(57)【要約】【課題】ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能であり、かつ、動作電圧を低減することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】この窒化物系半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成された窒化物系半導体各層２〜９と、光出射端面２０ａおよび光反射端面２０ｂを含む共振器端面２０と、上部コンタクト層９上に共振器端面２０にまで達するように形成されたｐ側オーミック電極１１と、光出射端面２０ａから距離Ｌ１だけ隔てた領域に形成されたｐ側パッド電極１３とを備えている。そして、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄとｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１とが調整されることにより、光出射端面２０ａにおける電流注入量がｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成されている。【選択図】図４
2009158647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された窒化物系半導体層と、
前記窒化物系半導体層に形成され、光出射端面を含む一対の共振器端面と、
前記窒化物系半導体層上に形成された第１電極層と、
前記光出射端面から所定の距離を隔てた前記窒化物系半導体層上の所定領域に、前記第１電極層の一部を覆うように形成された第２電極層とを備え、
前記光出射端面における電流注入量が、前記第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成されていることを特徴とする、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記第１電極層は、厚みｄを有するととともに、前記光出射端面にまで達するように形成されている一方、前記第２電極層は、前記光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されており、
前記第１電極層の厚みｄと前記第２電極層から前記光出射端面までの距離Ｌ１とが調整されることによって、前記光出射端面における電流注入量が、前記第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項３】
基板上に形成された窒化物系半導体層と、
前記窒化物系半導体層に形成され、光出射端面を含む一対の共振器端面と、
前記窒化物系半導体層上に形成された第１電極層と、
前記光出射端面から所定の距離を隔てた前記窒化物系半導体層上の所定領域に、前記第１電極層の一部を覆うように形成された第２電極層とを備え、
前記第１電極層は、厚みｄを有するととともに、前記光出射端面にまで達するように形成されている一方、前記第２電極層は、前記光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されており、
前記第１電極層の厚みｄと、前記第２電極層から前記光出射端面までの距離Ｌ１との関係が、
【数１】
2009158647.tif 000007
であることを特徴とする、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記窒化物系半導体層は、前記基板上に前記基板側から順次形成されたｎ型半導体層、活性層、およびｐ型半導体層を含むとともに、前記窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、前記共振器端面に対して垂直方向に延びる電流通路部をさらに備え、
前記第１電極層は、前記電流通路部上に、前記ｐ型半導体層と接するように形成されており、
前記第２電極層は、前記第１電極層の一部と接するように前記ｐ型半導体層上に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第１電極層の厚みｄは、０．００５μｍ以上０．１μｍ以下であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第１電極層の厚みｄは、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下であることを特徴とする、請求項５に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記第１電極層の厚みｄは、０．０１μｍ以上０．０２５μｍ以下であることを特徴とする、請求項５または６に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記第２電極層は、前記第１電極層よりも大きい厚みを有していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記第２電極層から前記光出射端面までの距離Ｌ１は、前記共振器端面間の距離の２０％以下であることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記一対の共振器端面は、前記光出射端面と対向する光反射端面を含むとともに、前記第１電極層は、前記共振器端面にまで達するように形成されており、
前記光反射端面から前記第２電極層までの距離は、前記光出射端面から前記第２電極層までの距離Ｌ１よりも小さいことを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記一対の共振器端面は、それぞれ、劈開により形成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項１２】
基板上に、窒化物系半導体層よりなるｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を順次成長させる工程と、
前記窒化物系半導体層の少なくとも１つに所定方向に延びる電流通路部を形成する工程と、
前記電流通路部上に、前記ｐ型半導体層と接する第１電極層を形成する工程と、
前記ｐ型半導体層上に、前記第１電極層の一部を覆うように第２電極層を形成する工程と、
前記電流通路部の延びる方向と直交する方向に前記基板を劈開することにより共振器端面を形成する工程とを備え、
前記第２電極層を形成する工程は、前記電流通路部の延びる方向に所定の間隔を隔てて複数の第２電極層を形成する工程を含み、
前記共振器端面を形成する工程は、平面的に見て、前記共振器端面が形成される位置から一方の第２電極層までの距離と隣り合う他方の第２電極層までの距離とが異なる距離となるように、前記基板を劈開する工程を含むことを特徴とする、窒化物系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、窒化物系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】
ＩＩＩ族元素であるＡｌ、ＧａまたはＩｎ等と、Ｖ族元素であるＮとの化合物である窒化物半導体は、そのバンド構造や化学的安定性から、発光素子やパワーデバイスなどの半導体材料として期待され、種々の応用が試みられてきた。これらの用途のうち、光ディスクドライブなどの光学式情報記録装置の光源として用いられる窒化物系半導体レーザ素子においては、近年、ＧａＮ基板の採用や結晶成長技術の向上、素子構造の工夫やウェハプロセス技術の改善などにより、信頼性の確保とコストの低減が行われ、現在市場が立ち上がりつつある。
【０００３】
一方、この光学式情報記録装置においては、倍速書き込みやモバイル（携帯）用途などへの適用が次なる開発課題とされている。このため、光学式情報記録装置の光源として用いられる窒化物系半導体レーザ素子に対して、さらなる高出力化、信頼性のさらなる向上、低コスト化、あるいは省電力化といった要求が非常に強くなってきている。このうち、高出力化に対しては、もっとも素子破壊の生じやすい光出射端面近傍のＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ：瞬時光学損傷）を抑制することで、窒化物系半導体レーザ素子の光出力レベルを向上させることが可能であることが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２４は、上記特許文献１に記載された従来の窒化物系半導体レーザ素子を簡略化して示した斜視図である。図２４を参照して、上記特許文献１に記載された従来の窒化物系半導体レーザ素子１００では、基板１０１上に、レーザ発振に必要な窒化物系半導体からなる積層構造１０２が形成されている。この積層構造１０２には、電流通路部となるリッジストライプ１０３が形成されており、リッジストライプ１０３の両脇には、埋め込み層１０４が形成されている。また、リッジストライプ１０３の上面上および埋め込み層１０４の上面上には、オーミック電極１０５が形成されている。このオーミック電極１０５は、共振器端面１１０から所定の距離を隔てた領域に形成されている。これにより、オーミック電極１０５と共振器端面１１０との間の領域には、電流注入が行われないように構成されている。すなわち、共振器端面１１０近傍の領域には、電流が注入されない電流非注入領域１２０が設けられている。
【０００５】
上記のように構成された従来の窒化物系半導体レーザ素子１００では、共振器端面１１０近傍の領域に電流非注入領域１２０を設けることによって、共振器端面１１０近傍のＣＯＤを抑制することが可能となる。これにより、ＣＯＤレベルを向上させることができるので、光出力レベルを向上させることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０３１８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本願発明者らが、図２４に示した従来の窒化物系半導体レーザ素子１００と同様の窒化物系半導体レーザ素子を作製し、これらの電流−光出力（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｌｉｇｈｔ  ｏｕｔｐｕｔ：Ｉ−Ｌ）特性を測定したところ、Ｉ−Ｌ特性において、図２５に示すような急峻な立ち上がりを示す素子が多数存在することが判明した。このような急峻な立ち上がりを示す窒化物系半導体レーザ素子を光学式情報記録装置の光源として用いると、光ディスクメディアからの安定した情報の読み取りが非常に困難になるという不都合が生じる。すなわち、光ディスクメディアから情報を読み取る際には、窒化物系半導体レーザ素子のレーザ出力が低く抑えられ、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がり近傍の出力領域における出力光が用いられる。このため、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻な場合には、光出力の調整などが困難になるので安定した情報の読み取りが難しくなる。
【０００８】
