(57)【要約】【課題】独立駆動が可能で、しかも実装前の動作確認を容易に行うことができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたマルチビーム型半導体レーザを提供する。【解決手段】基板１の一方の主面上にレーザ構造を形成する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有し、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上にアノード電極２３、２４およびカソード電極２０、２１が形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、アノード電極２３を絶縁膜２２を介してカソード電極２０の上に跨がって形成し、アノード電極２４を絶縁膜２２を介してカソード電極２１の上に跨がって形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の主面上にレーザ構造を形成する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有し、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
上記アノード電極および上記カソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、上記アノード電極および上記カソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項２】
上記アノード電極および上記カソード電極のうちの少なくとも一方が、絶縁膜を介して、上記アノード電極および上記カソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項３】
上記アノード電極および上記カソード電極のうちの少なくとも一方の少なくとも一部と上記アノード電極および上記カソード電極のうちの他方の少なくとも一部とが表面に露出している
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項４】
上記アノード電極が絶縁膜を介して上記カソード電極上に跨がって形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項５】
上記アノード電極の少なくとも一部と上記カソード電極の少なくとも一部とが表面に露出している
ことを特徴とする請求項４記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項６】
上記基板の上層部が、横方向成長により形成され、周期的に低欠陥領域を有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項７】
上記低欠陥領域上に発光部が形成されている
ことを特徴とする請求項６記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項８】
上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を下にして実装されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項９】
発光部ごとに素子分離されている
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項１０】
それぞれの発光部が溝により互いに分離されている
ことを特徴とする請求項９記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項１１】
それぞれの発光部が絶縁体により互いに分離されている
ことを特徴とする請求項９記載のマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項１２】
基板の一方の主面上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
上記アノード電極および上記カソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、上記アノード電極および上記カソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ。
【請求項１３】
基板の一方の主面上に発光素子構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成された半導体発光素子において、
上記アノード電極および上記カソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、上記アノード電極および上記カソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１４】
基板の一方の主面上に素子構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上に第１の電極および第２の電極が形成された半導体装置において、
上記第１の電極および上記第２の電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、上記第１の電極および上記第２の電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
絶縁基板上にモノリシックに形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
各素子が互いに電気的に絶縁されている
ことを特徴とするマルチビーム型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マルチビーム型半導体レーザ、半導体発光素子および半導体装置に関し、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたマルチビーム型半導体レーザに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザとしては現在、シングルビーム型のものが開発され、高密度光ディスク用の光源などとして実用化段階を迎えている。
【０００３】
一方、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザをレーザビームプリンタの光源に応用するためには、２ビームもしくは４ビームの独立駆動が可能なマルチビーム型半導体レーザを実現する必要がある。
【０００４】
