(57)【要約】      （修正有）【課題】キンクレベルが高い半導体レーザ素子を歩留まり高く提供する。【解決手段】半導体レーザ素子群が格子状に配列形成された半導体レーザアレイ基板を、前記格子のＸ方向とＹ方向のそれぞれの方向に平行なアレイ分割線群に沿って前記半導体レーザアレイ基板を分割することにより個々の半導体レーザ素子となす、アレイ基板分割工程を備える半導体レーザ素子の製造方法において、前記半導体レーザ素子は、レーザ出射端面のレーザ導波路ストライプ幅がレーザ反射端面のレーザ導波路ストライプ幅と異なり、且つレーザ導波路中心線が平面長方形の半導体レーザ素子中心線上に位置しないレーザ導波路ストライプ構造を有するものであり、Ｙ方向の素子区画に形成する半導体レーザ素子の導波路ストライプの形状に対して、隣り合うＹ方向の素子区画では１８０°回転させた形状でレーザ導波路ストライブがＸ方向と平行となるように、半導体レーザ素子群を作り込む。【選択図】図１
2008034614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子群が格子状に配列形成された半導体レーザ素子アレイ基板を作製する半導体レーザ素子アレイ基板作製工程と、
前記格子の一方向辺に平行するＸ方向と、前記Ｘ方向に直交するＹ方向のそれぞれの方向に平行なアレイ分割線群に沿って前記半導体レーザ素子アレイ基板を分割することにより個々の半導体レーザ素子となす半導体レーザ素子アレイ基板分割工程と、
を備える半導体レーザ素子の製造方法において、
前記半導体レーザ素子は、レーザ出射端面のレーザ導波路ストライプ幅がレーザ反射端面のレーザ導波路ストライプ幅と異なり、且つレーザ導波路中心線が平面長方形の半導体レーザ素子中心線上に位置しないレーザ導波路ストライプ構造を有するものであり、
前記半導体レーザ素子アレイ基板作製工程は、前記半導体レーザアレイ基板上に定めた１つの素子区画を［０，０］とし、これよりＸ方向にｉ番目で、Ｙ方向にｊ番目の素子区画を［ｉ,ｊ］と定義し、Ｘ方向と反対方向にｉ番目で、Ｙ方向と反対方向にｊ番目の素子区画を［−ｉ,−ｊ］と定義した場合に、前記半導体レーザアレイ基板面に垂直な方向から見て、［２ｍ＋１,ｎ］区画（ｍ,ｎは整数）に形成する半導体レーザ素子のレーザ導波路ストライプの形状が、［２ｍ,ｎ］に形成する半導体レーザ素子の導波路ストライプの形状に対して、１８０°回転させた形状で且つレーザ導波路ストライブがＸ方向と平行となるように、基板上に半導体レーザ素子群を作り込む工程である
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子が、リッジ型半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記リッジ型レーザ導波路ストライプが、レーザ導波路ストライプ幅の狭い領域と、レーザ導波路ストライプ幅の広い領域と、及び前記幅の狭い領域と前記幅の広い領域を接続する移行領域と、を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記幅の広い領域における前記リッジ下部の幅が１．５μｍ〜４．０μｍであり、
前記リッジ下部における前記幅の狭い領域と前記幅の広い領域の比が、０．９以下であることを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記アレイ基板分割工程の後、前記レーザ出射端面に低反射膜を、レーザ反射端面に高反射膜を、それぞれ形成する反射膜形成工程を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ出射端面側のレーザ導波路ストライプ幅が、前記レーザ反射端面側の導波路ストライプ幅よりも狭いことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記半導体レーザ素子群を作り込む工程において、前記半導体レーザ素子アレイの素子［ｉ,ｊ］に形成されるレーザ導波路ストライプを、Ｘ方向に隣接する素子［ｉ＋１,ｊ］、［ｉ−１,ｊ］にも延在して形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記半導体レーザ素子アレイ基板作製工程は、前記リッジ型レーザ導波路ストライプ上に、コンタクト層と、コンタクト電極と、パッド電極と、をそれぞれ積層するステップを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記半導体レーザ素子アレイ基板作製工程は、前記導波路ストライブの延在長さをαとしたとき、前記半導体レーザ素子アレイのＸ方向に隣接する素子境界を中心として、レーザ導波路ストライプ上の