(57)【要約】【課題】デバイス特性の向上を実現することを目的とする。【解決手段】半導体レーザ素子において、出射端面近傍に基板材料と屈折率差の大きい誘電体材料を設け、同時に、出射端面近傍以外に基板材料と同程度に高い屈折率を有する誘電体を設けることにより、大きな水平広がり角、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現できると共に高いキンクレベルを実現できる。また、出射端面近傍のリッジ導波路１１２上面に誘電体材料を設けることにより、端面破壊レベルの向上を実現できる。さらに、出射端面近傍のリッジ導波路１１２上面に電極を備えることにより、局部的な乱れが低減されたＦＦＰ形状を実現することが可能となる。このように、デバイス特性の向上を実現することが可能となる。【選択図】図１
2009295761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に第１導電型クラッド層，活性層，および第２導電型クラッド層が形成された半導体多層構造と、
前記半導体多層構造のレーザ出射面となる第１の端面と、
前記半導体多層構造の前記第１の端面と対向する位置である第２の端面と、
前記第２導電型クラッド層に対して前記第１の端面と前記第２の端面の間に設けられるリッジストライプ構造と、
前記第１の端面の近傍であって前記リッジストライプ構造の側面に設けられる第１誘電体膜と、
前記リッジストライプ構造の側面に設けられ、かつ前記第１の誘電体膜より屈折率の小さい第２誘電体膜と、
前記リッジストライプ構造の上であって前記第１の端面の近傍を除いた領域を電流注入領域とするように設けられる電極と
を有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２誘電体膜が、前記第１の端面の近傍における前記第１誘電体膜の上面にも形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第２導電型電極の形成領域が前記第１の端面の近傍における前記第１誘電体膜上までおよぶことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第２誘電体膜が、前記第１の端面の近傍における前記第２導電型電極の上面にも形成されることを特徴とする請求項３記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第２誘電体膜の屈折率が前記第１誘電体膜の屈折率より大きく、前記半導体基板の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第１の端面の近傍が、前記第１の端面から１μｍ以上５０μｍ以下の領域であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記半導体基板が、ＧａＡｓ、及びＩｎＰ、窒化ガリウム、サファイア、炭化ケイ素であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記第１誘電体膜及び前記第２誘電体膜は、酸化シリコン、窒化シリコン、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３よりなる群のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクシステム等の光情報処理装置に用いられる光ピックアップ光源を中心とする半導体レーザ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置用の光源として、各種の半導体レーザ素子が広範に利用されている。その中でも、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの窒化物半導体を使用した半導体レーザは、次世代高密度光ディスク（Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ−Ｄｉｓｃ、ＨＤ−ＤＶＤなど）への光源として、赤色域や、赤外域の光に比べ、光ディスク上での集光スポット径を小さくする事が可能となる短波長域（４００ｎｍ帯）で発光し、光ディスクの再生、記録密度の向上に有効であり、徐々に世の中に登場、必要不可欠なものとなってきている。
【０００３】
近年は、記録密度の高速化の需要が非常に高く、安定した高出力動作、及び真円に近いＦＦＰを有する窒化物半導体レーザ素子が求められており、そのためには、高いキンクレベル、高い端面破壊レベル、及び低アスペクト比の単峰性のＦＦＰを有することが重要となってくる。
【０００４】
従来の半導体レーザ素子の一例について、図２を用いて説明する。
図２は従来の半導体レーザ素子の構造を示す図である。
図２に示すように、基板１上にクラッド層２、ガイド層３、ＭＱＷ活性層４、オーバーフロー抑制層５、ガイド層６、クラッド層７と、クラッド層７よりも低い屈折率を有し、リッジ導波路１０の両側面とリッジ導波路１０上面の一部とに設けられた誘電体膜９を備え、リッジ導波路１０の上面において前記誘電体膜９が形成された領域と、リッジ導波路１０の上面において前記誘電体膜９が形成されていない非形成領域が設けられ、前記形成領域は、第１、及び第２の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路１０の長手方向に延在し、前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴としている。
【０００５】
このような構造を採用することにより、局部的な乱れが低減されたＦＦＰを実現することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１４８０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の窒化物半導体レーザ素子においては、以下のような課題を有していた。
電流ブロック層に低屈折率の誘電体膜であるＳｉＯ２等を使用するため、ＧａＮとの屈折率差が大きく、結晶成長方向と垂直方向の光の閉じ込めが強くなるため、低アスペクト比を維持しながら実効屈折率差Δｎを小さくすることが困難であり、横モード制御、すなわちキンクレベルの向上が困難であった。
【０００７】
同時に、端面のリッジ導波路上面に電極がある場合は、光の漏れ成分が電極に吸収され、局部的な乱れが低減されたＦＦＰ形状を実現することができるが、端面に電流注入が集中し、端面破壊（ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ））を引き起こしやすく、端面破壊レベルが低下してしまう。また逆に、端面のリッジ導波路上面に誘電体がある場合は、端面への電流注入が抑制され、端面破壊レベルは飛躍的に向上するが、光の漏れ成分が電極により吸収されず、ＦＦＰ形状の乱れを誘発する。
