(57)【要約】【課題】分離電極タイプの窒化物半導体レーザ素子において、自励発振に関わる特性と、通常の半導体レーザとしての特性との両立にある。【解決手段】本発明の窒化物半導体レーザ素子は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層と活性層とｐ型窒化物半導体層とｎ側電極とリッジストライプを有する共振器とを含む窒化物半導体レーザ素子であって、該共振器の長手方向に並列する第１のリッジストライプと、該第１のリッジストライプ上に形成された第１のｐ側電極と、該第１のｐ側電極よりも高さの低い位置に形成された第２のｐ側電極とを有し、第１のｐ側電極と第２のｐ側電極とは、互いに電気的に分離されることを特徴とする。【選択図】図１
2011228350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層と活性層とｐ型窒化物半導体層とｎ側電極とリッジストライプを有する共振器とを含む窒化物半導体レーザ素子であって、
前記共振器の長手方向に並列する第１のリッジストライプと、
前記第１のリッジストライプ上に形成された第１のｐ側電極と、
前記第１のｐ側電極よりも高さの低い位置に形成された第２のｐ側電極とを有し、
前記第１のｐ側電極と前記第２のｐ側電極とは、互いに電気的に分離される、窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記リッジストライプは、前記第１のリッジストライプと該第１のリッジストライプよりも高さの低い第２のリッジストライプとからなり、
前記第２のｐ側電極は、前記第２のリッジストライプ上に形成される、請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第２のリッジストライプは、可飽和吸収領域である、請求項１または２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第２のｐ側電極は、前記ｎ側電極と電気的に短絡されている、請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第２のｐ側電極と前記ｎ側電極との間にｐｎ接合に対して逆方向のバイアス電圧が印加される、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第２のリッジストライプは、前記第１のリッジストライプよりも共振器の長手方向の長さが短い、請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記第２のリッジストライプは、前記共振器のうち端面反射率が高い側の共振器端面に形成される、請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記第１のｐ側電極と電気的に接続された第１のパッド電極と、
前記第２のｐ側電極と電気的に接続された第２のパッド電極とを有し、
前記第１のパッド電極および前記第２のパッド電極は、前記リッジストライプ外に形成される、請求項１〜７のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記窒化物半導体レーザ素子は、自励発振特性を備える、請求項１〜８のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子を光源として用いた光ディスク装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子を用いた画像表示装置。
【請求項１２】
基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層と活性層とｐ型窒化物半導体層とｎ側電極と共振器とを形成する工程と、
前記ｐ型窒化物半導体層をドライエッチングすることにより、前記共振器の長手方向に並列して第１のリッジストライプを形成する工程と、
前記第１のリッジストライプ上に第１のｐ側電極を形成する工程と、
前記第１のｐ側電極よりも高さの低い位置に第２のｐ側電極を形成する工程とを含む、窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１のリッジストライプを形成する工程において、前記第１のリッジストライプよりも高さの低い第２のリッジストライプを形成する、請求項１２に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のｐ側電極は、前記第２のリッジストライプ上に形成される、請求項１３に記載の窒化物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、窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法に関し、特に、高さが異なる２つのｐ側電極を設けた窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体レーザ素子は、現在、たとえば記憶容量の大きな光ディスク装置、より具体的にはＢＤ（Blu-ray  Disk）の読み取り用および書き込み用の光源などに多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、窒化物半導体レーザ素子を光源として用いたＢＤの読み取りおよび書き込みにおいても、ＣＤ（Compact  Disk）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）といった旧来の光ディスク装置と同様に、ディスク面から窒化物半導体レーザ素子への戻り光雑音が問題となっている。
【０００４】
このような戻り光雑音への対策としては、従来から、駆動電流を変調させる高周波重畳を利用する方法と、半導体レーザ素子自らが出力変動を行なう自励発振特性を利用する方法の２つの方法がある。いずれの方法も多モード発振状態にして可干渉性を低下させることで、雑音特性を改善している。
【０００５】
高周波重畳を利用する方法と、自励発振特性を利用する方法とを比較すると、高周波回路をシステムに組み込む必要のない後者の方法が、半導体レーザ素子の低コスト化かつ小型化を実現できるため有利とされている。しかしながら、窒化物半導体レーザ素子を用いたＢＤにおいては、高周波重畳を利用する方法しか実現されていないのが現状であり、自励発振特性を利用した自励発振型レーザ素子を用いる方法の実用化は未だされていない状況にある。
【０００６】
自励発振型レーザ素子の使用を可能とするためには、可飽和吸収領域を半導体レーザ素子の内部に形成する必要があるが、その形成方法によって３つのタイプに分けることができる。
【０００７】
第１のタイプは、活性層の上部および／または下部に可飽和吸収の機能を有する層を設けるタイプ（「可飽和吸収層形成タイプ」）である。
【０００８】
第２のタイプは、ストライプ構造を有する半導体レーザにおいて、横方向の屈折率差（Δｎ）を小さくして活性層における光閉じ込めを弱めて、横方向の光分布を電流分布に対して広げることで、利得領域の横方向近隣領域（ストライプ部の外側の活性層）を可飽和吸収領域として利用するタイプ（「Δｎ調整タイプ」）である。
【０００９】
第３のタイプは、電極を２領域以上に分離することにより電流が注入されない電流非注入領域を共振器の長手方向の一部に設けて、この電流非注入領域を可飽和吸収領域として利用するタイプ（「分離電極タイプ」）である。
【００１０】
これらの３タイプのうち、分離電極タイプは、通常の実用化されている半導体レーザ素子から、半導体層の構造を変えることなく、比較的容易なプロセスで作製できるというメリットがある。特開２００４−１８６６７８号公報（特許文献１）には、このような分離電極タイプの窒化物半導体レーザ素子において、可飽和吸収領域として機能する電流非注入領域に対応するｐ側電極とｎ側電極とを電気的に短絡させたり、ｐｎ接合に逆バイアスを印加することで、自励発振が得られることが開示されている。また、特開２００７−０８１１９６号公報（特許文献２）には、電流非注入領域を利得領域で発生したレーザ光の検知に用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８６６７８号公報
【特許文献２】特開２００７−０８１１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
自励発振特性を得るためには、利得領域に対して可飽和吸収領域においてキャリア寿命が十分短くなる必要がある。可飽和吸収領域に位置するｐ側電極とｎ側電極とを短絡させたり、可飽和吸収領域のｐｎ接合に対して逆バイアスを印加させたりすることで、半導体層に生じた内部電界を利用して、可飽和吸収領域において光吸収により生じたキャリアを活性層から掃き出すことによって、キャリア寿命を短くすることができる。
【００１３】
この場合、逆バイアスを印加することは、空乏層に生じる内部電界を大きくするとともに、空乏層領域を拡げることができるので、確実にキャリア寿命を短くすることができる。しかしながら、自励発振特性を有する窒化物半導体レーザ素子をＢＤの光源として実用化するためには、逆バイアスを印加する機構を新たに設ける必要があり、システムの簡略化や小型化の観点から望ましくない。したがって、その実用化のためには、ｐ側電極とｎ側電極との短絡のみによって有効な自励発振特性を得る必要があると考えられる。
【００１４】
この点に関し、特許文献１では、窒化物半導体はＧａＡｓ系に比べてバンドキャップが大きいため内部電界が大きくなるので、キャリア寿命の短縮に有利であると述べられている。しかしながら、ｐ側電極とｎ側電極との短絡のみで実用化に耐え得る自励発振特性を得るためには、よりキャリア寿命を短くする必要がある。たとえば、広い温度範囲で自励発振特性を示すことや、長時間の使用後にも自励発振特性を維持するためには、よりキャリア寿命を短くして、自励発振特性を示すトレランスを大きくすることが有効である。
【００１５】
