(57)【要約】【課題】横方向の光閉じ込めを実現する窒化物半導体レーザ素子を提供することを目的とする。【解決手段】基板と、前記基板上に、第１半導体層、活性層、第２半導体層が積層された半導体層とを備えており、前記半導体層に共振器端面が形成された窒化物半導体レーザ素子であって、前記第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、該凹凸が形成された半導体層上に、凹凸を埋める半導体層とが形成されており、前記凹凸は、第２半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されており、前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、前記第１領域と第２領域との屈折率又は導電率に差異を持たせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に、第１半導体層、活性層、第２半導体層が積層された半導体層とを備えており、前記半導体層に共振器端面が形成された窒化物半導体レーザ素子において、
前記第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、該凹凸が形成された半導体層上に、凹凸を埋める半導体層とが形成されており、
前記凹凸は、第２半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されており、前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、
前記第１領域と第２領域との屈折率又は導電率に差異を持たせることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記第２半導体層における凹凸を埋める半導体層は、活性層よりもバンドギャップが大きい半導体層である請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１領域は、第２領域よりも凸部の幅が広い請求項１又は２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第１領域は、第２領域よりも凹部の幅が狭い請求項１〜３のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記凹凸を埋める半導体層の屈折率は、前記凹凸が形成された半導体層の屈折率よりも低い請求項１〜４のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記凹凸を埋める半導体層は、Ａｌを含有する窒化物半導体からなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記凹凸が形成された半導体層が、Ｉｎａ２Ａｌａ１Ｇａ１−ａ１―ａ２Ｎ（０≦ａ１≦０．９、０≦ａ２≦０．５）からなる層であって、且つ前記凹凸を埋める半導体層とは組成比が異なる層である請求項１〜６のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記凹凸を埋める半導体層が、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．１０）からなる第１層と、ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０．０５≦ｂ≦０．１４）からなる第２層とで構成される超格子層を含む請求項１〜７のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記活性層よりもバンドギャップが大きい半導体層は、クラッド層又はコンタクト層である請求項２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
基板と、前記基板上に、第１半導体層、活性層、第２半導体層が積層された半導体層とを備えており、前記半導体層に共振器端面が形成された窒化物半導体レーザ素子において、
前記第１半導体層及び第２半導体層内には活性層よりも屈折率が低い半導体層を有することにより、縦方向の光閉じ込めを行っており、
更に前記第１半導体層及び／又は第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、該凹凸が形成された半導体層上に、凹凸を埋める半導体層とが形成されており、
前記凹凸は、前記半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されており、前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、
該第２領域の屈折率と第１領域の屈折率に差異を持たせることにより、横方向の光閉じ込めを行うことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記第１領域は、第２領域よりも凸部の幅が広い請求項１０に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記第１領域は、第２領域よりも凹部の幅が狭い請求項１又は２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記凹凸が形成された半導体層が、Ｉｎａ２Ａｌａ１Ｇａ１−ａ１―ａ２Ｎ（０≦ａ１≦０．９、０≦ａ２≦０．５）からなる層であって、且つ前記凹凸を埋める半導体層とは組成比が異なる層である請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】
前記第１領域は、コア領域を含む請求項１又は１０に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記凹凸を埋める半導体層の表面は略平坦に形成されている請求項１〜１４のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
今日、窒化物半導体を用いた半導体レーザは、紫外域から赤色に至るまで、幅広い波長域での発振が可能と考えられ、その応用範囲は、ＤＶＤなど、大容量・高密度の情報記録・再生録画が可能な光ディスクシステムへの利用にとどまらず、レーザプリンタ、光ネットワーク、描画装置や露光装置などの光源等として期待されている。
【０００２】
