(57)【要約】【課題】活性層の発光状態を観察することが可能な半導体レーザ素子を提供し、この半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法を提供すること。【解決手段】半導体レーザ素子１は、活性層１８を含む半導体積層と、半導体積層を搭載する主面及び裏面１１ｂを有する基板１１と、裏面１１ｂの上に設けられた電極層２１とを備える。電極層２１は、第１の開口２２、第２の開口２３、第１の側面２１ｃ及び第２の側面２１ｅを有する。第１の開口２２は第１の側面２１ｃから第２の側面２１ｅへ向かう方向に第１の側面２１ｃから延在する。第１の開口２２は第２の側面２１ｅから離間する。第１の開口２２と第２の開口２３とは、電極層２１の第１の側面２１ｃから第２の側面２１ｅへ向かう方向と直交する方向に電極層２１の一部を挟んでいる。活性層１８は第１の側面２１ｃから第２の側面２１ｅへ向かう方向に延在する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む半導体積層と、
前記半導体積層を搭載する主面及び前記主面の反対側にある裏面を有する基板と、
前記裏面の上及び前記半導体積層の上のいずれか一方に設けられた電極層と、
を備え、
前記電極層は、第１の開口、第２の開口、第１の側面及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有し、
前記第１の開口は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に前記第１の側面から延在し、
前記第１の開口は前記第２の側面から離間し、
前記第２の開口は前記第１の側面から離間し、
前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟み、
前記活性層は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に延在している、
ことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記第２の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在する、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第２の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に延在し、
前記第２の開口は前記第２の側面から離間し、
前記電極層は第３の開口を有し、
前記第３の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在し、
前記第２の開口と前記第３の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記電極層は、前記裏面の上に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記電極層は、前記半導体積層の上に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
活性層を含む半導体積層と、前記半導体積層を搭載する主面及び前記主面の反対側にある裏面を有する基板と、前記裏面の上及び前記半導体積層の上のいずれか一方に設けられた電極層と、前記電極層に形成された第１の開口及び第２の開口と、を備えた半導体レーザ素子を準備する工程と、
前記半導体レーザ素子に電流を印加して前記電流に応答する光を発生させる工程と、
前記第１の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して前記発光状態の像を含む第１の像を得る工程と、
前記第２の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して別の発光状態の像を含む第２の像を得る工程と、
を含み、
前記電極層は、第１の側面及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有し、
前記第１の開口は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に前記第１の側面から延在し、
前記第１の開口は前記第２の側面から離間し、
前記第２の開口は前記第１の側面から離間し、
前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟み、
前記活性層は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に延在している、
ことを特徴とする半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法。
【請求項７】
前記電極層が有する第３の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して前記発光状態の像を含む第３の像を得る工程を含み、
前記第２の開口は前記第２の側面から離間し、
前記第３の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在し、
前記第２の開口と前記第３の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟む、
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体レーザ素子、及び半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子の発光状態を観察することにより、半導体レーザ素子の不具合箇所を見つけることができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７４５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、発光部を含む発光素子が記載されている。発光部を有する封止部の主面及び裏面には電極層が形成されている。主面に形成された電極層及び裏面に形成された電極層の少なくとも一方には、開口孔が設けられている。主面に形成された電極層又は裏面に形成された電極層のうち一方の電極層から電流を発光部に供給して発光させているとき、開口孔を介して発光部の発光状態を観察することができる。この開口孔は、電極層に囲まれた閉じた形状を有する。さらに、特許文献１には、一方向に配列された複数の開口孔の列を設けた電極層が記載されている。各開口孔は電極層に囲まれた閉じた形状を有する。
