(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主表面上に形成され、発光層を有する窒化物系半導体素子層とを備え、
前記窒化物系半導体素子層の第１端面は、共振器端面と、前記共振器端面の近傍に形成され、少なくとも前記基板の主表面に対して所定の角度傾斜する傾斜面とを含み、
前記傾斜面と前記基板の主表面とのなす角は鋭角である、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記窒化物系半導体素子層は、前記発光層の前記基板側に形成された第１導電型の第１クラッド層と、前記発光層の前記基板側とは反対側に形成された第２導電型の第２クラッド層とを含み、
前記第１端面の前記傾斜面は、少なくとも前記第１クラッド層の端面を含む、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１端面の前記傾斜面は、少なくとも前記発光層から発するレーザ光の出射側に形成されている、請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面からなる主表面を含み、
前記基板が（１−１００）面からなる前記主表面を有する場合、少なくとも前記第１端面の前記傾斜面は、前記基板の主表面内の［１１−２０］方向にストライプ状に延びるように前記基板に形成された凹部の一方側の側面を起点とした（１−１０１）面からなる前記窒化物系半導体素子層の成長面であり、
前記基板が（１１−２０）面からなる前記主表面を有する場合、少なくとも前記第１端面の前記傾斜面は、前記基板の主表面内の［１−１００］方向にストライプ状に延びるように前記基板に形成された前記凹部の一方側の側面を起点とした（１１−２２）面からなる前記窒化物系半導体素子層の成長面である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項５】
共振器の延びる方向に対して前記窒化物系半導体素子層の前記第１端面とは反対側の端部に形成され、前記基板の主表面に対して略垂直な方向に延びる第２端面をさらに備える、請求項４に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第２端面は、前記基板に形成された前記凹部の他方側の側面を起点として、前記基板の主表面に対して略垂直に形成されている、請求項５に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項７】
基板上に、少なくとも前記基板の主表面に対して所定の角度傾斜する傾斜面を含む第１端面を有する窒化物系半導体素子層を形成する工程と、
前記傾斜面の一部の領域に、エッチングにより、前記基板の主表面に略垂直に延びる共振器端面を形成する工程とを備え、
前記傾斜面と前記基板の主表面とのなす角は鋭角である、窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面からなる主表面を有し、
前記基板上に、前記第１端面を含む前記窒化物系半導体素子層を形成する工程に先立って、前記基板に、前記基板の主表面内の［Ｋ、−Ｈ、−Ｋ＋Ｈ、０］方向にストライプ状に延びる凹部を形成する工程をさらに備え、
前記基板上に前記傾斜面を含む第１端面を有する前記窒化物系半導体素子層を形成する工程は、前記凹部の一方側の側面を起点として、前記窒化物系半導体素子層の成長面からなる前記第１端面を形成する工程を含む、請求項７に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記窒化物系半導体素子層を形成する工程は、前記基板に形成された前記凹部の他方側の側面を起点として、前記基板の主表面に対して略垂直に延びる前記窒化物系半導体素子層の成長面からなる第２端面を形成する工程をさらに含む、請求項８に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法に関し、特に、基板上に発光層を有する窒化物系半導体素子層が形成された窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物系半導体レーザは、次世代光ディスク用光源として再生用の低出力レーザが実用化される一方、高速記録用装置への適用に際し、半導体レーザの高出力化および長寿命化が検討されている。半導体レーザの高出力化および長寿命化を制限する主な要因は、動作中の共振器端面近傍におけるキャリアや光による発熱の大きさに起因して共振器端面が劣化することにある。特に、半導体レーザ素子では、共振器端面の一方端面（光反射面）を高反射率膜でコートすることにより、専ら他方端面（光出射面）からのレーザ光出力を得る構造が採用される。このため、共振器内における光密度分布が光出射面近傍で特に大きくなるので、光出射面の劣化は、光反射面よりも激しい傾向にある。
【０００３】
従来、発光層を有し、基板上に形成された窒化物系半導体層と、窒化物系半導体層の光導波路方向の端部に形成された一対の共振器端面とを備えた窒化物系半導体レーザ素子および窒化物系半導体レーザ装置の製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に開示された窒化物系半導体レーザ素子では、ＧａＮやＳｉＣなどからなる透明基板上に、ＧａＮなどからなる半導体素子層および電極が形成されたウェハ状の半導体素子に対して、劈開により素子分割を行うことにより、透明基板の結晶成長面（主表面）に対して略垂直な一対の共振器端面（光出射面および光反射面）が形成されている。そして、一対の共振器端面には、それぞれ反射率の異なる誘電体膜が形成されることにより、光出射面側から高出力のレーザ光を出射させることが可能に構成されている。なお、発光層を有する半導体素子層は、平面的に見て、透明基板と実質的に同じ大きさ（平面積）を有している。
【０００５】
【特許文献１】特許登録第３５０５４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された窒化物系半導体レーザ素子および窒化物系半導体レーザ装置の製造方法では、発光層を有する半導体素子層が、平面的に見て、透明基板と実質的に同じ大きさを有するとともに、共振器端面が透明基板の主表面に対して略垂直に形成されているために、光出射面近傍の共振器内におけるレーザ出射光の発熱は、光出射面近傍の半導体素子層内部から、半導体素子層の平面積と等しい平面積を有する透明基板側に熱伝達される。このような構成において、半導体レーザの出力を増加させた場合、光出射面近傍におけるレーザ出射光の発熱量の増加に起因して透明基板側に十分に放熱が行われない状態が発生する場合があると考えられる。この場合、レーザ出射光の発熱が適切に放熱されず共振器端面が過度な発熱を起こす。このため、上記特許文献１に開示された窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザの高出力化に伴い、共振器端面が劣化しやすいという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体レーザの高出力化に伴い共振器端面が劣化するのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板と、基板の主表面上に形成され、発光層を有する窒化物系半導体素子層とを備え、窒化物系半導体素子層の第１端面は、共振器端面と、共振器端面の近傍に形成され、少なくとも基板の主表面に対して所定の角度傾斜する傾斜面とを含み、傾斜面と基板の主表面とのなす角は鋭角である。
【０００９】
この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、窒化物系半導体素子層の第１端面が、共振器端面と、共振器端面の近傍に形成され少なくとも基板の主表面に対して鋭角をなしながら所定の角度傾斜する傾斜面とを含むように構成することによって、窒化物系半導体素子層は、発光層近傍における平面積よりも大きな平面積を介して基板側と接続されるので、その平面積が増加する分だけ基板側に放熱される経路の断面積を増加させることができる。これにより、半導体レーザの出力を増加させた場合であっても、共振器端面近傍におけるレーザ出射光の発熱が、共振器端面よりもレーザ光の出射方向に延びる傾斜面が形成された窒化物系半導体素子層内部を介して適切に基板側に拡散される。したがって、レーザ出射光による共振器端面の過度な発熱が抑制される。これにより、半導体レーザの高出力化に伴って共振器端面が劣化するのを抑制することができる。また、共振器端面の劣化が抑制されることによって、半導体レーザの長寿命化を図ることができる。
【００１０】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、窒化物系半導体素子層は、発光層の基板側に形成された第１導電型の第１クラッド層と、発光層の基板側とは反対側に形成された第２導電型の第２クラッド層とを含み、第１端面の傾斜面は、少なくとも第１クラッド層の端面を含む。このように構成すれば、傾斜面は、基板上に形成された共振器端面の発光層の下部近傍に位置する第１クラッド層を起点として基板側に向かって形成されるので、発光層近傍に発生するレーザ光の発熱を、より効率よく基板側に拡散させることができる。
【００１１】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１端面の傾斜面は、少なくとも発光層から発するレーザ光の出射側に形成されている。このように構成すれば、レーザ作動時に、より大きな発熱を伴う光出射側の共振器端面が劣化するのを、容易に抑制することができる。
【００１２】
なお、本発明において、レーザ光の出射側とは、一対の共振器端面から出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側の共振器端面が光出射側であり、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側の共振器端面が光反射側である。
【００１３】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面からなる主表面を含み、基板が（１−１００）面からなる主表面を有する場合、少なくとも第１端面の傾斜面は、基板の主表面内の［１１−２０］方向にストライプ状に延びるように基板に形成された凹部の一方側の側面を起点とした（１−１０１）面からなる窒化物系半導体素子層の成長面であり、基板が（１１−２０）面からなる主表面を有する場合、少なくとも第１端面の傾斜面は、基板の主表面内の［１−１００］方向にストライプ状に延びるように基板に形成された凹部の一方側の側面を起点とした（１１−２２）面からなる窒化物系半導体素子層の成長面である。このように構成すれば、上記（１−１０１）面および（１１−２２）面からなる２種類の成長面からなる傾斜面を、それぞれ、窒化物系半導体素子層の結晶成長と同時に形成することができる。
【００１４】