本出願人は、このようなマルチビーム型の、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザとして、図８に示すような２ビーム型のものを提案した（第６２回応用物理学会学術講演会講演予稿集、１４ｐ−Ｎ−９、２００１年９月）。図８に示すように、この２ビーム型半導体レーザにおいては、ｃ面サファイア基板１０１上に横方向結晶成長技術によりｎ型ＧａＮ層１０２が成長され、その上に、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層、すなわちｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｎ型ＧａＮ光導波層１０４、活性層１０５、ｐ型ＧａＩｎＮ中間層１０６、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層１０７、ｐ型ＧａＮ光導波層１０８、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１１０が、全体としてメサ形状をなすように順次積層されている。この場合、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層の最上部、すなわちｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０９の上部およびｐ型ＧａＮコンタクト層１１０に、二つのリッジ１１１、１１２が互いに平行に形成されている。更に、メサ部を覆うように絶縁膜１１３が形成されている。この絶縁膜１１３のうちのリッジ１１１、１１２の上の部分に開口１１３ａ、１１３ｂが形成されている。そして、これらの開口１１３ａ、１１３ｂを通じてリッジ１１１、１１２のｐ型ＧａＮコンタクト層１１０と接触するようにｐ側電極（アノード電極）１１４、１１５が形成されている。更に、これらのｐ側電極１１４、１１５および絶縁膜１１３を覆うようにｐ側電極（アノード電極）１１６が形成されている。一方、メサ部に隣接する部分の絶縁膜１１３には開口１１３ｃ、１１３ｄが形成されており、これらの開口１１３ｃ、１１３ｄを通じてｎ型ＧａＮ層１０２と接触するようにｎ側電極（カソード電極）１１７、１１８が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図８に示す２ビーム型半導体レーザでは、各レーザ構造を独立駆動することが不可能であるため、そのままではレーザビームプリンタ用の光源として用いることはできない。
【０００６】
一方、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とは異なる半導体を用いた半導体レーザではあるが、特開２０００−２６９６０１号公報にマルチビーム型半導体レーザが提案されている。しかしながら、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザにおいては、基板としてもっぱら用いられるサファイア基板が電気的に絶縁性であることから、基板の片側からｐ側電極およびｎ側電極の両方を取り出すため、この特開２０００−２６９６０１号公報に開示された構造をそのまま採用することは困難である。
【０００７】
したがって、この発明が解決しようとする課題は、独立駆動が可能で、しかも実装前の動作確認を容易に行うことができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたマルチビーム型半導体レーザを提供することにある。
【０００８】
より一般的には、この発明が解決しようとする課題は、独立駆動が可能で、しかも実装前の動作確認を容易に行うことができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体その他の半導体材料を用いたマルチビーム型半導体レーザを提供することにある。
【０００９】
更に一般的には、この発明が解決しようとする課題は、独立駆動が可能で、しかも実装前の動作確認を容易に行うことができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体その他の半導体材料を用いた集積型の半導体発光素子および半導体装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明の第１の発明は、
基板の一方の主面上にレーザ構造を形成する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有し、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
アノード電極およびカソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、アノード電極およびカソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、アノード電極およびカソード電極には、外部との電気的接続に用いるパッド電極も含まれるものとする。電気的に絶縁された状態の実現のためには、いわゆるエアーブリッジ構造を採ることも可能であるが、典型的には、アノード電極およびカソード電極のうちの少なくとも一方が、絶縁膜を介して、アノード電極およびカソード電極のうちの他方の上に跨がって形成される。この場合、典型的には、アノード電極およびカソード電極のうちの少なくとも一方の少なくとも一部とアノード電極およびカソード電極のうちの他方の少なくとも一部とが表面に露出している。最も典型的には、アノード電極が絶縁膜を介してカソード電極上に跨がって形成され、アノード電極の少なくとも一部とカソード電極の少なくとも一部とが表面に露出している。
【００１２】
また、典型的には、基板の上層部は、横方向成長により形成され、周期的に低欠陥領域を有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、典型的にはＧａＮからなり、素子寿命の向上などの観点より、好適には、この低欠陥領域上に発光部（レーザストライプあるいはリッジと言い換えることもできる）が形成される。レーザチップを実装する場合、最も典型的には、エピタキシャル成長により形成される窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を下にして、すなわちエピサイドダウン（ｅｐｉ−ｓｉｄｅ　ｄｏｗｎ）で実装されるが、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を上にして、すなわちエピサイドアップ（ｅｐｉ−ｓｉｄｅ　ｕｐ）で実装することも可能である。
【００１３】
レーザビームが出射される発光部（レーザ構造）間の電気的および熱的クロストーク（各レーザ構造の駆動時に、一つのレーザ構造から出射されるレーザビームが他のレーザ構造から出射されるレーザビームにおよぼす影響を示す）を低減し、レーザビームの出力変動を防止する観点より、あるいは、マルチビーム型半導体レーザをアノードコモンでもカソードコモンでも利用可能とする観点より、好適には発光部ごとに素子分離され、具体的には、例えば、それぞれの発光部が溝あるいは絶縁体あるいはそれらの双方により互いに分離される。
【００１４】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、最も一般的にはＡｌＸ　Ｂｙ　Ｇａ１−ｘ−ｙ−ｚ　Ｉｎｚ　Ａｓｕ　Ｎ１−ｕ−ｖ　Ｐｖ　（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１、０≦ｕ＋ｖ＜１）からなり、より具体的にはＡｌＸ　Ｂｙ　Ｇａ１−ｘ−ｙ−ｚ　Ｉｎｚ　Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１）からなり、典型的にはＡｌＸ　Ｇａ１−ｘ−ｚ　Ｉｎｚ　Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｚ≦１）からなる。窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の具体例を挙げると、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどである。
【００１５】
この発明の第２の発明は、
基板の一方の主面上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
