(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
半導体基板の上に形成され、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、逆メサ斜面の前端面と、後端面とを有する共振器部と、
前記前端面に形成された反射防止コーティング膜と、
前記後端面に形成された反射膜と、
前記共振器部の上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短く、
前記前端面からレーザ光が出射することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体基板の主面は（１００）面であり、
前記共振器部は前記主面に形成され、
前記共振器方向は［０１１］方向であり、
前記前端面は（１１１）面であり、
前記後端面は（０１１）面と平行なへき開面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。
【請求項３】
半導体基板と、
半導体基板の上に形成され、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、順メサ斜面の前端面と、後端面とを有し、共振器方向の長さが、前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短い共振器部と、
前記前端面に形成された反射防止コーティング膜と、
前記後端面に形成された反射膜と、
前記半導体基板の上に設けられたメタルミラーと、
前記共振器部の上に形成された上部電極と、
前記半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、
前記前端面から出射したレーザ光が前記メタルミラーによって反射されることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
0006747521.tif 000008
【請求項５】
前記半導体基板の上面のうち前記共振器部が形成されていない部分に形成された誘電体を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記誘電体の上面は、前記共振器部の上面と同じ高さであることを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
半導体基板の上にマスクを形成する工程と、
前記半導体基板のうち前記マスクで覆われていない部分に半導体層を選択成長させ、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子と、斜面となる前端面とを有する共振器部を形成する工程と、
前記共振器部の上面に上部電極を形成し、前記半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、
前記前端面に反射防止コーティング膜を形成し、前記共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
0006747521.tif 000009
【請求項９】
前記半導体基板の主面は（１００）面であり、
前記マスクは、前記主面に、エッジが［０１１］方向に平行になるように形成され、
前記前端面は順メサ斜面と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１０】
半導体基板の上に半導体層を成長させ、活性層と、前記活性層の上又は下に形成された回折格子とを有する共振器部を形成する工程と、
前記共振器部の一部にマスクを形成する工程と、
前記共振器部の前記マスクに覆われていない部分に対し、エッチャントによる異方性エッチングを施し、前記共振器部の前端面を斜面とする工程と、
前記共振器部の上面に上部電極を形成し、前記半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、
前記前端面に反射防止コーティング膜を形成し、前記共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、
前記共振器部の共振器方向の長さは前記半導体基板の前記共振器方向の長さより短いことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１１】
0006747521.tif 000010
【請求項１２】
前記半導体基板の主面は（１００）面であり、
前記マスクは、エッジが［０１１］方向に平行になるように形成され、
前記前端面は逆メサ斜面となることを特徴とする請求項１０に記載の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】