上記基板が（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面からなる主表面を有する構成において、好ましくは、共振器の延びる方向に対して窒化物系半導体素子層の第１端面とは反対側の端部に形成され、基板の主表面に対して略垂直な方向に延びる第２端面をさらに備える。このように構成すれば、第１端面側の共振器端面と、第１端面とは反対側の第２端面とを一対の共振器面とした窒化物系半導体層を形成することができる。
【００１５】
上記第２端面をさらに備える構成において、好ましくは、第２端面は、基板に形成された凹部の他方側の側面を起点として、基板の主表面に対して略垂直に形成されている。このように構成すれば、基板の主表面上に窒化物系半導体層を形成する際に、たとえば基板の（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面内におけるｃ軸方向（［０００１］方向）と実質的に直交する［Ｋ、−Ｈ、−Ｋ＋Ｈ、０］方向に形成された凹部の他方側の側面を利用して、劈開工程を用いることなく基板の主表面に略垂直な（０００−１）面からなる共振器端面（第２端面）を有する窒化物系半導体素子層を容易に形成することができる。
【００１６】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に、少なくとも基板の主表面に対して所定の角度傾斜する傾斜面を含む第１端面を有する窒化物系半導体素子層を形成する工程と、傾斜面の一部の領域に、エッチングにより、基板の主表面に略垂直に延びる共振器端面を形成する工程とを備え、傾斜面と基板の主表面とのなす角は鋭角である。
【００１７】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、少なくとも基板の主表面に対して鋭角をなしながら所定の角度傾斜する傾斜面を含む第１端面を有する窒化物系半導体素子層を形成する工程と、傾斜面の一部の領域に、基板の主表面に略垂直に延びる共振器端面を形成する工程とを備えることによって、窒化物系半導体素子層は、発光層近傍における平面積よりも大きな平面積を介して基板側と接続されるので、その平面積が増加する分だけ基板側に放熱される経路の断面積を増加させることができる。これにより、半導体レーザの出力を増加させた場合であっても、共振器端面近傍におけるレーザ出射光の発熱が、共振器端面よりもレーザ光の出射方向に延びる傾斜面が形成された窒化物系半導体素子層内部を介して、適切に基板側に拡散される。したがって、レーザ出射光による共振器端面の過度な発熱が抑制される。これにより、半導体レーザの高出力化に伴う共振器端面の劣化が抑制された窒化物系半導体レーザ素子を形成することができる。また、共振器端面の劣化が抑制されることによって、窒化物系半導体レーザ素子の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、基板は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面からなる主表面を有し、基板上に、第１端面を含む窒化物系半導体素子層を形成する工程に先立って、基板に、基板の主表面内の［Ｋ、−Ｈ、−Ｋ＋Ｈ、０］方向にストライプ状に延びる凹部を形成する工程をさらに備え、基板上に傾斜面を含む第１端面を有する窒化物系半導体素子層を形成する工程は、凹部の一方側の側面を起点として、窒化物系半導体素子層の成長面からなる第１端面を形成する工程を含む。このように構成すれば、窒化物系半導体素子層の結晶成長時に、窒化物系半導体素子層の成長面からなる傾斜面を含む第１端面を同時に形成することができる。
【００１９】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、窒化物系半導体素子層を形成する工程は、基板に形成された凹部の他方側の側面を起点として、基板の主表面に対して略垂直に延びる窒化物系半導体素子層の成長面からなる第２端面を形成する工程をさらに含む。このように構成すれば、窒化物系半導体素子層の結晶成長時に、傾斜する第１端面と同時に、基板の主表面に対して略垂直に延びる第２端面を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図２〜図４は、図１に示した窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。まず、図１〜図４を参照して、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５０の構造について説明する。
【００２２】
この第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５０では、図１および図２に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１上に形成され、約３μｍ〜約４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層２上に、約３．１μｍの厚みを有する半導体レーザ素子層３が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１および半導体レーザ素子層３は、それぞれ、本発明の「基板」および「窒化物系半導体素子層」の一例である。また、半導体レーザ素子層３は、図２に示すように、レーザ素子端部間（矢印Ａ方向）長さＬ１が約１５６０μｍを有するように形成されている。
【００２３】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、半導体レーザ素子層３は、ｎ型ＧａＮ基板１の非極性面であるｍ面（（１−１００）面）からなる主表面上に、下地層２を介して形成されている。また、半導体レーザ素子層３には、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に対して略垂直な光出射面２０ａおよび光反射面２０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面２０ａおよび光反射面２０ｂは、それぞれ、本発明の「第１端面」および「第２端面」の一例である。なお、本発明において、光出射面２０ａおよび光反射面２０ｂは、光出射側および光反射側のそれぞれの共振器端面から出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側が光出射面２０ａであり、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側が光反射面２０ｂである。
【００２４】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子層３には、図２に示すように、光出射面２０ａの下端部から、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１−１００］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ１（＝約６２°）だけ傾斜するとともに、後述する発光層６の近傍領域が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向（光出射面２０ａからレーザ素子の外部に遠ざかる方向））に延びる傾斜面２０ｃおよび２０ｄが形成されている。また、光出射面２０ａの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１−１００］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ１（＝約６２°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面２０ｅが形成されている。したがって、図２に示すように、傾斜面２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅと、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面とは鋭角をなすように形成されている。なお、傾斜面２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００２５】
また、第１実施形態では、図３に示すように、傾斜面２０ｃは、光出射面２０ａの下部に位置する後述するｎ型クラッド層５からｎ型ＧａＮ基板１側に向かって斜めに延びるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に対して略垂直に延びる端面２０ｆを介して傾斜面２０ｄに接続されるように形成されている。なお、ｎ型クラッド層５は、本発明の「窒化物系半導体素子層」および「第１導電型の第１クラッド層」の一例である。したがって、図３に示すように、レーザ光の出射側に形成されているｎ型クラッド層５は、光出射面２０ａよりもレーザ光の出射方向（Ａ１方向）に遠ざかった位置でｎ型ＧａＮ基板１側の下地層２とバッファ層４を介して接続されている。
【００２６】
また、第１実施形態では、図２に示すように、下地層２には、下地層２の結晶成長時に形成されるともに、ｎ型ＧａＮ基板１の［１１−２０］方向にストライプ状に延びるクラック３０が形成されている。そして、半導体レーザ素子層３の傾斜面２０ｄおよび２０ｅは、下地層２のクラック３０の内側面３０ａの上端部を起点として結晶成長する（１−１０１）面からなるファセット（成長面）により構成されている。なお、クラック３０は、本発明の「凹部」の一例であり、内側面３０ａは、本発明の「凹部の一方側の側面」の一例である。
【００２７】
また、第１実施形態では、図２に示すように、半導体レーザ素子層３の光反射面２０ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１−１００］方向（Ｃ２方向））に延びるとともに、クラック３０の（０００−１）面からなる内側面３０ｂを引き継ぐように結晶成長した（０００−１）面からなる端面により構成されている。なお、内側面３０ｂは、本発明の「凹部の他方側の側面」の一例である。
【００２８】
なお、第１実施形態では、ＡｌＧａＮからなる下地層２を結晶成長させる際に、ｎ型ＧａＮ基板１と下地層２との格子定数差を利用することにより凹部としてのクラック３０を下地層２に形成しているが、下地層２を結晶成長させた後に、下地層２の表面側から機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなどにより、（０００−１）面を含む内側面（凹部の内側面）を形成してもよい。また、上記手法を用いて凹部を形成する場合には、下地層２を基板（下地基板）であるｎ型ＧａＮ基板１と同様の格子定数を有するＧａＮとしてもよい。さらには、後述するように、機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなどにより、ｎ型ＧａＮ基板１上の結晶成長の表面側に直接（０００−１）面からなる内側面を有する凹部（第４実施形態の溝部９２）を形成してもよい。
【００２９】
