(57)【要約】【課題】製造工程が増加するのを抑制しながら、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２波長半導体レーザ素子１（半導体レーザ素子）では、赤色レーザ素子部３は、互いに異なるリッジ幅を有するリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃを含み、赤外レーザ素子部４は、互いに異なるリッジ幅を有するリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃを含む。赤色レーザ素子部３の３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと、赤外レーザ素子部４の３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとにより、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃが構成されている。一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃは、各々の一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃの中心間距離（Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３）が同じになるように配置され、１つの一対のリッジ部６ｂが、電流通路として機能する。【選択図】図１
2009117538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１レーザ素子部および第２レーザ素子部とを備え、
前記第１レーザ素子部は、互いに異なるリッジ幅を有する２つ以上の所定数のリッジ部を含み、
前記第２レーザ素子部は、互いに異なるリッジ幅を有する前記所定数のリッジ部を含み、
前記第１レーザ素子部の所定数のリッジ部と、前記第２レーザ素子部の所定数のリッジ部とにより、前記所定数の一対のリッジ部が構成されており、
前記所定数の一対のリッジ部は、各々の一対のリッジ部の中心間距離が互いに同じになるように配置され、
前記所定数の一対のリッジ部のうちのいずれか１つの一対のリッジ部が、電流通路として機能することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記第１レーザ素子部のリッジ部は、第１リッジ部と、前記第１リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第２リッジ部と、前記第２リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第３リッジ部とを含み、
前記第２レーザ素子部のリッジ部は、第４リッジ部と、前記第４リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第５リッジ部と、前記第５リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第６リッジ部とを含み、
前記第１リッジ部および前記第４リッジ部と、前記第２リッジ部および前記第５リッジ部と、前記第３リッジ部および前記第６リッジ部とは、それぞれ、前記一対のリッジ部を構成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】
前記一対のリッジ部を構成する前記第２リッジ部および前記第５リッジ部のそれぞれの中心から前記基板の中心までの距離が同じであることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第２レーザ素子部の第４リッジ部、第５リッジ部および第６リッジ部は、それぞれ、前記第１レーザ素子部の第１リッジ部、第２リッジ部および第３リッジ部と異なるリッジ幅に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第１レーザ素子部の所定数のリッジ部と、前記第２レーザ素子部の所定数のリッジ部とは、同時に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体レーザ素子に関し、特に、リッジ部を含むレーザ素子部を複数備えた半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リッジ部を含むレーザ素子部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】
図９は、上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子の構造を概略的に示した断面図である。図１０は、図９に示した上記特許文献１の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に示すように、上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子は、基板１０１と、基板１０１上に形成されたレーザ素子部１０２とを備えている。レーザ素子部１０２には、リッジ部１０３ａを有する半導体層１０３と、半導体層１０３のリッジ部１０３ａの上面以外の部分を覆うように配置されたブロック層１０４と、リッジ部１０３ａおよびブロック層１０４を覆うように配置されたｐ電極１０５とが設けられている。
【０００４】
上記特許文献１の半導体レーザ素子の製造プロセスとしては、図１０に示すように、基板１０１上に、半導体層１０３を形成し、半導体層１０３上の所定領域にＳｉＯ2膜１１０を形成する。そして、ＳｉＯ2膜１１０をマスクとして、半導体層１０３の一部をエッチングにより除去することによって、半導体層１０３にリッジ部１０３ａ（図９参照）を形成する。
【０００５】
その後、図９に示すように、半導体層１０３のリッジ部１０３ａの上面以外の部分を覆うように、ブロック層１０４を形成する。そして、リッジ部１０３ａおよびブロック層１０４を覆うようにｐ電極１０５を形成する。
