(57)【要約】  【課題】  遠視野像が単峰でガウシアン形状である窒化物半導体レーザ素子において、長期信頼性の確保および素子特性歩留まりの改善を得ることである。  【解決手段】  窒化物半導体レーザ素子１００は、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に順に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０３、ｎ型ＧａＮガイド層１０４、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアバリア層１０６、ｐ型ＧａＮガイド層１０７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０８、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０９、絶縁層１１３、ｐ型電極１１２を積層し、リッジストライプ１１０が形成されて露出した露出面のリッジストライプ１１０以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層１１１を形成した構成とする。【選択図】      図１
2006216731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ｎ型クラッド層と活性層とｐ型クラッド層とを含む窒化物半導体層が積層され、前記窒化物半導体層の一部が除去されてリッジストライプが形成される実屈折率型の窒化物半導体レーザ素子において、
前記窒化物半導体層の前記リッジストライプが形成された面であって前記リッジストライプ以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層を形成することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記窒化物半導体層の前記リッジストライプが形成された面がＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
基板上に、ｎ型クラッド層と活性層とｐ型クラッド層とを含む窒化物半導体層が積層され、前記窒化物半導体層の一部が除去されてリッジストライプが形成される実屈折率型の窒化物半導体レーザ素子において、
前記リッジストライプが形成されて露出した露出面の前記リッジストライプ以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層を形成することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記不純物がＭｇであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記不純物の濃度が１×１０20ｃｍ-3以上５×１０21ｃｍ-3以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記ＧａＮ層の層厚は、１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記ＧａＮ層は、前記リッジストライプの側面から１μｍ以上１００μｍ以内の位置に少なくとも離れて形成されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記露出面がＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記ＧａＮ層が、前記リッジストライプが形成された後に作製されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リッジストライプを有する実屈折率型の窒化物半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体からなる半導体レーザ素子は、光ディスクの信号読み取り部品用（光ピックアップ）光源として情報記録装置に搭載されるなどの利用法がある。例えば、光ピックアップ用光源として、窒化物半導体レーザ素子を用いる場合、その必要とされる特性の中に、放射される光強度分布の形状（遠視野像）があり、実用上、その遠視野像は単峰でガウシアン形状であることが望ましい。
【０００３】
しかし、従来の窒化物半導体レーザ素子では、リッジストライプ内で発生した光がリッジストライプ外の光導波領域に漏れ出し、その領域で導波してしまうことがある。その結果、遠視野像に小さな揺らぎ（リップル）が発生することが多かった。その解決のための手法として、例えば、特許文献１が開示されている。本公報では、リッジストライプ外に漏れ出した光が遠視野像に影響を与えないようにするために、漏れ出した光を吸収するための層をリッジストライプ外に形成する技術が公開されている。その光を吸収する層として、例えば、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＲｈＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＣなどの絶縁層、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｎｉなどの金属層、ＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ＜１）の半導体層を用いている。
