(57)【要約】【課題】簡易な製造方法を用いて、レーザ光の偏光を安定化させることの可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】基板１０上に、下部ＤＢＲ層１１、キャビティ層１２および上部ＤＢＲ層１３をこの順に積層して構成される。上部ＤＢＲ層１３は、第１上部ＤＢＲ層１９、傾斜面２０Ａを有する傾斜層２０、平坦化層２１および第２上部ＤＢＲ層をキャビティ層１２側からこの順に積層されたものである。傾斜面２０Ａは垂直共振器の共振作用との関係で偏光依存性を持っており、ｐ波の共振作用に貢献していることから、垂直共振器を構成する要素の１つとなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光領域を有する活性層と、
前記活性層を間にして設けられた一対の多層膜反射鏡と
を備え、
前記一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、その内部に、前記発光領域と対応して傾斜面を有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、第１多層膜反射鏡、前記傾斜面を有する傾斜層、前記傾斜面と対向する傾斜面を有する平坦化層および第２多層膜反射鏡をこの順に含む
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記平坦化層は、熱硬化性材料からなる
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記平坦化層は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する絶縁性材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第２多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記傾斜層は、単一の屈折率を有する半導体材料からなる
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１多層膜反射鏡および前記傾斜層と、前記平坦化層および前記第２多層膜反射鏡とは、互いに異なる半導体基板上で形成されたものであり、
前記傾斜面を有する多層膜反射鏡は、前記傾斜層の傾斜面と、前記平坦化層の傾斜面とを互いに張り合わせることにより形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、第１多層膜反射鏡、前記傾斜面を有する傾斜層、空隙および第２多層膜反射鏡をこの順に含んで構成され、
前記第２多層膜反射鏡を支持する支持部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記平坦化層は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第２多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する絶縁性材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第２多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１多層膜反射鏡は、互いに異なる屈折率を有する半導体材料を交互に積層して構成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記傾斜層は、単一の屈折率を有する半導体材料からなる
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層方向（基板に対して直交する方向）にレーザ光を射出する半導体発光素子に係り、特に、大きな光出力の要求される用途に好適に適用可能な半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、端面発光型半導体レーザとは異なり、積層方向に光を射出するものであり、同じ基板上に２次元アレイ状に多数の素子を配列することが可能であることから、近年、データ通信分野などで注目されている。
【０００３】
