(57)【要約】      （修正有）【課題】凹部の形成位置を再現性よく制御しつつ良好に迷光を遮断できる半導体レーザ素子の製造方法の提供。【解決手段】第１半導体層１１上に活性層１２及び第２半導体層１３を順に有する半導体構造を準備する工程と、第２半導体層上にストライプ状の第１保護膜２０を形成する工程と、第１保護膜をマスクとしてリッジを形成する工程と、リッジ上に第１保護膜を残した状態でリッジ上面からリッジの両側に位置する第２半導体層の上面に渡って第２保護膜４０を形成する工程と、第２保護膜上にリッジ上を跨ぐ開口部を有する第３保護膜を形成する工程と、第３保護膜をマスクとしてリッジの側面に形成された第２保護膜を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜を除去する工程と、リッジの上面に残った第１保護膜とリッジの側面に残った第２保護膜と第３保護膜の形成領域に対応する第２保護膜とをマスクとしてリッジの両側にリッジから離間した凹部を形成する。【選択図】図７
2014033066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層上に活性層及び第２半導体層を順に有する半導体構造を準備する工程と、
前記第２半導体層上に、ストライプ状の第１保護膜を形成する工程と、
前記第１保護膜をマスクとしてエッチングすることで、前記第２半導体層にリッジを形成する工程と、
前記リッジ上に前記第１保護膜を残した状態で、前記リッジ上面から前記リッジの両側に位置する前記第２半導体層の上面に渡って、第２保護膜を形成する工程と、
前記第２保護膜上に、前記リッジ上を跨ぐ開口部を有する第３保護膜を形成する工程と、
前記第３保護膜をマスクとしてエッチングすることで、前記開口部に対応する領域において、前記リッジの側面に形成された前記第２保護膜を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜を除去する工程と、
前記リッジの上面に残った前記第１保護膜と、前記リッジの側面に残った第２保護膜と、前記第３保護膜の形成領域に対応する第２保護膜と、をマスクとしてエッチングすることで、前記リッジの両側に前記リッジから離間した凹部を形成する工程と、を含む半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２保護膜を除去する工程は、ドライエッチングによって行われることを特徴とする請求項１に記載された半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２保護膜を形成する工程は、前記第２保護膜の膜厚が前記リッジの高さ以下となるように形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記凹部を形成する工程は、前記第１半導体層が露出するまでエッチングすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記凹部を形成する工程の後に、前記第１保護膜及び前記第２保護膜を除去することによって前記リッジと前記凹部との間に第２半導体層の露出面を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好なファーフィールドパターン（以下、「ＦＦＰ」ともいう）が得られると共に半導体レーザ素子の寿命低下を抑制できる半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子として、光の横モード制御のためにストライプ状のリッジ構造を採用したものが知られている。この構造により、半導体レーザ素子内部で生じた光はストライプ状の光導波路領域内で共振する。しかしながら、共振する光の一部は、光導波路領域から漏れてしまい、漏れ光（以下、「迷光」ともいう）として出射端面から外部に出射する場合がある。この漏れ光が出射端面から出射してしまうと、出射するレーザ光のＦＦＰにリップルが現れてしまう。このようなリップルは、光ファイバやレンズに結合する際に様々な支障を招くため、リップルが現れない半導体レーザ素子が求められている。例えば、特許文献１では、リッジの両側に凹部を形成することで、リッジ内に閉じ込められた光導波路内を導波するレーザ光はそのまま出射され、迷光は凹部で反射されるため、優れたＦＦＰを得ることができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２―３２４９４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された半導体レーザ素子の製造方法では、凹部の形成位置を再現性良く制御することに改善の余地があった。