アノード電極およびカソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、アノード電極およびカソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の第３の発明は、
基板の一方の主面上に発光素子構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上にアノード電極およびカソード電極が形成された半導体発光素子において、
アノード電極およびカソード電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、アノード電極およびカソード電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明の第４の発明は、
基板の一方の主面上に素子構造を形成する半導体層を有し、この半導体層上に第１の電極および第２の電極が形成された半導体装置において、
第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方が、互いに電気的に絶縁された状態で、第１の電極および第２の電極のうちの他方の上に跨がって形成されている
ことを特徴とするものである。
【００１８】
この発明の第２〜第４の発明において、半導体層は、基本的にはどのようなものであってもよいが、具体的には、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のほか、ＡｌＧａＡｓ系半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体、ＧａＩｎＮＡｓ系半導体などの各種のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいは、ＺｎＳｅ系半導体やＺｎＯ系半導体などのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などの層である。また、この発明の第１の発明に関連して述べたことは、その性質に反しない限り、この発明の第２〜第４の発明においても成立する。この発明の第４の発明における第１の電極および第２の電極は、この発明の第１の発明におけるアノード電極およびカソード電極に対応する。
【００１９】
この発明の第３および第４の発明において、半導体発光素子には、半導体レーザや発光ダイオードが含まれ、半導体装置にはこれらの半導体発光素子のほか、受光素子、さらには高電子移動度トランジスタなどの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のような電子走行素子が含まれる。
【００２０】
この発明において、基板は、具体的には、例えば、サファイア基板のほか、ＧａＮ基板、ＺｒＢ２　基板、ＳｉＣ基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、ＩｎＰ基板、スピネル基板、酸化シリコン基板、ＺｎＯ基板などである。
【００２１】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体やその他の半導体層などの成長方法としては、例えば、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相エピタキシャル成長またはハライド気相エピタキシャル成長（ＨＶＰＥ）などのほか、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）などを用いることができる。
【００２２】
この発明の第５の発明は、
絶縁基板上にモノリシックに形成されたマルチビーム型半導体レーザにおいて、
各素子が互いに電気的に絶縁されている
ことを特徴とするものである。
この発明の第５の発明においては、その性質に反しない限り、この発明の第１および第２の発明に関連して述べたことが成立する。
【００２３】
上述のように構成されたこの発明によれば、例えばサファイア基板その他の基板上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層その他の半導体層を成長させた後、例えばこの基板をバー状に劈開した状態で、アノード電極およびカソード電極あるいは第１の電極および第２の電極にプローブ（探針）を接触させて（針立てを行って）動作確認を行うことができる。また、これらのアノード電極およびカソード電極あるいは第１の電極および第２の電極を用いることにより、各発光部のレーザ構造あるいは発光素子構造あるいは素子構造を独立に駆動することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザ（チップ状態）を示す。ここで、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザは、リッジ構造およびＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ　Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ　Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有する実屈折率導波型半導体レーザである。
【００２５】
図１に示すように、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、ｃ面サファイア基板１上に、低温成長によるアンドープＧａＮバッファ層（図示せず）を介して、ＥＬＯ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ　Ｌａｔｅｒａｌ　Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）　などの横方向結晶成長技術を用いて成長されたｎ型ＧａＮ層２が積層されている。そして、このｎ型ＧａＮ層２上に、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層が積層されている。具体的には、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層として、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、ｎ型ＧａＮ光導波層４、例えばアンドープのＩｎｘ　Ｇａ１−ｘ　Ｎ／Ｉｎｙ　Ｇａ１−ｙ　Ｎ多重量子井戸構造の活性層５、ｐ型ＧａＩｎＮ中間層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７、ｐ型ＧａＮ光導波層８、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０が順次積層されている。
【００２６】
ここで、アンドープＧａＮバッファ層は厚さが例えば３０ｎｍである。ｎ型ＧａＮ層２は厚さが例えば約７μｍであり、ｎ型不純物として例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされている。ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３は厚さが例えば１．０μｍであり、ｎ型不純物として例えばＳｉがドープされ、Ａｌ組成は例えば０．０７である。ｎ型ＧａＮ光導波層４は厚さが例えば０．１μｍであり、ｎ型不純物として例えばＳｉがドープされている。また、アンドープＩｎｘ　Ｇａ１−ｘ　Ｎ／Ｉｎｙ　Ｇａ１−ｙ　Ｎ多重量子井戸構造の活性層５は、障壁層としてのＩｎｘ　Ｇａ１−ｘ　Ｎ層と井戸層としてのＩｎｙ　Ｇａ１−ｙ　Ｎ層とが交互に積層されたもので、例えば、障壁層としてのＩｎｘ　Ｇａ１−ｘ　Ｎ層の厚さが７ｎｍでｘ＝０．０２、井戸層としてのＩｎｙ　Ｇａ１−ｙ　Ｎ層の厚さが３．５ｎｍでｙ＝０．１４、井戸数が３である。
