(57)【要約】【課題】製造過程に由来する汚染を十分に抑制可能な、高い信頼性を有する半導体レーザ素子を実現する。【解決手段】半導体レーザ素子（３０３）はその第一端に向けて延出する光導波路を有し、光導波路は第一クラッド層（２）、活性層（３）、第二クラッド層（４）及び電極層（１０）を順に有する。光導波路の第二端には誘電体膜（８）及び金属膜（９）を活性層（３）の側から順に有する反射面が活性層（３）を横断している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一クラッド層、活性層、第二クラッド層および電極層をこの順で有する半導体レーザ素子であって、
前記半導体レーザ素子における第一端の端面に向けて前記半導体レーザ素子における第二端の端面よりも内側から延出している光導波路と、
前記光導波路における前記第二端側の端に配置されている、前記活性層を横断している反射面と、を有し、
前記反射面は、誘電体膜および金属膜を前記活性層の側からこの順に有する、
半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記金属膜は、前記半導体レーザ素子を平面視したときに、前記反射面から前記第二クラッド層の一部の上まで延出している、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記半導体レーザ素子は、前記第二端の端面よりも内側に凹部をさらに有し、
前記反射面は、前記凹部における前記第一端側の側面である、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記金属膜は、前記半導体レーザ素子を平面視したときに、前記第二クラッド層における前記反射面または前記凹部から前記半導体レーザ素子の外縁までの間の位置まで延出している、請求項３に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記凹部は、前記第二クラッド層から少なくとも前記第一クラッド層に至る深さを有する、請求項３または４に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第一端の端面は、劈開面である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記第一端の端面を覆う誘電体膜をさらに有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記光導波路の両端部に前記光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない窓領域をさらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記電極層は、前記金属膜上にも配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記電極層は、前記金属膜側から密着層および保護層をこの順で有し、前記保護層の材料は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、ＮｉおよびＰｔからなる群から選択される少なくとも一つの材料である、請求項９に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記金属膜の金属は、Ａｕ、ＡｌおよびＡｇからなる群から選択される少なくとも一つの金属である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１２】
基板上に、第一クラッド層、活性層および第二クラッド層をこの順で有する素子素材の前記第二クラッド層に、前記基板の第一端から第二端まで延出する、光導波路となる部分を形成する工程と、
前記光導波路となる部分における前記第二端側の端部に、前記第二クラッド層に開口するとともに前記活性層を横断する凹部を形成する工程と、
前記凹部の側面における前記第一端側の、前記活性層が露出する部分を覆う誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜を覆う金属膜を形成する工程と、
前記光導波路となる部分における前記第二クラッド層上に電極層を形成する工程と、を含む、
半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記素子素材は、前記光導波路となる部分の両端部に、前記光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない窓領域をさらに含む、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記誘電体膜を形成する工程は、前記凹部の表面を覆う前記誘電体膜を形成する工程であり、
前記金属膜を形成する工程では、前記凹部における前記誘電体膜を覆うとともに、前記凹部の開口の周縁部を覆う前記金属膜を形成する、請求項１２または１３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記凹部を形成する工程では、前記第二クラッド層から少なくとも前記第一クラッド層に至る深さを有する前記凹部を形成する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記電極層を形成する工程では、前記金属膜上にも位置する前記電極層を形成する、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記電極層が形成された半導体レーザ素子前駆体における前記第一端側の端面を覆う誘電体膜を形成する工程をさらに含む、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記電極層が形成された半導体レーザ素子前駆体を洗浄する工程をさらに含む、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記光導波路となる部分を形成する工程は、前記第二クラッド層に、前記基板の前記第一端から前記第二端まで延出する、並列する二本の溝を形成する工程であり、前記光導波路となる部分は、前記半導体レーザ素子を平面視したときの前記二本の溝の間に位置する凸部に含まれる、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子を有する発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子、その製造方法および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、光ディスクに用いられることがよく知られているが、それ以外の用途も知られている。このような半導体レーザのさらなる用途には、自動車での使用が知られており、より具体的には、青色レーザなどのヘッドライト、および赤外レーザなどの自動運転のための車間測定用デバイス、が含まれる。また、半導体レーザのさらなる用途には、ディスプレイおよびプロジェクタなどの表示装置における光源としての利用が知られている。これらのさらなる用途では、高い信頼性が求められている。
【０００３】
上記半導体レーザの従来技術としては、劈開面またはエッチドミラー面である出射面を有し、光導波路を介して上記出射面に対向する反射面には、Ａｌ、Ｗまたは多層絶縁層を付着させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、上記半導体レーザの従来技術としては、前端面が劈開で、後端面がＩＣＰドライエッチングなどで形成され、当該後端面は、ｐ側電極と同じ金属多層膜または誘電体多層膜で被覆されている半導体レーザが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３１５７９号公報（２０００年１月２８日公開）
【特許文献２】国際公開第２００５／０５３１２４号（２００５年６月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来技術は、半導体レーザ素子の信頼性の観点から問題がある。たとえば、特許文献１の技術では、反射面にＡｌまたはＷを付着させると、当該反射面がリークパスとなることがあり、半導体レーザ素子の信頼性が低下することがある。上記反射面を多層絶縁膜で形成すると、当該多層絶縁膜の材料である絶縁体に由来するごみが半導体レーザ素子に付着することがあり、半導体レーザ素子の信頼性が低下することがある。
【０００６】
また、特許文献２の技術では、後端面をｐ側電極と同じ金属多層膜で被覆すると、後端面がリークパスとなることがあり、半導体レーザ素子の信頼性が低下することがある。上記後端面を誘電体多層膜で形成すると、誘電体多層膜の材料である絶縁体を由来とするごみが半導体レーザ素子に付着することがあり、半導体レーザ素子の信頼性が低下することがある。このように、従来技術は、製造過程に由来する製品の汚染を抑制する観点から検討の余地が残されている。