長さ２α以上の領域であって前記コンタクト電極と前記パッド電極との間に、誘電体からなる電流注入素子層を形成するステップを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体レーザ素子アレイ基板における隣接する素子境界近傍の前記パッド電極の一部を除去するステップを更に備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記電流注入阻止層の共振器方向の長さが、各半導体レーザ素子につき１０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記電流注入素子層が、ＴｉＯ２層とＳｉＯ２層とが積層されてなることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記コンタクト層が、ｐ型ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．２５）からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
基板上に複数の半導体層と、コンタクト電極とパッド電極とが積層され、レーザ出射端面のレーザ導波路ストライプ幅がレーザ反射端面のレーザ導波路ストライプ幅と異なり、且つレーザ導波路が素子中心線上に位置しない平面長方形の半導体レーザ素子であって、
前記半導体レーザ素子の共振器のレーザ導波路ストライプ上に、コンタクト電極とパッド電極とが形成され、
前記半導体レーザ素子の共振器端面からのレーザ導波路ストライプ上のコンタクト電極とパッド電極との間であって前記レーザ素子端面から１０〜１５０μｍの領域に、電流注入素子層が形成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記電流注入素子層の厚みが、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることを特徴とする請求項１４に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１６】
前記半導体レーザ素子が、窒化物半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子およびその製造方法に関し、より詳しくは、高出力条件においても安定して駆動する半導体レーザ素子の生産性を向上させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子やＬＥＤ（発光ダイオード）等の短波長の発光素子材料として、窒化物系（例えば、ＧａＮ系）半導体材料の研究、開発が行なわれている。ＧａＮ系半導体レーザ素子は、ＩｎＧａＮを活性層（発光層）とする構造で、光ディスク装置の書き込み、書き換え用途として実用化されているが、近年、光ディスクの書き込み、書き換えの高速化の要望が高まっており、ＧａＮ系半導体レーザ素子の更なる高出力化が求められている。
【０００３】
ここで、半導体レーザ素子を高出力化する際には、キンク現象を生じさせないようにすることが重要である。半導体レーザ素子のキンク現象とは、水平方向のファーフィールドパターン(ＦＦＰ)の単峰性が失われると同時に、電流−光出力特性の直線性が失われる現象のことである。よって、半導体レーザ素子の高出力化には、キンク現象が発生する光出力値（キンクレベル）の向上が不可欠である。
【０００４】
このキンク現象は、基本モード以外の高次モードの発生によって引き起こされることが知られており、この高次モードを抑制するためには、特に半導体レーザ素子の横モードの制御が重要であることが知られている。このような半導体レーザ素子の横モード制御の一般的な方法として、半導体レーザ素子のレーザ導波路ストライプ幅を数μｍ程度と細くするストライプの細線化が行われている。
【０００５】
レーザ導波路ストライプ幅を狭くすることにより、高次モードの閉じ込め係数が小さくなるとともに放射損失が大きくなり、高次モードの発振閾値電流が上昇するため、高次モードの発生が抑制される。さらに、ストライプの細線化は、キンク現象の発生要因のひとつであるホールバーニングの発生を抑制する。よって、ストライプの細線化はキンクレベルの向上には非常に有効な手段である。
【０００６】
しかしながら、ストライプの細線化は、半導体レーザ素子の駆動電圧の上昇をもたらすという問題がある。これは、ストライプの細線化によって半導体レーザ素子の抵抗が上昇するためである。駆動電圧の上昇は、半導体レーザ素子寿命に悪影響を与えるため、半導体レーザ素子の長期信頼性が低下してしまう。
【０００７】
