(57)【要約】【課題】電流注入に伴う発熱に起因した半導体レーザ素子の動作不良（頓死）を抑制することが可能な半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】この青紫色半導体レーザ素子１００（半導体レーザ素子）は、活性層１２と、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って延びるリッジ部３（電流通路部）とを含む半導体素子層１０と、リッジ部３に対応するｐ型コンタクト層１４の上面１４ａに接触するように形成され、Ａ方向に沿って延びるｐ側オーミック電極１５とを備える。そして、ｐ側オーミック電極１５は、少なくともｐ型コンタクト層１４の上面１４ａに接触する領域においてＡ方向と直交するＢ方向の幅Ｗ２を有する第１部分１５ａと、光出射面２ａ近傍に配置され、少なくともｐ型コンタクト層１４の上面１４ａに接触する領域において幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３を有する第２部分１５ｂとを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、共振器の延びる第１方向に沿って延びる電流通路部とを含む半導体素子層と、
前記電流通路部に対応する前記半導体素子層の表面に接触するように形成され、前記第１方向に沿って延びる電極とを備え、
前記電極は、少なくとも前記半導体素子層の表面に接触する領域において前記第１方向と直交する第２方向の第１の幅を有する第１部分と、前記半導体素子層の少なくとも出射側共振器面近傍に配置され、少なくとも前記半導体素子層の表面に接触する領域において前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２部分とを含む、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記電極の前記第２部分は、前記出射側共振器面近傍で、かつ、前記出射側共振器面から前記第１方向に所定の距離分離間した位置に配置されている、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記電極の前記第２部分は、前記電極の少なくとも前記出射側共振器面側の端部に配置されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記電極の前記第１部分と前記第２部分との境界部分は、平面的に見て、前記第１部分から前記第２部分に向かって前記第２方向の幅が徐々に先細りするように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記電極の前記第２部分は、前記出射側共振器面近傍のみならず、前記半導体素子層の反射側共振器面近傍にも配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記電流通路部は、前記第１方向に沿って延びるように形成されたリッジ部を含み、
前記電極の前記第１部分および前記第２部分は、前記リッジ部の上面上に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記電極の前記第２部分の前記第２の幅は、前記電極の前記第１部分の前記第１の幅よりも小さく、かつ、前記電極の前記第１部分に対応する位置の前記リッジ部の前記第２方向の幅よりも小さい、請求項６に記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記電極の前記第２部分は、前記出射側共振器面近傍で、かつ、前記出射側共振器面から前記第１方向に所定の距離分離間した位置の前記リッジ部上に配置されており、
前記電極の前記第２部分に対応する位置の前記リッジ部の前記第２方向の幅は、前記電極の前記第１部分に対応する位置の前記リッジ部の前記第２方向の幅よりも小さくなるように構成されており、
前記第２部分よりも前記出射側共振器面側に位置する前記リッジ部の前記第２方向の幅は、前記電極の前記第２部分に対応する位置の前記リッジ部の前記第２方向の幅よりも大きい、請求項６または７に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、半導体レーザ素子に関し、特に、活性層を有する半導体素子層を備えた半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、活性層を有する半導体素子層を備えた半導体レーザ素子などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、活性層を有する半導体素子層がサファイア基板の上面上に形成された窒化物系半導体レーザ素子が開示されている。この窒化物系半導体レーザ素子では、活性層上のｐ型クラッド層に、共振器の延びる方向に沿ってストライプ状（細長状）に延びるリッジ部（凸部）が形成されている。このリッジ部は、半導体素子層の一対の共振器面間に延びて形成されている。また、リッジ部の上面上の全ての領域上をストライプ状に延びる電極（オーミック電極層）が形成されている。なお、特許文献１に記載された窒化物系半導体レーザ素子では、リッジ部の幅およびリッジ部上の電極の幅は、共振器の延びる方向に沿って略一様であると考えられる。また、一般的に、半導体レーザ素子への電流供給時には、電極（オーミック電極）の共振器の延びる方向の端部近傍領域に電界の集中が起きるので、この領域は局所的に高い電流密度を有する状態になることが知られている。これにより、電極の端部近傍領域には、より大きなジュール発熱が生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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では、半導体レーザ素子への電流供給時に電極の端部に近接する共振器面近傍において、電界の集中に起因したジュール発熱がより顕著になると考えられる。特に、主レーザ光が出射される光出射側の共振器面（光出射面）は光密度が高いので、光密度に伴う発熱と電極端部での電流注入に伴うジュール発熱とが重なり、光出射面近傍は著しく発熱する。このため、電極の端部近傍領域に対応する半導体素子層において、上記の発熱に起因して活性層および上方の半導体層（ｐ型クラッド層など）が溶解する虞がある。この結果、半導体レーザ素子の動作中に動作不良（頓死）が発生する場合がある。
【０００６】
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、電流注入に伴う発熱に起因した半導体レーザ素子の動作不良（頓死）を抑制することが可能な半導体レーザ素子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】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による半導体レーザ素子は、活性層と、共振器の延びる第１方向に沿って延びる電流通路部とを含む半導体素子層と、電流通路部に対応する半導体素子層の表面に接触するように形成され、第１方向に沿って延びる電極とを備え、電極は、少なくとも半導体素子層の表面に接触する領域において第１方向と直交する第２方向の第１の幅を有する第１部分と、半導体素子層の少なくとも出射側共振器面近傍に配置され、少なくとも半導体素子層の表面に接触する領域において第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２部分とを含む。
【０００８】
この発明の一の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、電極は、第２方向の第１の幅を有する第１部分と、半導体素子層の少なくとも出射側共振器面近傍に配置され、少なくとも半導体素子層の表面に接触する領域において第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２部分とを含んでいる。これにより、電極の第２部分における半導体素子層の表面との接触面積を、電極の第１部分における半導体素子層の表面との接触面積よりも小さくすることができるので、電極の第２部分から半導体素子層への電流注入量を、第１部分から半導体素子層への電流注入量よりも少なく抑えることができる。これにより、半導体レーザ素子の動作中に、出射側共振器面近傍における電流注入に伴うジュール発熱が抑制されるので、過剰な発熱に起因して出射側共振器面近傍の半導体素子層が溶解することが抑制される。この結果、半導体レーザ素子の動作不良（頓死）を抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の第２部分は、出射側共振器面近傍で、かつ、出射側共振器面から第１方向に所定の距離分離間した位置に配置されている。このように構成すれば、電極の第２部分下部の半導体素子層が、光密度の高い出射側共振器面の発熱の影響を過剰に受けることを抑制することができる。これにより、第２部分下部の半導体素子層が、発熱に起因して溶解することをより抑制することができる。
