(57)【要約】【課題】歪が十分に緩和された半導体レーザおよびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１０の上面に複数の帯状の溝部１０Ａが設けられている。複数の溝部１０Ａは、リッジ部２７との対向部分（帯状領域２７Ａ）の両脇に、帯状領域２７Ａに沿って設けられている。各溝部１０Ａの、共振器方向の長さＬ1は、共振器長をＬ3としたときに、Ｌ3／２よりも短くなっている。基板１０の上面には、溝部１０Ａによってリッジ部２７の延在方向から挟まれた領域（溝未形成方形領域１０Ｂ）が存在している。各溝未形成方形領域１０Ｂの、共振器方向の長さＬ2は、Ｌ3／３以下となっている。【選択図】図２
2011124521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を前記基板側から順に含む半導体層と、
前記半導体層のうち前記上部クラッド層側に設けられた帯状のリッジ部と、
前記半導体層および前記リッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面と
を備え、
前記基板は、前記リッジ部との対向部分の両脇に前記対向部分に沿って設けられ、かつ前記リッジ部の延在方向と直交する方向とは異なる方向に延在する複数の帯状の溝部を有し、
各溝部の長さをＬ1とし、前記溝部によって前記リッジ部の延在方向から挟まれた溝未形成方形領域の、前記リッジ部の延在方向の長さをＬ2とし、共振器長をＬ3とすると、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3が、以下の関係を満たす
半導体レーザ。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
【請求項２】
前記複数の溝部は、前記リッジ部の延在方向に並べて配置されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
基板と、
下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を前記基板側から順に含む半導体層と、
前記半導体層のうち前記上部クラッド層側に設けられた帯状のリッジ部と、
前記半導体層および前記リッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面と
を備え、
前記基板は、前記リッジ部との対向部分の両脇に前記対向部分に沿って設けられ、かつ前記リッジ部の延在方向に延在する複数の帯状の溝部を有し、
前記複数の溝部は、蛇行している
半導体レーザ。
【請求項４】
前記溝部は、一方の共振器端面から他方の共振器端面に渡って延在している
請求項３に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
基板と、
下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を前記基板側から順に含む半導体層と、
前記半導体層のうち前記上部クラッド層側に設けられた帯状のリッジ部と、
前記半導体層および前記リッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面と
を備え、
前記基板は、前記リッジ部の延在方向と直交する方向に対向する一対の側面を有するとともに、前記一対の側面の双方に複数の帯状の切り欠き部を有し、
各切り欠き部の長さをＬ1とし、前記切り欠き部によって前記リッジ部の延在方向から挟まれた切り欠き未形成領域の、前記リッジ部の延在方向の長さをＬ2とし、共振器長をＬ3とすると、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3が、以下の関係を満たす
半導体レーザ。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
【請求項６】
後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に前記帯状領域に沿って、以下の関係式を満たす複数の帯状の溝部を有する基板を用意する第１工程と、
前記基板の表面上に、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を前記基板側から順に含む半導体層を形成するとともに、前記半導体層のうち前記上部クラッド層側に前記複数のリッジ部を形成する第２工程と、
前記基板をチップ状に切断する第３工程と
を含む半導体レーザの製造方法。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
Ｌ1：各溝部の長さ
Ｌ2：前記溝部によって前記リッジ部の延在方向から挟まれた溝未形成方形領域の、前記リッジ部の延在方向の長さ
Ｌ3：共振器長
【請求項７】
前記第３工程において、前記基板を、各溝部を避けるようにしてチップ状に切断する
請求項６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
前記第３工程において、各溝部を切断しつつ前記基板をチップ状に切断する
請求項６に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に前記帯状領域に沿って蛇行する複数の帯状の溝部を有する基板を用意する第１工程と、
前記基板の表面上に、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を前記基板側から順に含む半導体層を形成するとともに、前記半導体層のうち前記上部クラッド層側に前記複数のリッジ部を形成する第２工程と、
前記基板をチップ状に切断する第３工程と
を含む半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝の形成された基板を用いた半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近頃、今まで困難であったＧａＮ基板の製造方法が開発され、それに伴って、窒化物系半導体レーザが実用化された。しかし、質の良いＧａＮ基板を製造することが難しく、例えば、基板内における面方位の揺らぎ、オフ角のばらつきなどが生じやすい。これらは、エピタキシャル結晶成長面の平坦性を悪化させ、デバイス特性や信頼性の低下を引き起こす。
