザバー端面に顕著な凹凸構造が確認できないことから、上記段差は２０ｎｍ以下であると見積もることができる。
【０１５２】
他の複数の実験を重ねた結果、本実施例で得られるレーザバー端面は、基板裏面とレーザバー端面との交線であるエッジの位置では、エピ面と７５度以上８０度以下の角度を成していると見積もられる。また、本実施例で得られるレーザバー端面は、エピ面とレーザバー端面との交線であるエッジの位置では、エピ面と８５度以上１００度以下の角度を成すと見積もられる。
【０１５３】
また、半導体レーザへの戻り光のうちの大部分が、活性層の端面ではなく支持基体の端面で反射して半導体レーザの導波路内に入射することを考慮すると、本実施例で得られるレーザバー端面は、基板裏面の位置において基板裏面を基準にして１０度程度の角度で傾いているので、窒化物系半導体レーザにおいて戻り光の影響の低減に寄与できる。さらに、本実施例においては上記の角度品質を満たすレーザバー端面を、基板生産物からのレーザバーの一回の分離によって形成できるので、製造工程を簡素にすることが可能となり、それに伴って製造コストの抑制も可能となる。
【０１５４】
図１４は、レーザ戻り光に関する配置を模式的に示す図面である。図１４に示されるように、ｃ＋軸ベクトル側のレーザバー端面を光出射面として用いるとき、半導体レーザの支持基体に入射する戻り光の一部が外向きに反射されると共に、半導体レーザ内に入射した戻り光の一部は光の屈折により光導波路から離れる基板裏面に向かって進行する。この戻り光の反射及び屈折の向きにより、戻り光が支持基体上方に位置する半導体領域に到達することを低減でき、本実施の形態の端面構造は、戻り光ノイズの低減に寄与することが可能となる。
【０１５５】
（第２の実施形態）
図１５は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【０１５６】
この作製方法においては、工程Ｓ２０１では、III族窒化物の結晶体を含む一又は複数の物体を準備する。該物体は、第１面及び該第１面に反対側の第２面を有している。工程Ｓ２０２では、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を形成する加工処理を物体に適用して、物体の第１面のエッジから延在する第１加工端面を形成する。複数の物体に対しては、それぞれ、複数の加工条件を適用して、それぞれの加工端面を形成してもよい。III族窒化物半導体の結晶体は加工端面に露出されている。工程Ｓ２０３では、レーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行って、該走査されたレーザビームの反射光を用いて第１加工端面の評価を行う。上記の走査は、レーザビームが上記の第１面及び加工端面の一方から他方への方向にエッジを横切るように照射されるように行われる。相対的な走査のために、レーザ光源を移動することができ、或いは物体を移動することができ、レーザ光源及び物体の両方を移動することができる。第１加工端面の評価では、実施例４の例示のように、物体の第１面及び第１加工端面の一方から他方へ向かう軸方向に沿った複数の位置における加工端面角度を反射光から求める。加工端面角度は、第１面に沿って延在する基準面に対して第１加工端面上の個々の位置における接平面が成す角度として規定される。工程Ｓ２０４では、評価の結果から複数の加工条件に基づき所望の加工条件を得る。これまでの工程により、端面の評価が行われる。この評価方法は、スクライブ形成及び押圧によるブレイクにより作製された共振器端面の評価に限定されるものではない。
【０１５７】
次いで、工程Ｓ２０５では、半導体レーザの作製に用いる基板を準備する。この基板は、III族窒化物半導体からなる主面を有することができる。工程Ｓ２０６では、基板生産物を準備する。この基板生産物は、基板、該基板主面上に成長された半導体領域、及び電極を有する。この準備は、例えば既に実施例において説明された基板生産物の作製により達成される。工程Ｓ２０７では、所望の加工条件を用いて基板生産物の加工処理を行った後に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成する。このレーザバーは、加工処理により形成された第１の端面を含む、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は第１の端面を備える。
【０１５８】
このIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法では、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に複数の加工条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、上記のようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビーム反射光を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビーム反射光から得ることができる。この評価結果に基づき、複数の加工条件に基づき所望の加工条件を見出すことができる。所望の加工条件を用いて、加工処理を基板生産物に施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成できる。この作製方法によれば、所望の品質に近いところに特性分布を有する製造方法が提供される。これは、歩留まり向上に寄与する。
【０１５９】
好適な実施例としては、第１加工端面を形成する工程（工程Ｓ２０２）では、工程Ｓ２０２−１において、複数のスクライブ条件で物体の第１面のスクライブを行う。工程Ｓ２０２−２において、物体の第１面をスクライブした後に、物体の第２面を押圧して、物体の第１面から第２面に至る方向に延在する破断による端面を形成する。また、第１加工端面の評価を行う工程（工程Ｓ２０３）では、工程Ｓ２０３−１において、第１加工端面として第１破断面の評価を行う。この実施例における第１及び第２破断面の各々は、レーザバーの第１の面から第２の面にまで延在する。さらに、一の加工条件を選ぶ工程（工程Ｓ２０４）では、工程Ｓ２０４−１において複数のスクライブ条件から所望のスクライブ条件を決定する。別の基板生産物及びレーザバーを形成する工程（工程Ｓ２０７）では、工程Ｓ２０７−１において、決定されたスクライブ条件を用いて基板生産物の第１面をスクライブする。工程Ｓ２０７−２において、基板生産物の第２面への押圧により基板生産物の分離を行って、別の基板生産物及びレーザバーを形成する。
