(57)【要約】【課題】窒化物系半導体レーザ素子のレーザ特性が不安定になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】この窒化物系半導体レーザ素子１００は、窒化物系半導体層の[０００１]方向に対して略平行に延びる導波路と、導波路の前端に位置し、窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる光出射面１２と、導波路の後端に位置し、窒化物系半導体層の略（０００１）面からなる光反射面１３とを備え、光出射面１２から出射されるレーザ光の強度が、光反射面１３から出射されるレーザ光の強度よりも大きくされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物系半導体層の[０００１]方向に対して略平行に延びる導波路と、
前記導波路の前端に位置し、前記窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面と、
前記導波路の後端に位置し、前記窒化物系半導体層の略（０００１）面からなる後端面とを備え、
前記前端面側から出射されるレーザ光の強度が、前記後端面側から出射されるレーザ光の強度よりも大きくされている、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記前端面の表面上および前記後端面の表面上にそれぞれ設けられ、誘電体からなる第１反射膜および第２反射膜をさらに備え、
少なくとも前記前端面の表面上に設けられる前記第１反射膜は、実質的に酸素を含まない、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記前端面および前記後端面の前記導波路が形成される領域以外の領域に凹凸が設けられている、請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項４】
基板上に窒化物系半導体素子層を成長させる工程と、
前記窒化物系半導体素子層に、[０００１]方向に対して略平行に延びる導波路を形成する工程と、
前記導波路の前端に、前記窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面を形成する工程と、
前記導波路の後端に、前記窒化物系半導体層の略（０００１）面からなる後端面を形成する工程とを備え、
前記窒化物系半導体層の[０００１]方向に対して略垂直な方向と、前記基板の法線方向とが略一致しており、
前記前端面側から出射されるレーザ光の強度が、前記後端面側から出射されるレーザ光の強度よりも大きくされている、窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記前端面および前記後端面の前記導波路が形成される領域以外の領域に、凹凸を設ける工程をさらに備える、請求項４に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記前端面および前記後端面を形成する工程は、前記前端面および前記後端面のうちの少なくとも一方をエッチングによって形成する工程を含む、請求項４または５に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記前端面および前記後端面のうちの少なくとも一方に対して、清浄化を行う工程をさらに備える、請求項４〜６のいずれか１項に記載の窒化物系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、窒化物系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】
従来、窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法が知られている（たとえば特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１および２には、活性層の主面の面方位を、（１１−２０）面や（１−１００）面などの略（Ｈ，Ｋ，−Ｈ−Ｋ，０）面（ここで、Ｈ、Ｋのうち、少なくとも一方が０ではない整数）により構成することによって、活性層に発生するピエゾ電場を低減することが可能であるとともに、発光効率を大きくすることが可能な窒化物系半導体レーザ素子が記載されている。この特許文献１および２に記載の窒化物系半導体レーザ素子では、（０００１）面と（０００−１）面とを一対の共振器面とすることによって、窒化物系半導体レーザ素子の利得を大きくすることが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３０４９７号公報
【特許文献２】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ                      Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．９，２００７，                          ｐｐ．Ｌ１８７−Ｌ１８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示された窒化物系半導体レーザ素子では、一対の共振器面の一方の（０００１）面はＧａ極性面であるとともに、他方の（０００−１）面はＮ極性面であり、たとえば（０００１）面を主たるレーザ出射面にして長時間動作させた場合、（０００１）面にＧａを含む酸化膜が形成されるという不都合がある。これにより、長時間動作に伴い、（０００１）面の反射率が徐々に変化する。この結果、窒化物系半導体レーザ素子を長時間動作させた場合に、レーザ特性が不安定になるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、窒化物系半導体レーザ素子のレーザ特性が不安定になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明者が鋭意検討した結果、窒化物系半導体レーザ素子のレーザ出射面を（０００−１）面とすることによって、長時間動作時のレーザ素子の安定性を向上させることができることを見出した。すなわち、この第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、窒化物系半導体層の[０００１]方向に対して略平行に延びる導波路と、導波路の前端に位置し、窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面と、導波路の後端に位置し、窒化物系半導体層の略（０００１）面からなる後端面とを備え、前端面側から出射されるレーザ光の強度が、後端面側から出射されるレーザ光の強度よりも大きくされている。
【０００８】
この第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、導波路の前端に位置し、窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面を備えることによって、最外層がガリウム（Ｇａ）原子層になりやすい略（０００１）面と異なり、最外層が窒素（Ｎ）原子層となりやすい略（０００−１）面は、略（０００１）面と比べて酸化されにくいので、主たるレーザ光出射面である略（０００−１）面が酸化により劣化することを抑制することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子のレーザ特性が不安定になるのを抑制することができる。ここで、前端面側から出射されるレーザ光の強度を、後端面側から出射されるレーザ光の強度よりも大きくするために、たとえば、前端面側の反射率は、後端面側の反射率よりも低くされる。前端面側の反射率を後端面側の反射率よりも低くするためには、前端面および後端面の少なくとも一方に誘電体多層膜を形成する。たとえば、前端面に反射防止膜を形成するか、後端面に反射膜を形成する。前端面に反射防止膜を形成し、かつ、後端面に反射膜を形成することが、さらに望ましい。