【０００５】
特許文献１に記載された開口孔では、開口孔と電極層の縁との間にある電極層が発光部から出射された光を遮るので、発光部全体の発光状態を観察することができない。さらに、複数の開口孔を設けた電極層では、一の開口孔とこの隣りの開口孔との間にある電極層が発光部から出射された光を遮るので、発光部全体の発光状態を観察することができない。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、活性層の発光状態を観察することが可能な半導体レーザ素子を提供することにあり、またこの半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明の半導体レーザ素子は、活性層を含む半導体積層と、前記半導体積層を搭載する主面及び前記主面の反対側にある裏面を有する基板と、前記裏面の上及び前記半導体積層の上のいずれか一方に設けられた電極層と、を備え、前記電極層は、第１の開口、第２の開口、第１の側面及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有し、前記第１の開口は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に前記第１の側面から延在し、前記第１の開口は前記第２の側面から離間し、前記第２の開口は前記第１の側面から離間し、前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟み、前記活性層は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に延在している。
【０００８】
この半導体レーザ素子によれば、活性層は第１の側面から第２の側面へ向かう方向に延在している。電極層の第１の開口は第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第１の側面から延在しているので、活性層の発光状態を第１の開口を介して観察できる。第１の開口と第２の開口とは電極層の一部を挟んでいる。これ故、活性層は第１の開口又は第２の開口を用いて観察されることができる。また、第１の開口は第２の側面から離間しているので、第１の開口により電極層が複数の領域に分割されることはない。第２の開口は第１の側面から離間しているので、第２の開口により電極層が複数の領域に分割されることはない。これ故、第１の開口及び第２の開口により電極層が複数の領域に分割されることを防止できる。
【０００９】
本発明の半導体レーザ素子は、前記第２の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在することが好ましい。
【００１０】
この半導体レーザ素子によれば、活性層は第１の側面から第２の側面へ向かう方向に延在している。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第１の側面から第１の開口が延在するので、活性層は第１の開口を介して観察される領域を有する。第２の側面から第１の側面へ向かう方向に第２の側面から第２の開口が延在するので、活性層は第２の開口を介して観察される領域を有する。第１の開口と第２の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層は第１の開口又は第２の開口を用いて観察される領域を有する。活性層の発光状態が観察される領域の全体は、第１の開口を介して観察される活性層の領域と、第２の開口を介して観察される活性層の領域と、第１の開口又は第２の開口を用いて観察される領域とからなる。これ故、活性層の全体の発光状態を観察することができる。
【００１１】
本発明の半導体レーザ素子は、前記第２の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に延在し、前記第２の開口は前記第２の側面から離間し、前記電極層は第３の開口を有し、前記第３の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在し、前記第２の開口と前記第３の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟んでいてもよい。
【００１２】
この半導体レーザ素子によれば、第１の側面から第２の側面へ向かう方向に活性層が延在する。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第１の側面から第１の開口が延在するので、活性層は第１の開口を介して観察される領域を有する。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第２の開口が延在するので、活性層は第２の開口を介して観察される領域を有する。第２の側面から第１の側面へ向かう方向に第２の側面から第３の開口が延在するので、活性層は第３の開口を介して観察される領域を有する。第１の開口と第２の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層は第１の開口又は第２の開口を用いて観察される領域を有する。第２の開口と第３の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層は第２の開口又は第３の開口を用いて観察される領域を有する。発光状態が観察される活性層の領域の全体は、第１の開口を介して観察される活性層の領域と、第２の開口を介して観察される活性層の領域と、第１の開口又は第２の開口を用いて観察される領域と、第２の開口又は第３の開口を用いて観察される領域とからなる。これ故、活性層の全体の発光状態を観察することができる。
【００１３】
本発明の半導体レーザ素子は、前記電極層が、前記裏面の上に設けられていることが好ましい。基板を上向きにした形態で半導体レーザ素子を基板等に実装して、活性層の発光状態を観察することができる。
【００１４】
本発明の半導体レーザ素子は、前記電極層が、前記半導体積層の上に設けられていてもよい。基板を下向きにした形態で半導体レーザ素子を基板等に実装して、活性層の発光状態を観察することができる。
【００１５】
