(57)【要約】【課題】劈開の歩留まりが低下するの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を含み、第１方向（Ａ方向）に沿って延びるリッジ部３（光導波路）が形成された半導体素子層１０と、半導体素子層１０のＡ方向における光出射面２ａ（光導波路の端面）から第２方向（Ｂ２方向）に離間した位置に形成された底部５ｃを含む凹部５とを備える。そして、凹部５の底部５ｃには、Ｂ２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部５ｇが設けられている。【選択図】図１
2012178508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含み、第１方向に沿って延びる光導波路が形成された半導体層と、
前記半導体層の前記第１方向における前記光導波路の端面から前記第１方向と交差する第２方向に離間した位置に形成された底部を含む凹部とを備え、
前記凹部の底部には、前記第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部が設けられている、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体層は、劈開によって前記光導波路の端面を形成する際に設けられたスクライブ傷を有し、
少なくとも前記スクライブ傷と前記光導波路の端面との間に前記凹部が形成されることにより、前記スクライブ傷を起点として前記半導体層に生ずる皺が、前記凹部を越えて前記光導波路の端面に到達するのが抑制されている、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記光導波路の端面は、前記底部の前記深底部に沿って前記半導体層が劈開された劈開面、または、前記スクライブ傷から延びる劈開線に対応する部分に沿って前記半導体層が劈開された劈開面を含む、請求項２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記凹部は、前記半導体層の上面から前記活性層に亘る部分を貫通して分断しており、
前記凹部の前記底部は、前記活性層よりも下層の前記半導体層に配置されている、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】
前記凹部は、前記光導波路を中心とした前記第２方向の両側のうちの少なくとも一方側に形成されている、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】
活性層を含み、第１方向に沿って延びる光導波路を有する半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の前記光導波路から前記第１方向と交差する第２方向に離間した位置に、前記第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部を有する底部を含む凹部を形成する工程と、
前記半導体層に、スクライブ傷を形成する工程と、
前記底部の前記深底部に沿って前記半導体層が劈開されるか、または、前記スクライブ傷から延びる劈開線に対応する部分に沿って前記半導体層が劈開されることにより、前記半導体層に前記光導波路の端面を形成する工程とを備える、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、半導体レーザ素子およびその製造方法に関し、特に、光導波路を有する半導体層を備えた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】
従来、光導波路を有する半導体層を備えた半導体レーザ素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ｎ型基板と、ｎ型基板の上面上に形成されるとともに光導波路を有する半導体層とを備えた半導体レーザ素子が開示されている。この半導体レーザ素子は、共振器面（光導波路の端面）に対応する位置においてリッジ部の両側に形成された一対の劈開ガイド溝を有している。したがって、製造プロセスにおいて、劈開ガイド溝に沿って半導体層が劈開されることにより、リッジ部の延びる方向（光導波路の延びる方向）と略直交する方向に沿って共振器面（光導波路の端面）が形成されるように構成されている。なお、上記特許文献１には、劈開ガイド溝が有する底部の詳細な形状などについては何ら開示も示唆もなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９０１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子では、劈開ガイド溝の底部の詳細な形状などについては何ら開示も示唆もされていない。たとえば、劈開ガイド溝が略一様な深さを有して形成されている（半導体層の上面から劈開ガイド溝の底部までの深さが溝内で略一様である）場合には、劈開ガイド溝の底部のどの部分（位置）を起点として半導体層が劈開され始めるのかが定まりにくい。このため、リッジ部の延びる方向に沿って見た場合の、一方の劈開ガイド溝の底部における劈開開始位置（半導体層に生じるマイクロクラックの起点）と、他方の劈開ガイド溝の底部における劈開開始位置とが互いにずれている場合には、劈開ガイド溝間に延びるマイクロクラックが、リッジ部の延びる方向に沿って段差形状（階段形状または傾斜形状）を生じながら形成されると考えられる。この場合、光導波路の延びる方向に段差を有するマイクロクラックを起点として半導体層が劈開されるため、光導波路の端面に平滑な劈開面が得られず、劈開の歩留まりが低下するという問題点がある。
【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、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することが可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明者が鋭意検討した結果、半導体レーザ素子において、半導体層に特定の方向（第２方向）に沿って延びる深底部が設けられた底部を有する凹部を形成することにより、劈開時の押圧力を適切に制御した場合に、底部内の特定の位置で半導体層が劈開されて平滑な光導波路の端面が得られることを見い出した。すなわち、この発明の第１の局面による半導体レーザ素子は、活性層を含み、第１方向に沿って延びる光導波路が形成された半導体層と、半導体層の第１方向における光導波路の端面から第１方向と交差する第２方向に離間した位置に形成された底部を含む凹部とを備え、凹部の底部には、第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部が設けられている。
【０００８】
この発明の第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、半導体層の光導波路の端面から第１方向と交差する第２方向に離間した位置に形成された底部を含む凹部を備え、凹部の底部に、第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部を設けることによって、製造プロセスにおいて、半導体層の下面側から刃状治具を押し当ててウェハをバー状に劈開する際、ウェハに加える押圧力を適切に制御することにより、第２方向に沿って延びる深底部に沿った半導体層の部分に、劈開線（マイクロクラック）を生じさせることができる。また、スクライブ傷から延びる劈開線が凹部の底部の深底部以外の部分に位置する場合には、半導体層は、この劈開線に沿って劈開されるか、または、劈開線に沿って劈開されない場合には深底部に沿って劈開されやすくなる。したがって、劈開が、深底部以外の部分に生じた劈開線（マイクロクラック）に沿わない場合にも、半導体層を良好に劈開することができる。このような劈開線に基づいて半導体層の劈開が良好に行われるので、平滑な光導波路の端面（劈開面）を得ることができる。その結果、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体層は、劈開によって光導波路の端面を形成する際に設けられたスクライブ傷を有し、少なくともスクライブ傷と光導波路の端面との間に凹部が形成されることにより、スクライブ傷を起点として半導体層に生ずる皺が、凹部を越えて光導波路の端面に到達するのが抑制されている。このように構成すれば、半導体層に対してスクライブ傷を設けることに起因して半導体層中に発生した皺は、凹部により半導体レーザ素子の発光点となる光導波路の端面まで到達しにくくなる。つまり、皺の伝播が抑制されたより平滑な劈開面によって、光導波路の端面を構成することができる。これによっても、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００１０】