一方、自励発振型半導体レーザ素子では、閾値電流近傍での光出力の急激な立ち上がりが発生するという難点があるが、キャリア寿命をより短くすることによって、可飽和吸収領域を小さくしても自励発振特性を示すようにすれば、このような問題に対しても有効となる可能性がある。
【００１６】
また、特許文献２には、電流非注入領域を利得領域で発生したレーザ光の検知に用いる技術が開示されているが、この技術において検知に用いられる電流としては、光吸収により生じたキャリアが活性層から掃き出される際に発生する光誘起電流を利用している。上述のように自励発振特性を目的としたキャリア寿命の短縮は、光誘起電流の増大にも繋がるので、レーザ光の検知技術にも用いることが可能である。光誘起電流の増大は、レーザ光の検知の際の精度向上や、電流非注入領域に印加するバイアス電圧のトレランス増大というメリットがある。
【００１７】
以上のように、分離電極タイプの半導体レーザ素子では、可飽和吸収領域のキャリア寿命を短くすることで、多大なメリットを享受する。しかしながら、従来の分離電極タイプの自励発振型半導体レーザ素子では、可飽和吸収領域とレーザ発振を生じる利得領域とで、同一の半導体層を有するので、可飽和吸収領域のキャリア寿命を短くするために半導体層に対して処置を施すと、必然的にその影響が利得領域にも及んでしまう。その結果、自励発振に関わる特性と、通常の半導体レーザとしての特性との両立が困難となる。
【００１８】
よって、本発明の課題は、分離電極タイプの窒化物半導体レーザ素子において、自励発振に関わる特性と、通常の半導体レーザとしての特性との両立にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層と活性層とｐ型窒化物半導体層とｎ側電極とリッジストライプを有する共振器とを含む窒化物半導体レーザ素子であって、該共振器の長手方向に並列する第１のリッジストライプと、該第１のリッジストライプ上に形成された第１のｐ側電極と、該第１のｐ側電極よりも高さの低い位置に形成された第２のｐ側電極とを有し、第１のｐ側電極と第２のｐ側電極とは、互いに電気的に分離されることを特徴とする。
【００２０】
上記のリッジストライプは、第１のリッジストライプと該第１のリッジストライプよりも高さの低い第２のリッジストライプとからなり、第２のｐ側電極は、第２のリッジストライプ上に形成されることが好ましい。第２のリッジストライプは、可飽和吸収領域であることが好ましい。第２のｐ側電極は、ｎ側電極と電気的に短絡されていることが好ましい。
【００２１】
第２のｐ側電極とｎ側電極との間にｐｎ接合に対して逆方向のバイアス電圧が印加されることが好ましい。第２のリッジストライプは、第１のリッジストライプよりも共振器の長手方向の長さが短いことが好ましい。
【００２２】
第２のリッジストライプは、共振器のうち端面反射率が高い側の共振器端面に形成されることが好ましい。
【００２３】
第１のｐ側電極と電気的に接続された第１のパッド電極と、第２のｐ側電極と電気的に接続された第２のパッド電極とを有し、第１のパッド電極および第２のパッド電極は、リッジストライプ外に形成されることが好ましい。窒化物半導体レーザ素子は、自励発振特性を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記の窒化物半導体レーザ素子を光源として用いた光ディスク装置でもある。本発明は、上記の窒化物半導体レーザ素子を用いた画像表示装置でもある。
【００２５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層と活性層とｐ型窒化物半導体層とｎ側電極と共振器とを形成する工程と、ｐ型窒化物半導体層をドライエッチングすることにより、共振器の長手方向に並列して第１のリッジストライプを形成する工程と、第１のリッジストライプ上に第１のｐ側電極を形成する工程と、該第１のｐ側電極よりも高さの低い位置に第２のｐ側電極を形成する工程とを含むを含むことを特徴とする。上記の第１のリッジストライプを形成する工程において、第１のリッジストライプよりも高さの低い第２のリッジストライプを形成することが好ましい。第２のｐ側電極は、第２のリッジストライプ上に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、上記のような構成を有することにより、良好な自励発振特性（すなわち容易に自励発振すること）と、良好な通常の半導体レーザとしての特性とを両立できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の窒化物半導体レーザ素子の一実施形態を示す模式的斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′方向の断面図である。
【図３】図１のｐ側電極側の模式的上面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ′方向の断面図である。
【図５】本発明の窒化物半導体レーザ素子のリッジストライプの一例を示す模式的斜視図である。
【図６】図５とは別のリッジストライプの一例を示す模式的斜視図である。
【図７】図２とは別のリッジストライプの一例の共振器の長手方向に平行な断面図である。
【図８】図２とは別のリッジストライプの一例の共振器の長手方向に平行な断面図である。
【図９】図３とは別のｐ側電極側の模式的平面図である。
【図１０】本発明の窒化物半導体レーザ素子のパッド電極パターンの一例を示した平面図である。
【図１１】実施例１の窒化物半導体レーザ素子を示す模式的断面図である。
【図１２】図１１の活性層周辺を拡大した拡大断面図である。
【図１３】実施例２の窒化物半導体レーザ素子を示す模式的斜視図である。
【図１４】実施例２の窒化物半導体レーザ素子のリッジストライプを示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本明細書の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００２９】
（第１実施形態）
＜窒化物半導体レーザ素子＞
図１は、本発明の窒化物半導体レーザ素子の一実施形態を模式的に示した斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ′方向の断面図である。図３は、図１のｐ側電極側の模式的上面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ′方向の断面図である。
【００３０】
図１〜図４に示されるような本実施形態の窒化物半導体レーザ素子１００は、基板１０の表面上に少なくともｎ型窒化物半導体層２０と活性層３０とｐ型窒化物半導体層４０とを含み、基板１０の他方の表面上にｎ側電極８０とを含むものである。ここで、ｎ側電極８０とは、ｎ型窒化物半導体層２０に近い方の電極である。一方、ｐ型窒化物半導体層４０に近い方の電極としては、第１のｐ側電極７１と第２のｐ側電極７２とを有する。
【００３１】
また、図４に示すように、本発明の窒化物半導体レーザ素子１００は、ｐ型窒化物半導体層４０の一部が除去されたリッジストライプ型の構造（本発明では単に「リッジ構造」とも記す）を有している。この場合、第１のリッジストライプ５１の頂部以外の領域（すなわち第１のリッジストライプ５１の側面部およびその側面部に続く平面部）には絶縁膜６０が形成されている。したがって、図４におけるこの第１のリッジストライプ５１の表面部の幅とほぼ同等の幅を有し、活性層３０を中心として長手方向に広がる領域が共振器９０として作用する。本発明の窒化物半導体レーザ素子は、このような共振器９０を含むものであるが、図３の共振器９０の表記は正確には共振器９０の長手方向の位置を示したものである。
【００３２】
なお、本発明において、「窒化物半導体」とは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体において、Ｖ族元素が窒素である場合の総称であるが、Ｖ族元素が窒素のみの場合に限られるものではなく、窒素の一部が他の元素に置換されていても本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００３３】
＜基板＞
基板１０は、ＧａＮ、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなど、特に限定されることなく種々のものを用いることができる。特に、ＧａＮから構成されたＧａＮ基板を用いると、窒化物半導体層を結晶成長させた際に結晶の品質を高めることができるので生産性を高めることができる。このため、基板１０としては、ＧａＮを採用することが好ましい。
【００３４】
ＧａＮの中でもウルツ鉱型結晶構造を有していて上面が（０００＋１）面であるものが最も好ましい。窒化物半導体層を結晶成長させた際に結晶の品質を最も容易に高めることができるためである。導電型はｎ型であるものを用いるのが好ましい。容易に低抵抗とすることができ、入手も容易であるからである。
【００３５】
＜ｎ型窒化物半導体層＞
ｎ型窒化物半導体層２０は、たとえば、ｎ型バッファ層、ｎ型コンタクト層、ｎ型クラッド層、ｎ型ガイド層などからなる。ｎ型バッファ層とｎ型コンタクト層とは省略可能である。基板１０としてＧａＮ基板を用いた場合には、基板１０上に直接、ｎ型クラッド層を形成することもできる。この他にも、ホールブロック層を設けたり、導電性がｎ型でない層を一部に設けたり、特に限定なく種々の構造を用いることができる。
【００３６】
また、ｎ型窒化物半導体層２０には、ｎ型不純物として、Ｓｉ、ＯなどのＩＶ族元素またはＶＩ族元素などのいずれか１つ以上が含まれる。中でも、Ｓｉが好ましい。不純物濃度は、５×１０16ｃｍ-3〜１×１０21ｃｍ-3程度の範囲とすることができる。好ましくは、１×１０17ｃｍ-3〜５×１０18ｃｍ-3程度である。
【００３７】
＜ｐ型窒化物半導体層＞
ｐ型窒化物半導体層４０は、たとえば、ｐ型キャリアブロック層、ｐ型クラッド層、ｐ型ガイド層、ｐ型コンタクト層などからなる。ｐ型ガイド層とｐ型コンタクト層とは省略可能である。この他にも、活性層３０とｐ型キャリアブロック層との間に中間層を設けたり、導電性がｐ型でない層を一部に設けたり、特に限定なく種々の構造を用いることができる。