なお、上記したＩ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻となる理由は、以下のように考えられる。すなわち、共振器端面近傍に電流非注入領域を設けた場合、共振器端面近傍の領域が光を吸収する可飽和吸収領域となり易くなる。そして、共振器端面近傍に可飽和吸収領域が存在すると、この可飽和吸収領域が光を吸収し、飽和した段階でレーザ光に対して透明になるため、急激にレーザ発振が生じる。これにより、Ｉ−Ｌ特性の急峻な立ち上がりが生じるものと考えられる。
【０００９】
このように、上記した従来の窒化物系半導体レーザ素子１００の構成では、ＣＯＤレベルを向上させることが可能であるものの、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるという問題点がある。また、上記した従来の構成では、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが安定した素子が得られたとしても、このような素子を歩留よく製造するのが極めて困難であるという問題点がある。さらに、共振器端面１１０近傍の領域に電流非注入領域１２０を設けることによって電流注入領域が小さくなるので、電圧上昇が生じ、動作電圧が高くなるという問題点もある。
【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１つの目的は、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能であり、かつ、動作電圧を低減することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を提供することである。
【００１１】
この発明のさらにもう１つの目的は、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能であり、かつ、動作電圧を低減することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく製造することが可能な窒化物系半導体レーザ素子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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本願発明者らが鋭意検討した結果、共振器端面（光出射端面）の近傍領域にも電流を注入するとともに、その電流注入量を所定量に調整することによって、ＣＯＤレベルを損なわずに、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりを安定させることが可能となることを見出した。
【００１３】
すなわち、この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板上に形成された窒化物系半導体層と、窒化物系半導体層に形成され、光出射端面を含む一対の共振器端面と、窒化物系半導体層上に形成された第１電極層と、光出射端面から所定の距離を隔てた窒化物系半導体層上の所定領域に、第１電極層の一部を覆うように形成された第２電極層とを備えている。そして、光出射端面における電流注入量が、第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成されている。
【００１４】
この第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、光出射端面における電流注入量を第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上に構成することによって、光出射端面における電流注入量が第２電極層の直下における電流注入量の２０％よりも小さくなることに起因して、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるという不都合が生じるのを抑制することができる。すなわち、第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上の量の電流が光出射端面に注入されるように構成することによって、光出射端面の近傍領域に可飽和吸収領域が存在したとしても、光出射端面近傍の可飽和吸収領域の光ロスを小さくすることができるので、光吸収量を効果的に減少させることができる。これにより、急激にレーザ発振が生じるのを抑制することができるので、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００１５】
一方、第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、光出射端面における電流注入量を第２電極層の直下における電流注入量の７０％以下に構成することによって、光出射端面における電流注入量が第２電極層の直下における電流注入量の７０％よりも大きくなることに起因して、ＣＯＤレベルの向上効果を得ることが困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。このように、第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、光出射端面における電流注入量が第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成することによって、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００１６】
また、上記した構成では、光出射端面の近傍領域にも所定量の電流が注入されるので、光出射端面（共振器端面）の近傍領域に電流が注入されない電流非注入領域が設けられた従来の窒化物系半導体レーザ素子と比べて、動作電圧を低減することができる。
【００１７】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１電極層は、厚みｄを有するととともに、光出射端面にまで達するように形成されている一方、第２電極層は、光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されており、第１電極層の厚みｄと第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１とが調整されることによって、光出射端面における電流注入量が、第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように構成されている。このように構成すれば、光出射端面に注入される電流の注入量を容易に調整することができるので、容易に、光出射端面における電流注入量を、第２電極層の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように調整することができる。これにより、容易に、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００１８】
また、このように構成すれば、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１のみならず第１電極層の厚みｄをも変化させて光出射端面への電流注入量が調整されるので、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１を一定以上の距離に確保しておくことができる。このため、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１が小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、距離Ｌ１が小さくなり過ぎることに起因して素子の分割（分離）が困難になるなどの不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、製造プロセスを容易にすることができるので、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく得ることができる。
【００１９】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板上に形成された窒化物系半導体層と、窒化物系半導体層に形成され、光出射端面を含む一対の共振器端面と、窒化物系半導体層上に形成された第１電極層と、光出射端面から所定の距離を隔てた窒化物系半導体層上の所定領域に、第１電極層の一部を覆うように形成された第２電極層とを備えている。そして、第１電極層は、厚みｄを有するととともに、光出射端面にまで達するように形成されている一方、第２電極層は、光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されており、第１電極層の厚みｄと、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１との関係が、
【数２】
2009158647.tif 000003
となるように構成されている。
【００２０】
この第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、厚みｄを有する第１電極層を光出射端面にまで達するように形成する一方、第２電極層を光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成することによって、光出射端面の近傍領域にも電流を注入することができる。そして、第１電極層の厚みｄと、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１との関係が上記式を満たすように、厚みｄと距離Ｌ１とを設定することによって、第２電極層の直下における電流注入量よりも小さい所定量の電流を光出射端面に注入することができる。これにより、ＣＯＤレベルの向上効果を得ることができるとともに、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００２１】
また、上記した構成では、光出射端面の近傍領域にも所定量の電流が注入されるので、光出射端面（共振器端面）の近傍領域に電流が注入されない電流非注入領域が設けられた従来の窒化物系半導体レーザ素子と比べて、動作電圧を低減することができる。
【００２２】
上記第１および第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、窒化物系半導体層は、基板上に基板側から順次形成されたｎ型半導体層、活性層、およびｐ型半導体層を含むとともに、窒化物系半導体層の少なくとも１つに形成され、共振器端面に対して垂直方向に延びる電流通路部をさらに備え、第１電極層は、電流通路部上に、ｐ型半導体層と接するように形成されており、第２電極層は、第１電極層の一部と接するようにｐ型半導体層上に形成されているのが好ましい。このように構成すれば、より容易に、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができるとともに、容易に、動作電圧を低減することができる。
【００２３】
