JP2005294322A - Semiconductor laser element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element which has a high light emitting efficiency and which can obtain the shape of a laser beam near a true circle shape as compared with a conventional one. <P>SOLUTION: This semiconductor laser element includes an active layer 3 formed on an n-type side clad layer 2, and a p-type side clad layer 4 formed on the active layer 3 and having a protrusion and flat parts 4a and 4b except the protrusion. And, the flat parts 4a and 4b of the p-type side clad layer 4 include the flat part 4a disposed on a region A1 near the resonator end face 10a of a light emitting side and a flat part 4b disposed on a region B1 including the central region of the element except the region A1. The thickness tA1 of the flat part 4a is smaller than the thickness tB1 of the flat part 4b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体レーザ素子に関し、特に、活性層を含む半導体レーザ素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device including an active layer.

従来、活性層上に、凸部(リッジ部)と、凸部以外の平坦部とを有する半導体層を含む半導体レーザ素子が知られている。 Conventionally, on the active layer, the convex portion (ridge portion), a semiconductor laser device including a semiconductor layer having a flat portion other than the convex portion is known.

図27は、従来の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 Figure 27 is a perspective view showing the structure of a conventional semiconductor laser device. 図28および図29は、それぞれ、図27に示した従来の半導体レーザ素子のレーザ光の垂直方向および水平方向の広がり角を説明するための側面図および上面図である。 28 and 29 are respectively a side view and a top view for explaining the vertical and horizontal spread angle of the laser beam of a conventional semiconductor laser device shown in FIG. 27. まず、図27を参照して、従来の半導体レーザ素子では、n型半導体基板101上に、n型半導体からなるn側クラッド層102が形成されている。 First, referring to FIG. 27, in the conventional semiconductor laser device, on the n-type semiconductor substrate 101, n-side cladding layer 102 made of n-type semiconductor is formed. n側クラッド層102上には、活性層103が形成されている。 On the n-side cladding layer 102, the active layer 103 is formed. 活性層103上には、凸部と、凸部以外の平坦部とを有するp型半導体からなるp側クラッド層104が形成されている。 On the active layer 103, a convex portion, p-side cladding layer 104 made of p-type semiconductor having a flat portion other than the convex portion is formed. p側クラッド層104の凸部上には、p型半導体からなるコンタクト層105が形成されている。 On the convex portion of the p-side cladding layer 104, a contact layer 105 made of p-type semiconductor is formed. このコンタクト層105とp側クラッド層104の凸部とによって、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)のリッジ部106が構成されている。 By the convex portion of the contact layer 105 and the p-side cladding layer 104, the ridge portion 106 of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated) it is constructed. リッジ部106を構成するコンタクト層105上には、p側オーミック電極107が形成されている。 On the contact layer 105 constituting the ridge portion 106, p-side ohmic electrode 107 is formed. また、p側クラッド層104の平坦部の上面からn型半導体基板101の途中の深さまでの所定領域が除去されることにより、n型半導体基板101の一部が露出されている。 Further, since the predetermined region from the upper surface of the flat portion of the p-side cladding layer 104 to the middle of the depth of the n-type semiconductor substrate 101 is removed, a portion of the n-type semiconductor substrate 101 is exposed. そして、n型半導体基板101の露出された表面上の所定領域には、n側オーミック電極108が形成されている。 Then, the prescribed region of the exposed surface of the n-type semiconductor substrate 101, n-side ohmic electrode 108 is formed. また、p側オーミック電極107およびn側オーミック電極108以外の表面上には、絶縁膜からなる電流ブロック層109が形成されている。 Further, the p-side ohmic electrode 107 and the n-side ohmic electrode 108 than on the surface, the current blocking layer 109 made of an insulating film is formed.