【００２７】
ｐ型ＧａＩｎＮ中間層６は厚さが例えば２０ｎｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされ、Ｉｎ組成は例えば０．０２である。また、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７は厚さが例えば２０ｎｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされ、Ａｌ組成は例えば０．１８である。このｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７は、ｐ型ＧａＮ光導波層８、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０の成長時に活性層からＩｎが脱離して劣化するのを防止するとともに、活性層５からの電子のオーバーフローを防止するためのものである。
【００２８】
ｐ型ＧａＮ光導波層８は厚さが例えば０．１μｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされている。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９は厚さが例えば０．５μｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされ、Ａｌ組成は例えば０．１８である。また、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０は厚さが例えば０．１μｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされている。
【００２９】
ｎ型ＧａＮ層２の上層部、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、ｎ型ＧａＮ光導波層４、活性層５、ｐ型ＧａＩｎＮ中間層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７、ｐ型ＧａＮ光導波層８およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９は、互いに隣接する二つのメサ形状をなすように形成されており、これらのメサ部はｎ型ＧａＮ層２に達する溝１１により互いに分離されている。そして、これらのメサ部におけるｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９の上層部およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０に、例えば〈１−１００〉方向に延在するリッジ１２、１３がそれぞれ形成されている。これらのリッジ１２、１３の幅は例えば１．７μｍである。ここで、これらのリッジ１２、１３、すなわちレーザストライプ部は、横方向成長時に用いた種結晶から上層に伝播した転位１４の間の低欠陥領域に位置している。リッジ１２、１３の間隔は、好適には、この低欠陥領域の周期の倍数に選ばれ、具体的には、例えば低欠陥領域の周期が１６μｍであるとき、その倍数である９６μｍに選ばれる（ただし、図１Ｂにおいては、図示の便宜上このことは反映されていない）。
【００３０】
更に、上記の各メサ部の上に、例えば厚さが４０ｎｍのＳｉＯ２　膜のような絶縁膜とその上の例えば厚さが４５ｎｍのＳｉ膜とからなる複合膜１５が設けられている。ここで、絶縁膜は電気絶縁および表面保護のためのものである。また、Ｓｉ膜は、リッジ１２、１３の幅が１．７μｍと狭いと横方向の光閉じ込めが強くなり、レーザ光のアスペクト比が小さくなり好ましいが、キンク現象が起こりやすくなるため、リッジ１２、１３の側壁部において、キンク現象の原因となるレーザ光の１次モードの吸収係数を高め、キンク現象を防止するためのものである。この複合膜１５のうちのリッジ１２、１３の上の部分にはそれぞれ開口が設けられており、この開口を通じて各メサ部のｐ型ＧａＮコンタクト層１０にそれぞれｐ側電極１６、１７が接触している。これらのｐ側電極１６、１７は、例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次積層した構造を有する。複合膜１５およびｐ側電極１６、１７を覆うようにｐ側電極１８、１９が形成されている。これらのｐ側電極１８、１９は、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＮｉ膜を順次積層した構造を有する。
【００３１】
一方、各メサ部に隣接する所定部分のｎ型ＧａＮ層２上にそれぞれｎ側電極２０、２１が接触している。これらのｎ側電極２０、２１は、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した構造を有する。符号２２は例えばＳｉＯ２　膜のような絶縁膜を示す。この絶縁膜２２は、各メサ部の側壁およびｎ側電極２０、２１の一部を覆うように形成されている。更に、それぞれｐ側電極１８、１９に接触してｐ側パッド電極２３、２４が形成されている。これらのｐ側パッド電極２３、２４はリッジ１２、１３に沿って延在する部分とこれに直交する部分とからなり、後者の部分は絶縁膜２２を介してそれぞれｎ側電極２０、２１の一端部の上に跨がっている。
【００３２】
このＧａＮ系半導体レーザにおいては、共振器長Ｌは例えば６００μｍ程度であり、これに直交する方向のチップ幅は例えば４００μｍ程度である。
【００３３】
次に、この第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
まず、あらかじめサーマルクリーニングなどにより表面を清浄化したｃ面サファイア基板１上にＭＯＣＶＤ法により例えば５００℃程度の温度でアンドープＧａＮバッファ層を成長させた後、例えばＥＬＯなどの横方向結晶成長技術を用いて例えば１０００℃の成長温度でｎ型ＧａＮ層２を成長させる。
【００３４】
引き続いて、ｎ型ＧａＮ層２上にＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層、具体的には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、ｎ型ＧａＮ光導波層４、アンドープのＧａ１−ｘ　Ｉｎｘ　Ｎ／Ｇａ１−ｙ　Ｉｎｙ　Ｎ多重量子井戸構造の活性層５、ｐ型ＧａＩｎＮ中間層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７、ｐ型ＧａＮ光導波層８、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０を順次成長させる。ここで、これらの層の成長温度は、例えば、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３およびｎ型ＧａＮ光導波層４は１０００℃、活性層５からｐ型ＧａＮ光導波層８までは７８０℃、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０は１０００℃とする。
【００３５】
