(57)【要約】【課題】　本発明は、高出力動作時に、リップルがなく、ガウシア分布に近い良好なＦＦＰを得ることができる半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】　本発明に係る半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、積層構造体が、一端側に、共振器面とは別に活性層断面を含むように形成された非共振器面を有し、その非共振器面の活性層断面が遮光層により覆われている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、一端側に、前記共振器面とは別に活性層断面を含むように形成された非共振器面を有し、その非共振器面の活性層断面が遮光層により覆われていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記共振器面は、前記非共振器面より突出している請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記共振器面は、光出射面である請求項１または請求項２記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体の側面は、活性層断面を含む第１の側面と、該第１の側面より導波路領域の近くに位置しかつ活性層断面を含む第２の側面とを有してなり、
　前記第２の側面の活性層断面に遮光層が設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第２の側面は、光出射側に設けられている請求項４記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、出射端側に、前記共振器面とは別に、少なくとも活性層断面を含むように形成された非共振器面を有し、
　前記積層構造体の側面は、活性層断面を含む第１の側面と、該第１の側面より導波路領域の近でかつ前記出射端側に位置し、活性層断面を含む第２の側面とを有してなり、
　前記非共振器面及び前記第２の側面のうちの少なくとも一方の活性層断面に遮光層が設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記非共振器面と、前記第２の側面は連続している請求項６記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記積層構造体には、ストライプ状の凸部が形成され、そのストライプ状の凸部により前記導波路領域が形成されている請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記遮光層は、前記積層構造体に接して形成されている請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記遮光層は、前記積層構造体に設けられた絶縁層上に形成されている請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記遮光層は、導体、半導体、絶縁体のいずれかからなる請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記遮光層は、誘電体多層膜からなる請求項１１記載の半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層に、窒化物半導体が用いられている請求項１乃至１２のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１４】
前記第１の導電型の半導体層にｎ型窒化物半導体を有し、前記第２の導電型の半導体層にｐ型窒化物半導体を有する請求項１３記載の半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記遮光層はＴｉであり、前記絶縁層はＳｉＯ２である請求項１４記載の半導体レーザ素子。
【請求項１６】
前記遮光層は、少なくともＲｈ酸化物を有してなる請求項１乃至１４のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１７】
前記遮光層は、同一材料からなり組成比の異なる複数の層からなる多層膜である請求項１乃至１６のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項１８】
第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域を有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、一方の端面の出射部近傍に遮光膜を有し、該遮光膜と前記積層構造体との間に、前記遮光膜を構成する元素と同一の元素からなり前記遮光膜よりも光透過率の高い透光膜が少なくとも１層設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１９】
前記遮光膜及び前記透光膜は、少なくともＲｈの酸化物を含む請求項１８記載の半導体レーザ素子。
【請求項２０】
第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域を有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、少なくとも一方の端面に保護膜を有し、
　該保護膜は第１の保護膜と、該第１の保護膜よりも光透過率の低い第２の保護膜とを有していることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２１】
前記第１の保護膜は、出射側端面の出射部に設けられ、前記第２の保護膜は、前記出射部の近傍に設けられている請求項２０記載の半導体レーザ素子。
【請求項２２】
前記第１の保護膜及び第２の保護膜は、同一平面上に位置する請求項２０又は２１記載の半導体レーザ素子。
【請求項２３】
前記出射部を含む共振器面は、突出して設けられている請求項２０又は２１記載の半導体レーザ素子。
【請求項２４】
前記第１の保護膜は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉの酸化物、窒化物、フッ化物からなる群から選択される少なくとも一種からなる単層又は多層膜である請求項２０乃至２３のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項２５】
前記第１の保護膜は、反射防止膜である請求項２０乃至２４のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項２６】
前記第１の保護膜は、前記積層構造体を構成する活性層の屈折率の±１０％以内の屈折率を有する請求項２０乃至２５のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項２７】
前記第２の保護膜は、不透光膜である請求項２０乃至２６のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項２８】
前記第１の保護膜はＮｂ２Ｏ５であり、前記第２の保護膜は不透光膜である請求項２０乃至２７のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項２９】
前記第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層に、窒化物半導体が用いられている請求項２０乃至２８のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
【請求項３０】
前記第１の導電型の半導体層にｎ型窒化物半導体を有し、前記第２の導電型の半導体層にｐ型窒化物半導体を有する請求項２９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、ファーフィールドパターン（ＦＦＰ）が良好な半導体レーザ素子に関し、ＧａＮ、ＡｌＮ、若しくはＩｎＮ、又はこれらの混晶からなるIII−Ｖ族窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を用いた半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、半導体レーザ素子は小型、軽量、高信頼性、且つ高出力化が進みパーソナルコンピューター、ＤＶＤなどの電子機器、医療機器、加工機器や光ファイバー通信の光源などに利用されている。中でも窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）は比較的短波長の紫外域から赤色が発光可能な半導体レーザ素子として注目されている。
【０００３】
　このような半導体レーザ素子は、サファイア基板上にバッファ層、ｎ型コンタクト層、クラック防止層、ｎ型クラッド層、ｎ型光ガイド層、活性層、ｐ型キャップ層、ｐ型光ガイド層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層が順に形成されている。また、エッチング等によりストライプ状の発光層が形成され、次いでｐ側電極とｎ側電極とが形成されている。更に、所定の共振器長で光出射面を形成後、光反射側の鏡面を形成して、発振光を光出射側の鏡面から効率的に取り出せるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、このような構造では、ファーフィールドパターン（ＦＦＰ）に凹凸（リップル）が発生し、非ガウシア分布になってしまうという問題があった。ＦＦＰが非ガウシア分布となる半導体レーザ素子では、ＦＦＰの形状計算に大きな誤りをきたし、効率よく光学系への結合ができず、そのために駆動電流が大きくなってしまうという問題もあった。
【０００５】
　また、従来の半導体レーザ素子は、出射端面が劣化しやすいという問題点があった。
　そこで、本発明は、高出力動作時に、リップルがなく、ガウシア分布に近い良好なＦＦＰを得ることができる半導体レーザ素子を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
　また、本発明は、高出力動作させた場合においても、端面の劣化を防止でき、かつ良好なＦＦＰを得ることができる半導体レーザ素子を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　　上記問題を解決するために、本発明に係る第１の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、一端側に、前記共振器面とは別に活性層断面を含むように形成された非共振器面を有し、その非共振器面の活性層断面が遮光層により覆われていることを特徴とする。
【０００８】
　このような構成とすることにより、導波路領域からしみ出した光（迷光）が非共振器面から外部に放出されるのを遮断して共振器面から出射される主ビームと重なるのを防ぎ（すなわち、主ビームだけを出射させることができるため、リップルの発生が防止でき）、優れたＦＦＰを得ることができる。
【０００９】
　また、本発明に係る第１の半導体レーザ素子は、共振器面が非共振器面よりも突出しているように形成されていることが好ましく、これにより、迷光が外部に放出されるのを効率よく防ぐことが出来る。
　また、このようにすると、共振器面から出射される光が非共振器面によって遮られることもない。
【００１０】
　さらに、本発明に係る第１の半導体レーザ素子では、非共振器面が近傍に形成された共振器面をレーザ光の出射面とすることで、より優れたＦＦＰを得ることができる。
　また、本発明に係る第２の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体の側面は、活性層断面を含む第１の側面と、該第１の側面より導波路領域の近くに位置しかつ活性層断面を含む第２の側面とを有してなり、
【００１１】
　前記第２の側面の活性層断面に遮光層が設けられていることを特徴とする。
　以上のように構成された本発明に係る第２の半導体レーザ素子は、活性層の側面から外部に放出される迷光を、より導波路領域に近い位置で遮断することができる。
　また、本発明に係る第２の半導体レーザ素子では、このような第２の側面が光出射面の近傍に設けられていることで、より効果的に迷光を遮断することができ、優れたＦＦＰを得ることができる。
【００１２】
　また、本発明に係る第３の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域と両端にレーザ共振用の共振器面とを有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、出射端側に、前記共振器面とは別に、少なくとも活性層断面を含むように形成された非共振器面を有し、
　前記積層構造体の側面は、活性層断面を含む第１の側面と、該第１の側面より導波路領域の近傍でかつ前記出射端側に位置し、活性層断面を含む第２の側面とを有してなり、
【００１３】
　前記非共振器面及び前記第２の側面のうちの少なくとも一方の活性層断面に遮光層が設けられていることを特徴とする。
　ここで、遮光層は、非共振器面または第２の側面に設けられていてもよいし、両方に設けられていてもよい。これにより、端面側からの迷光と側面側からの迷光を遮断することができる。
【００１４】
　また、この非共振器面と第２の側面が連続している構造とすることが好ましい。さらに、遮光層は、この連続した非共振器面と第２の側面の両方に設けられていることが好ましい。
　また、本発明の第１〜第３の半導体レーザ素子においては、ストライプ状の導波路領域は、ストライプ状の凸部を形成することにより形成できる。これにより、屈折率型導波路領域を構成でき、優れた素子特性の半導体レーザ素子とすることができる。
　また、本発明の半導体レーザ素子の遮光層は、積層構造体に接して形成されていてもよい。これにより、導波路領域からしみ出した迷光が外部に放出されるのを効率よく遮断することができる。
【００１５】
　また、本発明の半導体レーザ素子の遮光層は、積層構造体上に設けられた絶縁層上に形成することもできる。これにより、遮光層を加熱処理時に素子内に拡散しやすい材料を用い手構成することもできる。
　また、本発明の半導体レーザ素子の遮光層は、導体、半導体、絶縁体のいずれかからなるものを用いることができる。これにより、様々な材料の積層構造体にも対応することができる。
　また、本発明の半導体レーザ素子の遮光層は、誘電体多層膜を用いてもよい。これにより、より効率よく迷光を遮断することができる。
【００１６】
　また、本発明の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層に、窒化物半導体を用いて構成することもできる。この構成により、耐久性や安全性に優れ、しかも、紫外領域から可視領域までの広い範囲の波長を有する半導体レーザ素子とすることができる。
　また、本発明の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層にｎ型窒化物半導体を有し、前記第２の導電型の半導体層にｐ型窒化物半導体を有することを特徴とする。
　また、本発明の半導体レーザ素子は、遮光層は、少なくともＴｉであり、前記絶縁層はＳｉＯ２であるのが好ましい。これにより、光が透過しにくく、かつ、反射の少ない層を容易に形成することができる。
【００１７】
　また、本発明の半導体レーザ素子は、遮光層は、少なくともＲｈ酸化物を有するものが好ましい。これにより、光を透過させにくく、かつ、安定した遮光層を形成することができる。
　また、本発明の半導体レーザ素子は、遮光層は、同一材料からなり組成比の異なる層からなる同一材料の多層膜とすることができる。これにより、同一材料でも膜質の異なる層を形成することができる。
【００１８】
　本発明に係る第４の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域を有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、一方の端面の出射部近傍に遮光膜を有し、該遮光膜と前記積層構造体との間に、前記遮光膜を構成する元素と同一の元素からなり前記遮光膜よりも光透過率の高い透光膜が少なくとも１層設けられていることを特徴とする。
　以上のように構成された本発明に係る第４の半導体レーザ素子は、光の透過を制御することが可能な遮光膜を、共振器面近傍に、密着性よく設けることができる。
　本発明に係る第４の半導体レーザ素子において、遮光膜及び透光膜は、少なくともＲｈの酸化物を含むことが好ましい。
【００１９】
　本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層と、活性層と、該第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層とが順に積層された積層構造体を備え、その積層構造体が一方向に光を導波させる導波路領域を有する半導体レーザ素子において、
　前記積層構造体は、少なくとも一方の端面に保護膜を有し、
　該保護膜は第１の保護膜と、該第１の保護膜よりも光透過率の低い第２の保護膜とを有していることを特徴とする。
　このような構成とすることにより、端面から出射される光を透過率差のある保護膜で制御することができるので、主ビームに主ビーム以外の光が混ざるのを防ぐことができ、良好なＦＦＰを得ることができる。
【００２０】
　すなわち、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、少なくとも光透過率の異なる２つの保護膜を端面に設けることで光の放出を制御することができ、共振器面からはレーザ光を放出し易く、また、共振器面近傍からは迷光を放出させにくくすることができるので、高出力でリップルがなく、ガウス分布に近い良好なＦＦＰを有する半導体レーザ素子とすることができる。
【００２１】
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の保護膜は、出射側共振器面の出射部に設けられ、第２の保護膜は、その出射部の近傍に設けられていることが好ましい。これにより、出射部からレーザ光（主ビーム）を効率よく出射出来ると共に、出射部の近傍からの光の放出を防止できるので、良好なＦＦＰが得られる。また、共振器面の出射部を第１の保護膜で保護していることで、ＣＯＤが発生するのを防ぐこともできる。
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、前記第１の保護膜及び第２の保護膜は、同一平面上に位置する。これにより、主ビームの横方向の光の制御が可能となる。
【００２２】
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子では、出射面が突出するように形成されていてもよい。このようにすると、出射部（面）近傍からの光の放出を防止でき、出射部から放出されるレーザ光に混ざりにくくすることができ、良好なＦＦＰが得られやすくなる。また、共振器面を突出させることで、レーザ光の広がり特性を変更することができる。
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の保護膜は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉの酸化物、窒化物、フッ化物などの化合物から選択される少なくとも一種の単層又は多層膜で構成できる。これらの材料を用いることで、高い光透過率の保護膜とすることができる。
【００２３】
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の保護膜は、反射防止膜（ＡＲ膜（Anti−Reflection　Coat））である。これにより、光の反射を抑えることができ、レーザ光を効率よく出射させることができる。
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の保護膜は、積層構造体の屈折率の±１０％以内の屈折率を有するものが好ましい。これにより、活性層からの光の特性を変えずに、素子を保護することができる。
【００２４】
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第２の保護膜は、不透光膜であることが好ましい。これにより、第２の保護膜が設けられた部分からは、外部に光が放出されないようにすることができる。
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の保護膜はＮｂ２Ｏ５であり、第２の保護膜は不透光膜であるものが特に好ましい。
【００２５】
　また、本発明に係る第５の半導体レーザ素子は、第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層に、窒化物半導体が用いられている。特に、第１の導電型の半導体層にｎ型窒化物半導体を有し、第２の導電型の半導体層にｐ型窒化物半導体を有するのが好ましい。これにより、可視光から紫外光までの広い発光波長を有する半導体レーザ素子とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
