JP2002237661A

JP2002237661A - 窒化物半導体レーザ素子

Info

Publication number: JP2002237661A
Application number: JP2001374589A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagahama; 慎一長濱; Masahiko Sano; 雅彦佐野; Tomoya Yanagimoto; 友弥柳本; Yuji Matsuyama; 裕司松山; Yasuhiro Kawada; 康博川田
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: JP4045792B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高出力動作時において、横方向のＦＦＰ（フ
ァーフィールドパターン）にリップルののらない窒化物
半導体レーザ素子を得る。【構成】リッジが設けられた実効屈折率型の窒化物半
導体レーザ素子であって、エッチングによって露出され
た露出面のリッジ近傍およびリッジ側面には、導波路領
域の屈折率よりも小さい値を有する第１の絶縁膜を形成
し、リッジから離れた該露出面および導波路領域の共振
器面と異なる側面には、導波路領域の屈折率よりも大き
い値を有する第２の絶縁膜を形成する。また第２の絶縁
膜は、導波路領域の屈折率よりも大きい値を有する金属
もしくは半導体からなる膜としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体（Ａｌ_ＸＩ
ｎ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）
よりなるレーザ素子に関し、ファーフィールドパターン
が良好となり、特にリップルを低減することができる窒
化物半導体レーザ素子。

【０００２】

【従来の技術】本発明者らは、実用可能な窒化物半導体
レーザ素子として、例えばJpn.J.Appl.Phys.vol.37(198
8) pp.L309-L312、Part2,No.cB,15 March 1998の文献に
素子構造を提案している。上記文献の技術はサファイア
基板上部に、部分的に形成されたＳｉＯ_２膜を介して選
択成長された転位の少ないＧａＮよりなる窒化物半導体
層を複数積層してなる素子とすることで、室温での連続
発振１万時間以上を可能とするものである。素子構造と
しては図７のように、選択成長された窒化物半導体基板
上に、ｎ−Ａｌ_ｋＧａ_１−ｋＮ（０≦ｋ＜１）よりなる
ｎ型コンタクト層、Ｉｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎよりなるク
ラック防止層、ｎ−Ａｌ_０．１４Ｇａ_０． _８６Ｎ／Ｇａ
Ｎの多層膜よりなるｎ型クラッド層、ｎ−ＧａＮよりな
るｎ型光ガイド層、Ｉｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎ／Ｉｎ
_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎよりなる多重量子井戸構造の活
性層、ｐ−Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎよりなるｐ型電子閉
じ込め層、ｐ−ＧａＮよりなるｐ型光ガイド層、ｐ−Ａ
ｌ_０．１４Ｇａ_０．８６Ｎ／ＧａＮの多層膜よりなるｐ
型クラッド層、ｐ−ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層に
より構成されている。

【０００３】さらに上記文献では、光の導波を効率よく
するために、ｐ型コンタクト層側からｐ型クラッド層が
露出するまでエッチングされて、リッジストライプが設
けられ、さらにリッジストライプ側面からｎ型コンタク
ト層にかけてＳｉＯ_２が形成された実効屈折率型の窒化
物半導体素子が記載されている。

【０００４】このＳｉＯ_２は保護膜としての効果だけで
なく、導波路領域で十分に光を閉じ込めて横方向の光導
波を効率よく行うために有効であり、本発明者らも導波
路領域を形成する窒化物半導体よりも低屈折率の膜とし
てＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２等を用いている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造では、例えば出力３０ｍＷの高出力動作
時において、横方向のＦＦＰ（ファーフィールドパター
ン）はリップルが発生し、非ガウシア分布になってしま
うという問題があった。窒化物半導体レーザを光ディス
クへの書き込み等を目的とした実用化には非ガウシア分
布となるレーザでは、光ディスクへの書き込み等には非
常に不適切なものとなるため、リップルがＦＦＰにのら
ないガウス分布となるレーザ素子が必要である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで発明者らは鋭意研
究を重ねた結果、導波路領域において共振器長と垂直な
方向となる横方向に導波して端面で反射してきた戻り光
が、または導波路領域においてリッジストライプから離
れた位置で導波路領域から漏れた漏れ光が、リップル発
生の大きな要因になっていると考え、リップルがＦＦＰ
にのらないガウス分布となる、あらたな窒化物半導体レ
ーザ素子の構造を得るに至った。その窒化物半導体レー
ザ素子の構造とは、導波路領域においてリッジストライ
プから離れた位置において、戻り光を減少させ、また漏
れ光をリッジストライプから離れた位置で吸収させるこ
とで減少させるものであり、以下のような構成からな
る。

【０００７】（１）実効的に高屈折率領域と低屈折率
領域を設けることで、クラッド層に挟まれた活性層内に
導波路が形成された実効屈折率型の窒化物半導体レーザ
素子において、前記低屈折率領域の一部には光損失領域
が設けられてなることを特徴とする窒化物半導体レーザ
素子。

【０００８】（２）ｎ型窒化物半導体層と多重量子井
戸構造の活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層
と、ｐ型クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくと
も順に形成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくとも
ｐ型クラッド層が露出するまでエッチングされてリッジ
ストライプが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レ
ーザ素子であって、エッチングによって露出された露出
面のリッジストライプ近傍およびリッジストライプ側面
には導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する第１の
絶縁膜が形成され、リッジストライプから離れた該露出
面および導波路領域の共振器面と異なる側面には、導波
路領域の屈折率よりも大きい値を有する膜が形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】（３）ｎ型窒化物半導体層と多重量子井
戸構造の活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層
と、ｐ型クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくと
も順に形成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくとも
ｐ型クラッド層が露出するまでエッチングされてリッジ
ストライプが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レ
ーザ素子であって、エッチングによって露出された露出
面のリッジストライプ近傍およびリッジストライプ側面
には、導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する第１
の絶縁膜が形成され、リッジストライプから離れた該露
出面および導波路領域の共振器面と異なる側面には、導
波路領域の屈折率よりも大きい値を有する第２の絶縁膜
が形成されていることを特徴とする。

【００１０】（４）前記第２の絶縁膜は導波路領域の
屈折率よりも大きい値を有しかつ、レーザ発振波長の光
を吸収する材料であることを特徴とする。

【００１１】（５）前記第２の絶縁膜はＴｉＯ_２，Ｎ
ｂ_２Ｏ_５、ＲｈＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＣか
ら選ばれた１つであることを特徴とする。

【００１２】（６）前記エッチングによって露出され
た露出面のうち、前記第１の絶縁膜から離れた位置にお
いて、さらに少なくとも活性層に接するｎ型窒化物半導
体層が露出するまで窒化物半導体がエッチングされてい
ることを特徴とする。

【００１３】（７）該第２の絶縁膜において、該導波
路領域の上部に形成された第２の絶縁膜上には第２の絶
縁膜に接して金属からなるｐ側パッド電極が形成されて
いることを特徴とする。

【００１４】（８）該導波路領域の共振器面と異なる
側面が、リッジストライプ下部の導波路領域で発振した
レーザ光が該側面において帰還しない程度に、窒化物半
導体層の成長方向に対して傾斜を設けていることを特徴
とする。

【００１５】（９）ｎ型窒化物半導体層と多重量子井
戸構造の活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層
と、ｐ型クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくと
も順に形成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくとも
ｐ型クラッド層が露出するまでエッチングされてリッジ
ストライプが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レ
ーザ素子であって、エッチングによって露出された露出
面のリッジストライプ近傍およびリッジストライプ側面
には、導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する絶縁
性からなる第１の膜が形成され、リッジストライプから
離れた該露出面および導波路領域の共振器面と異なる側
面には、導波路領域の屈折率よりも大きい値を有する金
属からなる第２の膜が形成されていることを特徴とす
る。

【００１６】（１０）ｎ型窒化物半導体層と多重量子
井戸構造の活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド
層と、ｐ型クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なく
とも順に形成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくと
もｐ型クラッド層が露出するまでエッチングされてリッ
ジストライプが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体
レーザ素子であって、エッチングによって露出された露
出面のリッジストライプ近傍およびリッジストライプ側
面には、導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する絶
縁性からなる第１の膜が形成され、リッジストライプか
ら離れた該露出面および導波路領域の共振器面と異なる
側面には、導波路領域の屈折率よりも大きい値を有する
窒化物半導体からなる第２の膜が形成されていることを
特徴とする。

【００１７】（１１）前記（９）または（１０）の窒
化物半導体レーザ素子の、第２の膜は導波路領域の屈折
率よりも大きい値を有しかつ、レーザ発振波長の光を吸
収する材料であることを特徴とする。

【００１８】（１２）前記第２の膜はＳｉ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｎｉから選ばれた１つからなる金属膜である
ことを特徴とする。

【００１９】（１３）前記第２の膜はＩｎ_ＺＧａ
_１−ＺＮ（０＜Ｚ＜１）であることを特徴とする。

【００２０】（１４）前記（９）〜（１３）のうちい
ずれかの窒化物半導体レーザ素子の、エッチングによっ
て露出された露出面のうち、前記リッジストライプから
離れた位置において、さらに少なくとも活性層に接する
ｎ型窒化物半導体層が露出するまで窒化物半導体がエッ
チングされていることを特徴とする。