また、半導体レーザ素子層３は、図１および図２に示すように、バッファ層４と、ｎ型クラッド層５と、発光層６と、ｐ型クラッド層７およびｐ型コンタクト層８とを含んでいる。具体的には、図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成された下地層２の上面上に、約１．０μｍの厚みを有するアンドープＡｌ０．０１Ｇａ０．９９Ｎからなるバッファ層４と、約１．９μｍの厚みを有するＧｅドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｎ型クラッド層５とが形成されている。
【００３０】
また、ｎ型クラッド層５上には、発光層６が形成されている。この発光層６は、図４に示すように、ｎ型クラッド層５（図２参照）に近い側から順に、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなるｎ側キャリアブロック層６ａと、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｎ側光ガイド層６ｂと、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層６ｅと、約０．０８μｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎからなるｐ側光ガイド層６ｆと、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎからなるキャリアブロック層６ｇとから構成されている。また、ＭＱＷ活性層６ｅは、約２．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる３層の量子井戸層６ｃと約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる３層の量子障壁層６ｄとが交互に積層されている。また、ｎ型クラッド層５は、ＭＱＷ活性層６ｅよりもバンドギャップが大きい。また、ｎ側キャリアブロック層６ａとＭＱＷ活性層６ｅとの間に、ｎ側キャリアブロック層６ａとＭＱＷ活性層６ｅとの中間のバンドギャップを有する光ガイド層などを形成してもよい。また、ＭＱＷ活性層６ｅは、単層または単一量子井戸（ＳＱＷ）構造で形成してもよい。
【００３１】
また、図１および図２に示すように、発光層６上には、平坦部と、平坦部の略中央部から上方（Ｃ２方向）に突出するように形成され約１μｍの厚みを有する凸部とを有するＭｇドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層７が形成されている。また、ｐ型クラッド層７は、ＭＱＷ活性層６ｅよりもバンドギャップが大きい。また、ｐ型クラッド層７の凸部上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型コンタクト層８が形成されている。また、ｐ型クラッド層７の凸部とｐ型コンタクト層８とによって、窒化物系半導体レーザ素子５０の光導波路として共振器方向（図１のＡ方向）にストライプ状（細長状）に延びるリッジ部２１が構成されている。なお、バッファ層４、発光層６およびｐ型コンタクト層８は、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体素子層」の一例である。また、ｐ型クラッド層７は、本発明の「窒化物系半導体素子層」および「第２導電型の第２クラッド層」の一例である。
【００３２】
また、図１に示すように、半導体レーザ素子層３のｐ型クラッド層７の凸部以外の平坦部の上面上およびリッジ部２１の両側面を覆うように、約２００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層９が形成されている。
【００３３】
また、電流ブロック層９およびｐ型コンタクト層８の上面上には、ｐ型コンタクト層８の上面に近い方から順に、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側電極１０が形成されている。
【００３４】
また、図１および図２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１に近い側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極１１が形成されている。このｎ側電極１１は、図２に示すように、窒化物系半導体レーザ素子５０の矢印Ａ方向の両側部まで延びるようにｎ型ＧａＮ基板１の裏面上の全面に形成されている。
【００３５】
図５〜図１１は、図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。次に、図１、図２、図４および図５〜図１１を参照して、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５０の製造プロセスについて説明する。
【００３６】
まず、図５に示すように、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１上に、約３μｍ〜約４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層２を成長させる。なお、下地層２が結晶成長する際、ｎ型ＧａＮ基板１の［０００１］方向の格子定数ｃ１よりもＡｌＧａＮからなる下地層２の［０００１］方向の格子定数ｃ２が小さい（ｃ１＞ｃ２）ので、所定の厚みに達した下地層２は、ｎ型ＧａＮ基板１の格子定数ｃ１に合わせようとして下地層２の内部に引張応力Ｒが発生する。この結果、下地層２が局所的にＡ方向に縮むのに伴って、下地層２には、図５に示すようなクラック３０が形成される。なお、図５では、下地層２に自発的にクラック３０が形成される様子を模式的に示している。
【００３７】
また、クラック３０が形成されたｎ型ＧａＮ基板１を平面的に見た場合、図６に示すように、クラック３０は、ｎ型ＧａＮ基板１の［０００１］方向（Ａ方向）と略直交する［１１−２０］方向（Ｂ方向）に沿ってストライプ状に延びるように形成される。
【００３８】
また、第１実施形態では、図５に示すように、下地層２にクラック３０が形成される際に、クラック３０には、ＡｌＧａＮ層の（０００−１）面からなり、ｎ型ＧａＮ基板１の上面の（１−１００）面まで達する内側面３０ｂが形成される。この内側面３０ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１の（１−１００）面からなる主表面に対して略垂直に形成される。ここで、クラック３０は、下地層２の内部に発生する引張応力Ｒ（図５参照）を利用して形成されるので、外部的な加工技術（たとえば、機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなど）により凹部を形成する場合と異なり、内側面３０ｂを結晶学的面指数（０００−１）面に容易に一致させることが可能である。この結果、内側面３０ｂを極めて平坦な（０００−１）面として形成することができるので、平坦な内側面３０ｂ上に半導体レーザ素子層３を結晶成長させる際、内側面３０ｂの（０００−１）面を引き継ぐような平坦な端面（（０００−１）面）を有する半導体レーザ素子層３を容易に成長させることができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、上記のように下地層２の内部にｎ型ＧａＮ基板１の主表面近傍まで達するクラック３０が形成されるので、ｎ型ＧａＮ基板１と格子定数が異なる下地層２の格子歪を開放することができる。したがって、下地層２の結晶品質が良好になり、下地層２上に形成される半導体レーザ素子層３を高品質な結晶状態とすることができる。この結果、後述する工程で形成されるｎ型クラッド層５、ｎ側キャリアブロック層６ａ、キャリアブロック層６ｇ、ｐ型クラッド層７およびｐ型コンタクト層８などの電気特性が向上されるとともに、これらの層内での光吸収を抑制することが可能となる。さらに、発光層６（ｎ側キャリアブロック層６ａ、ｎ側光ガイド層６ｂ、ＭＱＷ活性層６ｅ、ｐ側光ガイド層６ｆおよびキャリアブロック層６ｇ）の内部損失を低減するとともに、発光層６の発光効率を向上させることが可能である。なお、第１実施形態では、下地層２の内部にｎ型ＧａＮ基板１の主表面近傍まで達するクラック３０を形成したが、下地層２の厚み方向（図５のＣ２方向）に、下地層２の厚みに相当する深さの溝部を形成するようにしてもよい。このように構成しても、下地層２の厚みに相当する深さの溝部によって下地層２の内部歪を開放することができるので、クラック３０を形成する場合と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
次に、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、クラック３０が形成された下地層２上に、バッファ層４、ｎ型クラッド層５、発光層６（詳細は図４参照）、ｐ型クラッド層７およびｐ型コンタクト層８を順次成長させて半導体レーザ素子層３を形成する。
【００４１】
上記半導体レーザ素子層３の形成において、具体的には、まず、基板温度を約１０００℃の成長温度に保持した状態で、Ｇａ原料であるＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＡｌ原料であるＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）を含んだＨ２からなるキャリアガスを反応炉内に供給して、ｎ型ＧａＮ基板１上にバッファ層４を成長させる。次に、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌと、ｎ型導電性を得るためのＧｅ不純物の原料であるＧｅＨ４（モノゲルマン）とを含んだＨ２からなるキャリアガスを反応炉内に供給して、バッファ層４上にｎ型クラッド層５を成長させる。その後、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを含んだＨ２ガスを反応炉内に供給して、ｎ型クラッド層５上にｎ側キャリアブロック層６ａを成長させる。
【００４２】
次に、基板温度を約８５０℃の成長温度に下げて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した窒素ガス雰囲気中にて、Ｇａ原料であるＴＥＧａ（トリエチルガリウム）およびＩｎ原料であるＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）を供給して、ｎ側光ガイド層６ｂ、ＭＱＷ活性層６ｅおよびｐ側光ガイド層６ｆを成長させる。そして、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを反応炉内に供給して、キャリアブロック層６ｇを成長させる。これにより、発光層６（図４参照）が形成される。
【００４３】
次に、基板温度を約１０００℃の成長温度に上昇させて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した水素ガスおよび窒素ガス雰囲気中にて、ｐ型不純物であるＭｇの原料であるＭｇ（Ｃ５Ｈ５）２（シクロペンタンジエニルマグネシウム）、Ｇａ原料であるＴＭＧａおよびＡｌ原料であるＴＭＡｌを供給して、発光層６上にｐ型クラッド層７を成長させる。その後、再び基板温度を約８５０℃の成長温度に下げて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した窒素ガス雰囲気中にて、Ｇａ原料であるＴＥＧａおよびＩｎ原料であるＴＭＩｎを供給して、ｐ型コンタクト層８を成長させる。このようにして、下地層２上に半導体レーザ素子層３が形成される。