【特許文献１】特開２００７−４９０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の半導体レーザ素子では、リッジ部１０３ａのリッジ幅は、レーザ素子部１０２から出射されるレーザ光の波長、水平角、温度特性およびキンク特性などの特性に大きく影響する。このため、製造条件のばらつきなどにより、リッジ部１０３ａのリッジ幅が設計値よりも大きく、または、小さく形成された場合、半導体レーザ素子の特性が所望の値にならない場合があるという不都合がある。その結果、半導体レーザ素子の歩留まりが低下するという問題点がある。
【０００７】
そこで、リッジ部１０３ａのリッジ幅が設計値よりも大きく、または、小さく形成されるのを抑制するために、リッジ部１０３ａを形成する際にマスクとなるＳｉＯ2膜１１０のマスク幅を制御するという方法がある。具体的には、半導体層１０３上の所定領域にＳｉＯ2膜１１０を形成した後、ＳｉＯ2膜１１０のマスク幅を測定し、ＳｉＯ2膜１１０のマスク幅が所定の値よりも大きく、または、小さく形成されている場合、ＳｉＯ2膜１１０を除去するとともに、再度半導体層１０３上にＳｉＯ2膜１１０を形成する。これにより、リッジ部１０３ａのリッジ幅が設計値よりも大きく、または、小さく形成されるのを抑制することが可能である。
【０００８】
しかしながら、この方法を用いた場合、製造工程が増加するという問題点がある。また、この方法を用いた場合にも、リッジ部１０３ａを形成する際のエッチングばらつきにより、リッジ部１０３ａのリッジ幅が設計値よりも大きく、または、小さく形成される場合があるので、半導体レーザ素子の特性が所望の値にならず、半導体レーザ素子の歩留まりが低下するという問題点がある。
【０００９】
また、２波長半導体レーザ素子のように、リッジ部を有するレーザ素子部が複数設けられている半導体レーザ素子では、複数のリッジ部のリッジ幅を、それぞれ、設計値の範囲内に形成する必要があるので、歩留まりがさらに低下するという問題点がある。
【００１０】
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、この発明の目的は、製造工程が増加するのを抑制しながら、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ことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、基板と、基板上に配置された第１レーザ素子部および第２レーザ素子部とを備え、第１レーザ素子部は、互いに異なるリッジ幅を有する２つ以上の所定数のリッジ部を含み、第２レーザ素子部は、互いに異なるリッジ幅を有する所定数のリッジ部を含み、第１レーザ素子部の所定数のリッジ部と、第２レーザ素子部の所定数のリッジ部とにより、所定数の一対のリッジ部が構成されており、所定数の一対のリッジ部は、各々の一対のリッジ部の中心間距離が同じになるように配置され、所定数の一対のリッジ部のうちのいずれか１つの一対のリッジ部が、電流通路として機能する。
【００１２】
この一の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、第１レーザ素子部に、互いに異なるリッジ幅を有する２つ以上の所定数のリッジ部を設けるとともに、第２レーザ素子部に、互いに異なるリッジ幅を有する所定数のリッジ部を設け、所定数の一対のリッジ部のうちのいずれか１つの一対のリッジ部が電流通路として機能するように構成することによって、製造条件のばらつき（リッジ部を形成する際のＳｉＯ2膜などのマスク幅のばらつきやエッチング時のばらつき）などにより、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅が大きく、または、小さくなるように形成される場合にも、所定数の一対のリッジ部のうちのいずれか１つの一対のリッジ部のリッジ幅を、所望の特性が得られるリッジ幅にすることができる。これにより、所定数の一対のリッジ部のうち、所望の特性が得られるリッジ幅を有する一対のリッジ部を電流通路として機能させれば、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の特性を所望の値にすることができるので、半導体レーザ素子の歩留まりが低下するのを抑制することができる。その結果、製造条件がばらついた場合にも、リッジ部を形成する際のＳｉＯ2膜などを除去して再度形成する必要がないので、製造工程が増加するのを抑制しながら、半導体レーザ素子の歩留まりが低下するのを抑制することができる。このように、本発明の半導体レーザ素子では、リッジ部を有するレーザ素子部が複数設けられている場合にも、歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００１３】
また、上記一の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、第１レーザ素子部の所定数のリッジ部と、第２レーザ素子部の所定数のリッジ部とにより、所定数の一対のリッジ部を構成し、所定数の一対のリッジ部を、各々の一対のリッジ部の中心間距離が互いに同じになるように配置するとともに、所定数の一対のリッジ部のうちのいずれか１つの一対のリッジ部が電流通路として機能するように構成することによって、所定数の一対のリッジ部のうちのいずれの一対のリッジ部が電流通路として用いられる場合にも、電流通路として用いられる一対のリッジ部の中心間距離を一定の大きさにすることができる。これにより、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部にそれぞれ複数（所定数）のリッジ部を設けた場合にも、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部からそれぞれ出射されるレーザ光の間隔を一定の大きさにすることができる。