上記厚みｄを有する第１電極層を備えた構成において、好ましくは、第１電極層の厚みｄは、０．００５μｍ以上０．１μｍ以下である。このように構成すれば、第１電極層の厚みｄが０．００５μｍよりも小さいことに起因して、第１電極層を形成する際に、三次元成長せずに層（膜）として安定に第１電極層を形成することが困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、三次元成長とは、薄膜の形成初期において、表面を減らしてエネルギを下げようとする作用が働くことにより、膜とならず、膜成長の核を中心とした島状になることをいう。なお、このような三次元成長の膜では電気の導通をとることが困難となる。また、第１電極層の厚みｄを０．００５μｍ以上とすることによって、素子駆動時の発熱などによる温度上昇により、第１電極層が変質するのを抑制することができる。このように、第１電極層の厚みｄを０．００５μｍ以上とすることによって、光出射端面の近傍領域に電流を注入するのに適した第１電極層を得ることができる。一方、第１電極層の厚みｄを０．１μｍ以下とすることによって、第１電極層の厚みｄが０．１μｍよりも大きいことに起因して、第１電極層の膜抵抗が低くなり過ぎるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、他の素子特性に悪影響を与えることなく光出射端面近傍の電流注入量を下げることができるので、ＣＯＤレベルの向上を図ることができる。
【００２４】
この場合において、好ましくは、第１電極層の厚みｄは、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下である。このように構成すれば、容易に、光出射端面の近傍領域に電流を注入するのに適した第１電極層を得ることができるとともに、容易に、他の素子特性に悪影響を与えることなく光出射端面近傍の電流注入量を下げることができる。
【００２５】
さらに、この場合において、好ましくは、第１電極層の厚みｄは、０．０１μｍ以上０．０２５μｍ以下である。このように構成すれば、第１電極層をエッチングする際に、第１電極層のエッチングにばらつきが生じるのを抑制することができるので、第１電極層の形成不良を抑制することができる。また、このように構成すれば、エッチングされた第１電極層の付着を防止して、窒化物系半導体レーザ素子の作製を容易にし、歩留を向上させることができる。なお、このように構成した場合でも、光出射端面の近傍領域に電流を注入するのに適した第１電極層を容易に得ることが可能であるとともに、容易に、他の素子特性に悪影響を与えることなく光出射端面近傍の電流注入量を下げることが可能である。
【００２６】
上記第１および第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第２電極層は、第１電極層よりも大きい厚みを有している。このように構成すれば、第２電極層の膜抵抗を低減することができるので、第２電極層の直下において電流注入量が実質的に一定になるように構成することができる。これにより、電圧降下を生じさせることなく、第２電極層から第１電極層への電流注入を実質的に均一に行うことが可能となる。
【００２７】
上記第２電極層が光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されている構成において、好ましくは、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１は、共振器端面間の距離（共振器長）の２０％以下である。このように構成すれば、第２電極層から光出射端面までの距離Ｌ１が共振器端面間の距離（共振器長）の２０％（２割）よりも大きくなることに起因して、素子全体に注入される電流注入量が小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、動作電圧（駆動電圧）の上昇を抑えることができる。
【００２８】
上記第２電極層が光出射端面から距離Ｌ１だけ離れた領域に形成されている構成において、好ましくは、一対の共振器端面は、光出射端面と対向する光反射端面を含み、光反射端面から第２電極層までの距離は、光出射端面から第２電極層までの距離Ｌ１よりも小さい。このように構成すれば、容易に、素子全体に注入される電流注入量が小さくなるのを抑制することができるので、容易に、動作電圧（駆動電圧）の上昇を抑えることができる。
【００２９】
上記第１および第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、一対の共振器端面は、それぞれ、劈開により形成することができる。
【００３０】
この発明の第３の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に、窒化物系半導体層よりなるｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を順次成長させる工程と、窒化物系半導体層の少なくとも１つに所定方向に延びる電流通路部を形成する工程と、電流通路部上に、ｐ型半導体層と接する第１電極層を形成する工程と、ｐ型半導体層上に、第１電極層の一部を覆うように第２電極層を形成する工程と、電流通路部の延びる方向と直交する方向に基板を劈開することにより共振器端面を形成する工程とを備えている。そして、第２電極層を形成する工程は、電流通路部の延びる方向に所定の間隔を隔てて複数の第２電極層を形成する工程を含み、共振器端面を形成する工程は、平面的に見て、共振器端面が形成される位置から一方の第２電極層までの距離と隣り合う他方の第２電極層までの距離とが異なる距離となるように、基板を劈開する工程を含んでいる。
【００３１】
この第３の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、電流通路部の延びる方向に所定の間隔を隔てて複数の第２電極層を形成するとともに、共振器端面が形成される位置から一方の第２電極層までの距離と隣り合う他方の第２電極層までの距離とが異なる距離となるように、基板を劈開することによって、一方のチップ（レーザ素子）の光出射端面と隣接する他方のチップ（レーザ素子）の光反射端面とを同時に形成することができるとともに、光出射端面から一方の第２電極層までの距離を光反射端面から他方の第２電極層までの距離よりも大きい距離に容易に調整することができる。これにより、光出射端面における電流注入量が第２電極層の直下における電流注入量よりも小さい所定の注入量（２０％以上７０％以下）に容易に調整することができるので、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを容易に行うことができる。その結果、上記した窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく製造することができる。
【００３２】
なお、電流通路部の延びる方向における一方の第２電極層と隣り合う他方の第２電極層との間隔を、劈開し易い所定の間隔に調整することによって、素子分離を容易に行うことが可能となる。また、上記した第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、光反射端面から第２電極層までの距離を、光出射端面から第２電極層までの距離よりも容易に小さく構成することができるので、容易に、動作電圧（駆動電圧）の上昇が抑制された（動作電圧を低減することが可能な）窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能であり、かつ、動作電圧を低減することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を容易に得ることができる。
【００３４】
また、本発明による製造方法によれば、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能であり、かつ、動作電圧を低減することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。図２は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。図３は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の断面図である。図４〜図６は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための図である。まず、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造について説明する。
【００３７】
一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、図１および図２に示すように、劈開により形成され、互いに対向する一対の共振器端面２０を有している。この一対の共振器端面２０は、レーザ光が出射される光出射端面２０ａと、光出射端面２０ａと反対側の光反射端面２０ｂとを含んでいる。また、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、共振器端面２０と直交する方向（［１−１００］方向）に、約８００μｍの長さＬ（共振器長Ｌ）を有するとともに、共振器端面２０に沿った方向（［１１−２０］方向）に、約４００μｍの幅Ｗ（共振器幅Ｗ）を有している。
【００３８】
また、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、図１および図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面上に、約０．１μｍ〜約１０μｍ（たとえば約４μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部コンタクト層２が形成されている。下部コンタクト層２上には、約０．５μｍ〜約３．０μｍ（たとえば約２μｍ）の厚みを有するｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる下部クラッド層３が形成されている。下部クラッド層３上には、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部ガイド層４が形成されている。下部ガイド層４上には、活性層５が形成されている。
【００３９】
この活性層５は、図５に示すように、Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ｎからなる３つの量子井戸層５ａと、Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ｎからなる４つの障壁層５ｂ（但しｘ１＞ｘ２）とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。なお、量子井戸層５ａは、たとえば、約４ｎｍの厚みを有するＩｎx1Ｇａ1-x1Ｎ（ｘ１＝０．０５〜０．１）から構成されており、障壁層５ｂは、たとえば、約８ｎｍの厚みを有するＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ（ｘ２＝０〜０．０５）から構成されている。
【００４０】
また、活性層５上には、図１および図３に示すように、０〜約０．０２μｍ（たとえば約０．０１μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎからなる蒸発防止層６が形成されている。蒸発防止層６上には、０〜約０．２μｍ（たとえば０．０１μｍ）のｐ型ＧａＮからなる上部ガイド層７が形成されている。上部ガイド層７上には、凸部と、凸部以外の平坦部とを有するｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる上部クラッド層８が形成されている。