　以下、図面を用いて本発明について説明するが、本発明の半導体レーザ素子は、後述の実施の形態に示された素子構造や電極構成に限定されるものではない。
　実施の形態１．
　図１は、本発明に係る実施の形態１のレーザ素子の外形を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線についての断面図であり、図３は、図１のIII−III線についての断面図である。
　本実施の形態１の半導体レーザ素子は、共振器面以外から放出される光を遮光層９によって遮断することで、優れたＦＦＰを得るものである。具体的な形態としては、第１の導電型の半導体層１、活性層３、第１の導電型と異なる第２の導電型の半導体層２とが積層された積層構造体１００に、ストライプ状の凸部（リッジ）８が設けられており（図２）、このストライプ状のリッジ８の直下の活性層の近傍にストライプ状の導波路領域が構成される。そして、このリッジ８の長手方向に垂直な両端面を共振器面とすることで、ストライプの長手方向を共振方向（光の導波方向）とする光共振器が形成されている。２つの共振器面のうち一方は主として光を外部に出射する機能を有する光出射側共振器面（光出射面）であり、他方は主として光を導波路領域内に反射する機能を有する光反射側共振器面（モニター面）である。また、ストライプ状の凸部８の側面及びこの側面から連続する積層構造体の表面（上面）には、第１の絶縁膜１０が形成されており、この第１の絶縁膜１０が形成されていない第２の導電型の半導体層の凸部８上面で第２の導電型の半導体層２とオーミック接触するストライプ状のオーミック電極５が設けられている。また、積層構造体１００に沿って露出された第１の導電型の半導体層１上には、第１の導電型の半導体層１とオーミック接触するオーミック電極７がストライプ状に形成されている。両オーミック電極は、略平行になるように設けられている。本実施の形態１のレーザ素子ではさらに、これら電極の上にそれぞれ開口部を有する第２の絶縁膜１１が素子全体を覆うように形成され、この第２の絶縁膜１１を介してオーミック電極と接するようにパッド電極（ｎ側パッド電極６、ｐ側パッド電極４）がそれぞれ形成される。
【００２７】
　ここで、本実施の形態１の半導体レーザ素子では、図１、図３に示すように光出射側共振器面近傍において、リッジの両側の半導体層が活性層３より下まで除去されて、いわば積層構造体１００の角部が除去された形状を有している。これにより、光出射側では、積層構造体１００の幅より狭い幅の共振器面１０１ａが形成され、その共振器面１０１ａから光が出射される。また、出射端面側における共振器面１０１ａの両側には、積層構造体１００の角部が除去されることにより、共振器面１０１ａとは異なる平面上に位置し共振方向に直交する非共振器面１０１ｂが形成される。尚、積層構造体１００の角部が除去されることにより形成された面１０１ｂは、導波される光の一部を反射するが、共振器面１０１ａで反射される光に比べて小さいため、実質的に光の共振に寄与しないので、本明細書では非共振器面と呼ぶ。このように、本実施の形態１では、積層構造体のストライプ状の導波路領域の光の導波方向と垂直な方向の端面のうちの一方が単一の面ではなく、光出射面である共振器面１０１ａと、共振器面より後ろに位置する（段差が設けられた）活性層の断面を含む非共振器面１０１ｂとを有するように形成される。また、積層構造体１００の光の導波方向と平行な面（側面）に関しても、本レーザ素子の光出射側では、積層構造体の主側面である第１の側面１０２よりも導波路領域の中心部に近い位置に形成された第２の側面１０２ａが形成されている。そして、実施の形態１のレーザ素子では、このようにして形成された非共振器面１０１ｂと第２の側面１０２ａとに、図３，図４に示すように遮光層９が設けられている。図４は、図１〜図３に示す実施の形態１の半導体レーザ素子において、遮光層がどのような形状に形成されているのかについてわかりやすく示すために、絶縁膜及び電極を省略した図である。また、非共振器面１０１ｂ及び第２の側面１０２ａは遮光層形成面ともいう。尚、図１及び図４において、上述の各面の符号は、それらの面が表面に現われていないので、括弧を付して示している。
【００２８】
　以上のように構成された実施の形態１のレーザ素子において、活性層（発光領域）で発生した光は、主として導波路領域内を導波して共振器面１０１ａから出射されて主ビーム（レーザ光）となる。従来のレーザ素子では、一部の光は導波路領域からしみ出て迷光となって素子内を伝搬し、共振器面の出射部以外から外部に放出され、これが共振器面から放出される主ビームと混ざることでリップルが生じ、ＦＦＰを悪化させていた。しかしながら、本発明のレーザ素子では、遮光層９を形成しているので、この迷光を共振器面１０１ａ以外から外部に放出させないように遮断することができる。迷光を遮断する層として設けられる遮光層９は、光を反射または吸収することによって光を遮断する機能を有していればよい。、光を反射する材料を用いて遮光層９を形成すると、迷光を素子内部に反射させて光の出力効率を向上させることができる。また、迷光を吸収する材料を用いて遮光層９を形成すると、迷光が外部に放出されるのを防ぐことができる。
【００２９】
　一般に、共振器面以外から外部に放出される光は、共振器面の近傍の端面が最も多く、光出射側の共振器端面では、主ビームであるレーザ光の出射方向と同じ方向に放出されるため混ざりやすい。そのため、本実施の形態１のように、共振器面の近傍に光を遮る遮光層９を設けることで、迷光が外部に放出されるのを効果的に防ぐことができる。特に本実施の形態１では、共振器面１０１ａとは異なる面上に非共振器面１０１ｂを形成し、この面に遮光層９を設けることで迷光が外部に放出するのを有効に防ぎ、レーザ光にリップルが生じるのを防いでいる。遮光層９は、本実施の形態１のように共振器面とは別に非共振器面を設けるのではなく、従来のように１つの面からなる共振器面において出射部分を制限するように遮光層を形成するようにしても良いが、そのような構成では光非吸収層の厚さが厚くなると主ビームを遮ることになるので、薄くても光を透過させない材料を選択する必要がある。しかしながら、本実施の形態１のように、共振器面１０１ａを非共振器面１０１ｂから突出するように形成し、その非共振器面１０１ｂに遮光層１０３を設けるようにすることで、主ビームを遮ることなく厚く形成することができる。しかも、光出射面（共振器面）１０１ａより手前に遮光層１０３を設けることになるので、より効率よく迷光を遮断することができる。
【００３０】
　また、導波路領域からしみ出した迷光は、上記のような光の導波方向に垂直な方向の面（端面）だけではなく、導波方向に平行な面（側面）からも放出されるが、図３、図４に示すように第２の側面１０２ａにも遮光層９を設けることで、迷光が放出されるのを防ぐことができる。素子の側面に絶縁膜や電極等を設ける場合は、その絶縁層や電極の材料によってはそれ自体を遮光層として機能させることも可能である。しかし、図１のようにウエハを素子毎に分割する位置のリッジの近傍には分割を容易に行うため絶縁膜や電極を設けずに、半導体層を露出させてもよい。そのような場合に、本発明のように、導波路領域に近接する位置に第２の側面１０２ａを設けて遮光層９を設けることで、迷光が外部に放出されるのを防ぐことができ、リップルのない良好なＦＦＰを有するレーザ光を得ることができる。
【００３１】
　上述したように、迷光が生じるのは、光を導波させる導波路領域の幅に対して、積層構造体の幅が大きいためである。すなわち、活性層のように光伝搬が可能な層が、導波路領域以外（導波路領域の外側）にも存在することによるものである。この導波路領域を構成しない外側に位置する部分を無くすことで迷光を無くすことは可能である。例えば、導波路領域の幅と同等の幅になるように積層構造体をエッチングすることで、迷光が導波する領域を無くすことはできる。しかし、積層構造体１００全体の幅（活性層の幅）を狭くすると、その幅の変動が素子の特性に大きく影響するようになるため、精度よく幅を制御する必要がある。しかし、後述するように、レーザ発振に適した導波路領域とするためには、ストライプの幅は広く見積もっても５μｍ程度であり、そのような狭い幅で全ての活性層の幅を精度よく管理して形成することは容易ではなく、また、精度よく形成したとしても細すぎて耐久性がなく、電極を形成する際に困難を伴い、実用性がない。本発明では、これらを考慮して、導波路領域より幅の広い積層構造体を形成して、その積層構造体において、安定したストライプ状の導波路領域（第１の側面ではさまれた部分）と、素子特性に悪影響を及ぼさない程度に幅を制限した導波路領域（第２の側面に挟まれた部分）とを設けている。そして、その幅が制限された導波路領域を構成するために形成した遮光層形成面に遮光層を設けている。
【００３２】
　本実施の形態１において、遮光層９の膜厚としては、１５００Å〜３００００Åが好ましく、更に好ましくは１５００Å〜５０００Åである。膜厚が１５００Åより薄いと、光が透過し易くなるので好ましくない。また、厚く設ける場合は、除去された部分を表面まで埋めるように遮光層９を設けることが好ましい。厚く設けることで活性層の幅が狭くなっていても破損しにくくすることができる。
【００３３】
　また、遮光層９に用いられる材料としては、導体、半導体、絶縁体のいずれでも用いることができる。ただし、導体を用いる場合は、積層構造体に直接接するように設けてもよいが、ショートを防ぎ、かつ素子構造体内の電流の流れを阻害しないようにするために、絶縁膜を介するなどして電極とは直接接しないように設ける必要がある。予め絶縁膜を形成しておけば、電極と同じ材料を用いることもでき、しかも、光を遮断する効果が高くなる。また、半導体を用いる場合は、活性層よりもバンドギャップの狭いものを用いるのが好ましい。活性層よりもバンドギャップが広いと光吸収効果が得られにくいので好ましくない。半導体を用いる場合は、必要な全ての層を積層した後に、エッチングにより遮光層形成面を形成し、その面を埋めるように積層して形成することもできる。或いは、少なくとも活性層の上の層まで積層させた後に反応を一旦中止して導波路領域を構成する活性層以外の部分を除去して段差を設け、その後反応を再開して積層するようにしてもよい。
　絶縁体を用いる場合は、電極と接していても良いので扱い易いが、光遮断効果は導体に比べてやや劣る。このように本発明では、種々の材料を用いて遮光層を形成することができるので、これらの材料を素子の構造や製造工程、製造方法等に応じて、最も好ましいものを選択することができる。
【００３４】
　また、遮光層９として誘電体多層膜を用いることもできる。これにより、光を遮断する効果の他に、露出された端面、特に活性層を保護するという機能も付随させることができる。
　遮光層９に用いられる具体的な材料としては、導体材料として、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｇａの単体、合金、多層膜、更にはこれらの酸化物、窒化物等などの化合物から選ばれたいずれかを用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。好ましい材料としてはＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｇａを用いた材料であり、より好ましくはＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｒｈ、ＲｈＯを用いた材料である。また、半導体材料としてはＳｉ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどを用いることができる。絶縁体材料としては、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２などを用いることができる。目的の位置に形成するためには、蒸着、スパッタ等様々な方法を用いることができる。
【００３５】
　上記材料のうち、特に、ＲｈＯなどのＲｈ酸化物も好ましい材料としてあげられる。このＲｈＯを遮光層として用いることで、効率よく光を遮断することができる。しかも熱的に安定な層なので、工程内や使用時において劣化の少ない安定な遮光層とすることができる。特に、導波路領域からやや離れた位置に形成することで、スロープ効率を低下させることなく優れたＦＦＰを得ることができる。また、このＲｈ酸化物は、主ビームの波長が紫外から比較的短波長の可視光の場合に特に好ましく用いることができる。具体的には、窒化物半導体からなり主ビームの波長が３６０〜４２０ｎｍ程度の範囲である半導体レーザ素子に用いることで、光の遮断効果が大きくなるので、迷光を遮断してリップルを低減させるのに有効である。
【００３６】
　また、本発明において遮光層は、多層膜を用いることでより効果的にリップルを低減させることができる。多層膜とする場合、異なる材料からなる多層膜とすることもできるし、同一材料を用いることもできる。同一の材料であっても形成方法等を変更することで膜の特性を変化させることができるので、光学的または電気的に異なる層が積層された多層膜とすることができる。
　また、遮光層９は、実施の形態１に示すように積層構造体に直接接するように形成することが好ましい。これにより、光の積層構造体以外、例えば絶縁膜等の内部へ侵入を防ぐことができ、迷光が外部に放出されるのを効率よく遮ることができる。特に、非共振器面１０１ｂが素子分割面の近傍に設けられる場合、分割のし易さ等を考慮して分割面（端面）付近には表面に保護膜等が設けられずに、積層構造体の表面が露出されている場合が多いので、この端面近傍の積層構造体の露出した非共振器面の活性層表面に直接、遮光層を形成することが好ましい。
【００３７】
　しかしながら、本発明において、遮光層９は、積層構造体表面に絶縁層が形成されている場合、その絶縁層上に形成してもよい。これにより、積層構造体との接着性がよくない材料を遮光層として用いることも可能となる。また、このように絶縁層上に遮光層を設けることで、電極との接触を避けることもできるという効果、また、加熱処理時においても遮光層の材料が積層構造体内に拡散するのを抑制することができるなどの効果もある。絶縁層の材料としては、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等の酸化物などがあげられる。
【００３８】
　このような絶縁層を用いる場合、遮光層としてＴｉを用い、絶縁層としてＳｉＯ２を用いるのが好ましい。このような構成とすることで、光の遮断効果の優れた遮光層とすることができ、しかも、光の吸収を抑制することができるため、積層構造体内を導波する光の損失を極力抑えて効率よくレーザ光を出力させることができ、Ｖｆの上昇の少ない優れた半導体レーザ素子とすることができる。また、先に述べたＲｈ及びＲｈ酸化物も、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２などの絶縁層の上に設けることもできる。
　図５〜図８は、本実施の形態１の出射面側の端面構造の変形例を示すものである。
　以下に、図４〜図８を参照しながら、変形例の非共振面及び遮光層について説明する。
【００３９】
（非共振器面）
　本発明においては、光の導波方向と垂直な方向の面を端面とし、光の導波方向と平行な方向の面を側面としている。共振器面と異なる平面上に設けられる非共振器面１０１ｂは、実施の形態１では、光の導波方向と垂直な面でありその面には活性層の断面も露出している。ただし、共振器端面として機能は有していない。しかしながら、上述したように、導波路領域からしみ出した光を放出することが可能な面である。特に共振器面近傍においては、レーザ光ではない光を放出する場合が多い。本発明では共振器面と異なる平面上に位置する非共振器面に遮光層を設けることで、外部に迷光が放出されるのを防いでいる。
【００４０】
　上述したように、非共振器面１０１ｂは、共振器面１０１ａと異なる平面上に形成される。代表的な例としては、図４〜図６のように、積層構造体の角部を除去することにより設けられた面である。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、、図８に示すように、出射側の共振器面においてリッジ８を挟む矩形の溝７１を２本形成し、その溝７１の共振方向に直交する底面を非共振器面１０１ｄとしてもよい。すなわち、本発明では、このように非共振器面１０１ｄは積層構造体の側面まで達しないように形成しても良い。また、図４〜図６では、非共振器面はともに素子の端に形成したが、、図７に示すように、出射側の積層構造体の側面にリッジ８を挟む矩形の溝７２を形成し、その溝７２の共振方向に直交する側面を非共振器面１０１ｃとしてもよい。すなわち、本発明では、非共振器面は積層構造体のストライプ状の導波路の途中に設けられていてもよい。このような構成であっても、導波方向に垂直な方向に共振器面と非共振器面とを設けることになり、ここに遮光層９を設けることで、迷光を遮断することができる。また、非共振器面１０１ｂは、共振器面を挟んで両側に１面ずつ設けるのが好ましいが、２つ以上でも問題はない。２つ以上設ける場合は、離れていてもよいし、連続していてもよい。また、光の導波方向と垂直な方向に面していればよいので、完全に垂直である必要はなく傾斜していてもよい。
【００４１】
（第２の側面）
　本発明において、光の導波方向と平行な方向の面（側面）のうち、第２の側面は、より導波路領域に近い側の面であり、第１の側面１０２は第２の側面よりも外側に位置する面である。尚、図７及び図８の構成では、１０２ｃ，１０２ｄの符号を付して第２の側面を示している。第１及び第２の側面は、とも活性層の断面を含んでいる。また、ｎ電極形成面の側面や基板側面は、活性層を含まない面であって（露出していない）遮光層９を設ける必要のない面であるが、連続して形成されたとしても特に問題はない。活性層の断面を含む第１の側面及び第２の側面は、非共振器面と同様導波路領域からしみ出した光を放出することは可能である。特に、共振器面に近い部分では、迷光を放出しやすい。本発明では、共振器面の近傍でかつ導波路領域に近い位置にある第２の側面に遮光層９を形成することで迷光が外部に放出されるのを効果的に防いでいる。
【００４２】
　第２の側面は、第１の側面より導波路領域の近くに位置し、かつ共振端面近傍に設けられることが好ましく、特に共振端面に接していることが好ましい。そのような第２の側面は、例えば、図１のように積層構造体の角部を除去することで容易に形成することができ、遮光層９を容易に形成することができる。なぜなら、ウエハを加工する場合、分割する前の段階では隣接する素子間で導波路領域が連続するように設けられているが、図１のような形状とした場合、その隣接する２つの素子の遮光層を同時に形成することができるので、工程上有利である。しかし、第２の側面は、共振端面に接していなくても迷光の放出を防ぐ上では何ら問題はなく、例えば、図７のように、積層構造体のストライプの途中の一部において、側面から溝を形成するようにして部分的に第１の側面と段差がつくように設けられていてもよい。また、図８では、第１の側面と第２の側面とが、重なるように（一部分で対向するように）形成されているが、このような構成でも、それぞれ異なる面上に側面が形成されており、より導波路領域に近い位置にある第２の側面に遮光層を設けることで、迷光が外部に放出されるのを防ぐことができる。この第２の側面は１つでも２つでもよく、また離れていても連続していても良い。また、光の導波方向と全く平行になるようになっていなくてもよいので、導波方向に平行な面に面していれば、傾斜していても何ら問題はない。また、導波方向と平行な方向の面として、最も導波路領域から離れた第１の側面よりも、近い位置に第３、第４と別の側面を設けて複数の段差のある側面としてもよく、その面に遮光層を形成するようにしてもよい。。また、ストライプ状の凸部（リッジ）を形成する場合は、図３（図１の出射部近傍の断面図）に示すようにその凸部８の側壁（側面）と同一面上に位置するように第２の側面を形成することにより、エッチング時のマスクを共有できるなど工程上のメリットがある。
【００４３】
　しかしながら、本発明では、第２の側面は、凸部８の側面と異なる面上に位置するようにしてもよく、例えば、図９のように凸部８の外側に形成されていてもよい。この図９のように、両側の第２の側面１０２ｅの間隔をストライプ状の凸部（リッジ）８の幅より大きくすると、遮光層によるリップル低減効果の他にレーザ光のビーム特性を第２の側面１０２ｅの間隔（第２の側面に挟まれた活性層の幅）に対応させて変化させることができる。言いかえれば、第２の側面によって挟まれた活性層の幅は、目的とするビーム特性に応じて適宜選択することができる。例えば、第２の側面１０２ｅによって挟まれた活性層の幅が小さくなると横方向の光の閉じこめ効果が強くなり、ビームの放射角を大きくすることができる。第２の側面によって挟まれた活性層の端面の幅の好ましい範囲としては、１．５〜１０μｍ程度であり、更に好ましくは４〜８μｍで、特に好ましくは５．５〜７μｍである。第２の側面によって挟まれた活性層の幅（共振器面の活性層の幅）が１０μｍを越えると、第２の側面と導波路領域との間の距離が大きくなって迷光を遮断する効果が少なくなる。また、１．５μｍより細くなると、光の閉じこめ効果が大きくなって放射角が大きくなり、光が集中して負荷が大きくなりＣＯＤを発生し易くなる。