【０００９】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、前端面の表面上および後端面の表面上にそれぞれ設けられ、誘電体からなる第１反射膜および第２反射膜をさらに備え、少なくとも前端面の表面上に設けられる第１反射膜は、実質的に酸素を含まない。このように構成すれば、第１反射膜が実質的に酸素を含まないので、少なくとも第１反射膜と接する前端面が酸化されるのを抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、前端面および後端面の導波路が形成される領域以外の領域に凹凸が設けられている。このように構成すれば、凹凸により、前端面および後端面の表面積が増加するので、たとえば、窒化物系半導体レーザ素子をパッケージ等の部材に気密封止した場合に、パッケージの中に存在する酸素量が有限であることにより、表面積が増加した分、前端面および後端面の導波路が形成される領域が酸化される度合いを小さくすることができる。
【００１１】
この第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に窒化物系半導体素子層を成長させる工程と、窒化物系半導体素子層に、[０００１]方向に対して略平行に延びる導波路を形成する工程と、導波路の前端に、窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面を形成する工程と、導波路の後端に、窒化物系半導体層の略（０００１）面からなる後端面を形成する工程とを備え、窒化物系半導体層の[０００１]方向に対して略垂直な方向と、基板の法線方向とが略一致しており、前端面側から出射されるレーザ光の強度が、後端面側から出射されるレーザ光の強度よりも大きくされている。
【００１２】
この第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、導波路の前端に、窒化物系半導体層の略（０００−１）面からなる前端面を形成する工程を備えることによって、最外層がガリウム（Ｇａ）原子層になりやすい略（０００１）面と異なり、最外層が窒素（Ｎ）原子層となりやすい略（０００−１）面は、略（０００１）面と比べて酸化されにくいので、主たるレーザ光出射面である略（０００−１）面が酸化により劣化することを抑制することができる。これにより、レーザ特性が不安定になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。
【００１３】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、前端面および後端面の導波路が形成される領域以外の領域に、凹凸を設ける工程をさらに備える。このように構成すれば、凹凸により、前端面および後端面の表面積が増加するので、たとえば、窒化物系半導体レーザ素子をパッケージ等の部材に気密封止した場合に、パッケージの中に存在する酸素量が有限であることにより、表面積が増加した分、前端面および後端面の導波路が形成される領域が酸化される度合いを小さくすることができる。
【００１４】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、前端面および後端面を形成する工程は、前端面および後端面のうちの少なくとも一方をエッチングによって形成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、前端面および後端面の導波路が形成される領域以外の領域に、凹凸を設けることができる。
【００１５】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、前端面および後端面のうちの少なくとも一方に対して、清浄化を行う工程をさらに備える。このように構成すれば、前端面および後端面に吸着した原子・分子を除去できるので、窒化物系半導体レーザ素子のレーザ特性が不安定になるのをより抑制することができる。ここで、プラズマやオゾンなどを端面に照射することにより、端面を清浄化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の窒化物系半導体レーザ素子の概略的な構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と平行な面における断面図である。図２は、図１に示した窒化物系半導体レーザ素子の概略的な構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と垂直な面における断面図である。図１および図２を参照して、まず、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明の窒化物系半導体レーザ素子１００の概念について説明する。
【００１８】
本発明の窒化物系半導体レーザ素子１００では、図１に示すように、基板１の上面上に第１半導体層２が形成されている。なお、第１半導体層２は、たとえばＧａＮからなるバッファ層である。また、第１半導体層２の上面上には、第１クラッド層３が形成されている。また、第１クラッド層３の上面上には、発光層４が形成されている。なお、第１クラッド層３は、発光層４よりもバンドギャップが大きい窒化物系半導体から形成されている。また、第１クラッド層３と発光層４との間に、第１クラッド層３と発光層４との中間のバンドギャップを有する光ガイド層を形成してもよい。
【００１９】
また、発光層４の上面上には、第２半導体層５が形成されている。なお、第２半導体層５は、発光層４よりもバンドギャップが大きい第２クラッド層などから形成されている。また、第２半導体層５は、第１半導体層２と反対の導電型を有している。また、第１クラッド層３および第２半導体層５（第２クラッド層）は、特に、ＧａＮや、ＡｌＧａＮなどが用いられる。また、発光層４と第２半導体層５との間に、発光層４と第２半導体層５との中間のバンドキャップを有する光ガイド層を形成してもよい。
【００２０】
また、図２に示すように、第２半導体層５の上面上には、コンタクト層６が形成されている。コンタクト層６は、第２半導体層５よりもバンドギャップが小さいことが望ましい。また、第２半導体層５とコンタクト層６とから形成されるリッジ部の側面には、電流と光とを発光領域に閉じ込めるためのＳｉＯ２などの誘電体からなる電流ブロック層７が形成されている。また、コンタクト層６の上面上には、オーミック電極８が形成されている。また、電流ブロック層７およびオーミック電極８の上面上には、パッド電極９が形成されている。また、基板１の下面上には、ｎ側電極１０が形成されている。
【００２１】
また、発光層４は、アンドープの場合や、Ｓｉなどがドーピングされていてもよく、発光層４の材料としては、特に、ＩｎＧａＮなどが用いられる。また、発光層４は、単層、単一量子井戸（ＳＱＷ）または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。
【００２２】