【００２１】（１５）前記第２の膜において、前記導
波路領域の上部に形成された第２の膜上には第２の膜に
接して前記絶縁膜がリッジストライプ近傍およびリッジ
ストライプ側面から連続して形成されており、さらに該
絶縁膜上に、該絶縁膜に接して金属からなるｐ側パッド
電極が形成されていることを特徴とする。

【００２２】（１６）前記第２の膜において、該導波
路領域の上部に形成された第２の膜上には第２の膜に接
して、リッジストライプ近傍およびリッジストライプ側
面に形成された前記第１の膜と異なる材料からなる絶縁
性を有する第３の膜が形成されており、さらに該第３の
絶縁膜上には第３の絶縁膜に接して金属からなるｐ側パ
ッド電極が形成されていることを特徴とする。

【００２３】（１７）前記（９）〜（１６）の窒化物
半導体レーザ素子の、導波路領域の共振器面と異なる側
面が、リッジストライプ下部の導波路領域で発振したレ
ーザ光が該側面において帰還しない程度に、窒化物半導
体層の成長方向に対して傾斜を設けていることを特徴と
する。

【００２４】このような（１）〜（１７）の構成にする
ことで、横方向に導波して端面で反射してきた戻り光を
減少させ、リッジストライプから離れた位置で導波路領
域から漏れた漏れ光を吸収させることで減少させること
ができ、リップルがＦＦＰにのらないガウス分布となる
レーザ素子を得ることが可能となった。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明について詳細に説明する。
図１は本発明における窒化物半導体レーザ素子の導波路
領域を示す模式図である。本発明の導波路は、図１のＡ
に示されるように、低屈折率領域と高屈折率領域を設
け、クラッド層に挟まれた活性層内に屈折率差を設ける
ことで形成されている。そして、低屈折率領域の一部に
は光損失領域が設けられており、横方向に導波して端面
で反射してきた戻り光を減少させ、およびリッジストラ
イプから離れた位置で導波路領域から漏れた漏れ光を吸
収させることで減少させることができる。また本発明で
はこの低屈折率領域に、光損失領域の一部を設けること
で、本発明の目的とするＦＦＰにリップルののらない窒
化物半導体レーザ素子が実現される。

【００２６】また、本発明は以下のようにも説明でき
る。本発明の導波路は、図１のＡに示されるように、低
屈折率領域と高屈折率領域を設け、クラッド層に挟まれ
た活性層内に屈折率差を設けることで形成されている。
そして、低屈折率領域の一部には光損失領域が設けられ
ており、導波路のうち、光損失領域に挟まれた領域を、
利得が得られる領域として、利得領域とすると、本発明
の導波路内には、横方向に実効的な屈折率差を設けるこ
とで形成された第１導波路と、光損失領域を設けること
で形成された第２導波路を有することになる。ここで第
１の導波路を実効屈折率導波路と称し、第２の導波路を
光損失導波路と称する。実効屈折率導波路は、図１のＡ
に示すように、リッジストライプ構造とすることで導波
路領域において、実効的な屈折率差を設けることで横モ
ードを閉じ込めるものであり、また光損失導波路は、図
１のＢに示すように、光の利得領域と光の損失領域を設
けることで横モードを閉じ込めるものである。本発明で
は第１の導波路と、第２の導波路を設け、さらに低屈折
率領域の一部に光損失領域があるように形成すること
で、本発明の目的とするＦＦＰにリップルののらない窒
化物半導体レーザ素子が実現される。

【００２７】図１を具体的に説明すると、実効屈折率導
波路（第１導波路）は本発明のレーザ素子のリッジスト
ライプ部にほぼ一致する部位に対向する導波路の部位で
高屈折率領域と低屈折率領域の境界が形成され、光損失
導波路（第２導波路）はリッジストライプから離れたｐ
型窒化物半導体層露出面上のレーザ光を吸収する材料を
設ける部位に対向する導波路の部位で光の損失領域と光
の利得領域の境界が形成される。

【００２８】次に本発明の具体的な実施の形態について
述べる。本発明は以下に示す実施の形態１〜３よりな
る。（実施の形態１）図２は本発明の一実施の形態である窒
化物半導体レーザ素子を示す模式的断面図である。

【００２９】図２には、多重量子井戸構造の活性層の上
に、ｐ型電子閉じ込め層、ｐ型光ガイド層と、ｐ型クラ
ッド層と、ｐ型コンタクト層とが順に形成され、ｐ型コ
ンタクト層側からｐ型光ガイド層が露出するまでエッチ
ングされてリッジストライプが設けられた実効屈折率型
の窒化物半導体レーザ素子であり、リッジストライプ側
面及び露出されたｐ型光ガイド層のリッジストライプ近
傍には、導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する第
１の絶縁膜が形成され、リッジストライプから離れたｐ
型光ガイド層の表面には、ｎ型窒化物半導体層にかけ
て、連続して導波路領域の屈折率よりも大きい値を有す
る第２の絶縁膜が形成されており、さらにｐ型コンタク
ト層表面及び、第１の絶縁膜の表面にはｐ側オーミック
電極が、ｐ側オーミック電極、第１の絶縁膜の表面及び
ｐ型光ガイド層に接する第２の絶縁膜上にはｐ側パッド
電極が形成されている。なお、本発明において、第１の
絶縁膜を絶縁性を有する第１の膜、第２の絶縁膜を絶縁
性を有する第２の膜と呼ぶことがある。

【００３０】（第２の絶縁膜：絶縁性を有する第２の
膜）本発明において、窒化物半導体レーザの導波路領域
において共振器長と垂直な方向となる横方向に導波して
端面で反射してきた戻り光（以下、戻り光とする）、お
よび導波路領域においてリッジストライプから離れた位
置で導波路領域から漏れた漏れ光（以下、漏れ光とす
る）を減衰（減少）させるために、導波路領域の屈折率
よりも大きい値を有する第２の絶縁膜を設けている。こ
のように第２の絶縁膜を設けることで、図４に示すよう
にリッジストライプの近傍とリッジストライプから離れ
た位置とでは、光の導波モードは異なるものとなり、リ
ッジストライプから横方向に進んだ光は第２の絶縁膜と
接する部位で、第２の絶縁膜の方に進み、第２の絶縁膜
を導波する。このように第２の絶縁膜を導波することに
より戻り光を減少させることができ、また以下のように
第２の絶縁膜を吸収する材料を選択するか、第２の絶縁
膜上に金属からなるｐ側パッド電極を形成することによ
り、漏れ光を減少させることができる。

【００３１】この第２の絶縁膜は例えば、ＴｉＯ_２、Ｎ
ｂ_２Ｏ_５、ＲｈＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５及びＳｉＣ
が挙げられ、これらはすべてＡｌ_ＸＩｎ_ＹＧａ
_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）よりも屈
折率の大きい材料である。さらにＴｉＯ２は、吸収の効
果があると共に、窒化物半導体層に対して密着性の高い
材料であることから最も好ましい材料である。

【００３２】さらに第２の絶縁膜の膜厚は、好ましくは
２００オングストローム以上とし、さらに好ましくは１
５００オングストローム以上とし、最も好ましくは１５
００オングストローム以上、５０００オングストローム
以下とする。膜厚を上記範囲にすることで、戻り光およ
び漏れ光を効率的に減少させることができる。１５００
オングストローム以上とする理由は、窒化物半導体とし
て、ＧａＮを用いた場合、レーザ発振波長が４００ｎｍ
（４０００オングストローム）、ＧａＮの屈折率が２．
５であることから、少なくとも１４８０オングストロー
ムの膜厚がなければ、光の導波、吸収が効果的に起こら
ないからで、第２の絶縁膜の膜厚がこれより小さくなる
と、光は放射してしまう。すなわち、具体的には（レー
ザの発振波長／活性層の井戸層の屈折率）で、算出した
値が下限の膜厚として必要である。また、ｐ側パッド電
極の屈折率が第２の絶縁膜の屈折率よりも大きい場合、
第２の絶縁膜を５０００オングストロームよりも小さく
することで、第２の絶縁膜上に形成されているｐ側パッ
ド電極でも光を吸収させ、戻り光および漏れ光をさらに
減少させることができる。

【００３３】また、第２の絶縁膜の膜厚は好ましくは１
５００オングストロームとするが、ｐ側パッド電極の膜
厚が５００オングストローム以上で形成する場合、第２
の絶縁膜の膜厚は２００オングストローム以上あればよ
い。第２の絶縁膜は１５００オングストロームより小さ
いと光を放出してしまうが、放出した光はｐ側パッド電
極で吸収されるようになり、戻り光及び漏れ光を減少さ
せる効果はあり、ｐ側パッド電極の膜厚によっては、第
２の絶縁膜を２００オングストローム以上とすることが
可能である。この第２の絶縁膜の下限値を２００オング
ストロームとする理由は窒化物半導体層が少なくとも完
全に外部（パッド電極など）と絶縁できる下限値だから
である。

【００３４】また第２の絶縁膜は、リッジストライプか
ら離れたｐ型光ガイド層の表面（エッチング露出面）か
ら連続して導波路領域の共振器面と異なる側面にまで形
成する。すなわち共振器長と垂直な方向となる、導波路
領域の横方向の端面にも第２の絶縁膜を形成する。導波
路領域の横方向の端面に第２の絶縁膜を形成すること
で、横方向の端面でも光を吸収することができ、さらに
漏れ光および戻り光を減少させることができる。