【０１６０】
この作製法では、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に複数のスクライブ条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、上記のようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビーム反射光を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度変化の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビーム反射光から得ることができる。この評価結果に基づき、複数のスクライブ条件に基づき所望のスクライブ条件を見出すことができる。所望のスクライブ条件を用いて、基板生産物に加工処理を施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成できる。この作製方法によれば、所望の品質に近いところに特性分布を有する製造方法が提供される。これは歩留まり向上に寄与する。
【０１６１】
レーザビームの走査にレーザ顕微鏡を適用することが好ましい。レーザ顕微鏡は、光共振器のための端面の評価を容易にする。また、スクライブにレーザスクライバを適用することができる。レーザスクライバはスクライブの制御を容易にすることができる。スクライブ条件は、レーザスクライバにおける走査速度を含むことができ、レーザパワーを更に含むことができる。走査速度の調整は、本件に係るスクライブの制御に有効である。
【０１６２】
端面の評価を適用可能な対象物として、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸に直交する基準面に対して傾斜する主面の基板を適用してもよい。基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｃ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用される。
【０１６３】
端面の評価を適用可能な対象物として、基板のIII族窒化物半導体のａ軸に直交する基準面に対して傾斜する主面の基板を適用してもよい。基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のａ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用される。
【０１６４】
端面の評価を適用可能な対象物として、基板のIII族窒化物半導体のｍ軸に直交する基準面に対して傾斜する主面の基板を適用してもよい。基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｍ軸に直交する基準面に対して傾斜している形態に適用できる。
【０１６５】
端面の評価を適用可能な対象物として、III族窒化物半導体からなり半極性主面を有する基板を適用してもよい。この半極性面上に、第１のクラッド層、第２のクラッド層及び活性層がエピタキシャルに成長されてｃ＋軸ベクトルの法線成分の方向に沿って配列されており、第１のクラッド層、第２のクラッド層及び活性層がｃ＋軸ベクトルの平行成分の方向に延在して、半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成する。この作製方法によれば、第１のクラッド層、第２のクラッド層及び活性層が半極性主面上にエピタキシャルに成長されてｃ軸ベクトルＶＣの法線成分の方向に沿って配列されるので、半導体領域の結晶軸が支持基体の結晶軸に関連している。端面形成に際して、ｃ＋軸ベクトルの向きが半導体領域及び支持基体において関連づけられている。
【０１６６】
上記の評価方法は、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸がIII族窒化物半導体のｍ軸の方向に基板主面の法線軸に対して角度で傾斜して、第１及び第２の端面がｍ−ｎ面に交差する形態に適用されることができる。また、基板のIII族窒化物半導体のｃ軸がIII族窒化物半導体のａ軸の方向に法線軸に対して角度で傾斜して、第１及び第２の端面が、III族窒化物半導体のａ軸及び基板主面の法線軸によって規定されるａ−ｎ面に交差する形態に適用されることができる。ａ−ｎ面はｍ−ｎ面に直交する。
【０１６７】
上記の評価方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｃ面、ａ面及びｍ面のいずれかの面方位に平行な基準面に沿って延在する形態に適用されることができる。この作製方法は、基板の主面が基板のIII族窒化物半導体のｃ面、ａ面及びｍ面のいずれかの面方位に平行な基準面に沿って延在する形態に適用できる。
【０１６８】
評価対象としての物体はIII族窒化物基板を含み、このIII族窒化物基板の厚さは４００μｍ以下であることができる。加工条件は、基板が異なる厚さのものを用いることを含んでもよい。III族窒化物基板の厚さは、例えば５０μｍ以上１００μｍ以下であることができる。端面の加工条件だけでなく、レーザ構造体の構造と端面との関係についても評価可能である。
【０１６９】
図１６は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法における主要な工程を示す図面である。図１５を参照しながら説明された作製方法において説明された基板面方位は、本実施例にも適用される。
【０１７０】