ここで、発光層４の主面の面方位は、（１１−２０）面や、（１−１００）面などの、略（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面（ここで、ＨおよびＫの少なくともいずれか一方が０ではない整数）から構成されている。これにより、発光層４に発生するピエゾ電場を低減することが可能になるので、第１半導体層２、第１クラッド層３、発光層４、第２半導体層５およびコンタクト層６からなる半導体レーザ素子部１１（図２参照）における発光効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、図１および図２に示すように、半導体レーザ素子部１１には、第２半導体層５とコンタクト層６とからなるリッジ部によって、導波路構造が形成されている。また、図示しないが、導波路構造の形成方法は、リッジ部を形成する方法に限らず、埋め込みヘテロ構造などにより、導波路構造を形成してもよい。
【００２４】
また、この導波路構造は、略［０００１］方向に平行に形成されており、導波路の前面側には、第１半導体層２、第１クラッド層３、発光層４、第２半導体層５およびコンタクト層６の側端面からなる光出射面（前端面）１２を有する。また、導波路の後面には、第１半導体層２、第１クラッド層３、発光層４、第２半導体層５およびコンタクト層６の側端面からなる光反射面（後端面）１３を有している。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、光出射面１２は、Ｖ族元素の極性のたとえば窒素（Ｎ）極性を有する略（０００−１）面からなるとともに、光反射面１３は、III族元素の極性のたとえばガリウム（Ｇａ）極性を有する略（０００１）面からなるように構成されている。ここで、光出射面１２と光反射面１３とは、ドライエッチングなどのエッチングや、劈開や研磨により形成される。または、選択成長により形成されたファセットを光出射面１２と光反射面１３としてもよい。また、光出射面１２と光反射面１３とを同じ方法によって形成してもよく、別の方法によって形成してもよい。たとえば、選択成長によるファセットを光出射面１２とし、光反射面１３をエッチングによって形成してもよい。また、第１実施形態では、半導体レーザ素子部１１は、光出射面１２から出射されるレーザ光の強度が、光反射面１３から出射されるレーザ光の強度よりも大きくなるように構成されている。
【００２６】
なお、光出射面１２と光反射面１３とのうちの少なくとも一方を劈開により形成する場合、発光層４の主面は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面から±約０．３度の範囲の面方位とするのが望ましい。また、劈開により形成された光出射面１２および光反射面１３は、それぞれ、（０００−１）面および（０００１）面から約±０．３度の範囲の面方位とするのが望ましい。また、光出射面１２および光反射面１３の両方をエッチングや研磨や選択成長などの劈開以外の方法によって形成することが可能である。また、エッチングにより光出射面１２および光反射面１３を形成する場合、光出射面１２および光反射面１３を別々の工程で形成してもよい。このとき、光出射面１２を形成する場合のドライエッチングの条件と、光反射面１３を形成する場合のドライエッチングの条件とを変えることが好ましい。
【００２７】
また、図１に示すように、光出射面１２の表面上および光反射面１３の表面上には、それぞれ、たとえばＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などからなる第１誘電体膜１４および第２誘電体膜１５が形成されている。ここで、本発明では、光出射面１２から出射されるレーザ光の強度が、光反射面１３から出射されるレーザ光の強度よりも大きくなるように構成されている。この目的のため、光反射面１３の第２誘電体膜１５は、光出射面１２の第１誘電体膜１４よりも反射率が高くなるように形成されている。ここで、本発明者は、光出射面１２および第１誘電体膜１４の界面と、光反射面１３および第２誘電体膜１５の界面とは、レーザ素子を長時間駆動させると酸化されることを種々の実験から見出した。ここで、Ｇａ極性を有する（０００１）面は、Ｇａ原子が最上層となりやすく、これとは逆のＮ極性を有する（０００−１）面は、Ｎ原子が最上層となりやすいので、（０００−１）面は、（０００１）面よりも酸化されにくい。その結果、（０００−１）面を光出射面１２とすることにより、レーザ光の光出射面１２が酸化により劣化することを抑制することができるので、長期間安定したレーザ特性を得ることが可能となる。
【００２８】
また、高出力レーザ素子を実現するためには、光出射面１２と光反射面１３とに、たとえばＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などの酸化膜からなる誘電体膜を積層し、反射率制御を行うことが一般的である。光反射面１３には、屈折率の異なる２つの層を交互に積層することにより、レーザ素子の内部に向かう反射率を高めることが可能となる。これにより、光出射面１２での光の強度を高めることが可能となる一方、光強度が高くなることにより、光化学反応によって光出射面１２の酸化が促進されるという不都合がある。この光化学反応は、レーザ光の波長が短くなるとより生じやすくなるので、窒化物系半導体レーザ素子１００の場合には、特に深刻な問題となる。しかしながら、本発明では、光強度の強い光出射面１２を、（０００１）面に比べて酸化されにくい（０００−１）面とすることにより、たとえば１００ｍＷ以上の高出力動作時において、長期間駆動させたときにでも、動作の安定した窒化物系半導体レーザ素子１００を実現することが可能となる。
【００２９】
また、半導体と接する層は、酸素を含まないたとえばＡｌＮなどの窒化膜や、ＣａＦなどのフッ化膜とすることにより、半導体と、半導体の上に積層される膜との界面における酸化を抑制することが可能になる。これにより、たとえば１００ｍＷという高出力動作時において、より動作の安定した窒化物系半導体レーザ素子１００を実現することが可能となる。
【００３０】
また、光出射面１２の表面上に形成される第１誘電体膜１４は、単層または多層でもよいが、好ましくは、３層がよい。これにより、容易に、光出射面１２の酸化を抑制することが可能となる。一方、光出射面１２の表面上に形成する第１誘電体膜１４の総数を多くしすぎると、反射率が高くなるので、高出力動作が困難になるという不都合がある。また、反射率の制御および再現性の確保が困難になるので、窒化物系半導体レーザ素子１００の歩留まりの低下を招くという不都合がある。
【００３１】
また、光反射面１３の表面上に形成される第２誘電体膜１５は、反射率が高くなるように多層膜により形成することが好ましい。しかし、光反射面１３の表面上に形成する第２誘電体膜１５の総数を多くしすぎると、光出射面１２と同様に、反射率の制御および再現性の確保が困難になるという不都合がある。また、半導体と第２誘電体膜１５からなる反射膜との歪みが増大するので、第２誘電体膜１５の膜はがれなどの不具合が生じる傾向がある。したがって、光反射面１３の表面上に形成される第２誘電体膜１５は、５層以上１７層以下が最も好ましい。また、光出射面１２および光反射面１３に第１誘電体膜１４および第２誘電体膜１５をそれぞれ形成する工程に先立って、光出射面１２および光反射面１３を、真空装置内でプラズマ処理することにより、表面を清浄化してから上記の第１誘電体膜１４および第２誘電体膜１５をそれぞれ形成することが好ましい。これにより、光出射面１２および光反射面１３を形成してから第１誘電体膜１４および第２誘電体膜１５が形成されるまでの間に、光出射面１２および光反射面１３に形成される自然酸化膜を除去することが可能となる。
【００３２】
また、上記プラズマ処理に用いるガスは、窒素であることが最も好ましい。これにより、特に、Ｎ原子が最上層となりやすい（０００−１）面である光出射面１２を、より窒素リッチにすることが可能になるので、窒化物系半導体レーザ素子１００を長時間動作させたときにでも、光出射面１２が酸化するのをより抑制することが可能となる。