【００３５】（第１の絶縁膜：絶縁性を有する第１の
膜）本発明において、第１の絶縁膜（絶縁性を有する第
１の膜）は導波路領域の屈折率よりも小さい値を有する
材料であり、例えばＡｌ_ＸＩｎ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０
≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）よりも屈折率の小さい材料
として、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２などが挙げられる。特にＺ
ｒＯ_２は窒化物半導体層に対して密着性が高いことから
も好ましい材料である。

【００３６】（エッチングによるリッジストライプ形
成）本発明において、リッジストライプはｐ型コンタク
ト層側から少なくともｐ型クラッド層が露出するまで形
成する。少なくともｐ型クラッド層が露出するまでエッ
チングすることで、レーザ発振できる程度に高屈折領域
と低屈折領域との屈折率差を設けることができる。さら
にｐ型窒化物半導体層側から、ｐ型コンタクト層、ｐ型
クラッド層、さらにｐ型光ガイド層の一部を除去して形
成することが好ましい。このときエッチングの深さは、
活性層に達しない深さとする。好ましくはｐ型光ガイド
層のリッジストライプ部の膜厚を１００オングストロー
ム以上とすることにより、良好なビーム形状を有するレ
ーザ素子を得ることができる。さらに好ましくは５００
オングストローム以上とすることで、その出力におい
て、高出力でも単一モード発振が可能である、そのた
め、レーザ素子の応用において必要とされる素子の信頼
性を十分に確保できるものとなる。

【００３７】さらに本発明において、リッジストライプ
の形状としては、順メサ型、逆メサ型のどちらでもよい
が、順メサ型（活性層から離れるにつれてリッジストラ
イプ幅が狭くなる）とすることで、良好な横モードの制
御が実現できる傾向にあり好ましい。

【００３８】本発明において、リッジストライプを形成
する際、またリッジストライプ形成時のみでなく、窒化
物半導体をエッチングする際においては、ウェットエッ
チング、ドライエッチング等の方法があり、例えばドラ
イエッチングの方法として、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢ
Ｅ）、電子サイクロトロンエッチング（ＥＣＲ）、イオ
ンビームエッチング等の装置があり、いずれもエッチン
グガスを適宜選択することで、窒化物半導体をエッチン
グすることができる。

【００３９】さらにリッジストライプはレーザ出射面か
ら反射面に架けてリッジストライプ幅が広くなるような
テーパ状に形成してもよい。リッジストライプをテーパ
状にすることによって、水平横モードと垂直横モードと
もにシングルモードが得られ、良好なＦＦＰとなり、本
発明のリップルの低減されたレーザ素子の効果をさらに
増すものとなり好ましい。

【００４０】また本発明においてリッジストライプの幅
は、１〜３μｍに調整する。リッジストライプの幅を上
記範囲にすることで、単一モードで安定した横モードで
の発振が可能となる。ストライプの幅が、１μｍ未満で
あるとストライプの形成が困難になり、３μｍ以上であ
ると横モードが多モードになる傾向にあり、上記１〜３
μｍの範囲外にあると、本発明の構造でも安定した横モ
ードにならない傾向にある。好ましくは１．２〜２μｍ
の範囲にすることで、更に光出力の高い領域での横モー
ドの安定性が増加する。

【００４１】（ｐ側パッド電極）本発明において、ｐ側
パッド電極は第２の膜上、さらにｐ側オーミック電極上
に、それぞれに接して形成されている。このｐ側パッド
電極は金属からなり、単一の層であってもよく、多層で
あってもよい。ｐ側パッド電極が金属であることから、
第２の膜だけでなくｐ側パッド電極でも効率よく光を吸
収させ、戻り光および漏れ光をさらに減少させることが
でき、最も好ましい。

【００４２】ｐ側パッド電極の膜厚は少なくとも５００
オングストローム以上であることが好ましい。上記膜厚
が５００オングストローム以上であると、光の吸収が効
率よく行われる。さらに好ましくは２０００オングスト
ローム以上とすることで、ｐ型窒化物半導体層表面での
電流を均一に流せるようになり、さらに好ましくは５０
００オングストローム以上とすることで、実装時のワイ
ヤーボンディングを容易に行うことができ、信頼性、歩
留が向上する。

【００４３】また、本発明は他の実施の形態として、図
３のようなリッジストライプを形成した際に露出した露
出面を、さらにエッチングすることでも本発明の目的を
達成できる。この場合、第２の膜は絶縁膜であることが
好ましく、また第１の絶縁膜から離れた位置において、
少なくとも活性層に接するｎ型窒化物半導体層が露出す
るまで窒化物半導体をエッチングする。第１の絶縁膜か
ら離れた位置とは第１の絶縁膜が形成されていないエッ
チング露出面上のいずれかの位置のことであり、好まし
くはリッジストライプの側面の最下部からの距離が５μ
ｍ以上であり、さらに好ましくは６μｍ〜８μｍの位置
である。５μｍ以下にすると光の閉じ込め効果が大きく
なり、光が集中し過ぎて端面破壊が起こりやすくなって
しまう。このようにエッチングすると、導波路領域の横
方向の端面に絶縁性を有する第２の膜と、さらにはｐ側
パッド電極が順に形成された構造となる。端面に絶縁性
を有する第２の膜と金属からなるｐ側パッド電極とが形
成されることで、横方向に導波して端面で反射する戻り
光および漏れ光をさらに減少させることができる。

【００４４】さらに上記リッジストライプを形成した際
に露出した露出面をエッチングする際、窒化物半導体の
成長方向に対して傾斜を設けるようにエッチングするこ
とが好ましい。窒化物半導体の成長方向に対して平行に
エッチングして形成された端面では、リッジストライプ
下部の導波路領域で発振したレーザ光は、反射して再び
導波路領域を進むことになり、リップル発生の原因とな
るが、傾斜を設けて端面を形成することで、反射した光
は再び導波路領域を進むことがなくなり、第２の膜とし
て、絶縁性を有する膜、金属からなる膜、窒化物半導体
からなる膜いずれの場合でも、設ける効果は絶大とな
る。

【００４５】このように傾斜を設けることは、上記図２
（さらには以下に示す図８および図９）を用いて示した
リッジストライプを形成した際に露出した露出面をエッ
チングしない場合でも用いることができ、その場合は、
ｐ型窒化物半導体層まで積層後、ｎ型窒化物半導体層を
露出させてｎ側オーミック電極等のｎ側電極を形成する
ためのエッチングの際に、導波路領域の端面を窒化物半
導体層の成長方向に対して傾斜して設けることで、同様
の効果が得られる。

【００４６】また、本発明の多重量子井戸構造の活性層
のうち、井戸層はＡｌ_ＸＩｎ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦
Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）を用いることができるが、好
ましくはＩｎ_ＹＧａ_１−ＹＮ（０＜Ｙ＜１）を用いるこ
とができる。

【００４７】本発明で課題とされているリップルは４２
０ｎｍ以下で発振する窒化物半導体レーザ素子の場合に
顕著に発生する。これは多重量子井戸からなる活性層の
井戸層の組成に大きく関係し、４２０ｎｍより長い範囲
で発振する窒化物半導体レーザ素子はＩｎ_ｐＧａ_１−ｐ
Ｎ（０＜ｐ＜１）において、Ｉｎの混晶比が大きいの
で、Ｉｎの組成不均一が大きく、導波路領域での内部ロ
スが大きくなり、端面で反射してきた戻り光、さらには
導波路領域から漏れた漏れ光は、４２０ｎｍ以下で発振
するレーザ素子と比べて小さい。よって、本発明は特に
４２０ｎｍ以下で発振する窒化物半導体レーザにおいて
特に効果を発揮するものである。

【００４８】また、本発明において第２の膜は、リッジ
ストライプから離れた露出面に形成されるが、これは少
なくともリッジストライプから０．５μｍ離れた露出面
から外側に向けて形成されるものであり、この距離を好
ましくは１μｍ以上２μｍ以下に設けることで、最も有
効に戻り光および漏れ光を減少させることができる。

【００４９】本発明において、その他の層の構成、およ
び層の形成方法などは、特に限定せず、従来知られてい
る窒化物半導体レーザ素子の構成、形成方法を用いるこ
とができる。

【００５０】（実施の形態２）次に示す実施の形態２
は、実施の形態１において、第２の絶縁膜のみを金属か
らなる第２の膜とした形態であり、他の構成、またはそ
れによる効果等は実施の形態１と同様である。

【００５１】第２の膜として用いる金属としては導波路
領域の屈折率よりも大きい値を有するものであればよ
く、さらに好ましくはレーザ発振波長の光を吸収するも
のであることが好ましい。具体的に好ましい材料として
は、Ｎｂであり、これらの材料は、横方向に導波した光
を金属からなる第２の膜と接する部位で、金属からなる
第２の膜の方に進み、金属からなる第２の膜を導波する
（図４）。このように金属からなる第２の膜を導波する
ことにより戻り光を減少させることができ、また以下の
ように金属からなる第２の膜をレーザ発振波長の光を吸
収する材料を選択するか、金属からなる第２の膜上に金
属からなるｐ側パッド電極を形成することにより、漏れ
光を減少させることができる。

【００５２】第２の膜として金属を用いる場合、好まし
い膜厚としては、２００オングストローム以上とし、さ
らに好ましくは１５００オングストローム以上、５００
０オングストローム以下とする。膜厚を上記範囲にする
ことで、戻り光及び漏れ光を効率的に減少させることが
できる。１５００オングストローム以上とする理由は、
上記第２の膜を絶縁膜とした場合と同じ理由であり、５
０００オングストローム以下とすることで、金属からな
る第２の膜上に設けるｐ側パッド電極でも光を吸収さ
せ、戻り光及び漏れ光をさらに減少させることができ
る。