【００３８】
また、ｐ型窒化物半導体層４０は、ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｃなどの元素をいずれか１つ以上含む。中でも、ＭｇまたはＣが好ましい。不純物濃度は、５×１０16ｃｍ-3〜１×１０21ｃｍ-3程度の範囲とすることができる。好ましくは、５×１０18ｃｍ-3〜２×１０20ｃｍ-3程度である。
【００３９】
＜活性層＞
活性層３０は、ｎ型窒化物半導体層２０とｐ型窒化物半導体層４０との間に設けられている。上記活性層３０は、井戸層と障壁層とを有する量子井戸構造を有するようにして構成されていることが好ましい。この場合、活性層３０を、井戸層と障壁層とをそれぞれ複数有する多重量子井戸（ＭＱＷ）構造に構成することもできる。活性層３０の各層には必要に応じてｐ型不純物あるいはｎ型不純物をドーピングすることもできる。その際、活性層内で不純物濃度が変化していても構わない。
【００４０】
＜窒化物半導体層の組成など＞
ｎ型窒化物半導体層２０、活性層３０およびｐ型窒化物半導体層４０を構成する窒化物半導体としては、たとえば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどを挙げることができる。さらに、このような窒化物半導体としては、ＩＩＩ族元素としてＢ（ホウ素）が一部に置換されたものを用いてもよいし、Ｖ族元素としてのＮ（窒素）の一部をＰ（リン）、Ａｓ（砒素）で置換されたものを用いてもよい。どのような材料、組成、層厚のものを用いるかは、レーザの波長帯、光閉じ込め、作製上の都合等を鑑みて適宜選択することができる。
【００４１】
いずれの層も、ＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition；有機金属化学気相デポジション）法、ＭＢＥ（Molecular  Beam  Epitaxy；分子線エピタキシャル）法およびスパッタ法などの気相成長法、超臨界流体中で結晶育成させる水熱合成法またはフラックス法などの液相成長法などを用いて作製することができ、これらの各成長法をそれぞれ単独であるいは２つ以上の成長法を適宜組み合わせるなど、特に限定なく種々の成長法を用いることができる。
【００４２】
＜リッジ構造＞
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、リッジストライプを有する共振器を含むものである。かかるリッジストライプは、長手方向に並列する第１のリッジストライプ５１を含むことを特徴とするが、図１に示されるように、さらに第１のリッジストライプ５１よりも高さの低い第２のリッジストライプ５２を含んでいてもよい。すなわち、「リッジストライプ」とは、第１のリッジストライプのみからなるものであってもよいし、第１のリッジストライプに加え、第２のリッジストライプを有していてもよい。なお、リッジストライプ５１が第１のリッジストライプのみからなる場合は、後述の第２実施形態に示す。
【００４３】
リッジストライプは、電流狭窄機能と、リッジストライプ内外で屈折率差をつけて横方向の光閉じ込めを行なう導波路機能とを有する。リッジストライプの幅（端面に平行な断面における横方向の長さ）は、異なっていてもよいし、連続的あるいは段階的に変化していてもよいが、１μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。なお、リッジストライプの断面形状（端面に平行な断面形状）が台形である場合は、リッジストライプの幅とは上底の長さをいうものとする。
【００４４】
ここで、光ディスクシステムの光源用途などでレーザ光をシングルモードにする必要がある場合は、リッジストライプの幅は１μｍ〜３μｍ程度であるのが好ましい。ディスプレイ用途などのようにレーザ光がマルチモードでもよい場合には、最大光出力を高めるために、リッジストライプの幅は２μｍ〜２０μｍ程度であってもよい。
【００４５】
なお、図１〜図４においては、共振器方向に第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２とはそれぞれ各１つずつ形成される場合を示しているが、これのみに限られるものではなく、第１のリッジストライプのみであってもよいし、第１のリッジストライプおよび第２のリッジストライプをそれぞれ複数形成してもよい。
【００４６】
共振器９０の長手方向の長さ（「共振器長」ともいう）に対し、第１のリッジストライプ５１の長さをどのように割り当てるかは、種々の特性を考慮して適宜設計することができるが、安定した自励発振特性とレーザ特性を両立するためには、利得領域が可飽和吸収領域よりも大きいことが好ましい。たとえば、第１のリッジストライプ５１が利得領域として機能し、第２のリッジストライプ５２が可飽和吸収領域として機能する場合、リッジストライプの共振器長は、第１のリッジストライプ５１よりも第２のリッジストライプ５２の長さが短いことが好ましい。
【００４７】
以下においては、第１のリッジストライプ５１が利得領域として機能し、第２のリッジストライプ５２が可飽和吸収領域として機能する場合を例にとり説明する。たとえば、可飽和吸収領域となる第２のリッジストライプ５２を長くするほど共振器内のトータルでの光吸収量が増大し、閾値電流やスロープ効率が悪化し、閾値電流近傍での光出力の急激な立ち上がりが発生する光出力範囲が大きくなったり、導波光形状が乱れるといったデメリットがある。しかしその一方で、自励発振特性を示しやすくなる（すなわち自励発振しやすくなる）というメリットがある。
【００４８】
この場合に限らず、閾値電流やスロープ効率などのレーザの基本特性と自励発振の起こりやすさは常にトレードオフの関係にある。この関係を打ち破るためには、可飽和吸収領域におけるキャリア寿命をより短くして、自励発振特性を示す範囲で可能な限り可飽和吸収領域を小さくするしかない。したがって、第２のリッジストライプ５２は、少なくとも第１のリッジストライプ５１よりも短かいことが好ましく、可能な限り短かくすることがより好ましい。さらに好ましくは、この第２のリッジストライプ５２の共振器長は、第１のリッジストライプ５１の共振器長の１／１０程度よりもさらに短くすることが好適である。
【００４９】
このようなリッジストライプは、それが第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との２領域よりも多くの領域に分離されている場合でも同様の現象を考慮して適宜設計することが好ましい。本発明の窒化物半導体レーザ素子は、従来の分離電極型の窒化物半導体レーザ素子に比して、可飽和吸収領域の寿命を短くすることができるので、可飽和吸収領域を小さくすることができ、この結果通常の半導体レーザの特性を維持しつつ、自励発振特性を示しやすくすることができる。
【００５０】
＜リッジ高さ＞
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２とが共振器の長手方向に並列に設けられており、第２のリッジストライプ５２の高さが第１のリッジストライプ５１の高さに比べて低いことを特徴とする。ここで、第１および第２のリッジストライプの高さはそれぞれ、端面に平行な断面における縦方向において、活性層３０の上面からリッジストライプの最も高い箇所までの長さのことを意味し、図４において矢印で示す長さに相当する。通常リッジストライプの高さとしては、リッジストライプ外の平面部から、リッジストライプの最も高い箇所までの長さのことを指すことが多いが、本発明では便宜上、活性層３０の上面からリッジストライプの最も高い箇所までの長さをリッジストライプの高さとする。
【００５１】
＜リッジストライプ＞
第１のリッジストライプ５１は、結晶成長で形成されたｐ型窒化物半導体層４０の上面をエッチングすることなく全て含むことが好ましい。すなわち、第１のリッジストライプ５１の上面は、結晶成長で形成されたｐ型窒化物半導体層４０の上面に一致することが好ましい。このような第１のリッジストライプ５１は、それを構成する部分以外のｐ型窒化物半導体層４０の上面をエッチングにより除去して形成される。
【００５２】
これに対し、第２のリッジストライプ５２は、結晶成長で形成されたｐ型窒化物半導体層４０を全て含まず、ｐ型窒化物半導体層４０の上面がエッチングにより除去して形成されたものである。すなわち、第２のリッジストライプ５２は、それを構成する部分以外のｐ型窒化物半導体層４０の一部に加え、ｐ型窒化物半導体層４０の上面をエッチングにより除去して形成される。このように第２のリッジストライプ５２は、ｐ型窒化物半導体層４０の上面の一部をエッチングで除去して形成されるため、第１のリッジストライプ５１よりも高さが低くなる。第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との高さの差は、第２のリッジストライプ５２の上面に位置するｐ型窒化物半導体層４０のエッチング量に相当する。
【００５３】
従来の窒化物半導体レーザ素子は、リッジストライプを構成する部分以外のｐ型窒化物半導体層のみにドライエッチングを行なうため、リッジストライプの上面にはドライエッチングのダメージがあまり入らない。このため、光吸収によりリッジストライプ内に発生するキャリアは、ドライエッチングのダメージによって非発光再結合が増大することはない。
【００５４】
しかしながら、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、第２のリッジストライプ５２の上面に位置するｐ型窒化物半導体層４０をドライエッチングすることにより、活性層３０にもダメージが与えられる。これにより第２のリッジストライプ５２内に存在するキャリアが非発光再結合によって消滅し、キャリア寿命が短くなる。
【００５５】
