(57)【要約】【課題】ドライエッチングによる活性層へのダメージの小さな窒化物半導体レーザと、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することの可能な自励発振型の窒化物半導体レーザと、信頼性の高い窒化物半導体レーザと、これらの製造方法とを提供する。【解決手段】半導体層２０の上部に帯状のリッジ部２８が形成されており、リッジ部２８の両側面には埋め込み層２９が形成されている。活性層２３はＧａＩｎＮを含み、活性層２３のＩｎ組成比は、積層面内において不均一な分布を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型層と、活性層と、上部に帯状の電流狭窄構造を含む第２導電型層とをこの順に含み、かつＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を備え、
前記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している
窒化物半導体レーザ。
【請求項２】
前記組成比Ａは、一の積層面内において、前記電流狭窄構造との対向領域と、前記電流狭窄構造との非対向領域とで互いに異なっている
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項３】
前記活性層のＩｎ組成比が、前記組成比Ａに相当する
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１導電型層および前記第２導電型層は、ＩＩＩ族元素として少なくともＩｎおよびＡｌを含み、
前記第１導電型層および前記第２導電型層のＡｌ組成比が、前記組成比Ａに相当する
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項５】
前記組成比Ａは、前記電流狭窄構造との対向領域で高く、前記電流狭窄構造との非対向領域で低くなっている
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項６】
前記組成比Ａは、前記電流狭窄構造との対向領域で低く、前記電流狭窄構造との非対向領域で高くなっている
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項７】
前記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層は、前記電流狭窄構造を当該電流狭窄構造の延在方向から挟み込む一対の端面を有し、
前記組成比Ａは、前記電流狭窄構造との対向領域において、前記一対の端面のうち少なくとも一方の端面およびその近傍で高く、それ以外の領域で低くなっている
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項８】
互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板を、成長温度を制御するヒータとして機能するサセプタ上に載置する第１工程と、
前記サセプタに接する凸部を介して前記基板に熱を供給しつつ、前記基板の上面に、第１導電型層と、活性層と、第２導電型層とをこの順に含み、かつＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を形成する第２工程と、
前記第２導電型層のうち前記凸部との非対向領域、または前記第２導電型層のうち前記凸部との対向領域に、前記凸部の延在方向に延在する帯状の電流狭窄構造を形成する第３工程と
を含む窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板を、成長温度を制御するヒータとして機能するサセプタ上に載置する第１工程と、
前記サセプタに接する凸部を介して前記基板に熱を供給しつつ、前記基板の上面に、第１導電型層と、活性層と、第２導電型層とをこの順に含み、かつＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を形成する第２工程と、
前記凸部の延在方向と直交する方向に延在する帯状の電流狭窄構造を前記第２導電型層のうち前記凸部との対向領域を跨いで形成する第３工程と
を含む窒化物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、特に長寿命の要求される用途に好適な窒化物半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リッジ型の半導体レーザでは、リッジ形成時の堀り量と、リッジを埋め込む材料の選択とによって、電流狭窄と、横方向の光閉じ込めとを強化してきた。窒化物半導体においては、ウエットエッチングが容易ではないことから、窒化物半導体にリッジを形成する際には、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)などのドライエッチングが用いられている。また、ＧａＡｓ系などの半導体においては、一般的にへき開した後に、端面からの拡散を用いて窓構造の形成が行われるが、ＧａＮ系の半導体においては、結晶が強固であり拡散自体が困難であることと、拡散が欠陥形成の要因となることとの理由から、拡散法の適用は難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
なお、基板の裏面にストライプ状の溝を設けたレーザについては、例えば、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平０８−２５５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ドライエッチングでリッジを形成すると、ドライエッチングに起因するダメージが活性層に到達し易いことから、リッジ形成時の堀り量をあまり大きくすることができない。そのため、窒化物半導体では堀り量が浅くなり、横方向の光閉じ込めが弱くなるので、閾値が上昇したり、θ//が低下したりする。閾値の上昇は消費電力の増加につながり、θ//の低下はアスペクト比の増加につながることから、実用性が損なわれてしまう。この問題は、リッジ型の窒化物半導体レーザ全般に生じ得る問題である。
【０００５】
また、逆に自励発振型半導体レーザの場合には、堀り量を浅くすることで横方向の光閉じ込めを弱くし、リッジ脇に過飽和吸収域を形成している。しかし、堀り量を浅くしたことが、ＦＦＰ（Far Field Pattern）のアスペクト比の低下と、電流狭窄の弱化による消費電力の増加につながる。そのため、自励発振型半導体レーザの信頼性を高くすることが容易ではないという問題があった。
【０００６】
また、信頼性の高い半導体レーザを実現するためには、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）の抑制も重要である。従来の半導体レーザでは、へき開面での光吸収に起因してＣＯＤが発生し、信頼性が損なわれるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ドライエッチングによる活性層へのダメージの小さな窒化物半導体レーザと、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することの可能な自励発振型の窒化物半導体レーザと、信頼性の高い窒化物半導体レーザとを提供することにある。また、第２の目的は、そのような窒化物半導体レーザ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】
【０００８】