【０００３】
また、ＧａＮ系材料の場合には、ＧａＡｓ系材料とは異なり、格子定数が、ＧａＮと、ＡｌＧａＮなどの材料とにおいて大きく異なっており、Ａｌ組成比の設計上の自由度が低い。そのため、場合によっては、エピタキシャル層内の歪みにより、デバイス作成時にクラックが発生したり、エピタキシャル結晶成長面の凹凸が大きくなったりすることがある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、クラックの発生を抑制し、表面平坦性の良好な窒化物半導体層を形成するために、窒化物半導体基板（ウェハ）の上面にストライプ状の溝および丘を形成し、溝の底面および丘の上面に窒化物半導体層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３６１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のウェハ表面上に窒化物半導体層を形成しても、歪の緩和は不十分であると考えられる。実際、我々は、例えば、図１０に示したように、ウェハ４００の表面に、ウェハ４００の端から端まで延在する複数のリッジストライプ４１０と、ウェハ４００の端から端まで延在する複数の溝部４２０とを、交互に配列されるように形成したところ、リッジストライプ４１０の部分に凹凸が発生していた。これは、溝部４２０を形成しても歪が十分に緩和していないことを意味している。
【０００７】
このように、従来の技術では、歪を十分に緩和することが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、歪が十分に緩和された半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の半導体レーザは、基板上に半導体層を備えたものである。半導体層は、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を基板側から順に含んで構成されている。半導体層のうち上部クラッド層側には帯状のリッジ部が設けられている。また、この半導体レーザは、半導体層およびリッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面を備えている。基板には、複数の帯状の溝部が設けられている。各溝部は、リッジ部との対向部分の両脇に対向部分に沿って配置されており、リッジ部の延在方向と直交する方向とは異なる方向に延在している。各溝部の長さをＬ1とし、溝部によってリッジ部の延在方向から挟まれた溝未形成方形領域の、リッジ部の延在方向の長さをＬ2とし、共振器長をＬ3とすると、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3が、以下の関係を満たしている。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
【００１０】
本発明の第１の半導体レーザでは、上記の関係式を満たす複数の帯状の溝部が、基板のうちリッジ部との対向部分の両脇に対向部分に沿って形成されている。これにより、製造過程において基板上にリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなる。
【００１１】
本発明の第２の半導体レーザは、基板上に半導体層を備えたものである。半導体層は、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を基板側から順に含んで構成されている。半導体層のうち上部クラッド層側には帯状のリッジ部が設けられている。また、この半導体レーザは、半導体層およびリッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面を備えている。基板には、複数の帯状の溝部が設けられている。各溝部は、リッジ部との対向部分の両脇に対向部分に沿って配置されており、蛇行している。
【００１２】
本発明の第２の半導体レーザでは、蛇行する複数の帯状の溝部が、基板のうちリッジ部との対向部分の両脇に対向部分に沿って形成されている。これにより、製造過程において基板上にリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなる。
【００１３】
本発明の第３の半導体レーザは、基板上に半導体層を備えたものである。半導体層は、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を基板側から順に含んで構成されている。半導体層のうち上部クラッド層側には帯状のリッジ部が設けられている。また、この半導体レーザは、半導体層およびリッジ部を当該リッジ部の延在方向から挟み込む一対の共振器端面を備えている。基板には、リッジ部の延在方向と直交する方向に対向する一対の側面が設けられており、双方の側面には、複数の帯状の切り欠き部が設けられている。各切り欠き部の長さをＬ1とし、切り欠き部によってリッジ部の延在方向から挟まれた切り欠き未形成領域の、リッジ部の延在方向の長さをＬ2とし、共振器長をＬ3とすると、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3が、以下の関係を満たしている。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
【００１４】
本発明の第３の半導体レーザでは、上記の関係式を満たす複数の帯状の切り欠き部が、基板の双方の側面に形成されている。ここで、各切り欠き部は、例えば、製造過程において、基板を切断する際に、基板に設けられた溝部を切断することにより形成されたものである。このように、基板に上記の関係式に対応する溝部を設けた場合には、製造過程においてリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなる。