【０００７】
本発明の一態様は、製造過程に由来する汚染を十分に抑制可能な、高い信頼性を有する半導体レーザ素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る半導体レーザ素子は、第一クラッド層、活性層、第二クラッド層および電極層をこの順で有する半導体レーザ素子であって、上記半導体レーザ素子における第一端の端面に向けて上記半導体レーザ素子における第二端の端面よりも内側から延出している光導波路と、上記光導波路における上記第二端側の端に配置されている、上記活性層を横断している反射面と、を有し、上記反射面は、誘電体膜および金属膜を上記活性層の側からこの順に有する。
【０００９】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第二の態様に係る半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に、第一クラッド層、活性層および第二クラッド層をこの順で有する素子素材の上記第二クラッド層に、上記基板の第一端から第二端まで延出する、光導波路となる部分を形成する工程と、上記光導波路となる部分における上記第二端側の端部に、上記第二クラッド層に開口するとともに上記活性層を横断する凹部を形成する工程と、上記凹部の側面における上記第一端側の、上記活性層が露出する部分を覆う誘電体膜を形成する工程と、上記誘電体膜を覆う金属膜を形成する工程と、上記光導波路となる部分における上記第二クラッド層上に電極層を形成する工程と、を含む。
【００１０】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の第三の態様に係る発光装置は、上記第一の態様に係る半導体レーザ素子を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、半導体レーザ素子の材料由来のごみの付着が抑制され、また当該ごみが製造過程で除去され得る。よって、本発明の上記の態様によれば、製造過程に由来する汚染を十分に抑制可能な、高い信頼性を有する半導体レーザ素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記半導体レーザ素子を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第二の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第三の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第四の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第五の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第六の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図８】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第七の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第八の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第九の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第十の工程に供される製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第十一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造過程における第十二の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す斜視図である。
【図１４】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の一例の構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記半導体レーザ素子を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１５】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１６】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第二の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１７】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第三の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１８】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第四の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図１９】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第五の工程の製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記製造物を（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【図２０】（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第十の工程に供される製造物を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、従来の半導体レーザ素子の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。
【図２１】本発明の従来の半導体レーザ素子の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［半導体レーザ素子の構成］
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子は、後述する反射面に係る構成以外は、公知の半導体レーザ素子と同様に構成することが可能である。図１の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を模式的に示す斜視図である。図１の（ｂ）は、上記半導体レーザ素子を図１の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００１４】
半導体レーザ素子３０３は、図１に示されるように、基板上１に、第一クラッド層２、活性層３、第二クラッド層４および電極層１０をこの順で有する。基板１は、レーザ素子構造を支持するために用いられる公知の基板であってよい。たとえば、基板１は、ｎ型ＧａＡｓ基板である。
【００１５】
活性層３は、量子井戸層を有する。活性層３を構成する結晶は、上記量子井戸層に用いる結晶に応じて決めることができる。また、活性層３を構成する結晶は、半導体レーザ素子の用途に応じても適宜に決めることができる。活性層３を構成する結晶の例には、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓおよびＧａＩｎＰが含まれる。
【００１６】
第一クラッド層２および第二クラッド層４は、発生した光を活性層３に閉じ込める作用を有する結晶材料で構成される。たとえば、発生するレーザ光が赤外レーザまたは赤色レーザである場合には、第一クラッド層２および第二クラッド層４の結晶材料の例には、ＡｌＧａＩｎＰが含まれる。第二クラッド層４の上面は、半導体レーザ素子３０３の長手方向に沿って二本の溝（後述する符号４Ａ）と、その間に位置する凸部（後述する符号４Ｂ）とを有している。
【００１７】
電極層１０は、半導体レーザ素子３０３の上面を覆うように配置されている。電極層１０は、上記上面における、長手方向に沿って、第二クラッド層４の上記凸部の中心部で第二クラッド層４に接しており、上記上面のその他の部分では、後述の誘電体膜８と接している。電極層１０は、ｐ側の電極である。電極層１０は、積層方向において全体で十分な導電性を有していればよく、例えば、金属で構成される。電極層１０の材料の金属の例には、Ａｕ、ＡｌおよびＡｇが含まれる。
【００１８】