【００５３】しかしながら、第２の膜として金属からな
る膜を設ける場合、図８、９に示すように、第２の膜上
に形成されるｐ側パッド電極は金属からなる第２の膜と
の間に絶縁膜を介して形成される。このｐ側パッド電極
と金属からなる第２の膜との間に形成される絶縁膜は、
図８のように、リッジストライプ近傍およびリッジスト
ライプ側面に形成された絶縁性を有する第１の膜が、リ
ッジストライプ側面から連続して形成されたものでもよ
いし、図９のように、絶縁性を有する第１の膜と異なる
材料からなる絶縁性を有する第３の膜が形成されたもの
でもよい。ｐ側パッド電極と金属からなる第２の膜との
間に形成される絶縁膜を絶縁性を有する第１の膜とした
場合、製造工程が簡略化される点で好ましいが、異なる
材料とした場合、リッジストライプから離れた位置に置
いて導波路上に順に形成される金属からなる第２の膜、
絶縁膜、ｐ側パッド電極の３層を導波路から離れるにし
たがって、屈折率が導波路領域の屈折率よりも段階的に
大きくなるように材料を適宜選択することができ、本発
明の効果として特に大きいものが得られる。具体的に最
も好ましい材料の構成としては、第２の膜をＮｂ、絶縁
膜をＳｉＯ_２、ｐ側パッド電極をＲｈＯである。またｐ
側パッド電極のＲｈＯは、ＮｉとＡｕの合金を１５００
オングストローム以下（例えばＮｉを１００オングスト
ロームとＡｕを１４００オングストローム）の膜厚で形
成することで、段階的に屈折率が大きくなるという特性
を損ねることなく、パッド電極のはがれ防止効果も具備
することができる。

【００５４】（実施の形態３）次に示す実施の形態３
は、実施の形態１において、第２の膜を、絶縁性を有す
るものや金属ではなく、半導体からなる膜としたものあ
る。他の構成、またはそれによる効果等は実施の形態１
と同様である。

【００５５】第２の膜として用いる半導体としては導波
路領域の屈折率と等しいか、それよりも大きい値を有す
るものであればよく、さらに好ましくはレーザ発振波長
の光を吸収するものであることが好ましい。レーザ発振
波長の光を吸収するものとは、言い換えると、多重量子
井戸層のうち、井戸層のバンドギャップエネルギーに等
しいか、それよりも小さいバンドギャップエネルギーの
窒化物半導体であり、第２の膜として、井戸層のバンド
ギャップエネルギーよりも大きいバンドギャップエネル
ギーの窒化物半導体を用いると、漏れ光を吸収させる効
果は全く起こらない。またこの第２の膜は、同じ窒化物
半導体層上に形成するので、結晶性よく形成することが
できる。

【００５６】さらに第２の膜として用いる半導体の好ま
しい材料を具体的に説明すると、上記記載の井戸層のバ
ンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエ
ネルギーの窒化物半導体として、井戸層のバンドギャッ
プエネルギーとの差が０．１ｅＶ以上０．３ｅＶ以下で
形成することを特徴とする。井戸層がＩｎ_ＸＧａ_１− _Ｘ
Ｎ（０＜Ｘ≦１）の場合、第２の膜はＩｎ_ＺＧａ_１−Ｚ
Ｎ（０＜Ｚ＜１かつＸ＜Ｚ）となり、必ずＩｎを含むも
のとなり、ＩｎＧａＮ形成時のＩｎは混晶比が大きいほ
ど、Ｉｎの偏析が起こりやすいという公知の事実から、
Ｉｎは吸収係数が大きいので、吸収させるという効果が
顕著にあらわれる。しかしながら、ＩｎＧａＮのＩｎの
混晶比を大きくしすぎると第２の膜の結晶表面があれて
しまい、その上に形成するパッド電極、または絶縁膜が
はがれやすくなってしまうので、好ましくなくこれらの
ことから、上記０．１ｅＶ以上０．３ｅＶとすることが
好ましい。

【００５７】これらの材料を適宜選択し用いることで、
横方向に導波した光が、窒化物半導体からなる第２の膜
と接する部位で、第２の膜の方に進み、第２の膜を導波
する（図４）。このように窒化物半導体からなる第２の
膜を導波することにより戻り光を減少させることができ
る。

【００５８】第２の膜として半導体を用いる場合、好ま
しい膜厚としては、２００オングストローム以上、２０
００オングストローム以下とすることで、戻り光および
漏れ光を効率的に減少させることができる。とくにＩｎ
_ＺＧａ_１−ＺＮ（０＜Ｚ＜１）を用いる場合は、５００
オングストローム以上１５００オングストローム以下と
する。５００オングストローム以上とすることで、Ｉｎ
ＧａＮがほぼ均一な膜厚で形成され、戻り光および漏れ
光を減少させる効果を再現性よく発揮することができ、
１５００オングストローム以下とすることで、第２の膜
の表面があれることなく、その上に形成する材料との密
着性も良くなる。ここで、第２の膜をＩｎＧａＮとする
場合、金属や絶縁性を有する膜を設ける場合よりも薄く
形成できるが、これはバンド端吸収によるもので、表面
をあらすことなく吸収させるという両者の効果を奏す
る。

【００５９】また窒化物半導体からなる第２の膜上に金
属からなるｐ側パッド電極を形成することにより、さら
に漏れ光を減少させることができる。しかしながら、第
２の膜として窒化物半導体からなる膜を設ける場合、第
２の膜上に形成されるｐ側パッド電極は窒化物半導体か
らなる第２の膜との間に絶縁膜を介して形成される。こ
のｐ側パッド電極と窒化物半導体からなる第２の膜との
間に形成される絶縁膜は、図８に示すように、リッジス
トライプ近傍およびリッジストライプ側面に形成された
絶縁性を有する第１の膜が、リッジストライプ側面から
連続して形成されたものでもよいし、図９に示すよう
に、絶縁性を有する第１の膜と異なる材料からなる絶縁
性を有する第３の膜が形成されたものでもよい。ｐ側パ
ッド電極と窒化物半導体からなる第２の膜との間に形成
される絶縁膜を絶縁性を有する第１の膜とした場合、製
造工程が簡略化される点で好ましいが、異なる材料とし
た場合、リッジストライプから離れた位置において導波
路上に順に形成される窒化物半導体からなる第２の膜、
絶縁膜、ｐ側パッド電極の３層を導波路から離れるにし
たがって、屈折率が導波路領域の屈折率よりも段階的に
大きくなるように材料を適宜選択することができ、本発
明の効果として特に大きいものが得られる。具体的に好
ましい３層の構成としては、第２の膜をＩｎＧａＮ（井
戸層のＩｎ_ＸＧａ_１−ＸＮ（０＜Ｘ≦１）よりもバンド
ギャップエネルギーが小さく、その差が０．１ｅＶ以上
０．３ｅＶ以下のＩｎＧａＮ）、絶縁膜をＳｉＯ_２、ｐ
側パッド電極をＲｈＯである。またｐ側パッド電極のＲ
ｈＯは、ＮｉとＡｕの合金を１５００オングストローム
以下（例えばＮｉを１００オングストロームとＡｕを１
４００オングストローム）の膜厚で形成することで、段
階的に屈折率が大きくなるという特性を損ねることな
く、パッド電極のはがれ防止効果もさらに増大すること
ができる。

【００６０】以下に実施例を示すが、いうまでもなく、
窒化物半導体レーザ素子の構造、および形成方法はこれ
に限るものではない。

【００６１】

【実施例】［実施例１］図２は本発明の一実施例に係る
レーザ素子の構造を示す模式的な断面図でありストライ
プ状の突出部に垂直な面で切断した際の積層構造を示す
ものである。以下、この図を基に実施例１について説明
する。

【００６２】図２には、窒化物半導体と異なる異種基板
１０１上に、バッファ層、アンドープのＧａＮよりなる
下地層１０２、ＳｉドープのＧａＮよりなるｎ型コンタ
クト層１０３、クラック防止層１０４、アンドープのＡ
ｌＧａＮ／ＳｉドープのＧａＮの超格子からなるｎ型ク
ラッド層１０５、アンドープＧａＮよりなるｎ型光ガイ
ド層１０６、ＳｉドープのＩｎＧａＮからなる障壁層と
アンドープのＩｎＧａＮよりなる井戸層とを繰り返し積
層することで、多重量子井戸を構成する活性層１０７、
ＭｇドープのＡｌＧａＮからなるｐ側キャップ層１０
８、アンドープのＧａＮよりなるｐ型光ガイド層１０
９、アンドープのＡｌＧａＮ／ＭｇドープのＧａＮの超
格子からなるｐ型クラッド層１１０、ＭｇドープのＧａ
Ｎよりなるｐ型コンタクト層１１１が順に積層された積
層構造となっており、ｎ型コンタクト層１０３が露出さ
れ、またｐ型窒化物半導体層が、ｐ型クラッド層１１０
が露出するまでエッチングされて、リッジストライプが
形成されており、ｐ型窒化物半導体層露出面のうち、リ
ッジストライプ近傍、すなわちリッジストライプ側面か
ら連続してなるｐ型クラッド層露出面のうちリッジスト
ライプに近い側、およびリッジストライプ側面には第１
の絶縁膜３０１が、またリッジストライプから離れた位
置、すなわちリッジストライプ側面から連続してなるｐ
型クラッド層露出面のうちリッジストライプから遠い側
に、導波路領域の共振器面と異なる側面にまで第２の絶
縁膜３０２が形成されている。言いかえればｐ型窒化物
半導体層露出面のうち、第１の絶縁膜３０１はリッジス
トライプに接して設けられており、第２の絶縁膜３０２
はリッジストライプに接しないで設けられている。さら
に、電極としてｐ側には、第１の絶縁膜及びリッジスト
ライプ上部のｐ型窒化物半導体層露出面にはｐ側オーミ
ック電極２０１が、またｐ側オーミック電極２０１上お
よび第１、第２の絶縁膜上にはｐ側パッド電極２０２が
設けられ、ｎ側には、ｎ型コンタクト層上にはｎ側オー
ミック電極２０３、ｎ側オーミック電極２０３上および
第２の絶縁膜上にはｎ側パッド電極２０４が設けられて
いる。