【００４４】
　本発明の遮光層は、上記のような非共振器面１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと第２の側面１０２ａ，１０２ｃ，１０２ｄの両方に設けることで効率よく迷光を遮断して外部に放出されるのを防ぐことができる。本発明では、図４に示すように、非共振器面と第２の側面に連続して設けることが好ましいが、図５や図６のようにどちらか一方だけに設けることでも、迷光の放出を防ぐ効果は得られる。また、非共振器面１０１ｂと第２の側面１０２ａが同一の面となるような傾斜面であってもよい。更には、遮光層９は露出されたｎ型層の表面及び端面、側面、また、基板１２の表面及び側面、端面に設けられていても何ら問題はない。これらは共振器面と同一面上であっても、出射部からは離れているので、出射光を遮ることはほとんどなく問題ない。さらにまた、第２の側面１０２ａや非共振器面１０１ｂから連続するｐ型層の表面（上面）の一部に設けられていてもよい。ただし、ストライプ状の凸部（リッジ）８以外のｐ型層の表面に設けることが好ましい。このように、光共振器面１０１ａの近傍のｐ型層の上面からも光は漏れているので、ここから漏れる光を遮断することでもリップルを抑制することができる。しかも、ｐ型層上面は、第２の側面及び非共振器端面とは異なる面方向にある面であり、このような位置関係の面にも連続して形成することで、遮光層を剥がれにくくすることができる。特に、角部や縁部など薄膜層が形成しにくい部分であっても、連続して形成することで、強固な接着性を得ることができる。遮光層が安定して形成できることで、層自体の劣化を防ぐことができ、寿命特性も向上する。
【００４５】
　また、非共振器面及び第２の側面は、平坦でかつ滑らかな平面であることが好ましいが、粗面であってもよいし、曲面であってもよい。これらの面に形成される遮光層も、同様であるが、非共振器面や第２の側面の面の状態にあわせたように形成されていても何ら問題はない。また、場所によって異なる面状態で形成されていてもよい。また、例えば図１に示す構造では、第２の側面と非共振器面との境界部分は、構造上、遮光層材料が堆積し易くなっており、隅部は厚く形成されるが、光を透過させないという効果が劣ることにはならないので、何ら問題はない。
【００４６】
　また、遮光層９は、第２の側面及び非共振器面において光が伝搬する層を覆うように設ければよいので、少なくとも活性層の断面を覆うように設ければよく、非共振端面及び第２の側面全体に形成されていなくてもよい。尚、ガイド層等が形成されて活性層以外に光が伝搬しやすい層がある場合はそれらも含めて覆うように設けることが好ましい。また、工程を考慮してｎ型層や基板まで覆うように形成されていてもよい。
【００４７】
　本発明の半導体レーザ素子は、端面及び側面に遮光層形成面を形成しているが、これらの面の形成方法としては、形成する位置や遮光層の材料によって、適切な工程及び方法を選択することができる。例えば、ｎ電極形成面を露出させるエッチング工程で同時に形成してもよいし、ストライプ状の凸部を形成するエッチング工程において、同じ幅或いは異なる幅のマスクを用いて形成することもできる。また、ストライプ状の凸部を形成する前に形成しておくと、より活性層の幅の狭い共振器面を得ることができるので、遮光層をより導波路領域と近い位置に形成することが可能となり、迷光が主ビームに混ざるのを防ぐと共に、活性層の幅を狭くすることで、光の閉じ込めの優れた導波路構造とすることが可能となる。
【００４８】
（導波路領域）
　本発明の半導体レーザ素子において、ストライプ状の導波路領域は、第１の導電型の半導体層、第２の導電型の半導体層に挟まれた活性層の近傍に主に形成されるものであり、このストライプ方向と共振器方向はほぼ一致している。ここで、導波路領域は、主として活性層及びその近傍において構成されるが、活性層を挟む光ガイド層を形成して、活性層を挟むガイド層までの領域を光導波層とし、これを導波路領域としてもよい。
【００４９】
（共振器面）
　導波路領域の両端に形成される一対の共振器面は、へき開又はエッチング等によって形成される平坦な面である。ヘキ開で形成する場合は、基板や積層構造体層がヘキ開性を有していることが必要であるが、ヘキ開性を利用すると優れた鏡面を容易に得ることができる。また、エッチングにより共振器面を形成する場合には、ｎ電極形成面を露出させる際に同時に行うことで、エッチング回数を少なくできる。また、共振器面は、ストライプ状の凸部を形成するエッチング工程で同時に形成することもできる。このように各工程と同時に形成することで工程を少なくすることができるが、より優れた共振器面を得るためには、別工程を設けるのがよい。また、このようにヘキ開やエッチングによって形成した共振器面には、活性層の発光を効率良く反射させるため、又は反射率を調整するために、単一膜又は多層膜からなる反射膜を形成することもできる。共振器面の一方は比較的高反射率の面からなり主として光を導波路領域内に反射する光反射側共振器面として、もう一方は比較的低反射率の面からなり主として外部に光を出射する光出射側共振器面として機能している。
【００５０】
（ストライプ状凸部）
　本発明の半導体レーザ素子では、ストライプ状の導波路領域は、積層構造体に凸部を設けることにより容易に形成することができる。具体的には、積層構造体の第２の導電型の半導体層において、中央部が峰状に残るようにその峰の両側をエッチング等により除去することでストライプ状の凸部を形成することによりそのストライプ状の凸部の直下の活性層近傍にストライプ状の導波路領域を形成することができる。凸部は、凸部の底面側の幅が広く上面に近づくに従ってストライプ幅が小さくなる順メサ形状に限らず、逆に凸部の底部に近づくにつれてストライプの幅が小さくなる逆メサ形状でもよく、また、積層方向の位置にかかわらず幅が一定になるように垂直な側面を有する凸部であってもよく、さらにこれらが組み合わされた形状でもよい。また、ストライプ状の導波路は、その幅が全長に亙って同じである必要はない。また、このような凸部を形成した後に凸部表面に半導体層を再成長させた埋め込み型のレーザ素子であってもよい。
【００５１】
　本発明では、このように設けられたストライプ状の凸部を形成するためのエッチングの深さを部分的に変えることで、活性層端面及び側面に段差をつけるようにすることもできる。例えば図１では、ストライプ状の凸部のうち光出射面側では、凸部の両側が活性層より深くエッチングされているため、出射面側の端面に段差が形成され、結果として共振器面と非共振器面が形成されている。更に、出射端面側では、ストライプ状の凸部の側面に連続する第２の側面が形成され、他の側面が第１の側面となっている。このようにストライプの凸部と対応するように端面及び側面を形成することで、複雑な工程を経ることなく、効率よく遮光層を設ける面を形成することができる。
ストライプ状の凸部と遮光層形成面は、どちらを先に形成してもよい。上述のように、先にストライプ状の凸部を形成し、その後に段差を設けるようにすることで、ストライプに対応したように形成しやすくなる。導波路領域はストライプ状の凸部に対応して形成されるので、先にストライプを形成しておくことで、遮光層形成面の導波路領域からの距離を精度よく制御することができる。
【００５２】
　また、先に活性層の一部を除去し、その後、その除去した位置に対応するようにストライプ状の凸部を設けることもできる。ストライプ状の凸部を先に形成した場合は、第２の側面の間に挟まれた活性層を凸部の幅よりも狭く形成することは困難である。何故なら、凸部を形成した後、ストライプ状の凸部の上にさらに幅の狭いマスクを形成するのは技術的に困難であるためである。しかしながら、ストライプ状の凸部を形成する前の比較的広い平坦な面の上であれば、リッジを形成するために形成するマスクよりも細いマスクを形成することは比較的容易である。従って、第２の側面に挟まれた狭い活性層を形成すべき部分に、細いマスク（マスク部分が第２の側面に挟まれた狭い活性層を形成すべき部分である）を形成して、その両側の部分を活性層の下までエッチングして、まず遮光層形成面を形成する。この際、その細いマスクの両側以外の部分全体にはマスクが形成されている。そして、その後、エッチングで除去した部分に遮光層となる材料を半導体層の表面とつら位置となるまで埋め込む。そして、次にリッジを形成するためのマスクを形成して、そのマスクの両側をエッチングすることによりリッジを形成する。このようにすれば、図１０に示すように、出射面近傍において凸部８より細い幅の活性層を形成することができる。
これにより、横方向の光をより強く閉じ込めることが可能となる。また、その場合、少なくとも細く形成したストライプ状の活性層の側面を埋め込むように、第２の側面の外側に適当な半導体層を成長させておくことで、劈開により共振器面を形成する際に、出射端面近傍が破損されるのを防ぐことができる。
【００５３】
　本発明では、上記のように、積層構造体の出射端面側に活性層の幅の狭い部分を設けて遮光層形成面とすることで、より効果的に迷光が外部に放出されるのを防ぐ構造にすると同時に、このように活性層の幅を変化させることで、導波路の導波特性を変化させることができる。特に、導波路領域の近傍まで活性層の幅が狭くなるように第２の側面を形成すると、その部分の導波路領域では外部と完全に屈折率差（実効的な屈折率差ではなく実際の屈折率差）がつけられていることになるので、横モードの制御性が特に良好となる。これに対して、第１の側面を有する部分はストライプ状の凸部が形成されることにより実効的に屈折率差が設けられている導波路領域であるので、本実施の形態では連続した１つの導波路領域の中に、完全に屈折率差が設けられた領域と、実効的に屈折率差が設けられた領域とを形成することになる。これを利用すると、本実施の形態のレーザ素子において、出射光の広がり角を調整することができる。
【００５４】
　（積層構造体）
　本発明の半導体レーザ素子において、積層構造体の第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層として用いる半導体として、ＧａＮ、ＡｌＮ、若しくはＩｎＮなどの窒化物半導体や、これらの混晶であるIII−Ｖ族窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を用いることができる。以下、本発明の半導体レーザ素子について、具体的に窒化物半導体を用いて好ましい例について説明する。ここで、窒化物半導体を用いたレーザ素子とは、第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層を順に積層した積層構造体の各層のいずれかに、窒化物半導体を用いたものであり、好ましくは、全ての層に窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子である。具体的には、第１の導電型の半導体層及び第２の導電型の半導体層においてそれぞれ、窒化物半導体を有するクラッド層が設けられて、活性層とその近傍に導波路が形成されているものである。、窒化物半導体を用いて構成された半導体レーザ素子（窒化物半導体レーザ素子）のより好ましい構成としては、第１の導電型の半導体層にｎ型窒化物半導体層を、第２の導電型の半導体層にはｐ型窒化物半導体層を、また、活性層にはＩｎを含む窒化物半導体層を含む層を用いる。
【００５５】
（窒化物半導体）
　本発明のレーザ素子に用いる窒化物半導体としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、もしくはＩｎＮ、又はこれらの混晶であるIII−V族窒化物半導体（ＩｎｂＡｌｄＧａ１−ｂ−ｄＮ、０≦ｂ、０≦ｄ、ｂ＋ｄ≦１）がある。加えて、ＩＩＩ族元素としてＢを用いたり、Ｖ族元素のＮの一部を、Ａｓ、Ｐで置換した混晶も用いることができる。また、このような窒化物半導体には各導電型の不純物を添加して、所望の導電型とできる。窒化物半導体に用いられるｎ型不純物としては、具体的にはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ等のＩＶ族、若しくはＶＩ族元素を用いることができ、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎを、さらに最も好ましくはＳｉを用いる。また、ｐ型不純物としては、具体的には、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａなどが挙げられ、好ましくはＭｇが用いられる。以下、本発明のレーザ素子について、具体的に窒化物半導体を用いたレーザ素子について説明する。ここで、窒化物半導体を用いたレーザ素子とは、第１の導電型層、活性層、第２の導電型層を積層した積層構造体の各層のいずれかに、窒化物半導体を用いることであり、好ましくは、全ての層に用いることである。例えば、第１の導電型層、第２の導電型層にはそれぞれ、窒化物半導体からなるクラッド層が設けられて、それら２つのクラッド層の間に活性層設けることで導波路を形成する。より具体的には、第１の導電型層にｎ型窒化物半導体層を、第２の導電型層にｐ型窒化物半導体層を含み、活性層において、Ｉｎを含む窒化物半導体層を含むものとする。
【００５６】
　また、本発明に係る窒化物半導体レーザ素子において、ｎ型クラッド層、ｐ型クラッド層を設けて、導波路領域を構成するようにする場合、各クラッド層と活性層との間には、ガイド層、電子閉じ込め層などを設けてもよい。
　以下、本発明に係る窒化物半導体レーザ素子における各層の好ましい構成について説明する。
【００５７】
（ｎ型クラッド層）
　本発明の窒化物半導体を用いたレーザ素子において、ｎ型クラッド層に用いる窒化物半導体としては、ｐ型クラッド層と同様に、光を閉じ込めるのに十分な屈折率差が設けられていれば良く、Ａｌを含む窒化物半導体層が好ましく用いられる。また、この層は、単一若しくは多層膜であっても良く、具体的には実施例に示すように、ＡｌＧａＮとＧａＮとを交互に積層した超格子構造であっても良い。また、このｎ型クラッド層は、キャリアの閉込め層、及び光閉込め層として作用し、多層膜構造とする場合には、前述のように、Ａｌを含む窒化物半導体、好ましくはＡｌＧａＮを成長させると良い。さらに、この層は、ｎ型不純物がドープされていても良いし、アンドープであっても良く、実施例に示すように多層膜層において、それを構成する少なくとも１つの層にドープしたものであっても良い。なお、発振波長が長波長の４３０〜５５０ｎｍのレーザ素子では、このクラッド層はｎ型不純物をドープしたＧａＮが好ましい。また、膜厚としては、ｐ型クラッド層と同様に、特に限定されるものではないが、１００Å以上２μｍ以下で形成すること、好ましくは５００Å以上１μｍ以下の範囲で形成することで、十分な光の閉込め層として機能する。
【００５８】
（活性層）
　本発明において、窒化物半導体を用いて本発明に係る半導体レーザ素子を構成する場合、活性層にＩｎを含む窒化物半導体層を有することで、紫外域、可視域において青色系から赤色系の波長域のレーザ光を発生させることができるまた、Ｉｎを含む窒化物半導体層は、活性層が大気にさらされると、レーザ素子駆動において極めて重大な素子劣化を起こす場合があるが、本発明では出射部から離間する導波路領域は、活性層に達しない深さで設けられたリッジにより構成された導波路領域であるので、そのような素子劣化を最小限に抑えることが可能である。なぜなら、Ｉｎは融点が低いため、Ｉｎを含む窒化物半導体は、分解、蒸発が起こりやすい材料であり、エッチング時に損傷を受けやすく、また、活性層を露出させた後の加工において、その結晶性を保つことが困難となり、結果として、素子寿命の低下につながるからである。
【００５９】
　ここで、活性層は、量子井戸構造であっても良く、その場合単一量子井戸、多重量子井戸のどれでも良い。好ましくは量子井戸構造とすることで、発光効率に優れ、高出力のレーザ素子、端面発光素子が得られる。窒化物半導体の活性層としては、上述したように、Ｉｎを含む窒化物半導体を用いることが好ましく、具体的には、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０＜ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物半導体を用いることが好ましい。この場合、量子井戸構造の活性層においては、井戸層としてここで示した窒化物半導体を用いることが好ましいことを意味する。また、近紫外から可視光の緑色までの波長領域（３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ）では、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０＜ｙ＜１）を用いることが好ましく、またそれ以上の長波長領域（赤色）でも、同様にＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０＜ｙ＜１）を用いることができ、この時主に、Ｉｎ混晶比ｙを変化させることにより、所望の波長を得ることができる。３８０ｎｍ以下の短波長の領域では、ＧａＮの禁制帯幅に相当する波長が３６５ｎｍであるため、ＧａＮとほぼ同じか若しくはそれよりも大きなバンドギャップエネルギーとする必要があるため、例えばＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）が用いられる。
【００６０】
　活性層を量子井戸構造とする場合、具体的な井戸層の膜厚としては、１０Å以上３００Å以下の範囲、好ましくは２０Å以上２００Å以下の範囲とすることで、Ｖｆ、しきい値電流密度を低減させることができる。また、結晶成長の観点からは、２０Å以上であると、膜厚に大きなむらがなく比較的均一な膜質の層が得られ、２００Å以下とすることで結晶欠陥の発生を低く抑えた結晶成長が可能となる。活性層内の井戸層数としては特に限定されず、１以上であり、この時、井戸層の数が４以上である場合には、活性層を構成する各層の膜厚が厚くなると、活性層全体の膜厚が厚くなって、Ｖｆの上昇を招くこととなるため、井戸層の膜厚を１００Å以下の範囲として、活性層の膜厚を低く抑えることが好ましい。高出力のＬＤにおいては、井戸層の数を１以上３以下とすることで、高い発光効率の素子が得られる傾向にあり、好ましい。
【００６１】
　また、井戸層にはｐ又はｎ型の不純物（アクセプター又はドナー）がドープされていても、アンドープ若しくはノンドープであっても良い。しかしながら、井戸層としてＩｎを含む窒化物半導体を用いる場合、ｎ型不純物濃度が大きくなると結晶性が悪化する傾向にあるため、ｎ型不純物濃度を低く抑えて結晶性の良好な井戸層とすることが好ましい。具体的には、結晶性を最大限に良好なものとするために井戸層をアンドープで成長させることが好ましく、具体的にはｎ型不純物濃度を５×１０16／ｃｍ3以下にすることが好ましい。尚、ｎ型不純物濃度を５×１０16／ｃｍ3以下の状態は、極めて不純物濃度の低い状態であり、この状態では、実質的にｎ型不純物を含まない井戸層と言える。また、井戸層にｎ型不純物をドープする場合には、ｎ型不純物濃度が１×１０18以下５×１０16／ｃｍ3以上の範囲でドープされていると、結晶性の悪化を低く抑え、なおかつキャリア濃度を高くすることができる。
【００６２】
　障壁層の組成としては、特に限定されないが、井戸層と同様の窒化物半導体を用いることができ、具体的には井戸層よりＩｎ混晶比の低いＩｎＧａＮなどのＩｎを含む窒化物半導体、若しくはＧａＮ、ＡｌＧａＮ等のＡｌを含む窒化物半導体などを用いることができる。この時、障壁層は、井戸層よりもバンドギャップエネルギーを大きくすることが必要である。具体的な組成としては、ＩｎβＧａ1-βＮ（０≦β＜１，α＞β）、ＧａＮ、ＡｌγＧａ1-γＮ（０＜γ≦１）などを用いることができ、好ましくはＩｎβＧａ1-βＮ（０≦β＜１，α＞β）、ＧａＮを用いることで良好な結晶性でもって障壁層が形成できる。これは、Ｉｎを含む窒化物半導体からなる井戸層をＡｌＧａＮなどのＡｌを含む窒化物半導体の上に直接成長させると、結晶性が低下する傾向にあり、井戸層の機能が悪化する傾向にあるためである。ＡｌγＧａ1-γＮ（０＜γ≦１）を障壁層として用いる場合には、Ａｌを含む障壁層を井戸層の上に設けるようにし、井戸層の下には、ＩｎβＧａ1-βＮ（０≦β＜１，α＞β）、ＧａＮの障壁層を用いた多層膜の障壁層とすることでこれを回避できる。このように、多重量子井戸構造において、井戸層に挟まれた障壁層は、特に１層であること（井戸層／障壁層／井戸層）に限るものではなく、２層若しくはそれ以上の層の障壁層を、「井戸層／障壁層(1)／障壁層(2)／・・・／井戸層」というように、組成・不純物量等の異なる障壁層を複数設けても良い。ここでαは井戸層のＩｎ組成比であり、α＞βとして障壁層のＩｎ組成比βを井戸層より小さくすることが好ましい。
【００６３】
