(57)【要約】  半導体レーザ素子（１０）は、基板（１０１）と、並んで配置される複数の発光部（１４１）を有し、基板（１０１）の上方に積層されるレーザアレイ部（１１）とを備え、基板（１０１）とレーザアレイ部（１１）との積層体は、対向する面に一対の共振器端面（１４０ｆ及び１４０ｒ）を備え、複数の発光部（１４１）のうち隣り合う二つの発光部（１４１）の間には、一対の共振器端面（１４０ｆ及び１４０ｒ）の少なくとも一方においてレーザアレイ部（１１）から基板（１０１）の途中まで達する溝部（１３３）が形成されている。
2019058802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
並んで配置される複数の発光部を有し、前記基板の上方に積層されるレーザアレイ部とを備え、
前記基板と前記レーザアレイ部との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備え、
前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間には、前記一対の共振器端面の少なくとも一方において前記レーザアレイ部から前記基板の途中まで達する溝部が形成されている
半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記レーザアレイ部は、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間に、前記一対の共振器端面の間で連続する分断溝を備え、
前記溝部は、前記分断溝の底面に形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記溝部の側壁は、前記分断溝の側壁より前記分断溝の内側に配置される
請求項２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、
前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に配置された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、
前記分断溝は前記サポート部に形成されている
請求項２又は３に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記溝部は、前記レーザアレイ部の上面から前記基板の途中まで達する
請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、
前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に形成された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、
前記溝部は前記サポート部に形成されている
請求項５に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
基板と、
並んで配置される複数の発光部を有し、前記基板の上方に積層されるレーザアレイ部とを備え、
前記基板と前記レーザアレイ部との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備え、
前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間には、前記一対の共振器端面の少なくとも一方において前記基板の下面より前記基板の途中まで達する溝部が形成されている
半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記レーザアレイ部は、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間に、前記一対の共振器端面の間で連続する分断溝を備え、
前記溝部は、前記基板の下面における前記分断溝と対向する位置に形成されている
請求項７に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、
前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に形成された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、
前記分断溝は前記サポート部に形成されている
請求項８に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記分断溝は、前記レーザアレイ部の上面から、前記第１半導体層の途中まで達する
請求項４又は９に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記溝部のうち前記基板の部分の深さは、２．０μｍ以上である
請求項１〜１０の何れか１項に記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザ素子に関し、特に複数の発光部を有するアレイ状の半導体レーザ素子に関する。【０００２】
なお、本願は、平成28年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構  「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発／次々世代加工に向けた新規光源・要素技術開発／高効率加工用GaN系高出力・高ビーム品質半導体レーザーの開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願である。
【背景技術】
【０００３】
従来、ワットクラスの高出力レーザ光源として、複数の発光部を有するレーザアレイ部を単一の基板上に形成したモノリシックな半導体レーザ素子が知られている。このような半導体レーザ素子において、発光部間に分離溝を設けたり、分離溝を熱伝導率の低い材料で埋めたりすることで、発光部間の熱干渉の抑制が図られている。【０００４】
例えば、特許文献１には、絶縁体が埋め込まれた分離部が発光部間に形成された半導体レーザ素子が開示されている。以下、特許文献１に開示された半導体レーザ素子について、図面を用いて簡単に説明する。図１１は、特許文献１に開示された半導体レーザ素子１０００の構成を示す断面図である。【０００５】
図１１に示されるように、特許文献１に開示された半導体レーザ素子１０００は、ＧａＡｓ基板１００１と、バッファ層１００２と、クラッド層１００３と、活性層１００４と、クラッド層１００５と、電流ブロック層１００６と、キャップ層１００７と、コンタクト層１００８と、電極１００９及び１０１０とを備える。【０００６】
半導体レーザ素子１０００においては、コンタクト層１００８から電流ブロック層１００６の途中までに達する溝が設けられている。溝に埋め込まれた絶縁体１０１１によって、隣り合う発光部間が絶縁分離されている。【０００７】
このように、特許文献１に開示された半導体レーザ素子１０００においては、発光部間を絶縁分離することによって、各発光部に流れる電流のクロストークを低減しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２３５４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された半導体レーザ素子１０００においては、複数の発光部の配列方向（つまり、共振方向と垂直な方向）におけるサイズが大きくなる。このため、半導体レーザ素子１０００においては、単一の発光部を有する半導体レーザ素子と比較して、基板に生じる歪みの影響が大きくなる。これにより、半導体レーザ素子１０００の反りが大きくなる。半導体レーザ素子１０００の反りが大きいため、複数の発光部の高さにずれが生じる。この高さのずれに起因して、複数の発光部からのレーザ光を集光する際に、複数のレーザ光の結合効率が低下する。つまり、複数の発光部からの光を一点に集光させ難くなる。【００１０】
本開示は、このような課題を解決するものであり、複数の発光部を有する半導体レーザ素子の反りを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様は、基板と、並んで配置される複数の発光部を有し、前記基板の上方に積層されるレーザアレイ部とを備え、前記基板と前記レーザアレイ部との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備え、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間には、前記一対の共振器端面の少なくとも一方において前記レーザアレイ部から前記基板の途中まで達する溝部が形成されている。【００１２】
このように、レーザアレイ部から基板の途中まで達する溝部が形成されているため、溝部によって歪みが分断される。このため、基板に生じる歪みを低減することができる。したがって、基板の複数の発光部の配列方向における反りを低減できる。これにより、複数の発光部から出射されるレーザ光をレンズなどで集光する際に、基板の反りによって結合効率が低下することを抑制できる。【００１３】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記レーザアレイ部は、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間に、前記一対の共振器端面の間で連続する分断溝を備え、前記溝部は、前記分断溝の底面に形成されていてもよい。【００１４】
このような分断溝を備えることにより、複数の発光部間の熱干渉を抑制できる。また、溝部を分断溝の底面に形成することにより、分断溝以外の位置に形成する場合より、溝部を形成する際に要するエッチング量を低減できる。【００１５】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記溝部の側壁は、前記分断溝の側壁より前記分断溝の内側に配置されてもよい。【００１６】
これにより、分断溝の底面の幅方向の中央部分をエッチングすることによって、溝部を容易に形成できる。【００１７】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に配置された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、前記分断溝は前記サポート部に形成されていてもよい。【００１８】