【００３３】
また、基板１は、成長用基板でもよく、支持基板でもよい。基板１が成長用基板である場合には、基板１は、窒化物系半導体基板や窒化物系半導体ではない異種基板により構成されている。窒化物系ではない異種基板として、たとえば、六方晶構造および菱面体構造のα−ＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板、サファイア基板、スピネル基板およびＬｉＡｌＯ３基板などを用いている。その一方で、最も結晶性のよい窒化物系半導体層（半導体レーザ素子部１１）を得るためには、窒化物系半導体基板を用いることが好ましい。
【００３４】
また、基板１として窒化物系半導体基板、α−ＳｉＣ基板およびＺｎＯ基板を用いる場合、（１１−２０）面や、（１−１００）面などの略（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面の面方位の基板を用いることにより、成長用基板上（基板１）に、成長用基板の面方位と同じ面方位を主面とする発光層４を形成できる。なお、光出射面１２と光反射面１３とのうちの少なくとも一方を劈開により形成する場合、成長用基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ―Ｋ、０）面から±約０．３度の範囲の面方位とするのが望ましい。また、光出射面１２と光反射面１３との両方をエッチングや研磨や選択成長などの劈開以外の方法により形成する場合、成長用基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面から±約２５度の範囲の面方位とするのが望ましい。また、基板１としてサファイア基板を用いる場合、（１−１０２）面の面方位の基板を用いることによって、成長用基板上に、（１−１００）面を主面とする発光層４を形成することが可能となる。また、基板１としてγ−ＬｉＡｌＯ３基板を用いる場合、（１００）面の面方位の基板を用いることによって、成長用基板上に、（１−１００）面を主面とする発光層４を形成できる。また、導電性を有する成長用基板を用いる場合、半導体層（半導体レーザ素子部１１）を接合する側と反対側の成長用基板の面に電極層（図示せず）を形成してもよい。また、成長用基板が半導体の場合、第１半導体層２は、成長用基板の導電型と同じ導電型を有してもよい。
【００３５】
また、基板１が支持基板である場合には、支持基板（基板１）と半導体レーザ素子部１１とは、半田などを介して接合される。また、支持基板（基板１）は、導電性を有するものでもよいし、絶縁性を有するものでもよい。また、導電性を有する支持基板（基板１）の例として、Ｃｕ−Ｗ、Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉなどの金属板や、単結晶のＳｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓおよびＺｎＯなどの半導体基板や、多結晶のＡｌＮ基板などを用いてもよい。また、金属などの導電性の微粒子を分散させた導電性樹脂フィルム、金属・金属酸化物の複合材料などを用いてもよい。また、金属を含浸した黒鉛粒子焼結体により構成される炭素・金属複合材料を用いてもよい。また、導電性を有する支持基板（基板１）の場合、半導体層（半導体レーザ素子部１１）を接合する側と反対側の支持基板の面に電極層（図示せず）を形成してもよい。
【００３６】
以下、上記した本発明の概念を具体化した本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と平行な面における断面図である。図４は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と垂直な面における断面図である。まず、図３および図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０１の構造について説明する。なお、第１実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子の一例であるＧａＮ系半導体レーザ素子１０１に本発明を適用した場合について説明する。
【００３８】
本発明の第１実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０１では、図３および図４に示すように、約１００μｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされたｎ型ＧａＮ基板３１上に、約１００ｎｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のドーピング量を有するＳｉがドープされたｎ型ＧａＮからなるｎ側層３２が形成されている。なお、ｎ側層３２は、本発明の「窒化物系半導体素子層」の一例である。また、ｎ型ＧａＮ基板３１は、（１１−２０）面から、［０００−１］方向に約０．３度オフされている。（１１−２０）ジャスト基板や、より大きなオフ角度を有する基板（たとえば約７度）を用いることもできるが、最も好ましいオフ角度は、０．０５度〜０．３度である。また、ｎ型ＧａＮ基板３１の上面上には、［０００１］方向に延びる溝部（深さ：約０．５μｍ、幅：約２０μｍ）（図示せず）が予め形成されている。この溝部は、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０１の両端部に位置するように形成されている。また、ｎ側層３２の上面上には、約４００ｎｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされたｎ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｎ型クラッド層３３が形成されている。
【００３９】
また、ｎ型クラッド層３３の上面上には、発光層３４が形成されている。発光層３４は、ｎ型キャリアブロック層、ｎ型光ガイド層、障壁層と井戸層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層、ｐ型光ガイド層およびｐ型キャリアブロック層から構成されている。具体的には、ｎ型クラッド層３３の上面上には、約５ｎｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされたｎ型Ａｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎからなるｎ型キャリアブロック層が形成されている。また、ｎ型キャリアブロック層の上面上には、約１００ｎｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされたｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド層が形成されている。
【００４０】
また、ｎ型光ガイド層の上面上には、ＭＱＷ活性層が形成されている。この活性層は、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる４層の障壁層と、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる３層の井戸層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有している。
【００４１】