キンクレベルを向上させるというストライプ細線化の利点を得、且つ駆動電圧の上昇を抑制する手法として、半導体レーザ素子の同一共振器内においてストライプ幅が変化した（例えばテーパストライプ）構造を採用する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開平10-75011号公報
【特許文献２】特開平10-154843号公報
【０００９】
近年、基板上に半導体結晶を成長させる場合において、半導体結晶の結晶性を向上させるため、結晶成長を行う基板（ウェハ）面内に欠陥制御がなされた欠陥集中領域と、欠陥制御がなされていない欠陥低減領域とを形成する場合があり、この場合には基板上の任意の位置にレーザ導波路ストライプを形成することが困難である。また、任意の位置にストライプを形成することが可能であっても、半導体レーザ素子と電極とを繋ぐワイヤ等のボンディングスペースを確保するために、意図的にレーザ導波路ストライプを素子の中央から外すこともある。
【００１０】
通常、半導体レーザ素子は、相直交する格子状に半導体レーザ素子が配列された半導体レーザ素子アレイ基板を分割することにより作製するのであるが、半導体レーザ素子の同一共振器内においてストライプ幅が変化した構造のレーザ導波路ストライプを素子の中央ではない位置に形成する場合、図１０に示すような半導体レーザ素子アレイを形成する必要がある。このアレイを用いて半導体レーザ素子を作成する場合、ストライプ幅が広い領域とストライプ幅が狭い領域の接続部において、半導体レーザ素子に用いない不要部分（図中の斜線領域）が生じるため、基板（ウェハ）上の素子数が減少し、歩留まりが低下するという問題がある。
【００１１】
この問題を避けるために、図１１に示すように幅広ストライプ領域あるいは、狭ストライプ領域の中央付近で半導体レーザ素子の分割を行うことも考えられるが、その場合は、最終的に形成されるチップ形状が、鏡面対称の２種類となるため、後工程のマウント工程などにおいて光出射位置等の補正が必要となり、工数が増える等の問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、半導体レーザ素子の同一共振器内においてストライプ幅が変化した構造を有し、且つレーザ導波路ストライプを素子の中央以外の位置に形成する半導体レーザ素子を、不要部分を形成することなく且つ高い歩留まりで製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明は、半導体レーザ素子群が格子状に配列形成された半導体レーザ素子アレイ基板を作製する半導体レーザ素子アレイ基板作製工程と、前記格子の一方向辺に平行するＸ方向と、前記Ｘ方向に直交するＹ方向のそれぞれの方向に平行なアレイ分割線群に沿って前記半導体レーザ素子アレイ基板を分割することにより個々の半導体レーザ素子となすアレイ基板分割工程と、を備える半導体レーザ素子の製造方法において、前記半導体レーザ素子は、レーザ出射端面のレーザ導波路ストライプ幅がレーザ反射端面のレーザ導波路ストライプ幅と異なり、且つレーザ導波路中心線が平面長方形の半導体レーザ素子中心線上に位置しないレーザ導波路ストライプ構造を有するものであり、半導体レーザ素子アレイ基板作製工程は、前記半導体レーザアレイ基板上に定めた１つの素子区画を［０，０］とし、これよりＸ方向にｉ番目で、Ｙ方向にｊ番目の素子区画を［ｉ,ｊ］と定義し、Ｘ方向と反対方向にｉ番目で、Ｙ方向と反対方向にｊ番目の素子区画を［−ｉ,−ｊ］と定義した場合に、前記半導体レーザアレイ基板面に垂直な方向から見て、［２ｍ＋１,ｎ］区画（ｍ,ｎは整数）に形成する半導体レーザ素子のレーザ導波路ストライプの形状が、［２ｍ,ｎ］に形成する半導体レーザ素子の導波路ストライプの形状に対して、１８０°回転させた形状で且つレーザ導波路ストライブがＸ方向と平行となるように、基板上に半導体レーザ素子群を作り込む工程であることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明を、図面を用いて説明する。図１は、本発明にかかる半導体レーザ素子アレイ基板（半導体レーザ素子群がアレイ状に配置されたもの）におけるレーザ導波路ストライプの配列状態と、このアレイを個々の素子に分割するアレイ分割線群とを示す図である。前記半導体レーザアレイ基板上に定めた１つの素子区画を［０，０］とし、これよりＸ方向にｉ番目で、Ｙ方向にｊ番目の素子区画を［ｉ,ｊ］と定義し、Ｘ方向と反対方向にｉ番目で、Ｙ方向と反対方向にｊ番目の素子区画を［−ｉ,−ｊ］と定義した場合に、前記半導体レーザアレイ基板面に垂直な方向から見て、［２ｍ＋１,ｎ］区画（ｍ,ｎは整数）に形成する半導体レーザ素子のレーザ導波路ストライプの形状が、［２ｍ,ｎ］に形成する半導体レーザ素子の導波路ストライプの形状に対して、１８０°回転させた形状で且つレーザ導波路ストライブがＸ方向と平行である。この半導体レーザ素子アレイをＸ方向及びＹ方向に分割することによって、同一形状の半導体レーザ素子を、不要部分を形成することなく得ることができる。