前述の第一クラッド層２から電極層１０を順に有している部分は、半導体レーザ素子３０３の一端面６に向けて延出している光導波路を構成している。一端面６は、半導体レーザ素子３０３の第一端の端面である。半導体レーザ素子３０３を平面視したときの、半導体レーザ素子３０３の長手方向における光導波路の範囲は、一端面６から後述の凹部７における一端面６側の側面までである。また、半導体レーザ素子３０３の短手方向における上記光導波路の範囲は、第二クラッド層４に作りつけられた高屈折率部領域の幅であり、本実施形態ではリッジ部の幅に等しい。
【００１９】
電極層１０は、単層でも積層構造であってもよい。積層構造の電極層１０は、例えば密着層および保護層をこの順で有する。上記密着層は、後述する金属膜９との密着性が比較的高い層であり、例えば、前述した電極層１０の金属材料で構成される。上記保護層は、電極層１０の化学的または物理的な耐性を高めるための層である。保護層の材料の金属の例には、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、ＮｉおよびＰｔが含まれる。
【００２０】
半導体レーザ素子３０３は、第二クラッド層４の上面に開口する凹部７をさらに有している。このように、半導体レーザ素子３０３は、その第二端の端面よりも内側に凹部７を有している。第二端は、上記第一端の反対側の端である。また、凹部７は、上記光導波路における第二端側の端に、その深さ方向において上記第二クラッド層４から基板１の表面に至る。このように、凹部７は、第二クラッド層４から少なくとも第一クラッド層２に至る深さを有している。
【００２１】
凹部７の平面視したときの形状は、矩形である。凹部７は、基板１の長手方向における第二端側に位置し、凹部７における第二端側の側面は、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面から所定の距離を有して配置されている。
【００２２】
凹部７の、基板１の平面視したときの形状における長手方向に沿う長さは、例えば５〜２０μｍである。凹部７の、基板１の平面視したときの形状における短手方向に沿う長さは、光導波路からの光のしみだしを考慮した上で、１μｍ程度から数百μｍまでの範囲から任意に決めることができる。たとえば、凹部７の短手方向の長さは、上記光導波路の幅からこの幅＋１００μｍまでの範囲から適宜に決めることが可能である。
【００２３】
凹部７は、その表面に、誘電体膜８および金属膜９をこの順で有している。誘電体膜８は、凹部７の表面のほか、第二クラッド層４における上記凸部の上記中心部以外の部分を覆っている。誘電体膜８は、膜としての十分な電気的絶縁性を発現する材料によって構成されている。誘電体膜８の材料の例には、酸化アルミニウム、酸化シリコン、ジルコニア、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、酸窒化シリコンおよび酸窒化アルミニウムが含まれる。
【００２４】
金属膜９は、凹部７の表面のほか、半導体レーザ素子３０３を平面視した場合の凹部７の開口部の周縁部、例えば凹部７の開口端縁から、通常、０．５〜１μｍの位置まで延出している。このように、金属膜９は、半導体レーザ素子３０３を平面視したときに、第二クラッド層４の一部の上まで延出して配置されている。金属膜９の上記開口端縁からの延出位置は、フォトプロセスの精度に応じて適宜に決めることが可能である。また、金属膜９は、半導体レーザ素子３０３を平面視したときに、第二クラッド層４における凹部７から半導体レーザ素子３０３の外縁までの間の位置まで延出している。そして、電極層１０は、金属膜９上にも位置している。
【００２５】
凹部７における一端面６側の側面は、上記光導波路における第二端側の端において活性層３を横断する平面であり、誘電体膜８および金属膜９を活性層３の側からこの順に有している。このように上記側面は、活性層３を横断している反射面を構成している。この反射面は、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面よりも第一端側に位置している。このように、半導体レーザ素子３０３は、その第二端の端面よりも内側（一端面６側）に反射面を有している。
【００２６】
凹部７の側面は、半導体レーザ素子３０３におけるレーザ光の出射面となる一端面６と略平行である。ここで「略平行」とは、上記反射面が半導体レーザ素子３０３のレーザ光の所期の出力を実現するのに十分に機能する向きにあることを意味する。上記側面は、例えば、一端面６に対する角度が１０°以下となる向きで位置する。上記側面の一端面６に対する向きは、レーザ光の出力を高める（反射率の低下率を２０％以下に抑える）観点から２°以下であることが好ましく、平行であることがより好ましい。
【００２７】
半導体レーザ素子３０３は、一端面６を有する。一端面６は、上記光導波路における第一端側の端であり、前述したようにレーザ光の出射面となる。一端面６は、半導体レーザ素子を構成する結晶の集合体の劈開により形成された劈開面である。なお、前述の反射面は、上記光導波路の第二端側の端である。
【００２８】
一端面６は、端面コート膜１１で覆われている。端面コート膜１１は、半導体レーザ素子３０３の第一端の端面を覆う誘電体製の膜（誘導体膜）である。端面コート膜１１は、半導体レーザ素子３０３の端面の保護および反射率の制御の観点から配置される。たとえば、端面コート膜１１は、発生するレーザ光の上記出射面における反射率が、上記反射面のそれよりも低くなるように、形成されている。上記出射面および上記反射面におけるレーザ光の反射率は、例えば半導体レーザ素子の所期の性能に応じて適宜に決めることが可能である。
【００２９】
端面コート膜１１を構成する誘電体の例には、誘電体膜８で例示した誘電体の例が含まれる。端面コート膜１１を構成する誘電体は、誘電体膜８を構成する誘電体と同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００３０】
半導体レーザ素子３０３は、窓領域５をさらに有する。窓領域５は、上記光導波路の両端部に位置する、上記光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない領域である。窓領域５は、上記光導波路の両端部のほかに、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面と凹部７との間にも配置されている。窓領域５は、レーザ光を吸収した場合の熱で光導波路の端面が溶解してレーザが劣化することを防止するための部分である。窓領域５は、レーザの劣化防止の観点から、レーザ光の吸収が実質的にない領域であることが好ましい。
【００３１】
ここで半導体レーザ素子３０３は、第一の表面と第二の表面を有する半導体の基板１の第一の表面上に、第一クラッド層２、活性層３、第二クラッド層４がこの順で積層されてなる積層構造体を有し、当該積層構造中に光導波路構造を有している、とも言える。また、光導波路構造の両端には、第一のミラー（一端面６）および第二のミラー（反射面）が、互いに実質的に平行に配置されている、とも言える。
【００３２】
上記第一のミラーは、上記積層体構造の上面から基板１の第二の面に亘って実質的に平坦である。上記第二のミラーは、上記積層体構造の上面から第二クラッド層４を通って少なくとも第一クラッド層２にまで到達する凹部７の一つの面に構成されている。
【００３３】
凹部７は、上記第二のミラーに対向する側面（対向面）を有し、かつ、当該対向面は、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面から離間した位置に配置されている。上記第一のミラー側の凹部７の側面は、誘電体膜８で覆われており、誘電体膜８は、金属膜９で覆われている。このように、上記第二のミラーは、誘電体膜８と金属膜９がこの順で活性層３側から積層されて構成されている。そして、上記第一のミラーにおけるレーザ光の反射率は、上記第二のミラーにおけるそれの反射率よりも低い。
【００３４】
また、半導体レーザ素子３０３は、好ましくは、上記光導波路構造の両端に、その中央部よりも活性層３からのレーザ光の吸収率が低い窓領域５を有している。上記第一のミラーおよび第二のミラーは、窓領域５内に配置されていることがより好ましい。
【００３５】
半導体レーザ素子３０３の厚さ方向において、凹部７の深さおよび上記光導波路構造の厚さは、いずれも、半導体レーザ素子３０３の厚さよりも小さくすることができる。
【００３６】
また、金属膜９は、凹部７の少なくとも側面から上記積層構造体の上面に亘って形成される。そして、金属膜９は、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面から第一端側へ離れた位置に配置される。
【００３７】