また、活性層の上面上には、約１００ｎｍの厚みを有するとともに、約４×１０１９ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１７ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＭｇがドープされたｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層が形成されている。ｐ型光ガイド層上には、約２０ｎｍの厚みを有するとともに、約４×１０１９ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１７ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＭｇがドープされたｐ型Ａｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎからなるｐ型キャリアブロック層が形成されている。
【００４２】
また、発光層３４の上面上には、凸部３５ａと凸部３５ａ以外の平坦部３５ｂとを有するとともに、約４×１０１９ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１７ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＭｇがドープされたｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層３５が形成されている。このｐ型クラッド層３５の平坦部３５ｂは、約１００ｎｍの厚みを有している。また、ｐ型クラッド層３５の平坦部３５ｂから凸部３５ａまでの高さは、約３２０ｎｍであるとともに、凸部３５ａの幅は、約１．７５μｍである。
【００４３】
また、ｐ型クラッド層３５の凸部３５ａの上面上には、約１０ｎｍの厚みを有するとともに、約４×１０１９ｃｍ−３のドーピング量および約５×１０１７ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＭｇがドープされたｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｐ型コンタクト層３６が形成されている。このｐ型コンタクト層３６とｐ型クラッド層３５の凸部３５ａとによってリッジ部が構成されている。また、リッジ部は、下部において約１．７５μｍの幅を有し、［０００１］方向に延びる形状に形成されている。ここで、リッジ部の下方に位置する発光層３４を含む部分に[０００１]方向に延びる導波路が形成される。なお、ｎ型クラッド層３３、発光層３４、ｐ型クラッド層３５およびｐ型コンタクト層３６は、本発明の「窒化物系半導体素子層」の一例である。
【００４４】
また、リッジ部を構成するｐ型コンタクト層３６上には、下層側から上層側に向かって、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからかるｐ側オーミック電極３７が形成されている。また、ｐ側オーミック電極３７の上面以外の領域上には、約２５０ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２膜（絶縁膜）からなる電流ブロック層３８が形成されている。また、電流ブロック層３８上の所定領域には、ｐ側オーミック電極３７の上面に接触するように、下層側から上層側に向かって、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極３９が形成されている。
【００４５】
また、ｎ型ＧａＮ基板３１の下面上には、ｎ側電極４０が形成されている。このｎ側電極４０は、ｎ型ＧａＮ基板３１の下面側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とから構成されている。
【００４６】
ここで、第１実施形態では、図３に示すように、導波路の一方の端部には、劈開またはドライエッチングなどのエッチングにより形成されたＮ極性を有する（０００−１）面からなる光出射面４１が形成されているとともに、導波路の他方の端部には、Ｇａ極性を有する（０００１）面からなる光反射面４２が形成されている。また、第１実施形態では、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０１は、光出射面４１から出射されるレーザ光の強度が、光反射面４２から出射されるレーザ光の強度よりも大きくなるように構成されている。なお、光出射面４１および光反射面４２は、それぞれ、本発明の「前端面」および「後端面」の一例である。
【００４７】
また、図３に示すように、レーザ光の光出射面４１の表面上には、半導体層側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌＮ膜４３、約８５ｎｍの厚みを有するＡｌ２Ｏ３膜４４および約１０ｎｍの厚みを有するＡｌＮ膜４３の順序で形成された反射率約５％の誘電体多層膜４５が形成されている。なお、ＡｌＮ膜４３は、本発明の「第１反射膜」の一例である。また、レーザ光の光反射面４２の表面上には、半導体層側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌＮ膜４６、低屈折率膜として約７０ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２膜と高屈折率膜として約４５ｎｍの厚みを有するＴｉＯ２膜が各々５層積層された多層反射膜４７、および、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌＮ膜４６の順序で形成された反射率約９５％の誘電体多層膜４８が形成されている。なお、ＡｌＮ膜４６は、本発明の「第２反射膜」の一例である。
【００４８】
次に、図３および図４を参照して、第１実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０１の製造プロセスについて説明する。
【００４９】
まず、ｎ型ＧａＮ基板３１の上面上に、有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）法を用いて、ｎ側層３２（厚み：約１００ｎｍ）、ｎ型クラッド層３３（厚み：約４００ｎｍ）、発光層３４（約５ｎｍの厚みを有するｎ型キャリアブロック層、約１００ｎｍの厚みを有するｎ型光ガイド層、合計約９０ｎｍの厚みを有するＭＱＷ活性層、約１００ｎｍの厚みを有するｐ型光ガイド層、約２０ｎｍの厚みを有するｐ型キャリアブロック層）、ｐ型クラッド層３５（凸部３５ａでの厚み：約４００ｎｍ）、およびｐ型コンタクト層３６（厚み：約１０ｎｍ）を順次形成する。その後、ｐ型化アニール処理、リッジ部の形成を行った上で、ｐ側オーミック電極３７（厚み：約２５５ｎｍ）、電流ブロック層３８（厚み：約２５０ｎｍ）およびｐ側パッド電極３９（厚み：約３．２μｍ）を形成する。また、ｎ型ＧａＮ基板３１の下面上に、有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）法を用いてｎ側電極４０（厚み：約３３０ｎｍ）を形成する。
【００５０】
ここで、第１実施形態では、半導体レーザ構造を形成したｎ型ＧａＮ基板３１を、（０００１）面の劈開面が形成されるように劈開を行い、バー状に分離された構造を形成する。その後、劈開面が形成された基板を、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ成膜装置に導入する。
【００５１】