本発明の窒化物半導体レーザは、第１導電型層と、活性層と、上部に帯状の電流狭窄構造を含む第２導電型層とをこの順に含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を備えたものである。このＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層は、ＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含んでおり、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している。
【０００９】
本発明の窒化物半導体レーザでは、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している。例えば、組成比Ａが、一の積層面内において、電流狭窄構造との対向領域と、電流狭窄構造との非対向領域とで互いに異なっている。このとき、組成比Ａは、例えば、以下の（１）、（２）に例示する分布を採り得る。
【００１０】
（１）組成比Ａは、例えば、活性層のＩｎ組成比に相当しており、かつ、電流狭窄構造との対向領域（電流狭窄構造の直下の部分）で高く、電流狭窄構造との非対向領域（電流狭窄構造の直下に隣接する部分）で低くなっている。この場合には、活性層のうち電流狭窄構造の直下の部分の屈折率が、活性層のうち電流狭窄構造の直下に隣接する部分の屈折率よりも高くなる。これにより、活性層それ自体の屈折率分布によって電流狭窄構造の延在方向と直交する方向（横方向）で光を閉じ込める作用が発現する。
【００１１】
（２）組成比Ａは、例えば、活性層のＩｎ組成比に相当しており、かつ、電流狭窄構造の直下の部分で低く、電流狭窄構造の直下に隣接する部分で高くなっている。この場合には、活性層のうち電流狭窄構造の直下に隣接する部分の屈折率が、活性層のうち電流狭窄構造の直下の部分の屈折率よりも高くなる。また、活性層のうち電流狭窄構造の直下に隣接する部分のバンドギャップが、活性層のうち電流狭窄構造の直下の部分のバンドギャップよりも小さくなる。これにより、活性層それ自体の屈折率分布によって横方向に光を拡げる作用が発現すると共に、活性層のうち電流狭窄構造の直下に隣接する部分が過飽和吸収域となる。
【００１２】
本発明の窒化物半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層に、例えば、電流狭窄構造を当該電流狭窄構造の延在方向から挟み込む一対の端面が設けられている場合がある。この場合に、組成比Ａは、例えば、以下の（３）に例示する分布を採り得る。
【００１３】
（３）組成比Ａは、例えば、活性層のＩｎ組成比に相当しており、かつ、電流狭窄構造の直下の部分において、一対の端面のうち少なくとも一方の端面およびその近傍で高く、それ以外の部分で低くなっている。この場合には、電流狭窄構造の直下の部分において、活性層のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍のバンドギャップが、活性層のうちそれ以外の部分のバンドギャップよりも大きくなる。これにより、活性層のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍において、光の吸収が抑制される。
【００１４】
本発明の第１の窒化物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）互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板を、成長温度を制御するヒータとして機能するサセプタ上に載置する第１工程
（Ａ２）サセプタに接する凸部を介して基板に熱を供給しつつ、基板の上面に、第１導電型層と、活性層と、第２導電型層とをこの順に含み、かつＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を形成する第２工程
（Ａ３）第２導電型層のうち凸部との非対向領域、または第２導電型層のうち凸部との対向領域に、凸部の延在方向に延在する帯状の電流狭窄構造を形成する第３工程
【００１５】
本発明の第１の窒化物半導体レーザの製造方法では、互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板の上面にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層が形成される。このとき、サセプタに接する凸部を介して基板に熱が供給される。これにより、基板では、凸部の直上で温度が高くなり、凸部と凸部との間隙（凹部）の直上で温度が低くなるので、第１導電型層、活性層および第２導電型層を形成する間、これらの層でも、凸部の直上で温度が高くなり、凹部の直上で温度が低くなる。ここで、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが、例えば、活性層のＩｎ組成比に相当している場合には、組成比Ａは、活性層のうち凸部の直上の部分で低くなり、活性層のうち凹部の直上の部分で高くなる。これにより、活性層のうち凸部の直上の部分で屈折率が高くなり、組成比Ａの低い領域で屈折率が低くなる。本製造方法では、その後、第２導電型層のうち凸部との非対向領域（凸部の直上に隣接する部分）、または、第２導電型層のうち凸部との対向領域（凸部の直上）に、凸部の延在方向に延在する帯状の電流狭窄構造が形成される。ここで、第２導電型層のうち凸部の直上に隣接する部分に電流狭窄構造が形成された場合には、電流狭窄構造は組成比Ａの高い領域の直上に位置するので、組成比Ａの分布に起因する屈折率分布によって、横方向に光を閉じ込める作用が発現する。一方、第２導電型層のうち凸部の直上に電流狭窄構造が形成された場合には、電流狭窄構造の両脇が組成比Ａの高い領域の直上に位置するので、組成比Ａの分布に起因する屈折率分布によって、横方向に光を拡げる作用が発現する。このとき、組成比Ａの高い領域のバンドギャップが、組成比Ａの低い領域のバンドギャップよりも小さくなるので、電流狭窄構造の両脇が過飽和吸収域となる。
【００１６】
本発明の第２の窒化物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）互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板を、成長温度を制御するヒータとして機能するサセプタ上に載置する第１工程
（Ｂ２）サセプタに接する凸部を介して基板に熱を供給しつつ、基板の上面に、第１導電型層と、活性層と、第２導電型層とをこの順に含み、かつＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含むＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を形成する第２工程
（Ｂ３）凸部の延在方向と直交する方向に延在する帯状の電流狭窄構造を第２導電型層のうち凸部との対向領域を跨いで形成する第３工程
【００１７】