また、半導体レーザ素子３０３は、上記第二のミラー面を含む凹部７の一部を覆い、さらに、金属膜９は、第二のミラー面上において、導電層である電極層１０を有している。電極層１０は、半導体レーザ素子３０３の前述の平面視構造における短手方向において、金属膜９よりも幅の大きさを有している。また、電極層１０は、少なくとも密着層と保護層（保護層／密着層）の二層構造で構成することができる。そして、電極層１０は、上記光導波路構造にキャリアを注入するための電極層１０を兼ねることができる。
【００３８】
［半導体レーザ素子の製造方法］
半導体レーザ素子３０３は、上記反射面の製造に係る工程以外は、公知の半導体レーザ素子と同様の方法によって製造することが可能である。たとえば、半導体レーザ素子３０３は、以下の方法によって製造することが可能である。
【００３９】
上記製造方法は、基板１上に、第一クラッド層２、活性層３および第二クラッド層４をこの順で有する素子素材の第二クラッド層４に、基板１の第一端から第二端まで延出する、光導波路となる部分を形成する工程（光導波路形成工程）を含む。この工程は、例えば後述の第一の工程によって行うことができる。図２の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図２の（ｂ）は、上記製造物を図２の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００４０】
上記素子素材は、例えば、一枚のウェハに多数形成されている。個々の素子素材において、上記光導波路となる部分の両端部には、当該光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない窓領域５が形成されている。窓領域５は、公知の方法によって作製することができ、例えば第二クラッド層４の結晶の表面から亜鉛（Ｚｎ）を拡散させることによって作製される。
【００４１】
上記素子素材は、いわゆるエアリッジ構造を有している。上記光導波路形成工程（第一の工程）では、第二クラッド層４に、基板１の第一端から第二端まで延出する、並列する二本の溝４Ａを形成する。上記光導波路となる部分は、上記半導体レーザ素子を平面視したときの二本の溝４Ａの間に位置する凸部４Ｂに含まれる。溝４Ａは、フォトリソグラフなどの公知の方法によって形成される。こうして、凸部４Ｂ（「レーザリッジ」あるいは「リッジ」とも言われる）および窓領域が形成されたウェハが作製される。
【００４２】
上記製造方法は、上記光導波路となる部分における第二端側の端部に、その深さ方向において少なくとも第二クラッド層４から第一クラッド層２に至る凹部７を形成する工程をさらに含む。この工程は、例えば後述の第二の工程および第三の工程によって行うことができる。図３の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第二の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図３の（ｂ）は、上記製造物を図３の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。また、図４の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第三の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図４の（ｂ）は、上記製造物を図４の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００４３】
上記凹部を形成する工程は、例えば、基板１の厚さ方向において活性層３を横断する深さの凹部７、例えば第二クラッド層４から基板１に到達する凹部７、を形成する工程である。まず、第二の工程において、エッチングしない部分をマスクするパターニングＰ１が第二クラッド層４上に形成される。次いで、第三の工程において、ドライエッチングにてパターンエッチングを行い、基板１の表面に到達する凹部７をエッチングによって形成する。次いで、第四の工程において、パターニングＰ１が除去される。
【００４４】
上記製造方法は、凹部７の側面における第一端側の活性層３が露出する部分を覆う誘電体膜８を形成する工程をさらに含む。この工程は、例えば後述の第四の工程、第五の工程および第六の工程によって行うことができる。図５の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第四の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図５の（ｂ）は、上記製造物を図５の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。また、図６の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第五の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図６の（ｂ）は、上記製造物を図６の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。さらに、図７の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第六の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図７の（ｂ）は、上記製造物を図７の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００４５】
上記誘電体膜を形成する工程は、例えば凹部７の表面を覆う誘電体膜８を形成する工程である。まず、第四の工程において、凹部７が形成された素子素材の表面に、例えば、電子サイクロトロン共鳴プラズマ化学蒸着（ＥＣＲプラズマＣＶＤ）法によって誘電体膜８が形成される。次いで、第五の工程において、パターニングＰ２が誘電体膜８上に形成される。パターニングＰ２は、凸部４Ｂの頂面における長手方向に沿う一部に対応する開口を有する。次いで、第六の工程において、パターニングＰ２が除去される。こうして、凸部４Ｂの頂面における長手方向に沿う一部が露出する。こうして、凸部４Ｂの上部を露出させるエッチングのためのパターニング、エッチングおよびパターニングの除去が行われる。
【００４６】
上記製造方法は、誘電体膜８を覆う金属膜９を形成する工程をさらに含む。この工程は、例えば後述の第七の工程および第八の工程によって行うことができる。図８の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第七の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図８の（ｂ）は、上記製造物を図８の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。また、図９の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第八の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図９の（ｂ）は、上記製造物を図９の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００４７】
上記金属膜を形成する工程は、例えば、凹部７における誘電体膜８を覆うとともに、凹部７の開口の周縁部を覆う金属膜９を形成する工程である。まず、第七の工程において、エッチングされた誘電体膜８上に、金属膜９を形成するためのパターニングＰ３が形成される。パターニングＰ３は、誘電体膜８に位置しており、平面視したときの形状が矩形の開口を有している。当該開口は、凹部７およびその周縁部を含んでいる。次いで、第八の工程において、パターニングＰ３を有する素子素材の表面に、例えば真空蒸着によって金属膜９が形成される。そして、パターニングＰ３が除去される。こうして、金属膜９を形成するためのパターニング、成膜およびパターニングの除去が行われる。
【００４８】
上記製造方法は、上記光導波路となる部分における第二クラッド層４上に電極層１０を形成する工程をさらに含む。この工程は、例えば後述の第九の工程によって行うことができる。図１０の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第九の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１０（ｂ）は、上記製造物を図１０の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。
【００４９】
上記電極層を形成する工程は、例えば、金属膜９上に、半導体レーザ素子を平面視したときに金属膜９を覆う導電膜を形成する工程である。第九の工程において、金属膜９が形成された上記素子素材上に、例えば真空蒸着によって電極層１０が形成される。電極層１０は、例えば金とチタンの二層構造を有している。まず、金の薄膜で形成され、次いでチタンの薄膜が形成されることにより、電極層１０が形成される。こうして、ｐ側電極であり、かつ金属膜９を固定する機能を兼ね備える電極層１０が形成される。