現在、製品化されている窒化物半導体レーザ素子、また研究開発が進められている窒化物半導体レーザ素子は、主にリッジ導波路構造を採用している（引用文献１）。このリッジの両側には窒化物半導体よりも低屈折率の保護膜が形成されており、これによって横方向の光閉じ込めを行っている。また、前記保護膜に絶縁性の材料を採用することで電流狭窄を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５８９１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２２３７８４号公報
【特許文献３】特開２００１−２２３４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
つまり、リッジ導波路構造のレーザ素子は、少なくとも上述した２つの機能を備えた保護膜をリッジの両側に形成している。これは１つの保護膜に限られるものではなく、窒化物半導体よりも低屈折率の保護膜と絶縁性の保護膜とを多層構造に形成する場合もある。
【０００５】
このようなリッジ導波路構造のレーザ素子における横方向の光閉じ込めは、前記保護膜の屈折率、またリッジ幅やリッジ深さによって変化する。通常、半導体レーザ素子を作製するには、成長用基板上に半導体層を積層したウェハー上にリッジを形成する。成長用基板と半導体層との間に格子定数や熱膨張係数の差があれば前記ウェハー内に応力が発生するため、ウェハーには反りが生じる。このような反りがあるウェハー上にリッジを形成すると、ウェハーの中心部と外周部とではリッジ幅やリッジ深さにばらつきが生じる。また、反りがあるウェハーであるためリッジの両側に形成する前記保護膜の密着度もウェハーの中心部と外周部ではばらつきが生じる。そのため、リッジ導波路構造を採用している窒化物半導体レーザ素子では、横方向の光閉じ込め強度を所望の範囲内にするには高度の技術を要する。
【０００６】
また引用文献２にあるような分布帰還型半導体レーザ素子でも横方向の光閉じ込めと電流狭窄の課題はある。リッジ導波路構造のレーザ素子以外の構造としては、窒化物半導体層に電流狭窄層を形成した後、再度窒化物半導体層を成長させる構造がある（引用文献３）。しかしながら、このような構造では、電流狭窄層と開口部の半導体層との間に段差があり、しかもこれらは化合物半導体の組成やそれらの組成比が異なるため、開口部の半導体層からの成長速度と電流狭窄層からの成長速度とに差異が生じる。これでは、窒化物半導体層の再成長時に前記電流狭窄層と半導体層との段差に異常成長が生じるため、電流狭窄機能や光閉じ込め機能は不十分なものとなる。また現状では製品化に至っていない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、レーザ光のビーム形状を安定化させることができる窒化物半導体レーザ素子を提供することを目的とする。また安定的な電流狭窄を可能とする窒化物半導体レーザ素子を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明はリッジを必ずしも必要としない窒化物半導体レーザ素子を提供することを目的とする。リッジを有する窒化物半導体レーザ素子であっても、その光閉じ込めや電流狭窄の機能に対する依存度を低減して、設計工程でのマージンをより広げた、製造工程を簡略化させたもの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】
【０００９】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、基板と、前記基板上に、第１半導体層、活性層、第２半導体層が積層された半導体層とを備えており、前記半導体層に共振器端面が形成された窒化物半導体レーザ素子において、前記第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、該凹凸が形成された半導体層上に、凹凸を埋める半導体層とが形成されており、前記凹凸は、第２半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されており、前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、前記第１領域と第２領域との屈折率又は導電率に差異を持たせることを特徴とする。
前記第２半導体層における凹凸を埋める半導体層は、活性層よりもバンドギャップが大きい半導体層であることが好ましい。
前記第１領域は、第２領域よりも凸部の幅が広いことが好ましい。
前記第１領域は、第２領域よりも凹部の幅が狭いことが好ましい。
前記凹凸を埋める半導体層の屈折率は、前記凹凸が形成された半導体層の屈折率よりも低いことが好ましい。
前記凹凸を埋める半導体層は、Ａｌを含有する窒化物半導体からなることが好ましい。
前記凹凸が形成された半導体層が、Ｉｎａ２Ａｌａ１Ｇａ１−ａ１―ａ２Ｎ（０≦ａ１≦０．９、０≦ａ２≦０．５）からなる層であって、且つ前記凹凸を埋める半導体層とは組成比が異なる層であることが好ましい。
凹凸を埋める半導体層が、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．１０）からなる第１層と、ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０．０５≦ｂ≦０．１４）からなる第２層とで構成される超格子層を含むことが好ましい。
前記活性層よりもバンドギャップが大きい半導体層は、クラッド層又はコンタクト層であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、基板と、前記基板上に、第１半導体層、活性層、第２半導体層が積層された半導体層とを備えており、前記半導体層に共振器端面が形成された窒化物半導体レーザ素子において、前記第１半導体層及び第２半導体層内には活性層よりも屈折率が低い半導体層を有することにより、縦方向の光閉じ込めを行っており、更に前記第１半導体層及び／又は第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、該凹凸が形成された半導体層上に、凹凸を埋める半導体層とが形成されており、前記凹凸は、前記半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されており、前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、該第２領域の屈折率と第１領域の屈折率に差異を持たせることにより、横方向の光閉じ込めを行うことを特徴とする。前記第２領域の屈折率を前記第１領域の屈折率よりも低くすることで第１領域に横方向の光閉じ込めができる。この屈折率差Δｎは０．０１以上、好ましくは０．０５以上とする。
前記第１領域は、第２領域よりも凸部の幅が広いことが好ましい。
前記第１領域は、第２領域よりも凹部の幅が狭いことが好ましい。