【特許文献１】特開２００２−２３７６６１号公報
【発明の開示】
【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の窒化物半導体レーザ素子のうち、光吸収層としてＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＲｈＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＣなどの絶縁層、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｎｉなどの金属層を用いた場合は、半導体レーザ素子を長期間高温動作させると光吸収層を構成する元素の拡散や、光吸収層自体の分解による不安定性により素子特性が劣化するなどの影響があり、結果として長期の信頼性が十分ではなかった。
【０００５】
また、特許文献１の窒化物半導体レーザ素子のうち、ＩｎＧａＮの半導体層を用いる場合でも、組成などの作製ばらつきによる素子特性歩留まりの低下や、ＩｎＧａＮの結晶性低下に起因する層の変質から、光吸収特性の変化による素子特性の不安定性があるといった問題があった。
【０００６】
本発明は、遠視野像が単峰でガウシアン形状である窒化物半導体レーザ素子において、長期信頼性の確保および素子特性歩留まりの改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の窒化物半導体レーザ素子は、窒化物半導体層のリッジストライプが形成された面であってリッジストライプ以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の窒化物半導体レーザ素子は、リッジストライプが形成されて露出した露出面のリッジストライプ以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
これらの構成によると、不純物を添加したＧａＮ層が、リッジストライプ外に漏れ出した発光に対する吸収層としてはたらいている。
【００１０】
上記の窒化物半導体レーザ素子において、前記不純物がＭｇであることにより、窒化物半導体レーザ素子内で発光した光が効率良く吸収される。
【００１１】
また、前記不純物の濃度は１×１０20ｃｍ-3以上５×１０21ｃｍ-3以下であることが望ましい。
【００１２】
濃度が１×１０20ｃｍ-3よりも低いと、十分に発光を吸収することができない。一方、濃度が５×１０21ｃｍ-3より高いと、ＧａＮ層の結晶性が非常に悪化してしまい、結晶としての安定性が十分でなくなり、窒化物半導体レーザ素子の長期信頼性に対して悪影響を与えることとなり、好ましくない。
【００１３】
前記ＧａＮ層の層厚は、概ね、１００ｎｍ以上であることが望ましい。１００ｎｍよりも薄いと、十分に漏れ光を吸収することができず、十分な効果を得ることができない。一方、厚い分には特に制限はないが、概ね１μｍ程度あれば本発明の効果を得るためには十分である。
【００１４】
また、前記ＧａＮ層は、前記リッジストライプの側面から１μｍ以上１００μｍ以内の位置に少なくとも離れて形成されることが望ましい。
【００１５】
ＧａＮ層がリッジストライプの近傍、例えば、リッジストライプの側面から１μｍより近い領域に形成されていると、ストライプ内でレーザ発振に寄与する発光に対しても吸収層として働いてしまい、レーザ素子特性が悪化するように影響を与えてしまう場合がある。一方、１００μｍより離れた領域に形成する場合は、ストライプ外に漏れ出した発光を効率良く吸収することができないため好ましくない。
【００１６】
また、前記窒化物半導体層の前記リッジストライプが形成された面又は前記露出面がＡｌＧａＮであることが望ましい。
【００１７】
これは、本発明では、活性層で発光した光のうち、リッジストライプ外に漏れ出した光をＧａＮ層で吸収することになるが、その漏れ出した光は、屈折率の関係でＡｌＧａＮ層からＧａＮ層へ伝播しやすくなるため、ＡｌＧａＮ層に接して、吸収層として働くＧａＮ層を形成することにより、ＧａＮ層で効率良く光を吸収することができるからである。
【００１８】
また、前記ＧａＮ層が、前記リッジストライプが形成された後に作製されていることにより、本発明の効果をより良く得ることができる。
【００１９】