【００４１】
また、上部クラッド層８の凸部上には、約０．０１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．０５μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部コンタクト層９が形成されている。この上部コンタクト層９と上部クラッド層８の凸部とによって、約１μｍ〜約３μｍ（たとえば約１．５μｍ）の幅を有するストライプ状（細長状）のリッジ部１０が構成されている。このリッジ部１０は、図２に示すように、共振器端面２０と直交する方向（［１−１００］方向）に延びるように形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例であり、下部コンタクト層２、下部クラッド層３、下部ガイド層４、活性層５、蒸発防止層６、上部ガイド層７、上部クラッド層８、および上部コンタクト層９は、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体層」の一例である。また、リッジ部１０は、本発明の「電流通路部」の一例である。さらに、下部コンタクト層２、下部クラッド層３、および下部ガイド層４は、それぞれ、本発明の「ｎ型半導体層」の一例であり、蒸発防止層６、上部ガイド層７、上部クラッド層８、および上部コンタクト層９は、それぞれ、本発明の「ｐ型半導体層」の一例である。
【００４２】
また、図１〜図３に示すように、リッジ部１０を構成する上部コンタクト層９上には、厚みｄ（図３参照）を有するｐ側オーミック電極１１がストライプ状（細長状）に形成されている。このｐ側オーミック電極１１は、上部コンタクト層９と直接接触するように形成されている。なお、窒化物系半導体は、ｐ型半導体の抵抗率が大きくｐ型キャリアが生じ難いため、オーミック接触が取り難いという不都合がある。このため、ｐ側オーミック電極１１は、上部コンタクト層９とオーミック接触を取るために、仕事関数の大きい金属材料であるＰｄから構成されている。また、ｐ側オーミック電極１１は、長手方向（［１−１００］方向）における一方端および他方端が、それぞれ、光出射端面２０ａおよび光反射端面２０ｂに達するように形成されている。すなわち、ｐ側オーミック電極１１は、長手方向の長さが共振器長Ｌと実質的に同一となるように構成されている。なお、ｐ側オーミック電極１１は、本発明の「第１電極層」の一例である。
【００４３】
ここで、本実施形態では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄは、５ｎｍ（０．００５μｍ）以上１００ｎｍ（０．１μｍ）以下の厚み（たとえば約１５ｎｍ）に設定されている。
【００４４】
また、リッジ部１０の両脇には、電流狭窄を行うための埋め込み層１２が形成されている。具体的には、上部クラッド層８上、上部コンタクト層９の側面上、およびｐ側オーミック電極１１の側面上に、約０．１μｍ〜約０．３μｍ（たとえば約０．１５μｍ）の厚みを有するとともにＳｉＯ2を主成分とする埋め込み層１２が形成されている。このような構成により、水平および垂直横モードの光閉じ込めを行うことが可能となる。なお、埋め込み層１２は、厚みが５０ｎｍ未満では光吸収による導波ロスが生じる可能性があるため、その性質（光吸収）を積極的に利用する場合以外は、厚みが５０ｎｍ以上に設定されているのが好ましい。
【００４５】
また、埋め込み層１２の上面上には、ｐ側オーミック電極１１よりも大きい平面積を有するｐ側パッド電極１３が、ｐ側オーミック電極１１の一部を覆うように形成されている。このｐ側パッド電極１３は、図２〜図４に示すように、ｐ側オーミック電極１１の一部を覆っている部分において、ｐ側オーミック電極１１と直接接触している。また、ｐ側パッド電極１３は、埋め込み層１２側からＴｉ層（図示せず）、Ｍｏ層（図示せず）、およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなる。また、ｐ側パッド電極１３は、図３に示すように、外部からｐ側オーミック電極１１に電流供給を行うため、電気抵抗（膜抵抗）が低くなるように構成されている。具体的には、ｐ側パッド電極１３は、上記したｐ側オーミック電極１１の厚みｄよりも大きい厚みに構成されている。より具体的には、ｐ側パッド電極１３は、約０．２μｍの合計厚みに設定されている。これにより、電圧降下を生じさせることなく、ｐ側オーミック電極１１に実質的に均一に電流注入を行うことが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態では、図２に示すように、ｐ側パッド電極１３は、平面的に見て、略矩形状に形成されている。また、ｐ側パッド電極１３は、共振器端面２０（光出射端面２０ａ、光反射端面２０ｂ）からそれぞれ所定の距離を隔てた領域に配設されている。具体的には、図２および図４に示すように、ｐ側パッド電極１３は、光出射端面２０ａから内側に距離Ｌ１（たとえば約２５μｍ）だけ離れた位置にｐ側パッド電極１３の一方（光出射端面２０ａ側）の端面１３ａが位置するとともに、光反射端面２０ｂから内側に距離Ｌ２（たとえば約５μｍ）だけ離れた位置にｐ側パッド電極１３の他方（光反射端面２０ｂ側）の端面１３ｂが位置するように形成されている。
【００４７】
また、本実施形態では、光反射端面２０ｂからｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ２は、光出射端面２０ａからｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ１よりも小さい距離に設定されている。一方、光出射端面２０ａとｐ側パッド電極１３との間の距離Ｌ１は、共振器長Ｌ（光出射端面２０ａと光反射端面２０ｂとの間の距離）の２０％（２割）以下に設定されている。なお、ｐ側パッド電極１３は、本発明の「第２電極層」の一例である。
【００４８】
また、図１、図３および図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面側から順に、Ｈｆ層（図示せず）およびＡｌ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなるｎ側電極１４が形成されている。また、ｎ側電極１４上には、ｎ側電極１４側から順に、Ｍｏ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された多層構造からなるｎ側パッド電極１５が形成されている。このｎ側パッド電極１５は、サブマウント（図示せず）などへのマウントを容易にするために形成されている。
【００４９】
また、図２および図４に示すように、光出射端面２０ａには、光出射端面２０ａ側から、たとえば、窒化アルミニウム層（図示せず）および酸化アルミニウム層（図示せず）が積層された２層からなるＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層３０が形成されている。一方、光反射端面２０ｂには、たとえば、酸化シリコン層（図示せず）と酸化チタン層（図示せず）とが交互に全９層積層されたＨＲ（Ｈｉｇｈ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層４０が形成されている。
【００５０】
このように構成された一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、ｐ側パッド電極１３が光出射端面２０ａから距離Ｌ１だけ隔てた領域に形成される一方、ｐ側オーミック電極１１が光出射端面２０ａ（共振器端面２０）にまで達するように形成されているので、ｐ側オーミック電極１１を介して、光出射端面２０ａの近傍領域（光出射端面２０ａからｐ側パッド電極１３までの間の領域（距離Ｌ１間の領域））にも電流が注入される。
【００５１】
すなわち、窒化物系半導体の抵抗率は、ｐ型ＧａＮで１Ω・ｃｍ程度とかなり大きいため、窒化物系半導体中でのミクロンオーダの電流拡がりは期待できない。このため、光出射端面２０ａの近傍領域に注入される電流量は、ｐ側オーミック電極１１によって制御されることになり、注入される電流はそのまま活性層５を駆動すると考えることができる。このことから、図６に示すように、ｐ側パッド電極１３の端面１３ａから光出射端面２０ａ方向に電流が拡がる過程において、光出射端面２０ａの近傍領域（ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの間の領域（距離Ｌ１間の領域））には、ｐ側オーミック電極１１の抵抗による電圧降下量にしたがって電流注入量が変化することになる。
【００５２】
したがって、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄおよびｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を調整することによって、光出射端面２０ａの近傍領域に注入される電流量を調整することが可能となる。そして、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄとｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１とが調整されることによって、光出射端面２０ａにおける活性層５への電流注入量が、ｐ側パッド電極１３直下での活性層５への電流注入量の２０％以上７０％以下となるように設定されている。
【００５３】
また、本実施形態では、光出射端面２０ａからｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ１（μｍ）およびｐ側オーミック電極１１の厚みｄ（μｍ）は、以下の式（１）を満たすように設定されている。
【数３】
2009158647.tif 000004
これにより、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能となる。
【００５４】
なお、光出射端面２０ａ側を規定するのは、以下の理由による。すなわち、共振器端面２０に形成されたコーティングにより、光出射端面２０ａの反射率は、光反射端面２０ｂの反射率に比べて小さくなる。このため、光導波路内における光強度分布は光出射端面２０ａ付近で最大となる。ＣＯＤは光出力が大きいほど起こり易いため、光反射端面２０ｂに比べて光出力が大きい光出射端面２０ａ側の電流注入量を規定する方が、光出射端面２０ａ側の電流注入量を規定するよりも好ましいためである。
【００５５】
また、光出射端面２０ａに注入される電流量を制御するためには、ｐ側オーミック電極１１の電気抵抗（膜抵抗）が重要なパラメータとなる。すなわち、電力供給源（ｐ側パッド電極１３）に対して遠い位置での電流注入量は、電極の抵抗が高ければ高いほど小さくなる。このため、厚みｄが大き過ぎるｐ側オーミック電極１１を設けて電極の膜抵抗を極端に低くした場合には、レーザ素子の他の特性に悪影響を与えることなく光出射端面２０ａの電流注入量を下げてＣＯＤレベルの向上を図ることが困難となる。よって、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄの最大値は、レーザ素子の作製中または駆動中にｐ側オーミック電極１１が共振器端面２０にだれたりする（干渉する）ことを防ぐことも考慮して、上記のように、１００ｎｍ（０．１μｍ）以下とするのが好ましい。