前記凹凸が形成された半導体層が、Ｉｎａ２Ａｌａ１Ｇａ１−ａ１―ａ２Ｎ（０≦ａ１≦０．９、０≦ａ２≦０．５）からなる層であって、且つ前記凹凸を埋める半導体層とは組成比が異なる層であることが好ましい。
前記第１領域は、コア領域を含むことが好ましい。
前記凹凸を埋める半導体層の表面は略平坦に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子によれば、リッジの両側に形成する保護膜やリッジ幅、リッジ深さにのみ依存することなく、横方向の光閉じ込めを実現することができる。
また、レーザ光の横方向の広がり幅と縦方向の広がり幅とのアスペクト比を安定させることができる。
【００１２】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子によれば、リッジを形成することなく横方向の光閉じ込めと電流狭窄とを実現することができる。しかも、本発明は、マスクを用いた選択成長ではないため、半導体層の積層段階での異常成長の問題がなく、製造歩留まりが高く量産性に向いている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施形態１
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、主として、図１に示すように基板１００と、この基板の表面１００ａ上に第１半導体層２０１、活性層２０５及び第２半導体層をこの順に積層した窒化物半導体層と、を備えて構成される。この第２半導体層には、図２に示すように窒化物半導体レーザ素子の共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状をした凹凸が形成された半導体層２２１を有しており、この凹凸が形成された半導体層上には、凹凸を埋める半導体層２２２を有している。また、前記凹凸は、第２半導体層内で第２電極２３１の下部に位置する第１領域２２０ａと、この第１領域の両側に形成された第２領域２２０ｂ（ｂ１、ｂ２）に亘って形成されている。更に、第１領域２２０ａにおける凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域２２０ｂにおける凹部及び／又は凸部の幅とは差異を持たせている（図２）。
【００１４】
図２のａ１、ａ２には第１領域２２０ａにおける凹凸間隔の一例を示している。また、図２のｂ１、ｂ２には第２領域２２０ｂにおける凹凸間隔の一例を示している。
第１領域を図２（ａ１）に示すように凸部幅α１よりも凹部幅β１を広くした凹凸間隔とする場合には、第２領域は図２（ｂ１）に示すように凸部幅α２を前記第１領域の凸部幅α１と略同一幅とし、凹部幅β２を前記第１領域の凹部幅β１よりも狭い幅とすることで凹凸間隔に差異をもたせている。
又は第１領域２２０ａを図２（ａ１）に示す凹凸間隔とし、第２領域２２０ｂを図２（ｂ２）に示すように第１領域とは凹部幅だけでなく、凸部幅も変化させることによって、第１領域と第２領域との凹凸間隔に差異をもたせてもよい。これにより、凹凸が形成された半導体層２２１と凹凸を埋める半導体層２２２に屈折率差をつければ、第１領域２２０ａと第２領域２２０ｂとの間にも屈折率差を設けることができる。凹凸が形成された半導体層２２１の屈折率よりも凹凸を埋める半導体層２２２の屈折率を低くすることで、第２領域２２０ｂよりも第１領域２２０ａが低屈折率となり、横方向の光閉じ込めが可能となる。また、凹凸が形成された半導体層２２１の屈折率よりも凹凸を埋める半導体層２２２の屈折率を高くする場合には、上述した凸部幅α１と凸部幅α２との比率、または凹部幅β１と凹部幅β２との比率を入れ換えればよい。
【００１５】
また、第１領域を図２（ａ２）に示すように凸部幅と凹部幅を略同一幅とする場合には、第２領域は図２（ｂ２）に示すように凹部幅を前記第１領域の凹部幅と略同一幅とし、凸部幅を前記第１領域の凸部幅よりも広くした凹凸間隔とする。これによって、上述したように凹凸が形成された半導体層２２１と凹凸を埋める半導体層２２２に屈折率差をつければ、第１領域２２０ａと第２領域２２０ｂとの間にも屈折率差を設けることができる。
【００１６】
例えば、凹凸が形成された半導体層２２１をＩｎａ２Ａｌａ１Ｇａ１−ａ１―ａ２Ｎ（０≦ａ１≦０．９、０≦ａ２≦０．５）からなる層であって、且つ前記凹凸を埋める半導体層とは組成比が異なる層とする。凹凸を埋める半導体層２２２をＩｎｂ２Ａｌｂ１Ｇａ１−ｂ１―ｂ２Ｎ（０≦ｂ１≦０．９、０≦ｂ２≦０．５）からなる層であって、前記凹凸が形成された半導体層２２１よりも低屈折率にする。凹凸の間隔は、上述したように第１領域を図２（ａ１）とし、第２領域を図２（ｂ１）とすれば、第１領域２２０ａと第２領域２２０ｂとの屈折率の関係は第２領域＜第１領域となり、横方向の光閉じ込めを行うことができる。更には、第１領域よりも第２領域の抵抗値を高くすることでマスクレスの電流狭窄構造を実現することができる。
【００１７】
凹凸を埋める半導体層２２２は、活性層よりもバンドギャップが大きいことが好ましい。これによって、少なくとも凹凸が形成された半導体層２２１と凹凸を埋める半導体層２２２との界面で第２半導体層側における縦方向の光閉じ込めができる。上述したように、この凹凸が形成された半導体層２２１と凹凸を埋める半導体層２２２によって横方向の光閉じ込めも行うことができるため、連続する製造工程での縦横両方の光閉じ込めの強度やアスペクト比を容易に調整することが可能となる。
【００１８】
前記第１領域２２０ａとは、第２半導体内に形成された領域であって、半導体層の積層方向（縦方向）には凹凸が形成された半導体層と、この上に形成される前記凹凸を埋める半導体層との合計膜厚を包含する領域である。また、前記第１領域は、半導体層の幅方向（横方向）には電流が流れる範囲を包含する領域であればよく、光導波路方向には出力側の共振器端面から反対側の共振器端面まで連続して存在する必要はない。また、第１領域は、少なくとも第２電極の下部領域に形成された領域であって、好ましくはコア領域を含む領域である。コア領域を全て包含する必要はない。このコア領域とは、少なくとも活性層を包含する領域であって、活性層を挟むバンドギャップが活性層よりも大きい半導体層と活性層との界面近傍までの領域である。但し、バンドギャップが活性層よりも大きい半導体層にも発光した光の染み出しが生じるため、このような発光した光が染み出す領域もコア領域に含める場合がある。
【００１９】