図１６に示される端面の評価方法では、工程Ｓ３０１では、六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体を準備する。この物体は、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための加工条件で形成された加工端面と、第１面と、該第１面に反対側の第２面とを備える。加工端面は、第１面及び第２面に交差する平面に沿って延在する。III族窒化物半導体の結晶体は加工端面に露出されている。工程Ｓ３０２では、物体の第１面及び加工端面の一方から他方へ向かう軸方向にエッジを横切るようにレーザビームの走査を第１面及び加工端面に行って、該走査されたレーザビームの反射光を用いて加工端面の評価を行う。この評価に際して、上記の軸方向に沿った加工端面角度を反射光から求め、この加工端面角度は第１面に沿って延在する基準面に対して加工端面の接平面の成す角度として規定される。この評価方法によれば、物体の構造及び／又は加工条件に関連づけて加工端面の評価が提供される。
【０１７１】
図１７は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法における主要な工程を示す図面である。図１５を参照しながら説明された作製方法において説明された基板面方位は、本実施例にも適用される。
【０１７２】
図１７に示される端面の評価方法では、工程Ｓ４０１では、六方晶系III族窒化物の結晶体を含む物体を準備する。この物体は、第１面と、該第１面に反対側の第２面とを備える。工程Ｓ４０２では、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を形成する加工処理をある加工条件で物体に行って、第１面のエッジから延在する第１加工端面を形成する。工程Ｓ４０３では、物体の第１面及び加工端面の一方から他方へ向かう軸方向にエッジを横切るようにレーザビームの走査を第１面及び加工端面に行って、該走査されたレーザビームの反射光を用いて加工端面の評価を行う。この評価に際して、上記の軸方向に沿った加工端面角度を反射光から求め、この加工端面角度は第１面に沿って延在する基準面に対する加工端面の成す角度として規定される。
【０１７３】
この評価方法によれば、光共振器のための端面を形成する加工処理を物体（例えば試料）に複数の加工条件で行って上記の第１加工端面を形成した後に、上記のようにレーザビームの相対的な走査を第１面及び第１加工端面に行ってレーザビーム反射光を用いて第１加工端面の評価を行う。この評価によれば、第１面を基準にした第１加工端面の角度の傾向（つまり、第１加工端面の垂直性）をレーザビーム反射光から得ることができる。この評価方法によれば、加工条件と対応づけて端面の品質を調べることができる。
【０１７４】
必要な場合には、工程Ｓ４０４では、III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する。工程Ｓ４０５では、基板主面上に成長された半導体領域、基板及び電極を有する基板生産物を準備する。工程Ｓ４０６では、評価の後に、加工条件に基づき決定された所望の加工条件を用いて基板生産物の加工処理を行って、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成する。このレーザバーは、加工処理により形成された第１端面を有する。III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は第１端面を含む。
【０１７５】
上記の評価方法では、加工条件と対応づけて端面の品質を調べた後に、該加工条件に基づき決定された所望の加工条件を用いて基板生産物の加工処理を施すと共に、基板生産物から別の基板生産物及びレーザバーを形成することができる。この評価方法によれば、所望の品質に合わせた分布をIII族窒化物半導体レーザ素子の製造において得ることができる。また、評価方法の使用により、製造歩留まりの向上を可能にする。
【０１７６】
図１８は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のためのスクライブ溝を評価する方法における主要な工程を示す図面である。図１５を参照しながら説明された作製方法において説明された基板面方位は、本実施例にも適用される。
【０１７７】
図１８に示される端面の評価方法では、工程Ｓ５０１では、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のためのスクライブ加工条件でレーザビームを、六方晶系III族窒化物半導体の結晶体を含む物体の表面に照射して、該表面にスクライブ溝を形成する。工程Ｓ５０２では、該スクライブ溝の断面形状を得る。工程Ｓ５０３では、観察（例えばＳＥＭ又は光学顕微鏡を用いた観察）により得られた断面形状から、スクライブ溝の延在方向を見積もる。工程Ｓ５０４では、この見積もり結果に基づき、スクライブ溝の延在方向とスクライブ加工条件との関係を決定する。
【０１７８】
また、この評価方法では、必要な場合には、工程Ｓ５０５では、III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を準備する。工程Ｓ５０６では、基板主面上に成長された半導体領域、基板及び電極を有する基板生産物を準備する。工程Ｓ５０７では、評価の後に、スクライブ加工条件に基づき決定された所望のスクライブ加工条件を用いて基板生産物にスクライブ溝の形成を行う。工程Ｓ５０８では、スクライブ溝を形成した後に、基板生産物の押圧により別の基板生産物及びレーザバーを形成する。このレーザバーは、上記の加工処理により形成された第１端面を有する。当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は第１端面を含む。
【０１７９】
本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、III族窒化物のｃ軸がｍ軸の方向に傾斜した基板の半極性面上において、戻り光による撹乱の低減を可能にするレーザ共振器を有するIII族窒化物半導体レーザが提供される。また、本発明によれば、このIII族窒化物半導体レーザを作製する方法が提供される。