　障壁層は、ｎ型不純物がドープされていても、ノンドープであっても良いが、好ましくはｎ型不純物がドープされていることである。この時、障壁層中のｎ型不純物濃度としては、少なくとも５×１０16／ｃｍ3以上ドープされていることが好ましく、上限としては１×１０20／ｃｍ3である。具体的には、例えば、高い出力を要求されないＬＤである場合には、５×１０16／ｃｍ3以上２×１０18／ｃｍ3以下の範囲でｎ型不純物を有することが好ましく、また、より高出力のＬＤでは、５×１０17／ｃｍ3以上１×１０20／ｃｍ3以下の範囲、好ましくは１×１０18／ｃｍ3以上５×１０19／ｃｍ3以下の範囲でドープされていることが好ましく、このように高濃度でドープする場合には、井戸層にｎ型不純物を実質的に含まないか、アンドープで成長させることが好ましい。前記好ましい範囲でドープされることで、上述したように、良好な結晶性で、高濃度のキャリアを注入することが可能となる。
【００６４】
　ｎ型不純物をドープする場合には、活性層内の全ての障壁層にドープしても良く、一部の障壁層にドープしても良い。一部の障壁層にｎ型不純物をドープする場合には、活性層内で、ｎ型層側配置された障壁層にドープすることが好ましく、具体的には、ｎ型層側から数えてｎ番目の障壁層Ｂｎ（ｎ＝１，２，３・・・）にドープすることで、電子が効率的に活性層内に注入され、発光効率、内部量子効率に優れた素子となる。これは、障壁層に限らず、井戸層についても同様であり、また両方にドープする場合には、ｎ型層から数えてｎ番目の障壁層Ｂｎ（ｎ＝１，２，３・・・）、ｍ番目の井戸層Ｗｍ（ｍ＝１，２，３・・・）にドープすること、すなわち、ｎ型層に近い側からドープすることで、前記効果が得られる傾向にある。
【００６５】
　障壁層の膜厚としては、特に限定されず５００Å以下、より具体的には井戸層と同様に１０Å以上３００Å以下の範囲が適用できる。
　本発明の窒化物半導体を用いたレーザ素子において、積層構造体として、第１の導電型層にｎ型窒化物半導体を有すること、第２の導電型層にｐ型窒化物半導体を用いることが好ましく、具体的には、それぞれの導電型層に、ｎ型クラッド層、ｐ型クラッド層を設けて、導波路を構成するようにする。この時、各クラッド層と、活性層との間には、後述するようなガイド層、電子閉込め層などを設けても良い。
【００６６】
（ｐ型キャップ層）
　ｐ型クラッド層と活性層との間に設けられるｐ型キャップ層としては、ＡｌＧａＮ等が好ましく用いることができ、これにより、活性層へのキャリア閉じ込め効果を有する層とすることができ、閾値電流を低下させるので、より容易に発振させることができる。ＡｌＧａＮはｐ型不純物をドープしたものであっても、ノンドープであってもよい。また、膜厚としては、５００Å以下が好ましい。
【００６７】
（ガイド層）
　本発明において、活性層を挟むｎ型及びｐ型のガイド層をクラッド層より内側（活性層側）に設けて光導波路を形成することで、優れた導波路を形成することができる。この時、導波路（活性層とそれを挟み込む両ガイド層）の膜厚としては、６０００Å以下が好ましく、これ以下の膜厚であると発振閾値電流の急激な増大を抑制することができる。更に好ましくは、４５００Å以下とすることで、低く抑えられた発振閾値電流で、基本モード、長寿命での連続発振が可能となる。また、両ガイド層はほぼ同じ膜厚で形成され、１００Å以上１μｍ以下が好ましく、更に好ましくは５００Å以上２０００Å以下である。ガイド層に用いられる窒化物半導体としては、その外側に設けられるクラッド層と比較して、導波路を形成するために適切な屈折率が選択され、単一膜若しくは多層膜のいずれでも良い。具体的には、発振波長が３７０ｎｍ〜４７０ｎｍではアンドープのＧａＮが好ましく、比較的長波長な領域（４５０ｎｍ以上）では、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多層膜構造を用いることが好ましい。
【００６８】
（ｐ型クラッド層）
　本発明の窒化物半導体を用いたレーザ素子において、第２の導電型層若しくは第１の導電型層として、ｐ型窒化物半導体（第１のｐ型窒化物半導体）を含むｐ型クラッド層を設けることが好ましい。このとき、ｐ型クラッド層が設けられた導電型層とは異なる導電型層に、ｎ型窒化物半導体を含むｎ型クラッド層を設けて、積層構造体に導波路を形成する。また、このｐ型クラッド層に用いられる窒化物半導体としては、光を閉じ込めるのに十分な屈折率差が設けられていれば良く、Ａｌを含む窒化物半導体層が好ましく用いられる。また、この層は、単一若しくは多層膜であっても良く、具体的には実施例に示すように、ＡｌＧａＮとＧａＮとを交互に積層した超格子構造であっても良く、超格子構造とすると結晶性を良好なものとでき好ましい。さらに、この層は、ｐ型不純物がドープされていても良いし、アンドープであっても良く、実施例に示すように多層膜層において、それを構成する少なくとも１つの層にドープしたものであっても良い。なお、発振波長が長波長の４３０〜５５０ｎｍのレーザ素子では、このクラッド層はｐ型不純物をドープしたＧａＮが好ましい。また、膜厚としては、特に限定されるものではないが、１００Å以上２μｍ以下で形成すること、好ましくは５００Å以上１μｍ以下の範囲で形成することで、十分な光の閉込め層として機能する。
【００６９】
　また、本発明において、活性層とｐ型クラッド層との間に、後述する電子閉込め層、光ガイド層を設けても良い。この時、光ガイド層を設ける場合には、ｎ型クラッド層と活性層との間にも、光ガイド層を設けて、活性層を光ガイド層で挟み込む構造とすることが好ましい。この場合には、ＳＣＨ構造となり、クラッド層のＡｌ組成比をガイド層のＡｌ組成比より大きくして屈折率差を設け、クラッド層で光を閉込める。クラッド層とガイド層のがそれぞれ多層膜で形成される場合には、Ａｌの組成比の大小はＡｌ平均組成により決定する。
【００７０】
（ｐ型電子閉込め層）
　また、活性層とｐ型クラッド層との間、好ましくは活性層とｐ型光ガイド層との間に設けられるｐ型電子閉込め層は、活性層へのキャリアの閉込めとしても機能する層であり、閾値電流を低下させることにより容易な発振に寄与し、、具体的にはＡｌＧａＮを用いる。特に、第２の導電型層に、ｐ型クラッド層、ｐ型電子閉込め層を設ける構成とすることで、より効果的な電子閉じ込め効果が得られる。このｐ型電子閉込め層にＡｌＧａＮを用いる場合には、好ましくはｐ型不純物をドープしたものとすることでより確実に前記機能を発揮し得るが、ノンドープであっても前記キャリアの閉込めとして機能を有する。膜厚の下限としては、少なくとも１０Åで好ましくは２０Åである。また、膜厚としては、５００Å以下で形成し、ＡｌxＧａ1-xＮの組成としては、ｘが０以上、好ましくは０．２以上とする事で前記効果が十分に期待できる。また、ｎ型層側にも、ホールを活性層内に閉じ込めるｎ側キャリア閉込め層を設けても良い。ホールの閉込めは、電子を閉じ込める場合ほどオフセット（活性層とのバンドキャップの差）を設けなくても、閉込めが可能である。具体的には、ｐ側電子閉込め層と同様の組成を適用できる。また、結晶性を良好なものとするためには、Ａｌを含まない窒化物半導体により形成しても良く、具体的には、活性層の障壁層とほぼ同じ組成を用いることができ、この場合には、キャリア閉込めとなるｎ側障壁層を、活性層内で最もｎ型層側に配置させることが好ましく、若しくは活性層に接して、ｎ型層内に配置しても良い。このように、ｐ側、ｎ側のキャリア閉込め層は、好ましくは活性層に接して設けることで、効率良く活性層若しくは井戸層内にキャリアを注入でき、別の形態としては、活性層内において、ｐ側、ｎ側の層と接する層をキャリア閉込め層とすることもできる。
【００７１】
（電極）
　本発明の半導体レーザ素子において、ストライプ状の凸部の上に形成されるｐ側電極、及びｎ側層（ｎ型コンタクト層）に設けられるｎ側電極としては、特に限定されるものではなく、窒化物半導体と良好なオーミック接触得られる材料を好ましく用いることができる。導波路領域となるストライプ状の凸部に対応して形成することで、キャリアの注入を効率よく行うことが出来る。また、後述する絶縁膜を介して窒化物半導体を接するように設けることも出来る。また、半導体と接するように設けられるオーミック電極と、ボンディングに適した材料からなるパッド電極とを設けてもよい。本実施の形態においては、第１の絶縁膜を形成後、開口部を設けてオーミック電極形成し、その上に更に開口部を有する第２の絶縁膜を形成し、その上にパッド電極を形成された構造である。具体的な材料としては、ｐ側電極では、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇ及びこれらの酸化物、窒化物等があげられ、これらの単層、合金、或いは多層膜を用いることができる。また、ｎ側電極では、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇ等があげられ、これらの単層、合金、或いは多層膜を用いることができる。
【００７２】
（絶縁膜）
　本発明の半導体レーザ素子は、ストライプ状の凸部の側面及びその側面に連続する露出面（平面）に保護膜を形成することが好ましい。凸部を保護する部分にだけ形成するのであれば絶縁性は問わないが、絶縁性の保護膜を用いることで、電極間ショートを防ぐ絶縁膜としての機能と、露出された層を保護する保護膜としての機能とを併せ持った膜とすることができる。具体的には、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などの単一膜或いは多層膜を好ましく用いることができる。また、上記で述べたように、電極を介して多層膜に形成してもよい。
【００７３】
　ここで、窒化物半導体を用いたレーザ素子において、ストライプ状のリッジを設ける位置を、Ａｌを含む窒化物半導体層内とし、露出した窒化物半導体表面及び凸部側面に絶縁膜を設けることで、良好な絶縁がなされ、絶縁膜の上に電極を設けても、リーク電流のないレーザ素子を得ることができる。これは、Ａｌを含む窒化物半導体には、良好なオーミックコンタクトをなし得る材料がほとんどないため、この半導体表面に絶縁膜、電極などを設けても、リーク電流の発生がほとんどない、好適な絶縁が成されることにある。逆に、Ａｌを含まない窒化物半導体表面に電極を設けると、その電極材料と窒化物半導体との間にオーミックコンタクトが形成されやすく、Ａｌを含まない窒化物半導体表面に絶縁膜を介して電極を形成すると、絶縁膜、電極の膜質により、絶縁膜に微少な孔がある場合にリークの原因となる。そのため、それらを解決するために、絶縁が十分に確保される膜厚で絶縁膜を形成するか、電極の形状、位置を露出した半導体表面にかからないようにするなどの配慮が必要となり、レーザ素子構造の設計において、大きな制約が加わることになる。また、リッジ（凸部）が設けられる位置が問題になるのは、リッジ（凸部）形成時に露出されるリッジの両側の窒化物半導体表面（平面）は、リッジ（凸部）側面に比べて、極めて大きな面積を占めるものであり、この表面において良好な絶縁性が確保されることで、様々な電極形状を適用できかつ電極形成位置を比較的自由に選べる設計自由度の高いレーザ素子となり、リッジ（凸部）の形成において極めて有利なものとなる。ここで、Ａｌを含む窒化物半導体としては、具体的には、ＡｌＧａＮ、若しくは上述したＡｌＧａＮ／ＧａＮの超格子多層膜構造などが好適に用いられる。
【００７４】
　実施の形態２．
　本発明に係る実施の形態２の半導体レーザ素子は、実施の形態１と同様、共振器面近傍に遮光膜を設けることで、導波路領域から漏れだした光（迷光）が外部に放出されるのを防ぐものであり（図１３Ａ〜図１３Ｃ）、遮光膜を剥がれにくく形成するために、遮光膜を構成する元素と同一の元素からなる透光膜９ａを、遮光膜と積層構造体との間に設けた以外は実施の形態１と同様に構成されている。
　本実施の形態２のレーザ素子は、同一の元素から構成される化合物であっても、組成比が異なれば物理的性質及び化学的性質が異なることを利用して、目的とする遮光性の膜を積層構造体の表面に接着性よく形成したものである。例えば特定の金属の酸化膜を遮光膜として用いる場合、遮光膜と積層構造体の間にある透光膜として遮光膜とは酸素の比率が異なる酸化物を用いることをいい、より具体的には、透光膜として透光性の高い酸素を多く含む酸化物を用い、遮光膜として金属を多く含む遮光性の高い酸化物を用いたものをいう。このように、金属の含有量の少ないものから、金属の含有量の多いものへと変化させると、光の透過率が大きく変化するものがあり、本実施の形態２ではこのような性質を有するものを用いることができる。また、このような膜は、成膜時の条件を変化させることで容易に得られるものである。変更する成長時の条件は、用いるガスの流量及び組成比、ガスの供給方向、或いは、装置内の真空度、雰囲気、温度等の、成膜に用いる装置において変更可能な条件である。
【００７５】
　単に、透過率の異なるものを設けるだけであれば、ＳｉＯ２などの絶縁性の透光膜の上に金属層を形成することでも、光を遮断するという効果は得ることができる。しかし、異なる材料を原料とすると製造方法が異なったり、また、接着性についても問題が生じる場合があるこれに対し、同一の原料を用いて、同じ装置で成膜条件を変えるだけで光学特性を変化させることができるのであれば、連続して成膜できるので異物の混入を防ぐことができる。本実施の形態２では、この透光膜と遮光膜との間に、光の透過率が両者の間であるような中間膜が形成されていてもよく、このように、順次透過率を変化させると、遮光膜でほぼ完全に光を遮ることができるようにすることができる。このように、構成元素が同じである膜を組み合わせて積層すると、異なる元素からなる膜を積層した場合に比べて接着性が極めてよい保護膜（遮光膜）とすることができる。
【００７６】
　また、透光膜及び遮光膜は、成膜条件を、段階的に変化させて多層の膜で形成する方法に代え、条件を徐々に連続的に変化させることで、組成傾斜された層として形成することができる。このような場合でも、最終的に遮光可能な組成まで変化させればよいので、本発明においてはこのような組成傾斜された膜で、膜の下側（積層構造体に接する側）が透光性で、上にいくに従って透光性が低く、つまり遮光性が高くなっているような膜であってもかまわない。
【００７７】
　積層構造体の表面に透光膜及び遮光膜を形成する方法としては、物理蒸着法（ＰＶＤ法）や化学蒸着法（ＣＶＤ法）などの気層成長法があげられる。これらの製法を用いる時に、条件を変化させることで、組成比の異なる膜を容易に得ることができる。本発明では、ＰＶＤ法を用いるのが好ましく、スパッタ法や真空蒸着法なども用いることができる。このような方法を用いると、本発明のように同一の元素からなる透光膜と遮光膜は、同一の原料を用いて形成するため、連続して成膜することができる。そのため、不純物等の混入を防いで純度の高い膜を形成でき、また、原料交換に要する時間もかからない。条件を変えて形成することで、密着性と光学特性との両方を具備した遮光膜を形成することができる。
【００７８】
　遮光膜及び透光膜に用いられる好ましい材料としては、組成比を変化させることで光の透過率を変更できるものが好ましく、例えば、好ましい材料として、金属の酸化物、窒化物、フッ化物などが挙げられる。具体的な材料としては、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕがあげられる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【００７９】
　また、組成比に対応して結晶性が異なる膜を用いてもよい。結晶性が異なると、光学特性も変化するのでそれを利用することで、遮光性のある膜を接着性よく形成することができる。例えば、結晶性の高い膜を透光膜として用い、その上に結晶性の低い膜を遮光膜として用いることもできる。これは、結晶性の高い膜は緻密に成膜され、結晶性がそろった透過率の高い膜を形成し易く、また、結晶性の低い膜が、光に対して不規則な結晶格子であるため透光性が低くなりやすいことを利用するものである。スパッタ法などで成膜する場合、その条件（例えば気圧など）を緩やかにして遮光性のある不規則な結晶を形成しようとすると剥がれやすい膜になる傾向があるが、そのような膜を半導体層の上に直接形成するのではなく、同一元素からなる結晶性のよい緻密な透光膜の上に形成することで、遮光膜として用いることができる。
【００８０】
　また、本発明では、上記材料のうち、遮光膜及び透光膜を形成するための材料として、特に、ＲｈＯで代表されるＲｈ酸化物が好ましい材料としてあげられる。このＲｈ酸化物を遮光膜及び透光膜として用いることで、効率よく光を遮断することができる膜を接着性よく形成することができる。しかもＲｈ酸化物は熱的に安定なので、工程内や使用時において劣化の少ない安定な遮光膜とすることができる。特に、共振器面の近傍であって、かつ共振器面からやや離れた位置に形成することで、スロープ効率を低下させることなく優れたＦＦＰを得ることができる。また、このＲｈ酸化物は、主ビームの波長が紫外から比較的短波長の可視光域にあるレーザ素子において、特に好ましく用いることができる。具体的には、窒化物半導体からなり主ビームの波長が３６０〜４２０ｎｍ程度の範囲である半導体レーザ素子に用いることで、光の遮断効果が大きくできるので、迷光を遮断してリップルを低減させるのに有効である。
【００８１】
　遮光膜の総膜厚としては、５００Å〜１００００Åが好ましく、更に好ましくは１０００Å〜５０００Åである。膜厚が１０００Åより薄いと、光が透過し易くなって遮光効果が低下するので好ましくない。
　また、透光膜の総膜厚としては、１００Å〜１０００Åが好ましく、更に好ましくは２００Å〜６００Åである。膜厚が２００Åより薄いと、透光膜自体が剥がれやすくなるので好ましくない。また、あまり厚く設けるのは、量産性を考慮すると好ましくない。
　また、遮光膜と透光膜をあわせた保護膜としての膜厚は、間に中間層が設けられる場合も含めて、総膜厚５００Å〜２００００Åが好ましい。
【００８２】
　また、遮光膜を設ける場所としては共振器面近傍が好ましく、共振器端面と同一面上でも、異なる面上であってもよいが、好ましくは、異なる面上に形成されるのがよい。具体的には、実施の形態１と同様に、光出射側共振器面近傍において、共振器面の両側の端面が活性層より下まで除去されて、積層構造体の角部が除去された形状である。以上のようにすると、実施の形態１のレーザ素子と同様の作用効果を有する。
【００８３】
　実施の形態３
　本発明に係る実施の形態３の半導体レーザ素子は、光の共振方向と垂直な方向の端面に、少なくとも２つの光透過率の異なる保護膜（第１の保護膜１０９と、第１の保護膜１０９よりも透過率の低い第２の保護膜１１０）を有するものであり、この光透過率の異なる２つの保護膜を端面に設けることで、端面から放出される光の放出を制御するものである。具体的な形態を図１４Ａ〜図１４Ｃに示す。尚、実施の形態３の図において、実施の形態１と同様のものには同様の符号を付して示している。図１４Ｃは図１４ＡのXIVC−XIVC断面図である。本実施の形態３は、図１４Ｃに示すように、基板１２上に、第１の導電型の半導体層（ｎ型窒化物半導体層）１、活性層３、第２の導電型の半導体層（ｐ型窒化物半導体層）２が積層された積層構造体に、ストライプ状の凸部（リッジ）８が設けられており、このストライプの長手方向と垂直な両端面に共振器端面を設けることで、ストライプ方向を導波方向（共振方向）とする導波路領域が形成されている。共振器端面のうち一方は主として光を外部に出射する機能を有する光出射側共振器端面（光出射面）であり、他方は主として光を導波路領域内に反射する機能を有する光反射側共振器端面（モニター面）である。ストライプ状の凸部（リッジ）８の側面及びこの側面に連続する積層構造体の上面には第１の絶縁膜１０が形成されている。第１の絶縁膜１０を介してｐ型窒化物半導体層２の凸部８の上面にｐ型窒化物半導体層とオーミック接触するストライプ状のｐ側オーミック電極５が設けられている。また、積層構造体に沿って露出させたｎ型窒化物半導体層には、ｎ型窒化物半導体層とオーミック接触するｎ側オーミック電極７がストライプ状に形成されている。両電極は、略平行になるように設けられている。これら電極の上に更には開口部を有する第２の絶縁膜１１が形成され、この第２の絶縁膜１１を介してオーミック電極と接するようにｐ側パッド電極４及びｎ側パッド電極６がそれぞれ形成される。
【００８４】
　本実施の形態３の半導体レーザ素子では、導波路領域の光の導波方向と垂直な方向の端面に光透過率の異なる保護膜を設けることで、光の放出を制御するものであり、特に出射側の共振器面の出射部に、より光透過率の高い第１の保護膜１０９を設けることで、共振器面の劣化を防ぐとともにレーザ光を出射させやすくするものである。また、出射側の共振器面における出射部の両側には、第１の保護膜１０９よりも光透過率の低い第２の保護膜１１０を設けることで、出射面の近傍から迷光が放出されないようにしている。これにより本実施の形態３の半導体レーザ素子では、迷光が外部に放出されるのを防ぎリップルの発生を抑制できる。
【００８５】