【００１０】
上記一の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の第２部分は、電極の少なくとも出射側共振器面側の端部に配置されている。このように構成すれば、相対的に幅の小さい電極端部での電流注入に伴うジュール発熱は、相対的に幅の大きい電極端部での電流注入に伴うジュール発熱よりも少ないので、出射側共振器面近傍での半導体素子層中の発熱量を少なく抑えることができる。これにより、出射側共振器面近傍の半導体素子層が溶解しやすくなるリスクをより低減することができる。
【００１１】
上記一の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の第１部分と第２部分との境界部分は、平面的に見て、第１部分から第２部分に向かって第２方向の幅が徐々に先細りするように構成されている。このように構成すれば、境界部分における電極と半導体素子層の表面との接触面積が第１部分から第２部分に向かって徐々に小さくなるので、この境界部分において、電極から半導体素子層への電流注入量を第１部分から第２部分に向かって徐々に変化させる（減少させる）ことができる。これにより、電流注入に伴う発熱量を徐々に変化させることができるので、発熱量の急激な変化に起因して半導体層が破壊されることを抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の第２部分は、出射側共振器面近傍のみならず、半導体素子層の反射側共振器面近傍にも配置されている。このように構成すれば、出射側共振器面近傍のみならず反射側共振器面近傍においても反射側共振器面近傍に配置された電極の第２部分により電流注入に伴うジュール発熱が抑制されるので、過剰な発熱に起因して反射側共振器面近傍の半導体層が溶解することが抑制される。これにより、半導体レーザ素子の動作不良（頓死）を確実に抑制することができる。
【００１３】
なお、本発明において、「出射側共振器面」および「反射側共振器面」は、半導体レーザ素子に形成されている一対の共振器面に対して、それぞれの端面から出射されるレーザ光の光強度の大小関係により区別される。すなわち、端面から出射されるレーザ光の光強度が相対的に大きい方が出射側共振器面であり、相対的に小さい方が反射側共振器面である。
【００１４】
上記一の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電流通路部は、第１方向に沿って延びるように形成されたリッジ部を含み、電極の第１部分および第２部分は、リッジ部の上面上に配置されている。このように構成すれば、リッジ導波型の半導体レーザ素子において、電流注入に伴う発熱に起因した動作不良（頓死）を効果的に抑制することができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、電極の第２部分の第２の幅は、電極の第１部分の第１の幅よりも小さく、かつ、電極の第１部分に対応する位置のリッジ部の第２方向の幅よりも小さい。このように構成すれば、電極の第２部分からの半導体素子層（リッジ部）への電流注入量を、第１部分からの半導体素子層（リッジ部）への電流注入量よりも容易に抑えることができる。これにより、第２部分の下部のリッジ部近傍において、半導体素子層が溶解することを効果的に抑制することができる。
【００１６】
上記電流通路部がリッジ部を含む構成において、好ましくは、電極の第２部分は、出射側共振器面近傍で、かつ、出射側共振器面から第１方向に所定の距離分離間した位置のリッジ部上に配置されており、電極の第２部分に対応する位置のリッジ部の第２方向の幅は、電極の第１部分に対応する位置のリッジ部の第２方向の幅よりも小さくなるように構成されており、第２部分よりも出射側共振器面側に位置するリッジ部の第２方向の幅は、電極の第２部分に対応する位置のリッジ部の第２方向の幅よりも大きい。このように構成すれば、各々の部分の電極の幅に応じてリッジ部の幅を変化させている分、電極の第２部分から下部のリッジ部への電流注入密度（単位面積あたりの電流注入量）と、電極の第１部分から下部のリッジ部への電流注入密度（単位面積あたりの電流注入量）とを略同じ大きさに制御することができる。これにより、活性層における光励起強度が電極の第２方向の幅の変化に伴って変化することを抑制することができる。また、製造プロセス上、第１部分と第２部分とを有する電極の下部の半導体素子層に、電極の平面的な形状に対応した形状を有するリッジ部を容易に形成することができる。また、リッジ部は、電極の第２部分の下部では第１部分の下部よりも第２方向の幅が局所的に狭められる一方、第２部分よりも出射側共振器面側では、リッジ部の幅は、電極の第２部分の下部での幅よりも大きな幅に戻される。これにより、主レーザ出射光は、第２部分の下部においてスポット径が局所的に小さくなった後、出射側共振器面近傍では、大きな幅に戻されたリッジ部によりスポット径が大きくなるので、局所的に幅が狭められたリッジ部の部分の影響を受けることなく、リッジ部の大きい幅に基づいて調整されたビームスポット径を有した状態で出射側共振器面からレーザ光を出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子から一部を取り除いて素子内部の詳細な構造を示した上面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の１５０−１５０線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の１６０−１６０線に沿った断面図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の１７０−１７０線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による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７】本発明の第１実施形態による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８】本発明の第１実施形態による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９】本発明の第１実施形態による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】本発明の第１実施形態による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】本発明の第１実施形態による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】本発明の第１実施形態による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】本発明の第１実施形態による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実施形態の変形例による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の変形例による青紫色半導体レーザ素子から一部を取り除いて素子内部の詳細な構造を示した上面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子から一部を取り除いて素子内部の詳細な構造を示した上面図である。
【図１７】図１６に示した第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子の２８０−２８０線に沿った断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態による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１９】本発明の第２実施形態による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２０】本発明の第２実施形態による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２１】本発明の第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子から一部を取り除いて素子内部の詳細な構造を示した上面図である。
【図２３】図２１に示した第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子の３５０−３５０線に沿った断面図である。
【図２４】図２１に示した第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子の３６０−３６０線に沿った断面図である。