これらのＧａＮ系半導体層の成長原料は、例えば、Ｇａの原料としてはトリメチルガリウム（（ＣＨ３　）３　Ｇａ、ＴＭＧ）、Ａｌの原料としてはトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３　）３　Ａｌ、ＴＭＡ）、Ｉｎの原料としてはトリメチルインジウム（（ＣＨ３　）３　Ｉｎ、ＴＭＩ）を、Ｎの原料としてはＮＨ３　を用いる。ドーパントについては、ｎ型ドーパントとしては例えばシラン（ＳｉＨ４　）を、ｐ型ドーパントとしては例えばビス＝メチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（ＣＨ３　Ｃ５　Ｈ４　）２　Ｍｇ）あるいはビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ５　Ｈ５　）２　Ｍｇ）を用いる。
【００３６】
また、これらのＧａＮ系半導体層の成長時のキャリアガス雰囲気としては、ｎ型ＧａＮ層２からｎ型ＧａＮ光導波層４まではＮ２　とＨ２　との混合ガス、活性層５からｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７まではＮ２　ガス雰囲気、ｐ型ＧａＮ光導波層８からｐ型ＧａＮコンタクト層１０まではＮ２　とＨ２　との混合ガスを用いる。この場合、活性層５を成長させた後、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７の成長まではキャリアガス雰囲気をＮ２　雰囲気としており、キャリアガス雰囲気にＨ２　が含まれないので、活性層５からＩｎが脱離するのを抑えることができ、活性層５の劣化を防止することができる。また、ｐ型ＧａＮ光導波層８からｐ型ＧａＮコンタクト層１０までの成長時にはキャリアガス雰囲気をＮ２　とＨ２　との混合ガス雰囲気としているので、これらのｐ型層を良好な結晶性で成長させることができる。
【００３７】
次に、上述のようにしてＧａＮ系半導体層を成長させたｃ面サファイア基板１をＭＯＣＶＤ装置から取り出す。次に、基板全面に例えばＳｉＯ２　膜を形成した後、このＳｉＯ２　膜をエッチングにより所定形状にパターニングする。次に、基板全面に例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次形成した後、ＳｉＯ２　膜をその上に形成されたＰｄ膜およびＰｔ膜とともにリフトオフし、ｐ側電極１６、１７を形成する。次に、これらのｐ側電極１６、１７をマスクとしてｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９の厚さ方向の所定の深さまで反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により選択的にエッチングしてリッジ１２、１３を形成する。
【００３８】
次に、基板全面にＳｉＯ２　膜のような絶縁膜およびＳｉ膜を順次形成して複合膜１５を形成する。次に、リッジ１２、１３の上の部分の複合膜１５をエッチング除去して開口を形成する。次に、基板全面に例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＮｉ膜を順次形成した後、その上にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクとしてこれらのＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＮｉ膜を例えばＲＩＥ法によりエッチングすることによりｐ側電極１８、１９を形成する。更に、これらのｐ側電極１８、１９をマスクとして例えばＲＩＥ法により、ｎ型ＧａＮ層２に達するまでエッチングを行う。このエッチングにより、ｎ型ＧａＮ層２の上層部、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、ｎ型ＧａＮ光導波層４、活性層５、ｐ型ＧａＩｎＮ中間層６、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層７、ｐ型ＧａＮ光導波層８、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層９およびｐ型ＧａＮコンタクト層１０が互いに隣接する二つのメサ形状にパターニングされるとともに、これらのメサ部を分離する溝１１が形成される。
【００３９】
次に、基板表面にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターンを形成した後、基板全面に例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次形成する。次に、レジストパターンをその上に形成されたＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜とともにリフトオフし、ｎ側電極２０、２１を形成する。次に、基板全面にＳｉＯ２　膜のような絶縁膜２２を形成した後、その上にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてこの絶縁膜２２を例えばＲＩＥ法により所定形状にパターニングする。
【００４０】
次に、基板表面にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターンを形成した後、基板全面に例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次形成する。次に、レジストパターンをその上に形成されたＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜とともにリフトオフし、ｐ側パッド電極２３、２４を形成する。
【００４１】
次に、上述のようにしてレーザ構造が形成されたｃ面サファイア基板１を劈開によりバー状に加工して両共振器端面を形成する。次に、これらの共振器端面に端面コーティングを施した後、このバーを劈開などによりチップ化する。フロント側の共振器端面の反射率は例えば２０％、リア側の共振器端面の反射率は例えば７０％とする。
以上により、目的とする２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザが製造される。
【００４２】
この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザは、典型的には、動作時の放熱性の向上を図るために、エピサイドダウン（ｐサイドダウン）で例えばＡｌＮからなるヒートシンク上に実装される。この場合、ヒートシンクの上面に形成された所定の配線パターン上に形成されたバンプ電極と２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザのｐ側パッド電極２３、２４およびｎ側電極２０、２１とが、例えばスズ（Ｓｎ）からなるはんだ（図示せず）で融着される。
【００４３】
この第１の実施形態によれば次のような利点を得ることができる。すなわち、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、ｐ側パッド電極２３とｎ側電極２０との間に電圧を印加して通電することにより、図１中左側のメサ部のレーザ構造を駆動することができ、また、ｐ側パッド電極２４とｎ側電極２１との間に電圧を印加して通電することにより、図１中右側のメサ部のレーザ構造を駆動することができる。すなわち、これらの二つのレーザ構造を互いに独立に駆動することができる。
【００４４】