また、第１実施形態では、ＥＣＲプラズマを約５分間の間、（０００−１）面の劈開面からなる光出射面４１に照射することにより、光出射面４１を清浄化する。ＥＣＲプラズマは、約０．０２ＰａのＮ２ガス雰囲気中で、マイクロ波出力約５００Ｗの条件で発生させる。このとき、光出射面４１は軽微にエッチングされる。なお、その際、スパッタターゲットへＲＦパワーを印加しない。このような処理により、光出射面４１の半導体層を窒素リッチにすることが可能となるので、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０１を長期間駆動する際に、光出射面４１が酸化するのを抑制することが可能になると考えられる。その後、ＥＣＲスパッタ法により、光出射面４１に誘電体多層膜４５（図３参照）を形成する。
【００５２】
また、第１実施形態では、光出射面４１を清浄化する際の工程と同様に、ＥＣＲプラズマを約５分間の間、（０００１）面の劈開面からなる光反射面４２に照射することにより、（０００１）面の劈開面からなる光反射面４２を清浄化する。なお、その際、スパッタターゲットへＲＦパワーを印加しない。これらの処理により、光反射面４２は軽微にエッチングされる。その後、ＥＣＲスパッタ法により、光反射面４２に誘電体多層膜４８を形成する。このようにして、第１実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０１が形成される。
【００５３】
第１実施形態では、上記のように、導波路の前端に位置し、略（０００−１）面からなる光出射面４１を備えることによって、最外層がガリウム（Ｇａ）原子層になりやすい略（０００１）面と異なり、最外層が窒素（Ｎ）原子層となりやすい略（０００−１）面は、略（０００１）面と比べて酸化されにくいので、主たるレーザ光出射面である略（０００−１）面が酸化により劣化することを抑制することができる。これにより、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０１のレーザ特性が不安定になるのを抑制することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、光出射面４１の表面上および光反射面４２の表面上にそれぞれ設けられ、誘電体からなるＡｌＮ膜４３およびＡｌＮ膜４６を備えることによって、ＡｌＮ膜４３およびＡｌＮ膜４６は、実質的に酸素を含まないので、ＡｌＮ膜４３およびＡｌＮ膜４６とそれぞれ接する光出射面４１および光反射面４２が酸化されるのを抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、光出射面４１および光反射面４２に対して、清浄化を行う工程を備えることによって、光出射面４１および光反射面４２に形成される自然酸化膜を清浄化により除去することができるので、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０１のレーザ特性が不安定になるのをより抑制することができる。
【００５６】
（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。
【００５７】
第１実施形態の変形例では、ｎ型クラッド層３３、発光層３４、および、ｐ型クラッド層３５を構成する、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどのＡｌやＩｎ組成が異なる。具体的には、上記第１実施形態では、ｎ型クラッド層３３およびｐ型クラッド層３５として、Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎを用いたが、第１実施形態の変形例では、ｎ型クラッド層３３およびｐ型クラッド層３５として、Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎを用いる。なお、第１実施形態の変形例におけるｎ型クラッド層３３およびｐ型クラッド層３５のドーピング量やキャリア濃度は、上記第１実施形態と同様である。
【００５８】
また、第１実施形態の変形例の発光層３４は、上記第１実施形態と異なり、ｎ型のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎからなるｎ型キャリアブロック層、ｎ型Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型光ガイド層が用いられる。なお、第１実施形態の変形例におけるｎ型キャリアブロック層およびｎ型光ガイド層の厚みや、ドーピング量や、キャリア濃度は、上記第１実施形態と同様である。
【００５９】
さらに、第１実施形態の変形例では、発光層３４のＭＱＷ活性層は、上記第１実施形態と異なり、アンドープのＩｎ０．２５Ｇａ０．７５Ｎからなる３層の障壁層と、Ｉｎ０．５５Ｇａ０．４５Ｎからなる２層の井戸層とが交互に積層された構造を有している。なお、第１実施形態の変形例における障壁層および井戸層のそれぞれの厚みは、上記第１実施形態と同様である。
【００６０】
加えて、第１実施形態の変形例の発光層３４は、上記第１実施形態と異なり、ｐ型のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎからなるｐ型キャリアブロック層、ｐ型Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型光ガイド層が用いられる。なお、第１実施形態の変形例におけるｐ型キャリアブロック層およびｐ型光ガイド層の厚みや、ドーピング量や、キャリア濃度は、上記第１実施形態と同様である。
【００６１】
また、第１実施形態の変形例のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
第１実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層に含まれるＩｎ組成が上記第１実施形態に比べて高いことにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第１実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。特に、第１実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層の井戸層に含まれるＩｎ組成がＧａ組成よりも多い構成（井戸層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成が０．５を超える）となっていることにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第１実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。
【００６３】
（第２実施形態）
図５および図６を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ｎ型ＧａＮ（１−１００）面オフ基板５１上に、半導体レーザ構造が形成されている場合について説明する。
【００６４】
本発明の第２実施形態では、図５および図６に示すように、約１００μｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有する酸素がドープされたｎ型ＧａＮ（１−１００）面オフ基板５１上に、第１実施形態と同じ構造の半導体レーザ構造が形成されている。
【００６５】
なお、第２実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０２のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６６】
（第２実施形態の変形例）
次に、第２実施形態の変形例について説明する。
【００６７】