【００１５】
本発明の第１の半導体レーザの製造方法は、以下の３つの工程を含むものである。
（Ａ１）後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に、帯状領域に沿って、以下の関係式を満たす複数の帯状の溝部を有する基板を用意する第１工程
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
Ｌ1：各溝部の長さ
Ｌ2：溝部によってリッジ部の延在方向から挟まれた溝未形成方形領域の、リッジ部の延在方向の長さ
Ｌ3：共振器長
（Ａ２）基板の表面上に、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を基板側から順に含む半導体層を形成するとともに、半導体層のうち上部クラッド層側に複数のリッジ部を形成する第２工程
（Ａ３）基板をチップ状の切断する第３工程
【００１６】
本発明の第１の半導体レーザの製造方法では、上記の関係式を満たす複数の帯状の溝部が、基板のうち後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に形成されている。これにより、基板上にリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなる。
【００１７】
本発明の第２の半導体レーザの製造方法は、以下の３つの工程を含むものである。
（Ｂ１）後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に、帯状領域に沿って蛇行する複数の帯状の溝部を有する基板を用意する第１工程
（Ｂ２）基板の表面上に、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド層を基板側から順に含む半導体層を形成するとともに、半導体層のうち上部クラッド層側に複数のリッジ部を形成する第２工程
（Ｂ３）基板をチップ状の切断する第３工程
【００１８】
本発明の第２の半導体レーザの製造方法では、蛇行する複数の帯状の溝部が、基板のうち後に複数の帯状のリッジ部を形成することとなる各帯状領域の両脇に形成されている。これにより、基板上にリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１ないし第３の半導体レーザ、ならびに第１および第２の半導体レーザの製造方法によれば、基板上にリッジ部を形成したときに、リッジ部での凹凸が小さくなるようにしたので、歪が十分に緩和された半導体レーザを実現することができる。その結果、半導体レーザのデバイス特性や信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの上面図および断面図である。
【図２】図１の基板の上面図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造過程におけるウェハの上面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの上面図および断面図である。
【図５】図４の基板の上面図である。
【図６】図４の半導体レーザの製造過程におけるウェハの上面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの上面図および断面図である。
【図８】図７の基板の上面図である。
【図９】図７の半導体レーザの製造過程におけるウェハの上面図である。
【図１０】従来の半導体レーザの製造過程におけるウェハの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（リッジ脇に真っ直ぐな溝を形成した例）
２．第２の実施の形態（リッジ脇に蛇行した溝を形成した例）
３．第３の実施の形態（チップ端面に切り欠きを形成した例）
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［半導体レーザ１の構造］
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ１の上面構成の一例を表したものである。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。なお、図１（Ａ），（Ｂ）は、模式的に表したものであり、実際の寸法，形状とは異なっている。
【００２３】
半導体レーザ１は、後述の半導体層２０を共振器方向（リッジ部２７の延在方向）から一対の共振器端面（前端面Ｓ1および後端面Ｓ2）によって挟み込んだ構造となっている。従って、この半導体レーザ１は、いわゆる端面発光型の半導体レーザの一種である。この半導体レーザ１は、基板１０上に、例えば、バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を備えたものである。なお、半導体層２０には、上記した層以外の層（例えば、ガイド層など）がさらに設けられていてもよい。また、半導体層２０において、上記した層の一部（例えば、バッファ層２１、電子ブロッキング層２４など）が省略されていてもよい。
【００２４】
基板１０は、例えばＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる。ここで、「ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体」とは、短周期型周期率表における３Ｂ族元素群のうちの少なくとも１種と、短周期型周期率表における５Ｂ族元素のうちの少なくともＮとを含むものを指している。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、例えば、ＧａとＮとを含んだ窒化ガリウム系化合物が挙げられる。窒化ガリウム系化合物には、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどが含まれる。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体には、必要に応じてＳｉ、Ｇｅ、Ｏ、ＳｅなどのＩＶ族またはＶＩ族元素のｎ型不純物、または、Ｍｇ、Ｚｎ、ＣなどのＩＩ族またはＩＶ族元素のｐ型不純物がドープされている。