【００５６】
一方、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄの最小値は、三次元成長せずに膜として安定に形成できるとともに、駆動中の高温によっても変質しないなどの条件を考慮して、上記のように、５ｎｍ（０．００５μｍ）以上とするのが好ましい。
【００５７】
なお、製造プロセス中の熱処理やレーザ駆動中の電流注入による電極の電気抵抗率の変化、動作電圧（駆動電圧）の上昇などを抑制するためには、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄは、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以上５０ｎｍ（０．０５μｍ）以下に設定するのがより好ましい。また、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄは、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以上２５ｎｍ（０．０２５μｍ）以下に設定されているとさらに好ましい。このように設定されている場合には、後述する製造工程において、ｐ側オーミック電極１１のエッチングにばらつきが生じるのを抑制することが可能となるので、ｐ側オーミック電極１１の形成不良を抑制することができる。また、エッチングされたｐ側オーミック電極１１の付着を防止して、窒化物系半導体レーザ素子の作製を容易にし、歩留を向上させることが可能となる。
【００５８】
次に、光出射端面２０ａにおける活性層５への電流注入量を決定するために行った実験について説明する。
【００５９】
まず、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構成において、距離Ｌ１を変化させた場合の光出射端面２０ａに注入される電流注入量の変化を確認するために、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａ方向への各距離における電流注入割合（電流注入量Ｉとｐ側パッド電極１３直下における電流注入量Ｉ0との割合：Ｉ／Ｉ0）を計算によって求めた。
【００６０】
図７は、ｐ側パッド電極から光出射端面方向への距離と電流注入割合との関係を示したグラフである。図７の縦軸は、各距離における電流注入量Ｉとｐ側パッド電極１３直下における電流注入量Ｉ0との割合（電流注入割合）を示しており、図７の横軸は、ｐ側パッド電極１３（の端面１３ａ）から光出射端面２０ａ方向への距離（μｍ）を示している。また、電流注入量Ｉの値は、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄによって変化するため、図７には、種々の厚みに対しての計算値を示している。また、図７では、ｐ側オーミック電極１１の抵抗率を１０μΩ・ｃｍとするとともに、リッジ部１０を線とし、かつ、リッジ部１０脇からの電流注入のない一次元モデルを仮定している。
【００６１】
図７を参照して、電流注入割合は、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄがいずれの厚みであっても、ｐ側パッド電極１３から遠くなるにしたがって指数関数的に減少することがわかる。また、その減少割合は、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが大きいほど小さくなる。したがって、ＣＯＤレベルの向上の効果を得るために、光出射端面２０ａの近傍に一定量以下の電流注入が行われるようにするには、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが大きい程、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を大きくする必要がある。
【００６２】
一方、窒化物系半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性の立ち上がり領域の急峻さを改善するためには、距離Ｌ１間の領域（光出射端面２０ａ近傍領域）に一定量以上の電流注入を行うことにより、ある閾値以下にまで可飽和吸収領域の光吸収量を小さくする必要がある。ここで、図７より、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを、図７中で最も小さいｄ＝５ｎｍ（０．００５μｍ）とし、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａ方向への距離を、素子作製上現実的な値である２０μｍ程度とした場合でも、０．５（５０％）程度の電流注入割合を確保することが可能となることが読み取れる。これにより、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを極薄い５ｎｍ程度に設定するとともに、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を２０μｍ程度に設定した場合でも、光出射端面２０ａにおける活性層５には、ｐ側パッド電極１３直下での活性層５への電流注入量の５０％程度の量の電流が注入されることが明らかとなった。したがって、光出射端面２０ａ（共振器端面２０）にまで達するｐ側オーミック電極１１を設けることによって、光出射端面２０ａの近傍領域に電流が注入されない場合に比べて、可飽和吸収領域の光吸収量を劇的に減少させることが可能であることが確認された。
【００６３】
これらのことから、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄとｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１とを調整することによって、ＣＯＤレベルの向上を果たし、かつ、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がり領域に影響を与えないような量の電流を光出射端面２０ａに注入することが可能となることが確認された。そして、厚みｄを大きくした場合には、距離Ｌ１を大きくすることが可能となるので、この場合には、後述する素子分離工程において、分離領域のマージンを十分に確保することが可能となる。これにより、製造プロセスが容易となる。
【００６４】
その一方、距離Ｌ１間においては平均の電流注入量が小さくなるため、素子全体の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を考えると直列抵抗を大きくする作用を生じる。このため、Ｉ−Ｖ特性への影響を考えた場合、距離Ｌ１が大きくなり過ぎるのは好ましくない。このようなことを考慮すると、距離Ｌ１は、共振器長Ｌ（図２参照）の２０％以下とするのが好ましい。このように構成した場合には、製造プロセスを容易にしながら、駆動電圧の上昇を抑えることが可能となる。
【００６５】
次に、以上の知見を基に、ＣＯＤレベルおよびＩ−Ｌ特性を確認するための実験を行った。この実験では、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子において、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを８ｎｍおよび１５ｎｍとした２種類の窒化物系半導体レーザ素子を作製し、ＣＯＤレベルおよびＩ−Ｌ特性の測定を行った。なお、ＣＯＤレベルの測定には、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を、５μｍ、１５μｍ、および２５μｍとする６個の窒化物系半導体レーザ素子を用いた。一方、Ｉ−Ｌ特性の測定には、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍの窒化物系半導体レーザ素子において、電流注入割合を０．２（２０％）まで下げた素子を別途作製し、その窒化物系半導体レーザ素子を用いた。
【００６６】
図８は、素子特性の測定結果を示したグラフである。なお、図８の縦軸は、図７の縦軸と同じ電流注入割合を示しており、図８の横軸は、図７の横軸と同じｐ側パッド電極１３（の端面１３ａ）から光出射端面２０ａ方向への距離（μｍ）を示している。また、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍおよび１５ｎｍの場合において、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａ方向への各距離における電流注入割合を図７と同様に計算によって求め、その計算結果を図８中に破線で示している。
【００６７】
図８を参照して、距離Ｌ１が５μｍの素子（●）では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍおよび１５ｎｍのいずれにおいても、ＣＯＤレベルの向上効果は認められなかった。また、距離Ｌ１が１５μｍの素子（△、▲）では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍ（△）のものでは、ＣＯＤレベルの向上効果が認められ、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが１５ｎｍ（▲）のものでは、ＣＯＤレベルの向上効果が認められなかった。また、距離Ｌ１が２５μｍの素子（□）では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍおよび１５ｎｍのいずれにおいても、ＣＯＤレベルの向上効果が認められた。そして、距離Ｌ１が１５μｍでｐ側オーミック電極１１の厚みｄが８ｎｍの素子（△）、および、距離Ｌ１が２５μｍの素子（□）では、距離Ｌ１が５μｍの素子（○）と比べて、ＣＯＤレベルが１．５倍以上に向上することが確認された。これより、ＣＯＤレベルの向上には、光出射端面２０ａにおける電流注入割合が０．７（７０％）程度以下である必要があることが確認された。
【００６８】
一方、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを８ｎｍとした素子において、電流注入割合を０．２（２０％）まで下げた素子についてＩ−Ｌ特性の測定を行った結果、電流注入割合を０．２（２０％）まで下げた場合でも、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻にならない結果が得られた。すなわち、電流注入割合が０．２（２０％）の素子（◎）において、Ｉ−Ｌ特性の改善が見られた。これより、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がり領域の急峻さを改善するためには、光出射端面２０ａにおける電流注入割合が０．２（２０％）以上である必要があることが確認された。
【００６９】
以上より、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるのを抑制するためには、光出射端面２０ａにおける活性層５への電流注入量を、ｐ側パッド電極１３直下での活性層５への電流注入量の２０％（０．２）以上７０％（０．７）以下となるように設定すればよいことが確認された。