【０００８】
上記問題点を解決するために、本発明における半導体レーザ素子は、低アスペクト比や低端面破壊レベルを維持しながら、ＦＦＰ形状の乱れの抑制やキンクレベルの向上によりデバイス特性の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の半導体レーザ素子は、半導体基板上に第１導電型クラッド層，活性層，および第２導電型クラッド層が形成された半導体多層構造と、前記半導体多層構造のレーザ出射面となる第１の端面と、前記半導体多層構造の前記第１の端面と対向する位置である第２の端面と、前記第２導電型クラッド層に対して前記第１の端面と前記第２の端面の間に設けられるリッジストライプ構造と、前記第１の端面の近傍であって前記リッジストライプ構造の側面に設けられる第１誘電体膜と、前記リッジストライプ構造の側面に設けられ、かつ前記第１の誘電体膜より屈折率の小さい第２誘電体膜と、前記リッジストライプ構造の上であって前記第１の端面の近傍を除いた領域を電流注入領域とするように設けられる電極とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の半導体レーザ素子は、請求項１記載の半導体レーザ素子において、前記第２誘電体膜が、前記第１の端面の近傍における前記第１誘電体膜の上面にも形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の半導体レーザ素子は、請求項１記載の半導体レーザ素子において、前記第２導電型電極の形成領域が前記第１の端面の近傍における前記第１誘電体膜上までおよぶことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の半導体レーザ素子は、請求項３記載の半導体レーザ素子において、前記第２誘電体膜が、前記第１の端面の近傍における前記第２導電型電極の上面にも形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の半導体レーザ素子は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の半導体レーザ素子において、前記第２誘電体膜の屈折率が前記第１誘電体膜の屈折率より大きく、前記半導体基板の屈折率より小さいことを特徴とする。
請求項６記載の半導体レーザ素子は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半導体レーザ素子において、前記第１の端面の近傍が、前記第１の端面から１μｍ以上５０μｍ以下の領域であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の半導体レーザ素子は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の半導体レーザ素子において、前記半導体基板が、ＧａＡｓ、及びＩｎＰ、窒化ガリウム、サファイア、炭化ケイ素であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の半導体レーザ素子は、請求項７記載の半導体レーザ素子において、前記第１誘電体膜及び前記第２誘電体膜は、酸化シリコン、窒化シリコン、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３よりなる群のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１６】
以上により、低アスペクト比や低端面破壊レベルを維持しながら、ＦＦＰ形状の乱れの抑制やキンクレベルの向上によりデバイス特性の向上を実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
半導体レーザ素子において、出射端面近傍に基板材料の屈折率より小さく基板材料と屈折率差の大きい誘電体材料を設けることにより、大きな水平広がり角、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現でき、同時に、出射端面近傍以外に基板材料と同程度に高い屈折率を有する誘電体を設けることにより、共振器全体における実効屈折率差Δｎが低減され、高いキンクレベルを実現できる。また、出射端面近傍のリッジ導波路上面に誘電体材料を設けることにより、端面近傍を電流非注入化でき、出射端面近傍での発熱を抑制し、端面破壊レベルの向上を実現できる。さらに、出射端面近傍のリッジ導波路上面に電極を備えることにより、迷光、及び漏れ光を電極で吸収することができ、局部的な乱れが低減されたＦＦＰ形状を実現することが可能となる。このように、デバイス特性の向上を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例としてＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子について図１，図８，図９を参照しながら説明を行う。
【００１９】
図１は第１の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるａ−ａ断面図である。図８はリッジ幅と残し膜厚における設計領域を示す図である。ここで、設計領域とはリッジ幅/残し膜厚の設計ウインドウである。図９は各誘電体材料の屈折率と吸収係数を示す図である。
【００２０】
図１において、ｎ−ＧａＮ基板１００の上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０１、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４が順次設置され、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３とｐ−ＧａＮコンタクト層１０４の端面間にリッジ導波路１１２が形成されている。これらの構造において、ビーム出射端面から共振器方向に５μｍの長さの領域を電流非注入領域１１０である第１の領域とし、それ以外の共振器方向に電流注入領域１１１である第２の領域が設置されている。それぞれの領域での構成は以下に示す通りである。
【００２１】
電流非注入領域（第１の領域）１１０において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２の側面と上面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＳｉＯ２第１誘電体膜１０５が設置され、リッジ導波路１１２上面以外のＳｉＯ２第１誘電体膜１０５上にＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置されている。
【００２２】
