(57)【要約】【課題】信頼性特性と光学特性とを満足することができる窒化物半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】窒化物半導体レーザ装置１００は、基板上に形成された第１の半導体層と、第１の半導体層上に形成された活性層と、活性層上に形成され、リッジ部及び平坦部を有する第２の半導体層と、リッジ部の上に形成された第１電極と、リッジ部の側壁部から平坦部にかけて延在するように形成された誘電体膜とを有する。さらに、フロント端面１００ａから当該フロント端面１００ａとリア端面１００ｂとの間の所定の位置までの領域を領域Ａとし、当該所定の位置からリア端面１００ｂまでの領域を領域Ｂとしたときに、領域Ａにおける誘電体膜から露出する部分のリッジ部の厚みＨAは、領域Ｂにおける誘電体膜から露出する部分のリッジ部の厚みＨBより厚く、少なくとも領域Ａにおいて第１電極はリッジ部に接している。【選択図】図１
2012099738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置であって、
基板の上に形成された第１導電型の第１の半導体層と、
前記第１の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成され、リッジ部及び平坦部を有する第２導電型の第２の半導体層と、
前記リッジ部の上に形成された電極と、
前記リッジ部の側壁部の一部から前記平坦部にかけて延在するように形成された誘電体膜と、を有し、
前記リッジ部の側壁部の一部は、前記フロント端面から前記リア端面の方向に沿って前記誘電体膜から露出し、
前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の位置までの領域を領域Ａとし、前記所定の位置から前記リア端面までの領域を領域Ｂとしたときに、
前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みより厚く、
少なくとも前記領域Ａにおいて、前記電極は、前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部に接している
窒化物半導体レーザ装置。
【請求項２】
光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置であって、
基板の上に形成された第１導電型の第１の半導体層と、
前記第１の半導体層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成され、リッジ部及び平坦部を有する第２導電型の第２の半導体層と、
前記リッジ部の上に形成された電極と、
前記リッジ部の側壁部から前記平坦部にかけて延在するように形成された誘電体膜と、を有し、
前記リッジ部の側壁部の一部は、前記フロント端面から前記リア端面の方向に沿って前記誘電体膜から露出し、
前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の第１の位置までの領域を電流非注入領域とし、前記第１の位置から当該第１の位置と前記リア端面との間の所定の第２の位置までの領域を領域Ａとし、前記第２の位置から当該第２の位置と前記リア端面との間の所定の第３の位置までの領域を領域Ｂとしたときに、
前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みより厚く、
少なくとも前記領域Ａにおいて、前記電極は、前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部に接している
窒化物半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記第３の位置がリア端面の位置である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項４】
さらに、前記第３の位置から前記リア端面までの領域も電流非注入領域である
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記フロント端面から前記第１の位置までの長さが１０μｍ以下である
請求項２〜４のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みと、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みとの差は、２０ｎｍ以上である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記フロント端面から前記リア端面に向かう方向における前記領域Ａの長さが１０μｍ以上２００μｍ以下である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記誘電体膜は、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、窒化珪素又はタンタルオキサイドで構成される
請求項１〜７のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記電極は、パラジウム、チタン、白金、金、ニッケル、クロムおよびモリブデンの中から選ばれる少なくとも１つの金属によって構成される、または、前記金属の合金によって構成される
請求項１〜８のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項１０】
さらに、前記領域Ａにおける前記平坦部の上に、当該窒化物半導体レーザの発振波長の光を吸収する吸収層が形成される
請求項１〜９のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記吸収層は、前記リッジ部の中心との距離が、当該リッジ部の幅方向に１．２μｍ以上３．３μｍ以下の位置に配置されており、
前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記吸収層と前記リッジ部の中心との距離が最小になる位置において最大の厚みである
請求項１０に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記第２の半導体層は、クラッド層と、当該クラッド層上に形成されたコンタクト層とを備え、
前記クラッド層は、表面にリッジと前記平坦部を有し、
前記コンタクト層の幅は、前記リッジの上面の幅と同じであり、
前記第２の半導体層の前記リッジ部は、前記クラッド層の前記リッジと前記コンタクト層とによって構成される
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ装置。
【請求項１３】
光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置の製造方法であって、
基板上に、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第２クラッド層および第２導電型のコンタクト層を順次形成する半導体積層構造形成工程と、
前記第２クラッド層および前記コンタクト層を選択的にエッチングすることにより、リッジ部および平坦部を形成するリッジ部形成工程と、
前記リッジ部を覆うとともに前記平坦部上に第１誘電体膜を形成する第１誘電体膜形成工程と、
前記平坦部上の第１誘電体膜を選択的にエッチングして、当該エッチングされた部分に前記第１誘電体膜の膜厚よりも薄い吸収層を形成する吸収層形成工程と、
前記第１誘電体膜の上および前記吸収層の上に第２誘電体膜を形成する第２誘電体膜形成工程と、
前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜をエッチングすることにより、前記リッジ部の上部および側面の一部を前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜から選択的に露出させるリッジ部露出工程と、