【０１８１】
本実施の形態によれば、レーザ光を出射、反射及び／又は透過させる端面の品質を調整可能な、III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法が提供される。また、本実施の形態によれば、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面を評価する方法が提供される。
【０１８２】
本実施の形態によれば、III族窒化物半導体レーザ素子の光共振器のための端面の形成に用いられるスクライブ溝を評価する方法が提供される。
【符号の説明】
【０１８３】
１１…III族窒化物半導体レーザ素子、１３…レーザ構造体、１３ａ…第１の面、１３ｂ…第２の面、１３ｃ、１３ｄ…エッジ、１５…電極、１７…支持基体、１７ａ…半極性主面、１７ｂ…支持基体裏面、１７ｃ…支持基体端面、１９…半導体領域、１９ａ…半導体領域表面、１９ｃ…半導体領域端面、２１…第１のクラッド層、２３…第２のクラッド層、２５…活性層、２５ａ…井戸層、２５ｂ…障壁層、２７、２９…端面、ＡＬＰＨＡ…角度、Ｓｃ…ｃ面、ＮＸ…法線軸、３１…絶縁膜、３１ａ…絶縁膜開口、３５…ｎ側光ガイド層、３７…ｐ側光ガイド層、３９…キャリアブロック層、４１…電極、４３ａ、４３ｂ…誘電体多層膜、ＭＡ…ｍ軸ベクトル、ＧＡＭＭＡ…角度、５１…基板、５１ａ…半極性主面、ＳＰ…基板生産物、５７…窒化ガリウム系半導体領域、５９…発光層、６１…窒化ガリウム系半導体領域、５３…半導体領域、５４…絶縁膜、５４ａ…絶縁膜開口、５５…レーザ構造体、５８ａ…アノード電極、５８ｂ…カソード電極、６３ａ…第１面、６３ｂ…第２面、１０ａ…レーザスクライバ、６５ａ…スクライブ溝、６５ｂ…スクライブ溝、ＬＢ…レーザビーム、ＳＰ１…基板生産物、ＬＢ１…レーザバー、６９…ブレード、６９ａ…エッジ、６９ｂ、６９ｃ…ブレード面、７１…支持装置、７１ａ…支持面、７１ｂ…凹部。
【図１】
2014082305.tif 000003
【図２】
2014082305.tif 000004
【図３】
2014082305.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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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】
2014082305.tif 000015
【図１７】
2014082305.tif 000016
【図１８】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
2014082305.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月5日(2013.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体レーザ素子であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、
前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極と、
を備え、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を有し、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、
前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、
前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、前記角度α１は、１０度以上２５度以下の範囲であり、
前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β1で傾斜しており、前記角度β１は、０度以上５度以下の範囲であり、
前記第１端面の第３法線ベクトルが前記ｍ−ｎ面に沿って前記第１端面上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線ベクトルに対して角度δ1で傾斜しており、前記角度δ1は、前記角度β１を越えて前記角度α１に連続的に変化しており、
前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
III族窒化物半導体レーザ素子であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含むレーザ構造体と、
前記レーザ構造体の前記半導体領域上に設けられた電極と、
を備え、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記半導体領域は、窒化ガリウム系半導体層を含む活性層を含み、
前記支持基体の前記III族窒化物半導体のｃ軸から前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸への方向に該ｃ軸が前記半極性主面の法線軸に対して角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下の範囲であり、
前記レーザ構造体は第１端面及び第２端面を含み、前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器は前記第１端面及び前記第２端面を含み、
前記レーザ構造体は第１面及び第２面を含み、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、前記半導体領域は前記第１面と前記支持基体との間に位置し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して角度α１で傾斜しており、
前記第１の端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して角度β１で傾斜しており、