それは、リッジストライプ形成前にＧａＮ層を作成する場合、活性層から染み出した光を吸収するためには活性層近傍にそのＧａＮ層を形成する必要があるが、結果として、リッジストライプ内に吸収層として機能するＧａＮを含む構造となってしまうため、レーザ特性自体を悪化させることとなってしまい好ましくない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、不純物を添加したＧａＮ層が吸収層としてはたらくので、遠視野像にリップルが生じることなくガウシアン形状で単峰となる。また、本素子を高温動作信頼性試験に投入しても、十分な信頼性を得ることができる。そして、素子の作製歩留りは十分に高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の窒化物半導体レーザ素子について説明する。なお、本明細書において窒化物半導体とは、ＡｌxＧａyＩｎzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されるものである。また、窒化物半導体の窒素元素の内、約１０％以下（ただし、六方晶系であること）がＡｓ、Ｐ、Ｓｂの何れかの元素に置換されていてもよい。また、窒化物半導体中にＳｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｂｅがドーピングされていてもよい。
【実施の形態１】
【００２２】
図１は、本実施の形態で示す窒化物半導体レーザ素子１００の模式断面図である。窒化物レーザ素子１００は、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に順に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０３、ｎ型ＧａＮガイド層１０４、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアバリア層１０６、ｐ型ＧａＮガイド層１０７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０８、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０９、ｐ型電極１１２が積層されて構成されている。
【００２３】
なお、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層１０５は、Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる障壁層とＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる井戸層からなり、障壁層、井戸層、障壁層、井戸層、障壁層、井戸層、障壁層と繰り返し、３つの井戸層を含む多重量子井戸構造となっている。これらの井戸層や障壁層には不純物を添加してもしなくてもよい。ただ、不純物、例えば、Ｓｉを添加することにより、活性層１０５からの発光強度を強くすることができる。
【００２４】
ｐ型ＧａＮガイド層１０７、ｐ型クラッド層１０８、およびｐ型コンタクト層１０９は、その一部が除去され、共振器方向に延伸したストライプ状のリッジ１１０が形成されている。そして、リッジストライプ１１０が形成された面であってリッジストライプ１１０以外の少なくとも一部に、不純物を添加したＧａＮ層（以下、ＧａＮ不純物添加層と記すことがある）１１１が形成されている。
【００２５】
また、ｐ型電極１１２とＧａＮ不純物添加層１１１およびリッジストライプ１１０との間には、リッジストライプ１１０の頭頂部を除いて、絶縁膜１１３が設けられている。さらに、ｎ型ＧａＮ基板１０１の積層構造を形成した側と反対側には、ｎ型電極１１４が形成されている。
【００２６】
以下に、半導体レーザ素子１００の製造工程について説明する。まず、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に、ＭＯＣＶＤ装置（有機金属気相成長法）により、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０３、ｎ型ＧａＮガイド層１０４、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアバリア層１０６、ｐ型ＧａＮガイド層１０７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０８、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０９を形成する。なお、これらの半導体層成長後、ｐ型層の抵抗が高い場合には、熱処理等を施すことにより、抵抗を下げることができる場合がある。
【００２７】
次に、形成した半導体層側にリッジストライプ１１０を、ドライエッチングの手法を用いて形成する。エッチングのマスクとして、窒化物半導体を積層した表面に、例えば、フォトリソグラフィーの技術を用いて幅２μｍのストライプ状のＳｉＯ2を形成し、ＲＩＥ装置等により、ｐ型コンタクト層１０９、ｐ型クラッド層１０８、および、ｐ型ＧａＮガイド層１０７の一部をエッチングにより除去して、共振器方向に延伸した幅２μｍのストライプ状のリッジ１１０を形成する。