少なくとも露出した前記リッジ部を覆うように電極を形成する電極形成工程と、を含み、
前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の位置までの領域を領域Ａとし、前記所定の位置から前記リア端面までの領域を領域Ｂとしたときに、
前記吸収層形成工程において、前記吸収層は前記領域Ａに形成され、
前記リッジ部露出工程において、前記領域Ａにおける前記リッジ部の露出部分の厚みは、前記領域Ｂにおける前記リッジ部の露出部分の厚みより厚く、
前記電極形成工程において、前記電極は、少なくとも前記領域Ａにおける前記リッジ部の露出部分と接している
窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体レーザ装置に関し、特に、高出力動作時における信頼性特性および水平方向における遠視野像の光出力変化量を改善することができる半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上波デジタル放送の高精細度（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＨＤ）映像をデジタル多用途ディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ：ＤＶＤ）に長時間記録できるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））対応のＤＶＤ機器の普及が進んでいる。また、ディスプレイの３Ｄ化などに伴いＢＤ対応ＤＶＤ機器の光ディスクへの記録容量の更なる大容量化も進んでいる。
【０００３】
そのような背景の中で、ＢＤ対応ＤＶＤ機器の光源である波長４０５ｎｍ帯の窒化物半導体レーザは、高出力且つ安定した出射ビームの放射角である遠視野像（ＦＦＰ：ＦａｒＦｉｅｌｄＰａｔｔｅｒｎ、以下「ＦＦＰ」と呼ぶ）特性が必要とされ、パルス光出力については４００ｍＷ以上で、ＦＦＰ特性については、水平方向が８°、垂直方向が１８°程度であることが市場から強く要望されている。
【０００４】
窒化物半導体レーザを高出力化することによって、光ディスクへの記録速度の高速化や多層記録化を実現できる。しかしながら、高出力化に対応するために窒化物半導体レーザへの投入電力を増大させると、窒化物半導体レーザにおける光出射端面の温度が上昇し、これにより、光出射端面の破壊（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ：ＣＯＤ、以下「ＣＯＤ」と呼ぶ）が生じたり、一定出力での動作電流が増加したりなどして、信頼性特性の悪化をもたらす。
【０００５】
ここで、ＣＯＤが発生するメカニズムとして、「光出射端面（フロント端面）の発熱→フロント端面付近の活性層のバンドギャップ低下→光吸収の増加→フロント端面の発熱」というサイクルを繰り返すことが挙げられる。
【０００６】
ＣＯＤレベルを向上するために、結晶構造が閃亜鉛型構造であるＧａＡｓ系材料の赤外レーザおよびＡｌＧａＩｎＰ系材料の赤色レーザでは、フロント端面近傍にイオン注入または高濃度の不純物を拡散させて端面窓構造を構成するという方法がある。この端面窓構造により、量子井戸活性層の井戸層と障壁層の結晶を無秩序化することができ、量子井戸活性層のバンドギャップを拡大して、フロント端面での光吸収を抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、結晶構造がウルツ鉱型構造であるＧａＮ系材料の窒化物半導体レーザでは、上記のイオン注入や不純物拡散によって端面窓構造を形成することが困難である。
【０００８】
これに対して、特許文献１には、イオン注入や不純物拡散を用いて結晶の無秩序化が困難な窒化物半導体レーザに対して端面窓構造を形成するための方法が開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示された方法は、バンドギャップの狭いＩｎＧａＮ／ＧａＮからなる多重量子井戸活性層およびＧａＮガイド層でのみ光吸収が発生する波長（３５５ｎｍ）のパルスレーザをフロント端面付近に照射して、その後、加熱処理するものである。これにより、局所的に高温状態を発生させて多重量子井戸活性層を無秩序化して端面窓構造を形成することができる。
【００１０】
また、端面窓構造とは別の方法によって窒化物半導体レーザの信頼性特性を向上させる技術が、特許文献２に開示されている。
【００１１】
特許文献２に開示された技術は、リッジを有するクラッド層と、リッジを挟んでクラッド層上に設けられた一対の第１電流ブロック層と、活性層の発光ピーク波長において第１電流ブロック層より大きな屈折率を有し、クラッド層の上で第１電流ブロック層に接しするとともにリッジのフロント端部領域を挟んで対向する一対の第２電流ブロック層とを備えるものである。これにより、第２電流ブロック層によってフロント端面付近の光閉じ込めを低下させてフロント端面における光強度密度を低減することができ、フロント端面の劣化を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−２１２３３６号公報
【特許文献２】特開２００９−０５９９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に開示された方法は、多重量子活性層の結晶を無秩序化に加えて、光を閉じ込める効果を有するＧａＮガイド層の結晶も無秩序化されてしまう。このように、ＧａＮガイド層の結晶が無秩序化されると、ＧａＮガイド層のバンドギャップが広がってしまい、屈折率が低下する。そのために、垂直方向の光閉じ込めが大幅に弱まる結果となってしまい、光ディスク用窒化物半導体レーザとしての信頼性特性と光学特性とを同時に満足することが困難になるという問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に開示された技術は、ＣＯＤレベルを十分に向上させることができず、ＣＯＤレベルを大幅に向上させるようとすると、フロント端面付近の光閉じ込め効果を大幅に低下させることになる。そのために、水平および垂直方向の光分布を大幅に広げることになり、ＦＦＰ特性も光ディスク用窒化物半導体レーザで使用できない値にまで低下してしまう。この結果、光ディスク用窒化物半導体レーザとしての信頼性特性と光学特性とを同時に満足することが困難となるという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、信頼性特性と光学特性とを同時に満足することができる窒化物半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様は、光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置であって、基板の上に形成された第１導電型の第１の半導体層と、前記第１の半導体層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成され、リッジ部及び平坦部を有する第２導電型の第２の半導体層と、前記リッジ部の上に形成された電極と、前記リッジ部の側壁部の一部から前記平坦部にかけて延在するように形成された誘電体膜と、を有し、前記リッジ部の側壁部の一部は、前記フロント端面から前記リア端面の方向に沿って前記誘電体膜から露出し、前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の位置までの領域を領域Ａとし、前記所定の位置から前記リア端面までの領域を領域Ｂとしたときに、前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みより厚く、少なくとも前記領域Ａにおいて、前記電極は、前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部に接している。