この発明は、半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導波路端面から光を出射する半導体レーザ素子は端面発光半導体レーザと呼ばれている。端面発光半導体レーザは活性層を上下のクラッド層で挟んだ導波路構造を有する。クラッド層の一方はｎ型にドーピングされ、もう一方はｐ型にドーピングされている。ｐ型クラッド層から活性層にホールが注入され、ｎ型クラッド層から活性層に電子が注入され、ホールと電子が活性層内で再結合し発光する。光はこの導波路内を伝搬する間に利得を得て増幅される。【０００３】
端面発光半導体レーザの一つである分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）は半導体レーザ素子の端面と出射媒質である空気の界面からなる反射鏡、および回折格子により共振器を形成している。導波路内を伝搬した光の一部が半導体端面で外部に出射しミラー損失となる。残りの光は端面で反射し再び導波路内を伝搬する。これらを繰り返すうちに共振器内に定常波をもつ特定の波長のみが共振する。導波路伝搬時の内部損失および端面反射時のミラー損失の和が伝搬中に得る利得と等しくなったときにレーザ発振し、端面からコヒーレント光が出射する。【０００４】
0006747521.tif 000002
【０００５】
【数１】
0006747521.tif 000003
【０００６】
このようにレーザ素子の共振器長を短くするとｆｒが高くなるのであるが、共振器長を短くするとチップハンドリング及びへき開等が困難になるという問題が生じる。そのため、例えば特許文献１、２と非特許文献１、２に開示される様々な技術が提案されている。具体的には、チップサイズを維持したまま共振器長を短くする手段として、透明導波路の集積、ドライエッチングによる出射端面形成技術、活性層の一部にのみ電流注入を行うことで実効的な共振器長を短くしたレーザ素子などが提案されている。また、先行技術例として(１１１)面からなる結晶面を反射鏡として利用し、光をチップ表面もしくは基板方向に出射させる水平共振器型面発光レーザ素子も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本特開２０１１−１１９３１１号公報
【特許文献２】日本特開２００９−１３００３０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】N. Nakamura et.al., Optical Fiber Communication Conference2015
【非特許文献２】S. Matsuo et.al., J. Lightwave Technol. 33, No.6, 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
高速動作可能な共振器長の短い半導体レーザ素子を実現するために、上記のとおりいくつかの方法が提案されている。これらの提案は、チップサイズを小さくするパターンと、外部に透明導波路を集積するなどのパターンに大別される。前者は前述のとおり組立工程などにおけるハンドリングの問題とへき開が難しくなる問題がある。後者については例えば透明導波路の集積を行うと結晶成長回数が増えるためコストが増加する問題がある。【００１０】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、ハンドリングとへき開が容易であり、しかも共振器部の長さを短くできる半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造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】
【００１１】
本願の発明にかかる半導体レーザ素子は、半導体基板と、半導体基板の上に形成され、活性層と、該活性層の上又は下に形成された回折格子と、逆メサ斜面の前端面と、後端面とを有する共振器部と、該前端面に形成された反射防止コーティング膜と、該後端面に形成された反射膜と、該共振器部の上に形成された上部電極と、該半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、該共振器部の共振器方向の長さは該半導体基板の該共振器方向の長さより短く、該前端面からレーザ光が出射することを特徴とする。【００１２】
本願の発明に係る他の半導体レーザ素子は、半導体基板と、半導体基板の上に形成され、活性層と、該活性層の上又は下に形成された回折格子と、順メサ斜面の前端面と、後端面とを有し、共振器方向の長さが、該半導体基板の該共振器方向の長さより短い共振器部と、該前端面に形成された反射防止コーティング膜と、該後端面に形成された反射膜と、該半導体基板の上に設けられたメタルミラーと、該共振器部の上に形成された上部電極と、該半導体基板の下に形成された下部電極と、を備え、該前端面から出射したレーザ光が該メタルミラーによって反射されることを特徴とする。【００１３】