このように、第２半導体層がサポート部を備えることにより、半導体レーザ素子をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。【００１９】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記溝部は、前記レーザアレイ部の上面から前記基板の途中まで達してもよい。【００２０】
これにより、分断溝を形成することなく、溝部をレーザアレイ部の上面から直接形成できるため、半導体レーザ素子の製造工程を簡素化することができる。【００２１】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に形成された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、前記溝部は前記サポート部に形成されていてもよい。【００２２】
このように、第２半導体層がサポート部を備えることにより、半導体レーザ素子をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。【００２３】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様は、基板と、並んで配置される複数の発光部を有し、前記基板の上方に積層されるレーザアレイ部とを備え、前記基板と前記レーザアレイ部との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備え、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間には、前記一対の共振器端面の少なくとも一方において前記基板の下面より前記基板の途中まで達する溝部が形成されている。【００２４】
このように、基板の下面から基板の途中まで達する溝部が形成されているため、溝部によって歪みが分断される。このため、基板に生じる歪みを低減することができる。したがって、基板の複数の発光部の配列方向における反りを低減できる。これにより、複数の発光部からの出射されるレーザ光をレンズなどで集光する際に、基板の反りによって結合効率が低下することを抑制できる。【００２５】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記レーザアレイ部は、前記複数の発光部のうち隣り合う二つの発光部の間に、前記一対の共振器端面の間で連続する分断溝を備え、前記溝部は、前記基板の下面における前記分断溝と対向する位置に形成されていてもよい。【００２６】
このように、溝部を分断溝と対向する位置、つまり、リッジストライプ部から比較的離れた位置に形成することで、溝部の形成に伴って、リッジストライプ部及びその近傍にクラックが発生することを低減できる。【００２７】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記レーザアレイ部は、前記基板側より、第１導電型の第１半導体層、活性層、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備え、前記第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部と、前記リッジストライプ部の両側に形成された電流通路とならないサポート部と、前記リッジストライプ部と前記サポート部とを分離する分離溝とを備え、前記分断溝は前記サポート部に形成されていてもよい。【００２８】
このように、第２半導体層がサポート部を備えることにより、半導体レーザ素子をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。【００２９】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記分断溝は、前記レーザアレイ部の上面から、前記第１半導体層の途中まで達してもよい。【００３０】
この場合、最も高温となり得る活性層を、リッジストライプ部毎に分離することができるため、複数のリッジストライプ部間の熱干渉をより一層抑制できる。これにより、各リッジストライプ部から、基板方向への熱の拡散を促進できるため、半導体レーザ素子の高出力化が可能となる。【００３１】
また、本開示に係る半導体レーザ素子の一態様において、前記溝部のうち前記基板の部分の深さは、２．０μｍ以上であってもよい。【００３２】
これにより、基板に生じる歪みをより確実に低減できる。
【発明の効果】
【００３３】
本開示によれば、複数の発光部を有する半導体レーザ素子の反りを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構造を示す模式的な外観斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。
【図３】図３は、比較例の半導体レーザ素子のフロント側の共振器端面を示す模式的な正面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子のフロント側の共振器端面を示す模式的な正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第１の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第２の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第３の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第４の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第５の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第６の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第７の工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の劈開工程を示す模式的な平面図である。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例に係る半導体レーザ素子の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る半導体レーザ素子の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第１の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第２の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第３の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第４の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第５の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第６の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第７の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｈ】図９Ｈは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の第８の工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｉ】図９Ｉは、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の製造方法の劈開工程を示す模式的な平面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４に係るプロジェクタの模式図である。
【図１１】図１１は、特許文献１に開示された半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３６】
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００３７】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
【００３８】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体レーザ素子について説明する。
【００３９】
［１−１．構造］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザ素子の構造について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の構造を示す模式的な外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。図２の断面図（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す。図２の平面図（ｂ）は、半導体レーザ素子１０のフロント側の共振器端面１４０ｆ付近における平面図である。図２の平面図（ｂ）においては、半導体レーザ素子１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層１０６、ｐ電極１０７及びパッド電極１０８が取り除かれている。
【００４０】
本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０は、複数の発光部１４１を有するレーザアレイ素子である。半導体レーザ素子１０は、赤色のレーザ光１５０を出射し、例えば、プロジェクタ用の光源として用いられる。半導体レーザ素子１０の用途はプロジェクタに限定されない。半導体レーザ素子１０は、例えば、レーザディスプレイ、レーザプリンター、レーザ加工などにも用いられてもよい。
【００４１】
半導体レーザ素子１０は、図１に示されるように、基板１０１と、並んで配置される複数の発光部１４１を有し、基板１０１の上方に積層されるレーザアレイ部１１とを備える。半導体レーザ素子１０は、図２の断面図（ａ）に示されるように、基板１０１の下面に配置されるｎ電極１０９をさらに備える。
【００４２】