更に、レーザバーに加工された状態において、ｐ側パッド電極２３の全部とｎ側電極２０の一部とが表面に露出し、ｐ側パッド電極２４の全部とｎ側電極２１の一部とが表面に露出しているため、図１Ａにおいて一点鎖線で示すように、例えばこれらの露出した部分のｐ側パッド電極２４とｎ側電極２１とにそれぞれプローブＰ１　、Ｐ２　を立てて、それらの間に電圧を印加して通電することにより動作特性のチェックを行うことができ、同様に、露出した部分のｐ側パッド電極２５とｎ側電極２２とにそれぞれプローブＰ１　、Ｐ２　を立てて、それらの間に電圧を印加して通電することにより動作特性のチェックを行うことができる。すなわち、バーチェックを行うことができることにより、組み立て前の動作確認あるいは特性評価を行うことができる。このため、良好な特性の２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザのみを選択的に組み立てることができ、組み立て後の歩留まりの向上を図ることができる。
【００４５】
また、ｐ側パッド電極２３、２４およびｎ側電極２０、２１は、ワイヤーボンディングパッドとしても用いることができるため、エピサイドダウン、エピサイドアップのいずれにも対応することができ、組み立ての自由度を増すことができる。
【００４６】
また、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、動作時に発熱源となるレーザストライプ上が２重配線構造となっていないため、信頼性を低下させることなく、２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを実現することができる。
また、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、多層配線構造としているため、リッジ１２、１３の間隔、すなわちビーム間隔を容易に狭めることができる。
【００４７】
また、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、各レーザ構造を分離する溝１１は絶縁膜２２により覆われているため、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザをヒートシンク上にＳｎはんだ（図示せず）で融着する際に、そのＳｎはんだがメサ部の側壁を這い上がってｎ型層に達し、アノードとカソードとの間が短絡する問題が発生するおそれがない。
【００４８】
次に、この発明の第２の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザについて説明する。
図２に、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザの、図１Ｂと同様な断面図を示す。この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザの平面図は図１Ａと同様である。
【００４９】
図２に示すように、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、二つのレーザ構造を分離する溝１１がｎ型ＧａＮ層２を貫通して設けられ、この溝１１を埋めるように絶縁膜２２が形成されている。
その他のことは第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができるほか、次のような利点を得ることができる。すなわち、溝１１がｎ型ＧａＮ層２を貫通していることにより、二つのレーザ構造間を接続する導電性半導体層は存在せず、この意味でこれらのレーザ構造間は電気的に完全に分離されている。このため、ｐ側パッド電極２３とｎ側電極２０との間に電圧を印加することにより図２中左側のレーザ構造を動作させ、ｐ側パッド電極２４とｎ側電極２１との間に電圧を印加することにより図２中右側のレーザ構造を動作させることにより、相互に電気的クロストークを生じることなく、二つのレーザ構造を互いに完全に独立に駆動することができる。
【００５１】
また、ｐ側パッド電極２３、２４は互いに完全に独立に設けられ、ｎ側電極２０、２１も互いに完全に独立に設けられているので、アノード、カソードいずれを共通としても、すなわちアノードコモンでもカソードコモンでも、各レーザ構造を互いに独立に駆動することができる。このため、アノードコモン、カソードコモンを自由に選択することができ、駆動回路ごとに素子構造を変える必要がない。
【００５２】
次に、この発明の第３の実施形態による４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザについて説明する。
図３はこの４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザ（チップ状態）を示す。ここで、図３Ａは平面図、図３Ｂは図３ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
【００５３】
図３に示すように、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、４ビーム型であることに対応して四つのレーザ構造が互いに分離して形成されている。以下においては、これらの四つのレーザ構造に図３中左から順に１、２、３、４と番号を付けて説明する。符号２５〜２８はこれらの四つのレーザ構造のリッジを示す。これらのリッジ２５〜２８の間隔は例えば１６μｍである。
【００５４】
１番目のレーザ構造においては、リッジ２５のｐ型ＧａＮコンタクト層１０と接触して、例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次積層した構造のｐ側電極２９が形成され、その上に、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した構造のパッド電極兼用のｐ側電極３０が形成されている。このｐ側電極３０は、リッジ２５に沿って延在する部分とこれに直交する部分とからなり、後者の部分は絶縁膜２２を介してｎ側電極２０の一端部の上に跨がっている。
【００５５】
２番目のレーザ構造においては、リッジ２６のｐ型ＧａＮコンタクト層１０と接触して、例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次積層した構造のｐ側電極３１が形成され、その上に、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した構造のｐ側パッド電極３２が形成されている。このｐ側パッド電極３２は、リッジ２６に沿って延在する部分とこれに直交する部分とからなり、後者の部分は絶縁膜２２を介してｎ側電極２０の他端部の上に跨がっている。このｐ側パッド電極３２のうちのリッジ２６に直交する部分が１番目のレーザ構造を横切る部分においては、例えばＳｉＯ２　膜のような絶縁膜３３により、ｐ側電極３０と電気的に絶縁されている。
【００５６】
３番目および４番目のレーザ構造は、１番目および２番目のレーザ構造と対称な構造を有する。すなわち、３番目のレーザ構造においては、リッジ２７のｐ型ＧａＮコンタクト層１０と接触して、例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次積層した構造のｐ側電極３４が形成されている。また、４番目のレーザ構造においては、リッジ２８のｐ型ＧａＮコンタクト層１０と接触して、例えばＰｄ膜およびＰｔ膜を順次積層した構造のｐ側電極３５が形成され、その上に、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した構造のパッド電極兼用のｐ側電極３６が形成されている。このｐ側電極３６は、リッジ２８に沿って延在する部分とこれに直交する部分とからなり、後者の部分は絶縁膜２２を介してｎ側電極２１の一端部の上に跨がっている。そして、３番目のレーザ構造においては、ｐ側電極３４上に例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した構造のｐ側パッド電極３７が形成されている。このｐ側パッド電極３７は、リッジ２７に沿って延在する部分とこれに直交する部分とからなり、後者の部分は絶縁膜２２を介してｎ側電極２１の他端部の上に跨がっている。このｐ側パッド電極３７のうちのリッジ２７に直交する部分が４番目のレーザ構造を横切る部分においては、例えばＳｉＯ２　膜のような絶縁膜３３により、ｐ側電極３６と電気的に絶縁されている。