図27に示した従来の半導体レーザ素子では、活性層103で生成された光が共振器端面100aおよび100bで反射することによりレーザ発振する。 In the conventional semiconductor laser device shown in FIG. 27, laser oscillation by light generated in the active layer 103 is reflected by the resonator end surface 100a and 100b. そして、光出射側の共振器端面100aから出射されるレーザ光は、垂直方向および水平方向からの光閉じ込めによって、スポット形状(光強度分布)が制御されている。 The laser beam emitted from the cavity end face 100a of the light emission side, the optical confinement in the vertical direction and the horizontal direction, the spot shape (light intensity distribution) is controlled. 具体的には、垂直方向の光閉じ込めは、活性層103の上下にそれぞれ位置するp側クラッド層104およびn側クラッド層102により行われる。 Specifically, confinement in the vertical direction the light is performed by the p-side cladding layer 104 and the n-side cladding layer 102 located above and below the active layer 103. また、水平方向の光閉じ込めは、p側クラッド層104の凸部と平坦部とが交差する部分(凸部の下端部)により行われる。 Further, confinement horizontal light, and a convex portion and the flat portion of the p-side cladding layer 104 is performed by the intersection (the lower end portion of the convex portion). なお、図27に示した従来の半導体レーザ素子では、図28に示すように、出射されるレーザ光の垂直方向の広がり角θ1は、約18°である。 In the conventional semiconductor laser element shown in FIG. 27, as shown in FIG. 28, the vertical divergence angle θ1 of the emitted laser light is approximately 18 °. また、図29に示すように、出射されるレーザ光の水平方向の広がり角θ2は、約6°である。 Further, as shown in FIG. 29, the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam emitted is about 6 °. すなわち、図27に示した従来の半導体レーザ素子では、θ1(垂直方向の広がり角)/θ2(水平方向の広がり角)=約3である。 That is, in the conventional semiconductor laser element shown in FIG. 27, .theta.1 (vertical spread angle) / .theta.2 (horizontal spread angle) = about 3.

図27に示した従来の半導体レーザ素子では、上記したように、レーザ光の垂直方向の広がり角θ1(約18°)に対して水平方向の広がり角θ2(約6°)が小さいので、レーザ光の形状を真円(θ1/θ2=1)に近づけるのが困難であった。 In the conventional semiconductor laser device shown in FIG. 27, as described above, the horizontal divergence angle θ2 relative to the vertical spread angle θ1 of the laser beam (about 18 °) (about 6 °) is small, the laser light shape was difficult to close to a perfect circle (θ1 / θ2 = 1). このため、真円形状に近い良好な光強度分布を有する半導体レーザ素子を得るのが困難であるという不都合があった。 Therefore, there is an inconvenience that it is difficult to obtain a semiconductor laser device having good light intensity distribution close to circular shape.

そこで、従来、光出射側の共振器端面近傍の領域のみ、水平方向の光閉じ込めをより強くすることにより、レーザ光の発光スポットの形状(光強度分布)が水平方向に広がるのを抑制することによって、レーザ光の水平方向の広がり角θ2をより大きくする方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, only the region of the cavity end face near the light emitting side, by stronger confinement horizontal direction of the light, the laser light emitting spot of the shape (light intensity distribution) can be inhibited from spreading in the horizontal direction by a method to further increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam has been proposed (e.g., see Patent Document 1). なお、発光スポットの形状(光強度分布)の水平方向の広がりが小さいほど、水平方向の広がり角θ2は大きくなる。 Incidentally, as the horizontal extent of the luminous spot shape (light intensity distribution) is small, the spread angle θ2 in the horizontal direction increases.

上記特許文献1では、基板上に、n側クラッド層、活性層およびp側クラッド層が順次形成されるとともに、p側クラッド層が、凸部と、凸部以外の平坦部とを有する半導体レーザ素子において、光出射側の共振器端面近傍の領域のみ、p側クラッド層の平坦部の上面から、活性層およびn側クラッド層の途中の深さまでエッチングされている。 In Patent Document 1, on the substrate, n-side cladding layer, with the active layer and the p-side cladding layer are sequentially formed, a p-side cladding layer, a semiconductor laser having a convex portion and a flat portion other than the convex portion in the device, only the region of the cavity end face near the light emitting side, from the upper surface of the flat portion of the p-side cladding layer are etched to the middle of the depth of the active layer and the n-side cladding layer. この特許文献1では、活性層をエッチングすることにより活性層の幅を小さくしているので、水平方向の光閉じ込めをより強くすることが可能となる。 In Patent Document 1, since the smaller the width of the active layer by etching the active layer, it is possible to more strongly confined horizontal direction of the light.
特開2002−374035号公報 JP 2002-374035 JP

しかしながら、上記特許文献1では、光出射側の共振器端面近傍の領域において、活性層をエッチングするので、活性層に加わるエッチングダメージが大きくなるという不都合がある。 However, in Patent Document 1, in the region of the cavity end face near the light emitting side, since the etching of the active layer, there is a disadvantage that etching damage of the active layer increases. これにより、エッチングダメージに起因して発生する活性層の結晶欠陥が増大するので、活性層の結晶欠陥部分による光吸収が増大するという不都合が生じる。 Thus, the crystal defects in the active layer caused by the etching damage is increased, resulting disadvantageously light absorption by the crystal defect of the active layer increases. その結果、発光効率が低下するという問題点がある。 As a result, there is a problem that emission efficiency is reduced. また、活性層の結晶欠陥部分に電流が流れることにより結晶欠陥が増殖するという問題点がある。 Further, there is a problem that crystal defects grow a current flows through the crystal defect of the active layer.