本発明の第２の窒化物半導体レーザの製造方法では、互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板の上面にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層が形成される。このとき、サセプタに接する凸部を介して基板に熱が供給される。これにより、基板では、凸部の直上で温度が高くなり、凸部と凸部との間隙（凹部）の直上で温度が低くなるので、第１導電型層、活性層および第２導電型層を形成する間、これらの層でも、凸部の直上で温度が高くなり、凹部の直上で温度が低くなる。ここで、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが、例えば、活性層のＩｎ組成比に相当している場合には、組成比Ａは、活性層のうち凸部の直上の部分で低くなり、活性層のうち凹部の直上の部分で高くなる。これにより、活性層のうち凸部の直上の部分で屈折率が高くなり、組成比Ａの低い領域で屈折率が低くなる。本製造方法では、その後、凸部の延在方向と直交する方向に延在する帯状の電流狭窄構造が凸部との対向領域（凸部の直上）を跨いで第２導電型層に形成される。これにより、電流狭窄構造のうち凸部の直上の部分が組成比Ａの低い領域（屈折率の低い領域）の直上に形成される。従って、その後の工程で、電流狭窄構造のうち組成比Ａの低い領域との対向領域を切断し、端面を形成した場合には、端面およびその近傍が組成比Ａの低い領域となる。これにより、組成比Ａの高い端面およびその近傍のバンドギャップが、組成比Ａの低い領域のバンドギャップよりも大きくなる。その結果、端面およびその近傍において、横方向に光を拡げる作用が発現すると共に光の吸収が抑制される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の窒化物半導体レーザによれば、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａが一の積層面内において不均一な分布となるようにした。これにより、例えば、製造過程においてドライエッチングを過度に行わなくても、横方向の光閉じ込めを十分に大きくすることが可能となる。その結果、ドライエッチングによる活性層へのダメージの小さな半導体レーザを実現することができる。また、堀り量を浅くしなくても過飽和吸収域を容易に形成することが可能となる。その結果、自励発振型の半導体レーザにおいて、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することもできる。また、へき開した後に拡散プロセス等の、欠陥が生じるようなプロセスを用いずに１度の結晶成長プロセスだけで窓構造を形成することができるので、ＣＯＤの発生を抑制することができる。その結果、信頼性の高い半導体レーザを実現することもできる。
【００１９】
本発明の第１および第２の窒化物半導体レーザの製造方法によれば、互いに並列配置された複数の帯状の凸部を裏面に有する基板の上面にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を形成するようにした。これにより、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層におけるＩＩＩ族元素の組成比Ａを一の積層面内において不均一な分布とすることができる。その結果、ドライエッチングによる活性層へのダメージの小さな半導体レーザを実現することができる。また、堀り量を浅くしなくても過飽和吸収域を容易に形成することが可能となる。その結果、自励発振型の半導体レーザにおいて、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することもできる。また、へき開した後に拡散プロセス等の、欠陥が生じるようなプロセスを用いずに１度の結晶成長プロセスだけで窓構造を形成することができるので、ＣＯＤの発生を抑制することができる。その結果、信頼性の高い半導体レーザを実現することもできる。
【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断面図である。
【図２】図１の活性層のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの横方向分布図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造方法について説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程について説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程について説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程について説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程について説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程について説明するための断面図である。
【図９】図１の半導体レーザの一変形例の断面図である。
【図１０】図１の半導体レーザの他の変形例におけるクラッド層のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの横方向分布図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図１２】図１１の活性層のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの横方向分布図である。
【図１３】図１１の半導体レーザの製造方法について説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く工程について説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程について説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図１７】図１６の活性層のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの横方向分布図である。
【図１８】図１６の半導体レーザの製造方法について説明するための断面図である。
【図１９】図１８の素子をＺ軸方向で切断したときの断面図である。
【図２０】図１８に続く工程について説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程について説明するための断面図である。
【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
・活性層のＩｎ組成比を変調した例（図１〜図９）
２．第１の実施の形態の変形例
・クラッド層のＡｌ組成比を変調した例（図１０）
３．第２の実施の形態
・過飽和吸収域を設けた例（図１１〜図１５）
４．第３の実施の形態
・窓構造を設けた例（図１６〜図２１）
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［半導体レーザ１の構造］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ１の断面構成を表したものである。なお、図１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】
本実施の形態の半導体レーザ１は、基板１０上に半導体層２０を備えたものである。この半導体レーザ１は、半導体層２０を共振器方向（リッジ部２８の延在方向）から一対の共振器端面（図示せず）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。
【００２４】
半導体層２０は、例えば、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、電子障壁層２５、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７を基板１０側からこの順に含んで構成されている。なお、半導体層２０には、上記した層以外の層がさらに設けられていてもよい。また、半導体層２０から、下部ガイド層２２、上部ガイド層２４、電子障壁層２５などを必要に応じて省略することも可能である。