その他のことは第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
この第３の実施形態によれば、４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいて、第１の実施形態と同様な種々の利点を得ることができる。
具体的には、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、ｐ側電極３０とｎ側電極２０との間に電圧を印加して通電することにより１番目のレーザ構造を駆動することができ、ｐ側パッド電極３２とｎ側電極２０との間に電圧を印加して通電することにより２番目のレーザ構造を駆動することができ、ｐ側パッド電極３７とｎ側電極２１との間に電圧を印加して通電することにより３番目のレーザ構造を駆動することができ、ｐ側電極３６とｎ側電極２１との間に電圧を印加して通電することにより４番目のレーザ構造を駆動することができる。すなわち、これらの四つのレーザ構造を互いに独立に駆動することができる。
【００５８】
また、レーザバーに加工された状態において、ｐ側電極３０の一部、ｐ側パッド電極３２の全部、ｐ側パッド電極３７の全部、ｐ側電極３６の一部、ｎ側電極２０の一部およびｎ側電極２１の一部が表面に露出しているため、これらの電極を利用して針立てを行うことにより、各レーザ構造の動作特性のチェックを行うことができ。このため、良好な特性の４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザのみを選択的に組み立てることができ、組み立て後の歩留まりの向上を図ることができる。
【００５９】
また、ｐ側電極３０、３６、ｐ側パッド電極３２、３７およびｎ側電極２０、２１は、ワイヤーボンディングパッドとしても用いることができるため、エピサイドダウン、エピサイドアップのいずれにも対応することができ、組み立ての自由度を増すことができる。
【００６０】
また、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、動作時に発熱源となるレーザストライプ上が２重配線構造となっていないため、信頼性を低下させることなく、４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを実現することができる。
また、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、多層配線構造としているため、リッジ２５〜２８の間隔、すなわちビーム間隔を容易に狭めることができる。
【００６１】
また、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、各レーザ構造を分離する溝１１は絶縁膜２２により覆われているため、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザをヒートシンク上にＳｎはんだ（図示せず）で融着する際に、そのＳｎはんだがメサ部の側壁を這い上がってｎ型層に達し、アノードとカソードとの間が短絡する問題が発生するおそれがない。
【００６２】
次に、この発明の第４の実施形態による４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザについて説明する。
図４はこの４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザ（チップ状態）を示す。ここで、図４Ａは平面図、図４Ｂは図４ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
【００６３】
図４に示すように、この４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、１番目から４番目のレーザ構造用にｎ側電極３８〜４１がそれぞれ独立に設けられている。更に、溝１１は、各レーザ構造間を分離し、また、１番目のレーザ構造のｎ側電極３８の末端部が位置する部分のｎ型ＧａＮ層２と２番目のレーザ構造のｎ側電極３９の末端部が位置する部分のｎ型ＧａＮ層２とを分離し、更に、３番目のレーザ構造のｎ側電極４０の末端部が位置する部分のｎ型ＧａＮ層２と４番目のレーザ構造のｎ側電極４１の末端部が位置する部分のｎ型ＧａＮ層２とを分離するように、ｎ型ＧａＮ層２を貫通して設けられている。
その他のことは第３の実施形態による４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
【００６４】
この第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様の利点を得ることができるほか、次のような利点を得ることができる。すなわち、ｎ型ＧａＮ層２を貫通して設けられた溝１１により、各レーザ構造間が分離され、また、各レーザ構造のｎ側電極３８〜４１の末端部同士も分離されているため、これらの四つのレーザ構造間を接続する導電性半導体層は存在せず、この意味でこれらのレーザ構造間は電気的に完全に分離されている。このため、ｐ側電極３０とｎ側電極３８との間に電圧を印加することにより１番目のレーザ構造を動作させ、ｐ側パッド電極３２とｎ側電極３９との間に電圧を印加することにより２番目のレーザ構造を動作させ、ｐ側パッド電極３７とｎ側電極４０との間に電圧を印加することにより３番目のレーザ構造を動作させ、ｐ側電極３５とｎ側電極４１との間に電圧を印加することにより４番目のレーザ構造を動作させることにより、相互に電気的クロストークを生じることなく、四つのレーザ構造を互いに完全に独立に駆動することができる。
【００６５】
また、ｐ側電極３０、３６およびｐ側パッド電極３２、３７は互いに完全に独立に設けられ、ｎ側電極３８〜４１も互いに完全に独立に設けられているので、アノード、カソードいずれを共通としても、すなわちアノードコモンでもカソードコモンでも、各レーザ構造を互いに独立に駆動することができる。このため、アノードコモン、カソードコモンを自由に選択することができ、駆動回路ごとに素子構造を変える必要がない。
【００６６】
次に、この発明の第５の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザについて説明する。
この第５の実施形態においては、第１の実施形態においてレーザ構造間を分離する溝１１の深さ、言い換えるとこの溝１１の部分に残されたｎ型ＧａＮ層２の厚さ（残し厚）とレーザ構造間のクロストーク特性との関係について検討する。ただし、ｎ型ＧａＮ層２の成長時の厚さは７μｍであるとする。
【００６７】
図５は、溝１１の部分のｎ型ＧａＮ層２の残し厚を変えてクロストークを測定した結果を示す。ただし、測定は、環境温度Ｔｃ　＝６０℃、光出力Ｐ０　＝４ｍＷの条件で連続発振動作させ、パルス駆動周波数ｆを変化させることにより行った。また、図６は、この測定結果を、溝１１の部分のｎ型ＧａＮ層２の残し厚を横軸に取って表したものである。
【００６８】
図５および図６から分かるように、溝１１の部分のｎ型ＧａＮ層２の残し厚が小さくなるにしたがって電気的クロストークは減少し、この残し厚が０μｍになると、すなわち溝１１がｎ型ＧａＮ層２を貫通すると電気的クロストークは０となるが、この残し厚が３μｍ以下では電気的クロストークは５〜７％となって実用的なレベルに抑えられている。熱的クロストークもほぼ同様な傾向を示す。