本発明に係る半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法は、活性層を含む半導体積層と、前記半導体積層を搭載する主面及び前記主面の反対側にある裏面を有する基板と、前記裏面の上及び前記半導体積層の上のいずれか一方に設けられた電極層と、前記電極層に形成された第１の開口及び第２の開口と、を備えた半導体レーザ素子を準備する工程と、前記半導体レーザ素子に電流を印加して前記電流に応答する光を発生させる工程と、前記第１の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して前記発光状態の像を含む第１の像を得る工程と、前記第２の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して別の発光状態の像を含む第２の像を得る工程と、を含み、前記電極層は、第１の側面及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有し、前記第１の開口は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に前記第１の側面から延在し、前記第１の開口は前記第２の側面から離間し、前記第２の開口は前記第１の側面から離間し、前記第１の開口と前記第２の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟み、前記活性層は前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向に延在している。
【００１６】
この半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法によれば、活性層は第１の側面から第２の側面へ向かう方向に延在している。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第１の側面から第１の開口が延在するので、活性層の発光状態は第１の開口を介して観察される。これ故、第１の画像は１の開口を介して観察される活性層の発光状態の像を含む。第２の側面から第１の側面へ向かう方向に第２の側面から第１の開口が延在するので、活性層の発光状態は第２の開口を介して観察される。これ故、第２の画像は２の開口を介して観察される活性層の発光状態の像を含む。第１の開口と第２の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層の発光状態は第１の開口又は第２の開口を用いて観察される。これ故、第１の画像と第２の画像とは、第１の開口又は第２の開口を用いて観察される活性層の発光状態の像を含む。従って、第１の開口を介して観察される活性層の発光状態と第１の開口又は第２の開口を用いて観察される活性層の発光状態とを含む第１の画像を得ることができる。さらに、第２の開口を介して観察される活性層の発光状態と第１の開口又は第２の開口を用いて観察される活性層の発光状態とを含む第２の画像を得ることができる。
【００１７】
本発明に係る半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法は、前記電極層が有する第３の開口を介して前記活性層の発光状態を観察して前記発光状態の像を含む第３の像を得る工程を含み、前記第２の開口は前記第２の側面から離間し、前記第３の開口は前記第２の側面から前記第１の側面へ向かう方向に前記第２の側面から延在し、前記第２の開口と前記第３の開口とは、前記電極層の前記第１の側面から前記第２の側面へ向かう方向と直交する方向に前記電極層の一部を挟んでいてもよい。
【００１８】
この半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法によれば、活性層は第１の側面から第２の側面へ向かう方向に延在している。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第１の側面から第１の開口が延在するので、活性層の発光状態は第１の開口を介して観察される。これ故、第１の画像は１の開口を介して観察される活性層の発光状態の像を含む。第１の側面から第２の側面へ向かう方向に第２の開口が延在するので、活性層の発光状態は第２の開口を介して観察される。これ故、第２の画像は２の開口を介して観察される活性層の発光状態の像を含む。第２の側面から第１の側面へ向かう方向に第２の側面から第３の開口が延在するので、活性層の発光状態は第３の開口を介して観察される。これ故、第３の画像は第３の開口を介して観察される活性層の発光状態の像を含む。第１の開口と第２の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層の発光状態は第１の開口又は第２の開口を用いて観察される。これ故、第１の画像と第２の画像とは、第１の開口又は第２の開口を用いて観察される活性層の発光状態の像を含む。第２の開口と第３の開口とは電極層の一部を挟んでいるので、活性層の発光状態は第２の開口又は第３の開口を用いて観察される。これ故、第２の画像と第３の画像とは、第２の開口又は第３の開口を用いて観察される活性層の発光状態の像を含む。活性層における発光状態の像の全体は、第１の像に含まれた活性層の発光状態の像と、第２の像に含まれた活性層の発光状態の像と、第１の像及び第２の像の両方に含まれた活性層の発光状態の像と、第２の像及び第３の像の両方に含まれた活性層の発光状態の像とからなる。これ故、活性層における発光状態の全体像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、活性層の発光状態を観察することが可能な半導体レーザ素子が提供される。また、この半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本実施形態に係る半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法における主要なステップを示す図面である。
【図２】図２は半導体レーザ素子の構成を示す図面である。
【図３】図３は第１の開口及び第２の開口を有する電極層を示す図面である。
【図４】図４は、本実施形態に係る方法を用いて半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法を説明するための図面である。
【図５】図５の（ａ）部は図３に示された半導体レーザ素子１のI−I断面を示す図面であり、図５の（ｂ）部は、図３に示された半導体レーザ素子１のII−II断面を示す図面であり、図５の（ｃ）部は、図３に示された半導体レーザ素子１のIII−III断面を示す図面である。