電流注入領域（第２の領域）１１１において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２側面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置され、リッジ導波路１１２上面、及びＺｒＯ２第２誘電体膜１０６上面の一部にＰ型電極１０７が設置されている。
【００２３】
上述のように構成された第１の実施例における半導体レーザ素子において、電流非注入領域１１０である第１の領域には、電流ブロック層にＧａＮ（ｎ＝２．５４）と屈折率差の大きい誘電体材料である、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を備え、電流注入領域である第２の領域１１１には、ＧａＮの屈折率より小さく、第１誘電体膜１０５よりも屈折率の大きいＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を備えることにより、従来の低い屈折率を有するＳｉＯ２誘電体膜のみを電流ブロック層に使用した場合と比較すると、ビーム出射端面での実効屈折率差Δｎは変わらないため、結晶成長方向と垂直方向の光の閉じ込めが強くなり、水平広がり角はそのまま維持し、かつ、電流ブロック層に高い屈折率を有するＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を使用するため、共振器全体における実効屈折率差Δｎは小さくすることができることから、キンクレベルの向上が可能となる。結果として、例えば、図８に示すように設計領域を広げること及び高出力動作が可能となり、キンクレベル向上と水平広がり角の大きい、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現することが可能となる。
【００２４】
なお、本実施例では、第１誘電体膜（屈折率をｎ１とする）はＳｉＯ２膜、第２誘電体膜（屈折率をｎ２とする）はＺｒＯ２膜の例を示したが、ｎ１＜ｎ２＜基板の屈折率の関係式が成立し、かつ波長４００ｎｍ帯において大きな吸収を持たない誘電体材料であれば適用可能であり、主な誘電体材料と屈折率、吸収係数を図９に示す。他の材料としては、例えば、ＳｉＮ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３といった材料やそれらの化合物（例えば、ＳｉＯＮやＡｌＯＮなど）などを組み合わせて用いても同様の効果を得ることができ、さらに屈折率の組み合わせにより、設計範囲が広がるため、より自由な構造設計を実施することが可能となる。
【００２５】
また、本実施例の構造とすることで、信頼性向上に対して非常に大きな効果を実現することが可能となった。レーザ出射端面において、ＳｉＯ２、及びＺｒＯ２の２種類の誘電体を使用することにより実現していると考え、ＧａＮに対してのＳｉＯ２，ＺｒＯ２の２種類の誘電体の応力の測定を実施したところ、ＳｉＯ２のみではＧａＮに対して引っ張り応力がかかっているが、ＺｒＯ２においては、圧縮応力がかかるため、それぞれを相殺することにより出射端面にかかる応力を緩和し、信頼性向上を実現している。
【００２６】
なお、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５の膜厚は、光閉じ込めの観点から１０−２００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。同様に、ＺｒＯ２第２誘電体膜１０６の膜厚は１０〜６００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。
また、電流非注入領域１１０である第１の領域には、Ｐ型電極１０７が存在せず、リッジ導波路１１２上面には、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を設置しているため、端面近傍ではリッジ導波路１１２に電流注入がなされず、直下のＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２にも電流注入されない。そのため、出射端面近傍では利得が発生せず、ビーム出射端面では発熱を抑制でき、端面破壊レベルの向上を実現することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施例では、電流非注入領域１１０である第１の領域の共振器方向の長さを５μｍと設定し、また本発明の効果を得るためには３〜１０μｍが好ましい範囲であるが、電極の接触面積低下による動作電圧の増加抑制、及び、出射端面への電流非注入による発熱抑制の観点から、１〜５０μｍの範囲内であれば、どの長さでも適用可能である。
【００２８】
なお、リッジ導波路の幅は、高出力特性を実現、すなわちキンクレベルを向上するためにできるだけ狭いほうが良いが、狭すぎると導波路形成工程において歩留まりを悪化させる可能性、及び直列抵抗が非常に高くなり、さらにＣＯＤが生じる光出力が低下するという制約があり、現実的な要望から、１．０μｍ以上が望ましい。また、実用的なキンクレベルを実現するためには、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の例においては、２．０μｍ以下が望ましい。以上から、１．０μｍ〜２．０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では１．４μｍとしている。
【００２９】
また、側壁がテーパ形状になっていても問題はない。
なお、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３の残し膜厚（ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２上部からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３と第１誘電体膜１０５の界面までの距離）は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために、０．１２μｍ〜０．２０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では０．１６μｍとしている。
【００３０】