図１に示されるように、基板１０１とレーザアレイ部１１との積層体は、対向する面に一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒを備える。一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒは、それぞれ、半導体レーザ素子１０のフロント側及びリア側の共振器ミラーである。複数の発光部１４１はフロント側の共振器端面１４０ｆに設けられる。
【００４３】
本実施の形態では、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの間の距離、つまり、共振器長は、１．５ｍｍであるが、共振器長はこれに限定されず、例えば、１．２ｍｍ以上、４ｍｍ以下であってもよい。
【００４４】
図１に示されるように、レーザアレイ部１１の複数の発光部１４１のうち隣り合う二つの発光部１４１の間には、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの少なくとも一方においてレーザアレイ部１１から基板１０１の途中まで達する溝部１３３が形成されている。
【００４５】
また、本実施の形態では、レーザアレイ部１１は、複数の発光部１４１のうち隣り合う二つの発光部１４１の間に、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの間で連続する分断溝１３２を備える。溝部１３３は、図２の断面図（ａ）に示されるように、分断溝１３２の底面１３２ｂに形成されている。また、溝部１３３の側壁１３３ｓは、分断溝１３２の側壁１３２ｓより分断溝１３２の内側に配置される。溝部１３３及び分断溝１３２の作用及び効果については後述する。
【００４６】
基板１０１は、半導体レーザ素子１０の基材である。本実施の形態では、基板１０１は、厚さ１００μｍのＧａＡｓ基板である。なお、基板１０１の厚さは、１００μｍに限定されず、例えば、５０μｍ以上、１２０μｍ以下であってもよい。
【００４７】
レーザアレイ部１１は、図１に示される例では、一列に並んで配置される五つの発光部１４１を有する。なお、発光部１４１の個数は、複数であればよく、半導体レーザ素子１０に要求される光出力に応じて適宜決定されればよい。レーザアレイ部１１は、基板１０１側より、第１導電型の第１半導体層、活性層１０３、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備える。レーザアレイ部１１は、さらに、絶縁層１０６と、ｐ電極１０７と、パッド電極１０８とを有する。
【００４８】
第１半導体層は、第１導電型の半導体層であり、基板１０１の上方に配置される。本実施の形態では、第１半導体層には、ｎ側クラッド層１０２が含まれる。
【００４９】
第２半導体層は、第１導電型と異なる第２導電型の半導体層であり、活性層１０３の上方に配置される。本実施の形態では、第２半導体層には、ｐ側クラッド層１０４及びｐ側コンタクト層１０５が含まれる。
【００５０】
第２半導体層（つまり、ｐ側クラッド層１０４及びｐ側コンタクト層１０５）は、図２に示されるように、電流通路となる複数のリッジストライプ部１２０と、リッジストライプ部１２０の両側に配置された電流通路とならないサポート部１２２とを備える。本実施の形態では、分断溝１３２は、サポート部１２２に形成されている。このようなサポート部１２２を備えることにより、半導体レーザ素子１０をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部１２０に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。
【００５１】
本実施の形態では、リッジストライプ部１２０の幅は、２０μｍである。なお、リッジストライプ部１２０の幅は、これに限定されず、例えば、５μｍ以上、５０μｍ以下であってもよい。
【００５２】
サポート部１２２の上面の基板１０１からの高さは、リッジストライプ部１２０の上面の基板１０１からの高さと等しい。これより、半導体レーザ素子１０をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部１２０に荷重が集中することによって生じる応力をより確実に低減できる。なお、ここで、サポート部１２２の上面の基板１０１からの高さと、リッジストライプ部１２０の上面の基板１０１からの高さとが等しいとの記載が示す構成には、これらの高さが完全に一致している構成だけでなく、これらの高さが略等しい構成も含まれる。例えば、これらの高さに、第２半導体層の厚さの１０％程度以下の誤差がある構成も含まれる。
【００５３】
本実施の形態では、サポート部１２２の幅は、１１５μｍである。なお、サポート部１２２の幅は、これに限定されず、３０μｍ以上、２００μｍ以下であってもよい。当該幅を３０μｍ以上とすることで、半導体レーザ素子１０をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部１２０に生じる応力を確実に低減できる。また、当該幅を２００μｍ以下とすることで、隣り合う発光部１４１間の距離を低減できるため、複数の発光部１４１から出力されるレーザ光の結合を容易化できる。
【００５４】
第２半導体層は、さらに、リッジストライプ部１２０とサポート部１２２とを分離する分離溝１３１を備える。分離溝１３１により、リッジストライプ部１２０に電流及び光を閉じ込めることができる。本実施の形態では、分離溝１３１の幅及び深さは、それぞれ、１０μｍ及び１μｍである。なお、分離溝１３１の構成は、これに限定されない。分離溝１３１の幅は、５μｍ以上、３０μｍ以下であってもよい。また、分離溝１３１の深さは、０．４μｍ以上で、活性層１０３に到達しない深さであってもよい。第２半導体層の厚さが２．０μｍより大きい場合には、分離溝１３１の深さは、２．０μｍ以下であってもよい。
【００５５】
ｎ側クラッド層１０２は、第１半導体層に含まれるクラッド層であり、本実施の形態では、厚さ２μｍのｎ−（Ａｌ０．４Ｇａ０．６）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。なお、ｎ側クラッド層１０２の構成はこれに限定されない。ｎ側クラッド層１０２の厚さは、１．２μｍ以上であってもよく、組成は、ｎ−（ＡｌｘＧａ１−ｘ）１−ｙＩｎｙＰ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）であってもよい。
【００５６】
活性層１０３は、第１半導体層の上方に配置される発光層である。本実施の形態では、活性層１０３は、ＧａＩｎＰからなる井戸層と、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であり、二層の井戸層を有する。このような活性層１０３を備えることにより、半導体レーザ素子１０は、波長が約６６０ｎｍの赤色レーザ光を出射できる。活性層１０３の構成はこれに限定されず、ＧａＩｎＰからなる井戸層と、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）１−ｙＩｎｙＰ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）からなる障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であればよい。なお、活性層１０３は、量子井戸活性層の上方及び下方の少なくとも一方に形成されたガイド層を含んでもよい。活性層１０３のうち電流通路となる領域、つまり、リッジストライプ部１２０の下方の領域が発光する。したがって、フロント側の共振器端面１４０ｆにおける活性層１０３の側面のうち、リッジストライプ部１２０の下方の領域が発光部１４１を形成する。
【００５７】
ｐ側クラッド層１０４は、第２半導体層に含まれるクラッド層であり、本実施の形態では、厚さ１μｍのｐ−（Ａｌ０．４Ｇａ０．６）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。なお、ｐ側クラッド層１０４の構成はこれに限定されない。ｐ側クラッド層１０４の厚さは、０．６μｍ以上、１．８μｍ以下であってもよく、組成は、ｐ−（ＡｌｘＧａ１−ｘ）１−ｙＩｎｙＰ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）であってもよい。
【００５８】
ｐ側コンタクト層１０５は、第２半導体層に含まれ、ｐ側クラッド層１０４の上方に配置されるコンタクト層である。本実施の形態では、ｐ側コンタクト層１０５は、厚さ０．４μｍのｐ−ＧａＡｓからなる層である。なお、ｐ側コンタクト層１０５の構成はこれに限定されない。ｐ側コンタクト層１０５の厚さは、０．１μｍ以上、０．８μｍ以下であってもよい。
【００５９】
絶縁層１０６は、第２半導体層の上方に配置されるパッド電極１０８と第２半導体層との間を絶縁する層である。絶縁層１０６は、溝部１３３、分断溝１３２及び分離溝１３１にも配置される。また、絶縁層１０６は、リッジストライプ部１２０の上方に、ｐ側コンタクト層１０５とｐ電極とを接触させるための開口部を有する。なお、絶縁層１０６の開口部は、スリット状の形状を有してもよい。本実施の形態では、絶縁層１０６は、厚さ７００ｎｍのＳｉＯ２からなる層である。なお、絶縁層１０６の構成はこれに限定されない。絶縁層１０６の厚さは、１００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であってもよい。
【００６０】
ｐ電極１０７は、ｐ側コンタクト層１０５の上方に配置され、ｐ側コンタクト層１０５とオーミック接触する電極である。ｐ電極１０７は、リッジストライプ部１２０の上方に配置される。つまり、ｐ電極１０７は、絶縁層１０６の開口部に配置される。なお、ｐ電極１０７は、絶縁層１０６の上方にも配置されてもよい。ｐ電極１０７は、絶縁層１０６の開口部において、ｐ側コンタクト層１０５と接触する。本実施の形態では、ｐ電極１０７は、ｐ側コンタクト層１０５側から順にＣｒ、Ｐｔ及びＡｕが積層された積層膜である。ｐ電極１０７の構成はこれに限定されない。ｐ電極１０７は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕの少なくとも一つで形成された単層膜又は多層膜であってもよい。
【００６１】