上記半導体層がスクライブ傷を有する構成において、好ましくは、光導波路の端面は、底部の深底部に沿って半導体層が劈開された劈開面、または、スクライブ傷から延びる劈開線に対応する部分に沿って半導体層が劈開された劈開面を含む。このように、凹部の底部における特定の位置に対応する半導体層の部分で半導体層が劈開されるので、底部内の特定の位置を起点として半導体層内に自発的に生じるマイクロクラックに基づいて、半導体層の劈開が良好に行われた光導波路の端面（劈開面）を容易に得ることができる。
【００１１】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、凹部は、半導体層の上面から活性層に亘る部分を貫通して分断しており、凹部の底部は、活性層よりも下層の半導体層に配置されている。このように構成すれば、凹部の底部が活性層よりも上層の半導体層中や活性層中に形成されている場合と異なり、光導波路の端面を、半導体層の上面側から活性層を経て下層の半導体層側まで略直線状に揃えることができる。つまり、半導体層の積層方向において、活性層を含む光導波路の端面に、凹部の底部に起因した段差部などが存在しない。これにより、平滑な光導波路の端面上に端面コート膜を良好に形成することができる。この結果、形成された端面コート膜が剥がれることを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、凹部は、光導波路を中心とした第２方向の両側のうちの少なくとも一方側に形成されている。このように構成すれば、第２方向のうちの少なくとも一方側に形成された凹部によって、半導体層に光導波路の一方側から他方側に第２方向に沿って横切る端面（劈開面）を容易に形成することができる。また、凹部が光導波路を中心とした第２方向の両側に形成されている場合には、半導体層の各々の凹部の底部における深底部かまたは深底部以外の部分に劈開線（マイクロクラック）を生じさせることができる。この結果、半導体層をより容易に劈開して光導波路の端面を形成することができる。
【００１３】
この発明の第２の局面による半導体レーザ素子の製造方法は、活性層を含み、第１方向に沿って延びる光導波路を有する半導体層を形成する工程と、半導体層の光導波路から第１方向と交差する第２方向に離間した位置に、第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部を有する底部を含む凹部を形成する工程と、半導体層に、スクライブ傷を形成する工程と、底部の深底部に沿って半導体層が劈開されるか、または、スクライブ傷から延びる劈開線に対応する部分に沿って半導体層が劈開されることにより、半導体層に光導波路の端面を形成する工程とを備える。
【００１４】
この発明の第２の局面による半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、半導体層の光導波路から第１方向と交差する第２方向に離間した位置に、第２方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部を有する底部を含む凹部を形成する工程と、半導体層に、スクライブ傷を形成する工程と、底部の深底部に沿って半導体層が劈開されるか、または、スクライブ傷から延びる劈開線に対応する部分に沿って半導体層が劈開されることにより、半導体層に光導波路の端面を形成する工程とを備えている。すなわち、製造プロセスにおいて、半導体層の下面側から刃状治具を押し当ててウェハをバー状に劈開する際、ウェハに加える押圧力を適切に制御することにより、第２方向に沿って延びる深底部に沿った半導体層の部分に、マイクロクラックの起点（劈開開始位置）を生じさせることができる。あるいは、ウェハに加える押圧力によっては、底部の深底部以外の位置に対応する半導体層の部分に、劈開線（マイクロクラック）を生じさせることができる。また、スクライブ傷から延びる劈開線が凹部の底部の深底部以外の部分に対応する場合には、半導体層は、この劈開線に沿って劈開されるか、または、劈開線に沿って劈開されない場合には深底部に沿って劈開されやすくなる。したがって、劈開が、深底部以外の部分に生じた劈開線に沿わない場合にも、半導体層を良好に劈開することができる。このような劈開線（マイクロクラック）に基づいて半導体層の劈開が良好に行われるので、平滑な光導波路の端面（劈開面）を得ることができる。その結果、半導体レーザ素子を製造する際に、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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斜視図である。
【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の構造を示した上面図である。
【図３】図２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２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２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１７５−１７５線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による青紫色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実施形態による青紫色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】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実施形態による青紫色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実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図１１】図１０の１７５−１７５線に沿った断面図である。
【図１２】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実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の第１変形例による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の第１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１６】本発明の第１実施形態の第１変形例による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の第２変形例による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図１８】本発明の第１実施形態の第２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１９】本発明の第１実施形態の第３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２０】本発明の第２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斜視図である。
【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斜視図である。
【図２２】本発明の変形例による青紫色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図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
まず、図１〜図５、図１０および図１２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。
【００１８】