【００４４】
ここで、第１実施形態による製造プロセスでは、図８に示すように、下地層２上に半導体レーザ素子層３を成長させた場合、Ｂ方向（図６参照）にストライプ状に延びるクラック３０の内側面３０ａの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に対して角度θ１（＝約６２°）傾斜した方向に延びる（１−１０１）面からなるファセット（成長面）が形成される。また、同時に、半導体レーザ素子層３は、クラック３０の内側面３０ｂの上端部を起点として、クラック３０の（０００−１）面を引き継ぐように［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びる端面（（０００−１）面）を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層３には、（０００−１）面からなる光反射面２０ｂが形成される。なお、半導体レーザ素子層３が結晶成長する過程で、上記（１−１０１）面および（０００−１）面が形成される部分の成長速度と、半導体レーザ素子層３の表面（上面）が矢印Ｃ２方向（図７参照）へ成長する成長速度との差から、上記（１−１０１）面および（０００−１）面の平坦性のみならず、半導体レーザ素子層３の表面（上面）の平坦性についても向上させることができる。
【００４５】
そして、窒素ガス雰囲気中で、約８００℃の温度条件下でｐ型化アニール処理を行う。
【００４６】
また、第１実施形態による製造プロセスでは、図９に示すように、半導体レーザ素子層３の上面上を覆うようにＳｉＯ２からなり数百ｎｍの厚みを有するマスク層２２を形成する。さらに、マスク層２２の上面上に、フォトリソグラフィによりレジスト（レジストパターン）２３を形成する。そして、図１０に示すように、フッ化水素酸によるウェットエッチングにより、レジスト２３が形成されていない部分のマスク層２２を除去する。その後、図１０に示すように、マスク層２２が除去されて半導体レーザ素子層３の（１−１０１）面からなるファセットが露出している部分に、Ｃｌ２などによる反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを行う。これにより、図１１に示すように、半導体レーザ素子層３に［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びるとともに、ｎ型クラッド層５の一部および発光層６を含む光出射面２０ａが形成される。また、その際、図１１に示すように、ｎ型クラッド層５の上端部近傍からｎ型ＧａＮ基板１側に向かって斜めに延びる傾斜面２０ｃと、光出射面２０ａと略平行な端面２０ｆとが形成される。
【００４７】
その後、図１２に示すように、フッ化水素酸によるウェットエッチングにより、半導体レーザ素子層３からマスク層２２およびレジスト２３を除去する。これにより、半導体レーザ素子層３のレーザ光出射側端面には、（１−１０１）面からなる傾斜面２０ｄおよび２０ｅと、上記エッチングによる光出射面２０ａおよび傾斜面２０ｃとが形成される。
【００４８】
次に、図１に示すように、ｐ型コンタクト層８の上面上に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後、そのレジストパターンをマスクとしてドライエッチングなどを行うことにより、リッジ部２１を形成する。その後、ｐ型クラッド層７の凸部以外の平坦部の上面上およびリッジ部２１の両側面を覆うように、電流ブロック層９を形成する。また、図１および図１３に示すように、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層９上および電流ブロック層９が形成されていないｐ型コンタクト層８上に、ｐ側電極１０を形成する。なお、図１３では、ｐ型コンタクト層８が形成された位置（リッジ部２１近傍）における半導体レーザ素子の共振器方向（Ａ方向）に沿った断面構造を示している。
【００４９】
この後、図１３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の厚みが約１００μｍになるように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に、ｎ型ＧａＮ基板１に接触するようにｎ側電極１１を形成する。
【００５０】
そして、図１３に示すように、ｎ側電極１１の裏面側の所定の（０００１）面を形成したい位置に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板１の［０００１］方向（Ａ方向）と直交する方向（図１のＢ方向）に延びるように直線状のスクライブ溝３１を形成する。この状態で、図１３に示すように、ウェハの表面側（上側）が開くようにｎ型ＧａＮ基板１の裏面側を支点として荷重を印加することにより、ウェハをスクライブ溝３１の位置（劈開線５００）で劈開する。
【００５１】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図１および図２に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子５０が形成される。
【００５２】
第１実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子層３に、光出射面２０ａと、光出射面２０ａの近傍に、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（ｍ面（１−１００）面）と鋭角をなしながらｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な［１−１００］方向に対して角度θ１（＝約６２°）だけ傾斜して延びる傾斜面２０ｃおよび２０ｄとを設けることによって、半導体レーザ素子層３は、発光層６近傍における平面積よりも大きな平面積を介してｎ型ＧａＮ基板１側と接続されるので、その平面積が増加する分だけｎ型ＧａＮ基板１側に放熱される経路の断面積（傾斜面２０ｃおよび２０ｄ、端面２０ｆ、ｎ型クラッド層５の主面（（１−１００）面）および光出射面２０ａをｎ型クラッド層５の主面までＣ１方向に延長した仮想面（破線）によって囲まれた領域Ｓ（図３参照））を増加させることができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子５０の出力を増加させた場合であっても、光出射面２０ａ近傍におけるレーザ出射光の発熱が、光出射面２０ａよりもレーザ光の出射方向に延びる傾斜面２０ｃおよび２０ｄが形成された半導体レーザ素子層３内部を介して、適切にｎ型ＧａＮ基板１側に拡散される。したがって、レーザ出射光による共振器端面（光出射面２０ａ）の過度な発熱が抑制される。これにより、半導体レーザの高出力化に伴って共振器端面（光出射面２０ａ）が劣化するのを抑制することができる。また、共振器端面（光出射面２０ａ）の劣化が抑制されることによって、窒化物系半導体レーザ素子５０の長寿命化を図ることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、傾斜面２０ｃおよび２０ｄを、光出射面２０ａの下部に位置するｎ型クラッド層５から発光層６が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向）側およびｎ型ＧａＮ基板１側に向かって斜めに延びるように構成することによって、光出射面２０ａの発光層６の下部近傍に位置するｎ型クラッド層５を起点として、レーザ光の出射方向（Ａ１方向）側で、かつ、ｎ型ＧａＮ基板１側に向かって傾斜面２０ｃおよび２０ｄが形成されるので、発光層６近傍に発生するレーザ光（出射光）の発熱を、より効率よくｎ型ＧａＮ基板１側に拡散させることができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、光出射面２０ａと、傾斜面２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅとを、発光層６から発するレーザ光の出射側に形成することによって、レーザ作動時に、より大きな発熱を伴う光出射側の光出射面２０ａが劣化するのを、容易に抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、傾斜面２０ｃおよび２０ｅを、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（ｍ面（１−１００）面）内の［１１−２０］方向にストライプ状に延びるようにｎ型ＧａＮ基板１に形成されたクラック３０の内側面３０ａを起点とした（１−１０１）面からなる半導体レーザ素子層３の成長面（ファセット）からなるように構成することによって、（１−１０１）面を有する成長面からなる傾斜面２０ｃおよび２０ｅを、半導体レーザ素子層３の結晶成長と同時に形成することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子層３の光出射面２０ａ、傾斜面２０ｃおよび２０ｅが形成された側とは反対側に形成されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（ｍ面（１−１００）面）に対して略垂直な方向である［１−１００］方向に延びる光反射面２０ｂを備えることによって、光出射面２０ａと、光出射面２０ａとは反対側の光反射面２０ｂとを一対の共振器面とした半導体レーザ素子層３を形成することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子層３の光反射面２０ｂを、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（ｍ面（１−１００）面）内の［１１−２０］方向（図６のＢ方向）にストライプ状に延びるようにｎ型ＧａＮ基板１に形成されたクラック３０の内側面３０ｂを起点として、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に対して略垂直に形成することによって、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面上に半導体レーザ素子層３を形成する際に、ｎ型ＧａＮ基板１のｍ面（（１−１００）面）内におけるｃ軸方向（［０００１］方向）と実質的に直交する［１１−２０］方向に形成されたクラック３０の内側面３０ｂを利用して、劈開工程を用いることなくｎ型ＧａＮ基板１の主表面に略垂直な（０００−１）面からなる共振器端面（光反射面２０ｂ）を有する半導体レーザ素子層３を容易に形成することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、非極性面（ｍ面（（１−１００）面））からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板１上に半導体レーザ素子層３を形成することによって、半導体素子層（発光層６）に発生するピエゾ電場や自発分極などの内部電場を低減することができる。これにより、共振器端面（光出射面２０ａ）近傍を含む半導体レーザ素子層３（発光層６）の発熱がより抑制されるので、窒化物系半導体レーザ素子５０の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