【００６３】ここで、本実施例では、基板として窒化物
半導体と異なる異種基板１０１を用いているが、ＧａＮ
基板などの窒化物半導体からなる基板を用いても良い。
ここで、異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面、及び
Ａ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（Ｍ
ｇＡ１_２Ｏ_４のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４
Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、
及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物
半導体を成長させることが可能で従来から知られてお
り、窒化物半導体と異なる基板材料を用いることができ
る。好ましい異種基板としては、サファイア、スピネル
が挙げられる。また、異種基板は、オフアングルしてい
てもよく、この場合ステップ状にオフアングルしたもの
を用いると窒化ガリウムからなる下地層の成長が結晶性
よく成長させるため好ましい。更に、異種基板を用いる
場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地層となる
窒化物半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方
法により除去して、窒化物半導体の単体基板として素子
構造を形成してもよく、また、素子構造形成後に、異種
基板を除去する方法でも良い。

【００６４】基板として、（０００１）Ｃ面を主面とす
るサファイア基板を用いた。この時、オリフラ面はＡ面
であった。窒化物半導体を成長させる基板としては、サ
ファイア（主面がＣ面、Ｒ面、Ａ面）の他、ＳｉＣ、Ｚ
ｎＯ、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、ＧａＡｓ等、窒化
物半導体を成長させるために知られている、窒化物半導
体と異なる材料よりなる異種基板を用いることができ
る。また、ＧａＮなどの窒化物半導体からなる基板上に
直接積層しても良い。

【００６５】（バッファ層）１インチφ、Ｃ面を主面と
するサファイアよりなる異種基板１をＭＯＶＰＥ反応容
器内にセットし、温度を５００℃にして、トリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ_３）を用い、Ｇａ
Ｎよりなるバッファ層（図示せず）を２００Åの膜厚で
成長させる。

【００６６】（下地層１０２）バッファ層成長後、温度
を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アン
ドープＧａＮよりなる下地層１０２を４μｍの膜厚で成
長させる。この層は、素子構造を形成する各層の成長に
おいて基板として作用する。このように、異種基板上
に、窒化物半導体の素子構造を形成する場合には、低温
成長バッファ層、窒化物半導体の基板となる下地層を形
成すると良い。

【００６７】（ｎ型コンタクト層１０３）次に、アンモ
ニアとＴＭＧ、不純物ガスとしてシランガスを用い、窒
化物半導体基板１の上に、１０５０℃でＳｉを３×１０
^１８／ｃｍ^３ドープしたＧａＮよりなるｎ型コンタクト
層１０３を４μｍの膜厚で成長させる。

【００６８】（クラック防止層１０４）次に、ＴＭＧ、
ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、
温度を８００℃にしてＩｎ_０．０６Ｇａ_０．９４Ｎより
なるクラック防止層１０４を０．１５μｍの膜厚で成長
させる。なお、このクラック防止層は省略可能である。

【００６９】（ｎ型クラッド層１０５）続いて、１０５
０℃でＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ、ア
ンモニアを用い、アンドープＡｌ_０．１６Ｇａ_０．８４
Ｎよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＡ
を止めて、シランガスを流し、Ｓｉを１×１０^１９／ｃ
ｍ^３ドープしたｎ型ＧａＮよりなる層を２５Åの膜厚で
成長させる。それらの層を交互に積層して超格子層を構
成し、総膜厚１．２μｍの超格子よりなるｎ型クラッド
層１０５を成長させる。

【００７０】（ｎ型光ガイド層１０６）続いて、シラン
ガスを止め、１０５０℃でアンドープＧａＮよりなるｎ
型光ガイド層１０６を０．２μｍの膜厚で成長させる。
このｎ型光ガイド層８にｎ型不純物をドープしても良
い。

【００７１】（活性層１０７）次に、温度を８００℃に
して、ＳｉドープＩｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎよりなる
障壁層を１００Åの膜厚で成長させ、続いて同一温度
で、アンドープＩｎ_０． _２Ｇａ_０．８Ｎよりなる井戸層
を４０Åの膜厚で成長させる。障壁層と井戸層とを２回
交互に積層し、最後に障壁層で終わり、総膜厚３８０Å
の多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層１０７を成長さ
せる。活性層は本実施例のようにアンドープでもよい
し、またｎ型不純物及び／又はｐ型不純物をドープして
も良い。不純物は井戸層、障壁層両方にドープしても良
く、いずれか一方にドープしてもよい。なお障壁層にの
みｎ型不純物をドープすると閾値が低下しやすい。

【００７２】（ｐ側キャップ層１０８）次に、温度を１
０５０℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ_２
Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ｐ
型光ガイド層１１よりもバンドギャップエネルギーが大
きい、Ｍｇを１×１０^２０／ｃｍ^３ドープしたｐ型Ａｌ
_０．３Ｇａ_０．７Ｎよりなるｐ側キャップ層１０８を３
００Åの膜厚で成長させる。

【００７３】（ｐ型光ガイド層１０９）続いてＣｐ_２Ｍ
ｇ、ＴＭＡを止め、１０５０℃で、バンドギャップエネ
ルギーがｐ側キャップ層１０よりも小さい、アンドープ
ＧａＮよりなるｐ型光ガイド層１０９を０．２μｍの膜
厚で成長させる。

【００７４】このｐ型光ガイド層１０９は、アンドー
プ、すなわち意図的にドープしない状態で成長させる
が、ｐ側キャップ層、ｐ型クラッド層の隣接する層から
のＭｇ拡散が起こり、実際にはＭｇ濃度が５×１０^１６
／ｃｍ^３となり、Ｍｇがドープされた層となる。

【００７５】（ｐ型クラッド層１１０）続いて、ＴＭＡ
を流し、１０５０℃でアンドープＡｌ_０．１６Ｇａ
_０．８４Ｎよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、続い
てＴＭＡを止め、Ｃｐ_２Ｍｇを流し、ＭｇドープＧａＮ
よりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、繰り返し積層す
ることで、総膜厚０．６μｍの超格子層よりなるｐ型ク
ラッド層１１０を成長させる。ｐ型クラッド層は少なく
とも一方がＡｌを含む窒化物半導体層を含み、互いにバ
ンドギャップエネルギーが異なる窒化物半導体層を積層
した超格子で作製した場合、不純物はいずれか一方の層
に多くドープして、いわゆる変調ドープを行うと結晶性
が良くなる傾向にあるが、両方に同じようにドープして
も良い。クラッド層１１０は、Ａｌを含む窒化物半導体
層、好ましくはＡｌ_ＸＧａ_１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）を含
む超格子構造とすることが望ましく、さらに好ましくは
ＧａＮとＡｌＧａＮとを積層した超格子構造とする。ｐ
型クラッド層１１０を超格子構造とすることによって、
クラッド層全体のＡｌ混晶比を上げることができるの
で、クラッド層自体の屈折率が小さくなり、さらにバン
ドギャップエネルギーが大きくなるので、閾値を低下さ
せる上で非常に有効である。さらに、超格子としたこと
により、クラッド層自体に発生するピットが超格子にし
ないものよりも少なくなるので、ショートの発生も低く
抑えることができる。

【００７６】（ｐ型コンタクト層１１１）最後に、１０
５０℃で、ｐ型クラッド層１１０の上に、Ｍｇを１×１
０^２０／ｃｍ^３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コン
タクト層１１１を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ型コ
ンタクト層はｐ型のＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０
≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）で構成することができ、好
ましくはＭｇをドープしたＧａＮとすれば、ｐ電極２０
１と最も好ましいオーミック接触が得られる。コンタク
ト層１１１は電極を形成する層であるので、１×１０
^１７／ｃｍ^３以上の高キャリア濃度とすることが望まし
い。１×１０^１７／ｃｍ^３よりも低いと電極と好ましい
オーミックを得るのが難しくなる傾向にある。さらにコ
ンタクト層の組成をＧａＮとすると、電極材料と好まし
いオーミックが得られやすくなる。

【００７７】以上のようにして窒化物半導体を成長させ
たウエーハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コン
タクト層の表面にＳｉＯ_２よりなる保護膜を形成して、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ_４ガ
スによりエッチングし、図２に示すように、ｎ電極を形
成すべきｎ型コンタクト層１０３の表面を露出させる。
このように窒化物半導体を深くエッチングするには保護
膜としてＳｉＯ_２が最適である。