【００１５】
また、素子[ｉ,ｊ]におけるレーザ導波路ストライプは、Ｘ方向に隣接する素子［ｉ−１,ｊ］、［ｉ＋１,ｊ］にも延在して形成されており、同様に素子[ｉ,ｊ]には、Ｘ方向に隣接する素子［ｉ−１,ｊ］、［ｉ＋１,ｊ］のレーザ導波路ストライプが残留している。この半導体レーザ素子において、導波路ストライプの形状は、内部ストライプ構造であってもよく、リッジ型ストライプ構造であってもよい。
【００１６】
図２に、半導体レーザ素子アレイのストライプ構造と、アレイのアレイ分割線群 と、分割された素子とを示す。図２に示すように、レーザ導波路ストライプは、幅の広い領域（幅広ストライプ領域）と、幅の狭い領域（幅狭ストライプ領域）と、両領域を接続するテーパ状の移行領域とからなる。この幅広ストライプ領域側端面には高反射コート膜が形成されてレーザ反射端面となり、幅狭ストライプ領域側端面には低反射コート膜が形成されてレーザ出射端面となる。このため、レーザ出射端面におけるレーザ導波路ストライプの幅は、レーザ反射端面におけるレーザ導波路ストライプの幅よりも狭くなっている。
【００１７】
また、リッジ下面において、幅狭ストライプ領域の幅Ｗ１を１．０μｍ〜１．８μｍの範囲内とし、かつ幅狭ストライプ領域の長さＬ１を１５０μｍ以上とし、前記幅広ストライプ領域の最大幅Ｗ３を２μｍ〜４μｍの範囲内とすることが好ましい。さらに、前記狭ストライプ領域の長さＬ１を前記ストライプ構造の全長Ｌに対して８５％以下とし、前記狭ストライプ領域に対するテーパ状の移行領域の広がり角θを２°以下とすることが好ましい。より好ましくは、前記ストライプ構造の全長Ｌを、３００μｍ〜１５００μｍの範囲内とする。さらに好ましくは、幅広ストライプ領域の幅Ｗ３を２．０μｍ〜４．０μｍの範囲内とし、かつ前記幅広ストライプ領域の長さＬ３を２００μｍ以上とする。なお、幅広ストライプ領域、幅狭ストライプ領域の一方が形成されていなくてもよい。
【００１８】
なお、移行領域は、一つの半導体レーザ素子につき一箇所であることが望ましい。これは、移行領域が複数にある場合には、光の散乱ロスが増加するとともに、全体に占める幅広ストライプ領域の割合が少なくなるため、電圧低減効果が少なくなるためである。
【００１９】
このように半導体レーザ素子を作製すると、レーザ導波路ストライプの形成位置に関係なく、作製されるチップ形状は１種類となるとともに、アレイ内に使用不可能となる領域は発生しない。よって、高い歩留まりで半導体レーザ素子を提供できる。
【００２０】
ところが、図２のようにストライプを配置した場合、Ｘ方向に隣接していた素子に形成されるレーザ導波路ストライプの残留部分（図２のαの領域）が半導体レーザ素子に残存する。この残留部分の上に電極が形成されると、この部分が電流のリークパスとなってしまうおそれがある。
【００２１】
この問題を解決するために、図３に示すように、残留部分の上に形成されたコンタクト電極１１１とパッド電極１１３との間に、誘電体からなる電流注入阻止層１１２を形成することが好ましい。これにより、残留部分への電流注入が阻止されるので、リークパスの問題が解消される。ここで、確実に電流注入を阻止するため、電流注入阻止層の共振器方向の長さを、残留部分の長さα以上とする。
【００２２】
ところで、このパッド電極１１３として一般的に用いられる金属（例えば金）は、展性が高いため、素子のへき開時に、レーザ出射、反射端面に垂れて端面と接触するおそれがある。パッド電極金属が端面に垂れて接触した場合、Catastrophic Optical Damage（ＣＯＤ）等の端面劣化や、光出力特性の異常を引き起こす可能性がある。これを防止するために、図４に示すように端面近傍においては、パッド電極１１３を形成しないことが望ましい。このため、端面部分においては、パッド電極の形成は行わない、あるいは、パッド電極形成後に端面近傍のみ除去するなどの対策を行うことが好ましい。
【００２３】
通常、端面近傍部の電極を除去した場合、レーザ導波路ストライプの端面付近に電流が注入されなくなるため、端面部分が光吸収領域となり、電流−光出力特性（Ｉ−Ｌ特性）に異常が生じる。すなわち、図５に示すように、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが、急峻となる。しかし、図４に示すよう構造を採用した場合、端面においては、パッド電極の有無に関わらず、コンタクト電極上に形成された電流注入阻止層のため上部から電流が注入されることはないが、コンタクト電極を横方向（共振器方向）に拡散してきた電流が端面に注入されるため、端面近傍部に電流が注入されない現象は生じず、Ｉ−Ｌ特性の異常は発生しなくなる。