【図２５】図２１に示した第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子の３７０−３７０線に沿った断面図である。
【図２６】本発明の第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。
【図２７】図２６に示した第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子の４５０−４５０線に沿った断面図である。
【図２８】図２６に示した第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子の４６０−４６０線に沿った断面図である。
【図２９】図２６に示した第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子の４７０−４７０線に沿った断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の構造について説明する。なお、青紫色半導体レーザ素子１００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００２０】
青紫色半導体レーザ素子１００は、図３〜図５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（Ｃ２側）上に、活性層１２を含む複数の窒化物系半導体層からなる半導体素子層１０が形成されている。半導体素子層１０は、発振波長が約４０５ｎｍ帯を有する半導体層からなる。また、半導体素子層１０の上面上にｐ側パッド電極２１が形成されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（Ｃ１側）上にｎ側電極２２が形成されている。
【００２１】
半導体素子層１０は、図１に示すように、約８００μｍの共振器長（レーザ素子端部間（Ａ方向）の長さ）を有する。また、半導体素子層１０には、共振器の延びる方向（Ａ方向）と直交する光出射面２ａ（Ａ１側）および光反射面２ｂ（Ａ２側）がそれぞれ形成されている。また、光出射面２ａ上には、低反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されており、光反射面２ｂ上には、高反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されている。なお、共振器の延びる方向（Ａ方向）は、本発明の「第１方向」の一例である。また、光出射面２ａおよび光反射面２ｂは、それぞれ、本発明の「出射側共振器面」および「反射側共振器面」の一例である。
【００２２】
ｎ型ＧａＮ基板１は、約１００μｍの厚みを有するとともに約１×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされている。半導体素子層１０においては、図３〜図５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、約２．５μｍの厚みを有するＧｅドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層１１が形成されている。ｎ型クラッド層１１の上面上には、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１２が形成されている。この活性層１２は、ＧａＮからなる３層の障壁層（図示せず）と、Ｉｎ組成の高いＩｎＧａＮからなる２層の量子井戸層（図示せず）とが交互に積層されている。なお、ｎ型クラッド層１１と活性層１２との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。
【００２３】
また、活性層１２の上面上には、約０．５μｍの厚みを有するＭｇドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層１３が形成されている。ｐ型クラッド層１３は、図３の紙面に対して垂直な方向（図１のＡ方向）に沿って延びる約１．５μｍの幅Ｗ１を有する凸部１３ａと、凸部１３ａの幅方向（Ｂ方向）の両側（Ｂ１側およびＢ２側）の約２０ｎｍの厚みを有する平坦部１３ｂとを有している。また、凸部１３ａにおけるｐ型クラッド層１３の厚みは、約５００ｎｍである。なお、活性層１２とｐ型クラッド層１３との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。なお、幅方向（Ｂ方向）は、本発明の「第２方向」の一例である。
【００２４】
また、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａ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１４が形成されている。このｐ型コンタクト層１４とｐ型クラッド層１３の凸部１３ａとによって、約１．５μｍの幅Ｗ１を有してＡ方向にストライプ状（細長状）に延びるリッジ部３が構成されている。また、リッジ部３は、Ａ方向に沿って同じ幅Ｗ１を有した状態で光出射面２ａから光反射面２ｂまで延びている。このリッジ部３によりｐ型コンタクト層１４から下部（Ｃ１側）の活性層１２にかけて電流注入領域（電流通路部）が構成されている。また、リッジ部３の下方の活性層１２を含む領域には、リッジ部３に沿ってＡ方向に延びる光導波路が形成される。なお、リッジ部３は、本発明の「電流通路部」の一例である。
【００２５】
ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａの両側面上、平坦部１３ｂの上面上およびｐ型コンタクト層１４の両側面と一部の上面上には、約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層１６が形成されている。電流ブロック層１６は、図４および図５に示すように、光出射面２ａおよび光反射面２ｂ近傍領域（図３参照）以外において、ｐ型コンタクト層１４の上面１４ａを露出させる開口部１６ａを有している。
【００２６】
また、ｐ型コンタクト層１４の上面１４ａ上の電流ブロック層１６が形成されていない領域（図４および図５のＢ方向の中央部近傍の開口部１６ａ内）には、ｐ型コンタクト層１４に近い側から順に、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側オーミック電極１５が、ｐ型コンタクト層１４の上面１４ａに接触するように形成されている。なお、上記したｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４を構成する材料は、本発明の「窒化物系半導体」の一例である。また、ｐ型コンタクト層１４の上面１４ａは、本発明の「半導体素子層の表面」の一例であり、ｐ側オーミック電極１５は、本発明の「電極」の一例である。
【００２７】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、ｐ側オーミック電極１５は、リッジ部３の幅方向（Ｂ方向）において約１．４μｍの幅Ｗ２を有する第１部分１５ａと、半導体素子層１０の光出射面２ａの近傍に配置され、幅Ｗ２よりも小さい約１．１μｍの幅Ｗ３を有する第２部分１５ｂとを有している。なお、リッジ部３の幅Ｗ１が約１．５μｍであることから、製造プロセス上の形成の容易さを考慮して、第２部分１５ｂの幅Ｗ３を約１．１μｍに設定している。また、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂのＡ方向（長手方向）の長さＬ２（約５μｍ）は、第１部分１５ａのＡ方向の長さ（８００−５−５−４−４＝約７８２μｍ）よりも短い。これにより、第２部分１５ｂとｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積は、第１部分１５ａと上面１４ａとの接触面積よりも小さくなるので、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂからのリッジ部３への電流注入量が、第１部分１５ａからの電流注入量よりも少なく抑えられるように構成されている。
【００２８】
また、第１実施形態では、図２に示すように、第２部分１５ｂは、ｐ側オーミック電極１５のうちのリッジ部３の延びるＡ方向に沿った光出射面２ａ側（Ａ１側）の端部に配置されている。詳細には、第２部分１５ｂは、光出射面２ａから素子の内部側（Ａ２方向）に約５μｍの距離Ｌ１だけ離間した位置に終端部１５ｅを有している。そして、第２部分１５ｂは、終端部１５ｅから略一様な幅Ｗ３で第１部分１５ａに向けて長さＬ２（約５μｍ）だけ延びている。これにより、図３に示すように、第２部分１５ｂ（図２参照）の配置されていないリッジ部３の下方（図２における領域１４ｃ）には、活性層１２に注入される電流通路部は形成されない。なお、図３に示すように、第２部分１５ｂ配置されていない領域１４ｃにおいても、リッジ部３は常に幅Ｗ１を有して光出射面２ａ（図２参照）まで延びている。