【図６】図６は第２実施形態に係る半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法における主要なステップを示す図面である。
【図７】図７は、第１の開口、第２の開口及び第３の開口を有する電極層を示す図面である。
【図８】図８の（ａ）部は図７に示された半導体レーザ素子１のIV−IV断面及びのVIII−VIII断面を示す図面であり、図８の（ｂ）部は、図７に示された半導体レーザ素子１のV−V断面及びのVII−VII断面を示す図面であり、図８の（ｃ）部は、図７に示された半導体レーザ素子１のVI−VI断面を示す図面である。
【図９】図９の（ａ）部は本実施形態に係る半導体レーザ素子の変形例を示す図面であり、図９の（ａ）部は本実施形態に係る半導体レーザ素子の別の変形例を示す図面である。
【図１０】図１０の（ａ）部〜（ｃ）部は従来技術における活性層の発光状態を観察するための開口が設けられた電極層を示す図面である。
【図１１】図１１は従来技術における活性層の発光状態を観察するための開口が設けられた電極層を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明による半導体レーザ素子、及び半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付す。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る半導体レーザ素子の発光状態の像を得る方法における主要なステップを示す図面である。工程Ｓ１では、半導体レーザ素子を準備する。図２は、半導体レーザ素子の構造の一例を示す。半導体レーザ素子１は、基板１１、半導体積層１２、保護層１３、電極層２０、及び電極層２１を含んでいる。基板１１は、半導体積層１２が形成される主面１１ａと、電極層２１が形成される裏面１１ｂとを有する。基板１１は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる基板であり、この基板として例えばシリコンをドープしたｎ型ＩｎＰ基板等を用いることができる。
【００２３】
半導体積層１２は複数の半導体層を含んでいる。半導体積層１２には、下部クラッド層１７、活性層１８、及び上部クラッド層１９ａが含まれており、この順に基板１１の主面１１ａの上に形成され、半導体メサ１４をなす。下部クラッド層１７は、例えばｎ型ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。活性層１８は、例えば単一又は多重量子井戸構造を含み、例えばＡｌＧａＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。上部クラッド層１９ａは、例えばｐ型ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。
【００２４】
埋め込み層１５は、半導体メサ１４の両側面及び基板１１の主面１１ａの上に設けられている。下部クラッド層１７、活性層１８、及び上部クラッド層１９ａの側面は埋め込み層１５により埋め込まれている。埋め込み層１５は、例えばＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。別の上部クラッド層１９ｂ及びコンタクト層１６は、上部クラッド層１９ａ及び埋め込み層１５の上に設けられている。コンタクト層１６は、例えばｐ型ＩｎＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。別の上部クラッド層１９ｂは、例えばｐ型ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。保護層１３は、コンタクト層１６の上に設けられ、また開口１３ａを有している。保護層１３の材料は、例えば酸化シリコン等の酸化物からなる。
【００２５】
電極層２０は保護層１３の上に設けられている。電極層２０は保護層１３の開口１３ａを介してコンタクト層１６と接触している。電極層２０は、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるオーミック電極からなる。基板１１の主面１１ａの反対側にある裏面１１ｂの上に電極層２１が設けられている。電極層２１は例えばＡｕＧｅＮｉ合金からなるオーミック電極からなる。
【００２６】
図３を参照すると、工程Ｓ２では、第１の開口２２及び第２の開口２３を半導体レーザ素子１の電極層２１に形成する。引き続く説明では、第１の開口２２及び第２の開口２３を電極層２１に形成する実施例を説明するが、第１の開口２２及び第２の開口２３は電極層２０に形成されてもよい。図３は、第１の開口２２及び第２の開口２３を有する電極層２１を示す図面である。基板１１は、側面１１ｃ、側面１１ｄ、側面１１ｅ及び側面１１ｆを有する。電極層２１は、側面２１ｃ（第１の側面）、側面２１ｄ、側面２１ｅ（第２の側面）及び側面２１ｆを有する。
【００２７】
基板１１の裏面１１ｂは、電極層２１が設けられた領域と、電極層２１が設けられていない領域とを有する。電極層２１が設けられた領域は、電極層２１が設けられていない領域に囲まれている。電極層２１が設けられていない領域では、基板１１の裏面１１ｂが露出している。
【００２８】
電極層２１には、第１の開口２２及び第２の開口２３が設けられている。第１の開口２２及び第２の開口２３は、電極層２１の厚さ方向に貫通している。第１の開口２２及び第２の開口２３では、基板１１の裏面１１ｂが露出している。
【００２９】
電極層２１は、先端面２２ｃ、側面２２ｄ及び側面２２ｆを有する。第１の開口２２は、電極層２１の先端面２２ｃ、側面２２ｄ及び側面２２ｆに囲まれている。第１の開口２２の形状は、長方形及び正方形の何れか一方の形状である。第１の開口２２は電極層２１の側面２１ｃから側面２１ｅへ向かう方向に側面２１ｃから延在している。先端面２２ｃは、側面２１ｅから離間している。第１の開口２２の幅Ｄ１は、側面２２ｄから側面２２ｆまでの長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。第１の開口２２の長さＤ２は、側面２１ｃを含む平面から先端面２２ｃまでの長さで規定され、例えば５〜３００μｍである。
【００３０】