前記第１端面の第３法線ベクトルが前記ｍ−ｎ面に沿って前記第１端面上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線ベクトルに対して角度δ1で傾斜しており、前記角度δ1は、前記角度β１を越えて前記角度α１に連続的に変化しており、
前記角度α１は前記角度β１と異なり、前記角度α１及び前記角度β１は同じ符号を有し、絶対値に関して前記角度α１は前記角度β１よりも大きく、
前記第１端面は、前記ｃ軸と前記ｍ軸の外積の向きに延在する筋状の構造を有し、
前記第１端面及び前記第２端面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れている、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、
前記レーザ構造体は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を含み、
前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分は、前記第２端面から前記第１端面への方向を向き、前記レーザ導波路構造は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記ｃ＋軸ベクトルは、前記半極性主面の前記法線軸の方向の法線成分と前記半極性主面に平行な方向の平行成分とを含み、
前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１のクラッド層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２のクラッド層とを含み、前記活性層は、前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられ、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記半極性主面上にエピタキシャルに成長されて前記ｃ＋軸ベクトルの前記法線成分の方向に沿って配列されており、
前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記ｃ＋軸ベクトルの前記平行成分の方向に延在し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記活性層は、前記支持基体の前記半極性主面上に延在するレーザ導波路構造を構成する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記支持基体の前記III族窒化物半導体の前記ｃ軸は、＜０００−１＞軸方向と逆方向に向いており、
前記＜０００−１＞軸方向は、ｃ−軸ベクトルによって表され、
前記第２端面の第３法線ベクトルが前記第２の端面と前記第１面の第３エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線ベクトルに対して角度α２で傾斜しており、前記角度α２は＋１０度から＋２５度の範囲であり、
前記第２端面の第４法線ベクトルが前記第２端面と前記第２面の第４エッジ上において規定され、前記ｃ−軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第４法線ベクトルに対して角度β２で傾斜しており、前記角度β２は０度から＋５度の範囲であり、
前記第１端面を光出射面となるように前記第１端面及び前記第２端面が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記支持基体の厚さは１００μｍ以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記活性層からのレーザ光は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光している、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
当該III族窒化物半導体レーザ素子におけるＬＥＤモードにおける光は、前記III族窒化物半導体のａ軸の方向に偏光成分Ｉ１と、前記III族窒化物半導体のｃ軸を主面に投影した方向に偏光成分Ｉ２を含み、
前記偏光成分Ｉ１は前記偏光成分Ｉ２よりも大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記半極性主面は、｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲にある、ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記半極性主面は｛２０−２１｝面を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記支持基体の積層欠陥密度は１×１０４ｃｍ−１以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記第１端面及び前記第２端面の少なくともいずれか一方に設けられた誘電体多層膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】
前記活性層は、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記活性層は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１６】
前記第１端面及び前記第２端面は、前記第１面の前記第１エッジから前記第２面の前記第２エッジまで延在しており、
前記半導体領域の前記活性層における端面と前記窒化物半導体からなる支持基体のｍ軸に直交する基準面との成す角度は、前記III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面及び前記法線軸に直交する第２平面において、−５度以上＋５度以下の範囲になる、ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１７】