【００２９】
また、第１実施形態では、図２に示すように、ｐ側オーミック電極１５は、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとの接続領域にＡ方向に約４μｍの長さＬ３を有する境界部分１５ｃを有している。また、境界部分１５ｃは、平面的に見て、第１部分１５ａから第２部分１５ｂに向かってＢ方向の幅Ｗが徐々に先細りする（Ｗ２≧Ｗ≧Ｗ３）ように構成されている。これにより、境界部分１５ｃにおけるｐ側オーミック電極１５とｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積が第１部分１５ａから第２部分１５ｂに向かって徐々に変化する（減少する）ように構成されている。なお、境界部分１５ｃの両側面のテーパ（傾きα）は、リッジ部３の中心線１０５と平行な第２部分１５ｂの側面に対して共に約１４°である。また、第１部分１５ａ、境界部分１５ｃおよび第２部分１５ｂの順に形成されたｐ側オーミック電極１５は、平面的な外形形状が、Ａ方向に沿って延びるリッジ部３の中心線１０５に対してＢ方向に線対称形状を有して形成されている。これにより、リッジ部３の下方の電流通路部は、ｐ側オーミック電極１５の幅がＷ２からＷ３へと変化した場合であっても、電流通路部の中心が常にリッジ部３の中心線１０５と重なるように構成されている。
【００３０】
なお、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂは、光出射面２ａ（Ａ１側）にのみ配置されており、光反射面２ｂ（Ａ２側）には配置されていない。つまり、ｐ側オーミック電極１５は、第２部分１５ｂとは反対側（Ａ２側）の第１部分１５ａの幅Ｗ２を有する終端部１５ｆが、光反射面２ｂから素子の内部（Ａ１方向）に約４μｍの距離Ｌ６だけ離間した位置まで延びている。したがって、第１部分１５ａの配置されていないリッジ部３の下方（図２における領域１４ｄ）には、活性層１２に注入される電流通路部は形成されない。
【００３１】
また、図４および図５に示すように、ｐ側オーミック電極１５の上面上と電流ブロック層１６の上面上とには、ｐ側オーミック電極１５の上面に近い側から順に、約０．１μｍの厚みを有するＴｉ層と、約０．１μｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極２１が形成されている。
【００３２】
また、ｐ側パッド電極２１は、図１に示すように、平面的に見て、ｐ側オーミック電極１５の上面上のみならず、素子上面のうちの、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの近傍領域以外と、素子の幅方向（Ｂ方向）における両側の側端面１００ａの近傍領域以外とを覆うように形成されている。したがって、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの近傍領域においてｐ側パッド電極２１の外側に露出する素子の上面は、電流ブロック層１６により完全に覆われている（図３参照）。また、ｐ側パッド電極２１は、光出射面２ａに近い側の一方の隅部に切り欠き２１ａを有している。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００をサブマウントなどに固定する際の光出射面２ａの向き（Ａ１方向）が容易に特定される。
【００３３】
また、図４および図５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２２が形成されている。このｎ側電極２２は、青紫色半導体レーザ素子１００の側端面１００ａ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。
【００３４】
次に、図１〜図１３を参照して、第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスについて説明する。なお、図８、図１０および図１１は、図７の１７０−１７０線に沿ったウェハ断面を示し、図９および図１２は、図７の１６０−１６０線に沿ったウェハ断面を示す。
【００３５】
まず、図６に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、ｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４を順次積層して半導体素子層１０を形成する。続いて、ｐ型コンタクト層１４の上面１４ａ上に真空蒸着法を用いてｐ側オーミック電極１５となる金属層を形成することによりウェハ１０１を形成する。
【００３６】
その後、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側オーミック電極１５となる金属層の上面上に、ＳｉＯ２からなるＳｉＯ２マスク層８１を形成する。続いて、フォトリソグラフィを用いて、ＳｉＯ２マスク層８１上にレジスト８２をパターニングする。ここで、ウェハ１０１を平面的に見た場合、レジスト８２は、図７に示すように、Ｂ方向に幅Ｗ２を有する第１領域８２ａと、第１領域８２ａよりも小さい幅Ｗ３を有する第２領域８２ｂとがＡ方向に接続された形状を有して形成される。この際、第１領域８２ａと第２領域８２ｂとは、徐々に幅を変化させて接続されるようにパターニングされる。
【００３７】
この状態で、図８および図９に示すように、レジスト８２をマスクとしてＳｉＯ２マスク層８１をドライエッチングすることにより、レジスト８２と略同一の平面形状を有するようにＳｉＯ２マスク層８１がパターニングされる。続いて、パターニングされたＳｉＯ２マスク層８１をマスクとして、ＳｉＯ２マスク層８１下部以外の領域の金属層（電極層）をドライエッチングにより除去する。これにより、図７の１７０−１７０線断面では幅Ｗ２を有する第１部分１５ａ（図８参照）と、図７の１６０−１６０線断面では幅Ｗ３（Ｗ３＜Ｗ２）を有する第２部分１５ｂ（図９参照）とを含むｐ側オーミック電極１５が形成される。エッチングを停止した後、フッ化水素酸などによりＳｉＯ２マスク層８１およびレジスト８２を除去して上記形状に形成されたｐ側オーミック電極１５の表面を露出させる。
【００３８】
その後、図１０に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｐ側オーミック電極１５の表面（上面および両側面）を覆うようにＢ方向に幅Ｗ１と略同じ幅を有するレジスト８３をパターニングする。この際、レジスト８３は、ｐ側オーミック電極１５の中心線１０５にＢ方向の中心を揃えた状態で、Ａ方向に沿ってウェハ１０１の端から端までを覆うように形成される。これにより、ｐ側オーミック電極１５の表面と、ｐ側オーミック電極１５が形成されていないｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとが中心線１０５に沿ってレジスト８３に覆われる。
【００３９】
その後、図１１および図１２に示すように、レジスト８３をマスクとして、ｐ型コンタクト層１４およびｐ型クラッド層１３の途中までをＣＦ４ガスなどを用いてドライエッチングすることにより、幅Ｗ１を有する凸部１３ａと、凸部１３ａの両側の平坦部１３ｂとを有するｐ型クラッド層１３を形成する。これにより、半導体素子層１０に電流通路部としてのリッジ部３が形成される。エッチングを停止した後、フッ化水素酸などによりレジスト８３を除去する。
【００４０】
その後、図１３に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ型クラッド層１３の平坦部１３ｂと凸部１３ａの両側面と、ｐ型コンタクト層１４の両側面と、ｐ側オーミック電極１５の両側面および上面とを連続的に覆うように電流ブロック層１６を形成する。その後、ｐ側オーミック電極１５上の電流ブロック層１６を除去してｐ側オーミック電極１５の上面を露出させる。その後、図１３に示すように、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、ｐ側オーミック電極１５の上面と電流ブロック層１６の上面とを覆うようにｐ側パッド電極２１を形成する。
【００４１】
その後、ｎ型ＧａＮ基板１が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１の下面（Ｃ１側）を研磨した後、ｎ型ＧａＮ基板１の下面上にｎ側電極２２を形成する。最後に、Ａ方向に約８００μｍの共振器長を有するようにウェハ１０１を破線１９５（図７参照）に沿ってＢ方向に劈開（バー状劈開）する。さらに、破線１９０（図１３参照）の位置で共振器方向（Ａ方向）に沿って素子分割（チップ化）を行う。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００が形成される。
【００４２】