なお、Ｐ型電極１０７は、動作電圧を下げるために、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４とのコンタクト抵抗が低くなり、また、密着性が良好な材料が設置されていることが望ましい。本実施例では、Ｐｄ／Ｐｔとしている。また、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ｍｏ、Ｐｄ／Ａｕ等といったような組み合わせでも、コンタクト抵抗が低く、密着性が良好であるため、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本実施例では、ＧａＮ基板の例を示したが、ほかの材料系、例えば、サファイア基板、サファイア基板上にＥＬＯＧ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｖｅｒ  Ｇｒｏｗｔｈ）、及びＡＢＬＥＧ（Ａｉｒ  Ｂｒｉｄｇｅ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ）成長を行った低転位基板、ＧａＮ基板上にＥＬＯＧ  、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、レーザリフトオフによりサファイアを除去したＧａＮテンプレート基板、ＳｉＣ基板といった材料などを用いても同様の効果を得ることができる。また、ＧａＡｓやＩｎＰ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ３）、Ｓｉなどの基板でも良い。
【００３２】
また、本実施例では、ＧａＮ系半導体レーザ素子を例にとって説明したが、他の材料系、例えばＡｌＧａＩｎＰ系や、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体レーザ素子にも適用可能である。
【００３３】
（第２の実施例）
以下、本発明の第２の実施例としてＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子について図３，図８，図９を参照しながら、説明を行う。
【００３４】
図３は第２の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるａ−ａ断面図である。
【００３５】
図３において、ｎ−ＧａＮ基板１００の上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０１、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４が順次設置され、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３とｐ−ＧａＮコンタクト層１０４の端面間にリッジ導波路１１２が形成されている。これらの構造において、ビーム出射端面から共振器方向に５μｍの長さの領域を電流非注入領域１１０である第１の領域とし、それ以外の共振器方向に電流注入領域１１１である第２の領域が設置されている。それぞれの領域での構成は以下に示す通りである。
【００３６】
電流非注入領域（第１の領域）１１０において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２の側面と上面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するための、Ａｌ２Ｏ３第１誘電体膜１１３が設置され、Ａｌ２Ｏ３第１誘電体膜１１３上にＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置されている。
【００３７】
電流注入領域（第２の領域）１１１において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２側面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置され、リッジ導波路１１２上面、及びＺｒＯ２第２誘電体膜１０６上面の一部にＰ型電極１０７が設置されている。
【００３８】
上述のように構成された第２の実施例における半導体レーザ素子において、電流非注入領域１１０である第１の領域には、電流ブロック層にＧａＮ（ｎ＝２．５４）と屈折率差の大きい誘電体材料である、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６４）第１誘電体膜１１３を備え、電流注入領域１１１である第２の領域には、ＧａＮの屈折率より小さく、第１誘電体膜１１３よりも屈折率の大きいＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を備えることにより、従来の低い屈折率を有するＳｉＯ２誘電体膜のみを電流ブロック層に使用した場合と比較すると、ビーム出射端面での実効屈折率差Δｎは大きく変わらないため、水平広がり角はそのまま維持し、かつ、電流ブロック層に高い屈折率を有するＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を使用するため、共振器全体における実効屈折率差Δｎは小さくすることができることから、キンクレベルの向上が可能となる。結果として、例えば、図８に示すように設計領域を広げること、及び、高出力動作が可能となり、キンクレベル向上と水平広がり角の大きい、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現することが可能となる。
【００３９】
なお、本実施例では、第１誘電体膜（屈折率をｎ１とする）はＡｌ２Ｏ３膜、第２誘電体膜（屈折率をｎ２とする）はＺｒＯ２膜の例を示したが、ｎ１＜ｎ２＜基板の屈折率の関係式が成立し、かつ波長４００ｎｍ帯において大きな吸収を持たない誘電体材料であれば適用可能であり、主な誘電体材料と屈折率、吸収係数を図９に示す。他の材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３といった材料やそれらの化合物（例えば、ＳｉＯＮやＡｌＯＮなど）などを組み合わせて用いても同様の効果を得ることができ、さらに屈折率の組み合わせにより、設計範囲が広がるため、より自由な構造設計を実施することが可能となる。
【００４０】
また、本実施例の構造とすることで、信頼性向上に対して非常に大きな効果を実現することが可能となった。レーザ出射端面において、Ａｌ２Ｏ３、及びＺｒＯ２の２種類の誘電体を使用することにより実現していると考え、ＧａＮに対してのＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２の２種類の誘電体の応力の測定を実施したところ、Ａｌ２Ｏ３のみではＧａＮに対して引っ張り応力がかかっているが、ＺｒＯ２においては、圧縮応力がかかるため、それぞれを相殺することにより出射端面にかかる応力を緩和し、信頼性向上を実現している。
【００４１】
なお、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６４）第１誘電体膜１１３の膜厚は、光閉じ込めの観点から１０−２００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。同様に、ＺｒＯ２第２誘電体膜１０６の膜厚は１０〜６００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。
【００４２】