【００１７】
これにより、領域Ａにおける第２の半導体層でのジュール損と内部損失により発生した熱の第１電極への放熱性を向上させることができる。これにより、フロント端面での発熱が抑制され、ＣＯＤレベルを高くすることができる。更に、フロント端面付近の発熱を抑制することにより水平ＦＦＰの光出力による変化量を低減できるので、ＦＦＰ特性の安定化も実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の別の一態様は、光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置であって、基板の上に形成された第１導電型の第１の半導体層と、前記第１の半導体層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成され、リッジ部及び平坦部を有する第２導電型の第２の半導体層と、前記リッジ部の上に形成された電極と、前記リッジ部の側壁部から前記平坦部にかけて延在するように形成された誘電体膜と、を有し、前記リッジ部の側壁部の一部は、前記フロント端面から前記リア端面の方向に沿って前記誘電体膜から露出し、前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の第１の位置までの領域を電流非注入領域とし、前記第１の位置から当該第１の位置と前記リア端面との間の所定の第２の位置までの領域を領域Ａとし、前記第２の位置から当該第２の位置と前記リア端面との間の所定の第３の位置までの領域を領域Ｂとしたときに、前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みより厚く、少なくとも前記領域Ａにおいて、前記電極は、前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部に接している。
【００１９】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の別の一態様において、前記第３の位置がリア端面の位置であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の別の一態様において、前記第３の位置から前記リア端面までの領域も電流非注入領域であることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の別の一態様において、前記フロント端面から前記第１の位置までの長さが１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みと、前記領域Ｂにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みとの差は、２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記フロント端面から前記リア端面に向かう方向における前記領域Ａの長さが１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記誘電体膜は、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、窒化珪素又はタンタルオキサイドで構成されることが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記電極は、パラジウム、チタン、白金、金、ニッケル、クロムおよびモリブデンの中から選ばれる少なくとも１つの金属によって構成される、または、前記金属の合金によって構成されることが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記領域Ａにおける前記平坦部の上に、当該窒化物半導体レーザの発振波長の光を吸収する吸収層が形成されることが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記吸収層は、前記リッジ部の中心との距離が、当該リッジ部の幅方向に１．２μｍ以上３．３μｍ以下の位置に配置されており、前記領域Ａにおける前記誘電体膜から露出する部分の前記リッジ部の厚みは、前記吸収層と前記リッジ部の中心との距離が最小になる位置において最大の厚みであることが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の一態様又は別の一態様において、前記第２の半導体層は、クラッド層と、当該クラッド層上に形成されたコンタクト層とを備え、前記クラッド層は、表面にリッジと前記平坦部を有し、前記コンタクト層の幅は、前記リッジの上面の幅と同じであり、前記第２の半導体層の前記リッジ部は、前記クラッド層の前記リッジと前記コンタクト層とによって構成されることが好ましい。
【００２９】
また、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の製造方法の一態様は、光出射端面であるフロント端面と当該フロント端面に対向するリア端面とを有する窒化物半導体レーザ装置の製造方法であって、基板上に、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第２クラッド層および第２導電型のコンタクト層を順次形成する半導体積層構造形成工程と、前記第２クラッド層および前記コンタクト層を選択的にエッチングすることにより、リッジ部および平坦部を形成するリッジ部形成工程と、前記リッジ部を覆うとともに前記平坦部上に第１誘電体膜を形成する第１誘電体膜形成工程と、前記平坦部上の第１誘電体膜を選択的にエッチングして、当該エッチングされた部分に前記第１誘電体膜の膜厚よりも薄い吸収層を形成する吸収層形成工程と、前記第１誘電体膜の上および前記吸収層の上に第２誘電体膜を形成する第２誘電体膜形成工程と、前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜をエッチングすることにより、前記リッジ部の上部および側面の一部を前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜から選択的に露出させるリッジ部露出工程と、少なくとも露出した前記リッジ部を覆うように電極を形成する電極形成工程と、を含み、前記フロント端面から当該フロント端面と前記リア端面との間の所定の位置までの領域を領域Ａとし、前記所定の位置から前記リア端面までの領域を領域Ｂとしたときに、前記吸収層形成工程において、前記吸収層は前記領域Ａに形成され、前記リッジ部露出工程において、前記領域Ａにおける前記リッジ部の露出部分の厚みは、前記領域Ｂにおける前記リッジ部の露出部分の厚みより厚く、前記電極形成工程において、前記電極は、少なくとも前記領域Ａにおける前記リッジ部の露出部分と接している。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る窒化物半導体レーザ装置によれば、信頼性特性と光学特性を同時に満足することができる。
【００３１】