第１実施形態では、上記のように、ｐ側オーミック電極１５は、Ｂ方向の幅Ｗ２を有する第１部分１５ａと、半導体素子層１０の光出射面２ａ近傍に配置され、少なくともｐ型コンタクト層１４の上面１４ａに接触する領域において幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３を有する第２部分１５ｂとを含んでいる。これにより、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂにおけるｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積を、第１部分１５ａにおける上面１４ａとの接触面積よりも小さくすることができるので、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂから半導体素子層１０への電流注入量を、第１部分１５ａからの電流注入量よりも少なく抑えることができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００の動作中に、光出射面２ａ近傍における電流注入に伴うジュール発熱が抑制されるので、過剰な発熱に起因して光出射面２ａ近傍の活性層１２および上方の半導体層（ｐ型クラッド層１３など）が溶解することが抑制される。この結果、青紫色半導体レーザ素子１００の動作不良（頓死）を抑制することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂが、光出射面２ａ近傍で、かつ、光出射面２ａからＡ方向に距離Ｌ１だけ離間した位置に配置されている。これにより、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂ下部の半導体素子層１０が、光密度が集中する光出射面２ａの発熱の影響を過剰に受けることを抑制することができる。これにより、第２部分１５ｂ下部のｐ型クラッド層１３および活性層１２などが、発熱に起因して溶解することをより抑制することができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂが、ｐ側オーミック電極１５の光出射面２ａ側の端部に配置されている。これにより、相対的に幅の小さい電極（第２部分１５ｂ）端部での電流注入に伴うジュール発熱は、相対的に幅の大きい電極（第１部分１５ａ）端部での電流注入に伴うジュール発熱よりも少ないので、光出射面２ａ近傍での半導体素子層１０中の発熱量を少なく抑えることができる。これにより、光出射面２ａ近傍のｐ型クラッド層１３および活性層１２などが、電流注入に伴う発熱に起因して溶解しやすくなるリスクをより低減することができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａと第２部分１５ｂとの境界部分１５ｃは、平面的に見て、第１部分１５ａから第２部分１５ｂに向かってＢ方向の幅が徐々に先細りするように構成されている。これにより、境界部分１５ｃにおけるｐ側オーミック電極１５とｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積が第１部分１５ａから第２部分１５ｂに向かって徐々に小さくなるので、境界部分１５ｃにおいて、ｐ側オーミック電極１５から半導体素子層１０（リッジ部３）への電流注入量を第１部分１５ａから第２部分１５ｂに向かって徐々に減少させることができる。これにより、電流注入に伴う発熱量をｐ側オーミック電極１５の延びる方向に沿って徐々に変化させることができるので、発熱量の急激な変化に起因して半導体素子層１０が破壊されることを抑制することができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａによりリッジ部３が構成されており、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａおよび第２部分１５ｂは、下部に電流通路部が形成されるリッジ部３の上面上に配置されている。これにより、リッジ導波型の青紫色半導体レーザ素子１００において、電流注入に伴う発熱に起因した動作不良（頓死）を効果的に抑制することができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂの幅Ｗ３は、第１部分１５ａの幅Ｗ２よりも小さく（Ｗ３＜Ｗ２）、かつ、第１部分１５ａに対応する位置のリッジ部３のＢ方向の幅Ｗ１よりも小さい（Ｗ３＜Ｗ１）。これにより、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂからの半導体素子層１０（リッジ部３）への電流注入量を、第１部分１５ａからの半導体素子層１０（リッジ部３）への電流注入量よりも容易に抑えることができる。これにより、第２部分１５ｂの下部のリッジ部３近傍において、半導体素子層１０が溶解することを効果的に抑制することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂは、光出射面２ａ近傍で、かつ、光出射面２ａからＡ方向に距離Ｌ１だけ離間した位置のリッジ部３上に配置されている。そして、第２部分１５ｂよりも光出射面２ａ側に位置するリッジ部３のＢ方向の幅Ｗ１（約１．５μｍ）は、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａの幅Ｗ２（約１．４μｍ）よりも僅かに大きく設定されている。これにより、ｐ側オーミック電極１５は、第２部分１５ｂにおいて第１部分１５ａよりも幅がＷ２からＷ３に局所的に狭められる一方、リッジ部３は、ｐ側オーミック電極１５の平面形状（接触面積）に関係なくＡ方向に略一様な幅Ｗ１を有して形成されるので、局所的に幅がＷ３に狭められた第２部分１５ｂの影響を受けることなくリッジ部３の幅Ｗ１に基づいて調整されたビームスポット径を有した状態で、主レーザ出射光を光出射面２ａから出射させることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、第１部分１５ａ、境界部分１５ｃおよび第２部分１５ｂの順に形成されたｐ側オーミック電極１５は、平面的な外形形状が、Ａ方向に沿って延びるリッジ部３の中心線１０５に対してＢ方向に線対称形状を有して形成されている。これにより、リッジ部３の下方の電流通路部は、ｐ側オーミック電極１５の幅がＷ２からＷ３へと変化した場合であっても、電流通路部の中心位置を常にリッジ部３の中心線１０５に揃えることができるので、電流通路部（電流通路領域）がリッジ部３の幅方向に歪むことを抑制することができる。この結果、活性層１２近傍に、リッジ部３に沿って略直線状に延びる光導波路を形成することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、電流ブロック層１６には、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａおよび第２部分１５ｂの各々の幅（Ｂ方向）に対応するように幅Ｗ２および幅Ｗ３を有する開口部１６ａが形成されており、この電流ブロック層１６が、リッジ部３の上方の半導体素子層１０（ｐ型コンタクト層１４）の上面１４ａ上に形成されている。すなわち、電流ブロック層１６の開口部１６ａ内において、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂとｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積を、第１部分１５ａとｐ型コンタクト層１４の上面１４ａとの接触面積よりも小さく規制することができるので、第２部分１５ｂからｐ型コンタクト層１４への電流注入量を、第１部分１５ａからｐ型コンタクト層１４への電流注入量よりも小さく抑えることができる。これにより、リッジ部３上の電流ブロック層１６によっても、半導体素子層１０中へのＡ方向（共振器方向）に沿った電流注入量が制御されるので、電流注入に伴う発熱に起因した動作不良をより確実に抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、窒化物系半導体により半導体素子層１０を形成している。すなわち、窒化物系半導体レーザ素子ではＧａＡｓ系半導体などからなる赤色や赤外半導体レーザ素子などと比較して、Ｂｌｕ−ｒａｙ（大容量光ディスクシステム）に対応したより短波長（４００ｎｍ帯）のレーザ光が出射される。また、光ディスクシステムの倍速化や記録容量の増加のため、窒化物系半導体レーザ素子では高出力化が要求される。短波長でありかつ高出力化が要求される青紫色半導体レーザ素子１００では、共振器面における光密度が高いので、青紫色半導体レーザ素子１００がｐ側オーミック電極１５を備えることは、半導体レーザ素子の動作不良（頓死）を抑制する点で非常に有効である。また、動作不良が抑制される分、青紫色半導体レーザ素子１００をより高出力化することができる。
【００５２】
（第１実施形態の変形例）