（第１実施形態の第１変形例）
図１４は、本発明の第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子６０の構造を説明するための断面図である。図１５および図１６は、本発明の第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子６０の製造プロセスを説明するための断面図である。図１４〜図１６を参照して、この第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子６０では、上記第１実施形態と異なり、半導体レーザ素子層３の光出射面６０ａと傾斜面６０ｃとの間にテラス部６０ｅを有する場合について説明する。
【００６０】
第１実施形態の第１変形例では、窒化物系半導体レーザ素子６０の製造プロセスにおいて、図１５に示すように、結晶成長により形成された半導体レーザ素子層３の上面上を覆うように、上記第１実施形態と同様のマスク層２２およびフォトリソグラフィによるレジスト２３を形成する。そして、図１６に示すように、上記第１実施形態と同様のエッチング加工により、半導体レーザ素子層３に［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びるとともに、ｎ型クラッド層５の一部および発光層６を含む光出射面６０ａを形成する。なお、光出射面６０ａは、本発明の「第１端面」の一例である。
【００６１】
ここで、第１実施形態の第１変形例では、図１６に示すように、光出射面６０ａを形成する際のエッチング条件を制御することによって、光出射面６０ａ下部のｎ型クラッド層５に、ｎ型ＧａＮ基板１側に向かって斜めに延びる傾斜面６０ｃと、傾斜面６０ｃと光出射面６０ａとを繋ぐテラス部６０ｅとが形成される。これにより、図１４に示すように、半導体レーザ素子層３のレーザ光出射側端面には、（１−１０１）面からなる傾斜面６０ｄと、エッチング加工による光出射面６０ａ、傾斜面６０ｃおよびテラス部６０ｅが、それぞれ形成される。なお、傾斜面６０ｃ、６０ｄおよびテラス部６０ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００６２】
また、図１４に示すように、半導体レーザ素子層３の形成時に、クラック３０の内側面３０ｂの上端部を起点として、クラック３０の（０００−１）面を引き継ぐように［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びる端面（（０００−１）面）を形成しながら光反射面６０ｂが形成される。なお、光反射面６０ｂは、本発明の「第２端面」の一例である。
【００６３】
なお、第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子６０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子６０の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６４】
（第１実施形態の第２変形例）
図１７は、本発明の第１実施形態の第２変形例による窒化物系半導体レーザ素子６５の構造を説明するための断面図である。図１７を参照して、この第１実施形態の第２変形例による窒化物系半導体レーザ素子６５では、上記第１実施形態と異なり、半導体レーザ素子層３がｎ型ＧａＮ基板１の非極性面であるａ面（（１１−２０）面）からなる主表面上に、下地層２を介して形成される場合について説明する。
【００６５】
ここで、第１実施形態の第２変形例では、図１７に示すように、半導体レーザ素子層３には、光出射面６５ａの下端部から、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ２（＝約５８°）だけ傾斜するとともに、発光層６の近傍領域が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向（光出射面６５ａからレーザ素子の外部に遠ざかる方向））に延びる傾斜面６５ｃおよび６５ｄが形成されている。また、光出射面６５ａの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ２（＝約５８°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面６５ｅが形成されている。したがって、図１７に示すように、傾斜面６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅと、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面とは鋭角をなすように形成されている。なお、光出射面６５ａ、傾斜面６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００６６】
また、第１実施形態の第２変形例では、半導体レーザ素子層３の傾斜面６５ｃは、光出射面６５ａの下部に位置するｎ型クラッド層５からｎ型ＧａＮ基板１側に向かって斜めに延びるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に対して略垂直に延びる端面６５ｆを介して傾斜面６５ｄに接続されるように形成されている。また、半導体レーザ素子層３の傾斜面６５ｄおよび６５ｅは、下地層２のクラック３０の内側面３０ａの上端部を起点として結晶成長する（１１−２２）面からなるファセット（成長面）により構成されている。
【００６７】
また、第１実施形態の第２変形例では、半導体レーザ素子層３の光反射面６５ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に延びるとともに、クラック３０の（０００−１）面からなる内側面３０ｂを引き継ぐように結晶成長した（０００−１）面からなる端面により構成されている。なお、光反射面６５ｂは、本発明の「第２端面」の一例である。
【００６８】
なお、第１実施形態の第２変形例による窒化物系半導体レーザ素子６５のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の第２変形例による窒化物系半導体レーザ素子６５の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６９】
［実施例］
図１８および図１９は、図８に示した第１実施形態の製造プロセスによるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。図６、図１８および図１９を参照して、上記第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００７０】
この確認実験では、まず、上記した第１実施形態の製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、ｍ面（（１−１００）面）からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて３μｍ〜４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層を形成した。この際、ｎ型ＧａＮ基板と下地層との格子定数差に起因して、下地層に図１８および図１９に示すようなクラックが形成された。この際、クラックは、図１９に示すように、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に対して垂直な方向に延びる（０００−１）面（写真におけるクラックの左側の内側面）を形成しているのが確認された。また、クラックは、図６に示したように、ｎ型ＧａＮ基板の［０００１］方向と直交する［１１−２０］方向（Ｂ方向）にストライプ状に形成されたのが確認された。
【００７１】
次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ＧａＮからなる半導体層を下地層上にエピタキシャル成長させた。この結果、図１９に示すように、クラックの（０００−１）面からなる内側面側において、半導体層がこの面方位を引き継ぐように垂直方向に延びるＧａＮの（０００−１）面を形成しながら［１−１００］方向（Ｃ２方向）に結晶成長するのが確認された。これにより、下地層に設けられたクラックの片面（内側面）を利用して半導体層の共振器端面（光出射面または光反射面）を形成することが可能であることが確認された。なお、図１９に示すように、共振器端面の形成と同時に、クラックの（０００−１）面と反対側の内側面上に、ＧａＮの（１−１０１）面からなる成長面（ファセット）が形成されるのが確認された。また、形成時にｎ型ＧａＮ基板まで達していたクラックは、半導体層の積層に伴って、空隙の一部を埋められているのが確認された。
【００７２】
上記の確認実験の結果から、本発明による窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法では、結晶成長による半導体層の形成と同時に、半導体層（発光層）に（０００−１）面からなる共振器端面の片側（光反射面側の端面）と、（１−１０１）面からなる傾斜面（光出射面側の端面）とを同時に形成することが可能であるのが確認された。
【００７３】
（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２０を参照して、この第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子７０では、上記第１実施形態と異なり、（１１−２−５）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板７１を用いて、主表面上の下地層２にｎ型ＧａＮ基板７１の［１−１００］方向（図２０の紙面に垂直な方向）に延びるクラック３０を形成した後に、半導体レーザ素子層３を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板７１は、本発明の「基板」の一例である。
【００７４】