ところで、高さの低い第２のリッジストライプが可飽和吸収領域として機能する場合、正孔を第２のｐ側電極から排出する必要があるが、光吸収で発生したキャリアのうち電子と正孔とを比較すると、正孔の方が有効質量が大きく、移動度が小さいため、第２のｐ側電極への排出が生じにくい。正孔は内部電界によるドリフトでｐ型窒化物半導体層４０を経由して第２のｐ側電極７２に排出されるが、ｎ型窒化物半導体層２０に比べてｐ型窒化物半導体層４０は前述したとおり抵抗が高いので、第２のｐ側電極７２に到達しにくい状況にある。
【００５６】
このような正孔の排出を容易にするため、本発明では、第２のリッジストライプにおけるｐ型窒化物半導体層４０の上面の一部をエッチングにより除去している。これにより活性層３０から第２のｐ側電極７２までの距離が縮まるため、活性層３０から第２のｐ側電極７２までの抵抗が小さくなる。これにより正孔が活性層３０から第２のｐ側電極７２に到達しやすくなり、キャリア寿命が短くなって自励発振特性が向上する。
【００５７】
上記のように第２のリッジストライプ５２が可飽和吸収領域となるとき、第１のリッジストライプ５１が利得領域となる。このとき、上述したように、第１のリッジストライプ５１の上面にはドライエッチングを行なわないことが好ましい。これにより第１のリッジストライプ５１内に存在するキャリアは、非発光再結合しにくく、ゲインや共振器損失を悪化させにくい。このため、閾値電流、スロープ効率、信頼性などといった自励発振特性以外の特性を損なわない。
【００５８】
なお、通常はレーザ特性が最良となるようにｐ型窒化物半導体層４０を結晶成長させるため、第１のリッジストライプ５１の上面に位置するｐ型窒化物半導体層４０は、エッチングにより除去しないことが好ましい。ただし、リッジ高さが第２のリッジストライプよりも低くならない範囲であれば、第１のリッジストライプ内のｐ型窒化物半導体層４０を除去してもよい。
【００５９】
第１のリッジストライプ５１を可飽和吸収領域とするか利得領域とするかは、電流注入量により決定される。これは、第２のリッジストライプ５２に関しても同様である。すなわち、第１のリッジストライプ５１を可飽和吸収領域とするためには、第１のリッジストライプ５１に電流を注入しなければよい。より安定した自励発振特性を得るためには、可飽和吸収領域の活性層３０のキャリア寿命をより短くする必要があり、そのためには第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０との短絡や、逆バイアス印加が有効である。この点については後述する。
【００６０】
第１のリッジストライプ５１の高さは、閾値電流やファーフィールドパターン（ＦＦＰ：far  field  pattern）などの諸特性に大きく影響を及ぼすため、その点を考慮して設定することが好ましい。
【００６１】
ここで、ｐ型窒化物半導体層４０のエッチング量は、活性層３０が残る限り、第２のリッジストライプ５２の上面のｐ型窒化物半導体層４０の除去量が多いことが好ましい。ｐ型窒化物半導体層４０の除去量を増やすほど、抵抗低減およびダメージ導入の効果は大きくなり、自励発振特性が良好となる。中でも、バンドギャップが大きいｐ型キャリアブロック層は、正孔の輸送の妨げとなるため、ｐ型キャリアブロック層を除去する程度まで第２のリッジストライプの頂部を低くすることが好ましい。
【００６２】
エッチングによりｐ型コンタクト層やｐ型ガイド層の一部のみを除去する場合は、導波光の形状も大きくは乱れないが、ｐ型ガイド層やｐ型クラッド層を除去することにより、導波光の形状が乱れやすくなる。第２のリッジストライプ５２は、導波光の形状が比較的問題になりにくい面側の共振器端面１２０近傍に設けるのが好ましい。
【００６３】
第２のリッジストライプ５２の底面部に続く領域におけるｐ型窒化物半導体層のエッチング量と、第１のリッジストライプ５１の底面部に続く領域におけるｐ型窒化物半導体層のエッチング量とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。図５は、本発明の窒化物半導体レーザ素子のリッジストライプの一例を示す模式的斜視図である。エッチング量が同一である場合は、図５に示されるように第１のリッジストライプ５１の底面部に続く領域と第２のリッジストライプ５２の底面部に続く領域とが同一平面になる。このような構造のリッジ構造は、作製が容易である。
【００６４】
一方、第２のリッジストライプ５２の底面部に続く領域におけるｐ型窒化物半導体層４０のエッチング量を、第１のリッジストライプ５２の底面部に続く領域におけるｐ型窒化物半導体層４０のエッチング量よりも多くすると、図６に示される形状となる。図６は、図５とは別のリッジストライプの一例を示す模式的斜視図である。このような構造のリッジ構造は、第２のリッジストライプ５２の底面部に続く領域におけるｐ型窒化物半導体層４０が、より活性層に近いところまでドライエッチングされる。このため、第２のリッジストライプ５２の底面部に続く領域から第２のリッジストライプ５２に及ぶダメージにより、第２のリッジストライプ５２の活性層３０の非発光再結合割合が増加し、キャリア寿命を短くすることができる。
【００６５】
＜分割領域＞
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子において、第１のリッジストライプ５１上に第１のｐ側電極７１が形成されており、第２のリッジストライプ５２上には第２のｐ側電極７２が形成されている。共振器９０の長手方向において、第１のｐ側電極７１と第２のｐ側電極７２とのいずれもが形成されていない領域が分割領域９５である。すなわち、第１のｐ側電極７１と第２のｐ側電極７２とは、分割領域９５により互いに電気的に分離されている。そして、第１のリッジストライプ５１に対し、通常の半導体レーザ素子と同様に電流注入を行なうことにより、この領域がレーザ発振を生じさせる利得領域となる。
【００６６】
一方、第２のリッジストライプ５２に対して電流注入を行なわないこととすると、この領域が可飽和吸収領域となる。この可飽和吸収領域とは、利得領域で発振されたレーザ光の一部を吸収し、その吸収量がこの領域におけるキャリア密度の増減に伴い変化する作用を有する領域となる。このため、このような可飽和吸収領域を有する本発明の窒化物半導体レーザ素子は自励発振特性を備えたものとなる。なお、第１のリッジストライプ５１および第２のリッジストライプ５２がそれぞれ複数個形成される場合も、電流注入の有無や大小によって、利得領域または可飽和吸収領域として機能する領域がそれぞれ少なくとも１領域以上形成されることになる。
【００６７】
なお、ｐ型窒化物半導体層４０は、ＧａＡｓ系の化合物半導体またはｎ型窒化物半導体層２０などに比べて極めて電気抵抗が高い。このため、分割領域９５の幅（ここでいう「幅」とは共振器９０の長手方向に平行な距離（長さ）をいう）を１〜１０μｍ程度とするだけでも、電気的な分離が可能となる。
【００６８】
製法が複雑になるというデメリットはあるが、図７に示されるように、分割領域におけるｎ型窒化物半導体層２０の中間までをエッチングにより除去してもよいし、図８に示されるように、ｐ型窒化物半導体層４０の中間までを除去してもよい。これにより電気的な分離をより確実に行なうことができる。
【００６９】
また、分割領域９５は、第１のリッジストライプ５１側に設けられていてもよいし、図９のように第２のリッジストライプ５２側に設けられていてもよく、図３のように両側に跨って形成されていてもよい。
【００７０】
＜短絡＞
第２のリッジストライプ５２上に形成された第２のｐ側電極７２は、ｎ側電極８０との間で短絡されていることが好ましい。第１のリッジストライプ５１に対して通常の半導体レーザ素子と同様に電流注入を行なうと、この領域がレーザ発振を生じさせる利得領域となる。これに対し、第２のリッジストライプ５２は電流が注入されず可飽和吸収領域となるが、可飽和吸収領域において、第２のｐ側電極７２と、ｎ側電極８０とを短絡させることにより活性層で発生するキャリアの掃き出しをさらに促進させることができ、以ってキャリア寿命を短くすることができるため極めて好ましい。
【００７１】
なお、図１〜図４においては、このような第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０との短絡を具体的に表わしていないが、このような短絡の手段としては、たとえばワイヤボンディング、導電性膜の両電極への接触など、種々の手法を用いることができる。
【００７２】
一方、上記のように第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０とを電気的に短絡させるだけではなく、バイアス電圧を印加させることでもキャリア寿命を制御することが可能となる。たとえば、キャリア寿命を短くするためには、ｐｎ接合に対して逆バイアス電圧を印加することが有効である。これは、逆バイアス電圧の印加により、内部電界が大きくなるとともに、空乏層が拡がることで活性層へ掛かる電界が強まる結果、キャリアの掃き出しが促進されるからである。しかしながら、当該窒化物半導体レーザ素子の実用性を考慮すると、逆バイアス電圧を印加することなく、第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０との短絡のみで自励発振特性を得ることが望まれる。
【００７３】
＜共振器および端面＞
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、図２および図３に示すように、端面１１０と端面１２０とを共振器端面とする共振器を有している。このような端面１１０および端面１２０は、基板１０の成長主面に対して垂直な面であることが好ましい。また、基板１０がＧａＮで構成される場合であってその成長主面が（０００＋１）面となる場合、端面１１０および端面１２０は、それぞれ｛１−１００｝面または｛１１−２０｝面とすることができる。また、端面１１０および端面１２０を劈開により形成する場合は、劈開面の平坦性を考慮して｛１−１００｝面とすることが特に好ましい。また、このような端面を形成する方法としては、劈開以外にもドライエッチングを用いてエッチドミラーの端面とする方法などを挙げることができる。
【００７４】
＜絶縁膜＞