電極層２１は、先端面２３ｃ、側面２３ｄ及び側面２３ｆを有する。第２の開口２３は、電極層２１の先端面２３ｅ、側面２３ｄ及び側面２３ｆに囲まれている。第２の開口２３の形状は、長方形及び正方形の何れか一方の形状である。第２の開口２３は電極層２１の側面２１ｅから側面２１ｃへ向かう方向に側面２１ｅから延在している。先端面２３ｅは、側面２１ｃから離間している。第２の開口２３の幅Ｄ３は、側面２３ｄから側面２３ｆまでの長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。第２の開口２３の長さＤ４は、側面２１ｅを含む平面から先端面２３ｅまでの長さで規定され、例えば５〜３００μｍである。ただし、第１の開口２２の長さＤ２に第２の開口の長さＤ４を加えた合計長さは、電極層２１の長さＬ１よりも長い。電極層２１の長さＬ１は、側面２１ｃを含む平面から側面２１ｅまでの長さで規定される。
【００３１】
第１の開口２２と第２の開口２３とは、電極層２１の側面２１ｃから側面２１ｅへ向かう方向と直交する方向に電極層２１の一部を挟んでいる。第１の開口２２と第２の開口２３とは電極層２１により隔てられているので、第１の開口２２は第２の開口２３に連結されていない。第１の開口２２と第２の開口２３との間の幅Ｄ５は、側面２２ｆと側面２３ｄとの間の長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。なお、第１の開口２２及び第２の開口２３は、活性層１８の中心をとおり裏面１１ｂと直交する平面の近傍に設けられることが好ましい。
【００３２】
活性層１８は側面１１ｃから側面１１ｅへ向かう方向に延在している。活性層１８は、側面１１ｃから側面１１ｅへ向かう方向に沿って配列された領域Ｗ１、領域Ｗ２及び領域Ｗ３を有する。領域Ｗ１は、側面１１ｃを含む平面と先端面２３ｅを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ２は、先端面２３ｅを含む平面と先端面２２ｃを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ３は、先端面２２ｃを含む平面と側面１１ｅを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。
【００３３】
第１の開口２２及び第２の開口２３は、例えば集束イオンビーム（ＦＩＢ）法を用いて形成されてもよいし、レーザ加工法を用いて形成されてもよい。
【００３４】
図４を参照すると、工程Ｓ３では第１の開口２２及び第２の開口２３を形成した半導体レーザ素子１を搭載台２５に固定する。搭載台２５と半導体レーザ素子１とは、例えば半田等を用いて固定される。本実施形態では、半導体積層１２に対して基板１１を上向きにして実装する形態（エピダウン）で搭載台２５に半導体レーザ素子１を固定する。半導体レーザ素子１を搭載台２５に固定した後、電極層２０、２１に電源２６を電気的に接続する。例えば、電極層２１と電源２６とはワイヤボンディング介して接続される。
【００３５】
工程Ｓ４では、半導体レーザ素子１に電流を印加して活性層１８を発光させる。例えば、本実施形態ではエレクトロルミネッセンスを発生させる。エレクトロルミネッセンスは、活性層１８に印加された電流に応答して発生する。
【００３６】
図５の（ａ）部及び（ｂ）部を参照すると、工程Ｓ５では、第１の開口２２を介して活性層１８で発生したエレクトロルミネッセンスの発光状態を観察して、エレクトロルミネッセンスの発光状態の像を含む第１の像を得る。
【００３７】
図５の（ａ）部は、図３に示された半導体レーザ素子１のI−I断面を示す図面である。活性層１８の領域Ｗ１で発生したエレクトロルミネッセンスＬ１は、第１の開口２２を介して半導体レーザ素子１の外部へ出射される。
【００３８】
図５の（ｂ）部は、図３に示された半導体レーザ素子１のII−II断面を示す図面である。活性層１８の領域Ｗ２で発生したエレクトロルミネッセンスＬ２は、第１の開口２２又は第２の開口２３を用いて半導体レーザ素子１の外部へ出射される。これ故、第１の開口２２を介して得た第１の像には、活性層１８の領域Ｗ１における発光状態の像と、活性層の領域Ｗ２における発光状態の像とが含まれている。なお、第１の像を得るとき、エレクトロルミネッセンスＬ１、Ｌ２を観察する方向は、光軸Ｌ１、Ｌ２に対して垂直な方向であることが好ましい。
【００３９】
工程Ｓ６では、第２の開口２３を介して活性層１８で発生したエレクトロルミネッセンスの発光状態を観察して、エレクトロルミネッセンスの発光状態の像を含む第２の像を得る。図５の（ｂ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ２で発生したエレクトロルミネッセンスＬ２は、第１の開口２２又は第２の開口２３を用いて半導体レーザ素子１の外部へ出射される。
【００４０】
図５の（ｃ）部は、図３に示された半導体レーザ素子１のIII−III断面を示す図面である。活性層１８の領域Ｗ３で発生したエレクトロルミネッセンスＬ３は、第２の開口２３を介して半導体レーザ素子１の外部へ出射される。これ故、第２の開口２３を介して得た第２の像には、活性層１８の領域Ｗ２における発光状態の像と、活性層１８の領域Ｗ３における発光状態の像とが含まれている。なお、第２の像を得るとき、エレクトロルミネッセンスを観察する方向は、光軸Ｌ３に対して垂直な方向であることが好ましい。
【００４１】
再び図４を参照すると、第１の像及び第２の像は、半導体レーザ素子１の上方に配置された撮像装置２７により得られる。撮像装置２７には、例えばＣＣＤカメラ、ＩｎＧａＡｓカメラ又は顕微鏡等を用いることができる。撮像装置２７を用いてエレクトロルミネッセンスを観察することにより第１の像と第２の画像とが得られる。
【００４２】
図１０の（ａ）部〜（ｃ）部は、特許文献１に記載された開口の形状を示す。図１０の（ａ）部は、開口６２が設けられた電極層６１を有する半導体レーザ素子６０を示す図面である。この開口６２は、電極層６１に囲まれた閉じた形状を有する。これ故、活性層から出射された光は、開口６２を隔てる電極層６３ａにより遮られる。この電極層６３ａの部分は、活性層から出射された光を遮蔽する遮蔽部となる。活性層から出射された光は、開口６２と電極層６１の縁６１ａとの間にある遮蔽部により遮られる。従って、活性層の発光状態を活性層の延在方向の全体にわたって観察することができない。
【００４３】