また、水平方向の光閉じ込めをより強くする別の方法としては、p側クラッド層の凸部の幅を小さくする方法がある。 As another way to stronger confinement horizontal direction of the light, there is a method to reduce the width of the convex portion of the p-side cladding layer. この場合、水平方向の光閉じ込め機能を有するエッジ部の間隔が小さくなるので、水平方向の光閉じ込めの幅を小さくすることが可能となる。 In this case, since the distance between the edge portion having a horizontal optical confinement function decreases, it is possible to reduce the width of the containment horizontal direction of the light.

しかしながら、p側クラッド層の凸部の幅を小さくする方法では、p側クラッド層の凸部上に形成される電極層との接触面積が小さくなるので、コンタクト抵抗が増大するという不都合が生じる。 However, in the method to reduce the width of the convex portion of the p-side cladding layer, the contact area between the electrode layer formed on the convex portion of the p-side cladding layer is decreased, disadvantageously contact resistance increases occurs. その結果、素子の動作電圧が高くなるので、素子の消費電力が増大するという問題点がある。 As a result, the operating voltage of the device increases, there is a problem that the power consumption of the device is increased.

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、高い発光効率を有し、かつ、従来に比べて真円形状に近いレーザ光の形状を得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。 The present invention has been made in order to solve the aforementioned problems, and an object of the invention has a high luminous efficiency, and the laser beam shape close to a circular shape as compared with the conventional be obtained is to provide a semiconductor laser device capable.

課題を解決するための手段および発明の効果 Effect of means and invention to solve the problems

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、第1半導体層上に形成された活性層と、活性層上に形成され、凸部と、凸部以外の平坦部とを有する第2半導体層とを備えている。 In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to an aspect of the present invention, an active layer formed on the first semiconductor layer, formed on the active layer, and the convex portion, the flat portion other than the convex portion and a second semiconductor layer having a and. そして、第2半導体層の平坦部は、少なくとも光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する第1平坦部と、第1領域以外の素子の中心領域を含む第2領域に位置する第2平坦部とを含み、第2半導体層の第1平坦部の厚みは、第2半導体層の第2平坦部の厚みよりも小さい。 Then, the flat portion of the second semiconductor layer is located at a second region comprising a first flat portion located in the first region of the cavity end face at least near the light output side, the central region of the device other than the first region and a second flat portion, the thickness of the first flat part of the second semiconductor layer is smaller than the thickness of the second flat portion of the second semiconductor layer.