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、ｐ型窒化物半導体層４０の上面（すなわち第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２側）には、絶縁膜６０が形成されていることが好ましい。この絶縁膜６０は、第１のリッジストライプ５１の頂部（すなわち第１のｐ側電極と接する部分）の少なくとも一部においてｐ型窒化物半導体層４０を露出させるように形成する必要がある。同様に、第２のリッジストライプ５２の頂部（すなわち第２のｐ側電極と接する部分）の少なくとも一部においてｐ型窒化物半導体層４０を露出させるように形成する必要がある。
【００７５】
このような絶縁膜６０は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｚｎなどの酸化物、窒化物、酸窒化物などから構成することができ、単層で形成してもよいし、２層以上の積層構造としてもよい。また、上記構成材料は、単結晶、多結晶、アモルファスまたはこれらの混在状態といった種々の形態で用いることができる。中でも、生産の容易さ、密着性、熱安定性を考慮すると、絶縁膜６０は、Ｓｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ａｌの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｓｉの酸化物とＴｉの酸化物との積層構造などにより構成することが好ましい。絶縁膜６０の厚みは、５０Å〜５０００Å程度である。
【００７６】
＜第１のｐ側電極および第２のｐ側電極＞
上記絶縁膜６０の上面（基板から遠くなる側）には、第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２が形成される。第１のｐ側電極７１は、第１のリッジストライプ５１の頂部でｐ型窒化物半導体層４０に接するように形成される。換言すれば、第１のｐ側電極７１は、第１のリッジストライプ５１の頂部を除き、ｐ型窒化物半導体層４０とは絶縁膜６０を挟むことにより絶縁される。
【００７７】
第２のｐ側電極７２に関しても同様に、第２のリッジストライプ５２の頂部を除き、ｐ型窒化物半導体層４０とは絶縁膜６０を挟むことにより絶縁される。
【００７８】
なお、第２のリッジストライプ５２が可飽和吸収領域となる場合、第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０とは、前述の通り、電気的に短絡されていることが好ましい。このような短絡は、たとえば対応する第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０とを直接ワイヤボンディングしたり、両電極間に実装用のステムの端子を介することにより行なうことができる。他にも、端面などに設けられた導電性の薄膜を介するなど、種々の手法を用いることができる。
【００７９】
また、第２のリッジストライプ５２上の第２のｐ側電極７２とｎ側電極８０とは、上記のように電気的に短絡させずに、バイアス電圧を印加させることも可能である。この場合、ｐｎ接合に対して逆方向のバイアス電圧を印加させるとキャリア寿命がより短くなり、自励発振特性を向上させることができる。この場合においても本発明の窒化物半導体レーザ素子は、従来の窒化物半導体レーザ素子に比べて同等の自励発振特性を得るのに要するバイアス電圧を小さくできるという効果がある。また、窒化物半導体レーザ素子を用いるシステムの都合によって順方向のバイアス電圧しか印加できないような場合であっても、本発明の窒化物半導体レーザ素子は従来の窒化物半導体レーザ素子に比べて自励発振特性を示しやすいという効果を示す。可飽和吸収領域をレーザ光の検知に用いる場合においても光誘起電流が大きくなり検知精度が向上する効果があるので、本発明の窒化物半導体レーザ素子をそのような用途に好適に用いることができる。
【００８０】
このような第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２は、たとえばＰｄ（パラジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｈ（ロジウム）などの金属やこれらの金属の少なくとも１種を含む合金から構成することができる。また、このような第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２としては、上記のような金属または合金を単層で形成してもよいし、２層以上の積層構造として形成してもよい。中でも、コンタクト抵抗を小さくでき、安定性も高いことから、Ｐｄ／Ｍｏ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｄの組み合わせ（積層の順序は左側の金属を半導体側とする）が好ましい。第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２を積層構造に構成した場合の各層の厚みは、５０Å〜５０００Å程度とすることができる。一方、第１のｐ側電極７１全体の厚みおよび第２のｐ側電極７２全体の厚みは、１０００Å〜５００００Åとすることが好ましい。
【００８１】
＜ｎ側電極＞
ｎ側電極８０は、基板１０がＧａＮ基板のような導電性基板である場合、図１、図２、および図４に示すように、基板１０の裏面（ｎ型窒化物半導体層２０が積層される面とは反対側の面）上に形成することができる。この場合、ｎ側電極８０は、基板１０の裏面の全面に形成してもよいし、その一部に形成してもよい。駆動電圧の上昇を抑える観点からその全面に形成することが好ましい。
【００８２】
一方、基板１０がサファイア基板のような絶縁性基板の場合には、他のｐ型窒化物半導体層４０および活性層３０をエッチングで除去することによって露出したｎ型窒化物半導体層２０上に、ｎ側電極を形成する必要がある。したがって、ｎ側電極の生産の容易さを考慮すると、基板１０としてはＧａＮ基板を用いることが好ましい。
【００８３】
また、ｎ側電極８０は、たとえばＨｆ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）などの金属やこれらの金属の少なくとも１種を含む合金から構成することができる。また、このようなｎ側電極８０としては、上記のような金属または合金を単層で形成してもよいし、２層以上の積層構造として形成してもよい。中でも、コンタクト抵抗を小さくでき、安定性も高いことから、Ｈｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの組み合わせ（積層の順序は左側の金属を半導体側とする）が好ましい。ｎ側電極８０を積層構造に構成した場合の各層の厚みは、５０Å〜５０００Å程度とすることができる。一方、ｎ側電極全体の厚みは、１０００Å〜５００００Åとすることが好ましい。
【００８４】
＜パッド電極＞
第１のｐ側電極７１に電気的に接続された第１のパッド電極７３と、第２のｐ側電極７２に電気的に接続された第２のパッド電極７４とがリッジストライプ外に及ぶ範囲に形成されることが好ましい。このように第１のパッド電極７３および第２のパッド電極７４を設けることにより、ワイヤボンディングを行ないやすくすることができる。
【００８５】
特に、第２のリッジストライプ５２は領域として小さいため、図１０に示されるように、第２のパッド電極７４が第２のリッジストライプ５２の底面部の領域から第１のリッジストライプ５１の底面部の領域にかけて形成されるようなパターン形状にすることが好ましい。
【００８６】
＜コーティング膜＞
端面１１０および端面１２０にはそれぞれ、ＣＯＤ（Catastrophic  Optical  Damage：瞬時光学損傷）レベルを向上させたり、所望のレーザ諸特性が得られるような反射率にするために、コーティング膜２００およびコーティング膜３００を形成することができる。通常の半導体レーザ素子と同様に一方の反射率を他方より低くして、その側を光出射側とし、反射率の高い側を光反射側とする。反射率は光出射側が１０％〜７０％程度、光反射側が７０〜９９％程度である。
【００８７】
このように反射率が両側端面で異なっていると共振器内部での光強度分布が非対称になるので、可飽和吸収領域を共振器内のどの位置に配置させるかによって、自励発振特性やレーザ基本特性が異なってくる。よって、実用上の仕様などにしたがって、適宜配置を考慮する必要がある。
【００８８】
特に、第２のリッジストライプ５２内のクラッド層およびコンタクト層の厚さは、第１のリッジストライプ５１内のクラッド層およびコンタクト層の厚さと異なっているために、導波光形状が乱れやすい。したがって、本発明においては、第２のリッジストライプ５２は導波光形状があまり問題にならない光反射側に設置することが好ましい。
【００８９】
コーティング膜２００およびコーティング膜３００は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｇａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｔｉなどの酸化物や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｂなどの窒化物または酸窒化物などにより構成することができ、単層であってもよいし、２層以上に積層された多層であってもよい。
【００９０】
＜共振器長およびチップ幅＞
本発明の窒化物半導体レーザ素子の共振器長（長手方向の長さ）は、３００μｍ〜３０００μｍ程度の長さとすることができる。好ましくは４００μｍ〜１０００μｍ程度である。また、本発明の窒化物半導体レーザ素子のチップ幅（共振器長を長手方向とした場合の横方向の長さ）は、１００μｍ〜１０００μｍ程度である。好ましくは、１５０μｍ〜４００μｍ程度である。
【００９１】
＜製造方法＞
本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
【００９２】