【００２５】
基板１０は、例えばＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体基板、または、サファイア基板である。以下では、基板１０がＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体基板であるものとして、他の構成要素や製法の説明を行う。なお、基板１０が例えばサファイア基板である場合には、後述の下部電極３１を下部クラッド層２１に接触させることが好ましい。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、ＧａＮの他に、ＩＩＩ族元素としてＢ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＧａのうち少なくともＩｎを含み、Ｖ族としてＮを含む化合物が挙げられる。そのような化合物には、例えば、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＢＧａＩｎＮ、ＢＡｌＧａＩｎＮ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。
【００２６】
半導体層２０は、例えば、上記のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体を含んで構成されている。下部クラッド層２１は、例えばｎ型ＡｌＧａＮにより構成されている。下部ガイド層２２は、例えばアンドープのＡｌＧａＮまたはＧａＮ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アンドープの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。なお、活性層２３の組成比については、後に詳述する。上部ガイド層２４は、例えばアンドープのＡｌＧａＮまたはＧａＮにより構成されている。電子障壁層２５は、電子のオーバーフローを抑制するものであり、例えばｐ型ＡｌＧａＮにより構成されている。上部クラッド層２６は、例えばｐ型ＡｌＧａＮにより構成されている。コンタクト層２７は、例えばｐ型ＧａＮにより構成されている。
【００２７】
半導体層２０の上部、具体的には、上部クラッド層２６の上部およびコンタクト層２７には、帯状のリッジ部２８（電流狭窄構造）が形成されている。リッジ部２８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。また、リッジ部２８の両側面には、リッジ部２８を埋め込む埋め込み層２９が形成されている。リッジ部２８は、半導体層２０のうち、リッジ部２８の両脇の部分（絶縁性の埋め込み層２９）と共に、光導波路を構成している。リッジ部２８は、横方向（リッジ部２８の延在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。
【００２８】
半導体層２０には、リッジ部２８をリッジ部２８の延在方向から挟み込む一対の端面（図示せず）が形成されている。これらの端面は、切断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。これらの端面によって積層面内方向に共振器が構成されている。一方の端面がレーザ光を射出する面（前端面）であり、この端面の表面には多層反射膜（図示せず）が形成されている。他方の端面はレーザ光を反射する面（後端面）であり、この端面の表面にも多層反射膜（図示せず）が形成されている。前端面側の多層反射膜は、当該多層反射膜と前端面とによる反射率が例えば１０％程度となるように調整された低反射率膜である。一方、後端面側の多層反射膜は、当該多層反射膜と後端面とによる反射率が例えば９５％程度となるように調整された高反射率膜である。
【００２９】
リッジ部２８の上面（コンタクト層２７の表面）には上部電極３０が設けられている。この上部電極３０は、例えばＮｉまたはＰｄと、Ａｕとをこの順に積層して構成されており、コンタクト層２７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３１が設けられている。この下部電極３１は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの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。
【００３０】
次に、活性層２３の組成比について説明する。図２は、活性層２３のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの一例を表したものである。本実施の形態では、半導体層２０において、ＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している。組成比Ａは、一の積層面内において、リッジ部２８との対向領域（リッジ直下部α）と、リッジ部２８との非対向領域（リッジ直下部αに隣接する部分）とで互いに異なっている。
【００３１】
ここで、組成比Ａが、例えば、活性層２３に含まれるＧａＩｎＮのＩｎ組成比に相当するものであるとする。このとき、組成比Ａは、例えば、図２（Ａ）に示したように、リッジ直下部αで高く、リッジ直下部αに隣接する部分で低くなっている。また、活性層２３のうちリッジ直下部αの屈折率は、例えば、図２（Ｂ）に示したように、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分の屈折率よりも高くなっている。これにより、活性層２３それ自体の屈折率分布によって横方向で光を閉じ込める作用が発現する。
【００３２】
［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。
【００３３】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、半導体レーザ１の製造に際して半導体層２０の成長に用いられる基板１０の形成手順の一例を表したものである。図４（Ａ）、図５〜図８は、製造過程における素子の断面構成の一例を表したものである。図４（Ｂ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの横方向の温度分布の一例を表したものである。図４（Ｃ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの活性層２３内のＩｎ組成比の横方向の分布の一例を表したものである。
【００３４】
まず、基板１０の表面に、複数の帯状のレジスト層Ｒを所定のピッチＰで形成する（図３（Ａ））。レジスト層Ｒの延在方向は、例えば、＜０−１００＞であることが好ましい。ピッチＰおよびレジスト層Ｒの幅Ｗは、例えば、後の工程で半導体層２０を形成する際に、基板１０および半導体層２０に対して、レジスト層Ｒの延在方向と直交する方向に生じさせたい温度分布を考慮した大きさとなっている。ピッチＰは、例えば、後の工程で形成されるリッジ部２８同士のピッチと等しくなっており、例えば、２００μｍ程度となっている。また、窓構造を形成する場合には、ピッチＰは目的の共振器長と同等となっていることが好ましい。
【００３５】