また、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置の製造方法によれば、信頼性特性と光学特性を同時に満足することができる窒化物半導体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ａにおける断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ｂにおける断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の各層のＡｌ組成、Ｉｎ組成および膜厚の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置のＣＯＤ評価結果を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、領域Ａおよび領域Ｂにおける誘電体膜を形成する工程を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置の平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ｃ（電流非注入領域）における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において例示される構成の寸法等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図において、寸法等は厳密に一致しない。
【００３４】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の構成について、図１〜図４を用いて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００の平面図である。図１において、ｚ軸方向は、窒化物半導体レーザ装置１００の共振方向である。
【００３６】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００は、レーザ光が出射する光出射端面であるフロント端面１００ａと、ｚ軸方向においてフロント端面１００ａに対向するリア端面１００ｂとを有する。フロント端面１００ａからリア端面１００ｂまでの間の領域は、領域Ａと領域Ｂとに分割されている。フロント端面１００ａ付近の領域Ａは、フロント端面１００ａから当該フロント端面１００ａとリア端面１００ｂとの間の所定の位置Ｐまでの領域である。領域Ｂは、所定の位置Ｐからリア端面１００ｂまでの領域である。従って、所定の位置Ｐは、領域Ａと領域Ｂとの境界線を構成する。
【００３７】
本実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置１００において、レーザ共振器の全長をＬとし、共振器方向（ｚ軸方向）における領域Ａおよび領域Ｂの長さをそれぞれＬAおよびＬBとすると、Ｌ（ＬA＋ＬB）は８００μｍであり、ＬAは４０μｍであり、ＬBは７６０μｍである。
【００３８】
また、領域Ａには、水平方向（ｘ軸方向）のＦＦＰ波形の乱れを防止するために、リッジ部の中心から所定の間隔Ｓをおいて光吸収層９が形成されている。光吸収層９は、窒化物半導体レーザ装置１００の発振波長である４０５ｎｍ帯の光を吸収させるために、アモルファスシリコン（以下、「アモルファスＳｉ」と呼ぶ）やシリコン（以下、「Ｓｉ」と呼ぶ）などの半導体材料によって構成されている。光吸収層９を適切な間隔Ｓとなるような配置で形成することにより、水平方向の光分布とフロント端面１００ａからの反射光などとの干渉で発生するリップル成分は、光吸収層９によって吸収される。このように、光吸収層９によって水平方向の光分布のリップル成分を取り除くことが可能となり、水平方向のＦＦＰ波形の乱れを改善できる。なお、光吸収層９は、リッジ部の中心との距離（間隔Ｓ）が当該リッジ部の幅方向（ｘ軸方向）に１．２μｍ以上３．３μｍ以下の位置に配置されることが好ましく、本実施形態では、間隔Ｓが１．５μｍとなるように設定した。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００の断面構造について、図２および図３を用いて説明する。まず、図１に示す窒化物半導体レーザ装置１００の領域Ａにおける断面構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ａにおける断面図である。
【００４０】
図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００は、ＩｎＡｌＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料からなるＧａＮ半導体レーザダイオードであって、基板１と、第１導電型の第１クラッド層２と、第１導電型の光ガイド層３と、活性層４と、第１導電型とは異なる第２導電型の電子ブロック層５と、第２導電型の第２クラッド層６と、第２導電型のコンタクト層７と、誘電体膜８とを備える。さらに、光吸収層９と、第１電極１０と、第２電極１１とを備える。以下、窒化物半導体レーザ装置１００の各構成要素ついて、詳述する。なお、各構成要素において、ｘをＡｌ組成、ｙをＩｎ組成とする。
【００４１】
基板１は、一方の面と当該一方の面に対向する他方の面を有する半導体基板であって、例えば、ｎ型のＧａＮ基板を用いることができる。
【００４２】
第１クラッド層２は、第１導電型の半導体層であり、基板１の一方の面（表面）の上に形成される。本実施形態において、第１クラッド層２は、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＮで構成される。
【００４３】
光ガイド層３は、第１導電型の半導体層であり、第１クラッド層２の上に形成される。本実施形態において、光ガイド層３は、ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮで構成される。
【００４４】
活性層４は、ウェル層（井戸層）とバリア層（障壁層）とで構成された量子井戸活性層であって、光ガイド層３の上に形成される。本実施形態において、活性層４は、ＩｎyＧａ1-yＮからなるウェル層およびバリア層によって構成される量子井戸活性層である。
【００４５】
電子ブロック層５は、第２導電型の半導体層であり、活性層４の上に形成される。電子ブロック層５は、活性層４からの電子のオーバーフローを抑制するために形成され、本実施形態では、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮで構成される。
【００４６】
第２クラッド層６は、第２導電型の半導体層であり、電子ブロック層５の上に形成される。本実施形態において、第２クラッド層６は、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮで構成される。
【００４７】
また、第２クラッド層６は、表面にリッジ６ａと平坦部６ｂとを有する。リッジ６ａは、断面が凸状であり、図１に示すように、ｚ軸方向に沿って延びるストライプ状に形成されている。平坦部６ｂは、第２クラッド層６においてリッジ６ａが形成されていない領域であって、リッジ６ａの両側に形成される平面領域である。従って、第２クラッド層６において、平坦部６ｂの膜厚は、リッジ６ａの膜厚（リッジの高さ）よりも薄くなるように構成される。
【００４８】
コンタクト層７は、第２導電型の半導体層であり、第２クラッド層６のリッジ６ａの上に形成される。本実施形態において、コンタクト層７は、ｐ型ＧａＮで構成される。なお、コンタクト層７の幅は、リッジ６ａの上面の幅と同じである。
【００４９】
本実施形態では、第２クラッド層６のリッジ６ａとコンタクト層７とによってリッジ部が構成されている。リッジ部は、第２クラッド層６とコンタクト層７とを積層した後に、反応性イオンエッチングなどのドライエッチング技術を用いてストライプ状に形成する。また、リッジ部は、活性層４への電流注入と光閉じ込めを行うために、メサ形に加工される。なお、本実施形態では、発振閾値電流付近で単一横モード発振条件を満たすように、リッジ６ａの基底部におけるリッジ幅Ｗが１．４μｍとなるように、また、第２クラッド層６の平坦部６ｂの膜厚ｄｐが５０ｎｍになるようにドライエッチングを実施した。
【００５０】