【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、第１レーザ素子部のリッジ部は、第１リッジ部と、第１リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第２リッジ部と、第２リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第３リッジ部とを含み、第２レーザ素子部のリッジ部は、第４リッジ部と、第４リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第５リッジ部と、第５リッジ部よりも大きいリッジ幅を有する第６リッジ部とを含み、第１リッジ部および第４リッジ部と、第２リッジ部および第５リッジ部と、第３リッジ部および第６リッジ部とは、それぞれ、一対のリッジ部を構成する。このように構成すれば、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅が大きくなるように形成された場合、第１リッジ部および第４リッジ部を電流通路として用いることができ、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅が小さくなるように形成された場合、第３リッジ部および第６リッジ部を電流通路として用いることができる。これにより、製造条件のばらつきなどにより、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅が大きく、または、小さくなるように形成される場合にも、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の特性を、容易に所望の値にすることができる。その結果、半導体レーザ素子の歩留まりが低下するのを、容易に抑制することができる。
【００１５】
上記第１レーザ素子部のリッジ部が第１リッジ部、第２リッジ部および第３リッジ部を含み、第２レーザ素子部のリッジ部が第４リッジ部、第５リッジ部および第６リッジ部を含む半導体レーザ素子において、好ましくは、一対のリッジ部を構成する第２リッジ部および第５リッジ部のそれぞれの中心から基板の中心までの距離が同じである。このように構成すれば、３つの一対のリッジ部のうちのいずれの一対のリッジ部が電流通路として用いられる場合にも、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部から出射されるレーザ光が、基板（半導体レーザ素子）の中心に対して偏った位置から出射されるのを抑制することができる。
【００１６】
上記第１レーザ素子部のリッジ部が第１リッジ部、第２リッジ部および第３リッジ部を含み、第２レーザ素子部のリッジ部が第４リッジ部、第５リッジ部および第６リッジ部を含む半導体レーザ素子において、好ましくは、第２レーザ素子部の第４リッジ部、第５リッジ部および第６リッジ部は、それぞれ、第１レーザ素子部の第１リッジ部、第２リッジ部および第３リッジ部と異なるリッジ幅に形成されている。このように構成すれば、第１レーザ素子部から出射されるレーザ光の特性と、第２レーザ素子部から出射されるレーザ光の特性とを異なる特性に容易にすることができる。
【００１７】
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、第１レーザ素子部の所定数のリッジ部と、第２レーザ素子部の所定数のリッジ部とは、同時に形成されている。このように構成すれば、第１レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅が、例えば小さくなるように形成された場合、第２レーザ素子部のリッジ部のリッジ幅も小さくなるように形成することができる。これにより、電流通路として用いられる一対のリッジ部の第１レーザ素子部のリッジ部および第２レーザ素子部のリッジ部の両方を、容易に、それぞれ所望の特性が得られるリッジ幅にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、製造工程が増加するのを抑制しながら、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容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２は、図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子のリッジ部周辺の構造を示した拡大断面図である。まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子１の構造について説明する。
【００２０】
本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子１は、図１に示すように、半導体基板２と、半導体基板２の主表面上の所定領域に形成された赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４と、半導体基板２の裏面上に形成されたｎ側電極５とを備えている。なお、２波長半導体レーザ素子１は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例であり、半導体基板２は、本発明の「基板」の一例である。また、赤色レーザ素子部３は、本発明の「第１レーザ素子部」の一例であり、赤外レーザ素子部４は、本発明の「第２レーザ素子部」の一例である。
【００２１】
２波長半導体レーザ素子１（半導体基板２）は、Ｘ方向に約３００μｍの長さＷ１を有するように形成されている。赤色レーザ素子部３と赤外レーザ素子部４との間には、所定の幅を有する分離溝１ａが形成されている。
【００２２】
赤色レーザ素子部３は、図２に示すように、半導体基板２側から順に、バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４、コンタクト層３５、電流ブロック層３６およびｐ側電極３７が積層されることによって構成されている。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ｐ型クラッド層３４には、Ｘ方向と直交する方向（紙面に対して垂直方向）に延びる３つの凸部３４ａ、３４ｂおよび３４ｃが形成されている。
【００２４】