第２実施形態の変形例では、上記第１実施形態の変形例と同様の構造を上記第２実施形態に適用したものであり、図５および図６に示すように、約１００μｍの厚みを有するとともに、約５×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有する酸素がドープされたｎ型ＧａＮ（１−１００）面オフ基板５１上に、上記第１実施形態の変形例と同じ構造の半導体レーザ構造が形成されている。
【００６８】
なお、第２実施形態の変形例によるＧａＮ系半導体レーザ素子のその他の構造は、上記第１実施形態の変形例と同様である。
【００６９】
第２実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層に含まれるＩｎ組成が上記第２実施形態に比べて高いことにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第２実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。特に、第２実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層の井戸層に含まれるＩｎ組成がＧａ組成よりも多い構成（井戸層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成が０．５を超える）となっていることにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第２実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。
【００７０】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。図７を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、光出射面４１および光反射面４２の導波路が形成される領域以外の領域に凹凸６２が設けられているＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の構造について説明する。
【００７１】
図７に示すように、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３のｐ型クラッド層３５および電流ブロック層３８の端部には、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３を劈開により形成するための約１μｍ〜約１００μｍの深さＤを有する溝部６１が形成されている。また、光出射面６３（図３参照）および光反射面６４（図３参照）の導波路が形成される領域以外の領域に不規則な凹凸６２が形成されている。
【００７２】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
図８は、図７に示した窒化物系半導体レーザ素子を劈開により作成する工程を説明するための平面図である。次に、図７および図８を参照して、第３実施形態によるＧａＮ系半導体レーザ素子１０３を劈開により作成する工程について説明する。
【００７４】
図８では、上記第１実施形態と同様の製造プロセスによって１つのウェハ上に形成される６素子分のＧａＮ系半導体レーザ素子１０３を示している。
【００７５】
図８に示すように、ウェハの上面側（ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の上面側）から、約１μｍ〜約１００μｍの深さＤ（図７参照）、約１μｍ〜約１０μｍの長さＬ１および約２０μｍ〜約１５０μｍの幅Ｗ１を有する溝部６１をレーザスクライブ法により、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の素子サイズと同様の周期で形成する。ここで、レーザスクライブの条件は、レーザ波長を約３５５ｎｍとするとともに、レーザパワーを約２００ｍＷ〜約２５０ｍＷとし、スキャンスピードを約２ｍｍ／秒〜約１０ｍｍ／秒とした。また、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３は、約２００μｍの幅Ｗ２を有するとともに、約４００μｍの長さＬ２を有するように形成されている。なお、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の長さＬ２は、幅Ｗ２を大きくするにしたがって大きくすることが可能である。ただし、スクライブの幅の最大値をＷｍａｘとすると、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の幅Ｗ２は、５０≦Ｗ２−Ｗｍａｘ≦１５０とすることが望ましい。また、溝部６１の形状は、深さＤ（図７参照）方向に対して、溝部６１の底部の面積が小さくなるように、Ｖ字形状にすることが好ましい。このような形状にすることにより、歩留まりよく劈開を行うことができる。
【００７６】
次に、複数の溝部６１を形成した後に、図８に示すように、略[１−１００]方向に平行な破線に沿って劈開することによって、略（０００−１）面および略（０００１）面からなる劈開面を形成することが可能となる。この際、光出射面６３および光反射面６４の導波路が形成される領域以外の領域に凹凸６２（図７参照）が形成される。
【００７７】
図９は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。次に、図９を用いて、窒化物系半導体レーザ装置２００の構造について説明する。
【００７８】
第３実施形態の窒化物系半導体レーザ装置２００の構造としては、図９に示すように、鉄製のステム２０１に、放熱部材２０１ａが一体的に形成されている。そして、放熱部材２０１ａには、ヒートシンク（サブマウント）２０２が取り付けられており、ヒートシンク２０２には、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３が取り付けられている。このＧａＮ系半導体レーザ素子１０３は、光出射面６３側の誘電体多層膜６５が後述するキャップガラス２０５と対向するとともに、光反射面６４側の誘電体多層膜６６がステム２０１と対向するように配置されている。また、ステム２０１には、２本のリード２０３ａおよび２０３ｂが取り付けられている。また、リード２０３ａおよび２０３ｂは、気密性が保持された状態で、ステム２０１に取り付けられている。また、ステム２０１には、キャップ部２０４が接合されている。このキャップ部２０４の開口部２０４ａに対応する領域には、キャップガラス２０５が融着されている。
【００７９】
また、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３は、所望のガス雰囲気中においてキャップ部２０４により気密封止される。ここで、１００ｍＷ以上の高出力動作を行う場合には、気密封止のガス中の水分濃度が５０００ｐｐｍ以下であることが望ましい。これにより、高出力動作時に、キャップ部２０４内部の水分が光学的および熱的に活性化されることにより、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３の端面が酸化されるのを抑制することが可能となる。
【００８０】
第３実施形態では、上記のように、光出射面６３および光反射面６４の導波路が形成される領域以外の領域に凹凸６２が設けられていることによって、凹凸６２により、光出射面６３および光反射面６４の表面積が増加するので、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３をキャップ部２０４に気密封止した場合に、キャップ部２０４の中に存在する酸素量が有限であることにより、表面積が増加した分、光出射面６３および光反射面６４の導波路が形成される領域が酸化される度合いを小さくすることができる。これにより、たとえば１００ｍＷ以上の高出力動作時においても、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０３を長期間安定して動作させることができる。