誘電体膜８は、電流狭窄と光閉じ込めを行う層であり、リッジ部の側壁部から平坦部６ｂにかけて延在するように形成されている。より具体的には、第２クラッド層６のリッジ６ａの側面の一部から平坦部６ｂにかけて連続するようにして形成されている。
【００５１】
本実施形態において、誘電体膜８は、リッジ６ａの側面の下方部側（基底部側）には形成されているが、リッジ６ａの側面の上方部側およびコンタクト層７の側面には形成されていない。このため、リッジ部の側壁部の一部が、誘電体膜８に対して露出するように、すなわち、リッジ６ａの側面の上方部側の一部とコンタクト層７とが誘電体膜８から露出するように構成されており、リッジ６ａの側面の上方部とコンタクト層７とは誘電体膜８と接していない。また、リッジ部の側壁部の露出部分は、フロント端面１００ａからリア端面１００ｂの方向（ｚ軸方向）に沿って誘電体膜８から露出している。領域Ａにおける誘電体膜８から露出する部分（誘電体膜８が形成されていない部分）のリッジ部の厚み、すなわち、領域Ａのリッジ部の側壁部において第２クラッド層６およびコンタクト層７が誘電体膜８から露出する厚みをＨAとする。
【００５２】
ここで、誘電体膜８は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、タンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）等の誘電体材料の単層膜、または、これらを２層以上積層した多層膜で構成することができる。これらの材料からなる誘電体膜８は、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成することができる。本実施形態において、誘電体膜８は、ＳｉＯ2膜で構成した。
【００５３】
なお、本実施形態では、領域Ａにおける誘電体膜８の図２に示す部分の膜厚Ｄは、１５０ｎｍである。
【００５４】
光吸収層９は、上述のとおり、発振波長の光を吸収するために、第２クラッド層６の平坦部６ｂの所望の位置に形成される。光吸収層９は、アモルファスＳｉやＳｉなどの半導体材料を蒸着することにより形成される。
【００５５】
第１電極１０は、ｐ側電極であって、少なくとも領域Ａにおいて誘電体膜８から露出する部分のリッジ部に接するように構成されている。本実施形態において、第１電極１０は、領域Ａおよび領域Ｂにおいても露出するリッジ部に接するように構成した。すなわち、第１電極１０は、コンタクト層７の上面および側面、第２クラッド層６のリッジ６ａの側壁部のうち誘電体膜８から露出する部分、および、誘電体膜８上に形成される。このように、第１電極１０がリッジ部の露出部分と接していることにより、リッジ部で発生する熱を効率良く放熱することができる。
【００５６】
本実施形態において、第１電極１０は、ｐ型ＧａＮ層と良好なコンタクトを形成できる金属で構成することが好ましく、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）の中から選ばれる少なくとも１つの金属によって、または、これらの金属の合金によって構成することができる。
【００５７】
第２電極１１は、ｎ側電極であって、基板１の他方の面（裏面）に形成される。本実施形態において、第２電極１１は、ｎ型ＧａＮ基板の基板１とコンタクト接続するように形成されており、基板１側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層の金属膜からなる多層膜で構成した。
【００５８】
次に、図１に示す窒化物半導体レーザ装置１００の領域Ｂにおける断面構成について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ｂにおける断面図である。なお、図３において、図２に示す構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付している。また、図３においては、図２と異なる構成を中心に説明し、同じ構成については説明を省略する。
【００５９】
図３に示すように、領域Ｂには、領域Ａとは異なり光吸収層９が形成されていない。
【００６０】
また、領域Ｂにおける誘電体膜８の形成は、領域Ａにおける誘電体膜８の形成と同時に行われる。領域Ｂにおいても、領域Ａと同様に、誘電体膜８は、リッジ６ａの側面の下方部側（基底部側）には形成されているが、リッジ６ａの側面の上方部側およびコンタクト層７の側面には形成されていない。このため、リッジ部の側壁部の一部が、ｚ軸方向に沿って誘電体膜８に対して露出するように構成されており、リッジ６ａの側面の上方部とコンタクト層７とは誘電体膜８と接していない。
【００６１】
ここで、領域Ｂにおける誘電体膜８から露出する部分（誘電体膜８が形成されていない部分）のリッジ部の厚み、すなわち、領域Ｂのリッジ部の側壁部において第２クラッド層６およびコンタクト層７が誘電体膜８から露出する厚みをＨBとする。
【００６２】
本実施形態において、領域Ａにおけるリッジ部の露出部の上記厚みＨAは、領域Ｂにおけるリッジ部の露出部の上記厚みＨBよりも厚くなるように構成されている。すなわち、ＨA＞ＨBの関係となっている。本実施形態では、ＨAは１５０ｎｍとし、ＨBは１００ｎｍとなるように構成した。
【００６３】
なお、本実施形態では、領域Ｂにおける誘電体膜８の図３に示す部分の膜厚Ｄは、１５０ｎｍである。
【００６４】
このように構成される本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００の各層のＡｌ組成、Ｉｎ組成および膜厚の一例を図４に示す。図４に示したＡｌ組成、Ｉｎ組成および膜厚は、光出力が４００ｍＷ以上、ＦＦＰ特性は水平方向が８°、垂直方向が１８°を満たすように設定されている。
【００６５】
次に、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００の作用について、以下説明する。
【００６６】
窒化物半導体レーザにおける損失は、一般的な半導体レーザと同様に、大きく区別すると電気的損失と光学的損失とに分けられる。これらの電気的損失と光学的損失とは、窒化物半導体レーザの発熱源となり、高出力窒化物半導体レーザの信頼性特性に大きな影響を与える。
【００６７】
電気的損失は、リッジ部における直列抵抗成分によるジュール損が大半を占め、主にｐ型ＧａＮからなるコンタクト層７でのコンタクト抵抗とｐ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる第２クラッド層６での直列抵抗とが原因として発生する。これらの抵抗成分は、リッジ幅Ｗに依存しており、リッジ幅Ｗを広げることにより低減できる。しかしながら、図１と図２で示した本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置において、単一横モード発振条件を満足するように構成すると、リッジ幅Ｗを１．４μｍ以下の狭い値に設定しなければならない。このため、直列抵抗の大幅な低減は望めない。
【００６８】
また、光学的損失である半導体レーザの内部損失は、主にｐ型ＡlｘＧａ1-xＮからなる第２クラッド層６に注入されている不純物によるフリーキャリア吸収の影響が大きい。窒化物半導体レーザ装置の内部損失の低減方法として、第２クラッド層６の不純物濃度を低減する方法が考えられる。しかしながら、不純物濃度を過度に低下させることは、第２クラッド層６の導電率を低下させ直列抵抗成分が増加することになり、動作電圧の上昇など、他の特性に悪影響を与える結果となる。
【００６９】
このように、電気的損失であるジュール損と光学的損失である内部損失とはトレードオフの関係にあり、その両方を同時に低減させることは困難である。したがって、窒化物半導体レーザ装置のＣＯＤなどの信頼性特性を向上させるためには、ジュール損と内部損失が原因で発生する熱の放熱特性を向上させることが極めて重要である。
【００７０】