【００２５】
半導体層２０は、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体を主に含んで構成されている。バッファ層２１は、例えばＧａＮにより構成されている。下部クラッド層２２は、例えばＡｌＧａＮにより構成されている。活性層２３は、例えば、組成比の互いに異なるＧａＩｎＮによりそれぞれ形成された井戸層およびバリア層を交互に積層してなる多重量子井戸構造となっている。電子ブロッキング層２４は、例えばＡｌＧａＮにより構成されている。上部クラッド層２５は、例えばＡｌＧａＮにより構成されている。コンタクト層２６は、例えばＧａＮにより構成されている。
【００２６】
半導体層２０の上部、具体的には、上部クラッド層２５の上部およびコンタクト層２６には、帯状のリッジ部２７が形成されている。リッジ部２７は、例えば、半導体層２０の積層方向から見たときに直線状となっている。このリッジ部２７は、半導体層２０のうち、リッジ部２７の両脇の部分と共に、光導波路を構成しており、横方向（共振器方向と直交する方向）の屈折率差を利用して横方向の光閉じ込めを行うと共に、半導体層２０へ注入される電流を狭窄するものである。活性層２３のうち上述の光導波路の直下の部分が、電流注入領域に対応しており、この電流注入領域が発光領域２３Ａとなる。
【００２７】
半導体層２０には、リッジ部２７をリッジ部２７の延在方向から挟み込む一対の前端面Ｓ1および後端面Ｓ2が形成されている。これら前端面Ｓ1および後端面Ｓ2は、製造過程においてウェハ１００（後述）を切断することによって形成されたものであり、例えばへき開によって形成されたへき開面である。前端面Ｓ1および後端面Ｓ2によって積層面内方向に共振器が構成されている。なお、本実施の形態の一対の前端面Ｓ1および後端面Ｓ2が本発明の「一対の共振器端面」の一具体例に相当している。
【００２８】
前端面Ｓ1はレーザ光を射出する面であり、前端面Ｓ1の表面には多層反射膜（図示せず）が形成されている。一方、後端面Ｓ2はレーザ光を反射する面であり、後端面Ｓ2の表面にも多層反射膜（図示せず）が形成されている。前端面Ｓ1側の多層反射膜は、当該多層反射膜と前端面Ｓ1とにより構成される射出側端面の反射率が例えば１０％程度となるように調整された低反射率膜である。一方、後端面Ｓ2側の多層反射膜は、当該多層反射膜と後端面Ｓ2とにより構成される反射側端面の反射率が例えば９５％程度となるように調整された高反射率膜である。
【００２９】
さらに、半導体層２０には、リッジ部２７をリッジ部２７の延在方向と直交する方向から挟み込む一対の側面Ｓ3，Ｓ4が形成されている。これらの側面Ｓ3，Ｓ4は、製造過程においてウェハ１００（後述）を切断することによって形成されたものである。
【００３０】
リッジ部２７の上面（コンタクト層２６の表面）には上部電極（図示せず）が設けられている。この上部電極は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に積層して構成されており、コンタクト層２６と電気的に接続されている。一方、基板１０の裏面には下部電極（図示せず）が設けられている。この下部電極は、例えばＡｕとＧｅとの合金，ＮｉおよびＡｕを基板１０側から順に積層して構成されており、基板１０と電気的に接続されている。
【００３１】
ところで、本実施の形態では、例えば、図２に示したように、基板１０の上面（半導体層２０と接する面）には、複数の帯状の溝部１０Ａが設けられている。複数の溝部１０Ａは、リッジ部２７との対向部分（帯状領域２７Ａ）の両脇に、帯状領域２７Ａに沿って設けられている。また、各溝部１０Ａは、リッジ部２７の延在方向と直交する方向とは異なる方向に延在しており、例えば、リッジ部２７の延在方向に延在している。
【００３２】
なお、各溝部１０Ａは、例えば、リッジ部２７の延在方向と９０°以外の角度で交差する方向に延在していてもよい。また、全ての溝部１０Ａが同一の方向に延在していることが好ましいが、一部の溝部１０Ａが他の溝部１０Ａとは異なる方向に延在していてもよい。また、各溝部１０Ａがリッジ部２７を中心線として左右対称に配置されていることが好ましいが、左右非対称に配置されていてもよい。
【００３３】
また、各溝部１０Ａの幅Ｗ1は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以下程度となっていることが好ましい。各溝部１０Ａの深さＨ1（図１（Ｂ））は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以下程度となっていることが好ましい。各溝部１０Ａとリッジ部２７の側面との距離Ｄ1は、２０μｍ以上となっていることが好ましく、５０μｍ以上となっていることがより好ましい。これは、溝部１０Ａがリッジ部２７にあまりに近接して配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７の組成が変調される可能性があるからである。また、距離Ｄ1は、１００μｍ以下となっていることが好ましい。これは、溝部１０Ａがリッジ部２７からあまりに離れて配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７に大きな凹凸が生じる可能性があるからである。
【００３４】
また、各溝部１０Ａの、共振器方向の長さＬ1は、共振器長をＬ3としたときに、例えば、Ｌ3／２よりも短くなっていることが好ましい。これは、基板１０の上面のうち帯状領域２７Ａの両脇にそれぞれ少なくとも１つずつ、後述する溝未形成方形領域１０Ｂが存在していることを意味している。また、複数の溝部１０Ａは、リッジ部２７の延在方向に並べて配置されている。複数の溝部１０Ａは、例えば、図２に示したように、リッジ部２７と平行な線分Ｌｐの上に並べて配置されていることが好ましいが、例えば、図示しないが、リッジ部２７と平行な線分Ｌｐを中心線として千鳥足状に配置されていてもよい。