前記第２領域２２０ｂとは、第２半導体内に形成された領域である。より具体的には、半導体層の積層方向（縦方向）には凹凸が形成された半導体層と、この上に形成される前記凹凸を埋める半導体層との合計膜厚を包含する領域である。これは前記第１領域と同様の範囲になる。また、前記第２領域は、半導体層の幅方向（横方向）には前記第１領域の両側であって、実質的にコア領域を含まないことが好ましい。第２領域がコア領域を包含する場合には、第２領域におけるコア領域の包含割合が第１領域におけるコア領域の包含割合よりも高いことが必要である。さらには第２領域は、前記第１領域と同様に、光導波路方向には出力側の共振器端面から反対側の共振器端面まで連続して存在する必要はない。
【００２０】
また本発明の窒化物半導体レーザ素子は、基板と、この基板上に、第１半導体層、活性層及び第２半導体層をこの順に積層した窒化物半導体層と、を備えており、前記半導体層に共振器端面が形成されて構成される。前記第１半導体層及び第２半導体層内には活性層よりも屈折率が低い半導体層を有することにより、縦方向の光閉じ込めを行っている。更に前記第１半導体層及び／又は第２半導体層内には、前記共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状をした凹凸が形成された半導体層と、この凹凸が形成された半導体層上には、凹凸を埋める半導体層を有している。また、前記凹凸は、前記第１半導体層及び／又は第２半導体層内で第１領域と、この第１領域の両側に形成された第２領域に亘って形成されている。前記第１領域における凹部及び／又は凸部の幅は、第２領域における凹部及び／又は凸部の幅とは異なるものであって、前記第２領域の屈折率を第１領域の屈折率よりも低くすることにより、横方向の光閉じ込めを行っている。このような構成とすることで、リッジを必ずしも必要としない窒化物半導体レーザ素子を実現することができる。
【００２１】
前記第１半導体層は、ｎ型又はｐ型の不純物を含む層を少なくとも１層含んで構成される。第２半導体層は、第１半導体層とは逆の導電型、つまり、ｐ型又はｎ型の不純物を含む層を少なくとも１層含んで構成される。第１半導体層は、単一層又は多層膜のいずれかであってもよく、多層構造の場合には、それらを構成する層の全てがｎ型又はｐ型を示さなくてもよい。第２半導体層は、多層構造であるが、これらを構成する層の全てがｎ型又はｐ型を示さなくてもよい。なお、以下の記載においては、活性層からｎ型層側に配置する層をｎ型層又はｎ側層、活性層からｐ型層側に配置する層をｐ型層またはｐ側層と記載する場合がある。
【００２２】
（基板）
本発明の窒化物半導体レーザ素子に用いる基板は、窒化物半導体と異なる異種基板を用いてもよいし、窒化物半導体基板を用いてもよい。異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面及びＡ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で、従来から知られている基板材料を用いることができる。前記基板は、その表面が、０．０１〜０．８°程度のオフアングル角、さらにはステップ状のオフアングル角を有しているものが好ましい。これにより、素子を構成する窒化物半導体層、活性層の内部において、微細なクラックの発生を防止することができる。
【００２３】
異種基板を用いる場合には、下地層（ラテラル成長を行うための保護層等を含む）、コンタクト層等が形成される場合があるが、窒化物半導体基板（例えば、ＧａＮ基板など）
異種基板を用いる場合には、窒化物半導体層からなる下地層等を成長させた後、または素子構造形成中又はその後に、異種基板を除去してもよい。
【００２４】
を用いる場合には、必ずしもそれらを形成する必要はなく、省略することができる。
（下地層）
基板上には、バッファ層等を含む、窒化物半導体からなる下地層（図示せず）が形成されていてもよい。
バッファ層としては、例えば、ＩｎαＡｌβＧａ１−α−βＮ（０≦α、０≦β、α＋β≦１）を３００℃以上９００℃以下の温度で、膜厚数十オングストローム〜数百オングストロームで成長させてなるものが挙げられる。このバッファ層は、異種基板と高温成長の窒化物半導体層との格子定数不正を緩和し、転位の発生を防止するのに好ましい。
【００２５】
バッファ層の上に、周知のラテラル成長を利用した下地層を形成することができる。ラテラル成長した領域（低転位領域）は、転位数が１×１０７個／ｃｍ２以下、好ましくは１×１０６個／ｃｍ２以下と少ないか、部分的に少ない領域を有しているものが適当である。さらに、この下地層は、例えば、１×１０１６〜５×１０２１ｃｍ−３程度の範囲でｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｃ、Ｔｉ、Ｏ等）が含有されていてもよい。
【００２６】
（窒化物半導体層）
本発明の窒化物半導体レーザ素子において、第１及び第２半導体層としては、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（ＩｎαＡｌβＧａ１−α−βＮ、０≦α、０≦β、α＋β≦１）であり、さらにＩＩＩ族元素としてＢを用いたり、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換した、混晶を含んでいてもよい。半導体層は、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、当該分野で公知のいずれの方法によっても形成することができる。
【００２７】
窒化物半導体層に用いるｎ型不純物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ等のＩＶ族又はＶＩ族元素を用いることができ、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎである。また、ｐ型不純物としては、特に限定されないが、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａなどが挙げられ、好ましくはＭｇである。これにより、各導電型の窒化物半導体層を形成し、後述する各導電型層を構成させることができる。
【００２８】
例えば、基板１００にはＧａＮ基板を用いる。その表面１００ａ上には第１半導体層２０１が多層構造で形成されている。この多層構造については図示しない。ここでは、第１半導体層はｎ側半導体層とする。
第１のｎ側半導体層は、ＡｌdＧａ1-dＮ（０≦ｄ≦０．５）により形成することができる。この第１のｎ側半導体層にはｎ型不純物がドープされている。この層のｎ型不純物の含有量は、５×１０1７／ｃｍ3〜５×１０18／ｃｍ3であることが好ましい。第１のｎ側半導体層の膜厚は、０．５〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍである。この第１のｎ側半導体層はｎ型コンタクト層やｎ型クラッド層として機能させることができる。第１のｎ側半導体層をｎ型コンタクト層として機能させる場合には後工程において、この第１のｎ側半導体層にｎ電極が形成される。なお、第１のｎ側半導体層は、省略可能である。