すなわち、凹部はリッジに近い位置に設けられるほど迷光を一層遮断できるが、凹部がリッジに接してしまうと、光導波路が素子表面に露出するため半導体レーザ素子の寿命が低下してしまう恐れがある。このため、半導体レーザ素子の寿命に影響を及ぼすことなく迷光を良好に遮断するには、凹部がリッジに接することなく近接する位置に形成される必要がある。しかしながら、特許文献１に記載された半導体レーザ素子の製造方法では、リッジに近接する位置に凹部を形成することは可能であるが、凹部を形成するためのマスクとしてレジストを使用しているため、凹部がリッジに近接するようなマスクパターンを再現性良く形成することができず、凹部の形成位置を再現性良く制御することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、凹部の形成位置を再現性よく制御しつつ良好に迷光を遮断することができる半導体レーザ素子の製造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】
【０００６】
一態様に係る半導体レーザ素子の製造方法は、第１半導体層上に活性層及び第２半導体層を順に有する半導体構造を準備する工程と、第２半導体層上にストライプ状の第１保護膜を形成する工程と、第１保護膜をマスクとしてエッチングすることで、第２半導体層にリッジを形成する工程と、リッジ上に第１保護膜を残した状態でリッジ上面からリッジの両側に位置する第２半導体層の上面に渡って第２保護膜を形成する工程と、第２保護膜上にリッジ上を跨ぐ開口部を有する第３保護膜を形成する工程と、第３保護膜をマスクとしてエッチングすることで、開口部に対応する領域においてリッジの側面に形成された第２保護膜を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜を除去する工程と、リッジの上面に残った第１保護膜とリッジの側面に残った第２保護膜と第３保護膜の形成領域に対応する第２保護膜とをマスクとしてエッチングすることでリッジの両側にリッジから離間した凹部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、凹部がリッジから離間する距離をリッジ側面に残る第２保護膜の膜厚によって制御できるため、凹部がリッジに接することなくリッジに近接した位置に再現性よく形成することができる。これにより、迷光を遮断することができると共に半導体レーザ素子の寿命の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態における半導体構造を準備する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本実施形態における第１保護膜を形成する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】本実施形態におけるリッジを形成する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本実施形態における第２保護膜を形成する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本実施形態における第３保護膜を形成する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａの断面図である。
【図６】本実施形態における第２保護膜を除去する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）はＢ−Ｂの断面図である。
【図７】本実施形態における凹部を形成する工程で得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）はＣ−Ｃの断面図である。
【図８】本実施形態における第１保護膜及び第２保護膜を除去して得られる半導体レーザ素子を説明する模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）はＤ−Ｄの断面図である。
【図９】本実施形態における半導体レーザ素子の変形例の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の一実施形態について説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、各図面が示す部材の位置や大きさ等は、説明を明確にするため誇張していることがある。同一の名称や、符号については、原則として同一若しくは同質の部材を示しており、重複した説明は省略する。
【００１０】
図１〜図８に、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法の各工程を示す。図１〜図８の（ａ）はリッジ側から見た上面図であり、（ｂ）はリッジと交差する方向に切断した断面図である。なお、図１〜図８の工程に関して、実際はウエハの状態で行っているが、ここでは、説明を簡単にするため、素子の状態で行う場合で説明する。また、図２〜図８の上面図に関して、部材の判別を容易にするために、斜線で示す部材がある。
【００１１】