青紫色半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａ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。なお、ｎ型ＧａＮ基板１および半導体素子層１０は、本発明の「半導体層」の一例である。
【００１９】
半導体素子層１０は、約３００μｍ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）と直交する方向（Ｂ方向）に延びる光出射面２ａ（Ａ１側）および光反射面２ｂ（Ａ２側）が形成されている。ここで、青紫色半導体レーザ素子１００に形成されている一対の共振器面において、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光出射面２ａおよび光反射面２ｂが区別される。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光出射面２ａであり、相対的に小さい方が光反射面２ｂである。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」の一例であり、Ａ方向と直交するＢ方向は、本発明の「第２方向」の一例である。
【００２０】
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４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａ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、約３０ｎｍの厚みを有するとともにＧａＮからなる３層の障壁層（図示せず）と、約７ｎｍの厚みを有するとともに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。
【００２１】
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４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（Ｂ方向）を有する凸部１３ａと、凸部１３ａの幅方向の両側（Ｂ１側およびＢ２側）の約８０ｎｍ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、ｎ型クラッド層１１、活性層１２およびｐ型クラッド層１３は、本発明の「半導体層」の一例である。
【００２２】
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側コンタクト層１４が形成されている。ｐ側コンタクト層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を有した状態で光出射面２ａおよび光反射面２ｂ間を延びている。リッジ部３によりｐ側コンタクト層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（電流注入領域）に沿ってＡ方向に延びる光導波路が形成されている。なお、リッジ部３の下部に対応する光出射面２ａおよび光反射面２ｂの部分は、本発明の「光導波路の端面」の一例である。
【００２３】
ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａの両側面上、平坦部１３ｂの上面１３ｃ上およびｐ側コンタクト層１４の両側面上には、約０．２μｍ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に示すように、リッジ部３の延びる方向に沿った光出射面２ａ（光反射面２ｂ）の近傍領域（図２参照）以外に形成された開口部１６ａを有している。これにより、開口部１６ａからｐ側コンタクト層１４の上面（Ｃ２側）が露出している。
【００２４】
また、開口部１６ａから露出するｐ側コンタクト層１４の上面上には、ｐ側コンタクト層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側コンタクト層１４に接触するように形成されている。また、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。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、図１および図２に示すように、半導体素子層１０の光出射面２ａおよび光反射面２ｂには、それぞれ、半導体レーザ素子の内部（Ａ方向およびＣ１方向）に向かって窪む凹部５および凹部６が形成されている。凹部５（Ｂ２側）および凹部６（Ｂ１側）は、後述する青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスにおいて、ウェハ１０１（図１０参照）を劈開線１９５（図１０参照）に沿ってバー状に劈開する際に半導体素子層１０に予め形成された劈開導入用の凹部（溝部）９５（図１０参照）の一部が、チップ化後の青紫色半導体レーザ素子１００に残されたものである。
【００２６】
詳細に説明すると、凹部５および凹部６は、図３に示すように、リッジ部３の中心線１７０から幅方向（Ｂ方向）にそれぞれ略同じ距離Ｌ１を隔てて形成された一方端部５ａ（Ｂ２側）および一方端部６ａ（Ｂ１側）を有している。そして、凹部５は、一方端部５ａを起点として、リッジ部３から遠ざかる方向（Ｂ２方向）に約２μｍの幅Ｗ１を有して延びている。また、凹部５は、一方端部５ａに対して幅Ｗ１だけ離間して対向する他方端部５ｂ（Ｂ２側）を有している。同様に、凹部６は、一方端部６ａを起点として、リッジ部３からＢ１方向に約２μｍの幅Ｗ１を有して延びている。また、凹部６は、一方端部６ａに対して幅Ｗ１だけ離間して対向する他方端部６ｂ（Ｂ１側）を有している。したがって、凹部５と凹部６とは、略同じ形状を有している。なお、リッジ部３の幅が約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、上記した距離Ｌ１は、約６μｍ以上約１８μｍ以下であるのが好ましい。また、一方端部５ａ（６ａ）および他方端部５ｂ（６ｂ）は、共にｎ型ＧａＮ基板１の主面（上面１ａ）に対して略垂直に延びている。
【００２７】
また、凹部５が形成されている領域の半導体素子層１０をレーザ光の出射方向（Ａ方向）に沿って切断した状態で見た場合、図５に示すように、凹部５は、光出射面２ａから素子の中央部（Ａ２方向）に向かって約６μｍの距離Ｌ２だけ奥まった位置に形成された壁部５ｅを有している。壁部５ｅは、半導体素子層１０の上面から下方に向かって略垂直（Ｃ１方向）に延びている。また、凹部５は、壁部５ｅの底側（Ｃ１側）の終端部から光出射面２ａに向かってＡ１方向に延びる底部５ｃ有している。ここで、底部５ｃは、光出射面２ａ寄り（Ａ１側）の領域５ｆが上方（Ｃ２方向）に徐々に盛り上がることにより、底部５ｃには、相対的に壁部５ｅ側の終端部が深く沈み込んだ切り込み状の深底部５ｇが設けられている。この切り込み状の深底部５ｇは、底部５ｃと壁部５ｅとが接続される部分に位置している。このように、凹部５の底部５ｃは、Ａ方向に沿って領域５ｆと深底部５ｇとにおいて、半導体素子層１０の上面からの深さ位置が変化するように形成されている。また、図２に示すように、凹部５の深底部５ｇは、一方端部５ａから他方端部５ｂに亘って連続的にＢ方向に延びている。つまり、深底部５ｇは、光出射面２ａに対して略平行に延びている。
【００２８】
また、図５に示すように、凹部５における半導体素子層１０の上面から深底部５ｇまでの最大深さは、Ｄ１である。つまり、凹部５は、領域５ｆおよび深底部５ｇを含む底部５ｃの全体が、ｎ型クラッド層１１の途中まで達している。これにより、図３に示すように、凹部５は、半導体素子層１０のうちの少なくともリッジ部３（電流通路部）が形成された側（Ｃ２側）のｐ型クラッド層１３の上面１３ｃから活性層１２に亘る部分を下方（Ｃ１方向）に貫通して分断している。なお、底部５ｃは、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａよりも上方に位置しているので、凹部５（底部５ｃ）の下部には、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａ上に形成されたｎ型クラッド層１１の一部が分断されずに残されている。なお、半導体素子層１０の厚みにもよるが、深さＤ１（図５参照）は、約３μｍ以上約５μｍ以下であるのが好ましい。また、半導体素子層１０の上面から領域５ｆまでの深さをＤ２とした場合、深底部５ｇの深さＤ１と領域５ｆの深さＤ２との差（Ｄ１−Ｄ２）は、深さＤ２の約５％以上約１０％であるのが好ましい。