本願の発明に係る半導体レーザ素子の製造方法は、半導体基板の上にマスクを形成する工程と、該半導体基板のうち該マスクで覆われていない部分に半導体層を選択成長させ、活性層と、該活性層の上又は下に形成された回折格子と、斜面となる前端面とを有する共振器部を形成する工程と、該共振器部の上面に上部電極を形成し、該半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、該前端面に反射防止コーティング膜を形成し、該共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、該共振器部の共振器方向の長さは該半導体基板の該共振器方向の長さより短いことを特徴とする。
【００１４】
本願の発明に係る他の半導体レーザ素子の製造方法は、半導体基板の上に半導体層を成長させ、活性層と、該活性層の上又は下に形成された回折格子とを有する共振器部を形成する工程と、該共振器部の一部にマスクを形成する工程と、該共振器部の該マスクに覆われていない部分に対し、エッチャントによる異方性エッチングを施し、該共振器部の前端面を斜面とする工程と、該共振器部の上面に上部電極を形成し、該半導体基板の下面に下部電極を形成する工程と、該前端面に反射防止コーティング膜を形成し、該共振器部の後端面に反射膜を形成する工程と、を備え、該共振器部の共振器方向の長さは該半導体基板の該共振器方向の長さより短いことを特徴とする。
【００１５】
本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、半導体基板の長さを維持しつつ共振器部の共振器長を短くするのでハンドリングとへき開が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【図３】マスクを示す図である。
【図４】実施の形態２に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【図５】マスクを示す図である。
【図６】実施の形態３に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【図７】実施の形態４に係る半導体レーザ素子の製造方法を示す図である。
【図８】実施の形態４に係る半導体レーザ素子の製造方法を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【図１０】変形例に係る半導体レーザ素子の製造方法を示す図である。
【図１１】変形例に係る半導体レーザ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子の断面図である。この半導体レーザ素子は半導体基板１を備えている。半導体基板１はｐ型あるいはｎ型にドーピングされた(１００)面を主面とする基板である。半導体基板１の材料は例えばＩｎＰである。ＩｎＰなどで形成された基板とその上に形成された層を半導体基板１としてもよい。つまり、１枚の基板で半導体基板１を構成してもよいが、基板とその上に形成された層をまとめて半導体基板１としてもよい。
【００２０】
半導体基板１の主面に共振器部１０が形成されている。共振器部１０は、第１クラッド層３、第１クラッド層３の中に形成された回折格子２、第１クラッド層３の上に形成された活性層４、活性層４の上に形成された第２クラッド層５、逆メサ斜面の前端面１２、および後端面１４を備えている。第１クラッド層３は例えばＩｎＰで形成されている。回折格子２は例えばＩｎＧａＡｓＰ系半導体で形成されている。回折格子２は、活性層４の上に形成されてもよいし活性層４の下に形成されてもよい。例えば回折格子２を第２クラッド層５に形成してもよい。活性層４は例えばＡｌＧａＩｎＡｓ系あるいはＩｎＧａＡｓＰ系半導体で形成する。活性層４は量子井戸構造を含んでもよい。
【００２１】
第２クラッド層５は例えばＩｎＰで形成されている。半導体基板１がｐ型ドーピングされている場合は、第１クラッド層３はｐ型にドーピングされ、第２クラッド層５はｎ型にドーピングされる。他方、半導体基板１がｎ型ドーピングされている場合は、第１クラッド層３はｎ型にドーピングされ、第２クラッド層５はｐ型にドーピングされる。
【００２２】
前述のとおり前端面１２は逆メサ斜面となっている。逆メサというのは、下の部分で幅が狭く上の部分で幅が広くなるメサのことである。したがって、逆メサ斜面は、下部よりも上部の方が外側に出っ張る斜面である。実施の形態１に係る前端面１２は下向きの(１１１)Ｂ面である。この前端面１２は、半導体基板１の主面である（１００）面に対して５４．７°の傾きを持つ面である。言い換えれば、前端面１２と半導体基板１の主面のなす角は５４．７°である。後端面１４は（０１１）面と平行な面である。後端面１４は、へき開によって形成されたへき開面である。
【００２３】
前端面１２に反射防止コーティング膜１２Ａが形成されている。反射防止コーティング膜１２Ａの材料は例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮの少なくとも１つである。反射防止コーティング膜１２Ａは単層でも多層でもよい。後端面１４には反射膜１４Ａが形成されている。反射膜１４Ａは高反射率コーティング膜と呼ばれることもある。反射膜１４Ａの材料は例えばＳｉ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮの少なくとも１つである。反射膜１４Ａは単層でも多層でもよい。反射防止コーティング膜１２Ａと反射膜１４Ａの膜厚を調整することで、予め定められた反射率を実現する。