【００７８】次にストライプ状のリッジストライプ導波
路を形成する方法について説明する。まず、図５（ａ）
に示すように、ｐ型窒化物半導体層４０１の最上層のｐ
型コンタクト層のほぼ全面に、スパッタ装置などのＰＶ
Ｄ装置により、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ_２）より
なる第１の保護膜４０２を０．５μｍの膜厚で形成した
後、第１の保護膜４０２の上に所定の形状のマスクをか
け、フォトレジストよりなる第２の保護膜４０３を、ス
トライプ幅２μｍ、厚さ１μｍで形成する。ここで、第
１の保護膜４０２は、特に絶縁性は問わず、窒化物半導
体のエッチング速度と差がある材料であればどのような
材料でも良い。例えばＳｉ酸化物（ＳｉＯ_２を含む）、
フォトレジスト等が用いられ、好ましくは、後に形成す
る第１の絶縁膜との溶解度差を設けるために、第１の絶
縁膜よりも酸に対して溶解されやすい性質を有している
材料を選択する。酸としてはフッ酸を好ましく用い、そ
のためフッ酸に対して溶解しやすい材料として、Ｓｉ酸
化物を好ましく用いる。

【００７９】次に、図５（ｂ）に示すように第２の保護
膜４０３形成後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装
置により、ＣＦ_４ガスを用い、第２の保護膜４０３をマ
スクとして、前記第１の保護膜４０２をエッチングし
て、ストライプ状とする。

【００８０】その後エッチング液で処理してフォトレジ
ストのみを除去することにより、ｐ型コンタクト層の上
にストライプ幅２μｍの第１の保護膜４０２が形成でき
る。

【００８１】さらに、図５（ｃ）に示すように、ストラ
イプ状の第１の保護膜４０２形成後、再度ＲＩＥにより
ＳｉＣｌ_４ガスを用いて、ｐ型コンタクト層、およびｐ
型クラッド層、ｐ型光ガイド層をエッチングして、ｐ型
光ガイド層のエッチングされた領域（リッジストライプ
部以外の領域）における膜厚が１０００Åとなる深さの
ストライプ状の導波路領域として、リッジストライプを
形成する。

【００８２】さらに、図５（ｄ）に示すように、リッジ
ストライプ形成後、さらにリッジストライプから離れた
位置に、所定の形状のマスクをかけ、フォトレジストよ
りなる第３の保護膜４０４を形成する。第３の保護膜は
第２の保護膜と同様の材料を用いるのが好ましい。

【００８３】第３の保護膜４０４を形成後、ウエーハを
スパッタ装置などのＰＶＤ装置に移送し、図５（ｅ）に
示すように、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ_２）よりなる
第１の絶縁膜４０５を、第１の保護膜４０２の上と、エ
ッチングにより露出されたｐ型光ガイド層の上（リッジ
ストライプ部以外の領域）と、第３の保護膜４０４上に
０．５μｍの膜厚で連続して形成する。

【００８４】ここで、第１の絶縁膜４０５の材料として
はＳｉＯ_２以外の材料、好ましくはＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ
_５、ＡｌＮを用いることが望ましい。これらの材料は導
波路を形成する窒化物半導体よりも屈折率が小さい材料
である。また、フッ酸に対しても多少溶解する性質を有
しているものもあるが、レーザ素子の絶縁層にすれば埋
め込み層としてＳｉＯ_２よりもかなり信頼性が高くなる
傾向にある。またＰＶＤ、ＣＶＤのような気相で成膜し
た酸化物系薄膜は、その元素と酸素とが当量反応した酸
化物となりにくいので、酸化物系薄膜の絶縁性に対する
信頼性が不十分となりにくい傾向にあるが、本発明で選
択した前記元素のＰＶＤ、ＣＶＤによる酸化物、ＢＮ、
ＳｉＣ、ＡｌＮはＳｉ酸化物よりも絶縁性に対して信頼
性に優れている傾向にある。しかも酸化物の屈折率を窒
化物半導体よりも小さいもの（例えばＳｉＣ以外のも
の）を選択すると、レーザ素子の埋め込み層として非常
に都合がよい。さらにまた、第１の保護膜４０２をＳｉ
酸化物とすると、Ｓｉ酸化物に対して、フッ酸による選
択性を有しているため、図５（ｅ）に示すようにストラ
イプ導波路の側面、そのストライプが形成されている平
面（エッチストップ層）、及び第１の保護膜４０２の表
面に連続して形成すると、リフトオフ法により、第１の
保護膜４０２のみを除去すると、図５（ｆ）に示すよう
な、平面に対して膜厚が均一な第１の絶縁膜４０５を形
成することができる。

【００８５】第１の絶縁膜４０５形成後、ウエーハを６
００℃で熱処理する。このようにＳｉＯ_２以外の材料を
第１の絶縁膜として形成した場合、第１の絶縁膜成膜後
に、３００℃以上、好ましくは４００℃以上、窒化物半
導体の分解温度以下（１２００℃）で熱処理することに
より、第１の絶縁膜が第１の保護膜の溶解材料（フッ
酸）に対して溶解しにくくなり、この工程を加えること
がさらに望ましい。

【００８６】次に、ウエーハをフッ酸に浸漬し、図５
（ｆ）に示すように、第１の保護膜４０２をリフトオフ
法により除去する。

【００８７】次に図６（ａ）に示すように、ｐ型コンタ
クト層の上の第１の保護膜４０２が除去されて露出した
そのｐ型コンタクト層の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ電
極４０６を形成する。但しｐ電極４０６は１００μｍの
ストライプ幅として、この図に示すように、第１の絶縁
膜４０５の上に渡って形成する。第１の絶縁膜形成後、
既に露出させたｎ型コンタクト層１０３の表面にはＴｉ
／Ａｌよりなるｎ側オーミック電極２０３をストライプ
と平行な方向で形成する。

【００８８】次に図６（ｂ）に示すように、第３の保護
膜４０４を除去し、ｐ型窒化物半導体層を露出させる。

【００８９】次に図６（ｃ）に示すように、ｐ側オーミ
ック電極上と、ｎ側オーミック電極の一部とを覆うよう
にフォトレジストからなる第４の保護膜４０７を形成す
る。

【００９０】第４の保護膜４０７を形成後、ウエーハを
スパッタ装置などのＰＶＤ装置に移送し、図６（ｄ）に
示すように、ＴｉＯ_２よりなる第２の絶縁膜４０８を全
面（、さらに全面から導波路領域の共振器面と異なる側
面まで連続して）に形成し、さらに図６（ｅ）に示すよ
うに、第４の保護膜４０７を除去することでリッジスト
ライプ近傍と、ｎ側オーミック電極上の第２の絶縁膜を
除去する。

【００９１】次に、ｐ、ｎ電極上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ
（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるｐ側
パッド電極２０２およびｎ側パッド電極２０４をそれぞ
れ形成する。

【００９２】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極とを形
成したウエーハのサファイア基板を研磨して７０μｍと
した後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側か
らバー状に劈開し、劈開面（（１１−００）面、六方晶
系の側面に相当する面＝Ｍ面）に共振器を作製する。こ
の共振器面にＳｉＯ_２とＴｉＯ_２よりなる誘電体多層膜
を形成し、最後にｐ電極に平行な方向で、バーを切断し
て図２に示すようなレーザ素子とする。なおこの時の共
振器長は８００μｍであった。

【００９３】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．５であっ
た。さらに図１０は本実施例と比較例１との水平横モー
ドにおけるＦＦＰを比較したものであるが、これを見て
もわかるように、第２の絶縁膜を形成したことで、戻り
光および漏れ光を減少させることができ、比較例１に比
べてリップルの発生を大幅に抑制できる。

【００９４】［実施例２］図３は本発明の他の実施例に
係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図でありスト
ライプ状の突出部に垂直な面で切断した際の積層構造を
示すものである。以下、この図をもとに実施例２につい
て説明する。

【００９５】図３には、実施例１と同様に積層された積
層構造であり、ｎ型コンタクト層１０３が露出され、ま
たｐ型窒化物半導体層が、ｐ型光ガイド層１０９が露出
するまでエッチングされて、リッジストライプが形成さ
れており、さらにリッジストライプを形成した際の露出
面であるｐ型光ガイド層１０９を、第１の絶縁膜３０１
から離れた位置に置いて、ｎ型光ガイド層１０６が露出
するまでエッチングされている。そして、絶縁性を有す
る第１の膜３０１がｐ型窒化物半導体層露出面のうち、
リッジストライプ近傍、すなわちリッジストライプ側面
から連続してなるｐ型光ガイド層露出面のうちリッジス
トライプに近い側、およびリッジストライプ側面に形成
され、またリッジストライプから離れた位置、すなわち
リッジストライプ側面から連続してなるｐ型光ガイド層
露出面のうちリッジストライプから遠い側および、ｐ型
光ガイド層露出面をエッチングして形成された導波路領
域の横方向の端面および該端面から連続してｎ型光ガイ
ド層露出面に絶縁性を有する第２の膜３０２が形成され
ている。

【００９６】まずリッジストライプを形成するまでは実
施例１と同様にして形成する。リッジストライプ形成
後、リッジストライプの側面の最下部からの距離が７μ
ｍより内側をフォトレジストおよびＺｒＯ_２でマスク
し、７μｍより外側を、ｎ型光ガイド層の表面が露出す
るまでエッチングする。