【００２９】
なお、リッジ部３に対してＢ１側に形成された凹部６の底部６ｃ（図１参照）の形状についても、上記した凹部５の形状と略同じである。つまり、図１に示すように、底部６ｃについても、領域６ｆから深底部６ｇに向かって、Ａ方向に沿って深さ位置が変化するように形成されている。また、底部６ｃと壁部６ｅとの接続部である深底部６ｇは、一方端部６ａから他方端部６ｂに亘って連続的にＢ方向に延びており、深底部６ｇと光出射面２ａとは略平行である。
【００３０】
また、第１実施形態では、図１に示すように、半導体素子層１０は、凹部５の他方端部５ｂから青紫色半導体レーザ素子１００の側端面４ａ（Ｂ２側）までの領域において、リッジ部３の下部に形成された光出射面２ａよりも平滑度（平坦度）が若干劣る端面２ｃを有している。端面２ｃには、皺（皺模様）５１が形成されており、皺５１によって端面２ｃには微視的な起伏が生じている。この皺５１は、半導体素子層１０の上面側に設けられたスクライブ傷５０に起因して半導体層中に発生したものである。このスクライブ傷５０は、後述する青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスにおいて、ウェハ１０１（図１２参照）をバー状に劈開する際の劈開線１９５（図１２参照）に沿って、予め半導体素子層１０の上面側に破線状に設けられたものの一部である。所定の押圧力でスクライブ傷５０を付加した場合、押圧力に起因して半導体層中に皺（皺模様）５１が発生する。青紫色半導体レーザ素子１００では、皺５１を有する端面２ｃと光出射面２ａとの間に凹部５が形成されているので、スクライブ傷５０を起点として半導体層中に生ずる皺５１が、凹部５により凹部５を越えて光導波路の端面となる光出射面２ａに到達しにくい。
【００３１】
また、半導体素子層１０は、凹部６の他方端部６ｂから青紫色半導体レーザ素子１００の側端面４ｂ（Ｂ１側）までの領域において、リッジ部３の下部に形成された光出射面２ａと同程度の平滑度（平坦度）を有する端面２ｄを有している。
【００３２】
また、第１実施形態では、光導波路の端面となる光出射面２ａは、凹部５における底部５ｃのうちの領域５ｆ（深底部５ｇ以外の部分）の位置と、凹部６における底部６ｃのうちの領域６ｆ（深底部６ｇ以外の部分）の位置とにおいて、スクライブ傷５０から延びる劈開線１９５（図１２参照）に沿って半導体素子層１０が劈開された劈開面である。つまり、図１および図２に示すように、半導体素子層１０は、皺５１を有する端面２ｃが凹部５の他方端部５ｂで終了し、その後、半導体素子層１０は、劈開線１９５に沿って凹部５の領域５ｆの部分で劈開されながらＢ１方向に直線的に延びて一方端部５ａに達する。さらに、半導体素子層１０は、一方端部５ａから凹部６の一方端部６ａまでスクライブ傷５０から延びる劈開線１９５に沿って劈開されて光出射面２ａが形成された後、半導体素子層１０は、この劈開線１９５に沿って凹部６の領域６ｆの部分で劈開されながらＢ１方向に直線的に延びて他方端部６ｂに達する。そして、半導体素子層１０は、他方端部６ｂから側端面４ｂ（Ｂ１側）まで劈開線１９５に沿って劈開されて端面２ｄが形成されている。したがって、側端面４ａから側端面４ｂに向かって、端面２ｃ、光出射面２ａおよび端面２ｄは、スクライブ傷５０が形成された劈開線１９５（図１２参照）に沿って略同一平面上に形成されている。
【００３３】
なお、図２に示すように、青紫色半導体レーザ素子１００のＡ２側の光反射面２ｂについても、上記説明したＡ１側の光出射面２ａと略同様の形状を有する凹部５および凹部６が形成されている。したがって、青紫色半導体レーザ素子１００のＡ２側においても、端面２ｃ、光反射面２ｂおよび端面２ｄは、スクライブ傷５０が形成された劈開線１９５（図１２参照）に沿って略同一平面上に形成されている。なお、光反射面２ｂ側の端面２ｃにも、スクライブ傷５０による皺５１が生じているが、端面２ｃと光反射面２ｂとの間に凹部５が形成されているので、皺５１は、凹部５により凹部５を越えて光導波路の端面となる光反射面２ｂに到達しにくい。
【００３４】
また、図３に示すように、電流ブロック層１６は、リッジ部３の外側面３ａのみならず、凹部５および凹部６により分断された部分の半導体素子層１０の内側面の全てを連続的に覆っている。そして、図２に示すように、凹部５および凹部６が形成された領域から素子の中央部（Ａ２方向（Ａ１方向））に向かって離間した位置の電流ブロック層１６の上面（Ｃ２側）上に、Ａ方向に延びるＡｕなどからなるｐ側パッド電極２１が形成されている。
【００３５】
具体的には、ｐ側パッド電極２１は、平面的に見て、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）における側端面４ａおよび側端面４ｂの近傍領域以外とを略矩形形状を有して覆っている。また、ｐ側パッド電極２１は、図４に示すように、電流ブロック層１６の開口部１６ａを介してｐ側オーミック電極１５と導通している。なお、ｐ側パッド電極２１は、たとえば光出射面２ａに近い側の隅部に切り欠き部を有していてもよい。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。
【００３６】
また、図１および図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面（下面）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。ｎ側電極２２は、青紫色半導体レーザ素子１００の側端面４ａおよび側端面４ｂまで延びるようにｎ型ＧａＮ基板１の裏面上の略全面に形成されている。
【００３７】
次に、図１、図２、図４および図６〜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９は、図１０の劈開線１９５に沿った半導体素子層１０の断面図である。
【００３８】
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１ａ上に、ｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３、ｐ側コンタクト層１４を順次積層して半導体素子層１０を形成する。続いて、半導体素子層１０の上面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。
【００３９】
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、マスク層８１上に、Ａ１方向にストライプ状に延びるとともにＢ方向に約１．５μｍの幅を有するレジスト８２をパターニングする。なお、レジスト８２は、Ｂ方向の中心位置が、後の工程で形成されるリッジ部３（図７参照）の中心線１７０に揃うようにパターニングされる。
【００４０】
その後、図７に示すように、レジスト８２をマスクとしてマスク層８１をドライエッチングすることにより、マスク層８１がパターニングされる。続いて、レジスト８２をマスクとして、金属層（電極層）をＣＦ４ガスなどを用いてドライエッチングすることより、マスク層８１と略同じ幅（約１．５μｍ）を有するｐ側オーミック電極１５を形成する。次に、剥離液などによりレジスト８２を除去する。続けて、マスク層８１をマスクとして上面上にｐ側オーミック電極１５が形成されていない部分のｐ側コンタクト層１４および下部のｐ型クラッド層１３の途中までをドライエッチングすることにより、凸部１３ａおよび平坦部１３ｂを有するｐ型クラッド層１３を形成する。これにより、半導体素子層１０の上面に上方（Ｃ２方向）に突出する電流通路部としてのリッジ部３が形成される。その後、フッ酸などによりマスク層８１を除去する（なお、マスク層８１の除去は必ずしも必要ではない）。
【００４１】