コンタクト層３５は、ｐ型クラッド層３４の凸部３４ａ、３４ｂおよび３４ｃ上にそれぞれ配置されたコンタクト部３５ａ、３５ｂおよび３５ｃを含んでいる。そして、コンタクト部３５ａおよび凸部３４ａにより、リッジ部３ａが構成されている。また、コンタクト部３５ｂおよび凸部３４ｂにより、リッジ部３ｂが構成されている。また、コンタクト部３５ｃおよび凸部３４ｃにより、リッジ部３ｃが構成されている。なお、リッジ部３ａは、本発明の「第１リッジ部」の一例であり、リッジ部３ｂは、本発明の「第２リッジ部」の一例である。また、リッジ部３ｃは、本発明の「第３リッジ部」の一例である。
【００２５】
また、本実施形態では、これら３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃは、互いに異なるリッジ幅を有するように形成されている。具体的には、リッジ部３ａは、約１．９μｍのリッジ幅Ｗ１１を有する。リッジ部３ｂは、約２．０μｍのリッジ幅Ｗ１２を有する。リッジ部３ｃは、約２．１μｍのリッジ幅Ｗ１３を有する。このように３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃは、リッジ幅（Ｗ１１〜Ｗ１３）が約０．１μｍずつ増加するように形成されている。
【００２６】
また、３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃは、同じピッチで配置されている。具体的には、リッジ部３ａの中心からリッジ部３ｂの中心までの距離Ｗ１４、および、リッジ部３ｂの中心からリッジ部３ｃの中心までの距離Ｗ１５は、それぞれ、約１０μｍである。
【００２７】
また、本実施形態では、電流ブロック層３６は、ｐ型クラッド層３４の上面と、リッジ部３ａおよび３ｃの上面および側面と、リッジ部３ｂの側面とを覆うように形成されている。即ち、本実施形態では、電流ブロック層３６は、ｐ型クラッド層３４およびコンタクト層３５のうちのリッジ部３ｂ（コンタクト部３５ｂ）の上面以外の部分を覆うように形成されている。また、電流ブロック層３６のリッジ部３ｂ（コンタクト部３５ｂ）上の部分には、開口部３６ａが設けられている。
【００２８】
ｐ側電極３７は、電流ブロック層３６の上面を覆うとともとに、電流ブロック層３６の開口部３６ａを埋め込むように形成されている。即ち、ｐ側電極３７は、リッジ部３ａおよび３ｃには接続されておらず、リッジ部３ｂのみに接続されている。これにより、３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃのうちのリッジ部３ｂのみが電流通路として機能する。
【００２９】
赤外レーザ素子部４は、半導体基板２側から順に、バッファ層４１、ｎ型クラッド層４２、活性層４３、ｐ型クラッド層４４、コンタクト層４５、電流ブロック層４６およびｐ側電極４７が積層されることによって構成されている。
【００３０】
また、本実施形態では、ｐ型クラッド層４４には、Ｘ方向と直交する方向（紙面に対して垂直方向）に延びる３つの凸部４４ａ、４４ｂおよび４４ｃが形成されている。
【００３１】
コンタクト層４５は、ｐ型クラッド層４４の凸部４４ａ、４４ｂおよび４４ｃ上にそれぞれ配置されたコンタクト部４５ａ、４５ｂおよび４５ｃを含んでいる。そして、コンタクト部４５ａおよび凸部４４ａにより、リッジ部４ａが構成されている。また、コンタクト部４５ｂおよび凸部４４ｂにより、リッジ部４ｂが構成されている。また、コンタクト部４５ｃおよび凸部４４ｃにより、リッジ部４ｃが構成されている。なお、リッジ部４ａは、本発明の「第４リッジ部」の一例であり、リッジ部４ｂは、本発明の「第５リッジ部」の一例である。また、リッジ部４ｃは、本発明の「第６リッジ部」の一例である。
【００３２】
また、本実施形態では、これら３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃは、互いに異なるリッジ幅を有するように形成されている。また、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃは、それぞれ、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと異なるリッジ幅に形成されている。具体的には、リッジ部４ａは、約２．９μｍのリッジ幅Ｗ２１を有する。リッジ部４ｂは、約３．０μｍのリッジ幅Ｗ２２を有する。リッジ部４ｃは、約３．１μｍのリッジ幅Ｗ２３を有する。このように３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃは、リッジ幅（Ｗ２１〜Ｗ２３）が約０．１μｍずつ増加するように形成されている。
【００３３】
また、３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃは、同じピッチで配置されている。具体的には、リッジ部４ａの中心からリッジ部４ｂの中心までの距離Ｗ２４、および、リッジ部４ｂの中心からリッジ部４ｃの中心までの距離Ｗ２５は、それぞれ、約１０μｍである。
【００３４】
また、本実施形態では、３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃは、後述するように、赤色レーザ素子部３の３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと同時に形成されている。
【００３５】
また、本実施形態では、リッジ部４ａと赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａとにより、一対のリッジ部６ａが構成されている。また、リッジ部４ｂと赤色レーザ素子部３のリッジ部３ｂとにより、一対のリッジ部６ｂが構成されている。また、リッジ部４ｃと赤色レーザ素子部３のリッジ部３ｃとにより、一対のリッジ部６ｃが構成されている。
【００３６】
また、本実施形態では、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃは、各々の一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃの中心間距離が互いに同じになるように配置されている。即ち、一対のリッジ部６ａは、リッジ部３ａの中心からリッジ部４ａの中心までの距離（中心間距離）Ｗ３１が約１１０μｍになるように配置されている。また、一対のリッジ部６ｂは、リッジ部３ｂの中心からリッジ部４ｂの中心までの距離（中心間距離）Ｗ３２が約１１０μｍになるように配置されている。また、一対のリッジ部６ｃは、リッジ部３ｃの中心からリッジ部４ｃの中心までの距離（中心間距離）Ｗ３３が約１１０μｍになるように配置されている。