ここで、第２実施形態では、図２０に示すように、半導体レーザ素子層３は、ｎ型ＧａＮ基板７１の（１１−２−５）面からなる主表面上に、下地層２を介して形成されている。この際、半導体レーザ素子層３には、ｎ型ＧａＮ基板７１の主表面に垂直な方向（［１１−２−５］方向（Ｃ２方向））と略等しい方向に延びる光出射面７０ａと、光出射面７０ａの下部近傍から［１１−２−５］方向に対して角度θ３（＝約５７°）だけ傾斜するとともに、発光層６の近傍領域が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向）に延びる傾斜面７０ｃと、端面７０ｆを介して傾斜面７０ｄとが形成されている。また、光出射面７０ａの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板７１の［１１−２−５］方向に対して角度θ３（＝約５７°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面７０ｅが形成されている。したがって、図２０に示すように、傾斜面７０ｃ、７０ｄおよび７０ｅと、ｎ型ＧａＮ基板７１の主表面とは鋭角をなすように形成されている。なお、光出射面７０ａ、傾斜面７０ｃ、７０ｄおよび７０ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。また、半導体レーザ素子層３には、ｎ型ＧａＮ基板７１の主表面に垂直な光反射面７０ｂが形成されている。なお、光反射面７０ｂは、本発明の「第２端面」の一例である。
【００７５】
なお、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子７０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。また、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子７０の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
（第３実施形態）
図２１は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。まず、図２１を参照して、この第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子８０では、上記第１実施形態と異なり、（１１−２−２）面からなる半極性面の主表面を有するｎ型ＧａＮ基板８１を用いて、主表面上の下地層２にｎ型ＧａＮ基板８１の［１−１００］方向（図２１の紙面に垂直な方向）に延びるクラック３０を形成した後に、半導体レーザ素子層３を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板８１は、本発明の「基板」の一例である。
【００７７】
ここで、第３実施形態では、図２１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板８１の（１１−２−２）面からなる主表面上に、第１実施形態と同様の積層構造を有する半導体レーザ素子層３が、下地層２を介して形成されている。この際、半導体レーザ素子層３には、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に垂直な方向（［１１−２−２］方向（Ｃ２方向））と略等しい方向に延びる光出射面８０ａと、光出射面８０ａの下部近傍から［１１−２−２］方向に対して角度θ４（＝約２７°）だけ傾斜するとともに、発光層６の近傍領域が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向）に延びる傾斜面８０ｃと、端面８０ｆを介して傾斜面８０ｄとが形成されている。また、光出射面８０ａの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板８１の［１１−２−２］方向に対して角度θ４（＝約２７°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面８０ｅが形成されている。したがって、図２１に示すように、傾斜面８０ｃ、８０ｄおよび８０ｅと、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面とは鋭角をなすように形成されている。なお、光出射面８０ａ、傾斜面８０ｃ、８０ｄおよび８０ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００７８】
また、第３実施形態では、図２１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に垂直な方向（［１１−２−２］方向（Ｃ２方向））と略等しい方向に延びる光反射面８０ｂと、光反射面８０ｂの下部近傍から［１１−２−２］方向に対して角度θ５（＝約３２°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面８０ｇと、端面８０ｈを介して傾斜面８０ｉとが形成されている。また、光反射面８０ｂの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板８１の［１１−２−２］方向に対して角度θ５（＝約３２°）だけ傾斜するとともに、Ａ１方向に延びる傾斜面８０ｊが形成されている。なお、光反射面８０ｂは、本発明の「第２端面」の一例である。なお、第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子８０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００７９】
図２２〜図２４は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１および図２２〜図２４を参照して、第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子８０の製造プロセスについて説明する。
【００８０】
第３実施形態では、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ｎ型ＧａＮ基板８１の（１１−２−２）面からなる主表面上に、下地層２および半導体レーザ素子層３を順次形成する。その際、図２２に示すように、下地層２に予め形成されたクラック３０の内側面３０ａの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に対して角度θ４（＝約２７°）傾斜した方向に延びる（１１−２２）面からなるファセットが形成される。また、同時に、半導体レーザ素子層３は、クラック３０の内側面３０ｂの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に対して角度θ５（＝約３２°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなるファセットを形成しながら結晶成長する。
【００８１】
次に、図２３に示すように、半導体レーザ素子層３上にマスク層２２とレジスト２３とを形成した後に、フッ化水素酸によるウェットエッチングによってマスク層２２を部分的に除去する。さらに、ファセット（（１１−２２）面および（０００−１）面）が露出している部分に、Ｃｌ２などによるドライエッチングを行う。これにより、図２３に示すように、半導体レーザ素子層３に、ｎ型クラッド層５の一部および発光層６を含む光出射面８０ａおよび光反射面８０ｂがそれぞれ形成される。なお、図２３に示すように、ドライエッチングにより、光出射面８０ａは略（１１−２５）面を有するとともに、光反射面８０ｂは略（−１−１２−５）面を有するように形成される。
【００８２】
その後、フッ化水素酸によるウェットエッチングにより、半導体レーザ素子層３上からマスク層２２およびレジスト２３を完全に除去する。これにより、半導体レーザ素子層３のレーザ光出射側端面には、（１１−２２）面からなる傾斜面８０ｄおよび８０ｅと、上記エッチングによる光出射面８０ａ、傾斜面８０ｃおよび端面８０ｆが形成される。また、半導体レーザ素子層３のレーザ光反射側端面には、（０００−１）面からなる傾斜面８０ｉおよび８０ｊと、上記エッチングによる光反射面８０ｂ、傾斜面８０ｇおよび端面８０ｈが形成される。
【００８３】
次に、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、リッジ部２１（図１参照）、電流ブロック層９（図１参照）およびｐ側電極１０をそれぞれ形成する。なお、第３実施形態において、リッジ部２１は、略［１１−２５］方向（Ａ１方向）に延びるように形成される。
【００８４】
この後、図２４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板８１の厚みが約１００μｍになるように、ｎ型ＧａＮ基板８１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板８１の裏面上に、ｎ型ＧａＮ基板８１に接触するようにｎ側電極１１を形成する。
【００８５】
そして、図２４に示すように、クラック３０の略真下に位置するｎ側電極１１の裏面側に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板８１のＡ方向と直交する方向（図１のＢ方向）に延びるように直線状のスクライブ溝３１を形成する。この状態で、図２４に示すように、ウェハの表面側（上側）が開くようにｎ型ＧａＮ基板１の裏面側を支点として荷重を印加することにより、ウェハをスクライブ溝３１の位置（劈開線５５０）で劈開する。
【００８６】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図２１に示した第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子８０が形成される。なお、第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子８０の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８７】
（第４実施形態）
図２５は、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２６〜図２９は、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。図１および図２５〜図２９を参照して、この第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子９０では、上記第１実施形態と異なり、ｎ型ＧａＮ基板９１のｍ面（（１−１００）面）からなる主表面に、エッチング技術を用いて、［１１−２０］方向（図２５の紙面に垂直な方向）に延びる溝部９２を形成した後に、半導体レーザ素子層３を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板９１は、本発明の「基板」の一例であり、溝部９２は、本発明の「凹部」の一例である。
【００８８】
本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子９０では、図２５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板９１上に、第１実施形態と同様の積層構造を有する半導体レーザ素子層３が形成されている。また、半導体レーザ素子層３は、レーザ素子端部間（Ａ方向）長さＬ１が約１５６０μｍを有するとともに、［０００１］方向である共振器方向に、ｎ型ＧａＮ基板７１の主表面に対して略垂直な光出射面９０ａおよび光反射面９０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面９０ａおよび光反射面９０ｂは、それぞれ、本発明の「第１端面」および「第２端面」の一例である。