パッド電極１０８は、ｐ電極１０７の上方に配置されたパッド状の電極である。本実施の形態では、パッド電極１０８は、ｐ電極１０７側から順にＴｉ及びＡｕが積層された積層膜であり、リッジストライプ部１２０及びサポート部１２２の上方に配置される。パッド電極１０８の構成はこれに限定されない。パッド電極１０８は、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕ、Ｎｉ及びＡｕなどの積層膜であってもよい。
【００６２】
ｎ電極１０９は、基板１０１の下方に配置される電極である。本実施の形態では、ｎ電極１０９は、基板１０１側から順にＡｕＧｅＮｉ合金及びＡｕが積層された積層膜である。ｎ電極１０９の構成はこれに限定されない。ｎ電極１０９は、他の導電材料で形成されてもよい。
【００６３】
［１−２．作用及び効果］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の作用及び効果について、比較例と比較しながら図面を用いて説明する。図３は、比較例の半導体レーザ素子９００のフロント側の共振器端面９４０ｆを示す模式的な正面図である。図４は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０のフロント側の共振器端面１４０ｆを示す模式的な正面図である。
【００６４】
図３に示される比較例の半導体レーザ素子９００は、溝部１３３を備えない点において、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０と相違し、その他の点において一致する。
【００６５】
比較例の半導体レーザ素子９００は、並んで配置される複数の発光部９４１を有するため、複数の発光部９４１の配列方向（言い換えると、共振方向と垂直な方向）におけるサイズが、単一の発光部を有する半導体レーザ素子より大きい。このため、半導体レーザ素子９００においては、基板に生じる歪みの影響が大きくなり、図３に示されるように、複数の発光部９４１の配列方向における反りが大きくなる。
【００６６】
一方、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０においては、上述のとおり、レーザアレイ部１１から基板１０１の途中まで達する溝部１３３が形成されているため、溝部１３３によって歪みが分断される。このため、基板１０１に生じる歪みを低減することができる。したがって、図４に示されるように、基板１０１の複数の発光部１４１の配列方向における反りを低減できる。これにより、複数の発光部１４１から出射されるレーザ光をレンズなどで集光する際に、基板１０１の反りによって結合効率が低下することを抑制できる。
【００６７】
また、溝部１３３が、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの少なくとも一方に配置されていることにより、第１半導体層と基板１０１との間の格子定数差により生じている格子不整合歪み、及び、熱膨張係数差により生じている熱歪みを低減することが可能となる。このため、活性層１０３での歪みを緩和することが可能となり、半導体レーザ素子１０の偏光特性を改善し、ＴＥモードが支配的な良好な偏光比を有する半導体レーザ素子１０を実現できる。
【００６８】
本実施の形態では、溝部１３３のうち基板１０１の部分の深さは１０μｍであるが、当該深さは、これに限定されない。当該深さは、２．０μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。また、当該深さは、基板１０１の厚さより２０μｍ以上小さくてもよい。基板１０１の厚さは、通常、５０μｍ以上、１２０μｍ以下であるため、当該深さは、１００μｍ以下であってもよい。これにより、基板１０１の強度を確保できる。
【００６９】
また、本実施の形態では、溝部１３３の共振方向における長さは、５μｍであるが、当該長さは、これに限定されない。当該長さは、１μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。また、当該長さは、共振器長の半分未満であってもよい。つまり、溝部１３３は、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの間で連続していなくてもよい。これにより、基板１０１の強度を確保できる。また、当該長さは、３０μｍ以下であってもよい。これにより、基板１０１の強度をより一層確実に確保できる。
【００７０】
本実施の形態では、溝部１３３の幅は、１０μｍであるが、当該幅は、これに限定されない。当該幅は、１μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。また、当該幅は、３０μｍ以下であってもよい。これにより、基板１０１の強度を確保できる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０は、隣り合う発光部１４１間に、一対の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの間で連続する分断溝１３２を備える。これにより、複数のリッジストライプ部１２０間（つまり、複数の発光部１４１間）の熱干渉を抑制できる。本実施の形態では、分断溝１３２は、レーザアレイ部１１の上面から、第２半導体層及び活性層１０３を超えて第１半導体層の途中まで達する。この場合、最も高温となり得る活性層１０３を、リッジストライプ部１２０毎に分離することができるため、複数のリッジストライプ部１２０間の熱干渉をより一層抑制できる。これにより、各リッジストライプ部１２０から、基板１０１方向への熱の拡散を促進できるため、半導体レーザ素子１０の高出力化が可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態では、溝部１３３は、分断溝１３２の底面１３２ｂに形成されている。これにより、溝部１３３を分断溝１３２以外の位置に形成する場合より、溝部１３３を形成する際に要するエッチング量を低減できる。
【００７３】
本実施の形態では、分断溝１３２の深さは、２．５μｍであるが、これに限定されない。分断溝１３２の深さは、２．０μｍ以上であってもよい。これにより、熱干渉抑制効果を得られる。分断溝１３２は、基板１０１に達しなくてもよい。又は、分断溝１３２の深さは、４．０μｍ以下であってもよい。これにより、実装時に半導体レーザ素子１０に荷重が印加される場合に、クラックが発生することを抑制できる。
【００７４】
本実施の形態では、分断溝１３２の幅は、３０μｍであるが、これに限定されない。分断溝１３２の幅は、１０μｍ以上、１００μｍ以下であってもよい。分断溝１３２の幅を１０μｍ以上とすることで、複数のリッジストライプ部１２０間の熱干渉を確実に抑制できる。分断溝１３２の幅を１００μｍ以下とすることで、隣り合う発光部１４１間の距離を低減できるため、複数の発光部１４１から出力されるレーザ光の結合を容易化できる。また、分断溝１３２による半導体レーザ素子１０の強度の低下を抑制できる。
【００７５】
［１−３．製造方法］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の製造方法について図面を用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｇは、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図５Ａ〜図５Ｇにおいては、半導体レーザ素子１０の図２と同様の断面が示されている。図５Ｈは、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０の製造方法の劈開工程を示す模式的な平面図である。図５Ｈにおいては、半導体レーザ素子１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層１０６、ｐ電極１０７及びパッド電極１０８が取り除かれている。
【００７６】
図５Ａに示されるように、まず、基板１０１を準備し、第１半導体層、活性層１０３及び第２半導体層を順に積層する。本実施の形態では、基板１０１上に、ｎ側クラッド層１０２、活性層１０３、ｐ側クラッド層１０４及びｐ側コンタクト層１０５を順に積層する。本実施の形態では、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、各層の成膜を行う。
【００７７】
次に、図５Ｂに示されるように、分断溝１３２及び溝部１３３を形成する。具体的には、まず、隣り合う発光部１４１のほぼ中間に相当する位置に分断溝１３２をウェットエッチング法、ドライエッチング法などによって形成する。分断溝１３２は、半導体レーザ素子１０の共振方向に沿って連続して、つまり、途切れることなく形成される。続いて、分断溝１３２の底面１３２ｂに溝部１３３をウェットエッチング法、ドライエッチング法などによって形成する。溝部１３３は、半導体レーザ素子１０の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒに相当する位置に形成される。溝部１３３を分断溝１３２の底面１３２ｂに形成することにより、第２半導体層の上面から溝部１３３を形成する場合より、エッチングする深さを低減できるため、溝部１３３の形成に要するエッチング量を低減できる。
【００７８】
また、溝部１３３の側壁１３３ｓは、分断溝１３２の側壁１３２ｓより分断溝１３２の内側に配置される。このような溝部１３３は、分断溝１３２の底面１３２ｂの幅方向の中央部分をエッチングすることによって容易に形成される。
【００７９】
次に、図５Ｃに示されるように、分離溝１３１を、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などによって形成する。分離溝１３１は、隣り合う二つの分断溝１３２の間に二つずつ形成される。第２半導体層（本実施の形態では、ｐ側クラッド層１０４及びｐ側コンタクト層１０５）のうち、二つの分離溝１３１の間の部分が、リッジストライプ部１２０となり、分離溝１３１と分断溝１３２との間の部分が、サポート部１２２となる。
【００８０】
次に、図５Ｄに示されるように、絶縁層１０６をプラズマＣＶＤ法などによって形成する。絶縁層１０６は、基板１０１の上方全面に、つまり、第２半導体層、分離溝１３１、分断溝１３２及び溝部１３３に形成される。
【００８１】
次に、図５Ｅに示されるように、絶縁層１０６に開口部を形成し、当該開口部にｐ電極１０７を形成する。まず、絶縁層１０６のうち、リッジストライプ部１２０の上方の部分を、ウェットエッチング法などにより除去することによって開口部を形成する。これにより、開口部においては、ｐ側コンタクト層１０５が露出する。続いて、当該開口部のｐ側コンタクト層１０５上に真空蒸着法などによりｐ電極１０７を形成する。なお、ｐ電極１０７は、絶縁層１０６の上方にも形成されてもよい。