一般的な面発光型半導体レーザは、特許文献１に記載されているように、基板上に、一対の多層膜反射鏡と、その一対の多層膜反射鏡の間に設けられたキャビティ層とを含んで構成される垂直共振器を有する。キャビティ層は、ｎ型クラッド層、発光領域を含む活性層、ｐ型クラッド層および電流狭窄層をこの順に含んで構成されている。電流狭窄層は、電流注入領域を狭めたドーナツ状の電流狭窄領域を有しており、活性層への電流注入効率を高め、しきい値電流を下げる役割を有している。一対の多層膜反射鏡は、光学膜厚がそれぞれλ0 ／４（λ0 は発光波長）の低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組分含んで構成されたものである。また、下面側にはｎ側電極、上面側にはｐ側電極がそれぞれ設けられ、ｐ側電極には発光領域からの光を射出するための開口部が設けられている。この面発光型半導体レーザでは、電流狭窄層により狭窄された電流が活性層へ注入され、活性層で発光した光は垂直共振器により反射されると共に増幅され、その結果、ｐ側電極に設けられた開口部から射出される。
【０００４】
ところで、上記した半導体レーザでは、端面発光型半導体レーザと異なり、レーザ光を射出する方向（積層方向）と垂直な面内における構造上の対称性が良いので、真円に近いビーム形状を得ることができるという利点がある。しかし、構造上の対称性が良いために偏光方向による発振利得の差が小さく、レーザ光の偏光が不安定になり易い。そのため、温度や駆動電流が微妙に変化するだけで偏光が切り替わってしまう虞がある。
【０００５】
また、ミラーや偏光子など、多くの光学素子の光学特性は偏光依存性を持つので、偏光の不安定な半導体レーザは光源として利用する場合に大きな制約を受ける。半導体レーザを偏光依存性のない光学素子と共に用いる場合であっても、ひとたび偏光が不安定になると、過剰雑音や、モード競合が生じるので、光源としての品質が劣化してしまう。
【０００６】
そこで、レーザ光の偏光を安定化させるための様々な方策が提案されており、それらは２つに大別することができる。１つ目は、活性層の利得自体に偏光依存性を持たせる技術である。例えば、対称性の悪い面方位の基板上に活性層を成長させることにより、活性層の利得に偏光依存性を持たせることが可能である。しかし、対称性の悪い面方位の基板上に結晶成長させる条件が対称性の良い面方位の基板上に結晶成長させる通常の場合と比べて極めて限られており、酸化狭窄などの製造条件が通常の場合と異なるので、量産化が難しいという問題があった。
【０００７】
２つ目は、一対の多層膜反射鏡の反射率または損失に偏光依存性を持たせる技術である。例えば、開口部を異方性形状とすることにより、一対の多層膜反射鏡の反射率または損失に偏光依存性を持たせることが可能である。しかし、この場合には、開口部をパターニングにより形成する際に高い精度が求められる他、真円状のビーム形状を得ることが困難となるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２では、一方の多層膜反射鏡の側面を傾斜させることによっても、一対の多層膜反射鏡の反射率または損失に偏光依存性を持たせることが可能である、としている。特許文献２では、図１０に示したように、基板１１０上に、下部多層膜反射鏡１１１、下部クラッド層１１２、不活性化領域１１３に囲まれた活性層１１４、上部クラッド層１１５および上部多層膜反射鏡１１６をこの順に積層したのち、上部多層膜反射鏡１１６の側面を選択的にエッチングして傾斜させた半導体発光素子が開示されている。なお、傾斜した側面を含む上部多層膜反射鏡１１６全体を覆うようにして電極１１７が形成され、さらに基板１１０の裏面に電極１１８が形成されている。一般に、屈折率の互いに異なる物質の界面に斜入射した光の反射率には偏光依存性があり、界面と平行な電場成分を持つ直線偏光波（以下、「ｓ波」と称する）の反射率の方が、界面と垂直方向に電場成分を持つ直線偏光波（以下、「ｐ波」と称する）のそれよりも高くなるという性質がある。そこで、特許文献２では、この性質を利用して、上部多層膜反射鏡１１６の側面を傾斜させることにより、ｓ波の方がｐ波よりも活性層１１４に帰還する光量を大きくすることができ、その結果、ｓ波で安定したレーザ発振を実現することができる、としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２１０９０８号公報
【特許文献２】特開平８−１１６１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ｓ波は側面において入射角と同じ角度で反射するので、共振器方向（積層方向）とは異なる方向へ反射されることとなる。そのため、側面でのｓ波の反射は垂直共振器にとって損失として作用する。また、側面を透過したｐ波はそのまま垂直共振器の外部へ放出されるので、側面でのｐ波の透過も垂直共振器にとって損失として作用する。つまり、この側面は、ｐ波およびｓ波の双方に対して大きな損失を与えているだけであり、共振作用との関係で偏光依存性を持っているとは言い難い。また、この側面は、共振作用に何ら貢献していないことから、垂直共振器を構成する要素であるとはいえない。従って、特許文献２に記載の技術では、ｓ波で安定したレーザ発振を実現することは極めて困難といえる。