【００８９】
ここで、第４実施形態では、図２６に示すように、上記第１実施形態における窒化物系半導体レーザ素子５０の製造プロセスと異なり、ｎ型ＧａＮ基板９１のｍ面（（１−１００）面）からなる主表面に、エッチング技術を用いて、［０００１］方向（Ａ方向）に約１０μｍの幅Ｗ１を有するとともに、約２μｍの深さを有し、［１１−２０］方向（紙面に垂直な方向）に延びる溝部９２を形成する。また、溝部９２は、Ａ方向に、約１５７０μｍ（＝Ｗ１＋Ｌ２）周期でストライプ状に形成される。また、その際、溝部９２には、ｎ型ＧａＮ基板９１の（１−１００）面に対して略垂直な（０００１）面からなる内側面９２ａと、ｎ型ＧａＮ基板９１の（１−１００）面に対して略垂直な（０００−１）面からなる内側面９２ｂとが形成される。なお、内側面９２ａおよび９２ｂは、それぞれ、本発明の「凹部の一方側の側面」および「凹部の他方側の側面」の一例である。
【００９０】
その後、図２７に示すように、第１実施形態と同様の製造プロセスによってｎ型ＧａＮ基板９１上に、バッファ層４、ｎ型クラッド層５、発光層６、ｐ型クラッド層７およびｐ型コンタクト層８を順次積層することにより、半導体レーザ素子層３を形成する。
【００９１】
この際、第４実施形態では、図２７に示すように、溝部９２の（０００１）面からなる内側面９２ａの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に対して角度θ１（＝約６２°）傾斜した方向に延びる（１−１０１）面からなるファセット（成長面）が形成される。また、同時に、半導体レーザ素子層３は、溝部９２の内側面９２ｂの上端部を起点として、溝部９２の（０００−１）面を引き継ぐように［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びる端面（（０００−１）面）を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層３には、（０００−１）面からなる光反射面９０ｂが形成される。
【００９２】
また、第４実施形態では、上記第１実施形態と同様のエッチング加工により、図２８に示すように、半導体レーザ素子層３に［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びるとともに、ｎ型クラッド層５の一部および発光層６を含む光出射面９０ａが形成される。また、その際、図２８に示すように、ｎ型クラッド層５の上端部近傍からｎ型ＧａＮ基板９１側に向かって斜めに延びる傾斜面９０ｃと、光出射面９０ａと略平行な端面９０ｆとが形成される。これにより、図２９に示すように、上記第１実施形態と同様に、半導体レーザ素子層３のレーザ光出射側端面には、（１−１０１）面からなる傾斜面９０ｄおよび９０ｅと、エッチング加工による光出射面９０ａおよび傾斜面９０ｃとが形成される。なお、傾斜面９０ｃ、９０ｄおよび９０ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００９３】
そして、第１実施形態と同様の製造プロセスにより、電流ブロック層９（図１参照）、ｐ側電極１０およびｎ側電極１１を順次形成する。そして、図２９に示すように、ｎ側電極１１の裏面側の（０００−１）半導体端面に対応する位置と、所定の（０００１）面を形成したい位置に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板９１の溝部９２と平行（図２６の紙面に垂直な方向）に延びるように直線状のスクライブ溝９３を形成する。この状態で、図２９に示すように、ウェハの表面側（上側）が開くようにｎ型ＧａＮ基板９１の裏面側を支点として荷重を印加することにより、ウェハを、スクライブ溝９３の位置（劈開線６００）で劈開する。
【００９４】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図２５に示した第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子９０が形成される。
【００９５】
第４実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子層３に、光出射面９０ａと、光出射面９０ａの近傍に、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面（ｍ面（１−１００）面）と鋭角をなしながらｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に垂直な［１−１００］方向に対して角度θ１（＝約６２°）だけ傾斜して延びる傾斜面９０ｃおよび９０ｄとを設けることによって、半導体レーザ素子層３は、発光層６近傍における平面積よりも大きな平面積を介してｎ型ＧａＮ基板９１側と接続されるので、その平面積が増加する分だけｎ型ＧａＮ基板９１側に放熱される経路の断面積（傾斜面９０ｃおよび９０ｄ、端面９０ｆ、ｎ型クラッド層５の主面（（１−１００）面）および光出射面９０ａをｎ型クラッド層５の主面までＣ１方向に延長した仮想面（破線）によって囲まれた領域Ｓ（図２５参照））を増加させることができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子９０の出力を増加させた場合であっても、光出射面９０ａ近傍におけるレーザ出射光の発熱が、光出射面９０ａよりもレーザ光の出射方向に延びる傾斜面９０ｃおよび９０ｄが形成された半導体レーザ素子層３内部を介して、適切にｎ型ＧａＮ基板９１側に拡散される。したがって、レーザ出射光による共振器端面（光出射面９０ａ）の過度な発熱が抑制される。これにより、半導体レーザの高出力化に伴って共振器端面（光出射面９０ａ）が劣化するのを抑制することができる。また、共振器端面（光出射面９０ａ）の劣化が抑制されることによって、窒化物系半導体レーザ素子９０の長寿命化を図ることができる。
【００９６】
なお、第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子９０のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９７】
（第４実施形態の変形例）
図３０は、本発明の第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子９５の構造を説明するための断面図である。図３０を参照して、この第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子９５では、上記第４実施形態と異なり、半導体レーザ素子層３がｎ型ＧａＮ基板９１の非極性面であるａ面（（１１−２０）面）からなる主表面上に形成される場合について説明する。
【００９８】
ここで、第４実施形態の変形例では、図３０に示すように、半導体レーザ素子層３には、光出射面９５ａの下端部から、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ２（＝約５８°）だけ傾斜するとともに、発光層６の近傍領域が発するレーザ光の出射方向（Ａ１方向（光出射面９５ａからレーザ素子の外部に遠ざかる方向））に延びる傾斜面９５ｃおよび９５ｄが形成されている。また、光出射面９５ａの上端部から、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に対して角度θ２（＝約５８°）だけ傾斜するとともに、Ａ２方向に延びる傾斜面９５ｅが形成されている。したがって、図３０に示すように、傾斜面９５ｃ、９５ｄおよび９５ｅと、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面とは鋭角をなすように形成されている。なお、光出射面９５ａ、傾斜面９５ｃ、９５ｄおよび９５ｅは、それぞれ、本発明の「第１端面」の一例である。
【００９９】
また、第４実施形態の変形例では、半導体レーザ素子層３の傾斜面９５ｃは、光出射面９５ａの下部に位置するｎ型クラッド層５からｎ型ＧａＮ基板９１側に向かって斜めに延びるとともに、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に対して略垂直に延びる端面９５ｆを介して傾斜面９５ｄに接続されるように形成されている。また、半導体レーザ素子層３の傾斜面９５ｄおよび９５ｅは、溝部９２の（０００１）面からなる内側面９２ａの上端部を起点として結晶成長した（１１−２２）面からなるファセットにより構成されている。
【０１００】
また、第４実施形態の変形例では、半導体レーザ素子層３の光反射面９５ｂは、ｎ型ＧａＮ基板９１の主表面に垂直な方向（［１１−２０］方向（Ｃ２方向））に延びるとともに、溝部９２の（０００−１）面からなる内側面９２ｂを引き継ぐように結晶成長した（０００−１）面からなる端面により構成されている。なお、光反射面９５ｂは、本発明の「第２端面」の一例である。
【０１０１】
第４実施形態の変形例では、ｎ型ＧａＮ基板９１の非極性面（（１１−２０）面））上に半導体レーザ素子層３を形成することによって、半導体素子層（発光層６）に発生するピエゾ電場や自発分極などの内部電場を低減することができる。これにより、共振器端面（光出射面９５ａ）近傍を含む半導体レーザ素子層３（発光層６）の発熱がより抑制されるので、第１実施形態と同様に、窒化物系半導体レーザ素子９５の長寿命化を図ることができる。
【０１０２】
なお、第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子９５のその他の構造および製造プロセスは、上記第４実施形態と同様である。また、第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子９５のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１０３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０４】
たとえば、上記第２実施形態では、（１１−２−５）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板７１上に半導体レーザ素子層３を形成することにより窒化物系半導体レーザ素子７０を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、（１−１０−４）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板上に半導体レーザ素子層を形成してもよい。この場合、光出射側の共振器端面近傍に形成される傾斜面は、半導体レーザ素子層形成時の結晶成長に伴う（０００−１）面からなるファセットとなる。また、この場合、光反射面は、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に対して略垂直な（１−１０１）面からなる結晶成長面により形成される。なお、傾斜面（ファセット）の傾斜角度は、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に垂直な方向（［１−１０−４］方向）に対して約６５°を有する。