【００８２】
次に、図５Ｆに示されるように、第２半導体層の上方に、真空蒸着法などによりパッド電極１０８を形成する。本実施の形態では、ｐ電極１０７を覆うようにリッジストライプ部１２０にパッド電極１０８を形成する。なお、パッド電極１０８は、図５Ｆに示されるように、分離溝１３１及びサポート部１２２の上方にも形成されてもよい。
【００８３】
次に、図５Ｇに示されるように、基板１０１の下面に、真空蒸着法などにより、ｎ電極１０９を形成する。ｎ電極１０９は、基板１０１の下面のうち、リッジストライプ部１２０の裏側に相当する位置に形成される。
【００８４】
次に、図５Ｈに示されるように、劈開によって共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒを形成する。具体的には、基板１０１の共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒに相当する位置に劈開の起点となる傷を形成し、その傷にブレードの先端を当てながら基板１０１を劈開する。図５Ｈにおいては、共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒの間の距離、つまり、共振器長Ｌが示されている。なお、共振器端面１４０ｆ及び１４０ｒには、誘電体多層膜などの反射膜を形成してもよい。
【００８５】
以上のような工程により、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１０を製造できる。なお、上記の製造方法では、溝部１３３は、絶縁層１０６などを積層する前に形成したが、パッド電極１０８及びｎ電極１０９を形成した後に、レーザスクライブ装置などを用いて形成してもよい。
【００８６】
［１−４．変形例］
本実施の形態の変形例に係る半導体レーザ素子について説明する。以上では、半導体レーザ素子１０として、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いる例を示したが、本実施の形態に係る半導体レーザ素子に用いられる材料はこれに限定されず、ＧａＮ、ＧａＡｓなどでもよい。以下、本実施の形態の変形例に係る半導体レーザ素子として、ＧａＮ系材料を用いる構成について、上記半導体レーザ素子１０との相違点を中心に図面を用いて説明する。
【００８７】
図６は、本変形例に係る半導体レーザ素子２１０の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。図６の断面図（ａ）は、半導体レーザ素子２１０の図２の断面図（ａ）と同様の断面を示す。図６の平面図（ｂ）は、半導体レーザ素子２１０のフロント側の共振器端面２４０ｆ付近における平面図である。図６の平面図（ｂ）においては、半導体レーザ素子２１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層２０６、ｐ電極２０７及びパッド電極２０８が取り除かれている。
【００８８】
本変形例に係る半導体レーザ素子２１０は、複数の発光部２４１を有するレーザアレイ素子である。半導体レーザ素子２１０は、青色のレーザ光２５０を出射する。
【００８９】
半導体レーザ素子２１０は、図６に示されるように、基板２０１と、並んで配置される複数の発光部２４１を有し、基板２０１の上方に積層されるレーザアレイ部２１１とを備える。半導体レーザ素子２１０は、図６の断面図（ａ）に示されるように、基板２０１の下面に配置されるｎ電極２０９をさらに備える。
【００９０】
基板２０１とレーザアレイ部２１１との積層体は、上記半導体レーザ素子１０と同様に対向する面に一対の共振器端面を備える。複数の発光部２４１はフロント側の共振器端面２４０ｆに設けられる。
【００９１】
本変形例では、一対の共振器端面間の距離、つまり、共振器長は、１．２ｍｍであるが、共振器長はこれに限定されず、例えば、０．８ｍｍ以上、４ｍｍ以下であってもよい。
【００９２】
上記半導体レーザ素子１０と同様に、レーザアレイ部２１１の複数の発光部２４１のうち隣り合う二つの発光部２４１の間には、一対の共振器端面の少なくとも一方においてレーザアレイ部２１１から基板２０１の途中まで達する溝部２３３が形成されている。
【００９３】
また、レーザアレイ部２１１は、複数の発光部２４１のうち隣り合う二つの発光部２４１の間に、一対の共振器端面の間で連続する分断溝２３２を備え、溝部２３３は、分断溝２３２の底面２３２ｂに形成されている。また、溝部２３３の側壁２３３ｓは、分断溝２３２の側壁２３２ｓより分断溝２３２の内側に配置される。
【００９４】
本変形例では、分断溝２３２の深さは、１μｍであるが、これに限定されない。分断溝２３２の深さは、０．８μｍ以上であってもよい。これにより、熱干渉抑制効果を得られる。分断溝２３２は、基板２０１に達しなくてもよい。又は、分断溝１３２の深さは、３．０μｍ以下であってもよい。これにより、実装時に半導体レーザ素子２１０に荷重が印加される場合に、クラックが発生することを抑制できる。
【００９５】
本変形例では、分断溝２３２の幅は、３０μｍであるが、これに限定されない。分断溝２３２の幅は、１０μｍ以上、１００μｍ以下であってもよい。分断溝２３２の幅を１０μｍ以上とすることで、複数のリッジストライプ部２２０間の熱干渉を確実に抑制できる。分断溝２３２の幅を１００μｍ以下とすることで、隣り合う発光部２４１間の距離を低減できるため、複数の発光部２４１から出力されるレーザ光の結合を容易化でき、かつ、半導体レーザ素子２１０の強度の低下を抑制できる。
【００９６】
本変形例では、溝部２３３のうち基板２０１の部分の深さは１０μｍであるが、当該深さは、これに限定されない。当該深さは、２．０μｍ以上であってもよい。また、当該深さは、基板２０１の厚さより２０μｍ以上小さくてもよい。基板２０１の厚さは、通常、５０μｍ以上、１２０μｍ以下であるため、当該深さは、１００μｍ以下であってもよい。
【００９７】
基板２０１は、厚さ１００μｍのＧａＮ単結晶基板である。なお、基板２０１の厚さは、１００μｍに限定されず、例えば、５０μｍ以上、１２０μｍ以下であってもよい。また、基板２０１を形成する材料は、ＧａＮ単結晶に限定されず、サファイア、ＳｉＣなどであってもよい。
【００９８】
レーザアレイ部２１１は、基板２０１側より、第１導電型の第１半導体層、活性層２０３、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備える。レーザアレイ部２１１は、さらに、絶縁層２０６と、ｐ電極２０７と、パッド電極２０８とを有する。
【００９９】
本変形例では、第１半導体層には、ｎ側クラッド層２０２が含まれ、第２半導体層には、ｐ側クラッド層２０４及びｐ側コンタクト層２０５が含まれる。
【０１００】
第２半導体層（つまり、ｐ側クラッド層２０４及びｐ側コンタクト層２０５）は、図６に示されるように、電流通路となる複数のリッジストライプ部２２０と、リッジストライプ部２２０の両側に配置された電流通路とならないサポート部２２２とを備える。本実施の形態では、分断溝２３２は、サポート部２２２に形成されている。
【０１０１】
サポート部２２２の上面の基板２０１からの高さは、リッジストライプ部２２０の上面の基板２０１からの高さと等しい。
【０１０２】
第２半導体層は、さらに、リッジストライプ部２２０とサポート部２２２とを分離する分離溝２３１を備える。本変形例では、分離溝２３１の幅及び深さは、それぞれ、１０μｍ及び０．５μｍである。なお、分離溝２３１の構成は、これに限定されない。分離溝２３１の幅は、５μｍ以上、３０μｍ以下であってもよい。また、分離溝２３１の深さは、０．１μｍ以上で、活性層２０３に到達しない深さであってもよい。第２半導体層の厚さが０．６μｍより大きい場合には、分離溝２３１の深さは、０．６μｍ以下であってもよい。
【０１０３】
ｎ側クラッド層２０２は、本変形例では、厚さ１μｍのｎ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる層である。なお、ｎ側クラッド層２０２の構成はこれに限定されない。ｎ側クラッド層２０２の厚さは、０．５μｍ以上であってもよく、組成は、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）であってもよい。
【０１０４】
活性層２０３は、Ｉｎ０．１８Ｇａ０．８２Ｎからなる厚さ５ｎｍの井戸層と、ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍの障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であり、二層の井戸層を有する。このような活性層２０３を備えることにより、半導体レーザ素子２１０は、波長が約４５０ｎｍの青色レーザ光を出射できる。活性層２０３の構成はこれに限定されず、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる井戸層と、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ―ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であればよい。なお、活性層２０３は、量子井戸活性層の上方及び下方の少なくとも一方に形成されたガイド層を含んでもよい。活性層２０３のうち電流通路となる領域、つまり、リッジストライプ部２２０の下方の領域が発光する。したがって、フロント側の共振器端面２４０ｆにおける活性層２０３の側面のうち、リッジストライプ部２２０の下方の領域が発光部２４１を形成する。
【０１０５】
ｐ側クラッド層２０４は、第２半導体層に含まれるクラッド層であり、本実施の形態では、ｐ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる厚さ３ｎｍの層と、ＧａＮからなる厚さ３ｎｍの層とが交互に１００層ずつ積層された超格子層である。ｐ側クラッド層２０４の構成はこれに限定されず、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる厚さ０．３μｍ以上、１μｍ以下の層であってもよい。
【０１０６】
ｐ側コンタクト層２０５は、厚さ１０ｎｍのｐ−ＧａＮからなる層である。なお、ｐ側コンタクト層２０５の構成はこれに限定されない。ｐ側コンタクト層２０５の厚さは、５ｎｍ以上であってもよい。