【００２４】
共振器部１０の上に上部電極２０が形成されている。半導体基板１の下には下部電極２２が形成されている。上部電極２０と下部電極２２の材料は、例えばＡｕ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属とすることができる。上部電極２０と下部電極２２に電圧を印加することで、半導体レーザ素子の中に電流が流れ活性層４に電流を注入して活性層４からの発光を得る。
【００２５】
図１には、共振器部１０の共振器方向の長さＬ１が示されている。共振器方向とは、前端面１２から後端面１４へ向かう方向と平行な方向である。本実施形態における共振器方向は［０１１］方向である。したがって共振器部１０の共振器方向の長さとは、前端面１２から後端面１４までの長さである。図１には、半導体基板１の共振器方向の長さＬ２も示されている。共振器部１０の共振器方向の長さＬ１は、半導体基板１の共振器方向の長さＬ２より短くなっている。つまり、Ｌ１＜Ｌ２となっている。なお、高速変調用ＤＦＢレーザ素子である本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子では、Ｌ１は例えば５０〜２００μｍであり、Ｌ２は例えば２００〜４００μｍである。
【００２６】
実施の形態１に係る半導体レーザ素子は前端面１２からレーザ光が出射するものである。図１の前端面１２から伸びる矢印はレーザ光の出射方向を示す。前端面１２には反射防止コーティング膜１２Ａが形成されているため、共振器部１０でレーザ発振した光は前端面１２からそのまま外部に放出される。前端面１２と半導体基板１の主面がなす角は５４．７°であり、共振器部１０の半導体の屈折率は３．２程度、外部の空気の屈折率は１程度なので、レーザ光は前端面１２から斜め上方に出射される。レーザ光は前端面１２から斜め上向きに出射するので、レーザ光が半導体基板１に遮断されることはない。すなわち、半導体基板１によるケラレはない。
【００２７】
図２は、共振器方向と垂直な面における半導体レーザ素子の断面図である。活性層４は埋め込み構造３０によって埋め込まれている。埋め込み構造３０は、例えば、Ｆｅ又はＲｕなどの半絶縁体材料をドーピングしたＩｎＰ層である。埋め込み構造３０を活性層４の左右に設けることで、電流狭窄を行い、電流が効率よく活性層４に注入されるようにする。活性層４の幅Ｗは、例えば０．８〜１．６μｍである。埋め込み構造３０に代えて、ｐ型ＩｎＰとｎ型ＩｎＰからなるサイリスタ構造を用いた電流ブロック埋め込み層、又は半導体による埋め込みを行わないリッジレーザといった構造を採用してもよい。
【００２８】
0006747521.tif 000004
【００２９】
次いで、半導体基板１のうちマスク４０で覆われていない部分に半導体層を選択成長させ、斜面となる前端面１２を有する共振器部１０を形成する。選択成長は例えばＭＯＣＶＤ法などにより行う。これにより、逆メサ斜面となる前端面１２を有する共振器部１０を形成することができる。
【００３０】
次いで、共振器部１０の上面に上部電極２０を形成し、半導体基板１の下面に下部電極２２を形成した後、前端面１２に反射防止コーティング膜１２Ａを形成し、共振器部１０の後端面１４に反射膜１４Ａを形成する。こうして、図１の半導体レーザ素子が完成する。
【００３１】
ところで、出射端面になる前端面と反射鏡となる後端面をドライエッチングで形成した場合、へき開面に比べて端面の凹凸が大幅に大きくなり、光の散乱損失が大きくなってしまう。そこで、本発明の実施の形態１では前端面１２は選択成長により形成された結晶面とした。選択成長により形成された結晶面は非常に平滑な面である。したがって、光の散乱損出を抑制できる。
【００３２】
（特徴）
本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法の特徴について説明する。図１を参照しつつ説明したとおり、共振器部１０の共振器方向の長さＬ１は、半導体基板１の共振器方向の長さＬ２より短くなっている。そのため、半導体レーザ素子は全体としては比較的長い長さＬ２であるので半導体レーザ素子のハンドリングとへき開が容易である。長さＬ２は従来の低速変調用ＤＦＢ−ＬＤと同等の長さとすることができる。しかも共振器部１０は比較的短い長さＬ１であるので、緩和振動周波数が高くなり、高速変調に好適である。
【００３３】
また実施の形態１に係る半導体レーザ素子は、非特許文献１の素子とは異なり、透明導波路を有さない。そのため結晶成長の回数が少なくて済み、製造コストの低減を図ることが出来る。さらに、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法では、選択成長により前端面１２を形成するので前端面１２は平滑な結晶面となる。よって、ドライエッチング端面を反射鏡として共振器を形成した非特許文献２等の素子よりも光の散乱損失を抑えることができる。
【００３４】