【００１１】
このように、従来では、簡易な製造方法を用いて、レーザ光の偏光を安定化させることが困難であった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な製造方法を用いて、レーザ光の偏光を安定化させることの可能な半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の半導体発光素子は、発光領域を有する活性層と、活性層を間にして設けられた一対の多層膜反射鏡とを備えたものである。一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方は、その内部に、発光領域と対応して傾斜面を有している。
【００１４】
本発明の半導体発光素子では、一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方の内部に、発光領域と対応して傾斜面が設けられているので、発光領域からの光が傾斜面に斜入射する。ここで、一般に、傾斜面と平行な電場成分を持つｓ波の反射率の方が、傾斜面と垂直方向に電場成分を持つｐ波のそれよりも高くなるので、活性層側から傾斜面へ入射したｐ波や、活性層とは反対側から傾斜面へ入射したｐ波は傾斜面を主に透過し、反対に、活性層側から傾斜面へ入射したｓ波や、活性層とは反対側から傾斜面へ入射したｓ波は傾斜面で主に反射される。これにより、ｐ波は、一対の多層膜反射鏡およびキャビティ層を含んで構成される垂直共振器内を循環することが可能となるので、垂直共振器によって増幅され、その結果、レーザ発振が生じる。他方、ｓ波は、垂直共振器内を循環することができないので、垂直共振器によって増幅されることはない。つまり、この傾斜面は共振作用との関係で偏光依存性を持っている。また、この傾斜面は、ｐ波の共振作用に貢献していることから、垂直共振器を構成する要素の１つとなっている。
【００１５】
ここで、一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方の内部に、発光領域と対応して傾斜面を設けるためには、例えば、活性層上に多層膜反射鏡を途中まで形成したのち、その中途まで形成した多層膜反射鏡の上面にエッチングにより傾斜面を形成し、さらに、ＢＣＢ樹脂（Benzocyclobutene：ベンゾシクロブテン）を塗布してその傾斜面を埋め込むと共にＢＣＢ樹脂の表面を平坦化し、その平坦化された表面に残りの多層膜反射鏡を形成することが考えられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半導体発光素子によれば、一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方の内部に、発光領域と対応して傾斜面を設けるようにしたので、傾斜面は共振作用との関係で偏光依存性を持っている。これにより、ｐ波の方がｓ波よりも積層方向に帰還する光量を大きくすることができ、その結果、ｐ波で安定したレーザ発振を実現することができる。また、上記したように、内部に傾斜面を有する多層膜反射鏡は、通常の製造方法によって形成することが可能である。従って、簡易な製造方法を用いて、レーザ光の偏光を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の断面構成を表すものである。この半導体発光素子は、垂直共振器の内部に偏光依存性を有する傾斜面２０Ａ（後述）を備えており、傾斜面２０Ａと平行な電場成分を持つｐ波成分の光を射出することが可能なものである。なお、図１は、模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。
【００１９】
この半導体発光素子は、積層方向に光を射出する面発光型の半導体レーザであり、基板１０の一面側に、下部ＤＢＲ層１１（多層膜反射鏡）、キャビティ層１２および上部ＤＢＲ層１３（多層膜反射鏡）を基板１０側からこの順に積層して構成されたものである。これら下部ＤＢＲ層１１、キャビティ層１２および上部ＤＢＲ層１３が半導体発光素子の垂直共振器を構成する。
【００２０】
これら下部ＤＢＲ層１１、キャビティ層１２および上部ＤＢＲ層１３には、上部ＤＢＲ層１３の中途（後述）から下部ＤＢＲ層１１の一部までを選択的にエッチングすることにより円柱状のメサ部１４が形成されている。