【０１０７】
絶縁層２０６は、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２からなる層である。なお、絶縁層２０６の構成はこれに限定されない。絶縁層２０６の厚さは、１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であってもよい。
【０１０８】
ｐ電極２０７は、ｐ側コンタクト層２０５側から順にＰｄ及びＰｔが積層された積層膜である。ｐ電極２０７の構成はこれに限定されない。ｐ電極２０７は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕの少なくとも一つで形成された単層膜又は多層膜であってもよい。
【０１０９】
パッド電極２０８は、ｐ電極２０７の上方に配置されたパッド状の電極である。本実施の形態では、パッド電極２０８は、ｐ電極２０７側から順にＴｉ及びＡｕが積層された積層膜であり、リッジストライプ部２２０及びサポート部２２２の上方に配置される。パッド電極２０８の構成はこれに限定されない。パッド電極２０８は、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕ、Ｎｉ及びＡｕなどの積層膜であってもよい。
【０１１０】
ｎ電極２０９は、基板２０１側から順にＴｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層された積層膜である。ｎ電極２０９の構成はこれに限定されない。ｎ電極２０９は、Ｔｉ及びＡｕが積層された積層膜であってもよい。
【０１１１】
以上のような構成を有する変形例に係る半導体レーザ素子２１０においても、上記半導体レーザ素子１０と同様の効果を奏することができる。また、一般に、本変形例のようにＧａＮ単結晶基板を用いる場合には劈開が困難である。しかしながら、本変形例では、基板２０１まで達する溝部２３３が半導体レーザ素子２１０の共振器端面に相当する位置に形成されていることにより、劈開時に形成されるクラックが溝部２３３に沿うため、劈開位置のずれが抑制される。これにより、劈開歩留まりを向上できる。
【０１１２】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体レーザ素子について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子は、分断溝が形成されていない点において、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０と相違し、その他の点において一致する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ素子について説明する。
【０１１３】
［２−１．構造］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子の構造について、図面を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。図７の断面図（ａ）は、半導体レーザ素子３１０の図２の断面図（ａ）と同様の断面を示す。図７の平面図（ｂ）は、半導体レーザ素子３１０のフロント側の共振器端面１４０ｆ付近における平面図である。図７の平面図（ｂ）においては、半導体レーザ素子３１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層１０６、ｐ電極１０７及びパッド電極１０８が取り除かれている。
【０１１４】
半導体レーザ素子３１０は、図７に示されるように、基板１０１と、並んで配置される複数の発光部１４１を有し、基板１０１の上方に積層されるレーザアレイ部３１１とを備える。半導体レーザ素子３１０は、図７の断面図（ａ）に示されるように、基板１０１の下面に配置されるｎ電極１０９をさらに備える。
【０１１５】
基板１０１とレーザアレイ部３１１との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備える。一対の共振器端面は、それぞれ、半導体レーザ素子３１０のフロント側及びリア側の共振器ミラーである。複数の発光部１４１はフロント側の共振器端面１４０ｆに設けられる。
【０１１６】
レーザアレイ部３１１は、基板１０１側より、第１導電型の第１半導体層、活性層１０３、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備える。レーザアレイ部３１１は、さらに、絶縁層１０６と、ｐ電極１０７と、パッド電極１０８とを有する。第１半導体層には、ｎ側クラッド層１０２が含まれる。第２半導体層には、ｐ側クラッド層１０４及びｐ側コンタクト層１０５が含まれる。
【０１１７】
なお、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０においては、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０と同様に、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料が用いられる。しかしながら、本実施の形態に係る半導体レーザ素子に用いられる材料はこれに限定されず、ＧａＮ、ＧａＡｓなどでもよい。
【０１１８】
本実施の形態においても、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０と同様に、第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部１２０と、リッジストライプ部１２０の両側に形成された電流通路とならないサポート部１２２とを備える。第２半導体層はさらに、リッジストライプ部１２０とサポート部１２２とを分離する分離溝１３１を備える。これにより、半導体レーザ素子３１０をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部１２０に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。
【０１１９】
また、図７に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０においては、溝部３３３が形成されているが、分断溝は形成されていない。つまり、本実施の形態では、溝部３３３はサポート部１２２に形成されている。本実施の形態では、溝部３３３は、レーザアレイ部３１１の上面から基板１０１の途中まで達する。溝部３３３の基板１０１における深さは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０の溝部１３３と同様である。
【０１２０】
［２−２．作用及び効果］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０の作用及び効果について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０の溝部３３３は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の溝部１３３と同様の効果を奏する。つまり、溝部３３３によって基板１０１の歪みが分断される。このため、基板１０１に生じる歪みを低減することができる。したがって、基板１０１の複数の発光部１４１の配列方向における反りを低減できる。これにより、複数の発光部１４１から出射されるレーザ光をレンズなどで集光する際に、基板１０１の反りによって結合効率が低下することを抑制できる。
【０１２１】
また、溝部３３３が、一対の共振器端面の少なくとも一方に配置されていることにより、第１半導体層と基板１０１との間の格子定数差により生じている格子不整合歪み、及び、熱膨張係数差により生じている熱歪みを低減することが可能となる。このため、活性層１０３での歪みを緩和することが可能となり、半導体レーザ素子３１０の偏光特性を改善し、ＴＥモードが支配的な良好な偏光比を有する半導体レーザ素子３１０を実現できる。
【０１２２】
また、本実施の形態では、溝部３３３は、レーザアレイ部３１１の上面から基板１０１の途中まで達する。つまり、分断溝を形成することなく、溝部３３３をレーザアレイ部３１１の上面から直接形成する。このため、半導体レーザ素子３１０の製造工程を簡素化することができる。
【０１２３】
［２−３．製造方法］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０の製造方法について説明する。本実施の形態では、分断溝が形成されないため、第２半導体層の上面、つまり、ｐ側コンタクト層１０５の上面から、基板１０１の途中まで達する溝部３３３をウェットエッチング法、ドライエッチング法などにより形成する。その他の製造工程については、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０の製造方法と同様である。
【０１２４】
このような製造方法により、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３１０を製造できる。
【０１２５】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体レーザ素子について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子は、溝部が基板の下面側から形成される点において、実施の形態１の変形例に係る半導体レーザ素子２１０と相違し、その他の点において一致する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ素子について、実施の形態１の変形例に係る半導体レーザ素子２１０との相違点を中心に説明する。
【０１２６】
［３−１．構造］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子の構造について、図面を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０の構造を示す模式的な断面図及び平面図である。図８の断面図（ａ）は、半導体レーザ素子４１０の図２の断面図（ａ）と同様の断面を示す。図８の平面図（ｂ）は、半導体レーザ素子４１０のフロント側の共振器端面２４０ｆ付近における平面図である。図８の平面図（ｂ）においては、半導体レーザ素子４１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層２０６、ｐ電極２０７及びパッド電極２０８が取り除かれている。