【０１０５】
また、上記第３実施形態では、（１１−２−２）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板８１上に半導体レーザ素子層３を形成することにより窒化物系半導体レーザ素子８０を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、（１−１０−１）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板上に半導体レーザ素子層を形成してもよい。この場合、光出射側の共振器端面近傍に形成される傾斜面は、半導体レーザ素子層形成時の結晶成長に伴う（１−１０１）面）からなるファセットとなり、光反射面側に形成される傾斜面は、（０００−１）面からなるファセットとなる。なお、傾斜面の傾斜角度は、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に垂直な方向（［１−１０−１］方向）に対して、それぞれ、光出射面側が約３４°を有するとともに光反射面側が約２８°を有する。
【０１０６】
また、上記第３実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に垂直な方向（［１１−２−２］方向）に対して傾斜角度の小さい側（角度θ４＝約２７°）の傾斜面８０ｄおよび８０ｅを光出射面８０ａ側とするとともに、［１１−２−２］方向に対して傾斜面８０ｄおよび８０ｅよりも相対的に傾斜角度の大きい側（角度θ５＝約３２°）の傾斜面８０ｉおよび８０ｊに光反射面８０ｂを形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、傾斜面８０ｄおよび８０ｅの側の共振器端面を光反射面とするとともに、傾斜面８０ｉおよび８０ｊ側の共振器端面を光出射面とする（傾斜の角度関係と共振器端面との関係を上記と反対にする）ように構成してもよい。このように構成すれば、光出射面側の傾斜面が、光出射面側の傾斜面よりもｎ型ＧａＮ基板の主表面（（１１−２−２）面）に対してより鋭角をなすように形成されるので、光出射面側のｎ型クラッド層５（図３参照）からｎ型ＧａＮ基板１（図３参照）側に放熱される経路の断面積（図３の領域Ｓ）をより大きく形成することができる。この結果、レーザ出射光の発熱を、より効果的にｎ型ＧａＮ基板１側に放熱させることができる。
【０１０７】
また、上記第３実施形態では、光反射面８０ｂ（図２４参照）の下部に傾斜面８０ｇ（エッチング面）および８０ｉ（ファセット）を有する（残す）ように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、光反射面８０ｂ（図２４参照）を形成する際のドライエッチングを、光反射面８０ｂがｎ型ＧａＮ基板８１の内部まで達するように行うようにしてもよい。これにより、上記第４実施形態に示した窒化物系半導体レーザ素子９０（図２５参照）と同様のレーザ素子構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成することができる。
【０１０８】
また、上記第１〜第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子層３を、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子層３を、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮおよびこれらの混晶からなるウルツ構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、基板としてＧａＮからなるｎ型ＧａＮ基板を用いるとともに、ｎ型ＧａＮ基板上にＡｌＧａＮからなる下地層を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、基板にＩｎＧａＮ基板を用いるとともに、ＩｎＧａＮ基板上にＧａＮまたはＡｌＧａＮからなる下地層を形成してもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、基板としてＧａＮ基板を使用した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ａ面（（１１−２０）面）を主面とする窒化物系半導体を予め成長させたｒ面（（１１０２）面）サファイア基板や、ａ面（（１１−２０）面）またはｍ面（（１−１００）面）を主面とする窒化物系半導体を予め成長させたａ面ＳｉＣ基板またはｍ面ＳｉＣ基板などを使用してもよい。また、上記の非極性窒化物系半導体を予め成長させたＬｉＡｌＯ２・ＬｉＧａＯ２基板などを用いてもよい。
【０１１１】
また、上記第１〜第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスでは、ｎ型ＧａＮ基板と下地層との格子定数差を利用して下地層に自発的にクラックが形成されるのを利用した例について示したが、本発明はこれに限らず、下地層２のＢ方向（図６参照）の両端部（ｎ型ＧａＮ基板１のＢ方向の端部に対応する領域）にのみスクライブ傷を形成してもよい。このように構成しても、両端部のスクライブ傷を起点としてＢ方向に延びるクラックを導入することができる。
【０１１２】
また、上記第１〜第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、平坦な基板上に下部クラッド層、発光層（活性層）および上部クラッド層などを順次形成し、その上の電流路を電流ブロック層により狭く制限する構造利得導波型のオキサイドストライプ構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、リッジ部をＳｉＯ２またはＡｌＧａＮなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率分布導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図２】図１に示した窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の光出射面近傍の詳細を示した拡大断面図である。
【図４】図２に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の発光層の詳細を示した拡大断面図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図６】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図７】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図９】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１０】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１１】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１２】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】図１に示した第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１５】図１４に示した第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１６】図１４に示した第１実施形態の第１変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の第２変形例による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１８】図８に示した第１実施形態の製造プロセスによるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。
【図１９】図８に示した第１実施形態の製造プロセスによるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。
【図２０】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２３】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２４】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２５】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２６】図２５に示した第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２７】図２５に示した第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２８】図２５に示した第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２９】図２５に示した第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３０】本発明の第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、７１、８１、９１  ｎ型ＧａＮ基板（基板）
２  下地層
３  半導体レーザ素子層（窒化物系半導体素子層）
４  バッファ層（窒化物系半導体素子層）
５  ｎ型クラッド層（窒化物系半導体素子層、第１導電型の第１クラッド層）
６  発光層（窒化物系半導体素子層）
７  ｐ型クラッド層（窒化物系半導体素子層、第２導電型の第２クラッド層）
８  ｐ型コンタクト層（窒化物系半導体素子層）
２０ａ、６０ａ、６５ａ、７０ａ、８０ａ、９０ａ、９５ａ  光出射面（第１端面）
２０ｂ、６０ｂ、６５ｂ、７０ｂ、８０ｂ、９０ｂ、９５ｂ  光反射面（第２端面）
２０ｃ、６０ｃ、６５ｃ、７０ｃ、８０ｃ、９０ｃ、９５ｃ  傾斜面（第１端面）
２０ｄ、６０ｄ、６５ｄ、７０ｄ、８０ｄ、９０ｄ、９５ｄ  傾斜面（第１端面）
２０ｅ、６５ｅ、７０ｅ、８０ｅ、９０ｅ、９５ｅ  傾斜面（第１端面）
３０  クラック（凹部）
３０ａ、９２ａ  内側面（凹部の一方側の側面）
３０ｂ、９２ｂ  内側面（凹部の他方側の側面）
６０ｅ  テラス部（第１端面）
９２  溝部（凹部）
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図１８】
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【図１９】
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