　以上のように構成された実施の形態３の半導体レーザ素子では、活性層を含む発光領域から生じた光は、主として導波路領域内を導波して共振器面における導波路領域の端部（出射面）から出射されてレーザ光（主ビーム）となる。しかし、出射側の共振器面が露出されていると、高出力時ではその出射面が劣化しやすく、ＣＯＤを生じやすい。また、一部の光は導波路領域からしみ出て迷光となって素子内を伝搬し、出射面以外から外部に放出される。これが主ビームと重なることでリップルを生じる。ここで、迷光が素子の外部に放出されるのは、全反射とならない角度で素子端面に伝搬した光である。全反射された迷光は、再度素子内部に向かって反射して、全反射角で端面に達するまでは素子内で反射を繰り返す。反射を繰り返すうちに共振して増幅される。そして、この増幅された迷光が外部に放出されると、主ビームに混ざってリップルが生じる。本実施の形態３のように、端面に光透過率の異なる２種の保護膜が形成されていることで、光の出射を制御（出射面以外の部分から出射される光を抑制）することができる
【００８６】
　本実施の形態３の半導体レーザ素子では、２つの異なる透過率の保護膜が接する位置において、各保護膜の全部、或いは一部が重なっていても構わない。図１４Ａのように、共振器面において、出射面を除いてその両側に第２の保護膜１１０を設けておき、それを覆うようにして図１４Ｂのように第１の保護膜１０９を設けることで、出射面には、第１の保護膜１０９のみが形成され、出射面の両側（出射面近傍）では第２の保護膜１１０の上に第１の保護膜１０９が積層された構造となっている。また、本発明では、出射側の端面構造を実施の形態１と同様に構成し、図１７Ｂに示すように、第１の保護膜１０９を共振端面、非共振端面及び第２の側面の端面側全体の広い範囲に設けて、その上に第２の保護膜１１０を共振器端面を除いて設けるようにしてもよい。
【００８７】
　このように、第１の保護膜１０９と第２の保護膜１１０の重なる部分が出射側の出射面以外の部分であれば、第１の保護膜１０９及び第２の保護膜１１０のどちらが先に形成されてもかまわない。保護膜の材料等によって、好ましい順序を選択して形成することができる。また、重ねて形成することで、その境界において半導体層が露出しないように形成することができる。
【００８８】
また、本発明では、図１５のように、第１の保護膜１０９と第２の保護膜１１０とが互いに重ならないようにすることもできる。このように設けることで、それぞれの光透過率の差を有効に利用することができ、また、重なる部分がないことで、膜厚が厚くならないので、主ビームが物理的に遮られにくくなる。
【００８９】
また、第１の保護膜１０９も第２の保護膜１１０も設けられていない端面が形成されていてもよい。工程によっては、保護膜を形成した後に分割して端面が現れる場合は、例えば図１６のように、基板１２の端面にはどちらの保護膜も形成されていないことになるが、レーザ光が出射される部分から離れているので、特に問題ない。
　また、共振器面から出射されるレーザ光のリップルが少ない場合は、出射側の共振器面に光透過率の高い第１の保護膜１０９を設け、第２の保護膜１１０として第１の保護膜１０９と同じものを用いてもよい。
【００９０】
上述のように、本実施の形態３は、共振器面の端面に光透過率の異なる２つの保護膜を設けることで、光の出射部分を所定の範囲に制限して、放出を制御しており、良好なＦＦＰを安定して得ることができる。本実施の形態３では、素子そのものを実施の形態１で示したように加工することなくビーム特性に影響を与えることなく、良好なＦＦＰを安定して得ることができる。
【００９１】
　実施の形態４．
　本実施の形態４の半導体レーザ素子は、図１７Ａ，図１７Ｂ及び図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、光出射側共振器面近傍において、共振器端面の両側が活性層より下まで除去されて、積層構造体の角部が除去された、実施の形態２で説明したものと同様の端面構造を有する半導体レーザ素子に実施の形態３の第１の保護膜１０９と第２の保護膜１１０を適用したものである。すなわち、実施の形態４の半導体レーザ素子では、積層構造体のストライプ状の導波路領域の光の導波方向と垂直な方向の端面が単一の面ではなく、光出射面である共振器端面と、共振器端面とは異なる平面上に位置する非共振器端面から構成される。また、積層構造体のストライプ状の導波路領域の光の導波方向と平行な面（側面）から見ても、導波路領域から離れた活性層断面を有する第１の側面と、それよりも導波路領域に近い位置に形成された活性層断面を有する第２の側面が形成されている。そして、出射面である共振器面に第１の保護膜１０９が設けられる（図１７Ｂ）とともに、非共振器面と第２の側面とに第２の保護膜１１０が設けられている（図１７Ａ）。具体的には、共振器端面と同一平面上にない活性層断面を含む非共振器面と、より導波路領域に近い第２の側面とに少なくとも第２の保護膜１１０が設けられ、共振器端面と第２の保護膜１１０の両方を覆うように第１の保護膜１０９が設けられている。
【００９２】
　このように、本実施の形態４では、導波路領域に近い第２の側面と非共振端面に光透過率の低い第２の保護膜を設けて光を放出させにくくし、出射側の共振器面には光透過率の高い第１の保護膜を形成することで、効率よくレーザ光が出射されるとともに、迷光の放出を防止している。
【００９３】
　また、本実施の形態４の半導体レーザ素子では、実施の形態１と同様、出射側で活性層の幅を制限していることで、ビーム特性をも改良することができる。本実施の形態４では、素子の表面に第１及び第２の保護膜を設ける前に素子自体の加工を必要とするため作業性については実施の形態３の方が優れているが、活性層の幅を制御することで、広がり角の広いビームを得ることができるなど、ビーム特性を改良することができるという実施の形態３にはない利点を有する。しかも、第２の保護膜１１０を共振器面より手前に設けることが出来るので、よりいっそう効率よくリップルを低減することができる。
【００９４】
　また、本実施の形態４の半導体レーザ素子では、実施の形態１のように、リッジの側壁（側面）と第２の側面とが同一面状になるように形成させてもよい。しかし、リッジが細く形成される場合は、そのリッジの幅に光を閉じ込めるのが困難となり、良好な特性が得られなくなるので、図１７及び図１８のように、ストライプ状の凸部（リッジ）より活性層の幅が広くなるように第２の側面を形成することが好ましい。また、出射側の端面の活性層の幅をリッジの幅よりも広くすることで、強度を上げることができるので破損しにくくなり、安定して共振器面を形成することができる。特に、リッジの幅を狭く形成する場合は、出射面に露出した活性層断面の幅をリッジの幅に対応させて狭くすると、へき開によって共振器面を形成するときに、目的の位置で劈開されずに破損する場合があるが、出射面にリッジの幅より広い幅の活性層断面を露出させるようにすることで、安定して劈開することができる。
【００９５】
　本発明の第２の保護膜は、実施の形態４のように、共振器端面と第２の側面の両方が設けられている端面構造に適用する場合は、両方に設けると効果的であるが、どちらか一方だけに設けてもよいし、連続するように設けることも出来る。また、共振器端面と第１の側面とに渡って形成されるような面（斜面）に形成されていてもよい。
　また、非共振器面及び第２の側面は、実施の形態１で説明した種々の変形が可能である。
【００９６】
　また、第２の保護膜は、少なくとも光が伝搬する層を覆うように設ければよいので、少なくとも活性層を覆うように設ければよく、活性層を含む面全体に形成させなくてもよい。ガイド層等が形成されて光が伝搬しやすい層にも設けるのが好ましい。
　以下、実施の形態３及び４における、第１の保護膜１０９及び第２の保護膜１１０の好ましい材料について述べる。
【００９７】
　第１の保護膜及び第２の保護膜に用いられる材料としては、導体、半導体、絶縁体のいずれでも用いることができる。ただし、導体を用いる場合は、ショートを防ぎ、かつ素子構造体内の電流の流れを阻害しないように電極とは直接接しないように設ける必要がある。また、半導体を用いる場合は、第１の保護膜としては、活性層よりもバンドギャップの大きいものが好ましく、また、第２の保護膜としては活性層よりもバンドギャップの小さいものを用いるのが好ましい。これらの材料を素子の構造や製造工程、製造方法等に応じて、最も好ましいものを選択することができる。
　また、第１の保護膜として誘電体多層膜を用いることもできる。これにより、光を透過させ易くなり、露出された端面、特に活性層を保護するという機能も付随させることができる。
【００９８】
　また、第１の保護膜及び第２の保護膜に用いられる具体的な材料としては、下記のような材料が挙げられ、これらのうち光透過率の高い方を第１の保護膜とし、第１の保護膜よりも光透過率の低いものを第２の保護膜とする。したがって、相対的に光透過率を比較して第１及び第２の保護膜としているので、選択する材料によっては、第１の保護膜であった材料が、別の材料と組み合わせることによって第２の保護膜となる場合もある。
【００９９】
　すなわち、レーザ光が主として出射される部分は言うまでもなく、導波路領域の端面であり、本明細書では、この導波路領域の端面を出射面又は出射部としている。例えば、実施の形態１では、その幅が制限された共振器端面そのものが出射面である。しかしながら、実施の形態３のように出射側端面が単一の面で構成されている場合は、その単一の面のうち導波路領域の端面となる部分が出射部又は出射面である。
【０１００】
　この出射部から放射されるレーザ光に対して、出射部以外から放射される光は、レーザビームの形状に悪影響を及ぼす光ではあるが、出射部から放射される光に比べるとその強度は極めて小さい。従って、第１の保護膜の透過率に比べて第２の保護膜の透過率を少し弱くするだけでも、出射部以外から放射される光はかなり低減され、レーザビームの形状に悪影響は抑制される。
　従って、実施の形態３及び４のレーザ素子では、第１の保護膜及び第２の保護膜の材料として、少なくとも第１の保護膜の透過率が第２の保護膜の透過率より大きいという条件を満足するように種々の材料を選択することが可能である。
【０１０１】
（第１の保護膜）
　第１の保護膜の好ましい材料としては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉの酸化物、窒化物、フッ化物などの化合物から選ばれたいずれか一種、又は多層膜を用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。好ましい材料としてはＳｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｇａを用いた材料である。また、半導体材料としてはＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＢＮなどを用いることができる。絶縁体材料としてはＳｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂの酸化物、窒化物、フッ化物等などの化合物を用いることができる。
【０１０２】
　また、第１の保護膜を、大気中の屈折率と半導体の屈折率の間の屈折率を有する材料で構成することにより、反射防止（ＡＲ）膜とすることができ、光の反射を防止することができる。ＡＲ膜とする場合は、第１の保護膜の屈折率ｎＡＲと、積層構造体である半導体素子の屈折率ｎＳとの関係が、０．７５ｎＳ１／２≦ｎＡＲ≦１．２５ｎＳ１／２を満たすものがよい。好ましくは、０．８５ｎＳ１／２≦ｎＡＲ≦１．１５ｎＳ１／２で、最も好ましくは、０．９３ｎＳ１／２≦ｎＡＲ≦１．０７である。このような屈折率を有する材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等がある。これらの材料を用いて、膜厚を制御することでＡＲ膜となる。ＡＲ膜とするためには、膜厚は、λ×（２ｍＡＲ−１）／４ｎＡＲ、もしくはλ×ｍＡＲ／２ｎ＋λ×（２ｍＡＲ−１）／４ｎＡＲ（ｍＡＲ＝１，２，３，・・・）の条件を満たすものが好ましく、より好ましくは、λ／４ｎＡＲ、もしくはλ／２ｎ＋λ／４ｎＡＲ（λ：活性層から発生する光の波長）となるようにする。このような条件を満たすように保護膜を形成することで、容易にＡＲ膜とすることができる。
【０１０３】
　また、金属材料のような導電性材料を用いる場合は、積層構造体表面に絶縁層を形成し、その絶縁層上に形成することもできる。これにより、積層構造体との接着性がよくない材料であって、第１の保護膜の材料として用いることができる。
　また、本発明において、出射面の保護に主眼を置く場合は、第１の保護膜は、積層構造体の屈折率の±１０％以内の屈折率差の材料を用いて構成することが好ましい。また、導波路領域を構成する半導体層（主として活性層）の屈折率に近い値の屈折率を有する材料により第１の保護膜を形成することで、第１の保護膜の膜厚を多少変化させても光の反射率や透過率が変化しない膜（不在層）とすることができる。
【０１０４】
　例えば、積層構造体が窒化物半導体素子である場合については、波長が約４００ｎｍになるように設定した活性層の屈折率は約２．５である（ただし、実際には不純物の濃度や組成比によって屈折率は多少異なる）。この場合、第１の保護膜の好ましい屈折率は、２．５の±１０％の２．２５〜２．７５となる。この範囲の屈折率を有するものとして、具体的にはＮｂ２Ｏ５等が挙げられる。屈折率が積層構造体の±１０％以内のものであれば、出射される光の特性をほとんど変えることなく、積層構造体を保護することができる。屈折率が積層構造体の屈折率より１０％を超えて高いものは、閾値を低下させることができるものの、スロープ効率が悪くなり、また、１０％より低いものはスロープ効率は良くなるものの、閾値が上がるので好ましくない。
【０１０５】
　ここで、共振器面の出射面に第１の保護膜が形成されていない場合と、形成される場合についての、電界強度分布を図１９Ａ〜図１９Ｃに示す。積層構造体としては窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる半導体素子を用いており、図１９Ａは保護膜が形成されていない場合であり、図１９Ｂは第１の保護膜として、主として反射防止を目的としてＡｌ２Ｏ３を形成した場合であり、図１９Ｃは、主として出射端面保護を目的としてＮｂ２Ｏ５を形成した場合である。また、破線は屈折率分布を示し、実線は電界強度（光パワー分布）を示す。
　図１９Ａからわかるように、第１の保護膜が形成されていない場合は、素子端面において、電界強度が最大になっている。これは、素子の端面が屈折率の低い層（空気層：屈折率１）に接しているためであり、このような場合はその界面で電界強度が最大になる。そのため共振器面には過大な負荷がかかるので、結果としてＣＯＤが発生し易くなるという問題が生じる。
【０１０６】
　これに対し、第１の保護膜としてＡｌ２Ｏ３を形成した場合は、電界強度は図１９Ｂのように、素子端面にかかる負荷は第１の保護膜が形成されない場合よりも小さくなっている。このような保護膜は、ＡＲ膜になるように膜厚を制御することで、共振器面にかかる負荷を低減することができるが、逆にＲＩＮ（相対雑音強度）特性が悪化してノイズがやや多くなるという現象が生じる。そのため、高出力用など、ＲＩＮによって影響を受けにくいものなどの特定の用途に用いることができる。
【０１０７】
　また、共振器面に形成する第１の保護膜としてＮｂ２Ｏ５を用いる場合、図１９Ｃのように、素子端面における電界強度を小さくすることができるので、端面にかかる負荷を抑えて劣化を防ぐことができる。また、Ｎｂ２Ｏ５の屈折率がＧａＮとほぼ同じであるので、端面（第１の保護膜の表面）の反射率がＡｌ２Ｏ３のように下がることがなく、ＲＩＮ特性が悪化するのを防ぐことができる。そのため、ＤＶＲなどの光ディスク関係の分野など、安定性を重視する用途に用いるのが好ましい。
　また、保護膜は屈折率と膜厚とによって、様々な特性を有するので、第１の保護膜の膜厚としてはλ／４ｎ及びその奇数倍とすることが好ましく、これにより共振器面が受けるダメージを低減することができる。先に述べたようにこれに屈折率をも考慮することでＡＲ膜とすることができるが、屈折率によらず膜厚をλ／４ｎとすることが好ましい。単層の場合はλ／４ｎでよいが、多層膜の場合はλ／２ｎ＋λ／４ｎ及びそれらの実数倍としてもよい。これにより、積層構造体端面と保護膜との界面において、定在波の電界強度が最小値を取る膜厚とすることができるので（図１９Ｃ参照）、共振器端面がダメージを受けるのを抑制し、素子寿命を向上させることができる。
【０１０８】
　このように保護膜の膜厚を制御することは、光出射側の共振器面だけでなく、光反射側（モニター側）に形成される保護膜（ミラー）にも適用できる。レーザ光を出射するためには、共振器のどちらかだけ一方が劣化しても特性は悪化するので、光出射側と同様に、光反射側にも活性層からの光によってダメージを受けないように保護膜（ミラー）の膜厚を制御することで劣化を防ぎ、素子寿命を向上させることができる。
【０１０９】
（第２の保護膜）
　第２の保護膜の好ましい材料としてはＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃ等を用いた材料であり、より好ましくはＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉを用いた材料である。また、半導体材料としてはＳｉ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどを用いることができる。絶縁体材料としては、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２などを用いることができる。これらを用いて、光をほとんど通さない不透光膜として形成するのが好ましい。具体的な好ましい材料としては、Ｔｉ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＲｈＯ、ＺｒＯ２などが好ましく、これらは単層膜、或いは多層膜として形成することができる。これらを目的の位置に形成するには、蒸着、スパッタ等様々な方法を用いることができる。
【０１１０】
　ここで、本発明においては、光透過率とは、導波路領域から発せられるレーザ光が保護膜が形成されていないときの出力に対する相対値であって、数値が高いもの程光透過率が高いことを示す。また、光透過率がほぼ０％に近く、ほとんど遮断されてしまうものは不透光膜とする。この光透過率は、同じ材料でも膜厚によって変化するものであり、また、異なる屈折率のものであっても、膜厚とのバランスで光透過率が同程度になることもある。
【０１１１】
　また、第２の保護膜の膜厚としては、材料によって異なるが、導電性材料を用いる場合は、２００Å以上が好ましい。この第２の保護膜は光を外部に出射させにくくするための膜であるので、膜厚を厚くすれば容易に形成できるが、出射面から出射された光を遮らず、かつ、光を通さないようにするには、膜厚は１５００Å〜３０００Å程度が好ましい。ただし、第２の保護膜として、導電性材料を用いる場合は素子と第２の保護膜との間に絶縁膜を形成しておく必要がある。この場合、絶縁膜は、絶縁性が維持出来る膜厚であれば膜厚は特に問わない。また、光透過率も特に問わない。また、第２の保護膜として誘電体多層膜を用いる場合は、屈折率の低い膜をλ／４ｎの膜厚で形成し、その上に重ねて屈折率の高い膜をλ／４ｎの膜厚で形成することで、光の透過率を制御することができる。
　また、第１の保護膜と第２の保護膜の好ましい組合せとして、共振器面の出射面に第１の保護膜としてＮｂ２Ｏ５を用い、出射面を除く共振器面近傍に第２の保護膜として不透光膜を用いる。不透光膜としては、金属材料やその化合物が好ましい。具体的な材料としては、Ｔｉ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＲｈＯ、ＺｒＯ２などが好ましく、これらは単層膜、或いは多層膜として形成することができる。このような材料を選択することで、共振器面の劣化を抑制しリップルが少ない半導体レーザ素子とすることができる。
　尚、導波路領域は実施の形態１等と同様に形成することができる。
【０１１２】
　また、ストライプ状の凸部の長手方向を共振方向とするために、端面に設けられている一対の共振器面は、へき開又はエッチング等によって形成される平坦な面である。共振器面の形成方法は後に述べる基板の種類によって異なる。同種基板を用いる場合、例えば、窒化ガリウム基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層からなる積層構造体を形成する場合は、劈開によって容易に共振器面を形成することができる。しかし、異種基板の上に積層構造体を形成する場合、例えばサファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する場合、基板の主面によっては基板の劈開面がその上の半導体層の劈開面と一致せず共振器面となりにくい。このような場合は、エッチングによって共振器面を形成するのが好ましい。また、エッチングで共振器面を形成する場合は、基板が露出するまで深くエッチングすると、面が荒れることがあるので、少なくとも導波路領域が露出する深さまでエッチングすることで良好な共振器面が得られる。但し、素子の分割を容易にするためには基板が露出するまでエッチングすることが好ましい。但し、エッチングにより端面を加工する場合は、劈開共振器面のように単一平面の端面にはならず、図１４のように段差が生じるようになる。特にエッチング回数が増えるとそれだけ段差も増えることになるので、その場合は共振器面より突き出た部分が出射光を遮らないように加工する必要がある。また、共振器面は両方とも劈開、或いはエッチングなど、同一の方法で形成されてもよいし、一方だけ劈開で他方がエッチングなど、異なる方法で形成されてもよく、それらは目的に応じて適宜選択することができる。