【００２９】
第１のｎ側半導体層上には第２のｎ側半導体層が形成されている。第２のｎ側半導体層は、単一層で形成してもよく、また超格子層で形成してもよい。第２のｎ側半導体層を超格子層として形成するには、第１層としてＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．１０）、第２層としてＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０．０１≦ｂ≦０．１４）からなる層を交互に形成することが好ましい。第１層及び第２層は、単一層の膜厚が１００オングストローム以下の層を積層することにより構成することができる。このような超格子層とすることにより、Ａｌを含有しているにもかかわらず、クラックの発生を防止でき結晶性を良好にすることができる。なお、第２のｎ側半導体層は、単一層であっても、超格子層であっても総膜厚は、０．４５〜３．０μｍであることが好ましい。また、平均組成がＡｌeＧａ1-eＮ（０．０１≦ｅ≦０．１４）として形成されることが好ましい。Ａｌの平均組成がこの範囲であると、クラックを抑制でき、かつ充分にレーザ導波路との屈折率の差を得ることができる。ｎ型不純物の含有量は、１×１０1７／ｃｍ3〜５×１０18／ｃｍ3であることが好ましい。ｎ型不純物がこの範囲で含有されていると抵抗率を低くでき、かつ結晶性を損なわない。第２のｎ側半導体層はｎ側クラッド層として機能させることができる。
【００３０】
第２のｎ側半導体層上には第３のｎ側半導体層が形成されている。第３のｎ側半導体層としては、ＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．０７５）が挙げられる。第３のｎ側半導体層の膜厚は、０．０５〜０．２５μｍ、好ましくは０．１４〜０．１６μｍが挙げられる。この膜厚で成長させるとクラックが発生せずに、閾値（Ｉｔｈ）を低下させることができる。第３のｎ側半導体層は光ガイド層として機能させることができる。なお、第３のｎ側半導体層は、省略可能である。
【００３１】
第３のｎ側半導体層上には活性層２０５が形成されている。活性層としては、井戸層と障壁層とにより構成され、井戸層は、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦０．０５、０．００５≦ｙ≦０．２５、ｘ＋ｙ＜１）からなることが好ましい。障壁層はＡｌｕＩｎｖＧａ１−ｕ―ｖＮ（０≦ｕ≦０．２、０≦ｖ≦０．１５）からなることが好ましい。例えば、井戸層を挟むように障壁層が積層されるものであり、障壁層及び井戸層は１層に限定されるものではなく２以上の多層であってもよい。具体的には、障壁層と井戸層とを繰り返し積層した、多重量子井戸構造の活性層としてもよい。井戸層及び障壁層の膜厚としては、それぞれ、５０〜１５０オングストロームが好ましい。第１の障壁層の膜厚は３０〜２５０オングストローム、第２の障壁層の膜厚は３０〜２５０オングストロームが好ましい。活性層をこの範囲の膜厚で形成すれば、活性層付近でのクラックの発生を抑制することができる。
井戸層及び障壁層のいずれか一方または両方に不純物を含有させてもよい。
【００３２】
活性層上には第２半導体層が多層構造で形成されている。この第２半導体層内には凹凸が形成された半導体層２２１と、その凹凸を埋める半導体層２２２とを有している。本実施形態では、第２半導体層はｐ側半導体層とする。以下、第２半導体層であるｐ側半導体層を４層構造とした構成を説明する。尚、前記活性層２０５と凹凸が形成された半導体層２２１とは接している必要はなく、その間に他の半導体層を介した構成としてもよい。ここでは、活性層上に第１のｐ側半導体層を形成し、その上に第２のｐ側半導体層として凹凸が形成された半導体層２２１、第３のｐ側半導体層として凹凸を埋める半導体層２２２を形成した構成とするが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
【００３３】
第１のｐ側半導体層は、キャリア閉じ込め層、電子閉じ込め層、光閉じ込め層、その他には活性層の分解防止層等として形成することができる。
第１のｐ側半導体層は、活性層の中でも特に井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きい窒化物半導体層であって、Ａｌを含む窒化物半導体であることが好ましい。具体的には、ＡｌdＧａ1-dＮ（０≦ｄ≦１）からなる少なくとも１層以上を成長させてなるものである。好ましくはｄが０．１〜０．５の範囲である。第１のｐ側半導体層の膜厚は、１０〜２００オングストロームが好ましい。膜厚が上記範囲であると、活性層内の電子を良好に閉込めることができ、クラックの発生も抑制できる。またバルク抵抗も低く抑えることができる。
【００３４】
前記第１のｐ側半導体層は、通常、ｐ型不純物が含有されている。その含有量は、１×１０19／ｃｍ3〜１×１０21／ｃｍ3である。ｐ型不純物の含有量がこの範囲であると、バルク抵抗を低下させることができる。第１のｐ側半導体層は、低温、例えば９００〜１０００℃程度の活性層を成長させる温度と同様の温度で成長させると活性層の分解を防止することができ好ましい。なお、第１のｐ側半導体層は、省略可能である。
【００３５】
第１のｐ側半導体層上には第２のｐ側半導体層が形成されている。この第２のｐ側半導体層には凹凸が形成されている。この凹凸形成については後述する。第２のｐ側半導体層は、導波路領域の一部として機能させるものである。具体的には第２のｐ側半導体層は光ガイド層として機能させる。組成式は、ＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．２）からなる窒化物半導体層が挙げられる。この膜厚は、０．０５〜０．２５μｍが好ましい。この範囲であると、しきい値を低くすることができる。また、第２のｐ側半導体層はアンドープ層として成長させるが、他の半導体層からｐ型不純物が拡散して、１×１０16／ｃｍ3〜１×１０18／ｃｍ3の範囲でＭｇが含有されることがある。なお、第２のｐ側半導体層は、省略可能である。
【００３６】