次に、例えば、ＲＩＥ法を用いて、レジスト層Ｒをマスクとして、基板１０を選択的にエッチングする。これにより、高さＨの帯状の凸部１１がレジスト層Ｒの直下に形成され、かつ、凸部１１と凸部１１との間に、帯状の凹部１２が形成される（図３（Ｂ））。凸部１１の側面は、例えば、図３（Ｂ）に示したように、傾斜していてもよいが、その場合には、全ての凸部１１の側面が、同一の角度で傾斜していることが好ましい。高さＨは、例えば、後の工程で半導体層２０を形成する際に、基板１０および半導体層２０に対して、レジスト層Ｒの延在方向と直交する方向に生じさせたい温度分布を考慮した大きさとなっている。高さＨは、例えば、５０μｍ程度となっている。
【００３６】
その後、例えば、アセトンなどを用いて、レジスト層Ｒを除去する（図３（Ｃ））。このようして、結晶成長面とは反対側の表面に、互いに並列配置された複数の帯状の凸部１１を有する基板１０を作製することができる。
【００３７】
次に、基板１０を、凸部１１側をサセプタ１００に向けてサセプタ１００に固定する（図４（Ａ））。このサセプタ１００は、基板１０を固定すると共に、成長温度を制御するヒータとして機能するものである。このとき、基板１０はサセプタ１００と凸部１１で接しており、凸部１１と凸部１１との間隙（凹部１２）の底面１２Ａはサセプタ１００に接していない。つまり、基板１０はサセプタ１００に接する部分と、サセプタ１００に接していない部分とを有している。
【００３８】
次に、サセプタ１００を加熱し、サセプタ１００に接する凸部１１を介して基板１０に熱を供給する（図示せず）。続いて、基板１０に熱を供給しつつ、基板１０の上面に、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、電子障壁層２５、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７を順に形成する（図４（Ａ））。このようにして、基板１０上に半導体層２０が形成される。
【００３９】
このとき、サセプタ１００によって加熱された基板１０の温度は、例えば、図４（Ｂ）に示したように、凸部１１との対向領域（凸部１１の直上）で高く、凸部１１と凸部１１との間隙（凹部１２）との対向領域（凹部１２の直上）で低くなっている。そのため、例えば、図４（Ｂ）に示したように、活性層２３を形成する際に、活性層２３の温度が、凸部１１の直上で高く、凹部１２の直上で低くなる。その結果、活性層２３内のＩｎ組成比が、例えば、図４（Ｃ）に示したように、凸部１１の直上で低く、凹部１２の直上で高くなる。つまり、本実施の形態では、基板１０の凹凸を利用して、活性層２３内のＩｎ組成比を面内方向において変調している。
【００４０】
例えば、活性層２３を形成する際に、活性層２３の温度が、凸部１１の直上で例えば７６０℃となり、凹部１２の直上で例えば７７０℃となるように、つまり、活性層２３内の温度差ΔＴが例えば１０℃となるように、基板１０を加熱する。すると、活性層２３内のＩｎ組成比を、凸部１１の直上と凹部１２の直上とで例えば２％程度異ならせることができる。その結果、活性層２３の屈折率を、凸部１１の直上と凹部１２の直上とで例えば１％程度異ならせることができる。また、活性層２３のバンドギャップを、凸部１１の直上と凹部１２の直上とで例えば２％程度異ならせることができる。
【００４１】
次に、例えばＲＩＥ法を用いて、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７のうち凸部１１の直上に隣接する部分に、凸部１１の延在方向と平行な方向に延在するリッジ部２８を形成する（図５）。例えば、活性層２３のうちＩｎ組成比の最も高い領域の直上（凹部１２の中央の直上）に、リッジ部２８を形成する（図５）。次に、リッジ部２８の両脇に埋め込み層２９を形成したのち（図６）、基板１０の裏面（凸部１１、凹部１２の形成されている面）を研磨する（図７）。これにより、基板１０の裏面から、凸部１１、凹部１２がなくなり、基板１０の裏面が平坦になる（図７）。
【００４２】
なお、基板１０の裏面の研磨は必要に応じて行えばよく、基板１０の裏面を研磨せず、基板１０の裏面に凸部１１、凹部１２をそのまま残してもよい。また、基板１０の裏面を研磨するにあたって、凸部１１、凹部１２を完全になくする必要はなく、少し残してもよい。これらの場合には、例えば、図９に示したように、半導体レーザ１の基板１０に、凸部１１、凹部１２が残ることになる。
【００４３】
次に、リッジ部２８の上面に上部電極３０を形成し、さらに、基板１０の裏面に下部電極３１を形成する（図８）。続いて、リッジ部２８の延在方向と直交する所定の線上で、基板１０をへき開して、基板１０をバー状にする（図示せず）。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面となり、へき開した面のうち他方の面が後端面となる。その後、前端面および後端面に多層反射膜を形成する（図示せず）。最後に、バー状の基板１０を、リッジ部２８の未形成領域内の所定の線（図８のＬ1）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１が製造される。
【００４４】
［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。
【００４５】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極３０および下部電極３１に所定の電流が供給されると、リッジ部２８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、前端面および後端面で反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面側からビームとして外部に射出される。
【００４６】
ところで、本実施の形態では、活性層２３のＩｎ組成比が、例えば、図２（Ａ）に示したように、リッジ直下部αで高く、リッジ直下部αに隣接する部分で低くなっている。また、活性層２３のうちリッジ直下部αの屈折率が、例えば、図２（Ｂ）に示したように、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分の屈折率よりも高くなっている。これにより、活性層２３それ自体の屈折率分布によって横方向で光を閉じ込める作用が発現する。
【００４７】
つまり、本実施の形態では、リッジ部２８の等価屈折率ｎ１と、リッジ部２８脇の等価屈折率ｎ２との差Δｎ１（＝ｎ１−ｎ２）は、リッジ部２８と埋め込み層２９との屈折率差だけでなく、活性層２３のリッジ直下部αの屈折率ｎ３と、活性層２３のリッジ直下部αに隣接する部分の屈折率ｎ４との差Δｎ２（＝ｎ３−ｎ４）も加算される。これにより、例えば、Δｎ１を大きくするために製造過程においてドライエッチングを過度に行わなくても、Δｎ２を大きくすることでΔｎ１を大きくすることが可能となる。その結果、横方向の光閉じ込めを十分に大きくすることができる。従って、ドライエッチングによる活性層２３へのダメージの小さな半導体レーザ１を実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態の半導体レーザ１の製造方法では、互いに並列配置された複数の帯状の凸部１１を裏面に有する基板１０の上面に半導体層２０が形成される。これにより、半導体層２０内の活性層２３におけるＩｎ組成比Ａを一の積層面内において不均一な分布とすることができる。その結果、例えば、製造過程においてドライエッチングを過度に行わなくても横方向の光閉じ込めを十分に大きくすることができる。従って、ドライエッチングによる活性層２３へのダメージの小さな半導体レーザ１を実現することができる。
【００４９】
＜第１の実施の形態の変形例＞
（変形例１）
上記実施の形態では、活性層２３のＩｎ組成比に変調が与えられていたが、例えば、その代わりに、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のＡｌ組成比に変調が与えられていてもよい。