次に、図１４および図１５を参照して、第１実施形態の変形例について説明する。この第１実施形態の変形例による青紫色半導体レーザ素子１０５では、図１４に示すように、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂが、リッジ部３上の光出射面２ａ側（Ａ１側）のみならず光反射面２ｂ側（Ａ２側）の端部にも同様に配置されている。なお、青紫色半導体レーザ素子１０５は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００５３】
詳細には、図１５に示すように、第２部分１５ｂは、光反射面２ｂから素子の内部側（Ａ１方向）に距離Ｌ１（約５μｍ）だけ離間した位置にＡ１側の終端部１５ｇを有している。そして、第２部分１５ｂは、終端部１５ｇから略一様な幅Ｗ３で第１部分１５ａに向けて長さＬ２（約５μｍ）だけ延びている。また、図１４に示すように、第１部分１５ａのＡ方向に沿った両側（光出射面２ａ側および光反射面２ｂ側）に配置された一対の第２部分１５ｂは、青紫色半導体レーザ素子１０５のＡ方向の中央部において幅方向に延びる中心線１０６に対して略対称な位置に配置されている。これにより、光反射面２ｂ近傍においても、第２部分１５ｂの下部近傍でのリッジ部３内に形成される電流通路部の幅が、第１部分１５ａの幅Ｗ２（リッジ部３の幅Ｗ１）よりも小さい幅Ｗ３（約１．１μｍ）近傍の大きさに狭められている。この場合も、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとは、長さＬ３（約４μｍ）を有するとともに幅が徐々に小さくなる境界部分１５ｃを介して接続されている。なお、第１実施形態の変形例による青紫色半導体レーザ素子１０５のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００５４】
第１実施形態の変形例では、上記のように、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂは、光出射面２ａ近傍のみならず、半導体素子層１０の光反射面２ｂ近傍にも配置されている。これにより、光出射面２ａ近傍のみならず光反射面２ｂ近傍においても光反射面２ｂ近傍に配置されたｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂにより電流注入に伴うジュール発熱が抑制されるので、過剰な発熱に起因して光出射面２ａ近傍の活性層１２および上方の半導体層（ｐ型クラッド層１３など）が溶解することが抑制される。これにより、青紫色半導体レーザ素子１０５の動作不良を確実に抑制することができる。なお、第１実施形態の変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、図１６および図１７を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００では、幅を狭くしたｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂに対応するように、この区域におけるリッジ部３の幅（Ｂ方向）をＡ方向に沿って狭く形成している。なお、青紫色半導体レーザ素子２００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００５６】
本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００では、図１６に示すように、Ａ方向に延びるリッジ部３のうち、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂに対応する領域のリッジ部３のＢ方向の幅Ｗ４（約１．２μｍ）が、第１部分１５ａに対応するリッジ部３の幅Ｗ１（約１．５μｍ）よりも狭められている。これにより、図１７に示すように、リッジ部３内に形成される電流通路部の幅は、第２部分１５ｂの下部では、リッジ部３の幅Ｗ４よりも小さく、かつ、第１部分１５ａの幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３（Ｗ２＞Ｗ４＞Ｗ３）近傍の大きさを有するように構成されている。
【００５７】
また、第２実施形態では、図１６に示すように、第２部分１５ｂの下部で約１．２μｍの幅Ｗ４に狭められたリッジ部３は、第２部分１５ｂのＡ１側の終端部１５ｅから光出射面２ａ（Ａ１側）に向かう長さＬ４（約４μｍ）の区間で再び幅が徐々に広げられた後、次の長さＬ５（約２μｍ）の区間では、約１．５μｍの幅Ｗ１を有した状態で光出射面２ａまで延びている。なお、幅Ｗ４から幅Ｗ１へのリッジ部３の両側面のテーパ（図１６に示す傾きβ）は、約１４°に設定されている。これにより、第２部分１５ｂの下部で一旦狭められたレーザ光のスポット径が、光出射面２ａでリッジ部３の幅Ｗ１に対応したビームスポット径に戻されて出射される。なお、第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００５８】
次に、図１６〜図２０を参照して、第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００の製造プロセスについて説明する。
【００５９】
ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＧａＮ基板１の上面上に半導体素子層１０とｐ側オーミック電極１５となる金属層とをこの順に積層してウェハ２０１を形成する。その後、図１８に示すように、第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、ｐ側オーミック電極１５となる金属層の上面上に、ＳｉＯ２マスク層８１を形成する。続いて、フォトリソグラフィを用いて、ＳｉＯ２マスク層８１上にレジスト８５をパターニングする。ここで、Ａ方向に延びるレジスト８５は、Ｂ方向に幅Ｗ２を有する第１領域８５ａの途中に第１領域８５ａよりも小さい幅Ｗ３を有する第２領域８５ｂが接続された形状を有して形成される。この際、第１領域８５ａと第２領域８５ｂとは、徐々に幅を変化させて接続されるようにパターニングされる。また、レジスト８５は、中心線１０５にＢ方向の中心を揃えた状態で、Ａ方向に沿ってウェハ２０１の端から端までを覆うように形成される。
【００６０】
その後、レジスト８５をマスクとしてＳｉＯ２マスク層８１をドライエッチングするとともに、パターニングされたＳｉＯ２マスク層８１をマスクとして、ＳｉＯ２マスク層８１下部以外の金属層（電極層）、ｐ型コンタクト層１４およびｐ型クラッド層１３の途中までをＣＦ４ガスなどを用いてドライエッチングする。これにより、凸部１３ａおよび平坦部１３ｂを有するｐ型クラッド層１３が形成されて、半導体素子層１０に電流通路部としてのリッジ部３が形成される。その後、フッ化水素酸などによりＳｉＯ２マスク層８１およびレジスト８５を除去する。これにより、図１９に示すように、リッジ部３の上面上にｐ側オーミック電極１５が露出する。
【００６１】
その後、図２０に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ウェハ２０１の表面（紙面手前側）に露出するｐ型クラッド層１３とｐ側オーミック電極１５の一部とを覆うようにレジスト８６をパターニングする。この際、レジスト８６には、各々がＡ方向にストライプ状に延びる開口部８６ａが複数設けられる。ここで、個々の開口部８６ａは、Ａ方向にＬ８（＝Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６（図１６参照））の開口長さを有するとともに、Ｂ方向に最大幅Ｗ１および最小幅Ｗ４を有する開口幅を有して形成される。
【００６２】
その後、ウェットエッチングにより、開口部８６ａ内に露出する電極層（ｐ側オーミック電極１５の一部）を除去して下部のｐ型コンタクト層１４の領域１４ｃ（図１６参照）を露出させる。レジストストリッパーなどによりレジスト８６を除去した後、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ型クラッド層１３の平坦部１３ｂと凸部１３ａの両側面と、ｐ型コンタクト層１４の両側面と、ｐ側オーミック電極１５の両側面および上面とを連続的に覆うように電流ブロック層１６を形成する。ｐ側オーミック電極１５上の電流ブロック層１６を除去してｐ側オーミック電極１５の上面を露出させた後、ｐ側パッド電極２１を形成する。なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００６３】