【００２１】
基板１０は、例えば、ｎ型ＧａＡｓにより構成されている。ｎ型不純物としては、ケイ素（Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００２２】
下部ＤＢＲ層１１は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を１組として、それを複数組分積層して構成されたものである。低屈折率層は、例えば、光学膜厚がλ／４（λは発振波長）のｎ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１≦１）、高屈折率層は、例えば、光学膜厚がλ／４のｎ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０≦ｘ２＜ｘ１）によりそれぞれ形成されている。ｐ型不純物としては、炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００２３】
キャビティ層１２は、下部クラッド層１５、活性層１６、上部クラッド層１７および電流狭窄層１８により構成されている。下部クラッド層１５は、例えば、ｎ型Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０≦ｘ３≦１）により構成され、上部クラッド層１７は、例えば、ｐ型Ａｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０≦ｘ４≦１）により構成されている。活性層１６は、例えば、アンドープのＡｌx5Ｇａ1-x5Ａｓからなる井戸層（０＜ｘ５≦１）と、アンドープのＧａＡｓからなる障壁層とを１組としてこれを複数組分積層して構成された多重量子井戸構造を有している。また、活性層１６は、その中央領域に発光領域１６Ａを有している。電流狭窄層１８は、その外縁領域に電流狭窄領域１８ａを有し、その中央領域に円形状の電流注入領域１８ｂを有している。電流注入領域１８ｂは、例えば、ｐ型ＡｌＡｓにより構成され、電流狭窄領域１８ａは、後述するように、メサ部１４の側面側からＡｌＡｓ層１８Ｄに含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られたＡｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）を含んで構成されている。つまり、電流狭窄層１８は電流を狭窄する機能を有している。
【００２４】
上部ＤＢＲ層１３は、低屈折率層（図示せず）および高屈折率層（図示せず）を１組として、それを複数組分積層して構成されたものであり、第１上部ＤＢＲ層１９、傾斜層２０、平坦化層２１および第２上部ＤＢＲ層２２を活性層１６側からこの順に積層して構成されている。
【００２５】
第１上部ＤＢＲ層１９は、例えば、光学膜厚がλ／４（λは発振波長）のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０＜ｘ６≦１）の低屈折率層と、例えば、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓ（０≦ｘ７＜ｘ６）の高屈折率層とを交互に積層して構成されている。この第１上部ＤＢＲ層１９は、その上面のうち、傾斜層２０と接する以外の領域において電極２３（後述）と電気的に接続されている。
【００２６】
第２上部ＤＢＲ層２２は、例えば、光学膜厚がλ／４（λは発振波長）のＳｉＮと、例えば、光学膜厚がλ／４のＳｉＯ2 とを交互に積層して構成されている。なお、この第２上部ＤＢＲ層２２は、上記した第１上部ＤＢＲ層１９と同様、例えば、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓの低屈折率層と、例えば、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓの高屈折率層とを交互に積層して構成されていてもよい。
【００２７】
この平坦化層２１は、傾斜層２０の傾斜面２０Ａと対向する斜面を有しており、傾斜層２０と互いに接している。この平坦化層２１厚さは、例えば、平坦化層２１の厚さと傾斜層２０の厚さとの合計が、例えば、光学長でｎλ／４（ｎは正の整数）となるように調整されている。
【００２８】