【００２４】
また、レーザ導波路ストライプの残留部分に関しては、上部からの電流注入はパッド電極の有無に関わらず、コンタクト電極上に形成された電流注入阻止層により阻止される。また、横方向からの電流注入も生じない。この電流注入阻止層としては、公知の誘電体を用いることができ、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２等を用いることができる。
【００２５】
また、電流注入阻止層の共振器方向の長さは、設計上１０μｍ以上であることが好ましい。また、横方向からの電流注入を確実に得るためには、電流注入阻止層の共振器方向の長さを１５０μｍ以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高出力動作においてもキンク現象が生じず、安定した動作を行う同一形状の半導体レーザ素子を、高い歩留で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
レーザ素子構造の作製は、公知の方法すべて適用できるが、本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相蒸着法）を用いた場合について説明する。本実施の形態にかかる半導体レーザ素子の積層構造の模式図を図６に示す。
【００２９】
図６に示すように、半導体レーザ素子は、窒化物半導体基板１０１上に、ｎ型ＧａＮ層１０２、ｎ型クラッド層１０３、ｎ型光ガイド層１０４、活性層１０５、蒸発防止層１０６、ｐ型光ガイド層１０７、ｐ型クラッド層１０８、ｐ型コンタクト層１０９が、順次積層された構造である。このような半導体レーザ素子の製造方法を以下に示す。
【００３０】
窒化物半導体基板１０１をＭＯＣＶＤ装置内に導入し、Ｎ２とＮＨ３をそれぞれ５Ｌ／ｍｉｎ流しながら１０５０℃まで昇温する。昇温が終わればキャリアガスをＮ２からＨ２に代えて、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）を１００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＳｉＨ４を１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎ導入して、ｎ型ＧａＮ層１０２を３μｍ成長させる。
【００３１】
その後、ＴＭＧの流量を５０μｍｏｌ／ｍｉｎに調整し、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を４０μｍｏｌ／ｍｉｎ導入して、ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１０３を０．５μｍの厚さで成長させる。
【００３２】
Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層の成長が終了すると、ＴＭＡの供給を停止し、ＴＭＧを１００μｍｏｌ／ｍｉｎに調整して、ｎ型ＧａＮ光ガイド層１０４を０．１μｍの厚さになるように成長させる。
【００３３】
その後、ＴＭＧ、ＳｉＨ４の供給を停止して、キャリアガスをＨ２からＮ２に再び代えて、７００℃まで降温して、インジウム原料であるトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＧを１５μｍｏｌ／ｍｉｎ導入し、Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎよりなる８ｎｍ厚の障壁層を成長させる。
【００３４】
その後、ＴＭＩの供給量を５０μｍｏｌ／ｍｉｎに増加し、Ｉｎ０．１０Ｇａ０．９０Ｎよりなる４ｎｍ厚の井戸層を成長させる。井戸層は合計３層、同様の手法で成長させ、井戸層と井戸層との間および両側に合計４層の障壁層が存在するような多重量子井戸（ＭＱＷ）の発光層（活性層）１０５を成長させる。
【００３５】
ＭＱＷの成長が終了すると、ＴＭＩおよびＴＭＧの供給を停止して、再び１０５０℃まで昇温して、キャリアガスを再びＮ２からＨ２に代えて、ＴＭＧを５０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＡを３０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ｐ型ドーピング原料であるビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）を１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎ流し、２０ｎｍ厚のｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ蒸発防止層１０６を成長させる。