【００２８】
次に、フォトリソグラフィーの技術を用いて、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成しない領域にマスクとしてＳｉＯ2を形成する。具体的には、リッジストライプ１１０の頭頂部、側面部、および、先のドライエッチング処理により窒化物半導体の一部を除去して露出させた窒化物半導体層、本実施形態では、ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアバリア層１０６の表面であってリッジストライプ１１０の側面部から２μｍの距離を除く領域にＳｉＯ2を形成する。
【００２９】
その後、例えば、ＭＯＣＶＤ装置によりＧａＮ不純物添加層１１１を形成する。本実施形態では、層厚３００ｎｍ、不純物としてＭｇを１×１０21ｃｍ-3の濃度で添加した層とした。
【００３０】
そして、エッチング処理によりＳｉＯ2層を除去することにより、必要部以外のＧａＮ層を除去した後、リッジストライプ１１０の頭頂部以外の領域に、ＳｉＯ2およびＴｉＯ2からなる絶縁層１１３を形成し、リッジストライプ１１０の頭頂部のｐ型コンタクト層１０９に接するようにＰｄ／Ｍｏ／Ａｕの積層構造からなるｐ電極１１２を真空蒸着装置やスパッタ装置等を利用して形成する。
【００３１】
そして、ｎ型ＧａＮ基板１０１の半導体層を形成した面と反対の面に、Ｈｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造からなるｎ型電極１１４を形成する。また、次工程のチップ分割工程において、良好な端面を形成するために、ｎ型電極１１４を形成する前に、ｎ型ＧａＮ基板１０１を裏面側から一部研磨やエッチングにより除去し、層厚を薄くし、チップ分割を容易にしておくことも可能である。
【００３２】
そして、基板に半導体レーザ素子構造が形成されたウエハにスクライブ等のチップ分割工程を実施し、各半導体レーザ素子を得ることができる。なお、チップ分割の工程において、半導体レーザ素子の共振器端面の形成後、その端面に誘電体多層膜によるＨＲコーティングやＡＲコーティングを施してもよい。このようにして得られた窒化物半導体レーザ素子１００は、ステムにハンダ等を用いて接着し、電極に金属ワイヤーを接続することにより、最終的に、通電による素子動作が可能である状態になる。
【００３３】
この窒化物半導体レーザ素子１００の素子特性を評価したところ、遠視野像はリップルが生じることなくガウシアン形状で単峰であった。また、本素子を高温動作信頼性試験に投入しても、十分な信頼性を得ることができた。そして、素子の作製歩留りは十分に高かった。
【００３４】
これは、ＧａＮ不純物添加層１１１が、リッジストライプ１１０外に漏れ出した発光に対する吸収層として安定した特性で歩留りよく作製できていることと同時に、長期信頼性においても非常に安定した層となっていることを示しているものと考えられる。
【００３５】
なお、ＧａＮ不純物添加層１１１は、窒化物半導体レーザ素子１００で発光した光の吸収層として機能するため、リッジストライプ１１０内やリッジストライプ１１０直下に存在すると、ストライプ内のレーザ発振に必要な発光までも吸収してしまうため、窒化物半導体レーザ素子１００の特性を悪化させてしまうことになる。よって、ＧａＮ不純物添加層１１１は、リッジストライプ１１０内およびリッジストライプ１１０直下には存在させない形で形成する必要がある。
【００３６】
また、上述したように、ＧａＮ不純物添加層１１１は、窒化物半導体レーザ素子１００内で発光した光を吸収する特性があるが、リッジストライプ１１０の近傍に存在すると、同様に、ストライプ内のレーザ発振に必要な発光の一部に対して、吸収層として働いてしまう場合があり、レーザ特性に影響を与える場合がある。よって、好ましくは、リッジストライプの側面から１μｍ以上離れた位置に形成されていることが望ましい。
【００３７】
一方、ＧａＮ不純物添加層１１１の形成する位置としては、リッジストライプからあまりにも離れていると、リッジストライプ１１０外に漏れ出した発光を効率良く吸収することができないので、概ね、リッジストライプ１１０の側面部から１００μｍ以内の領域に形成することが好ましい。
【００３８】
また、ＧａＮ不純物添加層１１１は、窒化物半導体レーザ素子１００内で発光した光を吸収する特性を有する必要があることから、その不純物はＭｇであること望ましく、その濃度は１×１０20ｃｍ-3以上５×１０21ｃｍ-3以下であることが望ましい。濃度が１×１０20ｃｍ-3よりも低いと、十分に発光を吸収することができない。一方、濃度が５×１０21ｃｍ-3より高いと、ＧａＮ層の結晶性が非常に悪化してしまい、結晶としての安定性が十分でなくなり、窒化物半導体レーザ素子１００の長期信頼性に対して悪影響を与えることとなり、好ましくない。
【００３９】