【０１１３】
　また、ストライプ状の凸部は、実施の形態１等と同様にして形成でき、基板についても実施の形態１〜３で示した種々の基板を適用できる。
　さらに、積層構造体及びそれを構成する半導体層も実施の形態１等で説明したもの等種々のものを用いることができる。
　またさらに、実施の形態１と同様の出射端面側の構造を適用する場合には、非共振器面及び第２の側面の形成方法についても、実施の形態１〜３で説明したものを適用できる。
【０１１４】
　本発明において、積層構造体を構成する第１の導電型の半導体層、活性層、第２の導電型の半導体層の各層の構造としては、種々の層構造を用いることができる。デバイスの具体的な構造としては、例えば後述の実施例に記載されているデバイス構造が挙げられる。また、電極、絶縁膜（保護膜）等も特に限定されず種々のものを用いることができる。窒化物半導体レーザ素子の場合、窒化物半導体の成長方法は、ＭＯＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、窒化物半導体を成長させるのに知られている全ての方法を適用できる。
　以下、実施例として窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子について説明するが、本発明の半導体レーザ素子は、これに限らず、本発明の技術的思想において、様々な半導体レーザ素子に適用できることは言うまでもない。
【実施例１】
【０１１５】
　実施例１では、基板として窒化物半導体と異なる異種基板を用いる。しかしながら本発明では、ＧａＮ基板などの窒化物半導体からなる基板を用いてもよい。ここで、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、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＳｉＣ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な基板材料を用いることができる。好ましい異種基板としてはサファイア、スピネルが挙げられる。また、異種基板は、オフアングルしていても良く、この場合ステップ状にオフアングルしたものを用いると窒化ガリウムからなる下地層の成長が結晶性よく行えるので好ましい。更に、異種基板を用いる場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地層となる窒化物半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体の単体基板として素子構造を形成してもよく、また、素子構造形成後に、異種基板を除去してもよい。異種基板を用いる場合には、バッファ層、下地層を介して素子を形成すると結晶性の良好な窒化物半導体を成長できる。
　以下、実施例１の半導体レーザ素子について製造工程順に説明する。
（バッファ層）
　２インチφ、Ｃ面を主面とするサファイアよりなる異種基板をＭＯＶＰＥ反応容器内にセットし温度を５００℃にしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ３）を用い、ＧａＮよりなるバッファ層を２００Åの膜厚で成長させる。
【０１１６】
（下地層）
　バッファ層形成後、温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａＮよりなる窒化物半導体層を４μｍの膜厚で成長させる。この層は、素子構造を形成する各層の成長において下地層（成長基板）として作用する。成長基板としてこの他にＥＬＯＧ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌｌｙ　Ｌａｔｅｒａｌｌｙ　Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）成長させた窒化物半導体を用いると結晶性が良好な下地層（成長基板）が得られる。ＥＬＯＧ成長層の具体例としては、以下のような方法が挙げられる。
【０１１７】
　ＥＬＯＧ成長層の具体例１．
　異種基板上に、窒化物半導体層を成長させ、その表面に窒化物半導体が全く又はほとんど成長しない材料からなる保護膜を一定間隔で開口部が形成されるように、例えばストライプ状に設ける。このようにしてマスクが形成されたマスク領域と、窒化物半導体を成長させるために窒化物半導体表面を露出させた非マスク領域とを交互に設け、その非マスク領域から窒化物半導体を成長させることで、膜厚方向への成長に加えてマスクを覆うように横方向への成長が成されることにより、マスク領域にも窒化物半導体を成長させ全体を覆うように成膜する。
【０１１８】
　ＥＬＯＧ成長層の具体例２．
　異種基板上に成長させた窒化物半導体層に一定間隔で開口部を設け、その開口部側面の窒化物半導体から横方向に成長させて全体を覆う窒化物半導体層を形成する。
　次に、窒化物半導体からなる下地層の上に、積層構造体を構成する各層を形成する。
（ｎ型コンタクト層）
　下地層（窒化物半導体基板）上にＴＭＧ、アンモニア、不純物ガスとしてのシランガスを用い、１０５０℃でＳｉを１×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮよりなるｎ型コンタクト層を４．５μｍの膜厚で成長させる。
（クラック防止層）
　次に、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度を８００℃にしてＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎよりなるクラック防止層を０．１５μｍの膜厚で成長させる。なお、このクラック防止層は省略可能である。
（ｎ型クラッド層）
　次に、温度を１０５０℃にして、原料ガスとしてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＡｌＧａＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＡを止め、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。そしてこの操作をそれぞれ１６０回繰り返してＡ層とＢ層を交互に積層し、総膜厚８０００Åの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層を成長させる。この時、アンドープＡｌＧａＮのＡｌの混晶比としては、０．０５以上０．３以下の範囲であれば、十分にクラッド層として機能する屈折率差を設けることができる。
【０１１９】
（ｎ型光ガイド層）
　次に、同様の温度で原料ガスとしてＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｎ型光ガイド層を０．１μｍの膜厚で成長させる。この層は、ｎ型不純物をドープさせてもよい。
（活性層）
　次に、温度を８００℃にして、原料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎよりなる障壁層を１００Åの膜厚で成長させる。続いてシランガスを止め、アンドープのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎよりなる井戸層を５０Åの膜厚で成長させる。この操作を３回繰り返し、最後に障壁層を積層させて総膜厚５５０Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層を成長させる。
【０１２０】
（ｐ型キャップ層）
　次に、同様の温度で、原料ガスとしてＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌＧａＮよりなるｐ型電子閉じ込め層を１００Åの膜厚で成長させる。
（ｐ型光ガイド層）
　次に、温度を１０５０℃にして、原料ガスとしてＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｐ型光ガイド層を７５０Åの膜厚で成長させる。このｐ型光ガイド層はアンドープとして成長させるが、Ｍｇをドープさせてもよい。
【０１２１】
（ｐ型クラッド層）
　続いて、１０５０℃でアンドープＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＧを止め、Ｃｐ２Ｍｇを用いてＭｇドープＧａＮよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、総膜厚０．６μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層を成長させる。ｐ型クラッド層は少なくとも一方がＡｌを含む窒化物半導体層を含み、互いにバンドギャップエネルギーが異なる窒化物半導体層を積層した超格子で作製した場合、不純物はいずれも一方の層に多くドープして、いわゆる変調ドープを行うと結晶性がよくなる傾向にあるが、両方に同じようにドープさせてもよい。
（ｐ型コンタクト層）
　最後に１０５０℃でｐ型クラッド層の上にＭｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト層はｐ型のＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（ｘ≦０、ｙ≦０、ｘ＋ｙ≦１）で構成することができ、好ましくはＭｇをドープしたＧａＮとすればｐ電極と最も好ましいオーミック接触が得られる。反応終了後、反応容器内において窒素雰囲気中でウエハを７００℃でアニーリングして、ｐ型層を更に低抵抗化する。
【０１２２】
（ｎ型層露出）
　以上のようにして窒化物半導体を成長させて積層構造体を形成した後、ウエハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面にＳｉＯ２よりなる保護膜を形成してＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ４ガスによりエッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層の表面を露出させる。この時、共振器面となる活性層端面を露出させてエッチング端面を共振器面としてもよい。エッチングガスとしては、ＳｉＣｌ４ガスに代えて他のガス、例えばＣｌ２を用いてもよい。
（ストライプ状凸部及び遮光層形成面の形成）
【０１２３】
　次に、ストライプ状の導波路領域を形成するために、最上層のｐ型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の膜厚で形成した後、保護膜の上に所定の形状のマスクをかけ、ＲＩＥ装置によりＣＨＦ３ガスを用いたフォトリソグラフィー技術によりストライプ状の保護膜を形成して、活性層よりも上にストライプ状の凸部が形成される。その後、レジストマスクを用いて、この凸部の共振器面近傍のみをさらに活性層より下までエッチングして、図１のように素子の角部が除去されるようにし、遮光層形成面である非共振器面及び第２の側面を形成する。
【０１２４】
（遮光層）
　上記の保護膜及びレジストマスクはそのままで、光非共振器面と、第２の側面と、ｎ型層の露出面とに連続する遮光層をスパッタにより形成する。遮光層はＳｉよりなり、膜厚４０００Åである。この遮光層は、後工程の第１の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。また、オーミック電極を形成した後、第２の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。
（第１の絶縁膜）
　ＳｉＯ２マスクをつけたまま、ｐ型層表面にＺｒＯ２よりなる第１の絶縁膜を形成する。この第１の絶縁膜は、ｎ側オーミック電極形成面をマスクして半導体層の全面に設けてもよい。また、後に分割され易いように絶縁膜を形成させない部分を設ける。この部分は、１０μｍのストライプ状で、凸部と直交するよう設けられる。第１の絶縁膜形成後、バッファード液に浸漬して、ストライプ状凸部の上面に形成したＳｉＯ２を溶解除去し、リフトオフ法によりＳｉＯ２と共に、ｐ型コンタクト層上（更にはｎ型コンタクト層上）にあるＺｒＯ２を除去する。これにより、ストライプ状凸部の上面は露出され、凸部の側面はＺｒＯ２で覆われた構造となる。
【０１２５】
（オーミック電極）
　次に、ｐ型コンタクト層上の凸部最表面の第１の絶縁膜上にｐ側オーミック電極を形成する。このｐ側オーミック電極は、ＡｕとＮｉからなる。また、エッチングにより露出されたｎ型コンタクト層の表面にもストライプ状のｎ側オーミック電極を形成する。ｎ側オーミック電極はＴｉとＡｌからなる。これらを形成後、それぞれを酸素：窒素が８０：２０の割合の雰囲気中で、６００℃でアニーリングすることで、ｐ側、ｎ側とものオーミック電極を合金化し、良好なオーミック特性を得る
（第２の絶縁膜）
　次いで、ストライプ状凸部上のｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部にレジストを塗布し、Ｓｉ酸化物（主としてＳｉＯ２）からなる第２の絶縁膜を分割位置を除いた全面に形成して、リフトオフによりｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部を露出させる。尚、分割位置とは、先に対向するように形成させた非共振器面の間で、かつストライプ状凸部と直交する位置である。この部分を劈開することによって素子が分割される。この分割位置を挟んで幅１０μｍ程度のストライプ状の範囲には第１及び第２の絶縁膜や電極は形成されていないようにすることで、劈開し易くなり、共振器面を鏡面とし易くなる。
【０１２６】
（パッド電極）
　次に、上記の絶縁膜を覆うようにｐ側パッド電極及びｎ側パッド電極がそれぞれ形成される。電極は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｕからなる。このパッド電極は、露出されたオーミック電極とストライプ状に接している。
（劈開及び共振器面形成）
　ウエハのサファイア基板を研磨して７０μｍとした後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側からバー状にヘキ開し、ヘキ開面（１１−００面、六角柱状の結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）に共振器面を作製した。この共振器面は、エッチングにより形成してもよい。
【０１２７】
（ミラー形成）
　上記のように形成された共振器面にミラーとしてＳｉＯ２とＺｒＯ２よりなる誘電体多層膜を形成する。光反射側の共振器面には、スパッタ装置を用い、ＺｒＯ２からなる保護膜を形成し、次いでＳｉＯ２とＺｒＯ２とを交互に３ペア積層して高反射膜を形成した。ここで、保護膜と、高反射膜を構成するＳｉＯ２膜とＺｒＯ２膜の膜厚は、それぞれ活性層からの発光波長に応じて好ましい厚さに設定することができる。また、光出射側の共振器面は、何も設けなくてもいいし、スパッタ装置を用いてＺｒＯ２よりなる第１の低反射膜とＳｉＯ２よりなる第２の低反射膜を形成させてもよい。このとき、非共振器面上にミラーが形成されてもよい。次いで、最後にストライプ状凸部に平行な方向でバーを切断して本発明の半導体レーザ素子を得る。
　上記のようにして得られた半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られた。
【実施例２】
【０１２８】
　実施例１において、基板として以下のようにして作製されるサファイア上に形成されるＧａＮよりなる窒化物半導体基板を基板として用いる。まず、窒化物半導体を成長させる異種基板として、厚さが４２５μｍ、２インチφ、主面がＣ面、オリエンテーションフラット面（以下、オリフラ面）がＡ面のサファイア基板を用意し、ＭＯＣＶＤの反応容器にその基板（ウエハ）をセットする。次に温度を５１０℃にしてキャリアガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板上にＧａＮよりなる低温成長バッファ層を約２００Åの膜厚で成長させる。次に温度を１０５０℃とし、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなる下地層を２．５μｍの膜厚で成長させる。続いてこのウエハをサファイア基板のオリフラ面（Ａ面）に垂直な方向からθ＝０．３°だけ傾けた方向に、それぞれ幅６μｍのストライプ状のＳｉＯ２からなる複数のマスクを、マスク間の間隔（マスク開口部）が１４μｍになるように平行に形成する。そして、ＭＯＣＶＤ装置に戻して、アンドープＧａＮを１５μｍの膜厚で成長させる。このようにすると、マスク開口部から選択的に成長されたＧａＮはマスク開口部では主として縦方向（厚み方向）に成長し、マスクの上では横方向成長してマスク及びマスク開口部を覆う下地層が形成される（ＥＬＯＧ成長）。このような成長された下地層において、横方向成長された窒化物半導体層は貫通転位を低減させることができる。具体的には、貫通転位は、マスク開口部の上と、マスクの両側から横方向成長した窒化物半導体が接合するマスク中央部付近とで転位密度が１０１０／ｃｍ２程度と高くなりマスク中央部を除くマスクの上では転位密度が１０８／ｃｍ２程度と低くなる。
【０１２９】
（厚膜層）
このようにして得られた窒化物半導体を有する基板を用いて、続いてウエハをＨＶＰＥ装置に載置して下地層の上に更にアンドープのＧａＮを約１００μｍの膜厚で成長させる（この約１００μｍの膜厚で成長させた層を厚膜層という。）
（下地層）
窒化物半導体基板の上に窒化物半導体基板を作製する際の下地層と同様にストライプ状のＳｉＯ２マスクを用いて横方向成長を伴うように窒化物半導体を成長させることにより、下地層を１５μｍの膜厚で成長させる。
（遮光層形成面の形成）
下地層以降は、実施例１と同様に行い半導体層を積層させる。ｐ側コンタクト層まで積層させた後、ｎ型層露出工程の後、幅１．６μｍのストライプ状の凸部（リッジ）を形成する。次いで、遮光層形成面を形成する際に、リッジよりも幅の広いマスクを設けてｎ型層までエッチングすることで、リッジ側面と異なる面上の第２の側面を形成することができる。ここでは、リッジがほぼ中央になるようなマスクを幅約７μｍで設けて活性層よりのｎ型層までエッチングすることで、出射面の共振器面の活性層の幅が約７μｍである共振器面を形成する。これにより形成されるエッチング面が非共振器面と第２の側面であり、この両者を遮光層形成面とする。
【０１３０】
（遮光層）
上記のようにして形成された第２の側面及び非共振器面及び、ｎ型層の露出面に遮光層をスパッタにより形成する。まず、Ｒｈ酸化物を膜厚５００Åで形成させ、その上に同じＲｈ酸化物をスパッタ条件を変えて膜厚１５００Åで形成する。このようにして、同一材料を異なるスパッタ条件で積層させて多層膜とすることで、密着性及び遮光性の両方の特性に優れた遮光層とすることができる。実施例２では、遮光層形成面の形成時に用いたマスクをそのまま用いているため、遮光層は第２の側面、非共振器面、及びｎ型層の露出面に形成されているが、マスクを変更してｐ型層の表面にまで延長するように設けられていても問題はない。ｐ型層の表面（上面）の一部にまで遮光層が形成されることで、上方向への光の漏れをも防ぐことができる。また、端面と上面との縁部に遮光層の端部が形成されることで剥がれやすくなる場合があるが、このように、上面にも連続するように設けることで、密着性よく遮光層を形成することができ、安定したビーム特性を得ることができる。
【０１３１】
（異種基板剥離）
その後、パッド電極を形成するまでは実施例１と同様に行い、劈開する前にサファイア基板、低温成長バッファ層、下地層、厚膜層の一部を除去してＧａＮ基板とする。ＧａＮ基板は膜厚が約８０μｍとなるようにする。ここで、ＨＶＰＥによる厚膜層は、ＧａＮ以外の他の窒化物半導体を用いてもよいが、本発明においては、良好な結晶性でかつ厚膜の窒化物半導体を容易に成長できるＧａＮ又はＡｌＮを用いることが好ましい。また、異種基板等の除去は、以上のような素子構造を形成する前に、厚膜層の一部を除去してもよく、また、導波路を形成した後、電極を形成した後、いずれの段階で行ってもよい。また。ウエハをバー状、チップ状に切断する前に異種基板を除去することで、チップ状に切断する際に、窒化物半導体の劈開面（六方晶系で近似した｛１１−００｝Ｍ面、｛１０１０｝Ａ面、（０００１）Ｃ面）を用いて切断・劈開できる。ついで、裏面にＴｉ−Ｐｔ−Ａｕからなる共晶用メタルを形成させた後、実施例１と同様にしてミストライプ状の電極に垂直な方向で基板側からバー状に割り共振器面を形成し、モニター側にミラーを形成して、本発明の半導体レーザ素子を得る。
　上記のようにして得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいてリップルのない良好なビームが得られる。