図１〜図７に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法は、第１半導体層１１上に活性層１２及び第２半導体層１３を順に有する半導体構造１０を準備する工程（図１参照）と、第２半導体層１３上に、ストライプ状の第１保護膜２０を形成する工程（図２参照）と、第１保護膜２０をマスクとしてエッチングすることで、第２半導体層１３にリッジ３０を形成する工程（図３参照）と、リッジ３０上に、第１保護膜２０を残した状態で、リッジ３０の上面からリッジ３０の両側に位置する第２半導体層１３の上面に渡って、第２保護膜４０を形成する工程（図４参照）と、第２保護膜４０上に、リッジ３０上を跨ぐ開口部６０を有する第３保護膜５０を形成する工程（図５参照）と、第３保護膜５０をマスクとしてエッチングすることで、開口部６０に対応する領域において、リッジ３０の側面に形成された第２保護膜４０を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜４０を除去する工程（図６参照）と、リッジ３０の上面に残った第１保護膜２０と、リッジ３０の側面に残った第２保護膜４０と、第３保護膜５０の形成領域に対応する第２保護膜４０と、をマスクとしてエッチングすることで、リッジ３０の両側にリッジ３０から離間した凹部７０を形成する工程（図７参照）と、を含む。
【００１２】
これにより、凹部７０がリッジ３０から離間する距離をリッジ側面３０ｂに残る第２保護膜４０の膜厚によって制御できるため、凹部７０をリッジ３０から離しつつリッジ３０に近接した位置に再現性よく形成することができる。この結果、迷光を良好に遮断することができると共に半導体レーザ素子の寿命の低下を抑制することができる。
【００１３】
以下、本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の各工程について説明する。
【００１４】
（半導体構造を準備する工程）
まず、図１に示すように、第１半導体層１１上に活性層１２及び第２半導体層１３を順に有する半導体構造１０を準備する。半導体構造１０は、第１半導体層１１、活性層１２及び第２半導体層１３がこの順に形成される。半導体構造１０は、ｐ型半導体である第１半導体層１１とｎ型半導体である第２半導体層１３から移動した電子や正孔が活性層１２で再結合することで発光する。半導体構造１０の材料は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる窒化物半導体などが挙げられる。
【００１５】
なお、半導体構造１０は、一般的には窒化物半導体のような導電性基板あるいはサファイヤのような絶縁性基板上に形成されるが、ここでは、図示していない。また、基板上に半導体構造１０を形成した後、基板を除去することもできる。
【００１６】
（第１保護膜を形成する工程）
次に、図２に示すように、半導体構造１０の第２半導体層１３上にストライプ状の第１保護膜２０を形成する。すなわち、まず、第２半導体層１３の上面全域に第１保護膜２０を形成する。次に、フォトリソグラフィー技術等によって、第１保護膜２０上面にストライプ状のレジストを形成する。そして、このストライプ状のレジストをマスクとして第１保護膜２０をエッチングすることで、ストライプ状のレジスト下面の第１保護膜２０が残存し、ストライプ状の第１保護膜２０が形成される。最後に、レジストを除去することで、ストライプ状の第１保護膜２０を露出させる。
【００１７】
第１保護膜２０の材料は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）が挙げられる。また、第１保護膜２０の形成方法は、第１保護膜２０を第２半導体層１３の上面全域に簡易かつ均一に形成できる方法が好ましく、例えば、スパッタ法、蒸着法又はＣＶＤ法が挙げられる。
【００１８】
第１保護膜２０の膜厚は、リッジ形成時にエッチングされる深さよりも厚膜にすることが好ましい。エッチングの深さが０．１μｍ〜２．０μｍであれば、第１保護膜２０は０．６μｍ〜２．５μｍであることが好ましい。また、第１保護膜２０の幅は、その幅が光導波路領域に対応するため、１．０μｍ〜３０μｍが好ましく、外部に出射する光のビーム形状をシングルモードにする場合には、１．０μｍ〜３．０μｍが好ましい。
【００１９】
第１保護膜２０をエッチングするエッチング材料は、第１保護膜２０をマスクとして用いるレジストより優先的にエッチングできる材料であれば、限定されない。例えば、第１保護膜をＳｉＯ２とする場合、エッチング材料はＣＨＦ３及びＯ２のガスを用いることができる。
【００２０】
（リッジを形成する工程）
次に、図３に示すように、第１保護膜２０をマスクとして第２半導体層１３をエッチングすることで、第２半導体層１３にリッジ３０を形成する。このとき、リッジ上面３０ａには第１保護膜２０が残存し、リッジ側面３０ｂの両側にはリッジ上面３０ａより高さが低いリッジ周辺面３０ｃが形成される。なお、リッジ周辺面３０ｃは、リッジ側面３０ｂから連続して形成されている。
【００２１】
リッジ側面３０ｂは、本実施形態では図３（ｂ）に示すようにリッジ周辺面３０ｃに対して垂直な面であるが、リッジの上面３０ａ側に向かって先細りするような傾斜面にしても良い。