【００５０】
上記製造方法は、例えば、上記電極層が形成された半導体レーザ素子前駆体を洗浄する工程（洗浄工程）をさらに含む。半導体レーザ素子前駆体は、半導体レーザ素子の一製造過程における半製品である。洗浄工程における半導体レーザ素子前駆体は、上記の工程に供された素子素材であってもよいし、その集合体である素子ブロックであってもよいし、素子ブロックの集合体であるウェハであってよい。上記の洗浄工程は、例えば後述の第十の工程によって行うことができる。図１１の（ａ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第十の工程に供される製造物を模式的に示す斜視図である。前述したように、上記素子素材は、ウェハに形成されている。当該ウェハは、公知の方法によって洗浄される。こうして、素子素材は、ウェハの状態にて洗浄される。この洗浄によって、これまでの製造過程で生じ、素子素材に付着したごみが素子素材から除去される。
【００５１】
上記製造方法は、例えば、上記半導体レーザ素子前駆体の第一端側の端面を覆う端面コート膜を形成する工程をさらに含む。この工程における半導体レーザ素子前駆体は、半導体レーザ素子３０３の一端面６が形成されていればよく、前述の素子素材であってよいし、素子ブロックであってよい。上記の端面コート膜を形成する工程は、例えば後述の第十一の工程によって行うことができる。図１１の（ｂ）は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第十一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。上記ウェハから、複数の上記の素子素材が連なる素子ブロックＤＢ１が切り出される。素子ブロックＤＢ１は、矩形のブロックであり、いずれの素子素材における第一端の端面（出射面）となる一面を有している。第十一の工程において、上記一面上に、Ａｌ２Ｏ３などの誘電体の薄膜（端面コート膜１１）が、例えば前述のＥＣＲプラズマＣＶＤによって作製される。
【００５２】
上記製造方法は、半導体レーザ素子のブロック（素子ブロック）ＤＢ１から半導体レーザ素子３０３を切り取る工程をさらに含むことができる。この工程は、例えば後述の第十二の工程によって行うことができる。図１２は、半導体レーザ素子３０３の製造過程における第十二の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。第十二の工程において、素子ブロックＤＢ１は、公知の方法によって素子単位に切り取られる。こうして、半導体レーザ素子３０３が得られる。
【００５３】
以上に説明したように、上記製造方法は、基板１上の第一の表面に、第一クラッド層２、活性層３、第二クラッド層４をこの順に含み、例えばエピタキシャル成長によって形成された該積層体構造に、光導波路となる構造を形成する工程を含む。光導波路となる構造には、一定の幅で、活性層３のフォトルミネッセンス発光波長よりも波長の短い窓領域５が設けられる。
【００５４】
さらに、窓領域５内の表面側からエッチングにより凹部７を設け、凹部７における光導波路構造側の側面を、当該光導波路構造に略垂直なエッチドミラー（反射面）とする。そして、エッチドミラーは、当該側面に誘電体膜８を形成する工程と、誘電体膜８上に金属膜９を形成する工程とによって形成される。金属膜９が誘電体膜８上に形成されることにより、半導体レーザ素子３０３における金属膜９によるｐ側とｎ側との短絡が防止される。
【００５５】
もう一方の反射面（出射面）は、劈開により、光導波路に対して略垂直に形成される。そして、当該劈開ミラー上には、誘電体膜（端面コート膜１１）が形成される。レーザ光の主出射側（前面）は、レーザの放射パターンを安定化する為、高い精度で端面がフラットであることが必要である。反射面は、エッチングで形成されるため、劈開面に比べてその平面性が低くなることがある。出射面を劈開および誘電体の端面コート膜の形成によって形成することは、所望のレーザの光放射パターンに制御する観点からより好ましい。
【００５６】
金属膜９は、パターニングされてよい。また、金属膜９に追加して別種の金属膜（例えば二層構造の導電層である電極層１０）がさらに形成されてもよい。また、金属膜９は、前述したように、凹部７の内表面から開口の周縁部に至るまで形成されている。このように、金属膜９が反射面の端から凹部７の開口端縁を通って半導体レーザ素子の上面側に回り込むように配置されていることが好ましい。このような配置により、誘電体膜８に対する金属膜９の密着性がより高められ、金属膜９がより一層剥がれにくくなる。なお、金属膜９の金属材料は、レーザ光の反射率が安定している金（Ａｕ）であることが好ましい。
【００５７】
本実施の形態における上記の製造方法では、反射面の製造後に半導体レーザ素子前駆体を洗浄することができ、また、出射面の端面コート膜１１を単層で構成することができる。よって、半導体レーザ素子３０３は、完成時において、製造過程で発生するごみをほとんど有していない。よって、半導体レーザ素子３０３は、従来の半導体レーザ素子に比べて、上記ごみによる汚染および当該ごみによる信頼性の低下が抑制される。
【００５８】
［先行技術との対比］
ここで、従来の半導体レーザ素子およびその製造方法を説明する。図１４の（ａ）は、従来の半導体レーザ素子の一例の構成を模式的に示す斜視図である。図１４の（ｂ）は、上記半導体レーザ素子を図１４の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。半導体レーザ素子１００は、図１４の（ａ）および図１４の（ｂ）に示されるように、半導体レーザ素子における第二端の端面が反射面であり、かつ当該反射面が複数の誘電体膜の積層体で構成されている点で、実施形態の半導体レーザ素子３０３と異なる。
【００５９】
すなわち、従来の半導体レーザ素子１００は、基本的には、基板１、第一クラッド層２、活性層３、第二クラッド層４および電極層１０をこの順に有している。半導体レーザ素子１００における光導波路の両端には、窓領域５が形成されており、積層方向における窓領域５と電極層１０との間には、誘電体膜８が配置されている。半導体レーザ素子１００の第一端の端面は、誘電体製の端面コート膜１１で構成されており、第二端の端面は、誘電体多層膜２１で構成されている。
【００６０】
半導体レーザ素子１００は、以下の製造方法によって製造することができる。図１５の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第一の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１５の（ｂ）は、上記製造物を図１５の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。第一の工程では、前述の実施形態と同様にエアリッジ構造が作製される。
【００６１】
図１６の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第二の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１６の（ｂ）は、上記製造物を図１６の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。図１７の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第三の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１７の（ｂ）は、上記製造物を図１７の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。図１８の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第四の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１８の（ｂ）は、上記製造物を図１８の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。エアリッジ構造における凸部の上面の露出は、パターニングＰ１１を用いる以外は前述の実施形態のそれと同じである。また、露出した第二クラッド層４上に誘電体膜８を形成する方法は、前述の実施形態のそれと同じである。
【００６２】