【０１２７】
半導体レーザ素子４１０は、図８に示されるように、基板２０１と、並んで配置される複数の発光部２４１を有し、基板２０１の上方に積層されるレーザアレイ部４１１とを備える。半導体レーザ素子４１０は、図８の断面図（ａ）に示されるように、基板２０１の下面に配置されるｎ電極２０９をさらに備える。
【０１２８】
基板２０１とレーザアレイ部４１１との積層体は、対向する面に一対の共振器端面を備える。一対の共振器端面は、それぞれ、半導体レーザ素子４１０のフロント側及びリア側の共振器ミラーである。複数の発光部２４１はフロント側の共振器端面２４０ｆに設けられる。
【０１２９】
レーザアレイ部４１１は、基板２０１側より、第１導電型の第１半導体層、活性層２０３、及び、第２導電型の第２半導体層を順に備える。レーザアレイ部４１１は、さらに、絶縁層２０６と、ｐ電極２０７と、パッド電極２０８とを有する。第１半導体層には、ｎ側クラッド層２０２が含まれる。第２半導体層には、ｐ側クラッド層２０４及びｐ側コンタクト層２０５が含まれる。
【０１３０】
図８に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０においては、第２半導体層は、電流通路となる複数のリッジストライプ部２２０と、リッジストライプ部２２０の両側に形成された電流通路とならないサポート部２２２とを備える。第２半導体層は、さらに、リッジストライプ部２２０とサポート部２２２とを分離する分離溝２３１を備える。このように、第２半導体層がサポート部２２２を備えることにより、半導体レーザ素子４１０をジャンクションダウン実装する際に、リッジストライプ部２２０に荷重が集中することによって生じる応力を低減できる。
【０１３１】
また、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０においては、分断溝４３２及び溝部４３３が形成されている。分断溝４３２はサポート部２２２に形成されている。
【０１３２】
溝部４３３は、基板２０１の下面側から形成されている。つまり、複数の発光部２４１のうち隣り合う二つの発光部２４１の間には、一対の共振器端面の少なくとも一方において基板２０１の下面より基板２０１の途中まで達する溝部４３３が形成されている。
【０１３３】
また、本実施の形態では、レーザアレイ部４１１は、複数の発光部２４１のうち隣り合う二つの発光部２４１の間に、一対の共振器端面の間で連続する分断溝４３２を備え、溝部４３３は、基板２０１の下面における分断溝４３２と対向する位置に形成されている。
【０１３４】
［３−２．作用及び効果］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０の作用及び効果について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０は、基板２０１の下面より基板２０１の途中まで達する溝部４３３が形成されていることにより、基板２０１の歪みが分断される。このため、基板２０１に生じる歪みを低減することができる。したがって、基板２０１の複数の発光部２４１の配列方向における反りを低減できる。これにより、複数の発光部２４１から出射されるレーザ光をレンズなどで集光する際に、基板２０１の反りによって結合効率が低下することを抑制できる。
【０１３５】
また、本実施の形態では、溝部４３３は、基板２０１の下面における分断溝４３２と対向する位置に形成されている。このように、溝部４３３を分断溝４３２と対向する位置、つまり、リッジストライプ部２２０から比較的離れた位置に形成することで、溝部４３３の形成に伴って、リッジストライプ部２２０及びその近傍にクラックが発生することを低減できる。
【０１３６】
本実施の形態では、溝部４３３のうち基板２０１の部分の深さは７０μｍであるが、当該深さは、これに限定されない。当該深さは、２．０μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。当該深さは、３０μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果をより一層確実に奏することができる。溝部４３３はｎ側クラッド層２０２まで到達していてもよい。また、当該深さは、基板２０１の厚さより２０μｍ以上小さくてもよい。基板２０１の厚さは、通常、５０μｍ以上、１２０μｍ以下であるため、当該深さは、１００μｍ以下であってもよい。これにより、基板２０１の強度を確保できる。
【０１３７】
また、本実施の形態では、溝部４３３の共振方向における長さは、５μｍであるが、当該長さは、これに限定されない。当該長さは、１μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。また、当該長さは、共振器長の半分未満であってもよい。つまり、溝部４３３は、一対の共振器端面の間で連続していなくてもよい。これにより、基板２０１の強度を確保できる。また、当該長さは、３０μｍ以下であってもよい。これにより、基板２０１の強度をより一層確実に確保できる。
【０１３８】
本実施の形態では、溝部４３３の幅は、１０μｍであるが、当該幅は、これに限定されない。当該幅は、１μｍ以上であってもよい。これにより、上記効果を確実に奏することができる。また、当該幅は、３０μｍ以下であってもよい。これにより、基板２０１の強度を確保できる。
【０１３９】
また、一般に、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０のようにＧａＮ単結晶基板を用いる場合には劈開が困難である。しかしながら、本実施の形態では、基板２０１の途中まで達する溝部４３３が、半導体レーザ素子４１０の共振器端面に相当する位置に形成されていることにより、劈開時に形成されるクラックが溝部４３３に沿うため、劈開位置のずれが抑制される。これにより、劈開歩留まりを向上できる。
【０１４０】
また、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０は、隣り合う発光部２４１間に分断溝４３２を備えることにより、複数のリッジストライプ部２２０間の熱干渉を抑制できる。本実施の形態では、分断溝４３２は、レーザアレイ部４１１の上面から、第２半導体層及び活性層２０３を超えて第１半導体層の途中まで達する。これにより、最も高温となり得る活性層２０３を、リッジストライプ部２２０毎に分離することができるため、複数のリッジストライプ部２２０間の熱干渉をより一層抑制できる。これにより、各リッジストライプ部２２０から、基板２０１方向への熱の拡散を促進できるため、半導体レーザ素子４１０の高出力化が可能となる。
【０１４１】
［３−３．製造方法］
本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０の製造方法について図面を用いて説明する。図９Ａ〜図９Ｈは、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図９Ａ〜図９Ｈにおいては、半導体レーザ素子４１０の図２と同様の断面が示されている。図９Ｉは、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０の製造方法の劈開工程を示す模式的な平面図である。図９Ｉにおいては、半導体レーザ素子４１０の半導体層の構造を示すために、絶縁層２０６、ｐ電極２０７及びパッド電極２０８が取り除かれている。
【０１４２】
図９Ａに示されるように、まず、基板２０１を準備し、第１半導体層、活性層２０３及び第２半導体層を順に積層する。本実施の形態では、基板２０１上に、ｎ側クラッド層２０２、活性層２０３、ｐ側クラッド層２０４及びｐ側コンタクト層２０５を順に積層する。本実施の形態では、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、各層の成膜を行う。
【０１４３】
次に、図９Ｂに示されるように、分断溝４３２を形成する。具体的には、まず、隣り合う発光部２４１のほぼ中間に相当する位置に分断溝４３２を、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）型の反応性イオンエッチングなどによって形成する。分断溝４３２は、半導体レーザ素子４１０の共振方向に沿って連続して、つまり、途切れることなく形成される。
【０１４４】
次に、図９Ｃに示されるように、分離溝２３１を、ＩＣＰ型の反応性イオンエッチングなどによって形成する。分離溝２３１は、隣り合う二つ分断溝４３２の間に二つずつ形成される。第２半導体層（本実施の形態では、ｐ側クラッド層２０４及びｐ側コンタクト層２０５）のうち、二つの分離溝２３１の間の部分が、リッジストライプ部２２０となり、分離溝２３１と分断溝４３２との間の部分が、サポート部２２２となる。
【０１４５】
次に、図９Ｄに示されるように、絶縁層２０６をプラズマＣＶＤ法などによって形成する。絶縁層２０６は、基板２０１の上方全面に、つまり、第２半導体層、分離溝２３１及び分断溝４３２に形成される。
【０１４６】
次に、図９Ｅに示されるように、絶縁層２０６に開口部を形成し、当該開口部にｐ電極２０７を形成する。まず、絶縁層２０６のうち、リッジストライプ部２２０の上方の部分を、ウェットエッチング法などにより除去することによって開口部を形成する。これにより、開口部においては、ｐ側コンタクト層２０５が露出する。続いて、当該開口部のｐ側コンタクト層２０５上に真空蒸着法などによりｐ電極２０７を形成する。なお、ｐ電極２０７は、絶縁層２０６の上方にも形成されてもよい。
【０１４７】
次に、図９Ｆに示されるように、第２半導体層の上方に、真空蒸着法などによりパッド電極２０８を形成する。本実施の形態では、ｐ電極２０７を覆うようにリッジストライプ部２２０にパッド電極２０８を形成する。なお、パッド電極２０８は、図９Ｆに示されるように、分離溝２３１及びサポート部２２２の上方にも形成されてもよい。
【０１４８】
次に、図９Ｇに示されるように、基板２０１の下面に溝部４３３をＩＣＰ型の反応性イオンエッチングなどによって形成する。溝部４３３は、半導体レーザ素子４１０の共振器端面に相当する位置に形成される。
【０１４９】
次に、図９Ｈに示されるように、基板２０１の下面に、真空蒸着法などにより、ｎ電極２０９を形成する。ｎ電極２０９は、基板２０１の下面のうち、リッジストライプ部２２０の裏側に相当する位置に形成される。