【実施例３】
【０１３２】
　実施例２において、以下のようにして作製される基板を用いる以外は実施例２と同様に行う。まず、Ｃ面を主面とし、オリフラ面をＡ面とするサファイア基板を用いＭＯＣＶＤ法により、温度５１０℃で、キャリアガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧを用いてＧａＮよりなるバッファ層を膜厚２００Åで成長させる。次いで、ＴＭＧガスのみ止めて温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら原料ガスとしてＴＭＧ、アンモニア、シランガスを用いてアンドープＧａＮよりなる窒化物半導体を膜厚２．５μｍで成長させる。その窒化物半導体の上にＣＶＤ法によりＳｉＯ２よりなる保護膜を０．５μｍの膜厚で成長させ、ストライプ状のマスクを形成してエッチングによりストライプ幅１４μｍ、ストライプ間の間隔を６μｍのＳｉＯ２よりなる保護膜を形成する。このストライプ状の保護膜はサファイアのＡ面に対して垂直な方向とする。
【０１３３】
　次に、ＭＯＣＶＤ法により減圧条件で温度を１０５０℃にして原料が留としてＴＭＧ、アンモニア、シランガス、Ｃｐ２Ｍｇを用い、ＧａＮよりなる第１の窒化物半導体を２μｍの膜厚で成長させる。このとき、第１の窒化物半導体はＳｉＯ２保護膜の形成されていない部分より成長し、この保護膜上に横方向に成長される。第１の窒化物半導体が完全にＳｉＯ２保護膜を覆う前に成長を止める隣接する第１の窒化物半導体同地の隙間は約２μｍとする。
【０１３４】
　次にドライエッチングである等方性エッチングにより温度１２０℃でエッチングガスに酸素、ＣＦ４を用いてＳｉＯ２保護膜を０．３μｍ除去する。
　さらに、横方向成長させた第１の窒化物半導体の側面及び上面より、常圧でＭＯＣＶＤ方により温度１０５０℃にし、原料ガスとしてＴＭＧ、アンモニア、シランガス、Ｃｐ２Ｍｇを用い、ＧａＮよりなる第２の窒化物半導体を１５μｍの膜厚で成長させる。尚、常圧でなく、減圧で第２の窒化物半導体を成長させてもよい。このようにして得られる基板の上に、実施例２と同様に厚膜層〜ｐ側コンタクト層まで成長させ、その後、各工程も同様に行って本発明の半導体レーザ素子を得る。上記のようにして得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られる。
【実施例４】
【０１３５】
　実施例１において、ｎ型層を露出する前に、ストライプ状の凸部の光出射面近傍の活性層が幅２μｍで残るようにエッチングして除去して遮光層形成面を形成し、更に、この除去した部分をＧａＮからなる半導体層を積層させてｐコンタクト層の上面と同じ高さにまで成長させる。その後、上記で残した幅２μｍの活性層に対応するようにストライプ状の凸部を形成してから、ｎ型層を露出させる以外は、実施例１と同様に行い、本発明の半導体レーザ素子を得る。得られた半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルがなく、光の広がり角の広い良好なビームが得られる。
【実施例５】
【０１３６】
　実施例１において、半導体層の積層工程は同じで、ｎ型層露出時以降の工程を下記のようにして行う。実施例１が出射面が劈開面であるのに対し、実施例５ではエッチングによって出射面が形成されているものである。すなわち、図１２に示す余に出射面側端面が少なくとも単一平面でなく、段差が設けられた形状となっている。
（ｎ型層露出及び共振器面形成）
　積層構造体を形成した後、ウエハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面にＳｉＯ２よりなる保護膜を形成してＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ４ガスによりエッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層を露出させるとともに、共振器面となる面も露出させる。すなわち、実施例１では、ストライプ状の凸部は、最後に劈開されるまではウエハ上の複数の素子に渡って連続しているが、実施例２では、ｎ型層露出時に、ストライプ状の凸部と直交する面もエッチングして共振器面を同時に形成する。このとき、素子２つ分のストライプ状凸部が連続するようにされていてもよい。尚、エッチングガスとしては、例えば、Ｃｌ２等の他のガスを用いてもよい。
【０１３７】
（ストライプ状凸部及び遮光層形成面の形成）
　次に、ストライプ状の導波路を形成するために、最上層のｐ型コンタクト層と先の工程で露出された共振器面と含むほぼ前面にＣＶＤ装置を用いてＳｉＯ２よりなる保護膜を０．５μｍの膜厚で形成した後、保護膜の上に所定の形状のマスクをかけ、ＲＩＥ装置によりＣＦ４ガスを用いたフォトリソグラフィー技術によりストライプ状の保護膜を形成して、活性層よりも上にストライプ状の凸部が形成される。ストライプ状の凸部は共振器面と直交するように形成されている。
　このストライプ上の凸部の端部である共振器面の近傍を活性層が露出するまで更にエッチングすることで、第２の側面及び非共振器面を形成する。この時、光出射側共振器面となる方の共振器面の近傍に形成するが、両方に形成されていてもよい。
【０１３８】
（遮光層）
　上記の保護膜はそのままで、光非共振器面と、第２の側面と、ｎ型層の露出面とに連続する遮光層をスパッタにより形成する。遮光層はＳｉよりなり、膜厚５０００Åである。この遮光層は、後工程の第１の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。また、オーミック電極を形成した後、第２の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。
（第１の絶縁膜）
　ＳｉＯ２マスクをつけたまま、ｐ型層表面にＺｒＯ２よりなる第１の絶縁膜を形成する。第１の絶縁膜形成後、バッファード液に浸漬して、ストライプ状の凸部の上面に形成したＳｉＯ２を溶解除去し、リフトオフ法によりＳｉＯ２と共にｐ型コンタクト層上にあるＺｒＯ２を除去する。これによりストライプ状凸部の上面はｐ型層が露出され、凸部の側面からｐ型層上面がＺｒＯ２で覆われた構造となる。
【０１３９】
（オーミック電極）
　次に、ｐ型コンタクト層上にｐ側オーミック電極を形成する。このオーミック電極はＡｕ−Ｎｉからなり、ｐ型コンタクト層上の第１の絶縁膜上にも渡って形成されている。また、ｎ型コンタクト層上面にもオーミック電極を形成する。ｎ側オーミック電極はＴｉ−Ａｌからなり、ストライプ状の凸部と平行で、かつ同程度の長さのストライプ状に形成されている。これらを形成後、酸素：窒素が８０：２０の割合の雰囲気中で６００℃でアニーリングすることでｐ側及びｎ側オーミック電極を合金化し、良好なオーミック特性を有するオーミック電極とする。
【０１４０】
（第２の絶縁膜）
　次いで、ストライプ状凸部上のｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部と光出射側の共振器面とにレジストを塗布して、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２からなる多層膜を第２の絶縁膜を光出射側共振器面を除いてほぼ全面に形成し（ＳｉＯ２とＺｒＯ２は交互に２ペア積層させる）、リフトオフによりそれぞれの電極の一部と光出射側の共振器面とを露出させる。遮光層上面にも第２の絶縁膜が形成されている。さらに、光反射側の共振器面も覆うようにして形成させているので、この第２の絶縁膜が光反射膜（ミラー）としても機能するようにしている。このように、共振器面の少なくとも一方を絶縁膜形成工程よりも先にエッチングにより形成させてあることで、光反射膜（ミラー）を分割する前にウエハ状態のままで、回り込むように形成することができる。これにより、光出射側共振器面と光反射側共振器面とが異なる材料や、異なる膜厚の反射膜からなるように形成することができる。
【０１４１】
（パッド電極）
　次に、上記の第２の絶縁膜を覆うようにｐ側パッド電極及びｎ側パッド電極を形成する。このパッド電極は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｕからなり、第２の絶縁膜を介してｐ側オーミック電極及びｎ側オーミック電極にそれぞれストライプ状に接している。また、本例では、ｐ側パッド電極４は、図１１に示すように、第２の側面で挟まれたストライプ状の凸部上面にも、第２の絶縁膜を介して形成されている。
（分割及び光出射側保護膜形成）
　先に露出させてあったｎ型層を更に基板が露出するまでエッチングする。これにより分割位置には基板だけが残り、図１２に示すように、共振器面とｎ型層端面とがエッチングによって形成される。ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側からバー状に割る。次いで、光出射側の共振器面にＺｒＯ２を形成させ、それを覆うようにＳｉＯ２を形成して保護膜とする。最後にストライプ状の電極に平行な方向でバーを切断して本発明の半導体レーザ素子を得る。この例では、図１２に示すように、共振器面より基板の端面が突出することになるが、その突出長はレーザビーム形状に影響を与えない程度に小さく押さえることができるので、問題はない。
　上記のようにして得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られる。
【実施例６】
【０１４２】
　実施例４において、遮光層として、Ｔｉを用い、絶縁膜としてＳｉＯ２を用いる以外実施例４と同様に行い、本発明の半導体レーザ素子を得る。まず、ＳｉＯ２を形成した後にＴｉを形成することで、絶縁性に優れ、しかも迷光を有効に遮断できる遮光層とすることができる。膜厚としてはＴｉは４５００Å、ＳｉＯ２は１５００Åである。得られた半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルがなく、光の広がり角の広い良好なビームが得られる。
【実施例７】
【０１４３】
　実施例３と同様の窒化物半導体を有する基板を用いる以外は実施例６と同様に行い、本発明の半導体レーザ素子を得る。得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られる。
【実施例８】
【０１４４】
　実施例８の半導体レーザ素子は、実施例１の半導体レーザ素子において、遮光層９の下に、後述のようにして透光膜９ａを形成した以外は、実施例１と同様にして作製する（図１３Ａ〜図１３Ｃ）。
（透光膜９ａ）
　実施例１と同様にして、ストライプ状凸部及び遮光膜形成面を形成した後、その形成に用いた保護膜はそのままにして、光非共振器面と、第２の側面と、ｎ型層の露出面とに連続する透光膜をスパッタにより形成する。透光膜９ａはＲｈ酸化物よりなり、膜厚５００Åである。
【０１４５】
（遮光膜）
　さらに、上記の透光膜の上に、スパッタにより遮光膜を形成する。この遮光膜も、透光膜と同様、Ｒｈ酸化物よりなり、膜厚１５００Åである。この遮光膜は、上記透光膜を成膜するときのスパッタ条件を、真空度を低くすることでＲｈと酸素の組成比を変化させて形成することで得ることができる。装置はそのままで、真空度のみ変化させて膜質、特に光の透過率の異なる層を形成することができる。この透光膜及び遮光膜は、後工程の第１の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。また、オーミック電極を形成した後、第２の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。
　以降、第１の絶縁膜の形成から、ミラー形成までは、実施例１と同様にして、半導体レーザ素子を作製する。
　上記のようにして得られた半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られた。
【実施例９】
【０１４６】
　実施例９の半導体レーザ素子は、実施例２のレーザ素子と同様にして、ｐ側コンタクト層まで積層させた後、以下のようにして、遮光膜及び透光膜を形成する形成面、透光膜及び遮光膜を形成する。
（遮光膜及び透光膜形成面の形成）
ｐ側コンタクト層まで積層させた後、ｎ型層露出工程の後、幅１．６μｍのストライプ状の凸部（リッジ）を形成する。次いで、透光膜を形成する出射側の共振端面近傍に、リッジよりも幅の広いマスクを設けてｎ型層までエッチングすることで、リッジ側面と異なる面上の第２の側面を形成する。このリッジよりも幅の広いマスクによって活性層の幅を制御できるが、図１３Ａのように、出射側の共振器面の近傍の活性層だけを除去するためには、共振器面近傍以外のほぼ全面にマスクを設け、さらに共振器面近傍にリッジの幅よりも広い幅のマスクを設けることで、共振器面近傍という限られた部分において活性層が除去された構造とすることができる、また、リッジよりも幅の広いマスクは、リッジの全てにわたって設けることもできる。ここでは、リッジがほぼ中央になるようなマスクを幅約７μｍで設けて活性層よりのｎ型層までエッチングすることで、出射面の共振器面の活性層の幅が約７μｍである共振器面を形成する。これにより形成されるエッチング面が非共振器面と第２の側面であり、この両者に透光膜及び遮光膜を設けるものとする。
【０１４７】
（透光膜及び遮光膜）
上記のようにして形成された第２の側面及び非共振器面及び、ｎ型層の露出面に透光膜をスパッタにより形成する。まず、下層の透光膜として、Ｒｈ酸化物を膜厚５００Åの厚さに形成し、その上に中間層として透光膜と同じＲｈ酸化物をスパッタ条件を変えて膜厚５００Åで形成し、さらにその上に上層の遮光膜として同じＲｈ酸化物をスパッタ条件を変えて膜厚１５００Åの厚さに形成する。スパッタ条件は、下層の透光膜、中間膜、上層の遮光膜を、それぞれ一定にして３層構造としてもよいし、透光膜及び遮光膜は一定の条件で行い、中間膜だけを真空度を徐々に低くしていくように変化させてもよい。これによって組成比の異なるＲｈ酸化物を容易に形成することができる。実施例２では、透光膜形成面の形成時に用いたマスクをそのまま用いているため、透光膜及び遮光膜は第２の側面、非共振器面、及びｎ型層の露出面に形成されているが、マスクを変更してｐ型層の表面にまで延長するように設けられていても問題はない。ｐ型層の表面（上面）の一部にまで透光膜及び遮光膜が形成されることで、上方向への光の漏れをも防ぐことができる。また、端面と上面との縁部に遮光膜の端部が形成されることで剥がれやすくなる場合があるが、このように、上面にも連続するように設けることで、密着性よく遮光膜を形成することができ、安定したビーム特性を得ることができる。
【０１４８】
　以下、実施例２と同様にして実施例９の半導体レーザ素子を作製する。
　以上のようにして得られる実施例９の半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいてリップルのない良好なビームが得られる。
【実施例１０】
【０１４９】
　実施例３と同様に作製した基板を用い、その基板を用いた以外は、実施例９と同様にして、半導体レーザ素子を作製する。
　以上のようにして作製した実施例１０の半導体レーザ素子は、実施例３の半導体レーザ素子と同様の特性が得られる。
【実施例１１】
【０１５０】
　実施例９において、半導体層の積層工程は同じで、ｎ型層露出時以降の工程を下記のようにして行う。実施例９が出射面が劈開面であるのに対し、実施例１１ではエッチングによって出射面が形成されているものである。すなわち、図１２に示すような出射面側端面が単一平面ではなく、段差が設けられた形状となっているものである。このようなエッチングにより出射面を形成する場合は、劈開しにくい基板を用いる場合に有効である。
（ｎ型層露出及び共振器面形成）
　積層構造体を形成した後、ウエハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面にＳｉＯ２よりなる保護膜を形成してＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ４ガスによりエッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層を露出させるとともに、共振器面となる面も露出させる。すなわち、実施例９では、ストライプ状の凸部は、最後に劈開されるまではウエハ上の複数の素子に渡って連続しているが、実施例４では、ｎ型層露出時に、ストライプ状の凸部と直交する面もエッチングして共振器面を同時に形成する。このとき、素子２つ分のストライプ状凸部が連続するようにされていてもよい。エッチングガスとしては、Ｃｌ２等を用いても良い。
（ストライプ状凸部及び遮光層形成面の形成）
【０１５１】
次に、ストライプ状の導波路を形成するために、最上層のｐ型コンタクト層と先の工程で露出された共振器面と含むほぼ前面にＣＶＤ装置を用いてＳｉＯ２よりなる保護膜を０．５μｍの膜厚で形成した後、保護膜の上に所定の形状のマスクをかけ、ＲＩＥ装置によりＣＨＦ３ガスを用いたエッチングによりストライプ状の保護膜を形成して、活性層よりも上にストライプ状の凸部が形成される。ストライプ状の凸部は共振器面と直交するように形成されている。
　このストライプ上の凸部の端部である共振器面の近傍を活性層が露出するまで更にエッチングすることで、第２の側面及び非共振器面を形成する。この時、光出射側共振器面となる方の共振器面の近傍に形成するが、両方に形成されていてもよい。
【０１５２】
（透光膜及び遮光膜）
　上記の保護膜はそのままで、光非共振器面と、第２の側面と、ｎ型層の露出面とに連続する透光膜及び遮光膜をスパッタにより形成する。透光膜として、Ｒｈ酸化物を膜厚６００Åで形成させ、その上に同じＲｈ酸化物をスパッタ条件を変えて膜厚６００Åで形成し、さらにその上に同じＲｈ酸化物をスパッタ条件を変えて膜厚２０００Åで形成する。スパッタ条件は、各層は一定の条件で行い、上の層にいくに従って真空度を低くしていくようにしている。これによって組成比の異なるＲｈ酸化物を容易に形成することができる。この透光膜及び遮光膜は、後工程の第１の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。また、オーミック電極を形成した後、第２の絶縁膜を形成させた後に形成することもできる。
【０１５３】
（第１の絶縁膜）
　ＳｉＯ２マスクをつけたまま、ｐ型層表面にＺｒＯ２よりなる第１の絶縁膜を形成する。第１の絶縁膜形成後、バッファード液に浸漬して、ストライプ状の凸部の上面に形成したＳｉＯ２を溶解除去し、リフトオフ法によりＳｉＯ２と共にｐ型コンタクト層上にあるＺｒＯ２を除去する。これによりストライプ状凸部の上面はｐ型層が露出され、凸部の側面からｐ型層上面がＺｒＯ２で覆われた構造となる。
（オーミック電極）
【０１５４】
　次に、ｐ型コンタクト層上にｐ側オーミック電極を形成する。このオーミック電極はＡｕ−Ｎｉからなり、ｐ型コンタクト層上の第１の絶縁膜上にも渡って形成されている。また、ｎ型コンタクト層上面にもオーミック電極を形成する。ｎ側オーミック電極はＴｉ−Ａｌからなり、ストライプ状の凸部と平行で、かつ同程度の長さのストライプ状に形成されている。これらを形成後、酸素：窒素が８０：２０の割合の雰囲気中で６００℃でアニーリングすることでｐ側及びｎ側オーミック電極を合金化し、良好なオーミック特性を有するオーミック電極とする。
【０１５５】
（第２の絶縁膜）
　次いで、ＳｉＯ２及びＴｉＯ２からなる多層膜多層膜を第２の絶縁膜を光出射側共振器面を除いてほぼ全面に形成する。ＳｉＯ２とＴｉＯ２は交互に２ペア積層させる。ストライプ状凸部上のｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部以外にレジストを塗布し、ドライエッチングすることでそれぞれの電極の一部を露出させる。遮光層上面にも第２の絶縁膜が形成されている。さらに、光反射側の共振器面も覆うようにして形成させているので、この第２の絶縁膜が光反射膜（ミラー）としても機能するようにしている。このように、共振器面の少なくとも一方を絶縁膜形成工程よりも先にエッチングにより形成させてあることで、光反射膜（ミラー）を分割する前にウエハ状態のままで、回り込むように形成することができる。これにより、光出射側共振器面と光反射側共振器面とが異なる材料や、異なる膜厚の反射膜からなるように形成することができる。
【０１５６】
（パッド電極）
　次に、上記の第２の絶縁膜を覆うようにｐ側パッド電極及びｎ側パッド電極を形成する。このパッド電極は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｕからなり、第２の絶縁膜を介してｐ側オーミック電極及びｎ側オーミック電極にそれぞれストライプ状に接している。また第２の側面で挟まれたストライプ状の凸部上面にも形成されている。
【０１５７】
（分割及び光出射側ミラー形成）
　先に露出させてあったｎ型層を更に基板が露出するまでエッチングする。これにより分割位置には基板だけが残り、共振器面とｎ型層端面とがエッチングによって形成される。ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側からバー状に割る。次いで、光出射側の共振器面にＳｉＯ２を形成させ、それを覆うようにＺｒＯ２を形成させてミラーとする。最後にストライプ状の電極に平行な方向でバーを切断して本発明の半導体レーザ素子を得る。