また、電流非注入領域１１０である第１の領域には、Ｐ型電極１０７が存在せず、リッジ導波路１１２上面には、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６４）第１誘電体膜１０５を設置しているため、端面近傍ではリッジ導波路１１２に電流注入がなされず、直下のＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２にも電流注入されない。そのため、出射端面近傍では利得が発生せず、ビーム出射端面では発熱を抑制でき、端面破壊レベルの向上を実現することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施例では、電流非注入領域１１０である第１の領域の共振器方向の長さを５μｍと設定し、また本発明の効果を得るためには３〜１０μｍが好ましい範囲であるが、電極の接触面積低下による動作電圧の増加抑制、及び、出射端面への電流非注入による発熱抑制の観点から、１〜５０μｍの範囲内であれば、どの長さでも適用可能である。
【００４４】
なお、リッジ導波路の幅は、高出力特性を実現、すなわちキンクレベルを向上するためにできるだけ狭いほうが良いが、狭すぎると導波路形成工程において歩留まりを悪化させる可能性、及び直列抵抗が非常に高くなり、さらにＣＯＤが生じる光出力が低下するという制約があり、現実的な要望から、１．０μｍ以上が望ましい。また、実用的なキンクレベルを実現するためには、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の例においては、２．０μｍ以下が望ましい。以上から、１．０μｍ〜２．０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では１．４μｍとしている。
【００４５】
また、側壁がテーパ形状になっていても問題はない。
なお、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３の残し膜厚（ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２上部からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３とＡｌ２Ｏ３第１誘電体膜１１３の界面までの距離）は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために、０．１２μｍ〜０．２０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では０．１６μｍとしている。
【００４６】
なお、Ｐ型電極１０７は、動作電圧を下げるために、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４とのコンタクト抵抗が低くなり、また、密着性が良好な材料が設置されていることが望ましい。本実施例では、Ｐｄ／Ｐｔとしている。また、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ｍｏ、Ｐｄ／Ａｕ等といったような組み合わせでも、コンタクト抵抗が低く、密着性が良好であるため、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、本実施例では、ＧａＮ基板の例を示したが、ほかの材料系、例えば、サファイア基板、サファイア基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、ＧａＮ基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、レーザリフトオフによりサファイアを除去したＧａＮテンプレート基板、ＳｉＣ基板といった材料などを用いても同様の効果を得ることができる。また、ＧａＡｓやＩｎＰ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ３）、Ｓｉなどの基板でも良い。
【００４８】
また、本実施例では、ＧａＮ系半導体レーザ素子を例にとって説明したが、他の材料系、例えばＡｌＧａＩｎＰ系や、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体レーザ素子にも適用可能である。
【００４９】
（第３の実施例）
以下、本発明の第３の実施例としてＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子について図４，図６，図７，図８，図９を参照しながら、説明を行う。
【００５０】
図４は第３の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるａ−ａ断面図である。図６は従来の窒化物半導体レーザ素子における垂直方向のＦＦＰ形状を示す図、図７は第３の実施例の窒化物半導体レーザ素子における垂直方向のＦＦＰ形状を示す図であり、それぞれ、発光光の広がり角に対する発光強度の分布を示している。
【００５１】
図４において、ｎ−ＧａＮ基板１００の上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０１、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４が順次設置され、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３とｐ−ＧａＮコンタクト層１０４の端面間にリッジ導波路１１２が形成されている。これらの構造において、ビーム出射端面から共振器方向に５μｍの長さの領域を電流非注入領域１１０である第１の領域とし、それ以外の共振器方向に電流注入領域１１１である第２の領域が設置されている。それぞれの領域での構成は以下に示す通りである。
【００５２】
電流非注入領域（第１の領域）１１０において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２の側面と上面、及び、リッジ導波路１１２側面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＳｉＯ２第１誘電体膜１０５が設置され、リッジ導波路１１２上面以外のＳｉＯ２第１誘電体膜１０５上にＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置され、リッジ導波路１１２上面のＳｉＯ２第１誘電体膜１０５上と、ＺｒＯ２第２誘電体膜１０６上面の一部にＰ型電極１０７が設置されている。
【００５３】
電流注入領域（第２の領域）１１１において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２側面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＺｒＯ２第２誘電体膜１０６が設置され、リッジ導波路１１２上面、及びＺｒＯ２第２誘電体膜１０６上面の一部にＰ型電極１０７が設置されている。