図１９の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第五の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。図１９の（ｂ）は、上記製造物を図１９の（ａ）の線Ｌで切断した場合の切断面の構造を模式的に示す図である。電極層１０の作製は、誘電体膜８が形成された素子素材にそのまま電極層１０を作製する以外は、前述の実施形態のそれと同じである。
【００６３】
図２０の（ａ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第六の工程に供される製造物を模式的に示す斜視図である。半導体レーザ素子１００の製造では、第六の工程において、素子ブロックＤＢ２における半導体レーザ素子１００の第一端側の端面（出射面）側の面に、誘電体製の端面コート膜１１を一体に作製する。端面コート膜１１の作製法は、前述の実施形態におけるそれと同じである。
【００６４】
図２０の（ｂ）は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第七の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。第七の工程において、半導体レーザ素子１００の第二端の端面には、反射面として、誘電体の多層膜（誘電体多層膜２１）が作製されている。誘電体多層膜２１は、誘電体膜を複数回積層させることによって作製される。
【００６５】
図２１は、半導体レーザ素子１００の製造過程における第八の工程の製造物を模式的に示す斜視図である。両端面に上記のような誘電体膜を作製した後に、素子ブロックＤＢ２から半導体レーザ素子１００を切り取る。こうして、半導体レーザ素子１００が作製される。
【００６６】
［汚染防止のメカニズムの説明］
従来の半導体レーザ素子は、前述したように、前面（出射面）および後面（反射面）のいずれもが、例えば誘電体の蒸着による端面コート膜である。特に、従来の半導体レーザ素子では、その後面は、高反射率を実現するために、多層かつ厚膜の蒸着膜によって形成されている。後面の膜が多層かつ厚膜である分、誘電体が膜から剥がれることによるごみが発生しやすい。
【００６７】
ところで、自動車に搭載される半導体レーザ素子の使用環境が厳しい。また、光源の良否は、搭乗者の安全に関わりあることがある。そのため、個々の半導体レーザ素子の品質および信頼性を高めることが求められている。
【００６８】
たとえば、半導体レーザ素子の端面にごみが付着した場合、そのごみの材質などにより、半導体レーザ素子の著しい性能の低下を引き起こすことが懸念される。したがって、半導体レーザ素子の端面へのごみの付着を防止し、清浄な半導体レーザ素子を生産することが重要である。
【００６９】
半導体レーザ素子の出射面における発光部分は、一般に発光に伴って発熱が生じ、光ピンセット効果が存在する。このため、当該発行部分は、汚染を引き付けると考えられる。また製造時のみならず、半導体レーザ素子の利用時にも清浄に保たれることが求められる。なお、性能の低下とは、例えば半導体レーザ素子の信頼性の低下であり、レーザ発光パターンが変化することを言う。
【００７０】
半導体レーザ素子における上記ごみの例には、端面コート膜を由来とするごみ、および、当該素子に吸着している製造過程を由来とするごみ、が含まれる。当該ごみを半導体レーザ素子から除去するためには、理想的には、上記ウェハから個々の半導体レーザ素子を切り離した後に当該素子を洗浄することが望ましい。しかしながら、個々の半導体レーザ素子をシート上に固定し、洗浄することは、コスト面および技術面で大きな負担となる。したがって、まずはごみの発生を抑制し、半導体レーザ素子の端面（出射面）における発光部分を清浄な状態に維持することが重要である。
【００７１】
本実施形態の半導体レーザ素子３０３の製造では、光導波路における出射側の端面（出射面）は、誘電体の蒸着による端面コート膜１１で構成され、光導波路における出射側とは反対側の端面（反射面）は、誘電体膜８と金属膜９との積層構造によって構成される。
【００７２】
反射面は、その表面側に金属膜９が位置する。よって、半導体レーザ素子３０３を上記ウェハまたは素子ブロックＤＢ１から切り分ける前に洗浄することにより、製造過程で付着したごみを半導体レーザ素子の素子ブロックＤＢ１から除去することが可能である。出射面は、誘電体の膜で構成されているが、出射面の反射率は低く、出射面の膜厚は薄い。よって、端面コート膜は剥がれにくい。よって、本実施形態の半導体レーザ素子３０３は、従来の半導体レーザ素子１００に比べると、誘電体製の膜の剥がれにより発生するごみを大幅に、例えば半分以下に低減することができる。
【００７３】
このように、本実施形態では、膜剥がれにより発生するごみを半分以下に低減可能であり、また、半導体レーザ素子の製造過程におけるウェハまたは素子ブロックの状態で洗浄することが可能であるため、上記ごみを低減することが可能である。
【００７４】
ごみの低減は、複数色の、例えば赤色レーザと青色レーザを同一の半導体レーザ素子に配置した複合的な半導体レーザ素子において、青色レーザの端面へのごみの吸着を低減することを可能とする。よって、ディスプレイ用あるいはプロジェクタ用の高性能のＲＧＢ素子として上記半導体レーザ素子を使用し、生産することが可能となる。
【００７５】
また、前述したように、自動車搭載用の半導体レーザ素子では、当該素子由来のごみの発生は、当該素子の周辺の電子部品に重大な影響を与える可能性がある。このため、上記ごみの低減は重要である。本実施形態の半導体レーザ素子は、ごみの発生を抑制可能であることから、自動車搭載用の半導体レーザ素子として有利である。
【００７６】
前述したように、本実施形態の半導体レーザ素子の製造では、端面のコートの回数を、従来の半導体レーザ素子の製造のそれに比べて半分かそれ以下に減らすことが可能である。よって、蒸着時の誘電体の付着による汚染が低減する。
【００７７】
また、従来の半導体レーザ素子の製造では、素子素材の第一端の端面に蒸着によって誘電体の膜を成膜している間に、放置されている第二端の端面において酸化が進行することがある。この酸化により、例えば第二端の端面における成膜性が低下し、膜の剥がれを生じることにより、半導体レーザ素子の信頼性が低下することがある。しかしながら、本実施形態では、半導体レーザ素子の第一端の端面には単層の誘電体膜である端面コート膜が形成され、第二端の端面には誘電体の膜が形成されなくてよい。
【００７８】
このように本実施形態では、端面での誘電体の蒸着による成膜の回数が半減し、かつ誘電体の膜が形成されるべき端面の酸化が防止される。よって、本実施形態によれば、また、端面の成膜は、第一端の端面での成膜の一回でよいことから、当該成膜の材料および工数の低減が期待される。
【００７９】
本実施形態の半導体レーザ素子は、フレームレーザなどの、当該半導体レーザ素子を有する発光装置に用いることができる。
【００８０】
［発光装置］
図１３は、本発明の一実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す斜視図である。フレームレーザ（発光装置）３００は、図１３に示されるように、レーザパッケージ３０１、コリメータレンズホルダー３０２、半導体レーザ素子３０３、ステム３０４、サブマウント３０５およびコリメータレンズ３０６を有している。
【００８１】
レーザパッケージ３０１は、半導体レーザ素子３０３およびその他の光学部品を収容するための筐体である。コリメータレンズホルダー３０２は、半導体レーザ素子３０３から出射されるレーザ光の光束を所期の方向へ制御するための孔またはスリットを有する器具である。ステム３０４は、ワイヤのパッドである。ステム３０４は、半導体レーザ素子３０３とワイヤによって電気的に接続されている。サブマウント３０５は、半導体レーザ素子３０３を支持する基部である。サブマウント３０５は、例えば誘電体で構成されている。半導体レーザ素子３０３は、凸部４Ｂをサブマウント３０５に向けて、いわゆるジャンクションダウンの位置でＡｕＳｎなどの接着材によってサブマウント３０５に貼り付けられている。コリメータレンズ３０６は、半導体レーザ素子３０３から発振されるレーザ光の光路上に配置されている。
【００８２】
このように、フレームレーザ３００は、半導体レーザ素子に前述の実施形態の素子を用いる以外は、公知のフレームレーザと同様に構成される。
【００８３】
半導体レーザ素子３０３は、前述の説明から明らかなように、凸部４Ｂにおける光導波路に対応する部分（特に「前方凸部」とも言う）の周囲に前方凸部と同等の高さを有する構造を有している。すなわち、半導体レーザ素子３０３は、上記前方凸部と同じ高さの構造（例えば、溝４Ａにおける凸部４Ｂの対岸の部分など）、あるいは前方凸部より高い構造（例えば、凸部４Ｂの凹部７よりも第二端側の部分（特に「後方凸部」とも言う）など）を有している。よって、半導体レーザ素子３０３がジャンクションダウンでサブマウント３０５に実装された場合に、前方凸部に加わる応力が上記の構造へ拡散する。よって、フレームレーザ３００における半導体レーザ素子３０３の上記配置によれば、光導波路に対応する前方凸部に対するダメージの低減が期待される。