第２のｐ側半導体層上には第３のｐ側半導体層が形成されている。この第３のｐ側半導体層は凹凸を埋める半導体層とする。第３のｐ側半導体は、第２のｐ側半導体とは組成物、又は組成比が異なる窒化物半導体層とする。より具体的には、前記第２のｐ側半導体層（凹凸が形成された半導体層）が、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．５０）からなる層であり、この第３のｐ側半導体層（凹凸を埋める半導体層）が、ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０≦ｂ≦０．５０、ａ≠ｂ）からなる層である。好ましくは、第３のｐ側半導体層（凹凸を埋める半導体層）が、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．１０）からなる第１層と、ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０．０５≦ｂ≦０．１４）からなる第２層とで構成される超格子層を有する層とする。
ｐ型不純物の含有量は、１×１０17／ｃｍ3〜１×１０２０／ｃｍ3であることが好ましい。ｐ型不純物がこの範囲で含有されていると結晶性を損なわない程度の含有量で、かつバルク抵抗を低減させることができる。第３のｐ側半導体層が超格子構造で形成されることにより、クラックの発生を抑制することができる。第３のｐ側半導体層の総膜厚は、０．４〜０．５５μｍであり、この範囲であると順方向電圧（Ｖｆ）を低減させることができる。また、第３のｐ側半導体層の全体のＡｌの平均組成は、０．０１〜０．１４である。この範囲の値であると、クラックの発生を抑制し、かつレーザ導波路との屈折率差を十分に得ることができる。この第３のｐ側半導体層は、活性層よりもバンドギャップが大きく、通常、ｐ側クラッド層として機能させるものであるが、同時にｐ側コンタクト層として機能させてもよい。これによって、後に形成する第４のｐ側半導体層を省略することができる。
【００３７】
第３のｐ側半導体層上には第４のｐ側半導体層が形成されている。第４のｐ側半導体層は、ｐ型不純物（例えば、Ｍｇ）が含有されたＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ≦０．５）からなる窒化物半導体層を成長させてなるものが好ましい。膜厚は１０〜２００オングストローム程度が適当である。ｐ型不純物の含有量は１×１０19／ｃｍ3〜１×１０22／ｃｍ3である。これにより、後述するｐ電極とのオーミックコンタクトが良好となる。なお、上述したように第４のｐ側半導体層は省略することができる。
【００３８】
（凹凸）
前記第２のｐ側半導体層は、凹凸が形成された半導体層２２１である。また前記第３のｐ側半導体層は凹凸を埋める半導体層２２２である。但し、本発明は活性層２０５に接する第１のｐ側半導体層２１１を凹凸が形成された半導体層２２１とし、第２のｐ側半導体層を凹凸を埋める半導体層２２２としてもよい。
【００３９】
その他には、第２のｐ側半導体層の下層部分に凹凸を形成し、さらに第２のｐ側半導体層の上層で凹凸を埋め込んで平坦化させてもよい。ただし、この場合には、凹凸を形成する半導体層と凹凸を平坦化する半導体層との間において、組成又は積層構造が異なり、屈折率差を確保することができるように調整することを要する。
【００４０】
前記凹凸は共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状をしている。凹凸の大きさは特に限定されず、用いる窒化物半導体層の組成等により適宜調整することができる。凹凸の周期（ピッチ）Ｐは、凹凸が形成された半導体層と、その上に形成される凹凸を埋める半導体層を合わせた積層部分の屈折率や導電率によって適宜調整することができる。
【００４１】
凹凸幅のピッチ（凹凸の１周期）は、２００ｎｍ以下、好ましくは４０〜１００ｎｍ程度の範囲である。第１領域２２０ａにおける凹凸幅のピッチ（凸部幅α１と凹部幅β１の合計幅）は、上記範囲とする。第２領域２２０ｂにおける凹凸幅のピッチ（凸部幅α２と凹部幅β２の合計幅）も上記範囲であることが好ましい。この範囲で凹凸を形成すれば、凹凸を埋める半導体層２２２の成長時に異常成長が発生しないからである。これは、凹部やその近傍での原材料のマイグレーションが抑制されるためであると思われる。
【００４２】
凹凸の深さ（凹凸高さＨ）は、５００ｎｍ程度以下、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは５０〜１００ｎｍ程度が挙げられる。このような大きさ及び深さにすることにより、精度よく凹凸を形成することができ、更に凹凸を埋め込む半導体層表面を平坦化することができる。
【００４３】
図３に示す窒化物半導体レーザ素子は、図１に示す窒化物半導体レーザ素子において第１領域２２０ａ及び第２領域２２０ｂの凹凸幅のピッチを規定した一例である。また、図４はストライプ状の凹凸を示す斜視図である。ここでは、第１領域における凸部幅α１と第２領域における凸部幅α２とは略同一の幅とする。一方、第１領域における凹部幅β１を第２領域における凹部幅β２よりも広くしている。このようなパターンで凹凸が形成された半導体層２２１をＡｌａＧａ１−ａＮ（０＜ａ≦０．５０）からなる層とし、凹凸を埋める半導体層２２２をＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０≦ｂ≦０．３０、ｂ＜ａ）からなる層とすれば、第１領域と第２領域には屈折率差や導電率差ができるため、横方向の光閉じ込め及び電流狭窄を実現することができる。
【００４４】
前記凹凸を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、凹凸を形成しようとする層（第２のｐ側半導体層）を形成した後、二重レジスト法、密着マスク露光法、電子線描画法、位相シフト法等の当該分野で公知の方法を利用して、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によって、マスクパターンを形成し、そのマスクパターンをマスクとしてエッチングして凹凸を形成する。その後、マスクパターンを除去し、凹凸を埋める半導体層（第３のｐ側半導体層）を形成する。
このとき、後に凹部となる部分はマスクパターンの開口部となっている。そのため、図３に示すような凹凸を形成する場合には、第１領域におけるマスクパターンの開口部を第２領域におけるマスクパターンの開口部よりも広くする。
その他には、第１領域を図２（ａ２）に示す凹凸幅のピッチで形成し、第２領域を図２（ｂ２）に示す凹凸幅のピッチで形成する場合には、第１領域のマスクパターンの幅を第２領域のマスクパターンの幅よりも狭くする。また、この凸部幅と凹部幅は、第１領域と第２領域との間で間隔を変化させているが、凸部幅及び／又は凹部幅を第１領域から第２領域にかけて段々と傾斜させるグラデーション構造であってもよい。
【００４５】