【００３６】
蒸発防止層１０６の成長が終了すると、ＴＭＡの供給を停止し、ＴＭＧの供給量を１００μｍｏｌ／ｍｉｎに調整して、０．１μｍの厚さのｐ型ＧａＮ光ガイド層１０７を成長させる。その後、ＴＭＧの供給を５０μｍｏｌ／ｍｉｎに調整し、ＴＭＡを４０μｍｏｌ／ｍｉｎ導入し、０．４μｍ厚のｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１０８を成長させる。
【００３７】
最後に、ＴＭＧの供給を１００μｍｏｌ／ｍｉｎに調整して、ＴＭＡの供給を停止し、０．１μｍ厚のｐ型ＧａＮコンタクト層１０９の成長を行う。
【００３８】
結晶成長が終了すると、ＴＭＧおよびＥｔＣｐ２Ｍｇの供給を停止して降温し、室温で基板をＭＯＣＶＤ装置より取り出す。
【００３９】
本発明においては、窒化物半導体基板としては、ｎ型のＧａＮ基板を用いたが、これ以外の基板でもよく、半絶縁性のＧａＮ基板、Ａｌ１−ｘＧａｘＮ（０≦ｘ≦１）基板等を用いてもよい。また、窒化物半導体基板以外にも、サファイア等の基板上で、ＥＬＯＧ（Epitaxial Lateral Over Growth）等の方法で、欠陥密度が制御された擬似ＧａＮ基板を用いることもできる。
【００４０】
次にＭＯＣＶＤ装置から取り出された素子に、レーザ導波路ストライプを形成する。本実施の形態では、リッジストライプ構造を例として用いるが、これ以外に一般的に知られている、内部ストライプ構造等を形成してもよい。
【００４１】
レーザ構造の形成は次のように行う。ＭＯＣＶＤ装置から取り出したウェハ（基板）にパラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）からなるｐ型コンタクト電極の形成を行う。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、図１に示すレーザ導波路ストライプの形成を行う。本発明においては、リッジのレーザ導波路ストライプの幅の広い領域は１．８μｍ、幅の狭い領域は１．４μｍ、共振器長６００μｍ、移行領域５０ｎｍとした。
【００４２】
次に、Ａｒ（アルゴン）を反応性ガスとする、ＲＩＥ（Reactive ion Etching）によるドライエッチング法を用いて、レーザ導波路ストライプ以外の部分の、Ｐｄ／Ｍｏを除去した。さらに、塩素（Ｃｌ）を反応性ガスとするＲＩＥによるドライエッチング法を用いて、窒化物半導体層を５５０ｎｍ程度ドライエッチングして、リッジストライプを形成した。
この場合、形成されたリッジ幅は、概ね、太い領域のリッジ上部で、１．８μｍ、リッジ下部で、２．０μｍ、細い領域のリッジ上部で、１．４μｍ、リッジ下部で、１．６μｍ程度となる。また、隣接する素子のレーザ導波路ストライプの残留部分の長さ（図２の２αで示される長さ）は、１００μｍとする。この時、細い領域のリッジ幅が、リッジ下部で、１．８μｍ以上である場合、キンクレベルを向上させる効果が著しく低減するので、好ましくない。
【００４３】
リッジストライプを形成した後、リッジストライプ上部を除く窒化物半導体層部分に、絶縁層（埋め込み層）１１０としてＳｉＯ２層および密着層としてＴｉＯ２を形成する。
【００４４】
本実施の形態では、リッジストライプ形成後に、ＳｉＯ２層１１０および、ＴｉＯ２層を形成して、リッジストライプ上部のレジストをリフトオフすることで、リッジ上部のＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを同時に除去して、リッジストライプ上部を除く窒化物半導体層部分に、ＳｉＯ２層およびＴｉＯ２層の形成を行う。
【００４５】
次いで、ウェハ全面に、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術によって、図７のように、素子境界近傍の幅１００μｍの領域のみレジストを除去した。次いで、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２からなる電流注入阻止層１１２を順次形成した。次に、レジストをリフトオフすることで、レジストが除去された部分以外の領域の電流注入阻止層１１２の除去を行った。この誘電体層は、後述するパッド電極からコンタクト電極への電流注入を阻止する電流注入阻止層として機能する。
【００４６】
次いで、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）からなるｐ型パッド電極１１３を図３のように形成した。また、その際の端面の断面図を図８に示す。