【００３７】
また、本実施形態では、図１に示すように、一対のリッジ部６ｂ（図２参照）を構成する赤色レーザ素子部３のリッジ部３ｂの中心から半導体基板２の中心線Ｌ１までの距離Ｗ３４は、一対のリッジ部６ｂを構成する赤外レーザ素子部４のリッジ部４ｂの中心から半導体基板２の中心線Ｌ１までの距離Ｗ３５と同じである。なお、半導体基板２の中心線Ｌ１は、本発明の「基板の中心」の一例である。
【００３８】
また、本実施形態では、図２に示すように、電流ブロック層４６は、ｐ型クラッド層４４の上面と、リッジ部４ａおよび４ｃの上面および側面と、リッジ部４ｂの側面とを覆うように形成されている。即ち、本実施形態では、電流ブロック層４６は、ｐ型クラッド層４４およびコンタクト層４５のうちのリッジ部４ｂ（コンタクト部４５ｂ）の上面以外の部分を覆うように形成されている。また、電流ブロック層４６のリッジ部４ｂ（コンタクト部４５ｂ）上の部分には、開口部４６ａが設けられている。
【００３９】
ｐ側電極４７は、電流ブロック層４６の上面を覆うとともとに、電流ブロック層４６の開口部４６ａを埋め込むように形成されている。即ち、ｐ側電極４７は、リッジ部４ａおよび４ｃには接続されておらず、リッジ部４ｂのみに接続されている。これにより、３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃのうちのリッジ部４ｂのみが電流通路として機能する。以上のように、本実施形態では、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃのうちの一対のリッジ部６ｂのみが電流通路として機能する。
【００４０】
図３〜図８は、図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。次に、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子１の製造プロセスについて説明する。
【００４１】
まず、図３に示すように、半導体基板２上の所定領域に、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法などにより、バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４およびコンタクト層３５を結晶成長させる。また、半導体基板２上のバッファ層３１から所定の間隔を隔てた領域に、ＭＯＣＶＤ法などにより、バッファ層４１、ｎ型クラッド層４２、活性層４３、ｐ型クラッド層４４およびコンタクト層４５を結晶成長させる。そして、コンタクト層３５および４５上に、ＳｉＯ2膜７０を形成する。
【００４２】
その後、コンタクト層３５および４５上に、３つの開口部をそれぞれ有するレジスト（図示せず）を形成するとともに、そのレジストをマスクとしてＳｉＯ2膜７０の一部を除去する。これにより、図４に示すように、コンタクト層３５および４５上に、Ｘ方向と直交する方向（紙面に対して垂直方向）に延びるＳｉＯ2膜７０ａ、７０ｂおよび７０ｃと、ＳｉＯ2膜７０ｄ、７０ｅおよび７０ｆとをそれぞれ形成する。
【００４３】
このとき、本実施形態では、リッジ部３ｂのリッジ幅Ｗ１２（図２参照）の設計値が、例えば約２．０±０．１μｍである場合、ＳｉＯ2膜７０ｂのマスク幅Ｗ４２を、後述するエッチング後のリッジ部３ｂのリッジ幅Ｗ１２（図２参照）が約２．０±０．１μｍとなるように、所定の大きさに形成する。また、ＳｉＯ2膜７０ａのマスク幅Ｗ４１およびＳｉＯ2膜７０ｃのマスク幅Ｗ４３を、それぞれ、ＳｉＯ2膜７０ｂのマスク幅Ｗ４２よりも約０．１μｍだけ小さい値、および、ＳｉＯ2膜７０ｂのマスク幅Ｗ４２よりも約０．１μｍだけ大きい値に形成する。また、リッジ部４ｂのリッジ幅Ｗ２２（図２参照）の設計値が、例えば約３．０±０．０５μｍである場合、ＳｉＯ2膜７０ｅのマスク幅Ｗ４５を、後述するエッチング後のリッジ部４ｂのリッジ幅Ｗ２２（図２参照）が約３．０±０．０５μｍとなるように、所定の大きさに形成する。また、ＳｉＯ2膜７０ｄのマスク幅Ｗ４４およびＳｉＯ2膜７０ｆのマスク幅Ｗ４６を、それぞれ、ＳｉＯ2膜７０ｅのマスク幅Ｗ４５よりも約０．１μｍだけ小さい値、および、ＳｉＯ2膜７０ｅのマスク幅Ｗ４５よりも約０．１μｍだけ大きい値に形成する。
【００４４】
そして、図５に示すように、ＳｉＯ2膜７０ａ〜７０ｆをマスクとして、コンタクト層３５の上面からｐ型クラッド層３４の途中の深さまでと、コンタクト層４５の上面からｐ型クラッド層４４の途中の深さまでとをエッチングにより除去する。これにより、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとが形成される。このように、本実施形態では、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとは同時に形成される。その後、図６に示すように、ＳｉＯ2膜７０ａ〜７０ｆを除去する。
【００４５】
そして、本実施形態では、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃのリッジ幅と、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃのリッジ幅とを測定する。このとき、通常、リッジ部３ｂのリッジ幅Ｗ１２（図２参照）は、赤色レーザ素子部３の所望の特性が得られる約２．０±０．１μｍの大きさに形成されているとともに、リッジ部４ｂのリッジ幅Ｗ２２（図２参照）は、赤外レーザ素子部４の所望の特性が得られる約３．０±０．０５μｍの大きさに形成されている。その一方、製造プロセスのばらつき（ＳｉＯ2膜７０ａ〜７０ｆのマスク幅（Ｗ４１〜Ｗ４６）のばらつきやエッチング時のばらつき）により、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃのリッジ幅と、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃのリッジ幅とが大きくなるように形成される場合、リッジ部３ａのリッジ幅Ｗ１１（図２参照）が、約２．０±０．１μｍの大きさに形成されるとともに、リッジ部４ａのリッジ幅Ｗ２１（図２参照）が、約３．０±０．０５μｍの大きさに形成される。また、製造プロセスのばらつきにより、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃのリッジ幅と、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃのリッジ幅とが小さくなるように形成される場合、リッジ部３ｃのリッジ幅Ｗ１３（図２参照）が、約２．０±０．１μｍの大きさに形成されるとともに、リッジ部４ｃのリッジ幅Ｗ２３（図２参照）が、約３．０±０．０５μｍの大きさに形成される。