【００９７】その後は、実施例１と同様に、ｐ側オーミ
ック電極、ｎ側オーミック電極、ＴｉＯ_２よりなる第２
の絶縁膜、ｐ側パッド電極、ｎ側パッド電極を形成す
る。このとき第２の絶縁膜はｐ型光ガイド層露出面から
導波路領域の共振器面と異なる側面、さらにｎ型コンタ
クト層露出面にまで渡って形成される。

【００９８】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極とを形
成したウエーハのサファイア基板を研磨して７０μｍと
した後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側か
らバー状に劈開し、劈開面（（１１−００）面、六方晶
系の側面に相当する面＝Ｍ面）に共振器を作製する。こ
の共振器面にＳｉＯ_２とＴｉＯ_２よりなる誘電体多層膜
を形成し、最後にｐ電極に平行な方向で、バーを切断し
て図３に示すようなレーザ素子とする。なおこの時の共
振器長は８００μｍであった。

【００９９】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．５であっ
た。さらに第２の絶縁膜を形成したことで、戻り光およ
び漏れ光を減少させることができ、比較例１に比べてリ
ップルの発生を大幅に抑制できる。

【０１００】［比較例１］各層を積層したあと、図７の
ように第２の絶縁膜を形成しないで、リッジストライプ
から離れた位置の窒化物半導体上には第１の絶縁膜４０
５が接するように形成される以外は、実施例１と同様に
して窒化物半導体レーザ素子を得る。得られたレーザ素
子は、発振波長４００〜４２０ｎｍ、発振しきい値電流
密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２において単一横モードで発振し
たが、水平横モードのＦＦＰはリップルが発生するもの
となる。

【０１０１】［実施例３］図８は本発明の他の実施例に
かかるレーザ素子の構造を示す模式的な断面図でありス
トライプ状の突出部に垂直な面で切断した際の積層構造
を示すものである。

【０１０２】図８には、窒化物半導体と異なる異種基板
５０１上に、バッファ層、アンドープのＧａＮよりなる
下地層５０２、ＳｉドープのＧａＮよりなるｎ型コンタ
クト層５０３、クラック防止層５０４、アンドープのＡ
ｌＧａＮ／ＳｉドープのＧａＮの超格子からなるｎ型ク
ラッド層５０５、アンドープＧａＮよりなるｎ型光ガイ
ド層５０６、ＳｉドープのＩｎＧａＮからなる障壁層と
アンドープのＩｎＧａＮよりなる井戸層とを繰り返し積
層することで、多重量子井戸を構成する活性層５０７、
ＭｇドープのＡｌＧａＮからなるｐ側キャップ層５０
８、アンドープのＧａＮよりなるｐ型光ガイド層５０
９、アンドープのＡｌＧａＮ／ＭｇドープのＧａＮの超
格子からなるｐ型クラッド層５１０、ＭｇドープのＧａ
Ｎよりなるｐ型コンタクト層５１１が順に積層された積
層構造となっており、ｎ型コンタクト層５０３が露出さ
れ、またｐ型窒化物半導体層が、ｐ型クラッド層５１０
が露出するまでエッチングされて、リッジストライプが
形成されており、ｐ型窒化物半導体層露出面のうち、リ
ッジストライプから離れた位置に第２の膜７０２として
Ｎｂが形成されており、さらに残りのｐ型窒化物半導体
層露出面、リッジストライプの側面および第２の膜上お
よび導波路領域の共振器面と異なる側面には絶縁膜７０
１が形成されている。

【０１０３】まずリッジストライプを形成するまでは実
施例１と同様にして形成する。次に、フォトレジストを
全面に塗布し、ｐ型窒化物半導体露出面のうち、リッジ
ストライプから離れた位置において、第２の膜形成部を
露光により露出させる。

【０１０４】つぎにウエーハをスパッタ装置に入れ、ス
ッパッタリングによりＮｂを３００オングストロームの
膜厚で形成した後、エッチング液で処理してフォトレジ
ストのみを除去する。

【０１０５】さらにウエーハをスパッタ装置などのＰＶ
Ｄ装置に移送し、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ_２）より
なる絶縁性を有する第１の膜７０１を、第１の保護膜
（マスク）の上と、エッチングにより露出されたｐ型光
ガイド層の上（リッジストライプ部以外の領域）と、第
２の膜上に０．５μｍの膜厚で連続して形成する。

【０１０６】第１の膜形成後、ウエーハを６００℃で熱
処理する。熱処理以降は実施例１と同様にしてレーザ素
子を得る。なおこの時の共振器長は８００μｍであっ
た。

【０１０７】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．８であっ
た。さらに図１１は本実施例と比較例１との水平横モー
ドにおけるＦＦＰを比較したものであるが、これを見て
もわかるように、第２の膜として金属のＮｂを形成した
ことで、戻り光および漏れ光を減少させることができ、
比較例１に比べてリップルの発生を大幅に抑制できる。

【０１０８】［実施例４］図８は実施例３で、第２の膜
として金属のＮｂを用いるときのレーザ素子の構造を示
す模式的な断面図であるが、これを用いて実施例４を説
明する。実施例４は第２の膜として半導体のＩｎＧａＮ
が形成されたものである。

【０１０９】まずリッジストライプを形成するまでは実
施例１と同様にして形成する。次に、ｐ型窒化物半導体
露出面全面に、ＺｎＯよりなる保護膜を形成する。この
ときＺｎＯよりなる保護膜は、リッジストライプから離
れた位置において、第２の膜形成部を除いて形成する。
続いてＭＯＶＰＥ装置でＩｎＧａＮを７５０オングスト
ロームの膜厚でリッジストライプ部、ＺｎＯ膜上、ｐ型
窒化物半導体層露出面の全面に形成する。そしてウエー
ハをリン酸と硫酸の混合溶液に浸漬してＺｎＯ膜を除去
する。

【０１１０】次に、ウエーハをスパッタ装置などのＰＶ
Ｄ装置に移送し、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ_２）より
なる絶縁性を有する第１の膜を、第１の保護膜（マス
ク）の上と、エッチングにより露出されたｐ型光ガイド
層の上（リッジストライプ部以外の領域）と、第２の膜
上に０．５μｍの膜厚で連続して形成する。

【０１１１】第１の膜４０５形成後、ウエーハを６００
℃で熱処理する。熱処理以降は実施例１と同様にしてレ
ーザ素子を得る。なおこの時の共振器長は８００μｍで
あった。

【０１１２】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．７であっ
た。さらに図１２は本実施例と比較例１との水平横モー
ドにおけるＦＦＰを比較したものであるが、これを見て
もわかるように、第２の膜として窒化物半導体のＩｎＧ
ａＮを形成したことで、戻り光および漏れ光を減少させ
ることができ、比較例１に比べてリップルの発生を大幅
に抑制できる。

【０１１３】［実施例５］図９は本発明の他の実施例に
かかるレーザ素子の構造を示す模式的な断面図でありス
トライプ状の突出部に垂直な面で切断した際の積層構造
を示すものである。

【０１１４】図９には、窒化物半導体と異なる異種基板
５０１上に、バッファ層、アンドープのＧａＮよりなる
下地層５０２、ＳｉドープのＧａＮよりなるｎ型コンタ
クト層５０３、クラック防止層５０４、アンドープのＡ
ｌＧａＮ／ＳｉドープのＧａＮの超格子からなるｎ型ク
ラッド層５０５、アンドープＧａＮよりなるｎ型光ガイ
ド層５０６、ＳｉドープのＩｎＧａＮからなる障壁層と
アンドープのＩｎＧａＮよりなる井戸層とを繰り返し積
層することで、多重量子井戸を構成する活性層５０７、
ＭｇドープのＡｌＧａＮからなるｐ側キャップ層５０
８、アンドープのＧａＮよりなるｐ型光ガイド層５０
９、アンドープのＡｌＧａＮ／ＭｇドープのＧａＮの超
格子からなるｐ型クラッド層５１０、ＭｇドープのＧａ
Ｎよりなるｐ型コンタクト層５１１が順に積層された積
層構造となっており、ｎ型コンタクト層５０３が露出さ
れ、またｐ型窒化物半導体層が、ｐ型クラッド層５１０
が露出するまでエッチングされて、リッジストライプが
形成されており、ｐ型窒化物半導体層露出面のうち、リ
ッジストライプから離れた位置に第２の膜３０２として
Ｎｂが形成されており、さらに残りのｐ型窒化物半導体
層露出面、リッジストライプの側面には、絶縁性を有す
る第１の膜７０１としてＺｒＯ_２が形成されており、第
２の膜上および導波路領域の共振器面と異なる側面には
第１の膜７０１と異なる絶縁性を有する第３の膜７０３
としてＳｉＯ_２が形成されている。

【０１１５】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．７であっ
た。さらに第２の膜として金属のＮｂを形成したこと
で、戻り光および漏れ光を減少させることができ、比較
例１に比べてリップルの発生を大幅に抑制できる。

【０１１６】［実施例６］実施例６は第２の膜としてＩ
ｎＧａＮを用いるもので、他の構成は実施例５および図
９で示すものと同じである。なお、このときのＩｎＧａ
Ｎの形成方法は実施例４と同様にする。