【００８１】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８２】
（第３実施形態の変形例）
次に、第３実施形態の変形例について説明する。
【００８３】
第３実施形態の変形例では、上記第１実施形態の変形例と同様の構造を上記第３実施形態に適用したものであり、図７に示すように、上記第１実施形態の変形例と異なり、光出射面４１および光反射面４２の導波路が形成されている領域以外の領域に凹凸６２が設けられているＧａＮ系半導体レーザ素子である。
【００８４】
なお、第３実施形態の変形例によるＧａＮ系半導体レーザ素子のその他の構造は、上記第１実施形態の変形例と同様である。
【００８５】
第３実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層に含まれるＩｎ組成が上記第３実施形態に比べて高いことにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第３実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。特に、第３実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層の井戸層に含まれるＩｎ組成がＧａ組成よりも多い構成（井戸層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成が０．５を超える）となっていることにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第３実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。
【００８６】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子をエッチングにより作成する工程を説明するための平面図である。次に、図１０を参照して、この第４実施形態では、上記第３実施形態と異なり、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０４をエッチングにより作成する工程について説明する。
【００８７】
図１０に示すように、ドライエッチングのためのマスク８１の形状を導波路８２の上方では直線状とし、導波路８２の上方以外の領域では、たとえば鋸歯状または波状などの不規則な形状として、ウェハの上面側からドライエッチングすることによって、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０４を形成する。この際、第３実施形態と同様に、光出射面６３および光反射面６４の一部の領域に凹凸６２が形成される。
【００８８】
第４実施形態では、上記のように、光出射面６３および光反射面６４をエッチングによって形成することによって、容易に、光出射面６３および光反射面６４の導波路が形成される領域以外の領域に、凹凸６２を設けることができる。
【００８９】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【００９０】
（第４実施形態の変形例）
次に、第４実施形態の変形例について説明する。
【００９１】
第４実施形態の変形例では、上記第１実施形態の変形例と同様の構造を上記第４実施形態に適用したものであり、上記第３実施形態の変形例と異なり、図１０に示すように、光出射面６３および光反射面６４（図３参照）の一部領域に凹凸６２（図７参照）が設けられているＧａＮ系半導体レーザ素子である。
【００９２】
第４実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層に含まれるＩｎ組成が上記第４実施形態に比べて高いことにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第４実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。特に、第４実施形態の変形例では、ＭＱＷ活性層の井戸層に含まれるＩｎ組成がＧａ組成よりも多い構成（井戸層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成が０．５を超える）となっていることにより、活性層が酸化されやすくなるので、上記第４実施形態に比べて、本発明の効果がより顕著になる。
【００９３】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【００９４】
たとえば、上記第３実施形態では、レーザスクライブ法を用いて溝部を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、ダイヤモンドポイントスクライブ法などにより、機械的に溝部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の窒化物系半導体レーザ素子の概略的な構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と平行な面における断面図である。
【図２】図１に示した窒化物系半導体レーザ素子の概略的な構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と垂直な面における断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と平行な面における断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と垂直な面における断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と平行な面における断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の導波路と垂直な面における断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。
【図８】図７に示した窒化物系半導体レーザ素子を劈開により作成する工程を説明するための平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子をエッチングにより作成する工程を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００９６】
２  第１半導体層（窒化物系半導体素子層）
３  第１クラッド層（窒化物系半導体素子層）
４、３４  発光層（窒化物系半導体素子層）
５  第２半導体層（窒化物系半導体素子層）
６  コンタクト層（窒化物系半導体素子層）
１２、４１、６３  光出射面（前端面）
１３、４２、６４  光反射面（後端面）
３２  ｎ側層（窒化物系半導体素子層）
３３  ｎ型クラッド層（窒化物系半導体素子層）
３５  ｐ型クラッド層（窒化物系半導体素子層）
３６  ｐ型コンタクト層（窒化物系半導体素子層）
４３  ＡｌＮ膜（第１反射膜）
４６  ＡｌＮ膜（第２反射膜）
１００  窒化物系半導体レーザ素子
１０１、１０２、１０３、１０４  ＧａＮ系半導体レーザ素子（窒化物系半導体レーザ素子）
【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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