　上記のようにして得られる実施例１１の半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られる。
【実施例１２】
【０１５８】
　実施例１２の半導体レーザ素子では、実施例１と同様にして基板上にバッファ層及び下地層を成長させ、その下地層（窒化物半導体基板）上にＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、不純物ガスとしてシランガスを用い、１０５０℃でＳｉを１×１０１８／ｃｍ３ドープさせたＡｌＧａＮよりなるｎ型コンタクト層を４．５μｍの膜厚で成長させる。
　そして、そのＡｌＧａＮからなるｎ型コンタクト層の上に、実施例１と同様よにして、クラック防止層、ｎ型クラッド層、ｎ型光ガイド層活性層、ｐ型キャップ層、ｐ型光ガイド層、ｐ型クラッド層を及びｐ型コンタクト層を成長させる。さらに、実施例１と同様にして、ｎ型層を露出させ、共振器面を形成し、以下のようにして、凸部を形成する。
【０１５９】
（ストライプ状凸部形成）
　本実施例１２では、ストライプ状の導波路領域を形成するために、最上層のｐ型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の膜厚で形成した後、保護膜の上に所定の形状のマスクをかけ、ＲＩＥ装置によりＣＦ４ガスを用いたフォトリソグラフィー技術によりストライプ状の保護膜を形成して、活性層よりも上にストライプ状の凸部が形成される。尚、ＲＩＥ装置において、ＣＦ４ガスに代えて、ＣＨＦ３を用いることもできる。
　凸部を形成した後、実施例１と同様にして、第１の絶縁膜とｐ及びｎ側のオーミック電極を形成し、さらに、以下の工程を経て半導体レーザ素子を作製する。
【０１６０】
（第２の絶縁膜）
　次いで、ストライプ状凸部上のｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部にレジストを塗布し、Ｓｉ酸化物（主としてＳｉＯ２）からなる第２の絶縁膜を分割位置を除いた全面に形成し、リフトオフすることでｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極の一部を露出させる。
（パッド電極）
　次に、上記の第２の絶縁膜の開口部を介してｐ側オーミック電極とｎ側オーミック電極と接するようにｐ側パッド電極及びｎ側パッド電極がそれぞれ形成される。電極は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｕからなる。このパッド電極は、露出されたオーミック電極とストライプ状に接している。
【０１６１】
（基板露出）
　次に、ＳｉＯ２をウエハ前面に形成した後、その上にｎ型コンタクト層の露出面を除いてレジスト膜を形成し、基板が露出するまでエッチングする。共振器面など側面にもレジスト膜が形成されているので、エッチング後には、先に形成させた共振器面などの側面（ｐ型層と、活性層と、ｎ型層の一部と、を含む）と、共振器面と基板との間のｎ型層との２段になった端面が形成されることになる。
（第２の保護膜）
　次いで、第２の保護膜を形成する。光出射側の共振器面にレジスト膜などでマスクし、ＳｉＯ２（１３５０Å）／Ｔｉ（２２５０Å）からなる第２の保護膜をスパッタによって形成する。尚、この第２の保護膜の透過率は約０．０１％であり、ほぼ１００％の遮光効果が得られる。
（バ−状に分割）
　以上のようにしてｐ側オーミック電極及びｎ側オーミック電極を形成した後、基板を研磨して基板を含めた総膜厚を２００μｍとし、裏面にＴｉ−Ｐｔ−Ａｕからなるバックメタルを形成させた後、ストライプ状の電極に垂直な方向で基板側からバー状に割る。このとき、バー状に分割させる前に基板の裏面側から分割位置に対応してスクライブを入れおくと、後工程で分割しやすくなる。
【０１６２】
（光反射側ミラー及び第１の保護膜）
　以上のようにしてバー状に分割された半導体は、バーの一方には光出射側の共振器面が並び、反対側には光反射側の共振器面が並んでいる。このような数本のバーを、光出射側の共振器面、及び光反射側の共振器面が同一の方向に向くように角度を変える。次いで、各バー間にスペーサーを介して隙間がないように成膜治具に並べる。このようにスペーサーを介することで、素子に形成された電極等に保護膜が形成されないようにできる。まず、光反射側の共振器面にはＺｒＯ２と（ＳｉＯ２／ＺｒＯ２）の６ペアが形成されてミラーとなる。次いで、光出射側には、第１の保護膜としてＮｂ２Ｏ５を４００Åの厚さに成膜する。このＮｂ２Ｏ５は共振器面の光出射面と、その光出射面の近傍に設けられている第２の保護膜の上とに亙って設けられる。
　尚、このＮｂ２Ｏ５からなる第２の保護膜の光の透過率は約８２％である。
　最後にストライプ状凸部に平行な方向でバーを切断して本発明の半導体レーザ素子を得る。
　以上のようにして得られた半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られた。
【実施例１３】
【０１６３】
　実施例１３では、、サファイア上にＧａＮを形成してなる窒化物半導体基板を基板として用い（実施例２と同様にして作製）、図１７に示すような半導体レーザを作製する。
　具体的には、以下のようにする。
（バッファ層）
　まず、窒化物半導体基板の下地層の上に、Ａｌ混晶比が０．０１のアンドープＡｌＧａＮからなるバッファ層を形成する。このバッファ層は省略可能であるが、横方向成長を用いた基板がＧａＮである場合、若しくは横方向成長させて形成した下地層がＧａＮである場合に、それよりも熱膨張係数の小さい窒化物半導体、すなわち、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０＜ａ≦１）等からなるバッファ層を用いることで、ピットを低減させることができるため、バッファ層を形成することが好ましい。すなわち、下地層のように、横方向成長を伴って成膜された窒化物半導体層上に別の窒化物半導体を成長させるとピットが発生しやすいが、このバッファ層は、ピットの発生を防ぐ効果がある。
【０１６４】
　更にバッファ層のＡｌ混晶比ａが、０＜ａ＜０．３であることが好ましく、これにより、結晶性が良好なバッファ層を形成することができる。また、このバッファ層をｎ側コンタクト層としての機能を兼ねる層として形成しても良いし、バッファ層を形成した後、前記バッファ層と同様の組成式で表されるｎ側コンタクト層を形成して、そのｎ側コンタクト層にもバッファ効果を持たせるようにしてもよい。すなわち、このバッファ層は、横方向成長層（ＧａＮ基板）と素子構造を構成する窒化物半導体層との間、又は素子構造中の活性層と横方向成長層（ＧａＮ基板）との間に設けること、さらに好ましくは素子構造中の基板側、下部クラッド層と横方向成長層（ＧａＮ基板）との間に、少なくとも１層以上設けることで、ピットを低減し、素子特性を向上させることができる。また、ｎ側コンタクト層の機能を兼ね備えたバッファ層とする場合には、電極との良好なオーミックコンタクトが得られるように、Ａｌ混晶比ａを０．１以下とすることが好ましい。この下地層の上に形成するバッファ層は、上述した異種基板上に設けるバッファ層と同様に３００℃以上９００℃以下の低温で成長させても良いが、好ましくは８００℃以上１２００℃以下の温度で単結晶成長させると、上述したピット低減効果がより効果的に得られる傾向にある。さらに、このバッファ層は、ｎ型、ｐ型不純物をドープしても良いし、アンドープでも良いが、結晶性を良好なものとするためにはアンドープで形成することが好ましい。またさらに、２層以上のバッファ層を設ける場合には、ｎ型、ｐ型不純物濃度、Ａｌ混晶比を変化させて設けることができる。
【０１６５】
（ｎ側コンタクト層）
　バッファ層の上に、膜厚４μｍ、Ｓｉを３×１０１８／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．０１Ｇａ０．９９Ｎからなるｎ側コンタクト層を形成する。
（クラック防止層）
　ｎ側コンタクト層の上に膜厚０．１５μｍのＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるクラック防止層を形成する。
（ｎ側クラッド層）
　クラック防止層の上に、総膜厚１．２μｍの超格子構造のｎ側クラッド層を形成する。
　具体的には、膜厚２５ÅのアンドープＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層と、膜厚２５Å、Ｓｉを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＧａＮ層と、を交互に積層することにより、ｎ側クラッド層を形成する。
（ｎ側光ガイド層）
　ｎ側クラッド層の上に膜厚０．１５μｍのアンドープＧａＮからなるｎ側光ガイド層を形成する。
【０１６６】
（活性層）
　ｎ側光ガイド層の上に、総膜厚５５０Åの多重量子井戸構造の活性層を形成する。
　具体的には、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープした膜厚１４０ÅのＳｉドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎよりなる障壁層（Ｂ）と、膜厚５０ÅのアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎよりなる井戸層（Ｗ）とを、（Ｂ）−（Ｗ）−（Ｂ）−（Ｗ）−（Ｂ）の順に積層することにより、活性層を形成する。
（ｐ側電子閉込め層）
　活性層の上に膜厚１００Å、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎからなるｐ側電子閉込め層を形成する。
（ｐ側光ガイド層）
　ｐ側電子閉込め層の上に膜厚０．１５μｍのＭｇを１×１０１８／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ側光ガイド層を形成する。
（ｐ側クラッド層）
　ｐ側光ガイド層の上に総膜厚０．４５μｍの超格子構造のｐ側クラッド層を形成する。
　具体的には、膜厚２５ÅのアンドープＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎと、膜厚２５ÅでＭｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮと、を交互に積層するすることにより、ｐ側クラッド層を形成する。
【０１６７】
（ｐ側コンタクト層）
　ｐ側クラッド層の上に、膜厚１５０Å、Ｍｇを２×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ側コンタクト層を形成する。
（ｎ型層露出、ストライプ状凸部形成）
　以上のように、ｎ側コンタクト層〜ｐ側コンタクト層までの素子構造を形成した後、実施例１２と同様にして、ｎ型コンタクト層を露出させた後、ストライプ状の凸部（リッジ）をエッチングにより形成する。
（第２の側面及び非共振器面形成）
　次いで、上記の第２の保護膜を形成する面である第２の側面及び非共振器面を形成する。共振器面の近傍の端面以外にマスクを形成してエッチングすることで、第２の側面及び非共振器面が形成される。ここでは、第２の側面はリッジ側面よりも素子の端面に近くなるように形成されているので、図１７に示すように、リッジに垂直な方向の端面において、活性層の幅がリッジの幅よりも広い幅になっている。
【０１６８】
（第２の保護膜）
　次いで、上記のようにして形成された第２の側面及び非共振器面に、第２の保護膜を形成する。上記のマスクをそのまま用い、第２の保護膜としてＳｉＯ２／Ｔｉからなる多層膜をスパッタにより形成する。
（第１の絶縁膜〜第２の絶縁膜）
　次いで、実施例１２と同様に、ＺｒＯ２からなる第１の絶縁膜、オーミック電極、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなる第２の絶縁膜までを形成する。
（パッド電極）
　次いで、ｐ側パッド電極としてＲｈＯ−Ｐｔ−Ａｕを、ｎ側パッド電極としてＮｉ−Ｔｉ−Ａｕを形成する。
（異種基板剥離）
　続いて、サファイア基板、低温成長バッファ層、下地層、厚膜層の一部を除去して厚膜層のみとし（単体化）、ＧａＮ基板の膜厚が８０μｍとなるようにする。ここで、ＨＶＰＥによる厚膜層は、ＧａＮ以外に他の窒化物半導体を用いても良いが、本発明では、良好な結晶性でかつ厚膜の窒化物半導体を容易に成長できるＧａＮ又はＡｌＮを用いることが好ましい。また、異種基板等の除去は、以上のような素子構造を形成する前に、厚膜層の一部を除去してもよく、また、導波路を形成した後、電極を形成した後、いずれの段階で行っても良い。また、ウエハをバー状、チップ状に切断する前に異種基板等を除去することで、チップ状に切断する際に、窒化物半導体の劈開面（六方晶系で近似した｛１１−００｝Ｍ面、｛１０１０｝Ａ面、（０００１）Ｃ面）を用いて切断・劈開できる。
【０１６９】
（共振器面形成）
次いで、裏面にＴｉ−Ｐｔ−Ａｕからなる共晶用メタルを形成させた後、実施例１と同様にしてストライプ状の電極に垂直な方向で基板側からバー状に割り、共振器面を形成する。
（光反射側ミラー及び第１の保護膜）
　次いで、光反射側の共振器面にはＺｒＯ２と（ＳｉＯ２／ＺｒＯ２）の６ペアからなるミラーを形成し、光出射側には、第１の保護膜としてＮｂ２Ｏ５を成膜させる。このＮｂ２Ｏ５は光出射側の共振器面と、共振器面近傍に設けられている第２の保護膜の上とに設けられる。更にそのバーを各素子間において劈開されたＭ面に垂直なＡ面で共振器方向に平行に劈開して、レーザチップを得る。
　以上のようにして得られる得られるレーザ素子は、室温で閾値電流密度２．５ｋＡ／ｃｍ２、閾値電圧４．５Ｖで、発振波長は４０５ｎｍであり、出射されるレーザビームのアスペクト比１．５である。また、３０ｍＷの連続発振で、１０００時間以上の長寿命の高出力のレーザ素子が得られる。また、本レーザ素子は、５ｍＷ〜８０ｍＷの出力域で連続発振が可能で、その出力域において、光ディスクシステムの光源として適したビーム特性を有する。
【実施例１４】
【０１７０】
　実施例１２において、以下のように工程を変更する以外は実施例１２と同様に行い、図１８に示すような半導体発光素子を得る。
（ｎ型層露出）
　実施例１２と同様にｎ型層露出させるが、この時、共振器面は形成しないようにする。
（ストライプ状凸部形成と、非共振器面及び第２の側面形成）
ストライプ状凸部形成後、同じマスクを用いて素子分割面近傍のストライプ状の凸部の側面を更に活性層より下までエッチングして、図５のように素子の角部が除去されるようにし、非共振器面及び第２の側面を形成する。この面に第２の保護膜を形成する。第２の保護膜としては、ＺｒＯ２／ＲｈＯを用いる。
【０１７１】
（分割及び共振器面形成）
　出射側ミラー形成前にウエハのサファイア基板を研磨して７０μｍとした後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側からバー状にヘキ開し、ヘキ開面（１１−００面、六角柱状の結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）とし、共振器面を形成する。次いで、共振器面の出射側の共振器面に、第１の保護膜を設ける。第１の保護膜としては、Ｎｂ２Ｏ５を用いる。
　上記のようにして得られる半導体レーザ素子は、室温において閾値２．０ｋＡ／ｃｍ２、３０ｍＷの高出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振が確認され、また、広がり角が実施例より広く、ＦＦＰにおいて、リップルのない良好なビームが得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
　以上説明したように、ファーフィールドパターン（ＦＦＰ）が良好な半導体レーザ素子を提供できるので、ＤＶＤなどの電子機器、医療機器、加工機器や光ファイバー通信の光源などの種々の機器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】図１は、本発明に係る実施の形態１の半導体レーザ素子の外形を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線についての断面図である。
【図３】図３は、図１のIII−III線についての断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の半導体レーザ素子における遮光層の形状を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態１の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態１の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態１において出射端部を図１とは異なる形状とした他の変形例の半導体レーザ素子の断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１において出射端部を図９とはさらに異なる形状とした他の変形例の半導体レーザ素子の断面図である。
【０１７４】
【図１１】図１１は、本発明に係る実施例４の半導体レーザ素子の断面図である。
【図１２】図１２は、実施例４の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明に係る実施例９の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３ＡのXIIIB−XIIIB線についての断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３ＡのXIIIC−XIIIC線についての断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明に係る実施の形態３の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態３の第１と第２の保護膜を示す斜視図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４ＡのXIVC−XIVC線についての断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３の別の変形例の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは本発明に係る実施の形態４の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは本発明に係る実施の形態４の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは本発明に係る実施の形態４の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは本発明に係る実施の形態４の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、実施の形態４の半導体レーザ素子と比較するために示した、出射面に第１の保護膜を形成していない場合の屈折率分布及び電界強度分布を示すグラフである。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、実施の形態４の半導体レーザ素子において、出射面にＡｌ２Ｏ３からなる第１の保護膜を形成した場合の屈折率分布及び電界強度分布を示すグラフである。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、実施の形態４の半導体レーザ素子において、出射面にＮｂ２Ｏ５からなる第１の保護膜を形成した場合の屈折率分布及び電界強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１７５】
　１　第１の導電型の半導体層
　２　第２の導電型の半導体層
　３　活性層
　４　ｐ型パット電極
　５、７　オーミック電極
　６　ｎ型パット電極
　８　ストライプ状の凸部（リッジ）
　９、１０３　遮光層
　９ａ　透光膜
　１０、１１　絶縁膜
　７１，７２　矩形の溝
　１００　積層構造体
　１０１ａ　共振器面
　１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ　非共振器面
　１０２ａ、１０２ｅ　第２の側面
　１０９、１１０　保護膜
【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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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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