第２実施形態では、上記のように、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂは、光出射面２ａ近傍で、かつ、光出射面２ａからＡ方向に距離Ｌ１だけ離間した位置のリッジ部３上に配置されており、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂに対応する位置のリッジ部３のＢ方向の幅Ｗ４は、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａに対応する位置のリッジ部３のＢ方向の幅Ｗ１よりも小さく構成されている。これにより、第２部分１５ｂに対応する位置のリッジ部３の幅Ｗ４を、第１部分１５ａに対応する位置のリッジ部３の幅Ｗ１よりも小さく形成する分、ｐ側オーミック電極１５からの電流注入量の変化に伴う活性層１２における発光強度の変化を抑制することができる。また、製造プロセス上、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとを有するｐ側オーミック電極１５の下部の半導体素子層１０に、ｐ側オーミック電極１５の平面的な形状に対応した形状を有するリッジ部３を容易に形成することができる。
【００６４】
また、第２実施形態では、リッジ部３は、ｐ側オーミック電極１５の第２部分１５ｂの下部では第１部分１５ａの下部（幅Ｗ１）よりもＢ方向の幅が幅Ｗ４に局所的に狭められる一方、第２部分１５ｂよりも光出射面２ａ側では、第２部分１５ｂの下部での幅Ｗ４よりも大きな幅Ｗ１に戻されて形成されている。これにより、主レーザ出射光は、第２部分１５ｂの下部においてスポット径が局所的に小さくなった後、光出射面２ａ近傍では、大きな幅Ｗ１に戻されたリッジ部３によりスポット径が大きくなるので、局所的に幅がＷ４に狭められたリッジ部３の部分の影響を受けることなくリッジ部３の大きい幅Ｗ１に基づいて調整されたビームスポット径を有した状態で、レーザ光を光出射面２ａから出射させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６５】
（第３実施形態）
次に、図２１〜図２５を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子３００は、平坦な上部クラッド層（ｐ型クラッド層３３）上に共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って延びるストライプ状の開口部３６ａを有する電流ブロック層３６を形成した利得導波型の半導体レーザ素子である。第３実施形態では、利得導波型の半導体レーザ素子に対して、本発明の「電極」を形成している。なお、青紫色半導体レーザ素子３００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００６６】
本発明の第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子３００は、図２４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、活性層１２を含む半導体素子層３０が形成されている。また、活性層１２上のｐ型クラッド層３３には第１実施形態のような凸部１３ａ（図３参照）が形成されていない。そして、ｐ型コンタクト層３４の上面３４ａ上に、Ａ方向にストライプ状に延びる開口部３６ａを残してＳｉＯ２からなる平坦な電流ブロック層３６が形成されている。なお、ｐ型クラッド層３３およびｐ型コンタクト層３４を構成する材料は、本発明の「窒化物系半導体」の一例である。また、ｐ型コンタクト層３４の上面３４ａは、本発明の「半導体素子層の表面」の一例である。
【００６７】
また、Ｂ方向に約１．４μｍの最大幅Ｗ２および約１．１μｍの最小幅Ｗ３を有する開口部３６ａ内には、ｐ側オーミック電極３５が形成されている。これにより、開口部３６ａ内のｐ側オーミック電極３５の下方（Ｃ１側）に対応する領域のｐ型コンタクト層３４およびｐ型クラッド層３３の部分に電流通路部が形成されている。なお、ｐ側オーミック電極３５は、本発明の「電極」の一例である。
【００６８】
ここで、第３実施形態では、図２５に示すように、ｐ側オーミック電極３５の第１部分３５ａが、開口部３６ａの幅Ｗ２を有する領域に配置された状態でｐ型コンタクト層３４の上面３４ａに接触している。また、図２４に示すように、ｐ側オーミック電極３５の第２部分３５ｂが、開口部３６ａの幅Ｗ３を有する領域に配置された状態でｐ型コンタクト層３４の上面３４ａに接触している。これにより、ｐ型コンタクト層３４およびｐ型クラッド層３３内に形成される電流通路部の幅は、第１部分３５ａ（図２５参照）の下部では幅Ｗ２と略同じ幅を有する一方、第２部分３５ｂ（図２４参照）の下部では幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３近傍の大きさに狭められている。
【００６９】
なお、開口部３６ａは、光出射面２ａ近傍および光反射面２ｂ近傍には形成されていない。つまり、光出射面２ａから距離Ｌ１（約５μｍ）だけＡ２方向に離間した位置にｐ側オーミック電極３５の終端部３５ｅが配置されるとともに、光反射面２ｂから距離Ｌ６（約４μｍ）だけＡ１方向に離間した位置にｐ側オーミック電極３５の終端部３５ｆが配置されている。したがって、図２３に示すように、第２部分３５ｂ（図２４参照）の配置されていないｐ型コンタクト層３４の下方には、活性層１２に注入される電流通路部は形成されていない。
【００７０】
また、ｐ側オーミック電極３５の上面と電流ブロック層３６の上面とを覆うようにｐ側パッド電極３１が形成されている。なお、第３実施形態による青紫色半導体レーザ素子３００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
また、青紫色半導体レーザ素子３００の製造プロセスでは、まず、図２３に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に半導体素子層３０と電流ブロック層３６となる絶縁膜とを形成する。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いて、電流ブロック層３６となる絶縁膜に開口部３６ａを形成する。その後、開口部３６ａ内に露出するｐ型コンタクト層３４の上面３４ａ上に、真空蒸着法を用いてｐ側オーミック電極３５を形成する。なお、第３実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００７２】
第３実施形態では、上記のように、ｐ側オーミック電極３５は、Ｂ方向の幅Ｗ２を有する第１部分３５ａと、半導体素子層３０の光出射面２ａ近傍に配置され、ｐ型コンタクト層３４の上面３４ａに接触する領域において幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３を有する第２部分３５ｂとを含んでいる。そして、第１部分３５ａは、開口部３６ａの幅Ｗ２を有する領域に配置された状態でｐ型コンタクト層３４の上面３４ａに接触しており、第２部分３５ｂは、開口部３６ａの幅Ｗ３を有する領域に配置された状態で上面３４ａに接触している。このように、半導体素子層３０上に共振器の延びる方向に沿って延びる開口部３６ａを有する電流ブロック層３６を形成した利得導波型の青紫色半導体レーザ素子３００に対しても、電流注入に伴う発熱に起因した動作不良（頓死）を確実に抑制することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
（第４実施形態）
次に、図２６〜図２９を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子４００は、リッジ部４０３の両側面が活性層４２を貫通して下部のｎ型クラッド層４１の途中まで形成された埋め込みヘテロ（ＢＨ）構造を有する半導体レーザ素子である。第４実施形態では、埋め込みヘテロ型の半導体レーザ素子に対して、本発明の「電極」を形成している。なお、青紫色半導体レーザ素子４００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００７４】
本発明の第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子４００は、図２７〜図２９に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、活性層４２を含む半導体素子層４０が形成されている。そして、凸部４１ａおよび平坦部４１ｂを有するｎ型クラッド層４１の凸部４１ａ上に、凸部４１ａと略同じ幅を有する活性層４２、ｐ型クラッド層４３およびｐ型コンタクト層４４が形成されてリッジ部４０３が形成されている。したがって、青紫色半導体レーザ素子４００では、活性層４２を含むリッジ部４０３によって電流通路部が構成されている。また、ｎ型クラッド層４１の平坦部４１ｂの上面上およびリッジ部４０３の両側面上、および、ｐ側オーミック電極１５の両側面上を覆うようにＳｉＯ２からなる電流ブロック層４６が形成されている。なお、ｎ型クラッド層４１、活性層４２、ｐ型クラッド層４３およびｐ型コンタクト層４４を構成する材料は、本発明の「窒化物系半導体」の一例である。なお、第４実施形態による青紫色半導体レーザ素子４００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