【００８４】
上記後方凸部の長さ（半導体レーザ素子３０３の長手方向における長さ）は、前述のウェハから素子ブロックへの分離のための切断を可能とするのに十分に長いことが好ましく、ウェハの利用効率の観点から、短いほど好ましい。このような観点から、上記後方凸部の長さは、例えば１０〜１５μｍであることが好ましい。
【００８５】
なお、凹部７の長さ（半導体レーザ素子３０３の長手方向における長さ）は、誘電体膜８と金属膜９を形成可能とするのに十分に長いことが好ましく、ウェハの利用効率の観点から、短いほど好ましい。このような観点から、凹部７の長さは、前述したように、例えば５〜２０μｍであることが好ましい。
【００８６】
フレームレーザ３００において、より具体的には、半導体レーザ素子３０３は、赤色レーザ用の素子であってよい。この場合、各部の材料について、基板１はＧａＡｓであってよく、第一クラッド層２および第二クラッド層４はそれぞれＡｌＧａＩｎＰであってよく、活性層３はＩｎＧａＡｓであってよく、上記光導波路の両端部には窓領域５を有していてよい。また、誘電体膜８はＳｉＯ２であってよく、金属膜９はＡｕであってよく、電極層１０はＴｉ／Ａｕの積層体であってよく、端面コート膜１１はＡｌ２Ｏ３であってよい。この半導体レーザ素子３０３の一端面６における赤色レーザ光（波長約８３０ｎｍ）の反射率は、５％以下である。上記の構成を有するフレームレーザ３００は、例えば、自動車の自動運転用のセンサに適用される。
【００８７】
〔変形例〕
本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子および発光装置は、前述した実施形態の効果が得られる範囲において、他の構成をさらに含んでいてもよいし、一部の構成が他の構成に置き換えられていてもよい。
【００８８】
たとえば、上記半導体レーザ素子は、金属膜上に配置されている導電膜をさらに有していてもよい。この導電膜は、前述したように電極層を兼ねていてもよいし、電極層とは別に形成されていてもよい。当該導電膜も、上記電極層と同様に、密着層および保護層をこの順で有していてよく、上記保護層の材料は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、ＮｉおよびＰｔからなる群から選択される少なくとも一つの材料であってよい。
【００８９】
なお、電極層は、密着層と保護層との積層構造に限定されず、例えば金属の単層であってもよい。
【００９０】
また、上記反射面は、少なくとも上記活性層を横断する面であれば、凹部における第一端側の側面でなくてもよい。たとえば、上記反射面は、上記素子素材に形成された貫通孔の壁面であってもよい。
【００９１】
また、上記凹部は、その形成時に少なくとも活性層が露出する深さを有していてればよい。たとえば、凹部は、第二クラッド層から第一クラッド層の表面までの深さを有していてもよい。このように、凹部は、第二クラッド層から、第一クラッド層の表面と基板内との間の任意の位置までの深さを有していてよい。
【００９２】
また、半導体レーザ素子の製造において、洗浄工程における洗浄の対象物は、電極層１０を形成した後のウェハに限られず、製造過程で発生したごみの除去が可能は範囲において、任意のタイミングで行うことが可能である。たとえば、洗浄工程における洗浄の対象物は、ウェハから切り離された素子ブロックであってもよい。この場合、洗浄工程は、端面コート層を形成する前であってもよいし、形成した後であってもよい。
【００９３】
また、本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法は、前述の実施形態の効果が得られる範囲において、前述以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。たとえば、上記製造方法は、基板上の第一の表面に、第一クラッド層、活性層、第二クラッド層をこの順に含んだ積層体構造を、例えばエピタキシャル成長によって形成する工程をさらに含んでいてもよい。
【００９４】
また、上記製造方法は、第一クラッド層側、例えば基板における第一クラッド層とは反対側の表面に、ｎ側の電極層を形成する工程を任意の時期にさらに含んでいてよい。ｎ側の電極層の材料の例には、金、錫およびこれらの合金が含まれる。
【００９５】
また、上記発光装置（フレームレーザ）は、半導体レーザ素子をサブマウント上にジャンクションダウンの位置で配置されているが、ジャンクションアップの位置で配置されていてもよい。
【００９６】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る半導体レーザ素子３０３は、第一クラッド層２、活性層３、第二クラッド層４および電極層１０をこの順で有する半導体レーザ素子３０３であって、半導体レーザ素子３０３における第一端の端面（一端面６）に向けて半導体レーザ素子３０３における第二端の端面よりも内側から延出している光導波路と、当該光導波路における上記第二端側の端に配置されている、活性層３を横断している反射面と、を有し、当該反射面は、誘電体膜８および金属膜９を活性層３の側からこの順に有する。
【００９７】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子３０３の端面とは別に上記反射面が形成される。このため、端面における多層の誘電体膜による反射面が不要である。また、端面の成膜に先立って反射面を形成することが可能であるので、端面の成膜によるごみの付着が抑制される。よって、上記構成によれば、半導体レーザ素子３０３において、製造過程に由来する汚染を十分に抑制可能な高い信頼性を実現することができる。
【００９８】
本発明の態様２に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１において、金属膜９が、半導体レーザ素子３０３を平面視したときに、上記反射面から第二クラッド層４の一部の上まで延出していてもよい。
【００９９】
上記の構成によれば、金属膜９が半導体レーザ素子３０３に対してより一層係止しやすい。よって、上記の構成によれば、誘電体膜８に対する金属膜９の密着性を高める観点からより効果的である。
【０１００】
本発明の態様３に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１または２において、半導体レーザ素子３０３が、上記第二端の端面よりも内側に凹部７をさらに有し、上記反射面が、凹部７における半導体レーザ素子３０３の上記第一端側の側面であってもよい。
【０１０１】
上記の構成によれば、エッチングなどの公知の方法によって上記反射面をより一層簡易かつ精密に作製することができる。
【０１０２】
本発明の態様４に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様３の態様において、金属膜９が、半導体レーザ素子３０３を平面視したときに、第二クラッド層４における上記反射面または凹部７から上記半導体レーザ素子３０３の外縁までの間の位置まで延出していてもよい。
【０１０３】
上記の構成によれば、金属膜９による短絡を防止するとともに誘電体膜８に対する金属膜９の密着性を高める観点からより一層効果的である。
【０１０４】
本発明の態様５に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様３または４の態様において、凹部７が、第二クラッド層４から少なくとも第一クラッド層２に至る深さを有していてもよい。
【０１０５】
上記の構成によれば、凹部７の深さ方向において、上記反射面が活性層３を確実に横断する。また、第二クラッド層４から第一クラッド層２までは、通常、同じ方法または条件で凹部７を形成することが可能である。よって、上記の構成によれば、凹部７をより確実かつ簡易に形成することができる。
【０１０６】
本発明の態様６に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１〜５のいずれかの態様において、一端面６が劈開面であってもよい。
【０１０７】
上記の構成によれば、出射面の反射率をより容易に制御することができる。
【０１０８】
本発明の態様７に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１〜６のいずれかの態様において、一端面６を覆う誘電体膜（誘電体製の端面コート膜１１）をさらに有していてもよい。
【０１０９】
上記の構成によれば、光導波路の出射面における反射率をより一層容易に制御することができる。
【０１１０】