【００４６】
そして、図７に示すように、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃを覆うように、電流ブロック層３６を結晶成長させるとともに、リッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃを覆うように、電流ブロック層４６を結晶成長させる。
【００４７】
その後、リッジ部３ｂのリッジ幅Ｗ１２（図２参照）が、赤色レーザ素子部３の所望の特性が得られる約２．０±０．１μｍの大きさに形成されているとともに、リッジ部４ｂのリッジ幅Ｗ２２（図２参照）が、赤外レーザ素子部４の所望の特性が得られる約３．０±０．０５μｍの大きさに形成されている場合は、図８に示すように、電流ブロック層３６のリッジ部３ｂ上の部分に、開口部３６ａを形成するとともに、電流ブロック層４６のリッジ部４ｂ上の部分に、開口部４６ａを形成する。なお、リッジ部３ａのリッジ幅Ｗ１１（図２参照）が、約２．０±０．１μｍの大きさに形成されているとともに、リッジ部４ａのリッジ幅Ｗ２１（図２参照）が、約３．０±０．０５μｍの大きさに形成されている場合は、電流ブロック層３６のリッジ部３ａ上の部分に、開口部を形成するとともに、電流ブロック層４６のリッジ部４ａ上の部分に、開口部を形成する。また、リッジ部３ｃのリッジ幅Ｗ１３（図２参照）が、約２．０±０．１μｍの大きさに形成されているとともに、リッジ部４ｃのリッジ幅Ｗ２３（図２参照）が、約３．０±０．０５μｍの大きさに形成されている場合は、電流ブロック層３６のリッジ部３ｃ上の部分に、開口部を形成するとともに、電流ブロック層４６のリッジ部４ｃ上の部分に、開口部を形成する。以上のように、本実施形態では、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃのリッジ幅と、赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅とを測定することにより、電流通路として用いる一対のリッジ部を決定する。
【００４８】
そして、図２に示すように、電流ブロック層３６の上面を覆うとともに、電流ブロック層３６の開口部３６ａを埋め込むように、ｐ側電極３７を形成するとともに、電流ブロック層４６の上面を覆うとともに、電流ブロック層４６の開口部４６ａを埋め込むように、ｐ側電極４７を形成する。
【００４９】
その後、図１に示すように、半導体基板２の裏面上に、ｎ側電極５を形成する。
【００５０】
以上のようにして、本実施形態による２波長半導体レーザ素子１が形成される。
【００５１】
本実施形態では、上記のように、赤色レーザ素子部３に、互いに異なるリッジ幅を有するリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃを設けるとともに、赤外レーザ素子部４に、互いに異なるリッジ幅を有するリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃを設け、リッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃとリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとにより構成される一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃのうちの１つの一対のリッジ部６ａ、６ｂまたは６ｃが電流通路として機能するように構成することによって、製造条件のばらつき（ＳｉＯ2膜７０ａ〜７０ｆのマスク幅（Ｗ４１〜Ｗ４６）のばらつきやエッチング時のばらつき）などにより、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃおよび赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅が大きく、または、小さくなるように形成される場合にも、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃのうちの、例えば一対のリッジ部６ｂのリッジ幅（Ｗ１２およびＷ２２）を、所望の特性が得られるリッジ幅にすることができる。これにより、一対のリッジ部６ｂを電流通路として機能させることにより、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４からそれぞれ出射されるレーザ光の波長、水平角、温度特性およびキンク特性などの特性を所望の値にすることができるので、２波長半導体レーザ素子１の歩留まりが低下するのを抑制することができる。