【００２２】
リッジ３０を形成するためのエッチングは、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）のようなドライエッチングが好ましい。これにより、ウェットエッチングに比べて、リッジ３０の形状を容易に制御できる。
【００２３】
リッジ３０を形成する工程で用いるエッチング材料は、第２半導体層１３をマスクとして用いる第１保護膜２０より優先的にエッチングできる材料であれば、限定されない。例えば、第２半導体層１３が窒化物半導体層であり、第２保護膜がＳｉＯ２である場合、Ｃｌ２、ＣＣｌ、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ２などの塩素系のガスを用いることができる。
【００２４】
（第２保護膜を形成する工程）
次に、図４に示すように、リッジ上面３０ａに第１保護膜２０を残したままで、リッジ上面３０ａからリッジ３０の両側に位置する第２半導体層１３の上面に渡って、第２保護膜４０を形成する。すなわち、第２保護膜４０は、リッジ周辺面３０ｃの上面、リッジ側面３０ｂ、及びリッジ上面３０ａに形成される第１保護膜２０を連続的に被覆するように形成される。
【００２５】
第２保護膜４０を形成する工程において、第１保護膜２０を残したままで第２保護膜を形成することで、リッジ上面３０ａに形成される保護膜（すなわち、第１保護膜２０及び第２保護膜４０）の総膜厚が、リッジ周辺面３０ｃ上面に形成される保護膜（すなわち、第２保護膜４０）よりも厚膜にできる。この構成であれば、後述する第２保護膜４０を除去する工程において、リッジ周辺面３０ｃ上の第２保護膜４０を完全に除去しきるまでエッチングしても、リッジ上面３０ａでは第１保護膜２０が残存しているため、エッチングによるダメージがリッジ３０に加わることを防止することができる。また、第２保護膜４０を除去してもリッジ上面３０ａに第１保護膜２０が残存するので、この残存した第１保護膜２０を後述する凹部７０を形成する工程で用いるマスクとして使用することができ、新たにマスクを形成する手間を省くことができる。
【００２６】
また、リッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０は、リッジ上面３０ａの第１保護膜２０上面に形成される第２保護膜４０及びリッジ周辺面３０ｃ上面に形成される第２保護膜４０より、膜厚が薄いことが好ましい。これにより、リッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０の薄い膜厚に対応して、凹部７０をリッジ側面３０ｂからより近接した位置に形成できる。なお、上記した構成を得るために、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。
【００２７】
第２保護膜４０の膜厚は、リッジ３０の高さ以下となる（すなわち、リッジ周辺面３０ｃ上面に形成される第２保護膜４０の上面は、リッジ上面３０ａよりも低い位置に配置される）のが好ましい。これにより、リッジ側面３０ｂに膜厚の薄い第２保護膜４０を形成することができ、本発明の効果を奏することができる。
【００２８】
また、リッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０の膜厚は、０．０５μｍ〜２．０μｍが好ましい。このリッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０の膜厚は、凹部７０がリッジ３０から離間する距離に対応するので、上記の範囲であれば、凹部７０を形成しても光導波路が露出することを防止できると共に、迷光を良好に遮断することができる。
【００２９】
第２保護膜４０の材料は、第１保護膜２０と同一材料であることが好ましい。これにより、第１保護膜及び第２保護膜を後述する凹部を形成する工程におけるマスクとして用いる際に、マスクのエッチング耐性を統一できるため、エッチング処理を容易にすることができる。また、凹部７０を形成した後で第１保護膜２０及び第２保護膜４０を除去する場合は、第１保護膜２０及び第２保護膜４０を同時に除去することができ、工程を簡素化できる。
【００３０】
（第３保護膜を形成する工程）
次に、図５に示すように、第２保護膜４０上に、リッジ３０上を跨ぐ開口部６０を有する第３保護膜５０を形成する。この工程は、フォトリソグラフィー技術を用いることができる。本実施形態では、第２保護膜４０の上面全域にレジストを塗布し、開口部６０に対応する領域のレジストのみ露光し、露光されたレジストを除去することで、リッジ３０を跨ぐ開口部６０を有するレジストを形成している。これにより、第３保護膜５０をＳｉＯ２とする場合と比較して、少ない工程数で開口部６０を有する第３保護膜５０を形成することができる。また、上記したように開口部６０を有する第３保護膜５０を露光されていないレジストで構成すれば、露光したレジストで構成する場合（すなわち、開口部６０に対応する領域以外を露光し、開口部６０に対応する露光されていない領域を除去することで得られるレジスト）と比較して、開口部を精度良く形成することができる。