図１０の（ｂ）部及び図１０の（ｃ）部は、一方向に配列された複数の開口７２、８２の列を設けた電極層７１、８１を有する半導体レーザ素子７０、８０を示す図面である。半導体レーザ素子７０の開口７２は、例えば矩形状の形状を有する。半導体レーザ素子８０の開口８２は、例えば円形の形状を有する。開口７２、８２は電極層７１、８１に囲まれた閉じた形状を有するので、活性層から出射された光は、開口７２、８２を隔てる電極層７３ａ、８３ａにより遮られる。この電極層７３ａ、８３ａの部分は、活性層から出射された光を遮蔽する遮蔽部となる。活性層から出射された光は、開口７２、８２と電極層７１、８１の縁７１ａ、８１ａとの間にある遮蔽部により遮られる。さらに、活性層から出射された光は、一の開口７２、８２と、これら開口７２、８２に隣り合う別の開口７２、８２との間にある電極層７４、８４により遮られる。これ故、活性層１８の発光状態を活性層１８の延在方向の全体にわたって観察することができない。
【００４４】
本実施形態の半導体レーザ素子１によれば、側面２１ｃから側面２１ｅへ向かう方向に側面２１ｃから第１の開口２２が延在するので、活性層１８の領域Ｗ１の発光状態は第１の開口２２を介して観察される。側面２１ｅから側面２１ｃへ向かう方向に側面２１ｅから第２の開口２３が延在するので、活性層１８の領域Ｗ３の発光状態は第２の開口２３を介して観察される。第１の開口２２と第２の開口２３とは電極層２１の一部を挟んでいるので、活性層１８の領域Ｗ２の発光状態は、第１の開口２２又は第２の開口２３を用いて観察される。これ故、活性層１８の領域Ｗ１、Ｗ２及びＷ３が観察される。活性層１８における延在方向の全体の領域は、第１の開口２２を介して観察される活性層１８の領域Ｗ１と、第２の開口２３を介して観察される活性層１８の領域Ｗ３と第１の開口２２又は第２の開口２３を用いて観察される領域Ｗ２とからなる。従って、活性層１８の発光状態を活性層１８の延在方向の全体にわたって観察することができる。
【００４５】
図１１は、従来技術における活性層の発光状態を観察するための開口９２の形状を示す。この開口９２は、一の側面９１ｃから該一の側面９１ｃの反対側にある別の側面９１ｅに向かって一の側面９１ｃから別の側面９１ｅまで延在している。これ故、活性層の発光状態を活性層の延在方向の全体にわたって観察することができる。しかし、電極層９１は、開口９２により２つの領域９１ａ、９１ｂに分割される。活性層の発光状態を関する際は、開口９２の影響をできるだけ小さくして、開口９２が設けられていない通常の素子の通電状態で観察することが好ましい。それ故、開口９２がない場合の通常の通電状態と同じように活性層に均一に電流を注入して、活性層の発光状態を観察するためには、電極層９１の両領域９１ａ、９１ｂに電流を印加する必要がある。そのためには、電極層９１の一の領域９１ａ及び別の領域９１ｂのそれぞれに電源を接続する必要がある。
【００４６】
本実施形態の半導体レーザ素子１によれば、第１の開口２２は側面２１ｅから離間しているので、第１の開口２２により電極層２１が複数の領域に分割されない。第２の開口２３は側面２１ｃから離間しているので、第２の開口２３により電極層２１が複数の領域に分割されない。第１の開口２２と第２の開口２３とは電極層の一部を挟んでいるので、第１の開口２２が第２の開口２３に連結されない。これ故、第１の開口２２及び第２の開口２３により電極層２１が複数の領域に分割されることを防止できる。このため、単一の電源を電極層２１に接続することで、活性層１８の発光状態を観察することができるとともに、活性層１８にほぼ均一に電流を注入しながら、通常の通電状態を保った状態で活性層１８の発光状態を観察することができる。
【００４７】
また、電極層２１は基板１１の裏面１１ｂの上に設けられている。半導体レーザ素子１を、半導体積層１２に対して基板１１を上向きにして実装する。この実装形態において半導体レーザ素子１を発光させて、活性層１８の発光状態を観察することができる。
【００４８】
本実施形態に係る半導体レーザ素子１の発光状態の像を得る方法によれば、活性層１８の領域Ｗ１の発光状態は第１の開口２２を介して観察されるので、活性層１８における領域Ｗ１の発光状態の二次元画像を含んだ第１の画像を得ることができる。活性層１８の領域Ｗ３の発光状態は第２の開口２３を介して観察されるので、活性層１８における領域Ｗ３の発光状態の二次元画像を含んだ第２の画像を得ることができる。活性層１８の領域Ｗ２の発光状態は、第１の開口２２又は第２の開口２３を用いて観察されるので、第１の像及び第２の像は、活性層１８における領域Ｗ２の発光状態の二次元画像を含んでいる。活性層１８における発光状態の全体像は、第１の像に含まれた活性層１８の領域Ｗ１の発光状態の像と、第２の像に含まれた活性層１８における領域Ｗ３の発光状態の像と、第１の像及び第２の像の両方に含まれた活性層１８の領域Ｗ２の発光状態の像とからなる。これ故、活性層１８における発光状態の全体像を確認できる二次元画像を得ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図６〜図８を参照しながら、第２実施形態に係る半導体レーザ素子１Ａと、半導体レーザ素子１Ａの発光状態の像を得る方法とについて説明する。第２実施形態に係る半導体レーザ素子１Ａは、第３の開口３４を有する点において、第１実施形態に係る半導体レーザ素子１と異なる。第２実施形態に係る半導体レーザ素子１Ａの発光状態の像を得る方法は、第３の開口３４を介して第３の像を得る工程を有する点において第１実施形態に係る方法と異なる。
【００５０】
図６は、本実施形態に係る半導体レーザ素子１Ａの発光状態の像を得る方法における主要なステップを示す図面である。図７は、第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４を有する電極層３１を示す図面である。工程Ｓ２ａでは、第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４を半導体レーザ素子１Ａの電極層３１に形成する。電極層３１は、側面３１ｃ（第１の側面）、側面３１ｄ、側面３１ｅ（第２の側面）及び側面３１ｆを有する。
【００５１】
電極層３１には、第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４が設けられている。電極層３１には、第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４が設けられている。第１の開口３２及び第３の開口３４は、一方向に配列されている。第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４は、電極層３１の厚さ方向に貫通している。第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４では、基板１１の裏面１１ｂが露出している。
【００５２】