その結果、製造条件がばらついた場合にも、リッジ部３ａ〜３ｃおよび４ａ〜４ｃを形成する際のＳｉＯ2膜７０（７０ａ〜７０ｆ）を除去して再度形成する必要がないので、製造工程が増加するのを抑制しながら、２波長半導体レーザ素子１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、本実施形態では、赤色レーザ素子部３の３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと、赤外レーザ素子部４の３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとにより、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃを構成し、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃを、各々の一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃの中心間距離（Ｗ３１、Ｗ３２およびＷ３３）が約１１０μｍになるように配置するとともに、いずれかの一対のリッジ部６ａ、６ｂまたは６ｃが電流通路として機能するように構成することによって、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃのうちのいずれの一対のリッジ部（６ａ、６ｂまたは６ｃ）を電流通路として用いる場合にも、電流通路として用いる一対のリッジ部６ａ、６ｂまたは６ｃの中心間距離を約１１０μｍの一定の大きさにすることができる。これにより、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４に、それぞれ、複数のリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃとリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとを設けた場合にも、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４からそれぞれ出射されるレーザ光の間隔を約１１０μｍの一定の大きさにすることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、赤色レーザ素子部３に、リッジ部３ａと、リッジ部３ａよりも大きいリッジ幅Ｗ１２を有するリッジ部３ｂと、リッジ部３ｂよりも大きいリッジ幅Ｗ１３を有するリッジ部３ｃとを設け、赤外レーザ素子部４に、リッジ部４ａと、リッジ部４ａよりも大きいリッジ幅Ｗ２２を有するリッジ部４ｂと、リッジ部４ｂよりも大きいリッジ幅Ｗ２３を有するリッジ部４ｃとを設け、リッジ部３ａおよびリッジ部４ａと、リッジ部３ｂおよびリッジ部４ｂと、リッジ部３ｃおよびリッジ部４ｃとにより、それぞれ、一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃを構成することによって、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃおよび赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅が大きくなるように形成された場合、リッジ部３ａおよびリッジ部４ａを電流通路として用いることができ、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃおよび赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅が小さくなるように形成された場合、リッジ部３ｃおよびリッジ部４ｃを電流通路として用いることができる。これにより、製造条件のばらつきなどにより、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃおよび赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅が大きく、または、小さくなるように形成される場合にも、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４からそれぞれ出射されるレーザ光の波長、水平角、温度特性およびキンク特性などの特性を、容易に所望の値にすることができる。その結果、２波長半導体レーザ素子１の歩留まりが低下するのを、容易に抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、一対のリッジ部６ｂを構成する赤色レーザ素子部３のリッジ部３ｂの中心から半導体基板２の中心線Ｌ１までの距離Ｗ３４を、一対のリッジ部６ｂを構成する赤外レーザ素子部４のリッジ部４ｂの中心から半導体基板２の中心線Ｌ１までの距離Ｗ３５と同じにすることによって、３つの一対のリッジ部６ａ、６ｂおよび６ｃのうちのいずれの一対のリッジ部（６ａ、６ｂまたは６ｃ）を電流通路として用いる場合にも、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４から出射されるレーザ光が、半導体基板２（２波長半導体レーザ素子１）の中心線Ｌ１に対して偏った位置から出射されるのを抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃを、それぞれ、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと異なるリッジ幅に形成することによって、赤色レーザ素子部３および赤外レーザ素子部４を、それぞれ、所望のリッジ幅に設定することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、赤色レーザ素子部３の３つのリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃと、赤外レーザ素子部４の３つのリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃとを、同時に形成することによって、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ、３ｂおよび３ｃのリッジ幅が、例えば小さくなるように形成された場合、赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ、４ｂおよび４ｃのリッジ幅も小さくなるように形成することができる。これにより、電流通路として用いられる一対のリッジ部（６ａ、６ｂまたは６ｃ）の赤色レーザ素子部３のリッジ部（３ａ、３ｂまたは３ｃ）、および、赤外レーザ素子部４のリッジ部（４ａ、４ｂまたは４ｃ）の両方を、容易に、それぞれ所望の特性が得られるリッジ幅にすることができる。