そこで、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００では、領域Ａと領域Ｂにおけるｐ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる第２クラッド層６とｐ型ＧａＮからなるコンタクト層７とが誘電体膜８から露出する厚みの関係を、ＨA＞ＨBと設定している。これにより、領域Ａにおける第２クラッド層６でのジュール損と内部損失により発生した熱の第１電極１０（ｐ側電極）への放熱を向上させることが可能となる。これは、金属である第１電極１０の熱伝導率が誘電体膜８を構成する材料の熱伝導率よりも高いためであり、領域Ａの共振器方向の長さＬAと露出部分の厚さＨAとの積である領域Ａのリッジ部の側壁部（第２クラッド層６のリッジ６ａおよびコンタクト層７）と第１電極１０（ｐ側電極）との接触面積が増加することで、フロント端面１００ａ付近の熱の放熱性を向上させることができるからである。このことにより、フロント端面１００ａでの発熱が抑制され、ＨA＝ＨBとした窒化物半導体レーザ装置よりもＣＯＤレベルを高くすることが可能となる。
【００７１】
なお、ＨAよりもＨBの方が厚い場合は、領域Ｂでの放熱性は向上するが、リッジ部と第１電極１０との接触面積が増加するので、光吸収損の影響による内部損失か増大する。そのために発光効率の低下や閾値電流の増加などレーザ特性が悪化する結果となる。したがって、第２クラッド層６とコンタクト層７とが誘電体膜８から露出する厚みを厚くするのはフロント端面１００ａ付近の領域Ａのみとすることが好ましい。
【００７２】
次に、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置の信頼性特性とＦＦＰ特性について、図５を用いて説明する。
【００７３】
図５は、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００を試作し、ジャンクションアップ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ−Ｕｐ）でＣＡＮパッケージに実装したデバイスのＣＯＤ評価結果を示した図である。図５において、デバイス１は、領域Ａにおいて段差Ａを有する本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００であって、ＨA＞ＨBである。なお、デバイス１において、厚みＨAは１５０ｎｍ、厚みＨBは１００ｎｍとした。一方、デバイス２は、領域Ａにおいて段差Ａがない比較例に係る窒化物半導体レーザ装置であって、ＨA＝ＨBである。なお、デバイス２において、厚みＨAと厚みＨBとは、いずれも１００ｎｍとした。
【００７４】
図５に示すように、ＨA＞ＨBである本発明の実施の形態１に係るデバイス１は、光出力が２０００ｍＷに到達してもＣＯＤが発生しなかった。これに対して、ＨA＝ＨBである比較例に係るデバイス２は、光出力が１７００ｍＷ付近でＣＯＤが発生した。
【００７５】
また、デバイス１とデバイス２との低出力時から高出力時の水平ＦＦＰ変化量を評価した結果、デバイス１は、室温での光出力５ｍＷから３００ｍＷの水平ＦＦＰの変化量は、０．３２°であった。一方、デバイス２の同水平ＦＦＰの変化量は、０．５２°であり、デバイス１はデバイス２よりも水平ＦＦＰの光出力に対する変化量を低減できる。
【００７６】
さらに、デバイス１とデバイス２のチップ温度と発振波長との関係から、デバイス１とデバイス２のチップ温度の上昇値を、光出力５ｍＷから３００ｍＷでそれぞれ見積もった。その結果、デバイス１の光出力５ｍＷから３００ｍＷでの温度上昇値は３５．６℃であった。これに対して、同様に見積もったデバイス２の温度上昇値は３８．３℃であった。このことよりデバイス１はデバイス２よりも高出力時での温度上昇を低減できていることが確認できた。更に、フロント端面付近の発熱を抑制して水平ＦＦＰの光出力による変化量を低減できることは、光ディスク用に使用する高出力窒化物半導体レーザ装置のＦＦＰ特性の安定化も実現できる。
【００７７】
このように、領域Ａにおけるリッジ部が誘電体膜８から露出する厚みＨAと、領域Ｂにおけるリッジ部が誘電体膜８から露出する厚みＨBとの関係をＨA＞ＨBとすることにより、フロント端面１００ａ側の領域Ａでの放熱性を向上させることができ、この結果、ＣＯＤレベルの向上を図ることができるとともに水平ＦＦＰの光出力に対する変化量を低減することができる。
【００７８】
なお、領域Ａにおける上記厚みＨAは、領域Ｂにおける上記厚みＨBよりも２０ｎｍ以上厚くすることが望ましい。すなわち、厚みＨAは厚みＨBよりも大きく、厚みＨAと厚みＨBとの差が２０ｎｍ以上（ＨA≧ＨB＋２０ｎｍ）であることが好ましい。ＨAとＨBの差が２０ｎｍ未満である場合は、リッジ部（第２クラッド層６のリッジ６ａとコンタクト層７）の側壁部と第１電極１０との接触面積が減少して放熱効果が低下し、ＣＯＤレベルの改善が見込めないためである。
【００７９】
また、領域Ａの共振器方向の長さＬAは、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましい。ＬAが１０μｍ未満の場合は、ＬAとＨAの積であるリッジ部の側壁部と第１電極１０との接触面積が減少して放熱効果が低下して、ＣＯＤレベルの改善が見込めないためである。また、ＬAが２００μｍを超える場合は、ＬAとＨAの積であるリッジ部の側壁部と第１電極１０との接触面積が大幅に増加してしまい、第１電極１０の吸収により内部損失が大幅に増加して、閾値電流の増加や発光効率の低下などレーザ特性に悪影響を及ぼすためである。
【００８０】
次に、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００の製造方法について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る窒化物系半導体レーザ装置１００の製造方法のうち、領域Ａと領域Ｂにおける誘電体膜８の形成に係るプロセスフローを説明するための図である。
【００８１】
まず、図示しないが、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板からなる基板１の上に、ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる第１クラッド層２、ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる光ガイド層３、ＩｎyＧａ1-yＮのウェル層とバリア層とによって構成される多重量子井戸構造の活性層４、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる電子ブロック層５、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮからなる第２クラッド層６、および、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層７を順次積層して窒化物半導体積層構造を形成する（半導体積層構造形成工程）。
【００８２】
次に、コンタクト層７上にストライプ状のマスクパターンを形成し、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを施すことにより、コンタクト層７と第２クラッド層６とを選択的にエッチングする。これにより、ストライプ状のリッジ部（リッジ６ａ、コンタクト層７）と平坦部６ｂとを形成することができる（リッジ部形成工程）。本実施形態では、活性層４への電流注入と光閉じ込めを行うためにメサ形のリッジ部を形成した。また、本実施形態において、リッジ６ａのリッジ幅Ｗが１．４μｍとなるように、また、平坦部６ｂの膜厚が５０ｎｍとなるようにドライエッチングを行った。
【００８３】