【００５０】
図１０は、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のＡｌ組成比、屈折率、およびバンドギャップの一例を表したものである。本変形例では、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６に含まれるＡｌＧａＩｎＮのＡｌ組成比が、一の積層面内において不均一な分布を有している。Ａｌ組成比は、一の積層面内において、リッジ部２８との対向領域（リッジ直下部β）と、リッジ部２８との非対向領域（リッジ直下部βに隣接する部分）とで互いに異なっている
【００５１】
ここで、Ａｌ組成比は、例えば、図１０（Ａ）に示したように、リッジ直下部βで低く、リッジ直下部βに隣接する部分で高くなっている。また、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のうちリッジ直下部βの屈折率は、例えば、図１０（Ｂ）に示したように、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のうちリッジ直下部βに隣接する部分の屈折率よりも高くなる。これにより、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６それ自体の屈折率分布によって横方向で光を閉じ込める作用が発現する。
【００５２】
つまり、本変形例では、リッジ部２８の等価屈折率ｎ１と、リッジ部２８脇の等価屈折率ｎ２との差Δｎ１（＝ｎ１−ｎ２）は、リッジ部２８と埋め込み層２９との屈折率差だけでなく、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のリッジ直下部βの屈折率ｎ５と、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のリッジ直下部βに隣接する部分の屈折率ｎ６との差（Δｎ３（＝ｎ５−ｎ６））も加算される。これにより、例えば、Δｎ１を大きくするために製造過程においてドライエッチングを過度に行わなくても、Δｎ３を大きくすることでΔｎ１を大きくすることが可能となる。その結果、横方向の光閉じ込めを十分に大きくすることができる。従って、ドライエッチングによる活性層２３へのダメージの小さな半導体レーザ１を実現することができる。
【００５３】
ところで、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のＡｌ組成比にだけ変調を与えるためには、製造過程において、活性層２３を形成する際に基板１０に温度分布が生じず（またはほとんど生じず）、その一方で、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６を形成する際には基板１０に温度分布が生じるようにすることが必要である。ここで、活性層２３の成長温度はおおよそ７５０℃〜８００℃であり、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６の成長温度はおおよそ１０００℃〜１２００℃である。従って、例えば、基板１０に設ける凸部１１を、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６の成長温度のときに基板１０に所望の温度分布が生じ、活性層２３の成長温度のときに基板１０に温度分布が生じないようなピッチＰ、高さＨおよび幅Ｗに設定することが好ましい。例えば、活性層２３を成長させるときには凹部１２を基板１０の熱伝導率と同一の部材で埋めて、基板１０に温度分布が生じないようにしてもよい。なお、下部クラッド層２１および上部クラッド層２６のＡｌ組成比だけでなく、活性層２３のＩｎ組成比にも変調が付与されていてもよい。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
［半導体レーザ２の構造］
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ２の断面構成の一例を表したものである。なお、図１１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。
【００５５】
本実施の形態の半導体レーザ２は、上記実施の形態と同様、活性層２３のＩｎ組成比に変調が与えられている点で、上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と共通するが、活性層２３のＩｎ組成比の面内の分布が異なっている点で、上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と相違する。また、この半導体レーザ２の製造方法についても、上記実施の形態の製造方法とは異なっている。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。
【００５６】
図１２は、活性層２３のＩｎ組成比、屈折率、およびバンドギャップの一例を表したものである。本実施の形態では、半導体層２０において、ＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している。組成比Ａは、一の積層面内において、リッジ部２８との対向領域（リッジ直下部α）と、リッジ部２８との非対向領域（リッジ直下部αに隣接する部分）とで互いに異なっている
【００５７】
ここで、組成比Ａが、例えば、活性層２３に含まれるＧａＩｎＮのＩｎ組成比に相当するものであるとする。このとき、組成比Ａは、例えば、図１２（Ａ）に示したように、リッジ直下部αで低く、リッジ直下部αに隣接する部分で高くなっている。また、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分の屈折率は、例えば、図１２（Ｂ）に示したように、活性層２３のうちリッジ直下部αの屈折率よりも高くなっている。また、図１２（Ｃ）に示したように、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分のバンドギャップが、活性層２３のうちリッジ直下部αのバンドギャップよりも小さくなっている。これにより、活性層２３それ自体の屈折率分布によって横方向に光を拡げる作用が発現すると共に、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分が過飽和吸収域２３Ｂ（図１１）となる。
【００５８】
［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。
【００５９】
図１３（Ａ）、図１４、図１５は、製造過程における素子の断面構成の一例を表したものである。図１３（Ｂ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの横方向の温度分布の一例を表したものである。図１３（Ｃ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの活性層２３内のＩｎ組成比の横方向の分布の一例を表したものである。
【００６０】
まず、図３（Ａ）〜（Ｃ）で示した工程を経て基板１０を作成する。次に、基板１０を、凸部１１側をサセプタ１００に向けてサセプタ１００に固定したのち（図１３（Ａ））、サセプタ１００を加熱し、サセプタ１００に接する凸部１１を介して基板１０に熱を供給する（図示せず）。続いて、基板１０に熱を供給しつつ、基板１０の上面に、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、電子障壁層２５、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７を順に形成する（図１３（Ａ））。このようにして、基板１０上に半導体層２０が形成される。