また、青紫色半導体レーザ素子４００の製造プロセスでは、まず、上記第１実施形態の製造プロセスにおいて、ｐ型コンタクト層４４から活性層４２を経てｎ型クラッド層４１の途中までをＣＦ４ガスなどを用いてドライエッチングすることにより、リッジ部４０３を形成する。そして、ｎ型クラッド層４１の平坦部４１ｂの上面上およびリッジ部４０３の両側面上、および、ｐ側オーミック電極１５の両側面上を覆うように電流ブロック層４６を形成する。なお、電流ブロック層として、絶縁性（真性）に近い低キャリア濃度のｎ型ＡｌＮもしくはクラッド層以上のＡｌ組成を有するＡｌＧａＮを用いてもよい。第４実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
第４実施形態では、上記のように、埋め込みヘテロ型の青紫色半導体レーザ素子４００に対しても、ｐ側オーミック電極１５を形成することができるので、電流注入に伴う発熱に起因した動作不良（頓死）を確実に抑制することができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
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。
【００７８】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、本発明の「半導体レーザ素子」を窒化物系半導体からなる青紫色半導体レーザ素子１００〜４００に適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。青紫色半導体レーザ素子以外の、たとえば、青色半導体レーザ素子や緑色半導体レーザ素子の電流注入部に対応する領域に、本発明の「電極」を形成してもよい。あるいは、窒化物系半導体レーザ素子以外の、ＧａＡｓ系半導体やＧａＩｎＰ系半導体からなる半導体レーザ素子（赤色ＬＤや赤外ＬＤなど）に対して、本発明の「電極」を形成してもよい。
【００７９】
また、上記第２〜第４実施形態では、本発明の電極の「第２部分」を光出射面２ａの近傍に配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。つまり、上記第１実施形態の変形例と同様に、本発明の電極の「第２部分」を、光出射面２ａの近傍のみならず光反射面２ｂ近傍にも配置してもよい。
【００８０】
また、上記第１〜第４実施形態では、ｐ側オーミック電極１５（３５）および電流ブロック層１６（３６）の表面上にｐ側オーミック電極１５（３５）よりも平面積の大きなｐ側パッド電極２１（３１）を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「電極」がパッド電極を兼ねていてもよい。すなわち、パッド電極が、少なくとも半導体素子層の表面に接触する領域において第１の幅を有する第１部分と、半導体素子層の少なくとも出射側共振器面近傍に配置され、少なくとも半導体素子層の表面に接触する領域において第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２部分とを含んでいてもよい。
【００８１】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の電極の「第２部分」が略一様な幅Ｗ３を有するように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電極の「第２部分」が少なくとも光出射面２ａに向かって徐々に幅を狭めるように形成されていてもよい。つまり、本発明の電極の「境界部分」が「第２部分」を兼ねていてもよい。また、この場合、先細りする電極の両側面のテーパ（図２に示す傾きα）は、約１４°以外の角度であってもよい。
【００８２】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の電極の「第２部分」が終端部１５ｅ（３５ｅ）まで幅Ｗ３を保ったまま短冊状（矩形状）を有して形成された例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、終端部の外縁が丸みをおびるように「第２部分」を形成してもよい。あるいは、終端部は、共振器面に向かって尖っていてもよい。
【００８３】
また、上記第１実施形態の変形例では、略同じ平面形状を有する一対の第２部分１５ｂを青紫色半導体レーザ素子１０５のＡ方向の中心線１０６に対して略対称な位置に配置してｐ側オーミック電極１５を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明の「第２部分」は、光出射面２ａ側と光反射面２ｂ側とで、異なる平面形状（Ａ方向の長さおよびＢ方向の幅）を有していてもよい。この変形例のように構成すれば、電流注入量を光出射面２ａ側と光反射面２ｂ側とで異ならせてさらに細かく制御することができる。
【００８４】
また、上記第１および第４実施形態では、ｐ側オーミック電極１５の第１部分１５ａの幅Ｗ２をリッジ部３の幅Ｗ１よりも僅かに小さく形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。製造プロセス上、幅Ｗ１と幅Ｗ２とを略等しく形成してもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第４実施形態では、共振器面に１つの発光点（光導波路）を有する青紫色半導体レーザ素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。共振器面に２つ以上の発光点を有する半導体レーザ素子を形成するとともに、各々の発光点（光導波路）を形成する電流通路部に対して、本発明の「電極」を形成してもよい。また、この場合、各発光点が同一の発振波長を有するレーザ光を出射するように構成してもよいし、各発光点が互いに異なる発振波長を有するレーザ光を出射するように構成してもよい。
【００８６】
また、上記第１実施形態の製造プロセスでは、半導体素子層１０上にｐ側オーミック電極１５となる電極層を形成した後に、まず、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとを有するｐ側オーミック電極１５をパターニングし、その後、ｐ側オーミック電極１５の下部に共振器面間に延びるリッジ部３を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体素子層１０に対して先にリッジ部３を形成し、その後、リッジ部３の上面上に、レジスト８２（図７参照）と略同一の平面形状を有する開口部を有するレジストパターンを形成した後、開口部から露出するリッジ部３の部分にｐ側オーミック電極１５形成してレジストパターンを除去するというリフトオフ工程を用いて青紫色半導体レーザ素子１００を形成してもよい。
【００８７】
また、上記第１実施形態の製造プロセスでは、ｐ側オーミック電極１５をパターニングした後にＳｉＯ２マスク層８１およびレジスト８２を一旦除去し、その後、再度、レジスト８３をパターニングしてリッジ部３を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＳｉＯ２マスク層８１およびレジスト８２を残したまま、ＳｉＯ２マスク層８１およびレジスト８２が形成されていない領域のｐ型コンタクト層１４上（図２の領域１４ｃおよび１４ｄ上と、第２部分１５ｂに対応するレジスト８２のＢ方向の両側の狭小領域）に幅Ｗ１を有するレジストを追加的に形成してもよい。そして、レジスト８２と追加的に形成したレジストとをマスクとしてエッチングを行いリッジ部３を形成してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
２ａ  光出射面（出射側共振器面）
２ｂ  光反射面（反射側共振器面）
３、４０３  リッジ部（電流通路部）
１０、３０、４０  半導体素子層
１２、４２  活性層
１４ａ、３４ａ  上面（半導体素子層の表面）
１５、３５  ｐ側オーミック電極（電極）
１５ａ、３５ａ  第１部分
１５ｂ、３５ｂ  第２部分
１５ｃ  境界部分
３６  電流ブロック層
３６ａ  開口部
１００、１０５、２００、３００、４００  青紫色半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
【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１８】
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【図１９】
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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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