次に、誘電体膜８を形成する。誘電体膜８の形成方法は、図６に示すように、第１誘電体膜８１の成膜（工程１）、光吸収層９の成膜（工程２）、第２誘電体膜８２の成膜（工程３）、開口面頭出し（工程４）および誘電体膜８のエッチング（工程５）の順で行われる。以下、図６に従って、誘電体膜８の形成方法について詳細に説明する。
【００８４】
まず、図６（ａ１）および図６（ａ２）に示すように、工程１では、領域Ａおよび領域Ｂの全領域において、化学気相成長（ＣＶＤ）法により、リッジ部を覆うようにして、コンタクト層７の露出部分（上面および側面）と第２クラッド層６の露出部分（リッジ６ａの全側面および平坦部６ｂ全面）にＳｉＯ2からなる第１誘電体膜８１を１００ｎｍの厚みで成膜する（第１誘電体膜形成工程）。
【００８５】
次に、図６（ｂ１）および図６（ｂ２）に示すように、工程２では、領域Ａの光吸収層９を形成する範囲における第１誘電体膜８１をパターニングしてエッチングによって取り除き、リフトオフなどの手法を用いて第１誘電体膜８１を除去した部分に第１誘電体膜８１よりも薄い膜厚の光吸収層９を成膜する（吸収層形成工程）。本実施形態では、５０ｎｍの膜厚で光吸収層９を形成した。
【００８６】
このとき、光吸収層９が成膜される部分は、領域Ａのパターニングされた範囲のみであり、パターニングされていない領域Ｂには、第１誘電体膜８１が成膜されたときの膜厚でそのまま残る。
【００８７】
次に、図６（ｃ１）および図６（ｃ２）に示すように、工程３では、領域Ａおよび領域Ｂの全領域において、ＣＶＤ法により、ＳｉＯ2からなる第２誘電体膜８２を５０ｎｍの膜厚で成膜する。これにより、第１誘電体膜８１の上および光吸収層９の上に、第２誘電体膜８２を形成することができる（第２誘電体膜形成工程）。このようにして形成された第１誘電体膜８１と第２誘電体膜８２との積層膜は、本実施形態に係る誘電体膜８である。
【００８８】
このとき、領域Ａでは第１誘電体膜８１と光吸収層９との膜厚が異なるため、第１誘電体膜８１と光吸収層９の膜厚の差として５０ｎｍの段差Ａが発生する。
【００８９】
次に、図６（ｄ１）および図６（ｄ２）に示すように、工程４では、後の工程において誘電体膜８をエッチングしてコンタクト層７を開口（露出）するために、所定形状にパターニングされたレジスト２０を形成する。レジスト２０は、リッジ部上方の誘電体膜８が頭出しする開口を有するようにパターン形成される。すなわち、レジスト２０は、リッジ部の上面および上部側面に形成された誘電体膜８が露出するようにして形成される。なお、この開口の形成には、例えば酸素プラズマ処理によるレジストエッチバック法を用いることができる。
【００９０】
また、このとき、領域Ａのレジスト面Ａは、領域Ｂより段差Ａ分の５０ｎｍだけ、領域Ｂのレジスト面Ｂよりも低くなる。これは、領域Ａと領域Ｂに同時に同一条件でレジストが塗布されるためであり、段差Ａによって領域Ａのレジスト塗布面が領域Ｂのレジスト塗布面よりも段差Ａ分の５０ｎｍだけ低くなるからである。
【００９１】
次に、図６（ｅ１）および図６（ｅ２）に示すように、工程５では、工程４で頭出しした誘電体膜８をエッチングによって除去する（リッジ部露出工程）。すなわち、レジストの開口から露出する誘電体膜８をエッチングする。これにより、リッジ部の側面の上方部に接する誘電体膜８のみが選択的に除去され、リッジ部の側面の下方部に接する誘電体膜８は残存する。より具体的には、コンタクト層７については、上面および側面に形成された誘電体膜８が除去されるとともに、第２クラッド層６については、リッジ６ａの側面の一部が誘電体膜８から所望の高さで露呈するように、リッジ６ａの側面の上部の誘電体膜８を除去される。
【００９２】
なお、誘電体膜８のエッチングは、例えばバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングによって行うことができる。また、エッチング時間は、領域Ａまたは領域Ｂの誘電体膜８を任意の厚みで除去する時間より決定される。本実施形態において、エッチング時間は、領域Ｂにおける第２クラッド層６とコンタクト層７とが誘電体膜８から露出する厚みである厚みＨBが１００ｎｍとなるように設定している。このとき、領域Ａと領域Ｂのエッチングは同時に行われるため、レジスト面が段差Ａ分だけ低い領域Ａにおける第２クラッド層６とコンタクト層７が誘電体膜８から露出する厚みである厚みＨAは、領域Ｂにおける上記ＨBよりも段差Ａ分の５０ｎｍ分だけ長い１５０ｎｍとなる。
【００９３】
その後、図示しないが、リッジ部を覆うように第１電極１０を形成する（電極形成工程）。このとき、第１電極は、少なくとも領域Ａにおけるリッジ部の露出部分と接するように形成される。本実施形態では、コンタクト層７の上面および側面、第２クラッド層６のリッジ６ａの側壁部のうち誘電体膜８から露出する部分、および、誘電体膜８の全面に、第１電極１０を形成する。
【００９４】
最後に、基板１を所望の厚さに研削および研磨等した後に、基板１の裏面に第２電極１１を形成する。これにより、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置１００を作製することができる。
【００９５】
以上、図６においては、誘電体膜８（第１誘電体膜８１および８２）を形成する手法としては、ＣＶＤ法を用いたが、これに限らない。ＣＶＤ法以外に、例えば、熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法等の工法を用いてもよい。
【００９６】
また、誘電体膜８の段差Ａの値は、第１誘電体膜８１と光吸収層９の膜厚を任意の値に設定することにより調整できる。したがって、領域Ａにおける上記ＨAと領域ＢにおけるＨBとの大小関係も任意に調整できる。例えば、段差Ａの値は、「第１誘電体膜８１の膜厚−光吸収層９の膜厚」であり、ＨAは「ＨB＋段差Ａ」であるので、光吸収層９の膜厚が第１誘電体膜８１の膜厚よりも薄い場合は段差Ａがプラスの値なので、ＨA＞ＨBとなる。一方、光吸収層９の膜厚が第１誘電体膜８１の膜厚と同一の場合は、段差Ａの値が０（ゼロ）なので、ＨA＝ＨBとなる。さらに、光吸収層９の膜厚が第１誘電体膜８１の膜厚よりも厚い場合は段差Ａがマイナスの値なので、ＨA＜ＨBとなる。
【００９７】
なお、上記の誘電体膜８の形成方法は一例であり、同様の誘電体膜８の形状を形成できれば、異なる形成方法を用いても構わない。
【００９８】
また、光吸収層９は、リッジ中心から１．２μｍ以上３．３μｍ以下の位置に配置されることが望ましい。これは、光吸収層９のリッジ中心からの距離が１．２μｍ未満の場合は、基本横モード光と光吸収層９の重なりが大きくなり内部損失が増加するため、閾値電流の増加や発光効率の低下などレーザ特性に悪影響を及ぼすためである。また、光吸収層９のリッジ中心からの距離Ｓが３．３μｍを越えた場合は、領域Ａでの誘電体膜８と光吸収層９との差である段差Ａの位置がリッジ中心から離れるため、図６（ｄ１）に示す工程４のレジスト塗布時に段差Ａの影響が小さくなるために誘電体膜８の開口面頭出し位置が領域Ａと領域Ｂとでほぼ同じ高さとなり、ＨA＞ＨBの条件で誘電体膜８をエッチングできなくなるためである。なお、段差Ａがリッジ中心に近いほど、図６（ｄ１）に示す工程４のレジスト塗布時の段差Ａが大きくなるので、領域ＡのＨAと領域ＢのＨBとの差も大きくなる。
【００９９】
したがって、誘電体膜８から露出するリッジ部の厚みは、光吸収層９と第２クラッド層６のリッジ中心との距離Ｓが最小になる領域において最も厚くなる。本実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置１００では、リッジ中心から光吸収層９までの距離Ｓが１．２μｍにおいてＨAが最も厚くなる。これは、領域Ａでの誘電体膜８と光吸収層９との差である段差Ａがリッジ中心に近いほど、図６（ｄ１）に示す工程４のレジスト塗布時において段差Ａの影響を受けやすくなりレジスト面Ａが低くなるためである。このように光吸収層９のリッジ中心からの距離Ｓを調整することによっても、誘電体膜８から露出するリッジ部の側壁部の厚みを制御することも可能である。