その後、図８に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２などからなるマスク層８３を形成した後、フォトリソグラフィを用いて、マスク層８３の上面の所定領域上にレジスト８４をパターニングする。なお、この時点では、マスク層８３は、ｐ型クラッド層１３の上面１３ｃ上を一様に覆っている。また、レジスト８４には、各々がＡ方向に長さＬ３（＝Ｌ２×２＝約１２μｍ：図１０参照）およびＢ方向に長さＷ１（＝約２μｍ）を有する略矩形形状の開口部８５が複数設けられる。また、各々の開口部８５は、Ａ方向の中央部がウェハ１０１をバー状に劈開する際の劈開線１９５上に位置合わせされた状態で、かつ、リッジ部３の中心線１７０からＢ方向（Ｂ２方向およびＢ１方向）に距離Ｌ１だけ離間した位置に内側面８５ａが配置されるように形成される。次に、レジスト８４をマスクとしてマスク層８３をドライエッチングして、開口部８５に対応する部分のｐ型クラッド層１３の上面１３ｃを露出させる。その後、レジスト８４を、剥離液などで除去する。
【００４２】
この状態で、図９に示すように、マスク層８３をマスクとしてｐ型クラッド層１３の上面１３ｃ（Ｃ２側）からｎ型クラッド層１１の途中までをＣ１方向にドライエッチングする。これにより、開口部８５に対応する位置の半導体層中に、劈開導入用の凹部９５が形成される。
【００４３】
この際、第１実施形態の製造プロセスでは、Ａ方向に沿ってエッチングパワーを変化させる。具体的に説明すると、図１１に示すように、開口部８５のＡ方向に対向する内側面８５ｅの位置およびその近傍において、エッチングパワーを最も大きく調整する（リッジ部３を形成した際のパワーの約２０％増しのエッチングパワーとする）。また、内側面８５ｅから開口部８５のＡ方向の中心部に向かうにしたがってエッチングパワーを徐々に減少させる。このようにして、一対の壁部５ｅと、底部５ｃとに囲まれた凹部９５を形成する。Ａ方向に沿ってエッチングパワーを変化させることにより、凹部９５のＡ方向に対向する壁部５ｅ間に、中央部がＣ２方向に盛り上がる領域５ｆと、相対的にＡ方向の終端部が深く沈み込んだ一対の深底部５ｇとを有する底部５ｃが形成される。ここで、凹部９５は、半導体素子層１０の上面（上面１３ｃ）から底部５ｃの深底部５ｇまでの深さＤ１が、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａに到達しないように形成される。その後、フッ酸などにより、マスク層８３を除去する。
【００４４】
その後、図３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側コンタクト層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、凹部５および凹部６により分断された部分の半導体素子層１０の内側面と、凹部５の底部５ｃおよび凹部６の底部６ｃ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、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いて、チップ化後に光出射面２ａ（光反射面２ｂ）となる領域よりもリッジ部３に沿った共振器内側（Ａ方向）の領域における電流ブロック層１６をストライプ状に除去して開口部１６ａを形成する。これにより、図４に示すように、ｐ側オーミック電極１５の上面を露出させる。その後、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。
【００４５】
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（図４参照）を形成する。
【００４６】
その後、ダイヤモンドポイントまたはレーザ光などを用いて、劈開線１９５（凹部９５におけるＡ方向の中央線）に沿ったウェハ１０１の一方側（Ｂ２側）の端部に、スクライブ傷５０（図１２参照）を形成する。この際、スクライブ傷５０は、劈開線１９５上において、Ａ方向に平行に延びる４本のリッジ部３おき（４素子毎）に１箇所ずつ形成される。つまり、スクライブ傷５０は、劈開線１９５に沿って破線状に形成される。なお、スクライブ傷５０を設けることにより、スクライブ傷５０の下部の半導体層中に、皺（皺模様）５１（図１２参照）が発生する。しかしながら、図１２に示すように、スクライブ傷５０のＢ２側に底部５ｃがｎ型クラッド層１１の途中まで達する凹部９５が形成されているので、皺５１は、凹部９５をＢ方向に越えてリッジ部３（図２参照）側には到達しにくい。
【００４７】
この状態で、ウェハ１０１の下面側（ｎ側電極２２の側）から劈開線１９５の延びるＢ方向に沿って刃状治具９０を押し当ててウェハ１０１を劈開する。これにより、図１３に示すように、バー状態となった青紫色半導体レーザ素子１００（バー１０２）が形成される。なお、図１３では、３素子分（３本のリッジ部３）からなるバー１０２の状態としてしか図示されていないが、バー１０２は、実際には、さらに多くの素子がＢ１方向に続いている。
【００４８】
ここで、第１実施形態の製造プロセスでは、刃状治具９０に対するウェハ１０１の押圧力を適切に制御することにより、半導体素子層１０は、劈開線１９５に沿って略直線的に劈開される。つまり、スクライブ傷５０を起点としてＢ１方向に劈開された端面２ｃが、凹部９５の領域５ｆ（図１２参照）の位置を起点としてＢ１方向に延びることにより、端面２ｃの延長線（劈開線１９５）上に光出射面２ａが形成される。そして、光出射面２ａのＢ１側の端部において凹部９５の領域６ｆ（図２参照）の位置を起点としてさらにＢ１方向に劈開されることにより、光出射面２ａの延長線（劈開線１９５）上に端面２ｄが形成される。これにより、端面２ｃ、光出射面２ａおよび端面２ｄは、劈開線１９５に沿って略同一平面上に形成される。また、この劈開によって凹部９５（図１２参照）がＢ方向に沿って２つ（半分）に分割される。この結果、バー１０２のＡ１側の劈開面（光出射面２ａ）には、リッジ部３の両側に凹部５および凹部６が残される。同様に、バー１０２のＡ２側の劈開面（光反射面２ｂ）にも、リッジ部３の両側に凹部５および凹部６が残される。
【００４９】
その後、バー１０２の劈開面に対して端面コート処理を行う。これにより、光出射面２ａおよび光反射面２ｂに、誘電体多層膜（図示せず）が形成される。
【００５０】
最後に、図１３に示すように、バー１０２（バー状態の青紫色半導体レーザ素子１００）の下面側（図４に示すｎ側電極２２の側）から素子分割線１９０の延びるＡ方向に沿って刃状治具９０（図１２参照）を押し当ててバー１０２の素子分割を行う。このようにして、図１に示した青紫色半導体レーザ素子１００のチップが多数形成される。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、半導体素子層１０の光導波路の端面となる光出射面２ａ（光反射面２ｂ）からＢ２方向に離間した位置に形成された底部５ｃを含む凹部５を備え、凹部５の底部５ｃに、Ｂ方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部５ｇを設けている。また、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）からＢ１方向に離間した位置に形成された底部６ｃを含む凹部６を備え、凹部６の底部６ｃに、Ｂ方向に沿って延びるとともに他の部分よりも深い深底部６ｇを設けている。これにより、製造プロセスにおいて、半導体素子層１０の下面側から刃状治具９０を押し当ててウェハ１０１をバー状に劈開する際、ウェハ１０１に加える押圧力を適切に制御することにより、半導体素子層１０を、劈開線１９５に沿って劈開することができる。この際、Ｂ方向に沿って延びる深底部５ｇ（深底部６ｇ）以外の位置に対応するｎ型クラッド層１１およびｎ型ＧａＮ基板１の部分に、マイクロクラックの起点を生じさせることができる。このような劈開線１９５に基づいて半導体素子層１０の劈開が良好に行われるので、平滑な光出射面２ａ（光反射面２ｂ）を得ることができる。その結果、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、少なくともスクライブ傷５０と光出射面２ａ（光反射面２ｂ）との間に凹部５が形成されることにより、スクライブ傷５０を起点として半導体素子層１０に生ずる皺５１が、凹部５を越えて光出射面２ａ（光反射面２ｂ）に到達するのが抑制されている。これにより、半導体素子層１０に対してスクライブ傷５０を設けることに起因して半導体素子層１０中に発生した皺５１は、凹部５により青紫色半導体レーザ素子１００の発光点となる光出射面２ａ（光反射面２ｂ）まで到達しにくくなる。つまり、皺５１の伝播が抑制されたより平滑な劈開面によって、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）を構成することができる。