【００５４】
上述のように構成された第３の実施例における半導体レーザ素子において、電流非注入領域１１０である第１の領域には、リッジ導波路１１２上面の、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５上面にＰ型電極１０７を設置しているため、活性層から発光した光の中で共振器方向以外に染み出す光の漏れ成分をＰ型電極１０７により吸収し、迷光、及び漏れ光によるＦＦＰ形状の局部的な乱れを低減することが可能となる。結果として、従来構造では垂直方向のＦＦＰ形状に図６に示すように局部的なＦＦＰ乱れが存在するのに対して、図７に示すように局部的な乱れを低減することを実現することが可能となる。
【００５５】
また、電流非注入領域１１０である第１の領域には、リッジ導波路１１２上面に、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を設置しているため、端面近傍ではリッジ導波路１１２に電流注入がなされず、直下のＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２にも電流注入されない。そのため、出射端面近傍では利得が発生せず、ビーム出射端面では発熱を抑制でき、端面破壊レベルの向上を実現することが可能となる。
【００５６】
なお、本実施例では、電流非注入領域１１０である第１の領域の共振器方向の長さを５μｍと設定、また本発明の効果を得るためには３〜１０μｍが好ましい範囲であるが、電極の接触面積低下による動作電圧の増加抑制、及び、出射端面への電流非注入による発熱抑制の観点から、１〜５０μｍの範囲内であれば、どの長さでも適用可能である。
【００５７】
また、電流非注入領域１１０である第１の領域には、電流ブロック層にＧａＮ（ｎ＝２．５４）と屈折率差の大きい誘電体材料である、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を備え、電流注入領域１１１である第２の領域には、ＧａＮの屈折率より小さく、第１誘電体膜１０５よりも屈折率の大きいＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を備えることにより、従来の低い屈折率を有するＳｉＯ２誘電体膜のみを電流ブロック層に使用した場合と比較すると、ビーム出射端面での実効屈折率差Δｎは変わらないため、水平広がり角はそのまま維持し、かつ、電流ブロック層に高い屈折率を有するＺｒＯ２（ｎ＝２．２２）第２誘電体膜１０６を使用するため、共振器全体における実効屈折率差Δｎは小さくすることができることから、キンクレベルの向上が可能となる。結果として、例えば、図８に示すように設計領域を広げること、及び、高出力動作が可能となり、キンクレベル向上と水平広がり角の大きい、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施例では、第１誘電体膜（屈折率をｎ１とする）はＳｉＯ２膜、第２誘電体膜（屈折率をｎ２とする）はＺｒＯ２膜の例を示したが、ｎ１＜ｎ２＜基板の屈折率の関係式が成立し、かつ波長４００ｎｍ帯において大きな吸収を持たない誘電体材料であれば適用可能であり、主な誘電体材料と屈折率、吸収係数を図９に示す。他の材料としては、例えば、ＳｉＮ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３といった材料やそれらの化合物（例えば、ＳｉＯＮやＡｌＯＮなど）などを組み合わせて用いても同様の効果を得ることができ、さらに屈折率の組み合わせにより、設計範囲が広がるため、より自由な構造設計を実施することが可能となる。
【００５９】
また、本実施例の構造とすることで、信頼性向上に対して非常に大きな効果を実現することが可能となった。レーザ出射端面において、ＳｉＯ２、及びＺｒＯ２の２種類の誘電体を使用することにより実現していると考え、ＧａＮに対してのＳｉＯ２，ＺｒＯ２の２種類の誘電体の応力の測定を実施したところ、ＳｉＯ２のみではＧａＮに対して引っ張り応力がかかっているが、ＺｒＯ２においては、圧縮応力がかかるため、それぞれを相殺することにより出射端面にかかる応力を緩和し、信頼性向上を実現している。
【００６０】
なお、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５の膜厚は、光閉じ込め、及び漏れ光の吸収の観点から１０−２００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。同様に、ＺｒＯ２第２誘電体膜１０６の膜厚は１０〜６００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。
【００６１】
なお、リッジ導波路１１２の幅は、高出力特性を実現、すなわちキンクレベルを向上するためにできるだけ狭いほうが良いが、狭すぎると導波路形成工程において歩留まりを悪化させる可能性、及び直列抵抗が非常に高くなり、さらにＣＯＤが生じる光出力が低下するという制約があり、現実的な要望から、１．０μｍ以上が望ましい。また、実用的なキンクレベルを実現するためには、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の例においては、２．０μｍ以下が望ましい。以上から、１．０μｍ〜２．０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では１．４μｍとしている。
【００６２】
また、側壁がテーパ形状になっていても問題はない。
なお、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３の残し膜厚（ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２上部からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３と第１誘電体膜１０５の界面までの距離）は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために、０．１２μｍ〜０．２０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では０．１６μｍとしている。
【００６３】