まず、ＭＯＣＶＤ法などの結晶成長法を用いて、基板１０上に、ｎ型窒化物半導体層２０、活性層３０、およびｐ型窒化物半導体層４０を順次成長させる。ＭＯＣＶＤ法以外に、ＭＢＥ法やスパッタ法などの気相成長法、超臨界流体中で結晶育成させる水熱合成法やフラックス法などの液相成長法などを用いて形成することもできる。また、２つ以上の成長法を組み合わせることもできる。このように窒化物半導体層の形成方法としては、特に限定なく種々の成長法を用いることができる。
【００９３】
次に、ｐ型窒化物半導体層４０の最表面にＳｉＯ2などの誘電体あるいはレジストをフォトリソグラフィ技術を用いて第２のリッジストライプ５２となる箇所のｐ型窒化物半導体層４０のみにマスクが形成されていない状態とする。そして、ＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）やＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）などのドライエッチング法を用いて、マスクが形成されていない部分のｐ型窒化物半導体層４０を選択的に除去する。
【００９４】
そして、ｐ型窒化物半導体層４０を除去し終えたらマスクを除去する。これによりｐ型窒化物半導体層４０が除去された部分と除去されていない部分との間に段差が形成される。この段差が最終的に第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との高さの差になる。
【００９５】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いてリッジストライプの頂部に相当する部分に、長手方向に長いストライプ状（細長状）のマスクを形成し、それ以外の部分にはマスクを形成しない状態とする。この際、先ほどドライエッチングを施したｐ型窒化物半導体層４０の領域を含むようにストライプ状のマスクを形成することにより、第１のリッジストライプとともに、第２のリッジストライプが形成される。リッジストライプのそれ以外の領域が第１のリッジストライプとなる。
【００９６】
そして、ＲＩＥやＩＣＰなどのドライエッチング法を用いて、マスクが形成されていない部分のｐ型窒化物半導体層４０を選択的に除去する。その後、細長状のマスクを除去することにより、ストライプ状（細長状）のリッジストライプを形成する。ここで形成したリッジストライプは、第１のリッジストライプと、該第１のリッジストライプよりも高さの低い第２のリッジストライプとからなるものである。
【００９７】
このリッジストライプ構造を有するｐ型窒化物半導体層の全面上に、各種真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition；化学気相デポジション）法などを用いて、絶縁膜６０を形成する。続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて、リッジストライプの頂部が開口部となるパターンのマスクを形成する。そして、その開口部で露出した絶縁膜６０をウェットエッチングを用いて除去することにより、リッジストライプの頂部に位置するｐ型窒化物半導体層４０を露出させる。
【００９８】
引き続き、各種真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて、絶縁膜６０上の全面にｐ側電極膜を形成する。そして、リッジストライプの頂部以外に形成されたマスクを用いてリフトオフを行なうことにより、リッジストライプの頂部のみにストライプ状のｐ側電極膜を残す。
【００９９】
次に、かかるストライプ状のｐ側電極膜に対し、１００℃〜５００℃程度の温度でアニール処理を行なうことが好ましい。このようなアニール処理を行なうことにより、良好なオーミック電極を得ることができ、特性を向上させることができる。このようにして形成したｐ側電極膜および絶縁膜６０上に、パッド電極膜を形成する。
【０１００】
次いで、第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との間に分割領域９５を設ける。分割領域９５を作製する手順は以下の通りである。まず、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などにより、パッド電極膜上に分割領域９５に相当する箇所が開口部となるマスクを形成する。そして、この開口部で露出したパッド電極膜と、該パッド電極膜の直下に位置するｐ側電極膜とをドライエッチングを用いて除去することにより、分割領域９５を形成する。このとき合わせて分割領域９５におけるｐ型窒化物半導体層４０、活性層３０などをドライエッチングなどで除去してもよい。
【０１０１】
この結果、パッド電極膜がリッジストライプごとに分離される形状にパターニングされることにより、第１のパッド電極７３と第２のパッド電極７４とが形成される。同時に、ｐ側電極膜が分割領域９５により分離され、第１のｐ側電極７１と第２のｐ側電極７２が形成される。このようにして、第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２と接するようにワイヤボンディングを行なうための第１のパッド電極７３および第２のパッド電極７４を形成する。
【０１０２】
その後、基板１０を分割し易くするために、基板１０の裏面（窒化物半導体層が形成される側とは反対側の面）を研削または研磨することにより、基板１０を７０μｍ〜３００μｍ程度の厚みまで薄くする。
【０１０３】
そして、各種真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて、基板１０の裏面上に、ｎ側電極８０を形成する。なお、ｎ側電極８０を形成する前に、ドライエッチング、アッシング、逆スパッタなどによって基板１０の裏面を清浄にすることにより、ｎ側電極８０と基板１０との密着性を高めることもできる。また、ｐ側電極膜に行なったアニール処理と同様に、ｎ側電極８０（金属膜）形成後に、１００℃〜５００℃程度の温度でアニール処理を行なってもよい。このようなアニール処理を行なうことにより、ｐ側電極と同様、良好なオーミック電極を得ることができ、特性を向上させることができる。以上の工程（ウェハプロセス）により、ウェハが形成される。
【０１０４】
次に、上記の工程で得られたウェハを、劈開によってバー状に分割（バー分割）する。具体的には、まず、ウェハの表面および裏面の少なくとも一方に、ダイヤモンドポイントなどによってスクライブラインを形成する。このとき、所望の電極パターンが得られる位置にスクライブラインを入れる必要がある。また、電極のパターニングとバー分割位置とを調節することによって、共振器端面付近にｐ側電極やパッド電極が形成されていない構造とすることもできる。このような構造にすることにより、デバイス特性を向上させることができる。
【０１０５】
上記のようにして形成されるスクライブラインは、劈開の補助線の役割を有する。また、これとは異なる方法として、スクライブラインによらず、ドライエッチングなどで予め凹部溝を設けておくことによっても同様の役割を得ることができる。本発明の窒化物半導体レーザ素子では、第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２とを所望の位置に配置させることが重要となるので、劈開位置を厳密に制御することが好ましい。そのためには、フォトリソグラフィ技術を利用して、所望の位置にドライエッチングなどを利用して凹部溝を設けるとよい。
【０１０６】
スクライブラインは、少なくともウェハの端にあればよいが、ウェハの内側に破線状に設けることで、劈開の直線性を良好にすることもできる。そして、スクライブラインの形成後、ウェハに適宜力を与えることにより劈開を行なうことができる。劈開面は、基板１０（図３参照）の成長主面（窒化物半導体層の成長面）に対して垂直な面であるのが好ましい。
【０１０７】
また、このとき、バー分割位置によって、窒化物半導体レーザ素子の共振器長が規定される。なお、上述したように、共振器長は、３００μｍ〜３０００μｍ程度の長さとすることができる。好ましくは、４００μｍ〜１０００μｍ程度である。
【０１０８】
次に、図２に示したように、バー分割によって形成された端面１１０および端面１２０に対して、それぞれコーティング膜２００およびコーティング膜３００を形成する。コーティング膜２００およびコーティング膜３００の形成は、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ法やマグネトロンスパッタ法などの各種スパッタ法を用いることができる。また、スパッタ法を２種以上を組み合わせてもよい。
【０１０９】
また、コーティング膜の成膜前または成膜後の少なくとも一方のタイミングで、アルゴン、酸素、窒素、水素、またはこれらのガスの２種以上を含む混合ガスなどのガスを用いたプラズマ照射や、加熱処理などを行なってもよい。
【０１１０】
続いて、コーティング膜２００およびコーティング膜３００が形成されたバー状の素子（図示せず）を、チップ状に分割（チップ分割）する。このとき、チップ分割位置によって、チップ幅が規定される。チップ幅は、上述したように、１００μｍ〜１０００μｍ程度とすることができる。好ましくは、１５０μｍ〜４００μｍ程度である。チップ分割の方法は、バー分割で用いた方法と同様、スクライブラインを形成するスクライブ法を利用するとよい。このチップ分割は、バー分割の方向に対して垂直方向の向きに行なうのが好ましい。このようにして、本発明の窒化物半導体レーザ素子が製造される。
【０１１１】
上記の製造方法により得られた本発明の窒化物半導体レーザ素子は、＋（プラス）用の端子と−（マイナス）用の端子とを備えたステムに、はんだ、銀ペーストなどを用いて電気的に接続される。
【０１１２】
窒化物半導体レーザ素子をジャンクションアップ方式で実装する場合には、ｎ側電極８０とステム本体とを電気的に接続し、利得領域である第１のリッジストライプ５１上の第１のｐ側電極７１と電気的に接続された第１のパッド電極７３と、＋側端子とをボンディングワイヤを介して接続する。可飽和吸収領域に相当する第２のリッジストライプ５２上の第２のｐ側電極７２と電気的に接続された第２のパッド電極７４とは、−側端子にボンディングワイヤを介して接続するとｎ側電極８０と電気的に短絡される。ステム本体と接続してもｎ側電極と電気的に短絡することができる。