また、平坦化層２１は、上部ＤＢＲ層１３が傾斜層２０の傾斜面２０Ａをその内部に含んだ状態で垂直共振器の一部として作用することができるように、第２上部ＤＢＲ層２２を保持している。このような機能を担保するために、平坦化層２１は、熱硬化性材料、例えば、ＢＣＢ樹脂（Benzocyclobutene：ベンゾシクロブテン）や、ポリイミドにより構成されている。この平坦化層２１は、後述するように、例えば、スピンコート法により所定の厚さで塗布したのち、熱処理を行って固化することにより形成されたものである。このように、平坦化層２１を熱硬化性材料により構成するのは、一旦熱処理により熱硬化性材料を固化してしまえば数十ｎｍオーダー以下の変位で第２上部ＤＢＲ層２２を保持することができるからである。また、熱硬化性材料の厚さはスピンコート法などにより極めて精確に調整することが可能であるところ、平坦化層２１の厚さの誤差は、熱硬化性材料を塗布する際の厚さの誤差からしか生じないので、熱硬化性材料をスピンコート法などにより塗布した場合には平坦化層２１の厚さの誤差を極めて小さくすることができるからである。
【００２９】
傾斜層２０は、例えば、ｐ型Ａｌx8Ｇａ1-x8Ａｓ（０＜ｘ８≦１）により構成され、第１上部ＤＢＲ層１９の最上層が低屈折率層場合には高屈折率となるような組成となっており、第１上部ＤＢＲ層１９の最上層が高屈折率層場合には低屈折率となるような組成となっている。なお、この傾斜層２０は、上記した第１上部ＤＢＲ層１９と同様、例えば、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓの低屈折率層と、例えば、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓの高屈折率層とを交互に積層して構成されていてもよい。
【００３０】
この傾斜層２０は、活性層１６の発光領域１６Ａと対応して傾斜面２０Ａをその上面に有している。傾斜面２０Ａは、発光領域１６Ａからの光が角度θ（０°＜θ＜９０°）で入射するような傾斜を有しており、活性層１６側からの光および第２上部ＤＢＲ層２２側からの光が斜入射した際に、それらの光のうち、傾斜面２０Ａと平行な電場成分を持つｐ波を主に透過し、傾斜面２０Ａと垂直方向に電場成分を持つｓ波を主に反射するようになっている。つまり、この傾斜面２０Ａは、ｓ波の反射率の方がｐ波のそれよりも高くなるように構成されている。なお、傾斜面２０Ａの角度θとは、積層方向と平行な線分Ｘ１と、発光領域１６Ａからの光が傾斜面２０Ａと交わる点における接面に垂直な線分Ｘ２とが互いに交わる角度のことである。また、角度θは、温度や駆動電流の変化などに拘わらず、ｓ波の反射率の方が常にｐ波のそれよりも高くなるような範囲内の値に設定されることが好ましい。
【００３１】
例えば、傾斜層２０がＡｌx8Ｇａ1-x8Ａｓにより構成され、平坦化層２１がＢＣＢ樹脂により構成されている場合に、傾斜面２０Ａの角度θを０°より大きく２５°より小さく設定したときは、図４（Ａ）に示したように、活性層１６側から傾斜面２０Ａに斜入射した光において、ｓ波の反射率の方がｐ波のそれよりも高くなることがわかる。また、傾斜層２０がＡｌx8Ｇａ1-x8Ａｓにより構成され、平坦化層２１がＢＣＢ樹脂により構成されている場合に、傾斜面２０Ａの角度θを０°より大きく９０°より小さく設定したときは、図４（Ｂ）に示したように、第２上部ＤＢＲ層２２側から傾斜面２０Ａに斜入射した光において、ｓ波の反射率の方がｐ波のそれよりも高くなることがわかる。従って、この場合には、傾斜面２０Ａの角度θを０°より大きく２５°より小さく設定することにより、活性層１６側から傾斜面２０Ａに斜入射する光および第２上部ＤＢＲ層２２側から傾斜面２０Ａに斜入射する光の双方において、ｓ波の反射率の方をｐ波のそれよりも高くすることが可能である。
【００３２】
以上のことから、この傾斜面２０Ａは、共振作用との関係で偏光依存性を持っている。また、この傾斜面２０Ａは、ｐ波の共振作用に貢献していることから、垂直共振器を構成する要素の１つとなっている。
【００３３】
本半導体発光素子はさらに、第１上部ＤＢＲ層１９の上面に電極２３を、基板１０の裏面に電極２４を備えている。電極２３は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をこの順に積層して構成されており、上部ＤＢＲ層１３の外部に設けられた電極パッド（図示せず）と電気的に接続されている。電極２４は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層とをこの順に積層した構造を有しており、基板１０と電気的に接続されている。
【００３４】
このような構成を有する半導体発光素子は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３５】