これによっても劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）は、スクライブ傷５０から延びる劈開線１９５に対応する部分に沿って半導体素子層１０が劈開された劈開面を含む。すなわち、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）は、劈開線１９５に沿って、深底部５ｇ（深底部６ｇ）以外の部分である領域５ｆ（領域６ｆ）において半導体素子層１０が劈開されている。このように、凹部５（凹部６）の底部５ｃ（底部６ｃ）における特定の位置（領域５ｆ（領域６ｆ））に対応するｎ型クラッド層１１の部分で半導体素子層１０が劈開されるので、領域５ｆ（領域６ｆ）を起点として半導体素子層１０内に自発的に生じるマイクロクラックに基づいて、半導体素子層１０の劈開が良好に行われた光出射面２ａ（光反射面２ｂ）（劈開面）を容易に得ることができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、凹部５（凹部６）は、半導体素子層１０の上面から活性層１２に亘る部分を貫通して分断しており、凹部５（凹部６）の底部５ｃ（底部６ｃ）は、活性層１２よりも下層のｎ型クラッド層１１に配置されている。これにより、凹部５（凹部６）の底部５ｃ（底部６ｃ）が活性層１２よりも上層のｐ型クラッド層１３中や活性層１２中に形成されている場合と異なり、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）を、半導体素子層１０の上面側から活性層１２を経て下層のｎ型クラッド層１１側まで略直線状に揃えることができる。つまり、半導体素子層１０の積層方向（Ｃ方向）において、活性層１２を含む光出射面２ａ（光反射面２ｂ）に、凹部５（凹部６）の底部５ｃ（底部６ｃ）に起因した段差部などが存在しない。これにより、平滑な光出射面２ａ（光反射面２ｂ）上に端面コート膜を良好に形成することができる。この結果、形成された端面コート膜が剥がれることを抑制することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、凹部５（凹部６）は、リッジ部３（光導波路）を中心としたＢ方向の両側（Ｂ２側およびＢ１側）に形成されている。これにより、劈開線１９５に沿って各々の凹部５（凹部６）の領域５ｆ（領域６ｆ）に対応するｎ型クラッド層１１の部分に劈開時のマイクロクラックの起点を生じさせることができる。この結果、半導体素子層１０をより容易に劈開して光出射面２ａ（光反射面２ｂ）を形成することができる。
【００５６】
（第１実施形態の第１変形例）
次に、図１０、図１２および図１４〜図１６を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。この第１実施形態の第１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、光導波路の端面となる光出射面２ａが、凹部５の深底部５ｇに沿って半導体素子層１０が劈開された劈開面により形成されている。なお、図中において、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。また、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。
【００５７】
青紫色半導体レーザ素子１０５では、図１５に示すように、光出射面２ａおよび端面２ｄは、各々の側の端面２ｃに対してレーザ光の出射方向（Ａ１方向、Ａ２方向）に、それぞれ距離Ｌ２（＝Ｌ３／２）だけ突出して形成されている。
【００５８】
詳細には、光出射面２ａについて見ると、スクライブ傷５０の位置（図１６に示す劈開線１９５の位置）で劈開されて形成された端面２ｃが、凹部５の領域５ｆの部分を起点としてＢ１方向かつＡ１方向に斜めに延びて凹部５のＡ１側の終端部（深底部５ｇ）に到達している。そして、この劈開線１９６上で、半導体素子層１０が深底部５ｇに沿ってＢ１方向に略直線状に延びることにより光出射面２ａが形成されている。また、光出射面２ａのＢ１側の端部において、半導体素子層１０が凹部６のＡ１側の終端部（深底部６ｇ）に沿ってＢ１方向にさらに延びている。これにより、光出射面２ａの延長線上に端面２ｄが形成されている。ここで、凹部５のＡ１側の深底部５ｇおよび凹部６のＡ１側の深底部６ｇは、製造プロセス時に半導体素子層１０に形成された劈開導入用の凹部９５（図１０参照）の一部分が、ウェハ１０１をバー状に劈開した後に共振器面側に露出した部分である。また、凹部６には、凹部９５（図１０参照）のほとんどが残されている。
【００５９】
なお、青紫色半導体レーザ素子１０５のＡ２側の光反射面２ｂについても、上記説明したＡ１側の光出射面２ａと略同様の形状を有している。したがって、Ａ２側においても、光反射面２ｂおよび端面２ｄが、スクライブ傷５０の位置に形成された端面２ｃに対してレーザ光の出射方向（Ａ２方向）に、それぞれ距離Ｌ２（＝Ｌ３／２）だけ突出した位置（劈開線１９７の位置）に形成されている。なお、青紫色半導体レーザ素子１０５のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
青紫色半導体レーザ素子１０５が上記した端面形状を有する理由を以下に述べる。
【００６１】
青紫色半導体レーザ素子１０５の製造プロセスにおいて、図１２に示したウェハ１０１を劈開線１９５に沿って劈開する際、ウェハ１０１側からの刃状治具９０に付与する押圧力を、第１実施形態の製造プロセスの場合とは異なる大きさに制御することにより、半導体素子層１０は、劈開線１９５とは異なる劈開線１９６（図１６参照）に沿った位置で劈開される。これにより、図１６に示すように、ウェハ１０１においては、半導体素子層１０に形成された凹部９５の底部５ｃ（図１２参照）のうちの一方側（端面２ｃに対して突出する側）の深底部５ｇの位置で半導体素子層１０が劈開された場合に、端面２ｃの形成位置（劈開線１９５）よりも突出する光出射面２ａおよび端面２ｄを有する青紫色半導体レーザ素子１０５のチップが形成される。なお、ウェハ１０１における最もＢ２側寄りのスクライブ傷５０を有するチップ１０５ａは、図１４（斜視図）に示した形状に形成される。また、チップ１０５ａの次にＢ１側に連なるスクライブ傷５０を有しないチップ１０５ｂは、図１６（平面図）に示した形状を有して形成される。つまり、チップ１０５ｂにおける共振器面（光出射面２ａおよび光反射面２ｂ）は、Ｂ方向の全ての領域が、劈開線１９６（１９７）に揃えられている。このような製造プロセスによって、青紫色半導体レーザ素子１０５に、上記した端面形状を有する共振器面が形成される。
【００６２】
第１実施形態の第１変形例では、上記のように、底部５ｃ（底部６ｃ）にＢ方向に沿って延びる深底部５ｇ（深底部６ｇ）を設けることによって、ウェハ１０１に加える押圧力を適切に制御することにより、スクライブ傷５０から延びる劈開線１９５が存在していたとしても、Ｂ方向に沿って延びる深底部５ｇ（深底部６ｇ）に沿ったｎ型クラッド層１１およびｎ型ＧａＮ基板１の部分に、別な劈開線１９６（１９７）に沿ったマイクロクラックを容易に生じさせることができる。つまり、凹部５（凹部６）の深底部５ｇ（深底部６ｇ）に沿ったｎ型クラッド層１１の部分で半導体素子層１０を劈開することができる。このような劈開線１９６（１９７）に基づいて半導体素子層１０の劈開が良好に行われるので、平滑な光導波路の端面（光出射面２ａ（光反射面２ｂ））を得ることができる。その結果、劈開の歩留まりが低下するのを抑制することができる。なお、第１実施形態の第１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。
【００６３】
（第１実施形態の第２変形例）
次に、図１０、図１２および図１６〜図１８を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。この第１実施形態の第２変形例による青紫色半導体レーザ素子１１０では、図１７に示すように、光導波路の端面となる光出射面２ａが、凹部５の素子側（Ａ２側）に形成された深底部５ｇに沿って半導体素子層１０が劈開された劈開面により形成されている。なお、図中において、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。また、青紫色半導体レーザ素子１１０は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００６４】