【００７０】
また、電流注入割合とｐ側パッド電極から光出射端面（共振器端面）方向への距離との間には、以下の式（２）の関係が成り立つ。
【数４】
2009158647.tif 000005
ここで、ＬAは、ｐ側パッド電極から光出射端面（共振器端面）方向への距離（μｍ）であり、Ｉnomは、ｐ側パッド電極からの距離ＬA地点での電流注入割合（電流注入量Ｉとｐ側パッド電極直下における電流注入量Ｉ0との割合：Ｉ／Ｉ0）である。また、Ｒmは、ｐ側オーミック電極の抵抗率であり、ｄは、ｐ側オーミック電極の厚み（μｍ）である。さらに、Ｒsは、ｐ側オーミック電極と接している窒化物系半導体側の単位面積あたりの直列抵抗成分である。
【００７１】
上記式（２）において、Ｉnomに、０．２または０．７を代入し、ＲmおよびＲsに、それぞれ、Ｒm＝１０μΩ・ｃｍおよびＲs＝２．０４×１０-4Ω・ｃｍ2を代入して計算すると、以下の式（３）が得られる。
【数５】
2009158647.tif 000006
【００７２】
式（３）の距離ＬAは、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１に対応するので、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１とｐ側オーミック電極１１の厚みｄとの間には、上記した式（１）の関係があることが導き出せる。
【００７３】
続いて、上記した式（１）を満たす素子を作製し、素子特性の測定を行った。作製した素子は、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構成において、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを１５ｎｍ（０．０１５μｍ）とし、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を２５μｍとした。また、ｐ側パッド電極１３から光反射端面２０ｂまでの距離Ｌ２を、５μｍとした。
【００７４】
そして、作製した素子を半導体レーザ装置（レーザデバイス）に組み立て、数時間の駆動を行った後に素子特性の測定を行った。その結果、閾値電流３５ｍＡ、スロープ効率１．２Ｗ／Ａと良好な結果が得られた。また、波長４０５ｎｍで安定に発振した。さらに、図９に示すように、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がり領域の急峻さが改善されていることが確認された。また、ＣＯＤレベルを測定した結果、式（１）を満たさない素子に比べて、１４０ｍＷ以上も高いＣＯＤレベルが得られた。
【００７５】
本実施形態では、上記のように、光出射端面２０ａにおける電流注入量をｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％以上に設定することによって、光出射端面２０ａにおける電流注入量がｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％よりも小さくなることに起因して、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるという不都合が生じるのを抑制することができる。すなわち、ｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％以上の量の電流が光出射端面２０ａに注入されるように構成することによって、共振器端面２０の可飽和吸収領域の光ロスを小さくすることができるので、光吸収量を効果的に減少させることができる。これにより、急激にレーザ発振が生じるのを抑制することができるので、Ｉ−Ｌ特性における立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、光出射端面２０ａにおける電流注入量をｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の７０％以下に設定することによって、光出射端面２０ａにおける電流注入量がｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の７０％よりも大きくなることに起因して、ＣＯＤレベルの向上効果を得ることが困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。このように、一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、光出射端面２０ａにおける電流注入量がｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように設定することによって、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００７７】
また、上記した構成では、光出射端面２０ａの近傍領域にも所定量の電流が注入されるので、光出射端面２０ａ（共振器端面２０）の近傍領域に電流が注入されない電流非注入領域が設けられた従来の窒化物系半導体レーザ素子と比べて、動作電圧を低減することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、厚みｄを有するｐ側オーミック電極１１を光出射端面２０ａ（共振器端面２０）にまで達するように形成する一方、ｐ側パッド電極１３を、光出射端面２０ａから距離Ｌ１だけ離れた領域に形成し、かつ、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄとｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１とを上記式（１）を満たすように設定することによって、容易に、光出射端面２０ａにおける電流注入量を、ｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量の２０％以上７０％以下となるように設定することができる。これにより、容易に、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１のみならずｐ側オーミック電極１１の厚みｄをも変化させて光出射端面２０ａへの電流注入量が調整されるので、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を一定以上の距離に確保しておくことができる。このため、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１が小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、距離Ｌ１が小さくなり過ぎることに起因して素子の分割（分離）が困難になるなどの不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、製造プロセスを容易にすることができるので、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく得ることができる。
【００８０】
また、本実施形態では、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを、５ｎｍ（０．００５μｍ）以上１００ｎｍ（０．１μｍ）以下に設定することによって、光出射端面２０ａの近傍領域に電流を注入するのに適したｐ側オーミック電極１１を良好に形成することができるとともに、駆動電圧が上昇するなどの他の素子特性に悪影響を与えることなく光出射端面２０ａ近傍の電流注入量を下げることができるので、ＣＯＤレベルの向上を図ることができる。なお、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを、０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下に設定した場合には、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制するのに適したｐ側オーミック電極１１をより良好に形成することができる。また、ｐ側オーミック電極１１の厚みｄを、１０ｎｍ（０．０１μｍ）以上２５ｎｍ（０．０２５μｍ）以下に設定した場合には、ｐ側オーミック電極１１の形成不良を抑制等することができるので、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制するのに適したｐ側オーミック電極１１をさらに良好に形成することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１を、共振器長Ｌの２０％（２割）以下に設定することによって、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１が共振器長Ｌの２０％（２割）よりも大きくなることに起因して、素子全体に注入される電流注入量が小さくなり過ぎるのを抑制することができるので、製造プロセスを容易にしながら、動作電圧（駆動電圧）の上昇を抑えることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、ｐ側パッド電極１３から光反射端面２０ｂまでの距離Ｌ２を、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１よりも小さく構成することによって、容易に、素子全体に注入される電流注入量が小さくなるのを抑制することができるので、容易に、動作電圧（駆動電圧）の上昇を抑えることができる。
【００８３】
図１０〜図２３は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図である。次に、図１、図４、および図１０〜図２３を参照して、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００８４】
まず、図１０に示すように、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１上に、窒化物系半導体層２〜９を積層させる。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板１の（０００１）面上に、約０．１μｍ〜約１０μｍ（たとえば約４μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部コンタクト層２、約０．５μｍ〜約３．０μｍ（たとえば約２μｍ）の厚みを有するｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる下部クラッド層３、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｎ型ＧａＮからなる下部ガイド層４、および活性層５を順次成長させる。なお、活性層５を成長させる際には、図４に示したように、約８ｎｍの厚みを有するＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ（ｘ２＝０〜０．０５）からなる４つの障壁層５ｂと、約４ｎｍの厚みを有するＩｎx1Ｇａ1-x1Ｎ（ｘ１＝０．０５〜０．１）からなる３つの量子井戸層５ａとを交互に成長させる。これにより、下部ガイド層４上に、３つの量子井戸層５ａと４つの障壁層５ｂとからなるＭＱＷ構造を有する活性層５が形成される。