前記III族窒化物半導体レーザ素子は利得導波路構造を有し、
前記III族窒化物半導体レーザ素子は前記半導体領域上に設けられた絶縁膜を更に備え、
前記電極は、前記絶縁膜の開口を通して前記半導体領域に接触を成し、
前記角度α１及び前記角度β１は、前記利得導波路構造を規定する前記絶縁膜の前記開口の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１８】
前記レーザ構造体の前記半導体領域はリッジ構造を有し、
前記角度α１及び前記角度β１は、前記リッジ構造の上面の幅の中心を通り前記支持基体の前記半極性主面に直交する軸上において規定される、ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１９】
III族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法であって、
六方晶系のIII族窒化物半導体からなり半極性主面を有する基板を準備する工程と、
前記半極性主面上に形成された半導体領域と前記基板とを含むレーザ構造体及び電極を有する基板生産物を形成する工程と、
前記基板生産物の分離を行う工程と、
を備え、
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、＜０００１＞軸方向に向いており、
前記＜０００１＞軸方向は、ｃ＋軸ベクトルによって表され、
前記基板生産物の分離を行う際に、前記基板生産物の第１の面にスクライブを行うと共に前記基板生産物の第２の面への押圧を加えて、角度α１が１０度以上２５度以下の範囲であり角度β１が０度以上５度以下の範囲であるレーザバー、及び別の基板生産物を形成し、
前記スクライブは、ｃ＋軸ベクトルに交差する方向に行われ、
前記レーザバーは第１面及び第２面を有し、前記第１面は前記第２面の反対側の面であり、
前記レーザバーは、第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面及び前記第２端面は前記第１面から前記第２面にまで延在し前記分離により形成され、
前記第１端面及び前記第２端面は当該III族窒化物半導体レーザ素子のレーザ共振器を構成し、
前記第１端面及び前記第２端面は、前記III族窒化物半導体のｍ軸及び前記半極性主面の法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差し、
前記第１端面の第１法線ベクトルが前記第１端面と前記第１面の第１エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第１法線ベクトルに対して前記角度α１で傾斜しており、
前記第１端面の第２法線ベクトルが前記第１端面と前記第２面の第２エッジ上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第２法線ベクトルに対して前記角度β１で傾斜し、
前記第１端面の第３法線ベクトルが前記ｍ−ｎ面に沿って前記第１端面上において規定され、前記ｃ＋軸ベクトルは、前記[−１０１０]軸から前記ｃ軸に向かう方向に前記ｍ−ｎ面内において前記第３法線ベクトルに対して角度δ1で傾斜しており、前記角度δ1は、前記角度β１を越えて前記角度α１に連続的に変化しており、
前記半導体領域は活性層を含み、前記活性層は窒化ガリウム系半導体層を含み、
前記半導体領域は前記第１の面と前記基板との間に位置し、
前記基板の前記III族窒化物半導体のｃ軸は、前記III族窒化物半導体の[−１０１０]軸の方向に前記法線軸に対してゼロより大きな角度ＡＬＰＨＡを成し、前記角度ＡＬＰＨＡは７１度以上７９度以下であり、
前記電極は、前記レーザ構造体上に形成される、ことを特徴とするIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２０】
前記スクライブは、レーザスクライバを用いて行われ、
前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、前記スクライブ溝の長さは、前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面と前記第１の面との交差線の長さよりも短い、ことを特徴とする請求項１９に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２１】
前記スクライブによりスクライブ溝が形成され、
前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面から前記基板に到達し、
前記スクライブ溝は、前記半導体領域の表面における開口と前記基板に到達する底部とを有し、
前記スクライブ溝の前記開口の端と前記スクライブ溝の前記底部の端とによって規定される基準平面は前記III族窒化物半導体のａ軸及び前記法線軸によって規定されるａ−ｎ面の方向に延在する、ことを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２２】
前記基板生産物を形成する前記工程において、前記基板は、前記基板の厚さが１００μｍ以下になるように加工により研磨され、
前記第２面は前記加工により形成された加工面、又は前記加工面に上に形成された電極を含む面である、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２１のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２３】
前記半極性主面は｛２０−２１｝面から−４度以上＋４度以下の範囲にある、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【請求項２４】
前記基板は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことを特徴とする請求項１９〜請求項２３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2014082305.tif 000021