【００４７】
パッド電極を全面に形成後、ついで、フォトリソグラフィ技術によって、上部電流注入阻止層上の一部領域の、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）からなるｐ型パッド電極１１３を除去した。電流注入阻止層を除去した後の、リッジ部の端面に垂直な方向の断面図を図４に示す。図４に示すように、端面においては、電流注入阻止層により、直接の電流注入は阻止されるが、コンタクト電極とパッド電極とが接触している部分から横方向に電流が注入されるので、端面に電流が注入されなくなるという現象は生じない。
【００４８】
以上のように、上部電流注入阻止層を形成した後、引き続いて、窒化物半導体基板を裏面から研作、研磨を行ってへき開（分割）を容易に行えるように薄くする。研作、研磨を行った窒化物半導体基板裏面にハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）からなるｎ型電極１１４を形成する。引き続いてｎ型電極にＭｏ、プラチナ（Ｐｔ）、Ａｕからなるメタライズ層１１５を形成する。
【００４９】
本実施の形態においては、ストライプ長を６００μｍとした。この後の各素子に分割を行う工程においては、図９に示すように上部電流注入阻止層の中間でストライプ方向に垂直に半導体レーザ素子の分割を行う。このように分割を行うことで、ストライプの両端からα＝５０μｍ（残留ストライプの長さと等しい）の領域が上部電流注入阻止領域となる半導体レーザ素子が得られる。
【００５０】
しかしながら、ｐ型コンタクト電極は、当該チップ内のリッジ上においては、連続的に上部電流注入阻止領域の下部にも形成されているので、ｐ型コンタクト電極を横方向に拡散してきた電流が、上部電流注入阻止領域下部にまで拡散して、通電されることになる。一方、バー分割によって当該チップから、隣接するチップに、分離された幅αの上部電流注入阻止領域に関しては、横方向から電流が注入されることはないため、電流非注入領域となって、隣接チップにおいては、電流リーク等の悪影響を及ぼすことはない。
【００５１】
これにより、同一形状の半導体レーザ素子を、不要部分を形成することなく作製できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明によると、キンクレベルの高い半導体レーザ素子を、高い歩留まりで製造することができる。よって、産業上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるテーパストライプ構造のストライプの配列状態とアレイ分割線群の１例である。
【図２】本発明によるテーパストライプ構造のストライプの配列方法の詳細説明図である。
【図３】本発明における窒化物半導体レーザの、パッド電極形成後における斜視図である。
【図４】本発明における窒化物半導体レーザチップのリッジストライプ端面付近の側面の断面図である。
【図５】電流−光出力特性図である。
【図６】本発明における窒化物半導体積層構造の斜視図である。
【図７】本発明におけるテーパストライプ構造の作製方法で、電流注入阻止層を形成する際のフォトリソグラフィの方法を説明する図である。
【図８】本発明における窒化物半導体レーザの、パッド電極形成後におけるリッジストライプ端面を示す図である。
【図９】本発明における窒化物半導体レーザ素子アレイのバッド電極除去部分と、アレイ分割線群 を説明する図である。
【図１０】従来技術にかかるテーパストライプ構造のストライプの配列方法とアレイ分割線群 の１例を示す図である。
【図１１】従来技術にかかるテーパストライプ構造のストライプの配列方法とアレイ分割線群 の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０１  窒化物半導体基板
１０２  ｎ型ＧａＮ層
１０３  ｎ型クラッド層
１０４  ｎ型光ガイド層
１０５  活性層
１０６  蒸発防止層
１０７  ｐ型光ガイド層
１０８  ｐ型クラッド層
１０９  ｐ型コンタクト層
１１０  ＳｉＯ２埋め込み層
１１１  ｐ型コンタクト電極
１１２  ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２電流注入阻止層
１１３  ｐ型パッド電極
１１４  ｎ型電極
１１５  ｎ型メタライズ電極
１１６  半導体層
【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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