活性層の一部にのみ電流注入を行う構造では、実効的な共振器の外にも電流の一部が回り込むために、レーザ発振に寄与しない電流が多くなり消費電力が増大する。これに対し、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子では、活性層４の全体に電流注入されるので、活性層の一部にしか電流注入しない特許文献１の場合よりも、レーザ発振に寄与する電流の割合を増加させることができる。
【００３５】
ところで、特許文献２には、逆メサ斜面の端面を反射鏡として利用し、面方向である上方向にレーザ光を出射させる構造が開示されている。この構造では、逆メサ斜面で反射した光が結晶成長層および基板を通過するので、光損失の増加およびビーム形状の乱れが生じ光ファイバとの結合効率が低下するおそれがある。これに対し、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子は、逆メサ斜面の前端面１２を出射端面として光を取り出しているので、上述の弊害はない。
【００３６】
（変形）
本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法はその特徴を失わない範囲において変形することができる。例えば、上述の効果を得ることができる限り、実施の形態１の半導体レーザ素子において特定した結晶面又は方向は変更することができる。
【００３７】
上述した変形例は、以下の実施の形態に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法にも応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法は、実施の形態１との類似点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３８】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る半導体レーザ素子の断面図である。半導体基板１の上に共振器部５０が形成されている。共振器部５０は、第１クラッド層３、第１クラッド層３の中に形成された回折格子２、第１クラッド層３の上に形成された活性層４、活性層４の上に形成された第２クラッド層５、順メサ斜面の前端面５２、および後端面１４を備えている。回折格子２は、活性層４の上又は下に形成されればよいので、第１クラッド層３以外の場所に形成してもよい。
【００３９】
0006747521.tif 000005
【００４０】
前端面５２に反射防止コーティング膜５２Ａが形成されている。反射防止コーティング膜５２Ａの材料は例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＮの少なくとも１つである。反射防止コーティング膜５２Ａは単層でも多層でもよい。後端面１４には反射膜１４Ａが形成されている。反射防止コーティング膜５２Ａと反射膜１４Ａの膜厚を調整することで、予め定められた反射率を実現する。共振器部５０の上に上部電極２０が形成されている。半導体基板１の下には下部電極２２が形成されている。上部電極２０と下部電極２２に電圧を印加することで、半導体レーザ素子の中に電流が流れ、活性層４に電流を注入して活性層４からの発光を得る。
【００４１】
0006747521.tif 000006
【００４２】
半導体基板１の上面のうち共振器部５０が形成されていない部分には、メタルミラー５４が設けられている。メタルミラー５４はＡｕ、Ｇｅ、Ｐｔ又はＴｉなどの金属で形成されており、光を反射する。
【００４３】
実施の形態２に係る半導体レーザ素子は前端面５２からレーザ光が出射するものである。図４の前端面５２から伸びる矢印はレーザ光の出射方向を示す。前端面５２には反射防止コーティング膜５２Ａが形成されているため、レーザ発振した光は前端面５２からそのまま外部に放出される。前端面５２と半導体基板１の主面がなす角は１２５．３°であり、共振器部５０の半導体の屈折率は３．２程度、外部の空気の屈折率は１程度なので、レーザ光は前端面５２から斜め下方に出射される。前端面５２から出射したレーザ光はメタルミラー５４で反射し、斜め上向きに直進する。これにより半導体基板１による光のケラレを防ぐことができる。
【００４４】
（製造方法について）
実施の形態２に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明する。まず、半導体基板の上にマスクを形成する。図５には、半導体基板１の上に形成されたマスク６０が示されている。半導体基板１の主面は（１００）面である。マスク６０は、半導体基板１の主面に、エッジが［０１１］方向に平行になるように形成される。マスク６０の材料は例えばＳｉＯ２である。
【００４５】
次いで、半導体基板１の主面のうちマスク６０で覆われていない部分に半導体層を選択成長させ、順メサ斜面となる前端面５２を有する共振器部５０を形成する。選択成長は例えばＭＯＣＶＤ法などにより行う。
【００４６】