なお、Ｐ型電極１０７は、動作電圧を下げるために、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４とのコンタクト抵抗が低くなり、また、密着性が良好な材料が設置されていることが望ましい。本実施例では、Ｐｄ／Ｐｔとしている。また、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ｍｏ、Ｐｄ／Ａｕ等といったような組み合わせでも、コンタクト抵抗が低く、密着性が良好であるため、同様の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施例では、ＧａＮ基板の例を示したが、ほかの材料系、例えば、サファイア基板、サファイア基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、ＧａＮ基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、レーザリフトオフによりサファイアを除去したＧａＮテンプレート基板、ＳｉＣ基板といった材料などを用いても同様の効果を得ることができる。また、ＧａＡｓやＩｎＰ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ３）、Ｓｉなどの基板でも良い。
【００６５】
また、本実施例では、ＧａＮ系半導体レーザ素子を例にとって説明したが、他の材料系、例えばＡｌＧａＩｎＰ系や、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体レーザ素子にも適用可能である。
【００６６】
（第４の実施例）
以下、本発明の第４の実施例としてＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子について図５，図８，図９を参照しながら説明を行う。
【００６７】
図５は第４の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるａ−ａ断面図である。
【００６８】
図５において、ｎ−ＧａＮ基板１００の上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０１、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４が順次設置され、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３とｐ−ＧａＮコンタクト層１０４の端面間にリッジ導波路１１２が形成されている。これらの構造において、ビーム出射端面から共振器方向に５μｍの長さの領域を電流非注入領域１１０である第１の領域とし、それ以外の共振器方向に電流注入領域１１１である第２の領域が設置されている。それぞれの領域での構成は以下に示す通りである。
【００６９】
電流非注入領域（第１の領域）１１０において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２の側面と上面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＳｉＯ２第１誘電体膜１０５が設置され、リッジ導波路１１２上面以外のＳｉＯ２第１誘電体膜１０５上にＳｉＮ第２誘電体膜１１４が設置され、リッジ導波路１１２上面のＳｉＯ２第１誘電体膜１０５上にＰ型電極１０７が設置され、Ｐ型電極上面にＳｉＮ第２誘電体膜１１４が設置されている。Ｐ型電極１０７上にＳｉＮ第２誘電体膜１１４があるため、電極のはがれ抑制を実現できる。
【００７０】
電流注入領域（第２の領域）１１１において、電流ブロック層としてリッジ導波路１１２側面、及び、リッジ導波路１１２外側のｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３上面に電流狭窄するためのＳｉＮ第２誘電体膜１１４が設置され、リッジ導波路１１２上面、及びＳｉＮ第２誘電体膜１１４上面の一部にＰ型電極１０７が設置されている。つまり、Ｐ型電極１０７は電流非注入領域（第１の領域）１１０から電流注入領域（第２の領域）１１１にいたる領域のＳｉＮ第２誘電体膜１１４上に設置されている。
【００７１】
上述のように構成された第４の実施例における半導体レーザ素子において、電流非注入領域１１０である第１の領域には、リッジ導波路１１２上面の、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５上面にＰ型電極１０７を設置しているため、活性層から発光した光の中で共振器方向以外に染み出す光の漏れ成分をＰ型電極１０７により吸収し、迷光、及び漏れ光によるＦＦＰ形状の局部的な乱れを低減することが可能となる。結果として、従来構造では垂直方向のＦＦＰ形状に図６に示すように局部的なＦＦＰ乱れが存在するのに対して、図７に示すように局部的な乱れを低減することを実現することが可能となる。
【００７２】
また、電流非注入領域である第１の領域１１０には、リッジ導波路１１２上面に、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を設置しているため、端面近傍ではリッジ導波路１１２に電流注入がなされず、直下のＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２にも電流注入されない。そのため、出射端面近傍では利得が発生せず、ビーム出射端面では発熱を抑制でき、端面破壊レベルの向上を実現することが可能となる。
【００７３】
なお、本実施例では、電流非注入領域１１０である第１の領域の共振器方向の長さを５μｍと設定し、また本発明の効果を得るためには３〜１０μｍが好ましい範囲であるが、電極の接触面積低下による動作電圧の増加抑制、及び、出射端面への電流非注入による発熱抑制の観点から、１〜５０μｍの範囲内であれば、どの長さでも適用可能である。
【００７４】
また、電流非注入領域１１０である第１の領域には、電流ブロック層にＧａＮ（ｎ＝２．５４）と屈折率差の大きい誘電体材料である、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５を備え、電流注入領域１１１である第２の領域には、ＧａＮの屈折率より小さく、第１誘電体膜１０５よりも屈折率の大きいＳＩＮ（ｎ＝２．０７）第２誘電体膜１１４を備えることにより、従来の低い屈折率を有するＳｉＯ２誘電体膜のみを電流ブロック層に使用した場合と比較すると、ビーム出射端面での実効屈折率差Δｎは変わらないため、水平広がり角はそのまま維持し、かつ、電流ブロック層に高い屈折率を有するＳｉＮ（ｎ＝２．０７）第２誘電体膜１１４を使用するため、共振器全体における実効屈折率差Δｎは小さくすることができることから、キンクレベルの向上が可能となる。結果として、例えば、図８に示すように設計領域を広げること、及び高出力動作が可能となり、キンクレベル向上と水平広がり角の大きい、すなわち低アスペクト比のＦＦＰを実現することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施例では、第１誘電体膜（屈折率をｎ１とする）はＳｉＯ２膜、第２誘電体膜（屈折率をｎ２とする）はＳｉＮ膜の例を示したが、ｎ１＜ｎ２＜基板の屈折率の関係式が成立し、かつ波長４００ｎｍ帯において大きな吸収を持たない誘電体材料であれば適用可能であり、主な誘電体材料と屈折率、吸収係数を図９に示す。他の材料としては、例えば、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｇａ２Ｏ３といった材料やそれらの化合物（例えば、ＳｉＯＮやＡｌＯＮなど）などを組み合わせて用いても同様の効果を得ることができ、さらに屈折率の組み合わせにより、設計範囲が広がるため、より自由な構造設計を実施することが可能となる。