このマスクパターンは、種々のレジスト、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ等の酸化膜や窒化膜、ニッケル、クロム等の金属膜の単一膜又は多層膜を用いて形成することができる。これらの膜厚は、例えば、１０〜５００ｎｍ程度で形成することが好ましい。
また、マスクパターンを用いて半導体層をエッチングして凹凸を形成する場合のエッチングは、適当なエッチャントを用いたウェットエッチング又はドライエッチングのいずれでもよい。例えば、ドライエッチングを利用する場合には、０．０５〜１０Ｐａの範囲内の圧力（一定圧力又は適宜変更した圧力）でエッチングすることが好ましい。これにより、所望の深さのエッチングを効率的に行うことができる。
また、凹凸を形成するためのマスク材料として、レジストとの選択性が低い材料を下層に、レジストとの選択性が高い材料を上層に用いた２層以上の構造のマスク材料を用い、このようなマスク材料に、レジストからの凹凸対応パターンを転写し、この２層以上の構造のマスクを用いて、凹凸をエッチング形成する方法等が有効である。
【００４６】
凹凸の断面形状は特に限定されることなく、例えば、鋸歯状、正弦波状、矩形状、台形状、逆台形状等とすることができるが、矩形状、台形状、逆台形状とすることが好ましい。
さらに、凹凸を構成する凹部底側面は、凹凸を構成する凹凸高さＨの１／２〜１／１０の範囲の長さ（底面からの長さ）Ｇにおいて、凸部の側面から凹部底面に連続する傾斜（傾斜角度＝γ）を有していることが好ましい。このように凹部の底部付近の側面が傾斜している場合には、凹凸上への半導体層の再成長時において、凹部内に空洞を形成することなく、凹部を完全に埋め込むことができる。その結果、凹凸を埋め込む半導体層の成長時に異常成長が発生することを抑制することができる。
【００４７】
（第２電極）
第４のｐ側半導体層（ｐ型コンタクト層）２１４上に第２電極（以下、ｐ電極と示す場合がある。）２３１をスパッタにより形成する。このｐ電極は、例えば、金属層の多層構造とすることが好ましく、具体的には、Ｎｉ／Ａｕが挙げられる。
【００４８】
（保護膜）
半導体層の上面及び側面に保護膜２４０を形成する。この保護膜は、絶縁材料によって形成することができる。例えば、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ａｌ等の酸化物及び窒化物等、具体的にはＡｌＮ、ＳｉＮ等の単層又は複数層が挙げられる。その後、ｐ電極２３１と保護膜２４０の上にｐパッド電極２５０を形成する。
【００４９】
（第１電極）
また、基板の裏面１００ｂには第１電極（以下、ｎ電極と示す場合がある。）２３２を形成する。このｎ電極はＶ／Ｐｔ／Ａｕ、又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる。
【００５０】
なお、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、通常、一対の共振器端面が形成されている。次に本発明の窒化物半導体レーザ素子は、通常、共振面の光反射側及び／又は光出射面に反射ミラーが形成されている。反射ミラーは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎｂから選ばれる少なくとも１つからなる酸化物の単層膜又は多層膜、具体的にはＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5等単層膜又は多層膜によって形成することができる。なお、共振面が、窒化物半導体層の劈開によって形成されていれば、反射ミラーを再現性よく形成することができる。
【００５１】
実施形態２
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、第１半導体層内に、共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成された半導体層と、その上に凹凸を埋める半導体層とを形成する以外の構成や成長条件は実施形態１と同様である。例えば、前記凹凸が形成された半導体層は、第２のｎ側半導体層に形成する。凹凸を埋める半導体層は第３のｎ側半導体層とする。このような構成とすれば、本発明の効果の他に基板側に漏れる光も抑制することができる。
【００５２】
実施形態３
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、第２半導体層内に、第１領域２２０ａを２以上設けた構成とする以外の構成や成長条件は実施形態１と同様である。第１領域２２０ａの幅は２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下とする。第２領域２２０ｂの幅は特に限定されないが、４０μｍ以上とする。このような構成により、隣り合う第１領域同士の熱緩衝が起こりにくい。図５には第１領域２２０ａが３つ（２２０ａ１、２２０ａ２、２２０ａ３）ある窒化物半導体レーザ素子を示す。このような構成をした窒化物半導体レーザ素子では、電流は選択的に第１領域２２０ａに注入される。また、第１領域と第２領域とは屈折率差も設けているため、第１領域は光導波路となる。このような構成にすることで、第１領域の数だけ光出力も向上する。第１領域が１つの構成に比べて第１領域が３つある構成であれば、光出力は３倍となる。本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、マルチビームの高出力レーザを提供するものである。
【００５３】
実施形態４
本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、リッジを形成した構成である（図６、図７）。その他の構成や成長条件は上述した実施形態１と同様である。
窒化物半導体層を形成した後、第２半導体層の表面にリッジを形成する。
例えば、最上層の第４のｐ側半導体層（ｐ側コンタクト層）のほぼ全面にＣＶＤ装置により、Ｓｉ酸化物（主としてＳｉＯ２）よりなる保護膜を０．５μｍの膜厚で形成し、その後、保護膜の上に所定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ装置等を利用し、ＣＨＦ３ガスを用いたフォトリソグラフィ技術により、ストライプ状の保護膜を形成する。この保護膜をマスクとして用いて、例えば、ＳｉＣｌ４ガスにより半導体層をエッチングすることにより、リッジを形成することができる。リッジの幅は０．５〜１５μｍ、好ましくは１．０〜５．０μｍの範囲である。リッジの両側には埋込膜２３０が形成されている。このような構成とすれば、横方向の閉じ込めや電流狭窄を効果的に行うことができる。