【０１５０】
次に、図９Ｉに示されるように、劈開によって共振器端面を形成する。具体的には、基板２０１の共振器端面２４０ｆ及び２４０ｒに相当する位置に劈開の起点となる傷を形成し、その傷にブレードの先端を当てながら基板２０１を劈開する。図９Ｉにおいては、共振器端面２４０ｆ及び２４０ｒの間の距離、つまり、共振器長Ｌが示されている。なお、共振器端面２４０ｆ及び２４０ｒには、誘電体多層膜などの反射膜を形成してもよい。
【０１５１】
以上のような工程により、本実施の形態に係る半導体レーザ素子４１０を製造できる。なお、上記の製造方法では、溝部４３３は、ｎ電極２０９を形成する前に形成したが、ｎ電極２０９を形成した後に、レーザスクライブ装置などを用いて形成してもよい。
【０１５２】
［３−４．変形例］
本実施の形態の変形例に係る半導体レーザ素子について説明する。以上では、半導体レーザ素子４１０として、ＧａＮ系の材料を用いて青色のレーザ光２５０を出射する素子を示したが、本実施の形態に係る半導体レーザ素子に用いられる材料はこれに限定されない。例えば、緑色のレーザ光を出射するＧａＮ系の材料、赤色のレーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系の材料、赤外域のレーザ光を出射するＧａＡｓ系の材料などが用いられてもよい。以下、本実施の形態の変形例に係る半導体レーザ素子として、ＧａＮ系材料を用いる構成について、上記半導体レーザ素子４１０との相違点を中心に図面を用いて説明する。
【０１５３】
本変形例に係る半導体レーザ素子は、主に、活性層の構成において上記半導体レーザ素子４１０と相違する。本変形例に係る半導体レーザ素子の活性層は、Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ｎからなる厚さ５ｎｍの井戸層と、ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍの障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であり、二層の井戸層を有する。このような活性層を備えることにより、本変形例に係る半導体レーザ素子は、波長が約５２０ｎｍの緑色レーザ光を出射できる。本変形例に係る活性層の構成はこれに限定されず、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる井戸層と、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ―ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であればよい。
【０１５４】
このような活性層を有する本変形例に係る半導体レーザ素子においても、上記半導体レーザ素子４１０と同様の効果を奏する。
【０１５５】
（実施の形態４）
実施の形態４に係るプロジェクタについて説明する。本実施の形態に係るプロジェクタは、実施の形態１〜３及びそれらの変形例に係る半導体レーザ素子を備える。以下の、本実施の形態に係るプロジェクタについて図面を用いて説明する。
【０１５６】
図１０は、本実施の形態に係るプロジェクタ５０１の模式図である。図１０に示すように、プロジェクタ５０１は、半導体レーザ素子を用いた画像表示装置の一例である。本実施の形態におけるプロジェクタ５０１では、光源として、例えば、赤色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子５１０Ｒ、緑色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子５１０Ｇ及び青色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子５１０Ｂが用いられる。例えば、半導体レーザ素子５１０Ｒ、５１０Ｇ及び５１０Ｂとして、それぞれ、上記実施の形態１に係る半導体レーザ素子１０、上記実施の形態３の変形例に係る半導体レーザ素子、及び、上記実施の形態３に係る半導体レーザ素子４１０が用いられる。
【０１５７】
プロジェクタ５０１は、レンズ５０２Ｒ、５０２Ｇ及び５０２Ｂと、ミラー５０３Ｒ、ダイクロイックミラー５０３Ｇ及びダイクロイックミラー５０３Ｂと、空間変調素子５０４と、投射レンズ５０５とを備える。
【０１５８】
レンズ５０２Ｒ、５０２Ｇ及び５０２Ｂは、例えばコリメートレンズであり、それぞれ、半導体レーザ素子５１０Ｒ、５１０Ｇ及び５１０Ｂの前方に配置される。
【０１５９】
ミラー５０３Ｒは、半導体レーザ素子５１０Ｒから出射した赤色のレーザ光を反射する。ダイクロイックミラー５０３Ｇは、半導体レーザ素子５１０Ｇから出射した緑色のレーザ光を反射し、かつ、半導体レーザ素子５１０Ｒから出射した赤色のレーザ光を透過する。ダイクロイックミラー５０３Ｂは、半導体レーザ素子５１０Ｂから出射した青色のレーザ光を反射し、かつ、半導体レーザ素子５１０Ｒから出射した赤色のレーザ光を透過するとともに半導体レーザ素子５１０Ｇから出射した緑色のレーザ光を透過する。
【０１６０】
空間変調素子５０４は、プロジェクタ５０１に入力される入力画像信号にしたがって、半導体レーザ素子５１０Ｒからの赤色のレーザ光、半導体レーザ素子５１０Ｇからの緑色のレーザ光及び半導体レーザ素子５１０Ｂからの青色のレーザ光を用いて、赤色画像、緑色画像及び青色画像を形成する。空間変調素子５０４としては、例えば液晶パネル又はＭＥＭＳ（マイクロエレクトリックメカニカルシステム）を用いたＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等を用いることができる。
【０１６１】
投射レンズ５０５は、空間変調素子５０４で形成された画像をスクリーン５０６に投影する。
【０１６２】
このように構成されたプロジェクタ５０１では、半導体レーザ素子５１０Ｒ、５１０Ｇ及び５１０Ｂから出射したレーザ光は、それぞれ、レンズ５０２Ｒ、５０２Ｇ及び５０２Ｂでほぼ平行光にされた後、ミラー５０３Ｒ、ダイクロイックミラー５０３Ｇ及びダイクロイックミラー５０３Ｂに入射する。
【０１６３】
ミラー５０３Ｒは、半導体レーザ素子５１０Ｒから出射した赤色のレーザ光を４５°方向に反射する。ダイクロイックミラー５０３Ｇは、ミラー５０３Ｒで反射された半導体レーザ素子５１０Ｒからの赤色のレーザ光を透過するとともに、半導体レーザ素子５１０Ｇから出射した緑色のレーザ光を４５°方向に反射する。ダイクロイックミラー５０３Ｂは、ミラー５０３Ｒで反射された半導体レーザ素子５１０Ｒからの赤色のレーザ光及びダイクロイックミラー５０３Ｇで反射された半導体レーザ素子５１０Ｇからの緑色のレーザ光を透過するとともに、半導体レーザ素子５１０Ｂから出射した青色のレーザ光を４５°方向に反射する。
【０１６４】
ミラー５０３Ｒ、ダイクロイックミラー５０３Ｇ及びダイクロイックミラー５０３Ｂによって反射した、赤色、緑色及び青色のレーザ光は、時分割（例えば１２０Ｈｚ周期で赤→緑→青が順次切り替わる）で空間変調素子５０４に入射する。この場合、空間変調素子５０４では、赤色のレーザ光が入射されたときは赤色用の画像を表示し、緑色のレーザ光が入射されたときは緑色用の画像を表示し、青色のレーザ光が入射されたときは青色用の画像を表示する。
【０１６５】
このように、空間変調素子５０４によって空間変調を受けた赤色、緑色及び青色のレーザ光は、赤色画像、緑色画像及び青色画像となって、投射レンズ５０５を通して、スクリーン５０６に投影される。この場合、時分割でスクリーン５０６に投影された赤色画像、緑色画像及び青色画像の各々は、単色であるが、高速に切り替わるため、人間の目には、これの画像が混ざった色の画像、すなわちカラー画像として認識される。
【０１６６】
以上、本実施の形態におけるプロジェクタ５０１では、半導体レーザ素子５１０Ｒ、５１０Ｇ及び５１０Ｂとして、上記実施の形態及びそれらの変形例に係る半導体レーザ素子を用いているため、複数の発光部から出射されるレーザ光の結合効率が高い。このため、高輝度で、高精細なプロジェクタ５０１を実現できる。
【０１６７】
（変形例など）
以上、本開示に係る半導体レーザ素子について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【０１６８】
例えば、上記各実施の形態及びその変形例に係る半導体レーザ素子においては、リッジ構造を用いて電流狭窄を実現したが、電流狭窄を実現するための手段は、これに限定されず、電極ストライプ構造、埋め込み型構造などを使用してもよい。
【０１６９】
また、上記実施の形態１、３及びそれら変形例に係る半導体レーザ素子においては、分断溝は、共振方向に沿って連続的に形成されたが、不連続であってもよい。つまり、分断溝は、共振方向に沿って途切れていてもよい。
【０１７０】
また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本開示の半導体レーザ素子は、例えば、プロジェクタ用の青紫から赤色までの可視域の発光を伴う半導体レーザ素子などに適用できる。
【符号の説明】
【０１７２】
１０、２１０、３１０、４１０、５１０Ｂ、５１０Ｇ、５１０Ｒ、９００、１０００  半導体レーザ素子
１１、２１１、３１１、４１１  レーザアレイ部
１０１、２０１  基板
１０２、２０２  ｎ側クラッド層
１０３、２０３  活性層
１０４、２０４  ｐ側クラッド層
１０５、２０５  ｐ側コンタクト層
１０６、２０６  絶縁層
１０７、２０７  ｐ電極
１０８、２０８  パッド電極
１０９、２０９  ｎ電極
１２０、２２０  リッジストライプ部
１２２、２２２  サポート部
１３１、２３１  分離溝
１３２、２３２、４３２  分断溝
１３２ｂ、２３２ｂ  底面
１３２ｓ、２３２ｓ  側壁
１３３、２３３、３３３、４３３  溝部
１３３ｓ、２３３ｓ  側壁
１４０ｆ、１４０ｒ、２４０ｆ、２４０ｒ、９４０ｆ  共振器端面
１４１、２４１、９４１  発光部
１５０、２５０  レーザ光
１００１  ＧａＡｓ基板
１００２  バッファ層
１００３  クラッド層
１００４  活性層
１００５  クラッド層
１００６  電流ブロック層
１００７  キャップ層
１００８  コンタクト層
１００９、１０１０  電極
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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