【００３５】
また、基板１０の上面には、例えば、図２に示したように、溝部１０Ａによってリッジ部２７の延在方向から挟まれた領域（溝未形成方形領域１０Ｂ）が存在している。溝未形成方形領域１０Ｂは、リッジ部２７の両脇に、少なくとも１つずつ存在しており、各溝未形成方形領域１０Ｂの、共振器方向の長さＬ2は、例えば、Ｌ3／３以下となっていることが好ましい。
【００３６】
また、本実施の形態では、半導体層２０内の各層（バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５）において、基板１０に形成された各溝部１０Ａの直上に帯状の窪みが形成されている。なお、これらの窪みのうち半導体層２０の上面に露出している窪み（上部クラッド層２５の窪み）が、図１（Ａ），（Ｂ）において、窪み２８と記載されている。半導体層２０内の各窪みの、共振器方向の長さは、各溝部１０Ａの、共振器方向の長さＬ1と等しくなっている（図１（Ａ））。また、半導体層２０の上面には、例えば、図１（Ａ）に示したように、窪み２８によってリッジ部２７の延在方向から挟まれた領域（窪み未形成方形領域２９）が存在している。各窪み未形成方形領域２９の、共振器方向の長さは、各溝未形成方形領域１０Ｂの、共振器方向の長さＬ2と等しくなっている（図１（Ａ））。
【００３７】
［半導体レーザ１の製造方法］
このような構成を有する半導体レーザ１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００３８】
図３（Ａ），（Ｂ）は、製造過程におけるウェハ１００の上面構成の一例を表したものである。なお、図３（Ａ），（Ｂ）中に示した破線Ｌｘ，Ｌｙは、後にウェハ１００を切断する箇所に対応している。
【００３９】
まず、半導体レーザ１を形成するウェハとして、基板１０の表面に複数の帯状の溝部１０Ａを有するウェハ１００を用意する（図３（Ａ））。ウェハ１００表面の複数の溝部１０Ａは、後に複数の帯状のリッジ部２７を形成することとなる各帯状領域２７Ａの両脇に、帯状領域２７Ａに沿って形成されており、さらに、以下の関係式を満たしている。
Ｌ1＜Ｌ3／２
Ｌ2≦Ｌ3／３
【００４０】
次に、ウェハ１００上に、例えば、バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を形成するとともに、半導体層２０のうち上部クラッド層２５側の所定の位置に複数のリッジ部２７を形成する（図３（Ｂ））。このとき、半導体層２０の表面のうち各溝部１０Ａの直上に窪み２８が形成される。
【００４１】
次に、図示しないが、リッジ部２７の上面に上部電極を形成する。さらに、図示しないが、必要に応じてラッピングなどにより基板１０の厚さを適宜調節したのち、基板１０の裏面に下部電極を形成する。続いて、図示しないが、破線Ｌｘ上で基板１０をへき開して、ウェハ１００をバー状にする。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面Ｓ１となり、へき開した面のうち他方の面が後端面Ｓ２となる。その後、図示しないが、前端面Ｓ１および後端面Ｓ２に多層反射膜を形成する。最後に、図示しないが、バー状のウェハ１００を破線Ｌｙ上でダイシングする。つまり、ウェハ１００を、各溝部１０Ａを避けるようにしてチップ状に切断する。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００４２】
［半導体レーザ１の作用・効果］
次に、本実施の形態の半導体レーザ１の作用および効果について説明する。
【００４３】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極および下部電極に所定の電流が供給されると、リッジ部２７により電流狭窄された電流が活性層２３の電流注入領域（発光領域２３Ａ）に注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、前端面Ｓ1および後端面Ｓ2に形成された多層反射膜により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面Ｓ1側からビームとして外部に射出される。
【００４４】
ところで、特開２００５−２３６１０９号公報では、窒化物半導体基板（ウェハ）の上面にストライプ状の溝および丘を形成し、溝の底面および丘の上面に窒化物半導体層を形成することが記載されている。しかし、この方法では、溝がウェハの端から端まで延在しているので、窒化物半導体層内の歪みを溝の延在方向については緩和することができるが、溝の延在方向と交差する方向については緩和することができない。そのため、窒化物半導体層内の歪みを十分に緩和することができず、半導体レーザのデバイス特性や信頼性の低下を招いていた。
【００４５】
一方、本実施の形態では、上記の関係式を満たす複数の帯状の溝部１０Ａが、基板１０のうちリッジ部２７との対向部分（帯状領域２７Ａ）の両脇に帯状領域２７Ａに沿って形成されている。これにより、製造過程において基板１０上に半導体層２０を形成したときに半導体層２０内の歪みをリッジ部２７の延在方向だけでなく、リッジ部２７と交差する方向においても、緩和することができる。その結果、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときに、リッジ部２７での凹凸を小さくすることができる。つまり、本実施の形態では、歪が十分に緩和された半導体レーザ１を実現することができる。従って、半導体レーザ１のデバイス特性や信頼性の低下を抑制することができる。
【００４６】
＜第２の実施の形態＞
［半導体レーザ２の構造］
図４（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ２の上面構成の一例を表したものである。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の半導体レーザ２のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。図５は、図４（Ａ），（Ｂ）の半導体レーザ２内の基板１０の上面構成の一例を表したものである。なお、図４（Ａ），（Ｂ），図５は、模式的に表したものであり、実際の寸法，形状とは異なっている。