【０１００】
なお、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置１００では、領域Ａには光吸収層９を形成しているが、必ずしも光吸収層９を形成する必要はない。光吸収層９が無い場合であっても、ＨA＞ＨBとなるように誘電体膜８を形成することにより、本実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置１００と同様の効果を得ることが可能である。これでは、領域Ａに光吸収層９を形成しなくても、誘電体膜８の形状をＨA＞ＨBと設定すれば、フロント端面１００ａからの熱の放熱が促進される作用が同様に得られるからである。
【０１０１】
さらに、光吸収層９が無い場合は、光吸収層９での光分布の吸収が減少し内部損失を更に低減できる。したがって、光吸収層９を備えた場合に比べて、ジュール損と内部損失で発生する発熱量を低減することができるので、ＨA＞ＨBの誘電体膜８の構造とすることによって、フロント端面１００ａからの放熱を行いＣＯＤレベル改善などの信頼性特性と水平ＦＦＰの光出力に対する変化量を低減するなどの光学特性を更に改善させることが可能となる。なお、光吸収層９が無い場合は、フロント端面１００ａからの反射光の影響で水平ＦＦＰ波形の乱れが発生するなどの影響がある。従って、フロント端面１００ａには低反射膜をコーティングする等、反射率を低減するような構成を施して反射光が基本横モード光と干渉しないようにすることが好ましい。
【０１０２】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００によれば、フロント端面１００ａ側の領域Ａにおける第２クラッド層６とコンタクト層７とが誘電体膜８から露出する厚みである厚みＨAと、領域Ｂにおける第２クラッド層６とコンタクト層７とが誘電体膜８から露出する厚みである厚みＨBとの関係を、ＨA＞ＨBとすることにより、窒化物半導体レーザ装置１００のフロント端面１００ａ側の放熱性を向上させることができ、ＨA＝ＨBとした窒化物半導体レーザ装置よりもＣＯＤレベルを向上することができるとともに水平ＦＦＰの安定化することができる。従って、信頼性特性とＦＦＰ特性と同時を改善した窒化物半導体レーザ装置、特に、ＢＤ用の高出力窒化物半導体レーザ装置を実現することができる。
【０１０３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００の構成について、図７および図８を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置の平面図である。また、図８は、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置の領域Ｃにおける断面図である。なお、本実施形態では、本発明の実施の形態１と異なる点を中心に説明し、図７および図８において図１〜図３に示した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付与している。
【０１０４】
図７に示す本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００が図１に示す本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００と異なる点は、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００が、フロント端面２００ａとリア端面２００ｂに、電流が注入されない領域である電流非注入領域（領域Ｃ）を備えた点である。本実施形態において、電流非注入領域（領域Ｃ）のｚ軸方向の長さＬCは５μｍである。また、領域Ａのｚ軸方向の長さＬAは４０μｍ、領域Ｂのｚ軸方向の長さＬBは７５０μｍとした。なお、レーザ共振器の全長Ｌ（ＬA＋ＬB＋ＬC）は、実施の形態１と同様に８００μｍである。
【０１０５】
図８に示すように、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００において、電流非注入領域（領域Ｃ）では、誘電体膜８はエッチングされずにコンタクト層７を露出しないように形成されるとともに、第１電極１０も形成されていない。
【０１０６】
以上、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００は、フロント端面２００ａおよびリア端面２００ｂに電流非注入領域を備えているので、フロント端面２００ａおよびリア端面２００ｂ近傍には電流が注入されない。これにより、フロント端面２００ａおよびリア端面２００ｂには、第２クラッド層６とコンタクト層７での直列抵抗によるジュール損が発生しない。従って、領域ＡにおけるＨAと領域ＢにおけるＨBとをＨA＞ＨBの関係に設定することにより、実施の形態１と比べて、フロント端面２００ａおよびリア端面２００ｂ近傍における発熱量を更に低減することができ、ＣＯＤレベルを更に向上することが可能となる。
【０１０７】
なお、電流非注入領域は、本実施形態のように、フロント端面２００ａとリア端面２０ｂの両方に備えることが望ましいが、リア端面２００ｂの電流非注入領域を省略してもよい。これは、一般的な高出力窒化物半導体レーザではフロント端面側の端面反射率をリア端面側よりも低く設定しているために、フロント端面領域での光強度分布の方がリア端面領域の光強度分布よりも高くフロント端面での発熱量の方ほうがリア端面での発熱量よりも大きくなるからである。そのため、リア端面の電流非注入領域を省略してもＣＯＤレベルへの影響が小さい。
【０１０８】
また、本実施形態において、電流非注入領域（領域Ｃ）のｚ軸方向の長さＬCは１０μｍ以下であることが望ましい。電流非注入領域が１０μｍを超える場合は、電流非注入領域での活性層４による光吸収が増加するために、注入電流に対する光出力の線形性が悪化するなどレーザ特性に悪影響を及ぼす恐れがあるからである。
【０１０９】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体レーザ装置２００によれば、電流非注入領域を少なくともフロント端面２００ａ側に備えることにより、本発明の実施の形態１に係る窒化物半導体レーザ装置１００と比べて更にフロント端面側の放熱性を向上させることができる。これにより、ＣＯＤレベルを一層向上することができるとともに水平ＦＦＰを一層安定化することができる。従って、信頼性特性とＦＦＰ特性とを同時に改善した窒化物半導体レーザ装置、特に、ＢＤ用の高出力窒化物半導体レーザ装置を実現することができる。
【０１１０】
以上、本発明に係る窒化物半導体レーザ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、光ディスクシステムにおける光ピックアップ装置等に用いられる半導体レーザ装置として、特に、ＢＤ用光ディスク装置に適した窒化物半導体レーザ装置として有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  基板
２  第１クラッド層
３  光ガイド層
４  活性層
５  電子ブロック層
６  第２クラッド層
６ａ  リッジ
６ｂ  平坦部
７  コンタクト層
８  誘電体膜
９  光吸収層
１０  第１電極
１１  第２電極
２０  レジスト
８１  第１誘電体膜
８２  第２誘電体膜
１００、２００  窒化物半導体レーザ装置
１００ａ、２００ａ  フロント端面
１００ｂ、２００ｂ  リア端面
【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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