【０１１３】
また、窒化物半導体レーザ素子とステムとの間に放熱性向上のためのサブマウントを設けることもできる。この場合、サブマウントとｎ側電極８０とを電気的に接続するとともに、サブマウントとステムの−側端子とをワイヤボンディングすればよい。可飽和吸収領域に相当する第２のリッジストライプ５２上の第２のｐ側電極７２と電気的に接続された第２のパッド電極７４をサブマウントとボンディングワイヤを介して接続すれば電気的な短絡ができるようになる。
【０１１４】
ワイヤボンディング後、乾燥空気雰囲気中でキャップ封止を行なうことにより、キャンパッケージ型の半導体レーザ装置に組み立てられる。
【０１１５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、良好な自励発振特性を備え、容易に自励発振を行なうことができる。このため、可飽和吸収領域に逆バイアスを印加する必要がないので、ＢＤの光源として用いる際に、システムの簡略化や小型化が可能となる。また、可飽和吸収領域を小さくしても自励発振が起こるので、閾値電流近傍での光出力の急激な立ち上がりを抑制することができる。
【０１１６】
さらに、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、このように優れた特性を有するため、これを光源（特に読み取り光源）として用いることにより光ディスク装置に極めて好適に使用することができる。また、画像表示装置においても極めて好適に使用することができる。このように、ＢＤ用途だけでなく、画像表示を行なうディスプレイ用途においても多波長モード発振状態になることで、スペックルノイズの低減効果があるため、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、これらの用途において極めて好適に用いることができる。
【０１１７】
一方、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、可飽和吸収領域を流れる光誘起電流をレーザ光出力検知に用いる窒化物半導体レーザ装置においても極めて好適に用いることができる。
【０１１８】
（第２実施形態）
＜窒化物半導体レーザ素子＞
図１３は、本実施形態の窒化物半導体レーザ素子の一実施形態を模式的に示した斜視図である。本実施形態の窒化物半導体レーザ素子４００は、図１３に示されるように、基板２１０上にｎ型窒化物半導体層２２０と活性層２３０とｐ型窒化物半導体層２４０とｎ側電極２８０とリッジストライプを有する共振器とを含む窒化物半導体レーザ素子であって、共振器の長手方向に並列する第１のリッジストライプ２５１と、該第１のリッジストライプ２５１上に形成された第１のｐ側電極２７１と、該第１のｐ側電極２７１よりも高さの低い位置に形成された第２のｐ側電極２７２とを有し、第１のｐ側電極２７１と第２のｐ側電極２７２とは、互いに電気的に分離されることを特徴とする。
【０１１９】
すなわち、第１実施形態の窒化物半導体レーザ素子に対し、第２のリッジストライプの高さを低くしたものであり、第２のリッジストライプが、絶縁膜２６０から突出した形状となっていないことを特徴とする。
【０１２０】
このように第２のリッジストライプを実質的に形成しないことにより、可飽和吸収領域のキャリア寿命が短く、良好な自励発振特性を示すとともに、利得領域は通常の半導体レーザ素子と変わらないので、閾値電流、スロープ効率、寿命などの特性は従来の窒化物半導体レーザ素子の性能を維持することができる。しかも、本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、実施例１の窒化物半導体レーザ素子よりも製造方法が簡便なものになるというメリットもある。
【実施例】
【０１２１】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２２】
＜実施例１＞
本実施例の窒化物半導体レーザ素子を模式的に示す図を、図１１および図１２を参照して説明する。ただし、図１１および図１２において各層の厚みは本実施例の実際の厚みを反映していない場合もある。
【０１２３】
まず、基板１０としては、ｎ型ＧａＮ基板を用いた。この基板１０の成長主面の結晶方位は（０００＋１）面とした。
【０１２４】
また、ｎ型窒化物半導体層２０は、ｎ型ＧａＮ層２１、ｎ型クラッド層２２およびｎ型ガイド層２３を含むように構成した。ｐ型窒化物半導体層４０は、キャリアブロック層４１、ｐ型ガイド層４２、ｐ型クラッド層４３およびｐ型コンタクト層４４を含むように構成した。
【０１２５】
具体的には、基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、０．２μｍ（２００ｎｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮ層２１、２．２μｍ（２２００ｎｍ）の厚みを有するｎ型Ａｌ0.03Ｇａ0.97Ｎからなるｎ型クラッド層２２、０．０２μｍ（２０ｎｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなるｎ型ガイド層２３、活性層３０、０．００７μｍ（７ｎｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャリアブロック層４１、０．１０μｍ（１００ｎｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ型ガイド層４２、０．５５μｍ（５５０ｎｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.04Ｇａ0.96Ｎからなるｐ型クラッド層４３、０．１μｍ（１００ｎｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層４４を順次形成した。
【０１２６】
活性層３０は、図１２に示すように、ｎ型ガイド層２３上に、１５ｎｍの厚みを有するＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第１障壁層３１を形成した後、この第１障壁層３１上に、７．５ｎｍの厚みを有するＩｎ0.09Ｇａ0.91Ｎからなる２つの井戸層３２と、この２つの井戸層３２に挟まれていて８ｎｍの厚みを有するＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎからなる第２障壁層３３を形成した。そして、井戸層３２上に、最も上層となる１５ｎｍの厚みを有する最終障壁層３４（Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎ層）を形成した。すなわち、本実施例では、活性層３０を、２つの量子井戸層（井戸層３２）を含む多重量子井戸構造に構成した。
【０１２７】
これらの窒化物半導体の成長原料としては、ＩＩＩ族元素の原料として、トリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ：ＴＭＧａ）、トリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ：ＴＭＩｎ）およびトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ：ＴＭＡｌ）を用い、Ｖ族元素の原料として、アンモニア（ＮＨ3）を用いた。導電性制御のための不純物であるドープ元素としては、ｎ型がＳｉで原料はシラン（ＳｉＨ4）を用い、ｐ型がＭｇで原料はシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ2Ｍｇ）を用いた。ドーピング量は、ｎ型ＧａＮ層２１およびｎ型クラッド層２２が４×１０18ｃｍ-3、ｎ型ガイド層２３が１×１０18ｃｍ-3、キャリアブロック層４１およびｐ型ガイド層４２が１×１０19ｃｍ-3、ｐ型クラッド層４３およびｐ型コンタクト層４４がいずれも５×１０18ｃｍ-3である。活性層にはドーピングを行なわなかった。
【０１２８】
成長温度は、ｎ型窒化物半導体層２０が１０２５℃、活性層３０が７８０℃、ｐ型窒化物半導体層４０が１０７５℃である。結晶成長を終えた後に、ｐ型化アニール処理を行った。
【０１２９】
次に、第２のリッジストライプ５２が形成される領域以外にフォトリソグラフィを用いてＳｉＯ2マスクを形成し、選択的にＩＣＰを用いたドライエッチングを行なった。ドライエッチングによる除去量は５８０ｎｍとしたので、ｐ型コンタクト層は完全に除去され、ｐ型クラッド層が７０ｎｍだけ残存した形となっている。ドライエッチング後、ＳｉＯ2マスクは除去した。
【０１３０】
そして、フォトリソグラフィを利用してＳｉＯ2をマスクとし、ＩＣＰドライエッチング法を用いて第１のリッジストライプ５１および第２のリッジストライプ５２を形成した。両リッジストライプの幅は、１．７μｍとした。方向は、［１−１００］方向に延びるように形成した。ここでのドライエッチングによる除去量は６３０ｎｍとした。その結果、活性層の上面からリッジストライプ頂部までの距離であるリッジ高さは、第１のリッジストライプ５１が７５７ｎｍ、第２のリッジストライプが１７７ｎｍとなる。その差である５８０ｎｍは最初に第２のリッジストライプ５２が形成される領域に対して選択的にドライエッチングを行なったときに形成された段差の高さに相当する。
【０１３１】
続いて、ｐ型窒化物半導体層４０上に、絶縁膜６０を形成した。絶縁膜６０は、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2の２層構造（ＳｉＯ2がｐ型窒化物半導体層４０側）とした。層厚は、１７０ｎｍ／５０ｎｍである。成膜には、電子ビーム（ＥＢ：Electron Beam）蒸着法を用いた。成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いて、リッジストライプが開口部となるようなパターンのレジストマスクを形成して、ＲＩＥを用いたドライエッチングにより開口部の絶縁膜６０を除去した。