青紫色半導体レーザ素子１１０では、図１８に示すように、光出射面２ａおよび端面２ｄは、各々の側の端面２ｃに対してレーザ光の出射方向とは反対方向（Ａ２方向、Ａ１方向）に、それぞれ距離Ｌ２（＝Ｌ３／２）だけ奥まって形成されている。
【００６５】
詳細には、光出射面２ａについて見ると、端面２ｃが、凹部５の領域５ｆの位置（劈開線１９５の位置）を起点としてＢ１方向かつＡ２方向に斜めに延びて凹部５のＡ２側の壁部５ｅ（深底部５ｇ）に到達している。そして、この劈開線１９７上で、半導体素子層１０が深底部５ｇに沿ってＢ１方向に略直線状に延びることにより光出射面２ａが形成されている。また、光出射面２ａのＢ１側の端部において、半導体素子層１０が凹部６（図１７参照）のＡ２側の壁部６ｅ（深底部６ｇ）（図１７参照）に沿ってＢ１方向にさらに延びている。これにより、光出射面２ａの延長線上に端面２ｄが形成されている。ここで、凹部５のＡ２側の深底部５ｇおよび凹部６のＡ１側の深底部６ｇは、製造プロセス時に半導体素子層１０に形成された劈開導入用の凹部９５（図１０参照）の一部分である。また、リッジ部３に対してＢ２側に形成された凹部９５は、劈開後には青紫色半導体レーザ素子１１０には残らない。したがって、図１７では、ウェハ状態で形成されていた凹部９５（壁部６ｅ）の位置を破線で示している。
【００６６】
なお、青紫色半導体レーザ素子１１０のＡ２側の光反射面２ｂについても、上記説明したＡ１側の光出射面２ａと略同様の形状を有している。したがって、青紫色半導体レーザ素子１０５のＡ２側においても、光反射面２ｂおよび端面２ｄが、スクライブ傷５０の位置に形成された端面２ｃに対してレーザ光の出射方向とは反対方向（Ａ１方向）に、それぞれ距離Ｌ２（＝Ｌ３／２）だけ奥まった位置（劈開線１９６の位置）に形成されている。なお、青紫色半導体レーザ素子１１０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６７】
青紫色半導体レーザ素子１１０が上記した端面形状を有する理由を以下に述べる。
【００６８】
青紫色半導体レーザ素子１１０の製造プロセスにおいて、図１２に示したウェハ１０１を劈開線１９５に沿って劈開する際、ウェハ１０１側からの刃状治具９０に付与する押圧力を、第１実施形態の製造プロセスの場合とは異なる大きさに制御することにより、半導体素子層１０は、劈開線１９５とは異なる劈開線１９７（図１６参照）に沿った位置で劈開される。すなわち、第１実施形態の第１変形例とは対照的に、半導体素子層１０に形成された凹部９５の底部５ｃのうちの他方側（端面２ｃに対して奥まった側）の深底部５ｇの位置で半導体素子層１０が劈開された場合に、端面２ｃの形成位置（劈開線１９５）よりも奥まって形成された光出射面２ａおよび端面２ｄを有する青紫色半導体レーザ素子１１０のチップが形成される。なお、ウェハ１０１における最もＢ２側寄りのスクライブ傷５０を有するチップ１１０ａは、図１７（斜視図）および図１８（平面図）に示した形状に形成される。また、チップ１１０ａの次にＢ１側に連なるスクライブ傷５０を有しないチップ１１０ｂは、図１６（平面図）に示した形状を有して形成される。つまり、チップ１１０ｂにおける共振器面（光出射面２ａおよび光反射面２ｂ）は、Ｂ方向の全ての領域が、劈開線１９７（１９６）に揃えられている。なお、図１６に示すように、ウェハ１０１をバー状に劈開した際に、上記第１実施形態の第１変形例における一方側のバー１０２（図中左側）が得られた場合、他方側にはこの第２変形例で示したバー１０３（図中右側）が得られる。
【００６９】
なお、第１実施形態の第２変形例の効果は、上記第１実施形態の第１変形例と同様である。
【００７０】
（第１実施形態の第３変形例）
次に、図１９を参照して、第１実施形態の第３変形例について説明する。この第１実施形態の第３変形例による青紫色半導体レーザ素子１１５では、図１９に示すように、素子チップの一方側の端面（光出射面２ａ）が端面２ｃに対して突出するとともに、素子チップの他方側の端面（光反射面２ｂ）が端面２ｃに対して奥まった位置に形成されている。なお、図中において、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。また、青紫色半導体レーザ素子１１５は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００７１】
青紫色半導体レーザ素子１１５では、一対の共振器面の各々において、半導体素子層１０の劈開位置が異なっている。つまり、劈開時に刃状治具９０に付与する押圧力を制御することにより、光出射面２ａ側には、第１実施形態の第１変形例で示した青紫色半導体レーザ素子１０５と略同じ端面形状が形成される。また、光反射面２ｂ側には、第１実施形態の第２変形例で示した青紫色半導体レーザ素子１１０と略同じ端面形状が形成される。なお、青紫色半導体レーザ素子１１５のその他の構成は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の第３変形例の効果は、上記第１実施形態の第１および第２変形例と同様である。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、図２０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、図２０に示すように、凹部５の底部５ｃ、および、凹部６の底部６ｃが、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１の途中まで達している。なお、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。また、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。
【００７３】
すなわち、青紫色半導体レーザ素子２００の製造プロセスにおいて、ｐ型クラッド層１３の上面１３ｃ（Ｃ２側）からｎ型ＧａＮ基板１の途中までをＣ１方向にドライエッチングして劈開導入用の凹部９５を形成する。これにより、半導体素子層１０の上面から活性層１２を経てｎ型クラッド層１１までの全ての半導体層を厚み方向に完全に分断する凹部５および凹部６が形成される。なお、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。また、青紫色半導体レーザ素子２００の製造プロセスについても上記した製造プロセス以外については、上記第１実施形態と同様である。
【００７４】
第２実施形態では、上記のように、凹部５の底部５ｃ、および、凹部６の底部６ｃが、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１の途中まで達している。これにより、凹部５および凹部６が形成された部分の半導体素子層１０の厚みをより小さくすることができる。この結果、より容易に半導体素子層１０を劈開して光出射面２ａおよび光反射面２ｂを形成することができる。また、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）において、厚み方向（Ｃ方向）に沿ってｐ型クラッド層１３からｎ型クラッド層１１に亘る全ての端面を略直線状に揃えることができる。この結果、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）に形成された端面コート膜が剥がれることを容易に抑制することができる。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。
【００７５】
（第３実施形態）
次に、図２１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では、図２１に示すように、リッジ部３の片側にのみ凹部５が形成されている。なお、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。また、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。
【００７６】