【００６１】
このとき、サセプタ１００によって加熱された基板１０の温度は、例えば、図１３（Ｂ）に示したように、凸部１１との対向領域（凸部１１の直上）で高く、凸部１１と凸部１１との間隙（凹部１２）との対向領域（凹部１２の直上）で低くなっている。そのため、例えば、図１３（Ｂ）に示したように、活性層２３を形成する際に、活性層２３の温度が、凸部１１の直上で高く、凹部１２の直上で低くなる。その結果、活性層２３内のＩｎ組成比が、例えば、図１３（Ｃ）に示したように、凸部１１の直上で低く、凹部１２の直上で高くなる。つまり、本実施の形態では、基板１０の凹凸を利用して、活性層２３内のＩｎ組成比を面内方向において変調している。
【００６２】
次に、例えばＲＩＥ法を用いて、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７のうち凸部１１の直上に、凸部１１の延在方向と平行な方向に延在するリッジ部２８を形成する（図１４）。次に、リッジ部２８の両脇に埋め込み層２９を形成したのち（図１５）、基板１０の裏面（凸部１１、凹部１２の形成されている面）を研磨する（図７引用）。これにより、基板１０の裏面から、凸部１１、凹部１２がなくなり、基板１０の裏面が平坦になる（図７引用）。
【００６３】
なお、基板１０の裏面の研磨は必要に応じて行えばよく、基板１０の裏面を研磨せず、基板１０の裏面に凸部１１、凹部１２をそのまま残してもよい。また、基板１０の裏面を研磨するにあたって、凸部１１、凹部１２を完全になくする必要はなく、少し残してもよい。これらの場合には、図示しないが、半導体レーザ１の基板１０に、凸部１１、凹部１２が残ることになる。
【００６４】
次に、リッジ部２８の上面に上部電極３０を形成し、さらに、基板１０の裏面に下部電極３１を形成する（図８引用）。続いて、リッジ部２８の延在方向と直交する所定の線上で、基板１０をへき開して、基板１０をバー状にする（図示せず）。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面となり、へき開した面のうち他方の面が後端面となる。その後、前端面および後端面に多層反射膜を形成する（図示せず）。最後に、バー状の基板１０を、リッジ部２８の未形成領域内の所定の線（図８のＬ1）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。
【００６５】
［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。
【００６６】
本実施の形態の半導体レーザ２では、上部電極３０および下部電極３１に所定の電流が供給されると、リッジ部２８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、前端面および後端面で反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面側からビームとして外部に射出される。
【００６７】
ここで、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する領域に可飽和吸収域２３Ｂが設けられている。これにより、可飽和吸収域２３Ｂでの損失が時間的に変動し、それによってパルセーション発振が発生する。その結果、スペクトル幅が広くなり、コヒーレンスが低下して、戻り光に鈍感となるので、安定したレーザ動作を実現することができる。
【００６８】
ところで、本実施の形態では、活性層２３のＩｎ組成比が、例えば、図１２（Ａ）に示したように、リッジ直下部αで低く、リッジ直下部αに隣接する部分で高くなっている。これにより、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分の屈折率が、例えば、図１２（Ｂ）に示したように、活性層２３のうちリッジ直下部αの屈折率よりも高くなっている。また、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分のバンドギャップが、活性層２３のうちリッジ直下部αのバンドギャップよりも小さくなる。これにより、活性層２３それ自体の屈折率分布によって横方向に光を拡げる作用が発現すると共に、活性層２３のうちリッジ直下部αに隣接する部分が過飽和吸収域２３Ｂとなる。その結果、堀り量を浅くしなくても過飽和吸収域２３Ｂを容易に形成することが可能となるので、自励発振型の半導体レーザにおいて、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することができる。
【００６９】
また、本実施の形態の半導体レーザ２の製造方法では、互いに並列配置された複数の帯状の凸部１１を裏面に有する基板１０の上面に半導体層２０が形成される。これにより、半導体層２０内の活性層２３におけるＩｎ組成比Ａを一の積層面内において不均一な分布とすることができる。その結果、堀り量を浅くしなくても過飽和吸収域２３Ｂを容易に形成することが可能となるので、自励発振型の半導体レーザにおいて、安定したＦＦＰと、低消費電力化とを実現することができる。
【００７０】
＜第３の実施の形態＞
［半導体レーザ３の構造］
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ３の断面構成の一例を表したものである。なお、図１６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。
【００７１】
本実施の形態の半導体レーザ３は、上記実施の形態と同様、活性層２３のＩｎ組成比に変調が与えられている点で、上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と共通するが、活性層２３のＩｎ組成比の面内の分布が異なっている点で、上記実施の形態の半導体レーザ１の構成と相違する。また、この半導体レーザ３の製造方法についても、上記実施の形態の製造方法とは異なっている。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。
【００７２】
図１７（Ａ），（Ｂ）は、活性層２３のＩｎ組成比およびバンドギャップの一例を表したものである。本実施の形態では、半導体層２０において、ＩＩＩ族元素の組成比Ａが、一の積層面内において不均一な分布を有している。組成比Ａは、例えば、図１７（Ａ）に示したように、一の積層面内のうちリッジ部２８との対向領域（リッジ直下部α）において、一対の端面（前端面Ｓ１，後端面Ｓ２）（図１６（Ｂ））のうち少なくとも一方の端面およびその近傍で高く、それ以外の部分で低くなっている。
【００７３】
ここで、組成比Ａが、例えば、活性層２３に含まれるＧａＩｎＮのＩｎ組成比に相当するものであるとする。このとき、組成比Ａは、図１７（Ｂ）に示したように、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍のバンドギャップが、活性層２３のうちそれ以外の部分のバンドギャップよりも大きくなる。これにより、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍において、光の吸収が抑制される。つまり、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍が窓領域２３Ｃとなっている。
【００７４】