【００４７】
本実施の形態の半導体レーザ２は、溝部１０Ａの代わりに帯状の溝部１０Ｃを有しており、半導体層２０内の各層において各溝部１０Ｃの直上に帯状の窪みを有している点で、上記実施の形態の構成と相違している。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
【００４８】
本実施の形態では、例えば、図５に示したように、複数の帯状の溝部１０Ｃは、基板１０の上面（半導体層２０と接する面）に設けられている。複数の溝部１０Ｃは、リッジ部２７との対向部分（帯状領域２７Ａ）の両脇に、帯状領域２７Ａに沿って設けられている。また、各溝部１０Ｃは、蛇行している。ここで、蛇行しているとは、例えば、図５に示したように、一の線分において複数の曲点１０Ｄが意図的に設けられていることを指しており、製造誤差などによって意図せずにうねっている例を除く概念である。なお、曲点１０Ｄでの曲がり角度θは、特に限定されないが、例えば４５°となっている。
【００４９】
各溝部１０Ｃは、リッジ部２７の延在方向と直交する方向とは異なる方向に延在しており、例えば、前端面Ｓ1から後端面Ｓ2に渡って延在している。なお、各溝部１０Ｃは、図示しないが、前端面Ｓ1から若干離れた箇所から、後端面Ｓ2から若干離れた箇所に渡って延在していてもよい。つまり、各溝部１０Ｃが前端面Ｓ1や後端面Ｓ2に到達していてもよいし、していなくてもよい。また、各溝部１０Ｃは、図示しないが、以下の関係式を満たしていてもよい。なお、下記の式において、Ｌ4は各溝部１０Ｃの長さであり、Ｌ5は溝部１０Ｃによってリッジ部２７の延在方向から挟まれた溝未形成方形領域の、リッジ部２７の延在方向の長さである。
Ｌ4＜Ｌ3／２
Ｌ5≦Ｌ3／３
【００５０】
なお、各溝部１０Ｃは、例えば、リッジ部２７の延在方向と９０°以外の角度で交差する方向に延在していてもよい。また、全ての溝部１０Ｃが同一の方向に延在していることが好ましいが、一部の溝部１０Ｃが他の溝部１０Ｃとは異なる方向に延在していてもよい。また、各溝部１０Ｃがリッジ部２７を中心線として左右対称に配置されていることが好ましいが、左右非対称に配置されていてもよい。
【００５１】
また、各溝部１０Ｃの幅Ｗ2は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以下程度となっていることが好ましい。各溝部１０Ｃの深さＨ2（図４（Ｂ））は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以下程度となっていることが好ましい。各溝部１０Ｃとリッジ部２７の側面との距離Ｄ2は、２０μｍ以上となっていることが好ましく、５０μｍ以上となっていることがより好ましい。これは、溝部１０Ｃがリッジ部２７にあまりに近接して配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７の組成が変調される可能性があるからである。また、距離Ｄ2は、１００μｍ以下となっていることが好ましい。これは、溝部１０Ｃがリッジ部２７からあまりに離れて配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７に大きな凹凸が生じる可能性があるからである。
【００５２】
また、本実施の形態では、半導体層２０内の各層（バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５）において、基板１０に形成された各溝部１０Ｃの直上に帯状の窪みが形成されている。なお、これらの窪みのうち半導体層２０の上面に露出している窪み（上部クラッド層２５の窪み）が、図４（Ａ），（Ｂ）において、窪み３０と記載されている。半導体層２０内の各窪みの形状（積層方向から見たときの形状）は、各溝部１０Ｃの形状と等しくなっている（図４（Ａ），図５）。
【００５３】
［半導体レーザ２の製造方法］
このような構成を有する半導体レーザ２は、例えば次のようにして製造することができる。
【００５４】
図６（Ａ），（Ｂ）は、製造過程におけるウェハ２００の上面構成の一例を表したものである。なお、図６（Ａ），（Ｂ）中に示した破線Ｌｘ，Ｌｙは、後にウェハ２００を切断する箇所に対応している。
【００５５】
まず、半導体レーザ２を形成するウェハとして、基板１０の表面に複数の帯状の溝部１０Ｃを有するウェハ２００を用意する（図６（Ａ））。ウェハ２００表面の複数の溝部１０Ｃは、後に複数の帯状のリッジ部２７を形成することとなる各帯状領域２７Ａの両脇に、帯状領域２７Ａに沿って形成されており、さらに、蛇行している。
【００５６】
次に、ウェハ２００上に、例えば、バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を形成するとともに、半導体層２０のうち上部クラッド層２５側の所定の位置に複数のリッジ部２７を形成する（図６（Ｂ））。このとき、半導体層２０の表面のうち各溝部１０Ｃの直上に窪み３０が形成される。
【００５７】
次に、図示しないが、リッジ部２７の上面に上部電極を形成する。さらに、図示しないが、必要に応じてラッピングなどにより基板１０の厚さを適宜調節したのち、基板１０の裏面に下部電極を形成する。続いて、図示しないが、破線Ｌｘ上で基板１０をへき開して、ウェハ２００をバー状にする。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面Ｓ１となり、へき開した面のうち他方の面が後端面Ｓ２となる。その後、図示しないが、前端面Ｓ１および後端面Ｓ２に多層反射膜を形成する。最後に、図示しないが、バー状のウェハ２００を破線Ｌｙ上でダイシングする。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ２が製造される。
【００５８】