【００８５】
続いて、図１０に示すように、活性層５上に、０〜約０．０２μｍ（たとえば約０．０１μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎからなる蒸発防止層６、０〜約０．２μｍ（たとえば約０．１μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部ガイド層７、約０．１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．５μｍ）の厚みを有するｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなる上部クラッド層８、約０．０１μｍ〜約１．０μｍ（たとえば約０．０５μｍ）の厚みを有するｐ型ＧａＮからなる上部コンタクト層９を順次成長させる。
【００８６】
次に、図１１に示すように、真空蒸着法などを用いて、上部コンタクト層９上に、Ｐｄからなるｐ側オーミック電極１１を形成する。この際、ｐ側オーミック電極１１は、その厚みｄが５ｎｍ（０．００５μｍ）以上１００ｎｍ（０．１μｍ）以下（たとえば１５ｎｍ）となるように形成する。そして、図１２に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、ｐ側オーミック電極１１上に、約１μｍ〜約３μｍ（たとえば約１．５μｍ）の幅を有するとともに、［１−１００］方向に延びるストライプ状（細長状）のレジスト５０を形成する。
【００８７】
次に、図１３に示すように、ＳｉＣｌ4、Ｃｌ2などの塩素系ガスや、ＡｒガスなどによるＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を用いて、レジスト５０をマスクとして上部クラッド層８の途中の深さまでエッチングを行う。これにより、上部クラッド層８の凸部と上部コンタクト層９とによって構成されるとともに、［１−１００］方向に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部１０が形成される。
【００８８】
続いて、図１４に示すように、リッジ部１０上にレジスト５０を残した状態で、スパッタ法などにより、約０．１μｍ〜約０．３μｍ（たとえば約０．１５μｍ）の厚みを有するＳｉＯ2からなる埋め込み層１２ａを形成し、リッジ部１０を埋め込む。そして、リフトオフによりレジスト５０を除去することによって、リッジ部１０の上面（ｐ側オーミック電極１１）を露出させる。これにより、リッジ部１０の両脇に、図１５に示すような埋め込み層１２が形成される。
【００８９】
次に、図１６および図１７に示すように、埋め込み層１２が形成された基板（ウェハ）の上面上の全面にレジスト５１を形成するとともに、フォトリソグラフィ技術を用いて、リッジ部１０（ｐ側オーミック電極１１）の一部を含む所定領域を露出させる開口部５１ａを複数形成する。この際、図１７に示すように、開口部５１ａは、平面的に見て略矩形状に形成するとともに、リッジ部１０の延びる方向（［１−１００］方向）に間隔Ｌ１０（たとえば３０μｍ）を隔てて配列するように形成する。
【００９０】
なお、同一リッジ部１０上に設けられる複数の開口部５１ａのうち、互いに隣り合う開口部５１ａの間の領域（間隔Ｌ１０間の領域）は、後の工程で素子分離を行う際の分離領域５３となる。このため、互いに隣り合う開口部５１ａの間隔Ｌ１０は、開口部５１ａ内に形成されるｐ側パッド電極１３が、少なくとも上記した式（１）を満たす幅で分離されるように調整しておく。この時の分離領域５３の幅Ｌ１０は、後に劈開などの手法により光出射端面２０ａと光反射端面２０ｂとに分離されるため、分離時のばらつきも考慮して形成するのが好ましい。また、リッジ部１０の延びる方向（［１−１００］方向）における開口部５１ａのパターン間隔は、求められる窒化物系半導体レーザ素子の共振器長Ｌと同一とする。
【００９１】
その後、レジスト５１が形成された基板（ウェハ）上に、真空蒸着法などを用いて、基板（ウェハ）側からＴｉ層（図示せず）、Ｍｏ層（図示せず）、およびＡｕ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｐ側パッド電極を形成する。そして、リフトオフによりレジスト５１を除去することによって、ｐ側パッド電極をパターニングする。これにより、図１８〜図２０に示すように、上記したレジスト５１の開口部５１ａに対応する埋め込み層１２上の領域に、平面的に見て略矩形状のｐ側パッド電極１３がマトリクス状に複数形成される。このｐ側パッド電極１３は、図１８に示すように、ｐ側オーミック電極１１の一部を覆うように（ｐ側オーミック電極１１の上面の一部と直接接触するように）形成されるとともに、図２０に示すように、リッジ部１０の延びる方向（［１−１００］方向）に間隔Ｌ１０（たとえば３０μｍ）を隔てて配列される。
【００９２】
次に、基板（ウェハ）を分割し易くするために、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型ＧａＮ基板１を約８０μｍ〜約１５０μｍ（たとえば約１３０μｍ）の厚みまで薄くする。そして、研削または研磨した面にドライエッチングなどを施して表面を調整する。
【００９３】
次に、図２１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に、真空蒸着法などを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面側からＨｆ層（図示せず）およびＡｌ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側電極１４を形成する。そして、ｎ側電極１４上に、ｎ側電極１４側からＭｏ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側パッド電極１５を形成する。なお、ｎ側パッド電極１５は、ｎ側電極１４を覆うように形成する。なお、ｎ側電極１４の形成前に、ｎ側の電気特性の調整などの目的で、ドライエッチングやウェットエッチングを行ってもよい。
【００９４】
続いて、図２２に示すように、劈開により基板（ウェハ）を分離して共振器端面２０を形成する。基板（ウェハ）の劈開は、スクライブ／ブレーク法やレーザスクライブなどの手法を用いて、図２０に示した分離領域５３の分離線５２に沿って行う。これにより、分離線５２の位置で基板（ウェハ）が分離されて、［１１−２０］方向に沿った共振器端面２０が形成される。また、基板（ウェハ）の分離により、一方の素子（チップ）の光出射端面２０ａとなるべき共振器端面２０と、隣接する他方の素子（チップ）の光反射端面２０ｂとなるべき共振器端面２０とが同時に形成される。なお、上記した素子分離の工程により、バー状の素子５５が得られる。
【００９５】
ここで、本実施形態では、分離線５２（図２０参照）から一方のｐ側パッド電極１３までの距離がＬ１（たとえば２５μｍ）となるとともに、分離線５２から他方のｐ側パッド電極１３までの距離がＬ２（たとえば５μｍ）となるように、ｐ側パッド電極１３間の間隔Ｌ１０を分離線５２で配分し、その分離線５２で基板（ウェハ）を劈開する。これにより、共振器端面２０から一方のｐ側パッド電極１３までの距離がＬ１（２５μｍ）、共振器端面２０から隣り合う他方のｐ側パッド電極１３までの距離がＬ２（５μｍ）となるように、基板（ウェハ）が分離される。基板（ウェハ）から切り出される素子の共振器長Ｌは全て同一に設計されているため、ｐ側パッド電極１３同士が分離された幅は、どの素子でも等しく光出射端面２０ａ側と光反射端面２０ｂ側とに配分される。
【００９６】
したがって、上記の工程により、共振器端面２０から一方のｐ側パッド電極１３（端面１３ａ）までの距離Ｌ１を決定できる。この際、分離線５２の位置を、幅Ｌ１０の中間位置から、他方のｐ側パッド電極１３（端面１３ｂ）側にずらす（間隔Ｌ１０を非対称に配分する）ことによって、上記のように、他方のｐ側パッド電極１３から共振器端面２０（光反射端面２０ｂ）までの距離Ｌ２を、一方のｐ側パッド電極１３から共振器端面２０（光出射端面２０ａ）までの距離Ｌ１よりも小さくすることが可能となる。
【００９７】
その後、図２３に示すように、蒸着法やスパッタ法などの手法を用いて、バー状の素子５５の端面（共振器端面２０）にコーティングを施す。具体的には、光出射端面２０ａに、光出射端面２０ａ側から、たとえば、窒化アルミニウム層（図示せず）および酸化アルミニウム層（図示せず）が積層された２層からなるＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層３０を形成する。また、光反射端面２０ｂに、たとえば、酸化シリコン層（図示せず）と酸化チタン層（図示せず）とが交互に全９層積層されたＨＲ（Ｈｉｇｈ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層４０を形成する。
【００９８】
最後に、［１−１００］方向に沿った分離線６０でバー状の素子５５を分離することにより、個々のチップ（素子）に個片化する。このようにして、図１に示した本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【００９９】
本実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、リッジ部１０の延びる方向（［１−１００］方向）に間隔Ｌ１０を隔てて複数のｐ側パッド電極１３を形成するとともに、共振器端面２０が形成される位置（分離線５２の位置）から一方のｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ１と隣り合う他方のｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ２とが異なる距離となるように、基板（ウェハ）を劈開することによって、一方のチップ（レーザ素子）の光出射端面２０ａと隣接する他方のチップ（レーザ素子）の光反射端面２０ｂとを同時に形成することができるとともに、光出射端面２０ａから一方のｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ１を光反射端面２０ｂから他方のｐ側パッド電極１３までの距離Ｌ２よりも大きい距離に容易に調整することができる。
【０１００】
これにより、光出射端面２０ａにおける電流注入量がｐ側パッド電極１３の直下における電流注入量よりも小さい所定の注入量（２０％以上７０％以下）に容易に調整することができるので、ＣＯＤレベルを向上させながら、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが急峻になるのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを容易に行うことができる。その結果、上記した窒化物系半導体レーザ素子を歩留よく製造することができる。
【０１０１】
なお、本実施形態では、リッジ部１０の延びる方向（［１−１００］方向）における一方のｐ側パッド電極１３と隣り合う他方のｐ側パッド電極１３との間隔Ｌ１０を、劈開し易い所定の間隔に調整することによって、素子分離を容易に行うことが可能となる。