【００５７】
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。
【００５８】
たとえば、上記実施形態では、２波長半導体レーザ素子に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、複数のレーザ素子部を備えた半導体レーザ素子であれば、２波長以外の半導体レーザ素子に適用可能である。例えば、３つ以上のレーザ素子部を備えた半導体レーザ素子に本発明を適用してもよい。また、複数のレーザ素子部が同一の波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子に本発明を適用してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、赤色レーザ素子部および赤外レーザ素子部を備えた２波長半導体レーザ素子に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、赤色レーザ素子部および赤外レーザ素子部以外のレーザ素子部を備えた２波長半導体レーザ素子に本発明を適用してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、赤色レーザ素子部および赤外レーザ素子部に、それぞれ、３つのリッジ部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、赤色レーザ素子部および赤外レーザ素子部に、それぞれ、２つ、または、４つ以上のリッジ部を設けてもよい。この場合、上記実施形態と同様、赤色レーザ素子部および赤外レーザ素子部に、それぞれ、奇数個のリッジ部を設け、かつ、赤色レーザ素子部の奇数個のリッジ部のうちの中央のリッジ部の中心から半導体基板の中心線までの距離と、赤外レーザ素子部の奇数個のリッジ部のうちの中央のリッジ部の中心から半導体基板の中心線までの距離とを同じにすることが望ましい。
【００６１】
また、上記実施形態では、リッジ部を形成する際のマスクとして、ＳｉＯ2膜を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、リッジ部を形成する際のマスクとして、ＳｉＯ2膜以外の、例えばレジストなどからなる膜を設けてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃのリッジ幅と、赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅とを測定することにより、電流通路として用いる一対のリッジ部を決定した例について示したが、本発明はこれに限らず、例えば赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃのリッジ幅のみを測定することにより、電流ブロック層３６および４６の開口部を形成する部分を決定してもよい。上記実施形態では、赤色レーザ素子部３の所望の特性が得られるリッジ幅は、約２．０±０．１μｍであり、赤外レーザ素子部４の所望の特性が得られるリッジ幅は、約３．０±０．０５μｍである。即ち、赤色レーザ素子部３の所望の特性が得られるリッジ幅の範囲（±０．１μｍ）は、赤外レーザ素子部４の所望の特性が得られるリッジ幅の範囲（±０．０５μｍ）よりも大きいので、一対のリッジ部６ａ〜６ｃのうちの、例えば一対のリッジ部６ａを構成する赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａのリッジ幅が所望の特性が得られるリッジ幅であれば、一対のリッジ部６ａを構成する赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａのリッジ幅も所望の特性が得られるリッジ幅となる。したがって、赤色レーザ素子部３のリッジ部３ａ〜３ｃのリッジ幅を測定することなく、赤外レーザ素子部４のリッジ部４ａ〜４ｃのリッジ幅のみを測定することにより、電流通路として用いる一対のリッジ部を決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子のリッジ部周辺の構造を示した拡大断面図である。
【図３】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図６】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図７】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図８】図１に示した本発明の一実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための拡大断面図である。
【図９】特許文献１に開示された半導体レーザ素子の構造を概略的に示した断面図である。
【図１０】図９に示した上記特許文献１の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。
【符号の説明】
【００６４】
１  ２波長半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
２  半導体基板（基板）
３  赤色レーザ素子部（第１レーザ素子部）
３ａ  リッジ部（第１リッジ部）
３ｂ  リッジ部（第２リッジ部）
３ｃ  リッジ部（第３リッジ部）
４  赤外レーザ素子部（第２レーザ素子部）
４ａ  リッジ部（第４リッジ部）
４ｂ  リッジ部（第５リッジ部）
４ｃ  リッジ部（第６リッジ部）
６ａ、６ｂ、６ｃ  一対のリッジ部
Ｌ１  中心線（基板の中心）
Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３  リッジ幅
Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３  中心間距離
【図１】
2009117538.tif 000003
【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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