【０１３２】
次に、ＥＢ（Electron Beam）蒸着法を用いて、Ｐｄからなるｐ側電極膜を全面に成膜した。層厚は５０ｎｍである。成膜してから、リッジストライプの外側にあるレジストを利用してリフトオフ法により除去した。これによりリッジストライプ上のみにストライプ状のｐ側電極膜が残存する形となった。引き続き、パッド電極となるＭｏ／Ａｕの積層構造（Ｍｏが絶縁膜６０側）をＥＢ蒸着法で成膜した。
【０１３３】
続いて、第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との間に分割領域９５が形成されるように、開口部を設けたレジストパターンをフォトリソグラフィ技術によって形成した。そして、ヨウ素系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、ストライプ状のｐ側電極膜およびパッド電極を除去した。これにより分割領域９５が形成されるとともに、分割領域９５を挟んで第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２を形成した。このようにして形成された分割領域９５は、第１のリッジストライプ５１と第２のリッジストライプ５２との両方に跨り、各々の幅はいずれも５μｍで、合計の幅が１０μｍであった。
【０１３４】
図１０は、本実施例の窒化物半導体レーザ素子に形成されるパッド電極のパターンを示した平面図である。上記のように分割領域９５を形成した後、第１および第２のリッジストライプに対し、ワイヤボンディングを行なうように、図１０のようなパターンの第１のパッド電極７３および第２のパッド電極７４を形成した。図１０に示されるように、第１のパッド電極７３は第１のｐ側電極７１と電気的に接続されていて、第２のパッド電極７４は第２のｐ側電極７２に電気的に接続されている。そして、第１のパッド電極７３および第２のパッド電極７４の間のＬ字型の領域には電極が形成されていない。
【０１３５】
なお、図１０中には、リッジストライプに相当する部分を点線で示している。また、所定のバー分割位置にてバー分割を行なうと共振器長が６００μｍで、その中に共振器長の長さが５７０μｍの第１のリッジストライプと、共振器長の長さが２０μｍの第２のリッジストライプが設けられるようなパターンとなる。この第２のｐ側電極７２は第２のパッド電極７４を介して、後述のワイヤボンディングにより、ｎ側電極８０と短絡されることになる。
【０１３６】
第１のｐ側電極７１および第２のｐ側電極７２の形成後に、研削機および研磨機を用いて基板１０の厚み（ウェハ厚）を１２０μｍとなるように研磨した。その後、ｎ側電極８０として、基板１０の裏面上にＨｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕ（Ｈｆが基板側）を、ＥＢ蒸着法を用いて形成した。層厚は、５ｎｍ／１５０ｎｍ／３６ｎｍ／１８ｎｍ／２５０ｎｍである。そして、金属膜形成後（ｐ側電極７０およびｎ側電極８０の形成後）に、５００℃でアニール処理を行なうことによって良好なオーミック電極を得た。
【０１３７】
その後、劈開により［１１−２０］方向と平行方向にウェハのバー分割を行なった。これにより、図２に示すような、対向する一対の共振器端面（端面１１０および端面１２０）を得た。端面１１０および端面１２０の結晶方位は｛１−１００｝面である。また、バー分割は、共振器長が６００μｍとなるように行なった。
【０１３８】
続いて、ＥＣＲスパッタ法を用いて、共振器端面上にコーティング膜を形成した。端面１１０にはＡｌＯＮ／Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3（ＡｌＯＮが端面１１０側）からなるコーティング膜２００を形成した。層厚は２０ｎｍ／１１０ｎｍ／６８ｎｍ／６０ｎｍである。反射率は４０５ｎｍにおいて３０％であった。端面１２０にはＡｌＯＮ／Ａｌ2Ｏ3／（ＳｉＯ2／ＴｉＯ2）4（ＡｌＯＮが端面１２０側）からなるコーティング膜３００を形成した（なお、「（ＳｉＯ2／ＴｉＯ2）4」は「ＳｉＯ2／ＴｉＯ2」を構成単位とする層を４層積層させたことを示す）。層厚は２０ｎｍ／１１０ｎｍ／（６８ｎｍ／４４ｎｍ）4である。反射率は４０５ｎｍにおいて９５％であった。
【０１３９】
続いて、チップ幅が４００μｍとなるように、チップ分割を行なうことにより、本実施例の窒化物半導体レーザ素子を得た。
【０１４０】
そして、得られた窒化物半導体レーザ素子をキャンパッケージ型の半導体レーザ装置に実装した。この際、第１のパッド電極７３はステムの＋端子とワイヤボンディングし、一方第２のパッド電極７４はステムの−端子とワイヤボンディングすることで、第１のリッジストライプ５１は利得領域となり、第２のリッジストライプ５２はキャリア寿命の短い可飽和吸収領域となった。この結果、可飽和吸収領域は反射率の高い共振器端面（端面１２０）側に配置されることになる。
【０１４１】
本実施例の窒化物半導体レーザ素子は、第２のリッジストライプ５２内の半導体層がドライエッチングにより一部除去されていて、そのリッジ高さが第１のリッジストライプ５１よりも低い。この構造においては、可飽和吸収領域である第２のリッジストライプ５２のキャリア寿命低減が効果的に達成できるので、安定した自励発振が起こりやすくなる。
【０１４２】
一方、利得領域である第１のリッジストライプ５１においては、通常の半導体レーザ素子と何ら変わらないので、キャリア寿命が特別短くなるようなことは無く、トータルとしては従来の一般的な窒化物半導体レーザ素子の特性を維持できる。したがって、逆バイアス電圧を第２のリッジストライプ５２に印加することなく短絡化のみで自励発振が起こり、レーザ特性も従来の低閾値電流、高寿命を得ることができた。
【０１４３】
＜実施例２＞
図１３は、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の一実施形態を示す模式的斜視図である。本実施例の窒化物半導体レーザ素子４００は、図１３に示されるように、実施例１における第２のリッジストライプの高さを低くしたものであり、第２のリッジストライプが、絶縁膜２６０から突出した形状となっていないことを特徴とする。
【０１４４】
このように第２のリッジストライプを実質的に形成しなかったことを除いては実施例１と同様の方法により本実施例の窒化物半導体レーザ素子を作製した。以下においては、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の製造方法のうち、実施例１と異なる部分を中心に説明する。
【０１４５】
まず、上記の実施例１と同様の方法により、基板２１０上にｎ型窒化物半導体層２２０、活性層２３０、およびｐ型窒化物半導体層２４０を形成した上で、ｐ型化アニールを行なった。そして、第１のリッジストライプ２５１となる箇所のｐ型窒化物半導体層２４０のみを覆うようなパターンのマスクをフォトリソグラフィ技術などを用いて形成した。続いて、第１のリッジストライプ２５１が所望の高さになるように、ｐ型窒化物半導体層２４０のドライエッチングを行なった。
【０１４６】
図１４は、本実施例の窒化物半導体レーザ素子のリッジストライプを示す模式的斜視図である。図１４に示されるように、第１のリッジストライプ２５１となる部分が突出している他は、均一な高さのｐ型窒化物半導体層２４０を形成した。
【０１４７】
次に、第１のリッジストライプ２５１を含むｐ型窒化物半導体層２４０上に、絶縁膜２６０を形成した。そして、第１のリッジストライプ２５１の頂部と、第１のリッジストライプ２５１の頂部を長手方向に延長した延長線上の絶縁膜２６０を、実施例１と同様の方法により除去した。そして、このような形状の絶縁膜２６０上に対し、実施例１と同様の方法によりｐ側電極膜およびパッド電極膜を形成した。次に、実施例１と同様の方法により分割領域を形成し、第１のｐ側電極および第２のｐ側電極を形成するとともに、第１のパッド電極および第２のパッド電極を形成した。以降の工程は全て実施例１と同様の方法により作製した。
【０１４８】
本実施例の窒化物半導体レーザ素子は、可飽和吸収領域のキャリア寿命が短く、良好な自励発振特性を示す。しかも、利得領域は通常の半導体レーザ素子と変わらないので、閾値電流、スロープ効率、寿命などの特性は従来の窒化物半導体レーザ素子と同等を維持していた。
【０１４９】
本実施例のように第２のリッジストライプを実質的に形成していない状態とすることにより、良好な自励発振特性（すなわち容易に自励発振すること）と、良好な通常の半導体レーザとしての特性とを両立する効果が顕著となった。しかも、本実施例は、実施例１の窒化物半導体レーザ素子よりも製造方法が簡便なものになるというメリットもあった。
【０１５０】
本発明において上記で好適な実施形態を説明した多接合型薄膜光電変換装置は、上記に限定されるものではなく、上記以外の構成とすることもできる。
【０１５１】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１５２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５３】
１０  基板、２０  ｎ型窒化物半導体層、２１  ｎ型ＧａＮ層、２２  ｎ型クラッド層、２３  ｎ型ガイド層、３０  活性層、３１  第１障壁層、３２  井戸層、３３  第２障壁層、３４  最終障壁層、４０  ｐ型窒化物半導体層、４１  キャリアブロック層、４２  ｐ型ガイド層、４３  ｐ型クラッド層、４４  ｐ型コンタクト層、５１  第１のリッジストライプ、５２  第２のリッジストライプ、６０  絶縁膜、７１  第１のｐ側電極、７２  第２のｐ側電極、７３  第１のパッド電極、７４  第２のパッド電極、８０  ｎ側電極、９０  共振器、９５  分割領域、１００  窒化物半導体レーザ素子、１１０，１２０  端面、２００，３００  コーティング膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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