【００５４】
以下に、本発明の窒化物半導体レーザ素子の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、例えば、図１に示すように、基板１００と、第１半導体層２０１としてｎ型窒化物半導体層と、活性層２０５と、第２半導体層としてｐ型窒化物半導体層とを備えて構成される。さらに、このレーザ素子は、第１半導体層及び第２半導体層にそれぞれ電気的に接続された第１電極２３２及び第２電極２３１を備えており、第２半導体層上には保護膜（省略可能）２４０が形成されている。第２半導体層には凹凸が形成された半導体層２２１と凹凸を埋める半導体層２２２とを有している。この凹凸は第２電極の下部にある第１領域２２０ａ、その両側に形成された第２領域２２０ｂに亘って形成されている。
【００５５】
基板１００としては、膜厚が１００μｍのＧａＮ基板を用いる。
前記ＧａＮ基板上に形成する第１半導体層、活性層及び第２半導体層の組成及び膜厚は、表１に示したとおりである。
【００５６】
【表１】
2008016683.tif 000003
また、この窒化物半導体レーザは、表２に示す構造を有する。
【００５７】
【表２】
2008016683.tif 000004
このレーザ素子は、図２（ａ１）に示すように、第２半導体層内の第２のｐ側半導体層には共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸が形成されている。凹凸が形成された第２のｐ側半導体層の上面には、第３のｐ側半導体層が形成されている。第１領域の幅は２μｍとし、その両側には第２領域が形成されている。凹凸は、第１領域では凸部幅を３０ｎｍ、凹部幅を６０ｎｍとする。また第２領域では凸部幅を６０ｎｍ、凹部幅を３０ｎｍとする。第２のｐ側半導体層の膜厚２００μｍに対して凹部深さは１００ｎｍとする。これにより、第１領域のＡｌ比率は３％、第２領域のＡｌ比率は６％となる。
【００５８】
凹凸の形成方法は、第２のｐ側半導体層の上に、ＳｉＯ２膜（膜厚２００ｎｍ）を形成し、その上にレジスト層（膜厚２００ｎｍ）を形成する。電子線描画法を用い、レジスト層に、凹凸に対応するパターンを形成する。そのレジストパターンをマスクとして、ＳｉＯ２膜にパターンを転写し、パターニングされたレジスト層及びＳｉＯ２膜をマスクとして用いて、ＲＩＥ法により、例えば、圧力を０．０５〜１０ｐａの範囲内で適宜調整し、該第２のｐ側半導体層を１００ｎｍ掘り下げる。このとき、第１領域２２０ａではＳｉＯ２膜を３０ｎｍ、マスクの開口部を６０ｎｍの間隔とする。第２領域２２０ｂではＳｉＯ２膜を６０ｎｍ、マスクの開口部を３０ｎｍの間隔とする。
【００５９】
マスクを除去した後、原料ガスの流量、圧力等の条件を調整しながら、第３のｐ側半導体層、第４のｐ側半導体層を形成する。その後、上述したｐ電極、保護膜、ｐパッド電極、更にはｎ電極を形成し、チップ化することで窒化物半導体レーザ素子とする。
【００６０】
以上のようにして、得られる窒化物半導体レーザ素子はリッジを有しなくとも横方向の光閉じ込めが可能となる。
【００６１】
実施例２
本実施例における窒化物半導体レーザ素子は、実施例１において第１領域を複数設けた構成をしている（図５）。具体的には、第２のｐ側半導体層に凹部深さが１００ｎｍの凹凸を形成し、第３のｐ側半導体層で凹凸を埋める。窒化物半導体レーザ素子のチップ幅を１９０μｍとしてチップの端部から第２領域２２０ｂ１を２０μｍ、第１領域２２０ａ１を１０μｍ、第２領域２２０ｂ２を４０μｍ、第１領域２２０ａ２を１０μｍ、第２領域２２０ｂ３を４０μｍ、第１領域２２０ａ３を１０μｍ、第２領域２２０ｂ４を４０μｍの順に形成する。
第１領域は、凸部幅を３０μｍ、凹部幅を６０μｍとする
第２領域は、凸部幅を３０μｍ、凹部幅を１５μｍとする
その他の条件や構成は実施例１と同様の条件で形成する。
【００６２】
以上のようにして、得られる窒化物半導体レーザ素子は高出力のマルチビームレーザとなる。
【００６３】
実施例３
本実施例における半導体レーザ素子では、共振器端面に対して垂直方向に延びるストライプ状の凹凸をｎ側半導体層にのみ形成する。
第１のｎ側半導体層に凹部深さが１００ｎｍの凹凸を形成し、第２のｎ側半導体層で凹凸を埋める。チップ幅を２００μｍとしてチップの端部から第２領域２２０ｂ１を２０μｍ、第１領域２２０ａ１を１０μｍ、第２領域２２０ｂ２を４０μｍ、第１領域２２０ａ２を１０μｍ、第２領域２２０ｂ３を４０μｍ、第１領域２２０ａ３を１０μｍ、第２領域２２０ｂ４を４０μｍ、第１領域２２０ａ４を１０μｍ、第２領域２２０ｂ５を２０μｍの順に形成する。
第１領域は凸部幅を３０μｍ、凹部幅を６０μｍとする
第２領域は凸部幅を３０μｍ、凹部幅を１５μｍとする
その他の条件や構成は実施例１と同様の条件で形成する。
【００６４】
以上のようにして、得られる窒化物半導体レーザ素子は高出力のマルチビームレーザとなる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、光ディスク用途、光通信システム、印刷機、露光用途、測定等に利用することができる。また、特定波長に感度を有する物質に窒化物半導体レーザから得た光を照射することで、その物質の有無または位置を検出することができるバイオ関連の励起用光源等に利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明のレーザ素子構造を説明する模式断面図である。
【図２】本発明のレーザ素子における凹凸の模式断面図である。
【図３】本発明のレーザ素子構造を説明する模式断面図である。
【図４】本発明のレーザ素子構造を説明する模式斜視図である。
【図５】本発明の別の態様のレーザ素子構造を説明する模式断面図である。
【図６】本発明の別の態様のレーザ素子構造を説明する模式断面図である。
【図７】本発明の別の態様のレーザ素子構造を説明する模式斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  基板
２０１  第１半導体層
２０５  活性層
２２０ａ  第１領域
２２０ｂ  第２領域
２２１  凹凸が形成された半導体層
２２２  凹凸を埋める半導体層
２３１  第２電極（ｐ電極）
２３２  第１電極（ｎ電極）
【図１】
2008016683.tif 000005
【図２】
2008016683.tif 000006
【図３】
2008016683.tif 000007
【図４】
2008016683.tif 000008
【図５】
2008016683.tif 000009
【図６】
2008016683.tif 000010
【図７】
2008016683.tif 000011