第１の開口３２は電極層３１の側面３１ｃから側面３１ｅへ向かう方向に側面３１ｃから延在している。第１の開口３２の幅Ｄ６は、例えば５〜５０μｍである。第１の開口３２の長さＤ７は、側面３１ｃを含む平面から先端面３２ｅまでの長さで規定され、例えば５〜３００μｍである。
【００５３】
電極層３１は、端面３３ｃ、別の端面３３ｅ、側面３３ｄ及び側面３３ｆを有する。第２の開口３３は、電極層３１の端面３３ｃ、端面３３ｅ、側面３３ｄ及び側面３３ｆに囲まれている。第２の開口３３の形状は、長方形及び正方形の何れか一方の形状である。第２の開口３３は電極層３１の側面３１ｃから側面３１ｅへ向かう方向に延在している。端面３３ｃは、側面３１ｃから離間すると共に、側面３１ｅから離間している。第２の開口３３の幅Ｄ８は、側面３３ｄから側面３３ｆまでの長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。第２の開口３３の長さＤ９は、端面３３ｃから端面３３ｅまでの長さで規定され、例えば５〜３００μｍである。ただし、第１の開口３２の長さＤ７に第２の開口３３の長さＤ９を加えた合計長さは、長さＬ３よりも長い。長さＬ３は、側面３１ｃを含む平面から端面３３ｅまでの長さで規定される。
【００５４】
電極層３１は、先端面３４ｃ、側面３４ｄ及び側面３４ｆを有する。第３の開口３４は、電極層３１の先端面３４ｃ、側面３４ｄ及び側面３４ｆに囲まれている。第３の開口３４の形状は、長方形及び正方形の何れか一方の形状である。第３の開口３４は電極層３１の側面３１ｅから側面３１ｃへ向かう方向に側面３１ｅから延在している。端面３３ｃは、側面３１ｃから離間している。第３の開口３４の幅Ｄ１０は、側面３４ｄから側面３４ｆまでの長さで規定され、例えば３〜５０μｍである。第３の開口３４の長さＤ１１は、側面３１ｅを含む平面から先端面３４ｃまでの長さで規定され、例えば５〜３００μｍである。ただし、第２の開口３３の長さＤ９に第３の開口３４の長さＤ１１を加えた合計長さは、長さＬ４よりも長い。長さＬ４は、側面３１ｅを含む平面から端面３３ｃまでの長さで規定される。また、第１の開口３２の長さＤ７、第２の開口３３の長さＤ９、及び第３の開口３４の長さＤ１１を足し合わせた合計長さは、電極層３１の長さＬ２よりも長い。電極層３１の長さＬ２は、側面３１ｃから側面３１ｅまでの長さで規定される。
【００５５】
第１の開口３２と第２の開口３３とは、電極層３１の側面３１ｃから側面３１ｅへ向かう方向と直交する方向に電極層３１の一部を挟んでいる。第１の開口３２と第２の開口３３とは電極層３１により隔てられているので、第１の開口３２は第２の開口３３に連結されない。第１の開口３２と第２の開口３３との間の幅Ｄ１２は、側面３２ｆと側面３３ｄとの間の長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。
【００５６】
第２の開口３３と第３の開口３４とは、電極層３１の側面３１ｃから側面３１ｅへ向かう方向と直交する方向に電極層３１の一部を挟んでいる。第２の開口３３と第３の開口３４とは電極層３１により隔てられているので、第２の開口３３は第３の開口３４に連結されない。第２の開口３３と第３の開口３４との間の幅Ｄ１３は、側面３３ｄと側面３４ｆとの間の長さで規定され、例えば５〜５０μｍである。なお、第１の開口３２、第２の開口３３及び第３の開口３４は、活性層１８の中心をとおり裏面１１ｂと直交する平面の近傍に設けられることが好ましい。
【００５７】
活性層１８は側面１１ｃから側面１１ｅへ向かう方向に延在している。活性層１８は、側面１１ｃから側面１１ｅへ向かう方向に沿って配列された領域Ｗ４〜Ｗ８を有する。領域Ｗ４は、側面１１ｃを含む平面と端面３３ｃを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ５は、端面３３ｃを含む平面と先端面３２ｅを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ６は、先端面３２ｅを含む平面と先端面３４ｃを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ７は、先端面３４ｃを含む平面と端面３３ｅを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。領域Ｗ８は、端面３３ｅを含む平面と側面１１ｅを含む平面とにより挟まれた活性層１８の領域である。
【００５８】
図８を参照して、工程Ｓ５ａ、工程Ｓ６ａ、工程７について説明する。図８の（ａ）部は図７に示された半導体レーザ素子１のIV−IV断面及びVIII−VIII断面を示す図面であり、図８の（ｂ）部は、図７に示された半導体レーザ素子１のV−V断面及びのVII−VII断面を示す図面である。図８の（ｃ）部は、図７に示された半導体レーザ素子１のVI−VI断面を示す図面である。
【００５９】
工程Ｓ５ａでは、第１の開口３２を介して活性層１８で発生したエレクトロルミネッセンスの発光状態を観察して、エレクトロルミネッセンスの発光状態の像を含む第１の像を得る。図８の（ａ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ４で発生したエレクトロルミネッセンスＬ４は、第１の開口３２を介して半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。図８の（ｂ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ５で発生したエレクトロルミネッセンスＬ５は、第１の開口３２又は第２の開口３３を用いて半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。これ故、第１の開口３２を介して得た第１の像には、活性層１８の領域Ｗ４における発光状態の像と、活性層１８の領域Ｗ５における発光状態の像とが含まれている。
【００６０】