図５（Ａ），（Ｂ）、図６（Ａ），（Ｂ）はその製造方法を工程順に表したものである。半導体発光素子を製造するためには、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０上にＧａＡｓ系化合物半導体を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ：有機金属気相成長）法により形成する。この際、ＧａＡｓ系化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン (ＡｓＨ3)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えばセレン化水素（Ｈ2 Ｓｅ）を用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えばジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を用いる。
【００３６】
具体的には、まず、基板１０上に、下部ＤＢＲ層１１、下部クラッド層１５、活性層１６、上部クラッド層１７、ＡｌＡｓ層１８Ｄ、第１上部ＤＢＲ層１９、傾斜層２０Ｄをこの順に積層する（図５（Ａ））。なお、ＡｌＡｓ層１８Ｄは電流狭窄層１８の酸化処理前の層であり、傾斜層２０Ｄは傾斜面２０Ａを形成する前の層である。
【００３７】
次に、傾斜層２０Ｄの表面のうちメサ部１４を形成する領域にマスク（図示せず）を形成したのち、例えばドライエッチング法により傾斜層２０Ｄから下部ＤＢＲ層１１の一部までを選択的にエッチングする。これによりメサ部１４が形成される（図５（Ｂ））。
【００３８】
次に、傾斜面２０Ａを形成する。例えば、表面のうち傾斜層２０Ｄの表面以外の領域にマスク（図示せず）を形成したのち、基板１０を支持するステージ（図示せず）を斜めに傾け、その状態でドライエッチングにより傾斜層２０Ｄを選択的に除去して、第１上部ＤＢＲ層１９の一部を露出させる。他には、例えば、メサ部１４の側面の一部（図５（Ｂ）の左側の側面）にマスク（図示せず）を形成したのち、ウエットエッチングにより傾斜層２０Ｄを一部除去して、第１上部ＤＢＲ層１９の一部を露出させる。これにより、傾斜面２０Ａを有する傾斜層２０が形成される（図６（Ａ））。
【００３９】
次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、メサ部１４の側面側からＡｌＡｓ層１８Ｄ中のＡｌを選択的に酸化する。これによりＡｌＡｓ層１８Ｄの外縁領域が絶縁層（酸化アルミニウム）となる。これにより、外縁領域に電流狭窄領域１８ａが形成され、その中央領域が電流注入領域１８ｂとなる。このようにして、電流狭窄層１８が形成される（図６（Ａ））。
【００４０】
次に、例えば蒸着法により、第１上部ＤＢＲ層１９の露出面上に電極２３を形成する（図６（Ｂ））。続いて、例えばスピンコート法により、表面全体に渡ってＢＣＢ樹脂を所定の厚さで塗布したのち、熱処理を行って固化する。これにより、平坦化層２１が形成される（図６（Ｂ））。
【００４１】
次に、平坦化層２１上に第２上部ＤＢＲ層２２を形成すると共に、基板１０の裏面に電極２４を形成する（図１）。このようにして、本実施の形態の半導体発光素子が製造される。
【００４２】
以下、本実施の形態の半導体発光素子の作用および効果について説明する。
【００４３】
この半導体発光素子では、電極２３，２４の間に所定の電位差の電圧を印加すると、電流狭窄層１８により狭窄された電流が活性層１６の利得領域である発光領域１６Ａに注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が発光領域１６Ａで生じる。この発光領域１６Ａで生じた発光光により、垂直共振器内で誘導放出が繰り返される結果、所定の波長でレーザ発振が生じ、その所定の波長の光がビームとして第２上部ＤＢＲ層２２側から射出される。
【００４４】
このとき、本実施の形態では、上部ＤＢＲ層１３内に傾斜面２０Ａが設けられているので、活性層１６側からの光や、第２上部ＤＢＲ層２２側からの光が傾斜面２０Ａに斜入射する（図７（Ｂ））。これらの光に含まれる偏光成分のうちｐ波は傾斜面２０Ａを主に透過し、反対に、これらの光に含まれる偏光成分のうちｓ波は傾斜面２０Ａで主に反射される。これにより、ｐ波は、上部ＤＢＲ層１３内に傾斜面２０Ａが設けられていない従来の垂直共振器（図７（Ａ））の場合と同様、垂直共振器内を循環することが可能となるので、垂直共振器によって増幅され、その結果、レーザ発振が生じる。他方、ｓ波は垂直共振器内を循環することができないので、垂直共振器によって増幅されることはない。
【００４５】