本発明の態様８に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１〜７のいずれかの態様において、上記光導波路の両端部に当該光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない窓領域５をさらに有していてもよい。
【０１１１】
上記の構成によれば、レーザの出射に伴う活性層３の溶融が抑制され、半導体レーザ素子３０３の耐久性および信頼性をより一層高めることができる。
【０１１２】
本発明の態様９に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１〜８のいずれかの態様において、電極層１０が金属膜９上にも配置されていてもよい。
【０１１３】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子３０３における金属膜９および電極層１０の密着性をより高めることができる。
【０１１４】
本発明の態様１０に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様９の態様において、電極層１０が、金属膜９側から密着層および保護層をこの順で有し、当該保護層の材料は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、ＮｉおよびＰｔからなる群から選択される少なくとも一つの材料であってもよい。
【０１１５】
上記の構成によれば、金属膜９と電極層１０との間の密着性と電極層１０の耐久性とをより一層高めることができる。
【０１１６】
本発明の態様１１に係る半導体レーザ素子３０３は、上記態様１〜１０のいずれかの態様において、金属膜９の金属がＡｕ、ＡｌおよびＡｇからなる群から選択される少なくとも一つの金属であってもよい。
【０１１７】
上記の構成によれば、上記反射面における反射率の安定性をより一層高めることができる。
【０１１８】
本発明の態様１２に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、基板１上に、第一クラッド層２、活性層３および第二クラッド層４をこの順で有する素子素材の第二クラッド層４に、基板１の第一端から第二端まで延出する、光導波路となる部分を形成する工程と、上記光導波路となる部分における第二端側の端部に、第二クラッド層４に開口するとともに活性層３を横断する凹部７を形成する工程と、凹部７の側面における上記第一端側の、活性層３が露出する部分を覆う誘電体膜８を形成する工程と、誘電体膜８を覆う金属膜９を形成する工程と、上記光導波路となる部分における第二クラッド層４上に電極層１０を形成する工程と、を含む。
【０１１９】
上記の構成によれば、凹部７内に反射面が形成されるので、半導体レーザ素子３０３における第二端の端面に反射面を形成する必要がない。また、反射面は、凹部７内に形成されるので、端面の成膜に由来するごみが付着しにくい。よって、上記の構成によれば、製造過程に由来する汚染を十分に抑制可能な、高い信頼性を有する半導体レーザ素子３０３を製造することができる。
【０１２０】
本発明の態様１３に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２において、上記素子素材が、上記光導波路となる部分の両端部に、当該光導波路の中央部よりもレーザ光の吸収が少ない窓領域５をさらに含んでいてもよい。
【０１２１】
上記の構成によれば、レーザの出射に伴う活性層３の溶融がより抑制される。よって、より高い耐久性および信頼性を有する半導体レーザ素子３０３を製造することができる。
【０１２２】
本発明の態様１４に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２または１３において、上記誘電体膜８を形成する工程が、凹部７の表面を覆う誘電体膜８を形成する工程であり、金属膜９を形成する工程が、凹部７における誘電体膜８を覆うとともに、凹部７の開口の周縁部を覆う金属膜９を形成する工程であってもよい。
【０１２３】
上記の構成によれば、半導体レーザ素子３０３に対するより高い密着性を有する金属膜９を作製することができ、かつ、金属膜９による短絡を防止することができる反射面を凹部７内により簡易に製造することができる。
【０１２４】
本発明の態様１５に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２〜１４のいずれかの態様において、凹部７を形成する工程では、第二クラッド層４から少なくとも第一クラッド層２に至る深さを有する凹部７を形成してもよい。
【０１２５】
上記の構成によれば、凹部７が活性層３を確実に横断するので、活性層３を横断する反射面をより確実に製造することができる。また、上記の構成によれば、第二クラッド層４から第一クラッド層２に至る凹部７は、通常、同じ方法または条件で凹部７を形成することが可能であるので、凹部７をより確実かつ簡易に形成することができる。
【０１２６】
本発明の態様１６に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２〜１５のいずれかの態様において、電極層１０を形成する工程では、金属膜９上にも位置する電極層１０を形成してもよい。
【０１２７】
上記の構成によれば、金属膜９および電極層１０の間においてより高い密着性を有する半導体レーザ素子３０３を製造することができる。
【０１２８】
本発明の態様１７に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２〜１６のいずれかの態様において、電極層１０が形成された半導体レーザ素子前駆体の一端面６を覆う誘電体膜（端面コート膜１１）を形成する工程をさらに含んでいてもよい。
【０１２９】
上記の構成によれば、光導波路の出射面における反射率をより一層容易に制御することができる。
【０１３０】
本発明の態様１８に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２〜１７のいずれかの態様において、電極層１０が形成された半導体レーザ素子前駆体を洗浄する工程をさらに含んでいてもよい。
【０１３１】
上記の構成によれば、製造過程で上記前駆体に付着したごみを当該前駆体から除去することができる。よって、より高い信頼性を有する半導体レーザ素子３０３を製造することができる。
【０１３２】
本発明の態様１９に係る半導体レーザ素子３０３の製造方法は、上記態様１２〜１８のいずれかの態様において、上記光導波路となる部分を形成する工程が、第二クラッド層４に、基板１の上記第一端から上記第二端まで延出する、並列する二本の溝を形成する工程であり、上記光導波路となる部分が、上記半導体レーザ素子３０３を平面視したときの上記二本の溝の間に位置する凸部に含まれてもよい。
【０１３３】
上記の構成によれば、出射面における発行位置をより簡易に制御、決定される半導体レーザ素子３０３を製造することができる。また、上記構成により製造される半導体レーザ素子３０３は、上記凸部および溝を基体に向けて実装された場合に、上記溝間の凸部と、上記溝の両側部とによって支持される。よって、上記の構成によれば、上記凸部が半導体レーザ素子３０３への応力がより緩和される半導体レーザ素子３０３を製造することができる。
【０１３４】
本発明の態様２０に係る発光装置（フレームレーザ３００）は、上記態様１〜１１のいずれかの態様の半導体レーザ素子３０３を有する。
【０１３５】
上記の構成によれば、より高い信頼性を有する発光装置を実現することができる。
【０１３６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  基板
２  第一クラッド層
３  活性層
４  第二クラッド層
４Ａ  溝
４Ｂ  凸部
５  窓領域
６  一端面
７  凹部
８  誘電体膜
９  金属膜
１０  電極層
１１  端面コート膜
２１  誘電体多層膜
１００、３０３  半導体レーザ素子
３００  フレームレーザ
３０１  レーザパッケージ
３０２  コリメータレンズホルダー
３０４  ステム
３０５  サブマウント
３０６  コリメータレンズ
ＤＢ１、ＤＢ２  素子ブロック
Ｌ  切断面の位置を示す線
Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ１１  パターニング
【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】
2019125738.tif 000017
【図１６】
2019125738.tif 000018
【図１７】
2019125738.tif 000019
【図１８】
2019125738.tif 000020
【図１９】
2019125738.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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