工程Ｓ６ａでは、第２の開口３３を介して活性層１８で発生したエレクトロルミネッセンスの発光状態を観察して、エレクトロルミネッセンスの発光状態の像を含む第２の像を得る。図８の（ｂ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ５で発生したエレクトロルミネッセンスＬ５は、第１の開口３２又は第２の開口３３を用いて半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。図８の（ｃ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ６で発生したエレクトロルミネッセンスＬ６は、第２の開口３３を介して半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。再び図８の（ｂ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ７で発生したエレクトロルミネッセンスＬ７は、第２の開口３３及び第３の開口３４を介して半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。これ故、第２の開口３２を介して得た第２の像には、活性層１８の領域Ｗ５における発光状態の像と、活性層１８の領域Ｗ６における発光状態の像と、活性層１８の領域Ｗ７における発光状態の像とが含まれている。
【００６１】
工程Ｓ７では、第３の開口３４を介して活性層１８で発生したエレクトロルミネッセンスの発光状態を観察して、エレクトロルミネッセンスの発光状態の像を含む第３の像を得る。図８の（ｂ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ７で発生したエレクトロルミネッセンスＬ７は、第２の開口３３及び第３の開口３４を介して半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。図８の（ａ）部を参照すると、活性層１８の領域Ｗ８で発生したエレクトロルミネッセンスＬ８は、第３の開口３４を介して半導体レーザ素子１Ａの外部へ出射される。これ故、第３の開口３４を介して得た第３の像には、活性層１８の領域Ｗ７における発光状態の像と、活性層１８の領域Ｗ８における発光状態の像とが含まれている。
【００６２】
本実施形態における半導体レーザ素子１Ａによれば、側面３１ｃから側面３１ｅへ向かう方向に側面３１ｃから第１の開口３２が延在するので、活性層１８の領域Ｗ４の発光状態は第１の開口３２を介して観察される。側面３１ｅから側面３１ｃへ向かう方向に第２の開口３３が延在するので、活性層１８の領域Ｗ６の発光状態は第２の開口３３を介して観察される。側面３１ｅから側面３１ｃへ向かう方向に側面３１ｅから第３の開口３４が延在するので、活性層１８の領域Ｗ８の発光状態は第３の開口３４を介して観察される。第１の開口３２と第２の開口３３とは電極層３１の一部を挟んでいるので、活性層１８の領域Ｗ５の発光状態は、第１の開口３２又は第２の開口３３を用いて観察される。第２の開口３３と第３の開口３４とは電極層３１の一部を挟んでいるので、活性層１８の領域Ｗ７の発光状態は、第２の開口３３又は第３の開口３４を用いて観察される。これ故、活性層１８の領域Ｗ４〜Ｗ８が観察される。活性層１８の領域の全体は、第１の開口３３を介して観察される活性層１８の領域Ｗ４と、第２の開口３３を介して観察される活性層１８の領域Ｗ６と、第３の開口３４を介して観察される活性層１８の領域Ｗ８と、第１の開口３２又は第２の開口３３を用いて観察される領域Ｗ５と、第２の開口３３又は第３の開口３４を用いて観察される領域Ｗ７とからなる。従って、活性層１８の発光状態を活性層１８の延在方向の全体にわたって観察することができる。
【００６３】
本実施形態の方法によれば、活性層１８の領域Ｗ４の発光状態は第１の開口３２を介して観察されるので、活性層１８における領域Ｗ４の発光状態の二次元画像を含んだ第１の画像を得ることができる。活性層１８の領域Ｗ６の発光状態は第２の開口３３を介して観察されるので、活性層１８における領域Ｗ６の発光状態の二次元画像を含んだ第２の画像を得ることができる。活性層１８の領域Ｗ８の発光状態は第２の開口３４を介して観察されるので、活性層１８における領域Ｗ８の発光状態の二次元画像を含んだ第３の画像を得ることができる。活性層１８の領域Ｗ５の発光状態は、第１の開口３２又は第２の開口３３を用いて観察されるので、第１の像及び第２の像は、活性層１８における領域Ｗ５の発光状態の二次元画像を含んでいる。活性層１８の領域Ｗ７の発光状態は、第２の開口３３又は第３の開口３４を用いて観察されるので、第２の像及び第３の像は、活性層１８における領域Ｗ７の発光状態の二次元画像を含んでいる。活性層１８における発光状態の像の全体は、第１の像に含まれた活性層１８における領域Ｗ４の発光状態の像と、第２の像に含まれた活性層１８における領域Ｗ６の発光状態の像と、第３の像に含まれた活性層１８における領域Ｗ８の発光状態の像と、第１の像及び第２の像の両方に含まれた活性層１８における領域Ｗ５の発光状態の像と、第２の像及び第３の像の両方に含まれた活性層１８における領域Ｗ７の発光状態の像とからなる。これ故、活性層１８における発光状態の全体像を確認できる二次元画像を得ることができる。
【００６４】
以上、本実施形態に係る半導体レーザ素子１、及び半導体レーザ素子１の発光状態の像を得る方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１実施形態では電極層２１には第１の開口２２と第２の開口２３の２つが設けられた例を示したが、開口の数は２つに限定されない。例えば、図９の（ａ）部を参照すると、電極層４１には一方向に配置された複数の開口４２と、一方向に沿う別の方向に配置された複数の開口４３とが設けられていてもよい。また、複数の開口４２、４３が配置される列の数は、２以上であってもよい。また、本実施形態では開口の形状は矩形である例を示した。例えば図９の（ｂ）部を参照すると、開口５２の形状は円形或いは楕円であってもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、半導体レーザ素子１に電極層を形成した後に、当該電極層に活性層の発光状態を観察するための開口を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１実施形態において、電極層２１に設けられた第１の開口２２と第２の開口２３は、半導体レーザ素子１の当該電極層２１を形成する工程において、予め当該第１および第２の開口が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…半導体レーザ素子、１１…基板、１２…半導体積層、１８…活性層、２１…電極層、２１ｃ、２１ｅ…側面、２２、３２…第１の開口、２３、３３…第２の開口、３４…第３の開口。
【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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