なお、Ｍｇの濃度を、５×１０20ｃｍ-3以上５×１０21ｃｍ-3以下とすると、ＧａＮ不純物添加層１１１自体の抵抗が高くなり、この層だけで十分な絶縁性を保つことができ、絶縁層１１３を不要とすることもできる。５×１０20ｃｍ-3以下の場合は、ＧａＮ不純物添加層１１１は比較的低抵抗の状態となり、リッジストライプ部に電流を集中させるためには、絶縁層１１３が存在する方が良好であり素子特性は安定する。５×１０21ｃｍ-3以上の場合は、ＧａＮ不純物添加層１１１の結晶性が非常に悪化し、リーク電流を発生し得る状態となってしまうため、この場合も、素子特性を安定させるためには、絶縁層１１３を形成することが望ましい。
【００４０】
また、ＧａＮ不純物添加層１１１の層厚は、概ね、１００ｎｍ以上であることが望ましい。１００ｎｍよりも薄いと、十分に漏れ光を吸収することができず、十分な効果を得ることができない。一方、厚い分には特に制限はないが、概ね１μｍ程度あれば本発明の効果を得るためには十分である。
【００４１】
また、窒化物半導体レーザ素子１００において、リッジストライプ１１０を形成するために除去された窒化物半導体層の表面にＡｌＧａＮが露出しており、その露出面にＧａＮ不純物添加層１１１を形成することにより、より高い光吸収効果を得ることができる。これは、活性層１０５で発光した光のうち、リッジストライプ１１０外に漏れ出した光をＧａＮ不純物添加層１１１で吸収する必要があるが、その漏れ出した光は、屈折率の関係でＡｌＧａＮ層からＧａＮ層へ伝播しやすくなるため、効率良く、ＧａＮ不純物添加層１１１で光を吸収することができるからである。
【００４２】
また、ＧａＮ不純物添加層１１１が、リッジストライプ１１０が形成された後に作製されていることにより、本発明の効果をより良く得ることができる。
【００４３】
ＧａＮ不純物添加層１１１は、活性層１０５近傍に形成する必要があるが、リッジストライプ１１０形成前にＧａＮ不純物添加層１１１を形成する場合、大きく、次の２つの手法が考えられる。１つは、窒化物半導体の各層を連続的に成長する中の１層として、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成する場合であるが、発光に対する吸収層として機能するには、活性層１０５の近傍に形成する必要がある。しかし、この手法では、後に形成するリッジストライプ１１０内、或いは、その直下に、ＧａＮ不純物添加層１１１が含まれる形となってしまう。この場合、レーザ発振に必要なストライプ内の発光に対しても吸収としてこのＧａＮ不純物添加層１１１が寄与してしまうため、レーザ素子特性が悪化してしまい、好ましくない。
【００４４】
もう１つの手法としては、窒化物半導体の各層を形成する過程で、活性層１０５近傍の層を形成する際に、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成し、一度、成長中断を行い、後にリッジストライプ１１０を形成するであろう位置に存在するＧａＮ不純物添加層１１１を除去した上で、残りの窒化物半導体層を再成長する手法が考えられる。この手法では、リッジストライプ１１０の近傍には、ＧａＮ不純物添加層１１１は存在しなくなり、レーザ発振に必要なリッジストライプ１１０内の発光に対しての影響は無くなるが、窒化物半導体の再成長により、窒化物半導体層に欠陥等が入りやすく、素子の十分な信頼性を得ることが難しくなる。以上のことから、ＧａＮ不純物添加層１１１を、リッジストライプ１１０が形成された後に作製されていることにより、本発明の効果をより良く得ることができると言える。
【００４５】
なお、本実施形態では、ＳｉＯ2をマスクとした上で、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成し、ＧａＮ不純物添加層１１１のうち、リッジストライプ１１０直上などの不要部分に形成された部分を除去して、ＧａＮ不純物添加層１１１を作製している。この工程については、例えば、リッジストライプ１１０形成後、窒化物半導体の選択成長の技術を用いて、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成することにより、リッジストライプ１１０外のエッチング露出面にのみＧａＮ不純物添加層１１１を形成することもできる。これは、ウエハ表面上に段差が形成されている場合、段差の頂部および側面よりも段差の底部に先に窒化物半導体が成長しやすいという特徴を利用したもので、本手法を用いることにより、より容易に、必要な位置にのみ、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成することができる。
【実施の形態２】
【００４６】
本実施の形態では、先の実施の形態とは異なる手法による本発明の窒化物半導体レーザ素子を説明する。
【００４７】
図２は、本実施の形態で示す窒化物半導体レーザ素子２００の模式断面図である。本素子における構造の特徴は、リッジストライプ１１０を形成した後、絶縁層１１３を形成し、その層上に覆いかぶさるように本発明による技術であるＧａＮ不純物添加層１１１を形成していることにある。以下に、その作製について説明する。