【００３１】
開口部６０は、上面視において、図５（ａ）ではリッジ側面３０ｂからリッジとは離間する方向に向かって直線状に延伸する形状であるが、ジグザグ状に（すなわち、上面視にてＷの形状になるように）延伸する形状にしても良い。
【００３２】
（第２保護膜を除去する工程）
次に、図６に示すように、第３保護膜５０をマスクとしてエッチングすることで、開口部６０に対応する領域において、リッジ側面３０ｂに形成された第２保護膜４０を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜４０を除去する。ここで、「他の部分に形成された第２保護膜４０」とは、リッジ上面３０ａの第１保護膜２０上に形成される第２保護膜４０及びリッジ周辺面３０ｃ上面のうち第３保護膜５０に覆われていない領域の第２保護膜４０を指す。
【００３３】
第２保護膜４０を除去するエッチングは、ＲＩＥのようなドライエッチングが好ましい。ドライエッチングの異方性（すなわち、リッジ３０の上方からエッチング材料が供給されることで、半導体構造の平面方向のエッチングは抑制され、半導体構造の積層方向にエッチングされる性質）を利用することで、リッジ３０を跨ぐ開口部６０の領域をエッチングして、リッジ上面３０ａ側に形成される第２保護膜４０及びリッジ周辺面３０ｃ上に形成される第２保護膜４０を完全に除去しても、リッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０を残存させることができる。
【００３４】
エッチング材料は、第２保護膜４０をマスクとして用いる第３保護膜５０より優先的にエッチングできる材料であれば、限定されない。例えば、ＣＨＦ３及びＯ２のガスが挙げられる。
【００３５】
なお、第２保護膜４０を除去する工程後、凹部７０を形成する前に、第３保護膜５０を除去することもできる。
【００３６】
（凹部を形成する工程）
次に、図７に示すように、リッジ上面３０ａに残った第１保護膜２０と、リッジ側面３０ｂに残った第２保護膜４０と、第３保護膜５０の形成領域に対応する第２保護膜４０と、をマスクとして半導体構造１０をエッチングすることで、リッジ３０の両側にリッジから離間した凹部７０を形成する。
【００３７】
凹部７０を形成するエッチングは、ＲＩＥのようなドライエッチングが好ましい。ドライエッチングの異方性を利用することで、半導体構造１０の平面方向のエッチングを抑制しつつ半導体構造１０の積層方向にエッチングできるため、凹部７０が形成されても光導波路が露出する（すなわち、凹部７０がリッジの直下まで延在する）ことを防止できる。
【００３８】
凹部７０を形成するためのエッチング材料は、半導体構造１０をマスクとして用いる第１保護膜２０及び第２保護膜４０よりも優先的にエッチングできる材料であれば、限定されない。例えば、半導体構造１０が窒化物半導体で構成され、第１保護膜２０及び第２保護膜４０がＳｉＯ２である場合、Ｃｌ２、ＣＣｌ、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ２のような塩素系のガスを用いることができる。
【００３９】
凹部７０は、第１半導体層１１が露出するまでエッチングして形成されることが好ましい。これにより、迷光をより確実に遮断することができる。
【００４０】
凹部７０の上面視における形状は、本実施形態では、図７（ａ）に示すように直線状であるが、図９に示すようにジグザグを有する形状にすることもできる。凹部７０がジグザグを有する形状であれば、迷光が散乱又は屈折する頻度を高くすることができるため、迷光が出射端面から外部へ放出するのを確実に抑制することができる。また、凹部７０は、出射端面１０ａに平行して形成されると、より効果的に迷光を遮断することができる。
【００４１】
凹部７０は、半導体構造からの光を出射する出射端面１０ａ側に形成されるのが好ましい。これにより、迷光を効率よく遮断することができる。
【００４２】
凹部７０は、迷光を良好に遮断するために、上面視でのリッジ延伸方向における幅が１．０μｍ〜５．０μｍ、上面視でのリッジ延伸方向と直交する方向の長さが５．０μｍ〜７０μｍであることが好ましい。また、断面視での深さは、第１半導体層１１が露出する深さが好ましく、０．５μｍ〜４．０μｍであることが好ましい。
【００４３】
なお、図８に示すように、凹部７０を形成する工程の後に、第１保護膜２０及び第２保護膜４０を除去することによってリッジ３０と凹部７０の間に第２半導体層１３の露出面８０を形成しても良い。露出面８０の幅、すなわち、リッジ３０から凹部７０までの離間距離は、０．０５μｍ〜２．０μｍが好ましい。
【００４４】
また、本明細書では省略しているが、凹部７０を形成する工程の後に、リッジ３０の上面にｐ電極を形成し、半導体構造１０の第１半導体層１１側にｎ側電極を形成しても良い。さらに、出射端面１０ａ及び反射端面１０ｂに、半導体構造で生じた光を増幅させるためのミラーとして誘電体多層膜を形成させても良い。
【００４５】
（実施例）