［半導体レーザ２の作用・効果］
次に、本実施の形態の半導体レーザ２の作用および効果について説明する。
【００５９】
本実施の形態の半導体レーザ２では、上部電極および下部電極に所定の電流が供給されると、リッジ部２７により電流狭窄された電流が活性層２３の電流注入領域（発光領域２３Ａ）に注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、前端面Ｓ1および後端面Ｓ2に形成された多層反射膜により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面Ｓ1側からビームとして外部に射出される。
【００６０】
ところで、本実施の形態では、蛇行する複数の帯状の溝部１０Ｃが、基板１０のうちリッジ部２７との対向部分（帯状領域２７Ａ）の両脇に帯状領域２７Ａに沿って形成されている。これにより、製造過程において基板１０上に半導体層２０を形成したときに半導体層２０内の歪みをリッジ部２７の延在方向だけでなく、リッジ部２７と交差する方向においても、緩和することができる。その結果、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときに、リッジ部２７での凹凸を小さくすることができる。つまり、本実施の形態では、歪が十分に緩和された半導体レーザ２を実現することができる。従って、半導体レーザ２のデバイス特性や信頼性の低下を抑制することができる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
［半導体レーザ３の構造］
図７（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ３の上面構成の一例を表したものである。図７（Ｂ）は図７（Ａ）の半導体レーザ３のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。図８は、図７（Ａ），（Ｂ）の半導体レーザ３内の基板１０の上面構成の一例を表したものである。なお、図７（Ａ），（Ｂ），図８は、模式的に表したものであり、実際の寸法，形状とは異なっている。
【００６２】
本実施の形態の半導体レーザ３は、溝部１０Ａの代わりに帯状の切り欠き１０Ｅを有しており、半導体層２０内の各層において各切り欠き１０Ｅの直上に帯状の窪みを有している点で、上記実施の形態の構成と相違している。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
【００６３】
本実施の形態では、例えば、図８に示したように、複数の帯状の切り欠き１０Ｅは、基板１０の上面（半導体層２０と接する面）に設けられており、かつ基板１０の側面Ｓ5，Ｓ6に設けられている。各切り欠き１０Ｅは、リッジ部２７の延在方向と直交する方向とは異なる方向に延在しており、例えば、リッジ部２７の延在方向に延在している。
【００６４】
また、各切り欠き１０Ｅの幅Ｗ3は、特に限定されないが、例えば、５μｍ以下程度となっていることが好ましい。各切り欠き１０Ｅの深さＨ3（図７（Ｂ））は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以下程度となっていることが好ましい。各切り欠き１０Ｅとリッジ部２７の側面との距離Ｄ3は、２０μｍ以上となっていることが好ましく、５０μｍ以上となっていることがより好ましい。これは、切り欠き１０Ｅ（後述の溝部１０Ｇ）がリッジ部２７にあまりに近接して配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７の組成が変調される可能性があるからである。また、距離Ｄ3は、１００μｍ以下となっていることが好ましい。これは、切り欠き１０Ｅ（後述の溝部１０Ｇ）がリッジ部２７からあまりに離れて配置されている場合には、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときにリッジ部２７に大きな凹凸が生じる可能性があるからである。
【００６５】
また、各切り欠き１０Ｅの、共振器方向の長さＬ6は、共振器長をＬ3としたときに、例えば、Ｌ3／２よりも短くなっていることが好ましい。これは、基板１０の上面のうち帯状領域２７Ａの両脇にそれぞれ少なくとも１つずつ、後述する切り欠き未形成方形領域１０Ｆが存在していることを意味している。また、複数の切り欠き１０Ｅは、リッジ部２７の延在方向に並べて配置されている。
【００６６】
また、基板１０の上面には、例えば、図８に示したように、切り欠き１０Ｅによってリッジ部２７の延在方向から挟まれた領域（切り欠き未形成方形領域１０Ｆ）が存在している。切り欠き未形成方形領域１０Ｆは、リッジ部２７の両脇に、少なくとも１つずつ存在しており、各切り欠き未形成方形領域１０Ｆの、共振器方向の長さＬ7は、例えば、Ｌ3／３以下となっていることが好ましい。
【００６７】
また、本実施の形態では、半導体層２０内の各層（バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５）において、基板１０に形成された各切り欠き１０Ｅの直上に帯状の窪みが形成されている。なお、これらの窪みのうち半導体層２０の上面に露出している窪み（上部クラッド層２５の窪み）が、図７（Ａ），（Ｂ）において、窪み３１と記載されている。半導体層２０内の各窪みの形状（積層方向から見たときの形状）は、各切り欠き１０Ｅの形状と等しくなっている（図７（Ａ），図８）。また、半導体層２０の上面には、例えば、図７（Ａ）に示したように、窪み３１によってリッジ部２７の延在方向から挟まれた領域（切り欠き未形成方形領域３２）が存在している。各切り欠き未形成方形領域３２の、共振器方向の長さは、各切り欠き未形成方形領域１０Ｆの、共振器方向の長さＬ7と等しくなっている（図７（Ａ））。
【００６８】
［半導体レーザ３の製造方法］
このような構成を有する半導体レーザ３は、例えば次のようにして製造することができる。
【００６９】