【０１０２】
また、本実施形態では、ｐ側パッド電極１３から光反射端面２０ｂまでの距離Ｌ２を、ｐ側パッド電極１３から光出射端面２０ａまでの距離Ｌ１よりも容易に小さく設定することができるので、容易に、動作電圧（駆動電圧）の上昇が抑制された（動作電圧を低減することが可能な）窒化物系半導体レーザ素子を製造することができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
たとえば、上記実施形態では、基板にｎ型ＧａＮ基板を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、および、ＡｌＧａＩｎＮなどからなる基板や、サファイア基板などの絶縁性基板を用いてもよい。なお、基板上に結晶成長される窒化物系半導体層の各層については、その厚みや組成等は、所望の特性に合うものに適宜組み合わせたり、変更したりすることが可能である。たとえば、半導体層を追加または削除したり、半導体層の順序を一部入れ替えたりしてもよい。また、導電型を一部の半導体層について変更してもよい。すなわち、窒化物系半導体レーザ素子としての基本特性が得られる限り自由に変更可能である。
【０１０５】
また、上記実施形態では、埋め込み層をＳｉＯ2から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ＳｉＯ2以外の絶縁性材料から構成してもよい。たとえば、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3やＺｒＯ2などから埋め込み層を構成してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、ｐ側オーミック電極をＰｄから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、仕事関数の大きい材料であればＰｄ以外の材料によってｐ側オーミック電極を構成してもよい。たとえば、Ｎｉ、ＰｔまたはＡｕなどからｐ側オーミック電極を構成してもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、ｐ側パッド電極を約０．２μｍの厚みに構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、０．２μｍよりも大きい厚みに構成してもよい。また、ｐ側パッド電極を、ミクロンオーダの厚い膜に構成してもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、ｐ側パッド電極を、埋め込み層側からＴｉ層、Ｍｏ層、およびＡｕ層を順次積層することにより形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、埋め込み層側から、たとえば、Ｍｏ層およびＡｕ層を順次積層することによりｐ側パッド電極を形成してもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、ｎ型電極を、ｎ型ＧａＮ基板の裏面側からＨｆ層およびＡｌ層を順次積層することにより形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型ＧａＮ基板の裏面側から、たとえば、Ｔｉ層およびＡｌ層を順次積層することによりｎ側電極を形成してもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、リッジ部を形成する際のマスク層としてレジストを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＳｉＯ2などからなるマスク層を用いてリッジ部を形成することもできる。この場合、フォトリソグラフィ工程とフッ酸系溶液とによる溶解の組み合わせ等の方法で、リッジ部の頂上（上面）を露出させることが可能である。
【０１１１】
なお、上記実施形態において、ｐ側オーミック電極の形成は、リッジ部の形成後であってもよい。この場合は、リッジ部および埋め込み層を形成した後、パターン化されたｐ側オーミック電極をリッジ部の上面に接するように作製すればよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、劈開により共振器端面を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、劈開以外の方法を用いて、共振器端面（光出射端面、光反射端面）を形成してもよい。たとえば、ドライエッチングなどの手法を用いて、共振器端面を形成してもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、本発明をリッジ型のレーザ構造に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、リッジ型以外のＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型やＲｉＳ（Ｒｉｄｇｅ  ｂｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｒｅ−ｇｒｏｗｔｈ）型などのレーザ構造に本発明を適用することもできる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、リッジ部を［１−１００］方向に延びるように形成するとともに、共振器端面を［１１−２０］方向に沿った方向に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、これらの方向が結晶学的に等価な方向であればよい。すなわち、リッジ部は、＜１−１００＞で表せる方向に延びるように形成すればよく、共振器端面は、＜１１−２０＞で表せる方向に沿って形成すればよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＭＯＣＶＤ法以外の方法を用いて、窒化物系半導体各層を結晶成長させるようにしてもよい。ＭＯＣＶＤ法以外の方法としては、たとえば、ＨＶＰＥ法（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、および、ガスソースＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などが考えられる。
【０１１６】
また、本発明は、光ピックアップの光源として用いられる窒化物系半導体レーザ素子以外に、たとえば、照明用に用いられるブロードエリア半導体レーザ素子や、通信用レーザ素子などの高い光出力を要し、Ｉ−Ｌ特性の立ち上がりが重要となる、もしくは、動作電圧が重要となる素子にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の断面図である。
【図４】図２の８０−８０線に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の活性層の一部を拡大して示した断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の電流注入量を模式的に示した図である。
【図７】ｐ側パッド電極から光出射端面方向への距離と電流注入割合との関係を示したグラフである。
【図８】素子特性の測定結果を示したグラフである。
【図９】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性の一例を示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図２３】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための平面図である。
【図２４】特許文献１に記載された従来の窒化物系半導体レーザ素子を簡略化して示した斜視図である。
【図２５】従来の窒化物系半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性の一例を示した図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１                  ｎ型ＧａＮ基板（基板）
２                  下部コンタクト層（窒化物系半導体層、ｎ型半導体層）
３                  下部クラッド層（窒化物系半導体層、ｎ型半導体層）
４                  下部ガイド層（窒化物系半導体層、ｎ型半導体層）
５                  活性層（窒化物系半導体層）
５ａ                量子井戸層（窒化物系半導体層）
５ｂ                障壁層（窒化物系半導体層）
６                  蒸発防止層（窒化物系半導体層、ｐ型半導体層）
７                  上部ガイド層（窒化物系半導体層、ｐ型半導体層）
８                  上部クラッド層（窒化物系半導体層、ｐ型半導体層）
９                  上部コンタクト層（窒化物系半導体層、ｐ型半導体層）
１０                リッジ部（電流通路部）
１１                ｐ側オーミック電極（第１電極層）
１２                埋め込み層
１３                ｐ側パッド電極（第２電極層）
１４                ｎ側電極
１５                ｎ側パッド電極
２０                共振器端面
２０ａ              光出射端面
２０ｂ              光反射端面
３０                ＡＲコーティング層
４０                ＨＲコーティング層
【図１】
2009158647.tif 000008
【図２】
2009158647.tif 000009
【図３】
2009158647.tif 000010
【図４】
2009158647.tif 000011
【図５】
2009158647.tif 000012
【図６】
2009158647.tif 000013
【図７】
2009158647.tif 000014
【図８】
2009158647.tif 000015
【図９】
2009158647.tif 000016
【図１０】
2009158647.tif 000017
【図１１】
2009158647.tif 000018
【図１２】
2009158647.tif 000019
【図１３】
2009158647.tif 000020
【図１４】
2009158647.tif 000021
【図１５】
2009158647.tif 000022
【図１６】
2009158647.tif 000023
【図１７】
2009158647.tif 000024
【図１８】
2009158647.tif 000025
【図１９】
2009158647.tif 000026
【図２０】
2009158647.tif 000027
【図２１】
2009158647.tif 000028
【図２２】
2009158647.tif 000029
【図２３】
2009158647.tif 000030
【図２４】
2009158647.tif 000031
【図２５】
2009158647.tif 000032