【００７６】
なお、ＳｉＯ２（ｎ＝１．５６）第１誘電体膜１０５の膜厚は、光閉じ込め、及び漏れ光の吸収の観点から１０−２００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。同様に、ＳｉＮ第２誘電体膜１１４の膜厚は１０〜６００ｎｍの範囲内であることが望ましく、本実施例では５０ｎｍとしている。
【００７７】
なお、リッジ導波路１１２の幅は、高出力特性を実現、すなわちキンクレベルを向上するためにできるだけ狭いほうが良いが、狭すぎると導波路形成工程において歩留まりを悪化させる可能性、及び直列抵抗が非常に高くなり、さらにＣＯＤが生じる光出力が低下するという制約があり、現実的な要望から、１．０μｍ以上が望ましい。また、実用的なキンクレベルを実現するためには、本実施例の窒化物半導体レーザ素子の例においては、２．０μｍ以下が望ましい。以上から、１．０μｍ〜２．０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では１．４μｍとしている。
【００７８】
また、側壁がテーパ形状になっていても問題はない。
なお、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３の残し膜厚（ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０２上部からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０３と第１誘電体膜１０５の界面までの距離）は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために、０．１２μｍ〜０．２０μｍの範囲内にする必要があり、本実施例では０．１６μｍとしている。
【００７９】
なお、Ｐ型電極１０７は、動作電圧を下げるために、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０４とのコンタクト抵抗が低くなり、また、密着性が良好な材料が設置されていることが望ましい。本実施例では、Ｐｄ／Ｐｔとしている。また、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ｍｏ、Ｐｄ／Ａｕ等といったような組み合わせでも、コンタクト抵抗が低く、密着性が良好であるため、同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお、本実施例では、ＧａＮ基板の例を示したが、ほかの材料系、例えば、サファイア基板、サファイア基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、ＧａＮ基板上にＥＬＯＧ、及びＡＢＬＥＧ成長を行った低転位基板、レーザリフトオフによりサファイアを除去したＧａＮテンプレート基板、ＳｉＣ基板といった材料などを用いても同様の効果を得ることができる。また、ＧａＡｓやＩｎＰ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ３）、Ｓｉなどの基板でも良い。
【００８１】
また、本実施例では、ＧａＮ系半導体レーザ素子を例にとって説明したが、他の材料系、例えばＡｌＧａＩｎＰ系や、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体レーザ素子にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、デバイス特性の向上を実現することができ、光ディスクシステム等の光情報処理装置に用いられる光ピックアップ光源を中心とする半導体レーザ素子等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１の実施例における半導体レーザ素子の構造を示す図
【図２】従来の半導体レーザ素子の構造を示す図
【図３】第２の実施例における半導体レーザ素子の構造を示す図
【図４】第３の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図
【図５】第４の実施例におけるＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子の構造を示す図
【図６】従来の窒化物半導体レーザ素子における垂直方向のＦＦＰ形状を示す図
【図７】第３の実施例の窒化物半導体レーザ素子における垂直方向のＦＦＰ形状を示す図
【図８】リッジ幅と残し膜厚における設計領域を示す図
【図９】各誘電体材料の屈折率と吸収係数を示す図
【符号の説明】
【００８４】
１    基板
２    クラッド層
３    ガイド層
４    ＭＱＷ活性層
５    オーバーフロー抑制層
６    ガイド層
７    クラッド層
９    誘電体膜
１０    リッジ導波路
１００    ｎ−ＧＡＮ基板
１０１    ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層
１０２    ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層
１０３    ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層
１０４    ｐ−ＧａＮコンタクト層
１０５    ＳｉＯ２第１誘電体膜
１０６    ＺｒＯ２第２誘電体膜
１０７    Ｐ型電極
１１０    電流非注入領域（第１の領域）
１１１    電流注入領域（第２の領域）
１１２    リッジ導波路
１１３    Ａｌ２Ｏ３第１誘電体膜
１１４    ＳｉＮ第２誘電体膜
【図１】
2009295761.tif 000003
【図２】
2009295761.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009295761.tif 000006
【図５】
2009295761.tif 000007
【図６】
2009295761.tif 000008
【図７】
2009295761.tif 000009
【図８】
2009295761.tif 000010
【図９】
2009295761.tif 000011