すなわち、半導体素子層１０は、皺５１を有する端面２ｃが凹部５の他方端部５ｂで終了し、その後、半導体素子層１０は、劈開線１９５に沿って凹部５の領域５ｆの部分で劈開されながらＢ１方向に直線的に延びて一方端部５ａに達する。そして、半導体素子層１０は、一方端部５ａからスクライブ傷５０から延びる劈開線１９５に沿って劈開されて光出射面２ａを形成した後、さらに劈開線１９５に沿ってＢ１方向に直線的に延びて側端面４ｂ（Ｂ１側）まで達している。したがって、側端面４ａから側端面４ｂに向かって、端面２ｃおよび光出射面２ａは、スクライブ傷５０が形成された劈開線１９５（図１２参照）に沿って略同一平面上に形成されている。なお、青紫色半導体レーザ素子３００のＡ２側の光反射面２ｂについても、上記説明したＡ１側の光出射面２ａと略同様の形状を有している。なお、青紫色半導体レーザ素子３００のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７７】
第３実施形態では、上記のように、凹部５がリッジ部３の片側にのみ形成されていても、凹部５の底部５ｃにおける特定の位置（領域５ｆ）に対応するｎ型クラッド層１１の部分で半導体素子層１０が劈開されるので、領域５ｆを起点として半導体素子層１０内に自発的に生じるマイクロクラックに基づいて、半導体素子層１０の劈開が良好に行われた光出射面２ａ（光反射面２ｂ）を容易に得ることができる。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。
【００７８】
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。
【００７９】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、製造プロセスにおいて、半導体素子層１０に底部５ｃ（６ｃ）のＡ方向に沿った終端部に深底部５ｇ（６ｇ）を有するような凹部９５（図１１参照）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、図２２に示す変形例のような凹部９６を形成してもよい。
【００８０】
具体的には、開口部８５のＡ方向に対向する内側面８５ｅの位置およびその近傍においては、エッチングパワーを通常の大きさ（リッジ部３を形成した際のパワー）とする。一方、内側面８５ｅから開口部８５のＡ方向の中心部に向かうにしたがってエッチングパワーを徐々に増加させて、開口部８５のＡ方向の略中心部においてエッチングパワーを最も大きく調整する（リッジ部３を形成した際のパワーの約２０％増しのエッチングパワーとする）。このようにして、凹部９６を形成することにより、半導体素子層１０に、Ａ方向に沿って傾斜する領域５ｋと、半導体素子層１０の上面（上面１３ｃ）からの深さＤ１が最も深い深底部５ｍとを有する底部５ｊが形成される。この場合、深底部５ｍは、図２２の紙面に垂直な方向（Ｂ方向）に沿って形成される。そして、ウェハ１０９をバー状に劈開する際、上記第１実施形態およびその変形例の製造プロセスと同様に、劈開線１９５の延びるＢ方向に沿って刃状治具９０（図１２参照）を押し当ててウェハ１０９を劈開する。この際、刃状治具９０に対するウェハ１０９側からの押圧力を適切に制御することにより、半導体素子層１０の劈開位置を適宜異ならせることが可能である。たとえば、所定の押圧力のもとでは、半導体素子層１０の全ての領域をスクライブ傷５０から延びる劈開線１９５に沿って劈開することができる。この場合、半導体素子層１０は、Ｂ方向に沿って延びる深底部５ｍに沿って劈開される。また、別な押圧力に制御した場合、深底部５ｍ以外の領域５ｋの部分で半導体素子層１０をＢ方向に沿って劈開することも可能である。この変形例のように構成しても、凹部９６における底部５ｊ内の特定の位置（深底部５ｍまたはこれ以外の場所）を起点として半導体素子層１０内に自発的に生じるマイクロクラックに基づいて半導体素子層１０の劈開を良好に行うことができる。この結果、平滑な光出射面２ａおよび光反射面２ｂを得ることができる。
【００８１】
また、上記第１および第２実施形態では、凹部５における深底部５ｇを、一方端部５ａから他方端部５ｂに亘って連続的に延びる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れない。深底部５ｇを、一方端部５ａと他方端部５ｂとの間で破線状に延びるように形成してもよい。
【００８２】
また、上記第１および第２実施形態では、凹部５の深さと、凹部６の深さとを略等し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。凹部５の深さと、凹部６の深さとを異ならせて形成してもよい。この場合、少なくとも、スクライブ傷と光導波路の端面との間に形成される凹部については、凹部の底部がｎ型ＧａＮ基板の途中まで達するように構成するのが好ましい。
【００８３】
また、上記第１〜第３実施形態の製造プロセスでは、半導体素子層１０にリッジ部３を形成し、その後、リッジ部３を中心としたリッジ部３の両側に凹部５および凹部６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に対して先に凹部５および凹部６（凹部９５）を形成した後に、凹部５と凹部６とのＢ方向の略中央部にリッジ部３を形成してもよい。
【００８４】
また、上記第１〜第３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、１０５、１１０、１１５、２００および３００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に対して本発明の「凹部」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「凹部」を形成してもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第３実施形態では、半導体素子層１０のｐ型クラッド層１３（上部クラッド層）に上方に突出するリッジ部３を形成して電流通路部を設け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、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成して電流通路部を設けた利得導波型の窒化物系半導体レーザ素子に、本発明の「凹部」を形成してもよい。
【００８６】
また、上記第１〜第３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、個々の電流通路部の外側（互いに対向しない側）に所定の距離を隔てて本発明の「凹部」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。
【符号の説明】
【００８７】
１  ｎ型ＧａＮ基板（半導体層）
２ａ  光出射面（光導波路の端面）
２ｂ  光反射面（光導波路の端面）
５、６  凹部
５ｃ、５ｊ、６ｃ  底部
５ｇ、５ｍ、６ｇ  深底部
１０  半導体素子層（半導体層）
１１  ｎ型クラッド層（半導体層）
１２  活性層（半導体層）
１３  ｐ型クラッド層（半導体層）
５０  スクライブ傷
５１  皺
１００、１０５、１１０、２００、３００  青紫色半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
１９５  劈開線
【図１】
2012178508.tif 000003
【図２】
2012178508.tif 000004
【図３】
2012178508.tif 000005
【図４】
2012178508.tif 000006
【図５】
2012178508.tif 000007
【図６】
2012178508.tif 000008
【図７】
2012178508.tif 000009
【図８】
2012178508.tif 000010
【図９】
2012178508.tif 000011
【図１０】
2012178508.tif 000012
【図１１】
2012178508.tif 000013
【図１２】
2012178508.tif 000014
【図１３】
2012178508.tif 000015
【図１４】
2012178508.tif 000016
【図１５】
2012178508.tif 000017
【図１６】
2012178508.tif 000018
【図１７】
2012178508.tif 000019
【図１８】
2012178508.tif 000020
【図１９】
2012178508.tif 000021
【図２０】
2012178508.tif 000022
【図２１】
2012178508.tif 000023
【図２２】
2012178508.tif 000024