このように、本実施の形態では、上部ＤＢＲ層１３の内部に含まれる傾斜面２０Ａは共振作用との関係で偏光依存性を持っているので、ｐ波の方がｓ波よりも積層方向に帰還する光量を大きくすることができ、その結果、ｐ波で安定したレーザ発振を実現することができる。
【００４６】
また、上記したように、傾斜面２０Ａを内部に有する上部ＤＢＲ層１３は、通常の製造方法によって形成することが可能である。
【００４７】
以上のことから、本実施の形態の半導体発光素子では、簡易な製造方法を用いて、レーザ光の偏光を安定化させることができる。
【００４８】
また、この半導体発光素子では、レーザ光の射出領域に、異方性を有する開口部などを設けていないので、真円状のビーム形状を得ることできる。
【００４９】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００５０】
例えば、上記実施の形態では、平坦化層２１は、熱硬化性材料により構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図８に示したように、上記した第２上部ＤＢＲ層２２と同様、光学膜厚がλ／４（λは発振波長）のＳｉＮと、光学膜厚がλ／４のＳｉＯ2 とを交互に積層して構成されていてもよいし、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓの低屈折率層と、光学膜厚がλ／４のｐ型Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓの高屈折率層とを交互に積層して構成されていてもよい。ただし、この場合には、平坦化層２１を傾斜層２０上に直接形成することは困難であるので、例えば、基板１０とは別個の基板上に第２上部ＤＢＲ層２２および平坦化層２１を形成したのち、第２上部ＤＢＲ層２２および平坦化層２１と、傾斜層２０とを互いに張り合わせるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態では、第２上部ＤＢＲ層２２を支持するために、傾斜層２０上に平坦化層２１を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示したように、メサ部１４の周囲に溝部２５を形成することにより、メサ部１４の周辺に第２上部ＤＢＲ層２２を支持するための支持部２６を設けてもよい。この場合には、第２上部ＤＢＲ層２２と傾斜層２０との間に空隙が生じるが、その空隙に何らかの物質を充填してもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態では、半導体材料としてＧａＡｓ系化合物半導体を用いた場合について説明したが、他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系（赤系）材料またはＡｌＧａＡｓ系（赤外系）や、ＧａＮ系（青緑色系）などを用いることももちろん可能である。
【００５３】
また、本発明は、上記実施の形態で具体的に説明した製造方法に限定されるものではなく、他の製造方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の断面構成図である。
【図２】一変形例に係る半導体発光素子の断面構成図である。
【図３】他の変形例に係る半導体発光素子の断面構成図である。
【図４】入射角と反射率との関係を説明するための関係図である。
【図５】半導体発光素子の製造工程を説明するための断面図である。
【図６】図５の続きの工程を説明するための断面図である。
【図７】垂直共振器の作用を説明するための断面構成図である。
【図８】他の変形例に係る半導体発光素子の断面構成図である。
【図９】他の変形例に係る半導体発光素子の断面構成図である。
【図１０】従来の半導体発光素子の断面構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…基板、１１…下部ＤＢＲ層、１２…キャビティ層、１３…上部ＤＢＲ層、１４…メサ部、１５…下部クラッド層、１６…活性層、１６Ａ…発光領域、１７…上部クラッド層、１８…電流狭窄層、１８ａ…電流狭窄領域、１８ｂ…電流注入領域、１８Ｄ…ＡｌＡｓ層、１９…第１上部ＤＢＲ層、２０，２０Ｄ…傾斜層、２０Ａ…傾斜面、２１…平坦化層、２２…第２上部ＤＢＲ層、２３，２４…電極、２５…溝部、２６…支持部、Ｘ１, Ｘ２…線分、θ…入射角。
【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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