［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。
【００７５】
図１８、図１９（Ａ）、図２０（Ａ），（Ｂ）、図２１（Ａ），（Ｂ）は、製造過程における素子の断面構成の一例を表したものである。図１９（Ｂ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの横方向の温度分布の一例を表したものである。図１９（Ｃ）は、基板１０上に半導体層２０を形成したときの活性層２３内のＩｎ組成比の横方向の分布の一例を表したものである。
【００７６】
まず、図３（Ａ）〜（Ｃ）で示した工程を経て基板１０を作成する。次に、基板１０を、凸部１１側をサセプタ１００に向けてサセプタ１００に固定したのち（図１８、図１９（Ａ））、サセプタ１００を加熱し、サセプタ１００に接する凸部１１を介して基板１０に熱を供給する（図示せず）。続いて、基板１０に熱を供給しつつ、基板１０の上面に、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、電子障壁層２５、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７を順に形成する（図１８、図１９（Ａ））。このようにして、基板１０上に半導体層２０が形成される。
【００７７】
このとき、サセプタ１００によって加熱された基板１０の温度は、例えば、図１９（Ｂ）に示したように、凸部１１との対向領域（凸部１１の直上）で高く、凸部１１と凸部１１との間隙（凹部１２）との対向領域（凹部１２の直上）で低くなっている。そのため、例えば、図１９（Ｂ）に示したように、活性層２３を形成する際に、活性層２３の温度が、凸部１１の直上で高く、凹部１２の直上で低くなる。その結果、活性層２３内のＩｎ組成比が、例えば、図１９（Ｃ）に示したように、凸部１１の直上で低く、凹部１２の直上で高くなる。つまり、本実施の形態では、基板１０の凹凸を利用して、活性層２３内のＩｎ組成比を面内方向において変調している。
【００７８】
次に、例えばＲＩＥ法を用いて、凸部１１の延在方向と直交する方向（図中のＺ軸方向）に延在する帯状のリッジ部２８を、上部クラッド層２６およびコンタクト層２７のうち凸部１１の直上を跨いで形成する（図２０（Ａ），（Ｂ））。次に、リッジ部２８の両脇に埋め込み層２９を形成したのち（図２１（Ａ））、基板１０の裏面（凸部１１、凹部１２の形成されている面）を研磨する（図２１（Ａ），（Ｂ））。これにより、基板１０の裏面から、凸部１１、凹部１２がなくなり、基板１０の裏面が平坦になる（図２１（Ａ），（Ｂ））。
【００７９】
なお、基板１０の裏面の研磨は必要に応じて行えばよく、基板１０の裏面を研磨せず、基板１０の裏面に凸部１１、凹部１２をそのまま残してもよい。また、基板１０の裏面を研磨するにあたって、凸部１１、凹部１２を完全になくする必要はなく、少し残してもよい。これらの場合には、図示しないが、半導体レーザ１の基板１０に、凸部１１、凹部１２が残ることになる。
【００８０】
次に、リッジ部２８の上面に上部電極３０を形成し、さらに、基板１０の裏面に下部電極３１を形成する（図２１（Ａ），（Ｂ））。続いて、リッジ部２８の延在方向と直交する所定の線（図１９（Ｂ）のＬ2）上で、基板１０をへき開して、基板１０をバー状にする（図示せず）。これにより、へき開した面のうち一方の面が前端面となり、へき開した面のうち他方の面が後端面となる。その後、前端面および後端面に多層反射膜を形成する（図示せず）。最後に、バー状の基板１０を、リッジ部２８の未形成領域内の所定の線（図１９（Ａ）のＬ1）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３が製造される。
【００８１】
［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。
【００８２】
本実施の形態の半導体レーザ３では、上部電極３０および下部電極３１に所定の電流が供給されると、リッジ部２８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、前端面および後端面で反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、前端面側からビームとして外部に射出される。
【００８３】
ところで、本実施の形態では、活性層２３のＩｎ組成比が、例えば、図１７（Ａ）に示したように、一の積層面内のうちリッジ直下部αにおいて、一対の端面（前端面Ｓ１，後端面Ｓ２）のうち少なくとも一方の端面およびその近傍で高く、それ以外の部分で低くなっている。これにより、図１７（Ｂ）に示したように、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍のバンドギャップが、活性層２３のうちそれ以外の部分のバンドギャップよりも大きくなる。これにより、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍において、光の吸収が抑制される。つまり、活性層２３のうち組成比Ａの高い端面およびその近傍が窓領域２３Ｃとなっている。その結果、製造過程において拡散プロセスを追加しないで窓領域２３Ｃを形成することができるので、拡散プロセスによる活性層２３へのダメージの小さな半導体レーザ３を実現することができる。
【００８４】
また、本実施の形態の半導体レーザ３の製造方法では、互いに並列配置された複数の帯状の凸部１１を裏面に有する基板１０の上面に半導体層２０が形成される。これにより、半導体層２０内の活性層２３におけるＩｎ組成比Ａを一の積層面内において不均一な分布とすることができる。その結果、例えば、製造過程において拡散プロセスを追加しないで窓領域２３Ｃを形成することができるので、拡散プロセスによる活性層２３へのダメージの小さな半導体レーザ３を実現することができる。
【００８５】
以上、実施の形態およびその変形例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等に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００８６】
例えば、上記実施の形態等では、半導体レーザ１，２，３がリッジ部２８を１つだけ備えている場合について説明していたが、複数備えていてもよい。
【００８７】
また、例えば、上記第１の実施の形態およびその変形例ならびに第２の実施の形態では、製造過程において、基板１０の裏面に、後の工程で形成するリッジ部２８の延在方向と平行な方向に凸部１１を設けていたが、さらに、後の工程で形成するリッジ部２８の延在方向と直交する方向にも凸部１１を設けてもよい。このようにした場合には、横方向の光閉じ込めを強化した半導体レーザ１や、過飽和吸収域２３Ｂを設けた半導体レーザ２に対して、さらに窓構造２３Ｃを付与することが可能となる。
【符号の説明】
【００８８】
１，２，３…半導体レーザ、１０…基板、１１…凸部、１２…凹部、２０…半導体層、２１…下部クラッド層、２２…下部ガイド層、２３…活性層、２３Ａ…発光領域、２３Ｂ…過飽和吸収域、２３Ｃ…窓領域、２４…上部ガイド層、２５…電子障壁層、２６…上部クラッド層、２７…コンタクト層、２８…リッジ部、２９…埋め込み層、３０…上部電極、３１…下部電極、１００…サセプタ、Ｈ…高さ、Ｐ…ピッチ、Ｒ…レジスト層、Ｓ１…前端面、Ｓ２…後端面、Ｗ…幅、α，β…リッジ直下部、ΔＴ…温度の差。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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