図９（Ａ），（Ｂ）は、製造過程におけるウェハ３００の上面構成の一例を表したものである。なお、図９（Ａ），（Ｂ）中に示した破線Ｌｘ，Ｌｙは、後にウェハ３００を切断する箇所に対応している。ここで、破線Ｌｘは、各溝部１０Ｇを避けるように配置されているが、破線Ｌｙは、各溝部１０Ｇを縦断するように配置されている。
【００７０】
まず、半導体レーザ３を形成するウェハとして、基板１０の表面に複数の帯状の溝部１０Ｇを有するウェハ３００を用意する（図９（Ａ））。ウェハ３００表面の複数の溝部１０Ｇは、後に複数の帯状のリッジ部２７を形成することとなる各帯状領域２７Ａの両脇に、帯状領域２７Ａに沿って形成されており、さらに、以下の関係式を満たしている。
Ｌ6＜Ｌ3／２
Ｌ7≦Ｌ3／３
【００７１】
次に、ウェハ３００上に、例えば、バッファ層２１、下部クラッド層２２、活性層２３、電子ブロッキング層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を形成するとともに、半導体層２０のうち上部クラッド層２５側の所定の位置に複数のリッジ部２７を形成する（図９（Ｂ））。このとき、半導体層２０の表面のうち各溝部１０Ｇの直上に窪み３３が形成される。
【００７２】
次に、図示しないが、リッジ部２７の上面に上部電極を形成する。さらに、図示しないが、必要に応じてラッピングなどにより基板１０の厚さを適宜調節したのち、基板１０の裏面に下部電極を形成する。続いて、図示しないが、破線Ｌｘ上で基板１０をへき開して、ウェハ２００をバー状にする。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面Ｓ１となり、へき開した面のうち他方の面が後端面Ｓ２となる。その後、図示しないが、前端面Ｓ１および後端面Ｓ２に多層反射膜を形成する。最後に、図示しないが、バー状のウェハ２００を破線Ｌｙ上でダイシングする。つまり、各溝部１０Ｇを切断しつつバー状のウェハ２００をチップ状に切断する。これにより、各溝部１０Ｇが切断されて、切り欠き１０Ｅとなり、さらに、各窪み３３も切断されて、窪み３１となる。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ３が製造される。
【００７３】
［半導体レーザ３の作用・効果］
次に、本実施の形態の半導体レーザ３の作用および効果について説明する。
【００７４】
本実施の形態の半導体レーザ３では、上部電極および下部電極に所定の電流が供給されると、リッジ部２７により電流狭窄された電流が活性層２３の電流注入領域（発光領域２３Ａ）に注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、前端面Ｓ1および後端面Ｓ2に形成された多層反射膜により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面Ｓ1側からビームとして外部に射出される。
【００７５】
ところで、本実施の形態では、上記の関係式を満たす複数の帯状の切り欠き１０Ｅが、基板１０の側面Ｓ5，Ｓ6に形成されている。ここで、各切り欠き部１０Ｅは、例えば、製造過程において、ウェハ３００（基板１０）を切断する際に、基板１０に設けられた溝部１０Ｇを切断することにより形成されたものである。このように、本実施の形態では、基板１０に上記の関係式に対応する溝部１０Ｇが設けられているので、製造過程において基板１０上に半導体層２０を形成したときに半導体層２０内の歪みをリッジ部２７の延在方向だけでなく、リッジ部２７と交差する方向においても、緩和することができる。その結果、製造過程において基板１０上にリッジ部２７を形成したときに、リッジ部２７での凹凸を小さくすることができる。つまり、本実施の形態では、歪が十分に緩和された半導体レーザ３を実現することができる。従って、半導体レーザ３のデバイス特性や信頼性の低下を抑制することができる。
【００７６】
以上、複数の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００７７】
例えば、上記の実施の形態では、半導体レーザ１〜３が１つのリッジ部２７だけを備えている場合について説明していたが、複数のリッジ部２７を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３…半導体レーザ、１０…基板、１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｇ，４２０…溝部、１０Ｂ，１０Ｈ，３４…溝未形成方形領域、１０Ｄ…曲点、１０Ｅ…切り欠き、１０Ｆ，３２…切り欠き未形成方形領域、２０…半導体層、２１…バッファ層、２２…下部クラッド層、２３…活性層、２３Ａ…発光領域、２４…電子ブロッキング層、２５…上部クラッド層、２６…コンタクト層、２７…リッジ部、２７Ａ…帯状領域、２８，３０，３１，３３…窪み、２９…窪み未形成方形領域、１００，２００，３００，４００…ウェハ、４１０…リッジストライプ、Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3…距離、Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3…高さ、Ｌ1，Ｌ2，Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6…長さ、Ｌ3…共振器長、Ｌp…線分、Ｌｘ，Ｌｙ…破線、Ｓ1…前端面、Ｓ2…後端面、Ｓ3，Ｓ4，Ｓ5，Ｓ6…側面、Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3…幅、θ…角度。
【図１】
2011124521.tif 000003
【図２】
2011124521.tif 000004
【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】
2011124521.tif 000009
【図８】
2011124521.tif 000010
【図９】
2011124521.tif 000011
【図１０】
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