（半導体構造を準備する工程）ＧａＮ基板上に、第１半導体層１１としてＳｉドープしたＡｌＧａＮよりなるｎ型クラッド層及びアンドープのＧａＮよりなるｎ型ガイド層を積層させた。次に、活性層１２として、ＳｉドープのＩｎＧａＮよりなる障壁層、アンドープのＩｎＧａＮよりなる井戸層、ＳｉドープのＩｎＧａＮよりなる障壁層を、この順に積層させた。最後に、第２半導体層１３としてアンドープのＧａＮよりなるｐ型ガイド層、アンドープのＡｌＧａＮ及びＭｇドープのＧａＮよりなるｐ型クラッド層、ＭｇドープのＧａＮよりなるｐ型コンタクト層を、この順に積層させた。
【００４６】
（第１保護膜を形成する工程）次に、第２半導体層１３の上面に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２を０．９５μｍ形成した。そして、フォトリソグラフィー技術によりストライプ状のレジストを形成し、ＲＩＥ装置によりＣＨＦ３及びＯ２のガスを用いて、ストライプ状のレジスト領域以外のＳｉＯ２を除去することで、ストライプ状のＳｉＯ２（すなわち、第１保護膜２０）を形成した。
【００４７】
（リッジを形成する工程）次に、ＲＩＥ装置により、Ｃｌ２及びＳｉＣｌ４のガスを用いて、０．５μｍエッチングすることで、リッジ周辺面３０ｃからリッジ上面３０ａまでの高さが０．５μｍのリッジ３０を形成した。
【００４８】
（第２保護膜を形成する工程）次に、スパッタ法にて、リッジ上面３０ａに第１保護膜２０のＳｉＯ２を残したままで、リッジ上面３０ａからリッジ３０の両側に位置する第２半導体層１３の上面に渡って、ＳｉＯ２（すなわち、第２保護膜４０）を形成した。このとき、リッジ周辺面３０ｃ上面に形成される第２保護膜４０の膜厚及びリッジ上面３０ａの第１保護膜２０上に形成される第２保護膜４０の膜厚は、共に０．５μｍであり、リッジ側面３０ｂに形成される第２保護膜４０の膜厚は０．３μｍであった。
【００４９】
（第３保護膜を形成する工程）次に、フォトリソグラフィー技術を用いて、第２保護膜４０全域に膜厚１．３５μｍのレジストを塗布し、開口部６０に対応する領域を露光し、露光領域（すなわち、開口部６０に対応する領域）のレジストを除去することで、リッジ３０を跨ぐ開口部６０を有するレジスト（すなわち、第３保護膜５０）を形成した。
【００５０】
（第２保護膜を除去する工程）次に、ＲＩＥ装置により、ＣＨＦ３及びＯ２のガスを用いて、第３保護膜５０をマスクとしてエッチングすることで、開口部６０に対応する領域において、リッジ側面３０ｂに形成された第２保護膜４０を残しつつ他の部分に形成された第２保護膜４０を除去した。その後、第３保護膜５０を剥離液に浸すことにより除去した。
【００５１】
（凹部を形成する工程）次に、ＲＩＥ装置により、Ｃｌ２及びＳｉＣｌ４のガスを用いて、リッジ上面３０ａに残った第１保護膜２０と、リッジ側面３０ｂに残った第２保護膜４０と、第３保護膜５０の形成領域に対応する第２保護膜４０と、をマスクとして半導体構造１０をエッチングすることで、リッジ３０の両側にリッジ３０から離間した凹部７０を形成した。このとき、凹部７０は、リッジ側面３０ｂから０．３μｍ離間している。また、凹部７０の深さは、１．７μｍであり、第１半導体層１１が露出している。その後、第１保護膜２０及び第２保護膜４０をＢＨＦ液に浸すことにより除去した。
【００５２】
次に、リッジ上面にＮｉ／Ａｕ／Ｐｔからなるｐ電極を形成し、ＧａＮ基板の下面（すなわち、第１半導体層が形成されている面と反対側の面）側にＴｉ／Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕからなるｎ電極を形成した。また、リッジの幅方向に劈開し、活性層で生じた光を共振させるための出射端面１０ａ及び反射端面１０ｂを形成した。さらに、反射端面１０ｂにＡｌＮ／ＳｉＯ２／Ｔａ２Ｏ５を成膜した後、ＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５とを５回交互に積層した高反射膜を形成し、出射端面１０ａに低反射膜となるＡｌＮとＳｉＯ２を形成した。
【００５３】
このようにして得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２８ｍＡ、４２０ｍＷにおいて発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られた。
【符号の説明】
【００５４】
１０・・・半導体構造
１０ａ・・・出射端面
１０ｂ・・・反射端面
１１・・・第１半導体層
１２・・・活性層
１３・・・第２半導体層
２０・・・第１保護膜
３０・・・リッジ
３０ａ・・・リッジ上面
３０ｂ・・・リッジ側面
３０ｃ・・・リッジ周辺面
４０・・・第２保護膜
５０・・・第３保護膜
６０・・・開口部
７０・・・凹部
８０・・・露出面
【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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