【００４８】
まず、実施の形態１と同様に窒化物半導体の積層構造を作製する。そして、実施の形態１と同様に、窒化物半導体の積層構造を形成した側にリッジストライプ１１０を、ドライエッチングの手法を用いて形成する。エッチングのマスクとして、窒化物半導体を積層した表面に、例えば、フォトリソグラフィーの技術を用いて幅２μｍのストライプ状のＳｉＯ2を形成し、ＲＩＥ装置等により、ｐ型コンタクト層１０９、ｐ型クラッド層１０８、および、ｐ型ＧａＮガイド層１０７の一部をエッチングにより除去して、共振器方向に延伸した幅２μｍのストライプ状のリッジ１１０を形成する。
【００４９】
そして、絶縁層１１３となるＺｒＯ2からなる層を、吸収層となるＧａＮ不純物添加層１１１を、後に形成するｐ電極１１２との密着性を良好とするための層として、ＴｉＯ2からなる層１１５を順にスパッタ法により形成する。その後、ＳｉＯ2をエッチングにより除去して、リフトオフによる手法にて、リッジストライプ１１０の頭頂部を露出させる。なお、この場合、ＺｒＯ2からなる絶縁層１１３の層厚は、６０ｎｍとした。また、吸収層となるＧａＮ不純物添加層１１１は、層厚３００ｎｍ、不純物としてＭｇを８×１０20ｃｍ-3の濃度で添加した層とした。
【００５０】
そして、リッジストライプ１１０の頭頂部のｐ型コンタクト層１０９に接するようにＰｄ／Ｍｏ／Ａｕの積層構造からなるｐ電極１１２を真空蒸着装置やスパッタ装置等を利用して形成する。
【００５１】
その後、先の実施形態と同様に、ｎ電極１１４を形成し、チップ化工程、コーティング工程を経て、レーザチップを作製し、通電可能なように実装した上で、素子特性を評価した。その結果、先の実施形態と同様に、遠視野像はリップルを生じることなくガウシアン形状で単峰であった。また、本素子の高温動作信頼性試験に関しては、実施の形態１で示した素子に比べて、若干、劣っていたが、使用上、十分な信頼性を得ることができている。そして、素子の作製歩留りは十分に高かった。
【００５２】
本実施形態にて示した構造、手法によれば、実施の形態１で示した構造、手法よりも簡易に本発明の効果を得ることができる。しかし、本手法では、ＧａＮ不純物添加層１１１を形成する上で、リッジストライプ１１０にかぶせるような形での形成となるので、結果として、リッジストライプ１１０の近傍に形成する状態となってしまう。このため、リッジストライプ１１０内のレーザ発振に寄与する発光にまで、吸収として働いてしまい、レーザ素子特性を悪化させる要因となってしまう。その対応として、例えば、ＧａＮ不純物添加層１１１とリッジストライプ１１０の間に絶縁層１１３を挿入することにより、その影響を低減させるような構造が必要となる。なお、本実施形態で示した構造では、リッジストライプ１１０の側面近傍に吸収層が存在していることから、例えば、ストライプ幅が２μｍ程度より狭くなった場合には、レーザ発振の高次モードに対しての吸収層としての役割も果たすことになり、レーザ特性の１つであるキンクレベルの改善にも効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、単体の半導体レーザ装置、ホログラムレーザ装置、駆動もしくは信号検出等の処理のためのＩＣチップと一体化してパッケージされたオプトエレクトロニクスＩＣ装置、導波路あるいは微小光学素子と一体化してパッケージされた複合光学装置などに応用可能である。更に、これらの装置を備えた光記録システム、光ディスクシステムや、紫外から緑色領域の光源システムなどに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の窒化物半導体レーザ素子の模式断面図である。
【図２】本発明の窒化物半導体レーザ素子の模式断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００    窒化物半導体レーザ素子
１０１    ｎ型ＧａＮ基板
１０２    ｎ型ＧａＮコンタクト層
１０３    ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
１０４    ｎ型ＧａＮガイド層
１０５    ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層
１０６    ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎキャリアバリア層
１０７    ｐ型ＧａＮガイド層
１０８    ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
１０９    ｐ型ＧａＮコンタクト層
１１０    リッジストライプ
１１１    不純物を添加したＧａＮ層
１１２    ｐ型電極
１１３    絶縁膜
１１４    ｎ型電極
１１５    ＴｉＯ2層
【図１】
2006216731.tif 000003
【図２】
2006216731.tif 000004