【００６９】
以上の結果より、クロストーク特性の向上を図る観点からは、溝１１はｎ型ＧａＮ層２を貫通するように設けるのが最も好ましい。第２の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザはその例である。
この第５の実施形態においては、溝１１をｎ型ＧａＮ層２を貫通するように設けることに加えて、溝１１の幅Ｗおよびレーザ構造間の間隔の最適化を図るとともに、溝１１の内部を絶縁物で埋め込むことを考える。
【００７０】
図７にこの第５の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す。
図７に示すように、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザにおいては、二つのレーザ構造間を分離する溝１１はｎ型ＧａＮ層２を貫通して形成されている。ｎ型ＧａＮ層２におけるこの溝１１の内部は例えばＳｉＯ２　膜のような絶縁膜４２により埋め込まれている。この場合、リッジ１２、１３の間隔、すなわちビームの間隔は例えば９６μｍに選ばれている。
【００７１】
ｎ型ＧａＮ層２における溝１１の幅Ｗは、二つのレーザ構造間の寄生容量を小さくし、電気的クロストークを低く抑える観点より、好適には１μｍ以上に選ばれ、大きい程良いが、実際上は、ｎ型ＧａＮ層２の成長に用いる横方向結晶成長技術上の理由などにより一般には１５μｍ以下に選ばれ、典型的には１０〜１５μｍに選ばれる。また、レーザ構造間の間隔Ｄは例えば２０μｍに選ばれる。
【００７２】
ｎ型ＧａＮ層２に溝１１を形成するには、例えば、ｐ側パッド電極２３、２４まで形成した後に基板全面に例えばＳｉＯ２　膜を形成し、次にこのＳｉＯ２　膜をリソグラフィーにより所定形状にパターニングし、次にこの所定形状のＳｉＯ２　膜をマスクとしてｎ型ＧａＮ層２をドライエッチング、例えばＲＩＥによりエッチングすればよい。この後、この溝１１の内部にＳｉＯ２　膜のような絶縁膜４２を埋め込む。
その他のことは第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
【００７３】
この第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができるほか、次のような利点を得ることができる。すなわち、二つのレーザ構造間を分離する溝１１がｎ型ＧａＮ層２を貫通して形成されていることにより、パルス駆動周波数ｆが１０〜１０００ｋＨｚにおける電気的クロストークはほぼ０％であり、また、熱的クロストークも約２％であり、レーザビームプリンタ用の２ビーム型半導体レーザとして実用的なクロストーク特性を得ることができる。これは、これまでビーム間隔が約１００μｍ以下ではクロストークを実用上十分に低い値、例えば５％以下にすることは非常に困難であったことを考えると、極めて大きな改善であると言える。
【００７４】
また、溝１１の内部は絶縁膜２２、４２により完全に覆われているため、この２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザをヒートシンク上にＳｎはんだ（図示せず）で融着する際に、そのＳｎはんだがメサ部の側壁を這い上がってｎ型層に達し、アノードとカソードとの間が短絡する問題が発生するおそれがない。
【００７５】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第１〜第５の実施形態において挙げた数値、構造、形状、材料、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、形状、材料、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
【００７６】
具体的には、例えば、上述の第５の実施形態において、ｎ型ＧａＮ層２に溝１１を形成し、この溝１１の内部をＳｉＯ２　膜のような絶縁膜４２により埋め込んでいるが、絶縁膜４２の代わりに例えばノンドープの多結晶ＳｉやＡｌＧａＮなどの高抵抗材料を埋め込んでもよい。また、ｎ型ＧａＮ層２に溝１１を形成し、これを絶縁膜４２により埋め込むのではなく、溝１１に対応する部分におけるｎ型ＧａＮ層２に例えばアルゴンなどを選択的にイオン注入して結晶を破壊し、高抵抗化あるいは絶縁体化するようにしてもよい。
また、例えば、上述の第１〜第５の実施形態においては、ｃ面サファイア基板を用いているが、必要に応じて、他の基板を用いてもよい。
【００７７】
また、上述の第１〜第５の実施形態においては、この発明をＳＣＨ構造のＧａＮ系半導体レーザに適用した場合について説明したが、この発明は例えばＤＨ（Ｄｏｕｂｌｅ　Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造のＧａＮ系半導体レーザに適用してもよいことはもちろん、その他の各種のレーザ構造のものに適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、独立駆動が可能で、しかも実装前の動作確認を容易に行うことができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体その他の半導体材料を用いたマルチビーム型半導体レーザや集積型の半導体発光素子あるいは半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す平面図および断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態による４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す平面図および断面図である。
【図４】この発明の第４の実施形態による４ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す平面図および断面図である。
【図５】この発明の第５の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザのクロストーク特性の測定結果を示す略線図である。
【図６】この発明の第５の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザのクロストーク特性の測定結果を示す略線図である。
【図７】この発明の第５の実施形態による２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す断面図である。
【図８】従来の２ビーム型ＧａＮ系半導体レーザを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・ｃ面サファイア基板、２・・・ｎ型ＧａＮ層、９・・・ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、１０・・・ｐ型ＧａＮコンタクト層、１１・・・溝、１２、１３、２５〜２８・・・リッジ、１４・・・転位、１６〜１９、２９、３０、３１、３４、３５、３６・・・ｐ側電極、２３、２４、３２、３７・・・ｐ側パッド電極、２０、２１、３８〜４１・・・ｎ側電極、２２、４２・・・絶縁膜
【図１】
2004014943.tif 000003
【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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