【０１１７】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれのパット電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２
０ｎｍ、発振しきい電流密度２．９ｋＡ／ｃｍ^２におい
て単一横モードでの室温連続発振を示した。次にＦＦＰ
を測定したところ、水平横モードは、比較例１とほぼ同
程度に良好で、アスペクト比は、おおよそ１．６であっ
た。さらに第２の膜７０２として窒化物半導体のＩｎＧ
ａＮを形成したことで、戻り光および漏れ光を減少させ
ることができ、比較例１に比べてリップルの発生を大幅
に抑制できる。

【０１１８】

【発明の効果】以上のように、本発明では導波路領域に
おいてリッジストライプから離れた位置において、戻り
光および漏れ光を吸収させる構造とすることで、戻り光
およｈび漏れ光を減少させ、ＦＦＰにリップルののらな
い窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒化物半導体レーザ素子の導波路領域を示す模
式図、

【図２】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図、

【図３】本発明の他の実施の形態に係る窒化物半導体レ
ーザ素子の模式的断面図、

【図４】本発明の導波路領域での光導波機構を説明する
図、

【図５】本発明の一実施の形態に係る製造方法を説明す
る模式的断面図、

【図６】本発明の一実施の形態に係る製造方法を説明す
る模式的断面図、

【図７】比較例として用いた従来の窒化物半導体レーザ
素子の模式的断面図、

【図８】本発明の他の実施の形態に係る窒化物半導体レ
ーザ素子の模式的断面図、

【図９】本発明の他の実施の形態に係る窒化物半導体レ
ーザ素子の模式的断面図、

【図１０】本発明の実施例１に係る窒化物半導体レーザ
素子と比較例１との水平横モードにおけるＦＦＰを比較
した図、

【図１１】本発明の実施例３に係る窒化物半導体レーザ
素子と比較例１との水平横モードにおけるＦＦＰを比較
した図、

【図１２】本発明の実施例４に係る窒化物半導体レーザ
素子と比較例１との水平横モードにおけるＦＦＰを比較
した図。

【符号の説明】

１０１、５０１・・・異種基板、１０２、５０２・・・下地層、１０３、５０３・・・ｎ型コンタクト層、１０４、５０４・・・クラック防止層、１０５、５０５・・・ｎ型クラッド層、１０６、５０６・・・ｎ型光ガイド層、１０７、５０７・・・活性層、１０８、５０８・・・ｐ側キャップ層、１０９、５０９・・・ｐ型光ガイド層、１１０、５１０・・・ｐ型クラッド層、１１１、５１１・・・ｐ型コンタクト層、２０１、４０６、６０１・・・ｐ側オーミック電極、２０２、６０２・・・ｐ側パッド電極、２０３、６０３・・・ｎ側オーミック電極、２０４、６０４・・・ｎ側パッド電極、３０１、４０５、７０１・・・第１の絶縁膜（絶縁性を
有する第１の膜）、３０２、４０８・・・第２の絶縁膜（第２の膜）、４０１・・・ｐ型窒化物半導体層、４０２・・・第１の保護膜、４０３・・・第２の保護膜、４０４・・・第３の保護膜、４０７・・・第４の保護膜、７０２・・・第２の膜、７０３・・・第３の膜（絶縁性を有する第３の膜）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松山裕司徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化学工業株式会社内 (72)発明者川田康博徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化学工業株式会社内Ｆターム(参考） 5F058 BA20 BB01 BD01 BD05 BE02 5F073 AA13 AA74 AA83 CA17 CB05 DA05 DA16 DA25 DA32 DA33 EA18 FA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実効的に高屈折率領域と低屈折率領域を設
けることで、クラッド層に挟まれた活性層内に導波路が
形成された実効屈折率型の窒化物半導体レーザ素子にお
いて、前記低屈折率領域の一部には光損失領域が設けられてな
ることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】ｎ型窒化物半導体層と多重量子井戸構造の
活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層と、ｐ型
クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくとも順に形
成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくともｐ型クラ
ッド層が露出するまでエッチングされてリッジストライ
プが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レーザ素子
であって、エッチングによって露出された露出面のリッジストライ
プ近傍およびリッジストライプ側面には導波路領域の屈
折率よりも小さい値を有する第１の膜が形成され、リッ
ジストライプから離れた該露出面および導波路領域の共
振器面と異なる側面には、導波路領域の屈折率よりも大
きい値を有する第２の膜が形成されていることを特徴と
する窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】ｎ型窒化物半導体層と多重量子井戸構造の
活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層と、ｐ型
クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくとも順に形
成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくともｐ型クラ
ッド層が露出するまでエッチングされてリッジストライ
プが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レーザ素子
であって、エッチングによって露出された露出面のリッジストライ
プ近傍およびリッジストライプ側面には、導波路領域の
屈折率よりも小さい値を有する第１の絶縁膜が形成さ
れ、リッジストライプから離れた該露出面および導波路
領域の共振器面と異なる側面には、導波路領域の屈折率
よりも大きい値を有する第２の絶縁膜が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の窒化
物半導体レーザ素子。
【請求項４】前記第２の絶縁膜は導波路領域の屈折率よ
りも大きい値を有しかつ、レーザ発振波長の光を吸収す
る材料であることを特徴とする請求項３に記載の窒化物
半導体レーザ素子。
【請求項５】前記第２の絶縁膜はＴｉＯ_２，Ｎｂ
_２Ｏ_５、ＲｈＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＣから
選ばれた１つであることを特徴とする請求項３または請
求項４に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】前記エッチングによって露出された露出面
のうち、前記第１の絶縁膜から離れた位置において、さ
らに少なくとも活性層に接するｎ型窒化物半導体層が露
出するまで窒化物半導体がエッチングされていることを
特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載
の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】前記第２の絶縁膜において、前記導波路領
域の上部に形成された第２の絶縁膜上には第２の絶縁膜
に接して金属からなるｐ側パッド電極が形成されている
ことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１つ
に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】前記導波路領域の共振器面と異なる側面
が、リッジストライプ下部の導波路領域で発振したレー
ザ光が該側面において帰還しない程度に、窒化物半導体
層の成長方向に対して傾斜を設けていることを特徴とす
る請求項３乃至請求項７のいずれか１つに記載の窒化物
半導体レーザ素子。
【請求項９】ｎ型窒化物半導体層と多重量子井戸構造の
活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層と、ｐ型
クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくとも順に形
成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくともｐ型クラ
ッド層が露出するまでエッチングされてリッジストライ
プが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レーザ素子
であって、エッチングによって露出された露出面のリッジストライ
プ近傍およびリッジストライプ側面には、導波路領域の
屈折率よりも小さい値を有する絶縁性からなる第１の膜
が形成され、リッジストライプから離れた該露出面およ
び導波路領域の共振器面と異なる側面には、導波路領域
の屈折率よりも大きい値を有する金属からなる第２の膜
が形成されていることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】ｎ型窒化物半導体層と多重量子井戸構造
の活性層と、その上に少なくともｐ型光ガイド層と、ｐ
型クラッド層と、ｐ型コンタクト層とが少なくとも順に
形成され、該ｐ型コンタクト層側から少なくともｐ型ク
ラッド層が露出するまでエッチングされてリッジストラ
イプが設けられた実効屈折率型の窒化物半導体レーザ素
子であって、エッチングによって露出された露出面のリッジストライ
プ近傍およびリッジストライプ側面には、導波路領域の
屈折率よりも小さい値を有する絶縁性からなる第１の膜
が形成され、リッジストライプから離れた該露出面およ
び導波路領域の共振器面と異なる側面には、導波路領域
の屈折率よりも大きい値を有する窒化物半導体からなる
第２の膜が形成されていることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】前記第２の膜は導波路領域の屈折率より
も大きい値を有しかつ、レーザ発振波長の光を吸収する
材料であることを特徴とする請求項９または請求項１０
に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】前記第２の膜はＳｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｎｉから選ばれた１つからなる金属膜であることを
特徴とする請求項９または請求項１１に記載の窒化物半
導体レーザ素子。
【請求項１３】前記第２の膜はＩｎ_ＺＧａ_１−ＺＮ（０
＜Ｚ＜１）であることを特徴とする請求項１０または請
求項１１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】前記エッチングによって露出された露出
面のうち、前記リッジストライプから離れた位置におい
て、さらに少なくとも活性層に接するｎ型窒化物半導体
層が露出するまで窒化物半導体がエッチングされている
ことを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１
つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１５】前記第２の膜において、前記導波路領域
の上部に形成された第２の膜上には第２の膜に接して前
記絶縁膜がリッジストライプ近傍およびリッジストライ
プ側面から連続して形成されており、さらに該絶縁膜上
に、該絶縁膜に接して金属からなるｐ側パッド電極が形
成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１４
のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１６】前記第２の膜において、該導波路領域の
上部に形成された第２の膜上には第２の膜に接して、リ
ッジストライプ近傍およびリッジストライプ側面に形成
された前記第１の膜と異なる材料からなる絶縁性を有す
る第３の膜が形成されており、さらに該第３の膜上には
第３の絶縁膜に接して金属からなるｐ側パッド電極が形
成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１５
のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１７】前記導波路領域の共振器面と異なる側面
が、リッジストライプ下部の導波路領域で発振したレー
ザ光が該側面において帰還しない程度に、窒化物半導体
層の成長方向に対して傾斜を設けていることを特徴とす
る請求項９乃至請求項１６のいずれか１つに記載の窒化
物半導体レーザ素子。