次いで、共振器部５０の上面に上部電極２０を形成し、半導体基板１の下面に下部電極２２を形成した後、前端面５２に反射防止コーティング膜５２Ａを形成し、共振器部５０の後端面に反射膜１４Ａを形成する。また、前端面５２とチップ前端面１５の間にメタルミラー５４を形成する。こうして、図４の半導体レーザ素子が完成する。
【００４７】
前端面５２は選択成長により形成された結晶面とした。選択成長により形成された結晶面は非常に平滑な面である。したがって、エッチングにより前端面を形成した場合と比べて光の散乱損出を抑制できる。
【００４８】
（特徴）
図４を参照しつつ説明したとおり、共振器部５０の共振器方向の長さＬ１は、半導体基板１の共振器方向の長さＬ２より短くなっている。そのため、半導体レーザ素子は全体としては比較的長い長さＬ２であるので半導体レーザ素子のハンドリングとへき開が容易である。しかも、共振器部５０は比較的短い長さＬ１であるので、緩和振動周波数が高くなり、高速変調に好適である。その他、実施の形態１の半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法と同じ効果を得ることができる。
【００４９】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の断面図である。半導体基板１の上面のうち共振器部１０が形成されていない部分に誘電体７０が設けられている。誘電体７０は、半導体基板１の上面のうち共振器部１０が形成されていない部分と、共振器部１０の上面との段差を埋める。誘電体７０の材料は例えばポリマーである。誘電体７０の上面は、共振器部１０の上面と同じ高さであることが好ましい。
【００５０】
半導体基板１の主面と共振器部１０の上面の段差を誘電体７０で埋めることで、レジスト塗布又はレジストパターン露光などを含む転写プロセスを容易にすることができる。転写プロセスは例えば上部電極２０の形成に用いるプロセスである。完成品に誘電体７０を残す場合は誘電体７０を導波路として利用する。すなわち、前端面１２を出射したレーザ光が誘電体７０を伝搬する。転写プロセス完了後に誘電体７０を除去してもよい。なお、図４に示される順メサ斜面の前端面５２を有する半導体レーザ素子の半導体基板の上に誘電体を設けてもよい。そのような誘電体はメタルミラー５４の上に設けられる。
【００５１】
0006747521.tif 000007
【００５２】
次いで、共振器部１０ａのマスク８０に覆われていない部分に対し、エッチャントによる異方性エッチングを施す。エッチャントとしてＨＢｒ、硫酸又は酒石酸などを用いて共振器部１０ａを異方性エッチングすることで、共振器部１０の前端面５６を斜面とすることができる。この場合は、図９に示す順メサ斜面の前端面５６を有する共振器部１０が形成される。
【００５３】
次いで、共振器部５０の上面に上部電極２０を形成し、半導体基板１の下面に下部電極２２を形成した後、前端面５６に反射防止コーティング膜５６Ａを形成し、共振器部５０の後端面１４に反射膜１４Ａを形成する。そしてメタルミラー５４を形成する。こうして、図９に示される（１１１）Ａ面からなる前端面５６を有する半導体レーザ素子が完成する。共振器部５０の共振器方向の長さＬ１は半導体基板１の共振器方向の長さＬ２より短い。
【００５４】
実施の形態４ではエッチャントによる異方性エッチングで前端面５６を形成するので、ドライエッチングで前端面を形成した場合に比べて、平滑な前端面５６を得ることができる。よって、光の散乱損失を抑制できる。
【００５５】
本発明の実施の形態４では、異方性エッチングで順メサ斜面の前端面を形成したが、異方性エッチングで逆メサ斜面の前端面を形成してもよい。逆メサ斜面の前端面を形成するプロセスを説明する。まず、図１０に示すように、共振器部１０ａの上に、エッジが［０１１］方向に平行になるようにマスク８２を形成する。次いで、マスク８２をマスクとして、ＨＢｒ、硫酸又は酒石酸などのエッチャントを用いて、共振器部１０ａを異方性エッチングする。そうすると、共振器部の前端面を斜面とすることができる。この場合は、図１１に示す、逆メサ斜面の前端面１６を有する共振器部１０が形成される。前端面１６は（１１１）Ａ面からなる結晶面である。次いで、共振器部１０の上面に上部電極２０を形成し、半導体基板１の下面に下部電極２２を形成した後に、前端面１６に反射防止コーティング膜１６Ａを形成し、共振器部１０の後端面１４に反射膜１４Ａを形成する。こうして、図１１に示される半導体レーザ素子が完成する。
【００５６】
なお、上記の各実施の形態に係る半導体レーザ素子と半導体レーザ素子の製造方法の技術的特徴を組み合わせて本発明の効果を高めてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  半導体基板、  ４  活性層、  １０  共振器部、  １２  前端面、  １２Ａ  反射防止コーティング膜、  １４  後端面、  １４Ａ  反射膜
【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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