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、活性層上に形成される第2半導体層の凸部以外の平坦部を、少なくとも光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する第1平坦部と、第1領域以外の素子の中心領域を含む第2領域に位置する第2平坦部とを含むように構成するとともに、第1平坦部の厚みを、第2平坦部の厚みよりも小さくすることによって、光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する第2半導体層の凸部の下端部を、素子の中心領域を含む第2領域に位置する第2半導体層の凸部の下端部よりも活性層に近づけることができるので、その活性層に近くなるように形成された第1領域の凸部の下端部により、第1領域における水平方向の光閉じ込めを強くすることができる。 The semiconductor laser device according to this aspect, as described above, the position of the flat portion other than the convex portion of the second semiconductor layer formed on the active layer, the first region of the cavity end face at least near the light output side a first flat portion which, as well as configured to include a second flat portion located on the second region including the central region of the device other than the first region, the thickness of the first flat portion, the second flat portion by smaller than the thickness, the second semiconductor lower end portion of the convex portion of the second semiconductor layer located in the first region of the cavity end face near the light emitting side, located in the second region including the central region of the device it is possible to approximate to the active layer than the lower end portion of the convex portion of the layer, the lower end portion of the convex portion of the first region formed to be close to the active layer, the confinement horizontal direction of the light in the first region it is possible to strongly. これにより、レーザ光の発光スポットの水平方向の広がりを小さくすることができるので、レーザ光の水平方向の広がり角を大きくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the horizontal divergence of the light emitting spot of the laser beam, it is possible to increase the horizontal divergence angle of the laser beam. その結果、レーザ光の形状を真円(垂直方向の広がり角/水平方向の広がり角=1)に近づけることができる。 As a result, it is possible to approximate the shape of the laser beam into a true circle (vertical spread angle / the horizontal spread angle = 1). この場合、第2半導体層の凸部(リッジ部)をエッチングにより形成する際に、第2半導体層の第2領域に位置する第2平坦部の厚みが第1領域に位置する第1平坦部の厚みよりも大きくなるようにエッチングするので、第2領域の第2平坦部に加わるエッチングダメージを、第1領域の第1平坦部に加わるエッチングダメージよりも小さくすることができる。 In this case, when the convex portion of the second semiconductor layer (ridge portion) is formed by etching, the first flat portion thickness of the second flat portion located on the second region of the second semiconductor layer is located in the first region since the etching is larger than the thickness, the etch damage of the second flat portion of the second region can be made smaller than the etching damage of the first flat portion of the first region. これにより、第2領域において、エッチングダメージに起因して発生する第2平坦部下の活性層の結晶欠陥の量を減少させることができる。 Thus, in the second region, the amount of crystal defects in the active layer of the second planar subordinates generated due to etching damage can be reduced. また、第1領域の第1平坦部下に位置する活性層においても、活性層まではエッチングされないので、活性層を含む部分をエッチングすることによりリッジ部を形成する場合に比べて、エッチングダメージに起因して活性層に発生する結晶欠陥の量を減少させることができる。 Further, even in the active layer located in a first flat subordinates of the first region, because until the active layer is not etched, as compared with the case of forming the ridge portion by etching the portion including the active layer, due to etching damage it is possible to reduce the amount of crystal defects generated in the active layer by. その結果、活性層の結晶欠陥部分に流れる発光に寄与しないリーク電流が増大するのを抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the leakage current that does not contribute to light emission flowing in the crystal defect portion of the active layer increases. また、活性層の結晶欠陥が少ないほど電流が流れることに起因する結晶欠陥の増殖を抑制することができる。 Further, it is possible to suppress the growth of crystal defects caused by current flow as crystal defects in the active layer is small. その結果、長寿命で、かつ、高い発光効率を有する半導体レーザ素子を得ることができる。 As a result, long life, and it is possible to obtain a semiconductor laser device having a high luminous efficiency. このように、一の局面による半導体レーザ素子では、長寿命で、かつ、高い発光効率を有するとともに、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な半導体レーザ素子を得ることができる。 Thus, in the semiconductor laser device according to an aspect, a long lifetime, and high and has a luminous efficiency, it is possible to obtain a semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle.

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領域を流れる電流の電流密度が、第2領域を流れる電流の電流密度よりも小さくなるように構成されている。 In the semiconductor laser device according to the aforementioned aspect preferably, the current density of the current flowing through the first region is configured to be smaller than the current density of the current flowing in the second region. このように構成すれば、光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する活性層に注入される電流を、素子の中心領域を含む第2領域に位置する活性層に流れる電流よりも減少させることができるので、第1領域の第2半導体層の第1平坦部の厚みを第2領域の第2半導体層の第2平坦部の厚みよりも小さくすることに起因して、第1領域に位置する活性層の結晶欠陥が、第2領域に位置する活性層の結晶欠陥よりも多くなったとしても、第1領域に位置する活性層の結晶欠陥部分に流れる電流を減少させることができる。 According to this structure, the current injected into the active layer located in the first region of the cavity end face near the light exit side, than the current flowing through the active layer located in the second region including the central region of the device it can decrease, due to smaller than the thickness of the second flat portion of the thickness of the first flat part of the second semiconductor layer of the first region second semiconductor layer of the second region, the first crystal defects in the active layer located in regions, even increasingly than crystal defects in the active layer located in the second region, is to reduce the current flowing through the crystal defect of the active layer located in the first region it can. これにより、活性層の結晶欠陥部分に多くの電流が流れることに起因して結晶欠陥が増大するのを抑制することができるので、素子の長寿命化を図ることができる。 Thus, it is possible to suppress due to flow a large current to the crystal defect of the active layer of the crystal defects is increased, it is possible to extend the life of the device.

この場合、好ましくは、第2半導体層上に形成され、1Ω/□以上のシート抵抗値を有する第1電極層と、第1電極層上に形成され、光出射側の端部が、光出射側の共振器端面から所定の間隔を隔てて配置された第2電極層とをさらに備える。 In this case, preferably, it is formed on the second semiconductor layer, a first electrode layer having a 1 [Omega / □ or more sheet resistance is formed on the first electrode layer, an end portion of the light exit side, the light emitting further comprising a second electrode layer disposed from the cavity end face side at a prescribed interval. このように構成すれば、第1電極層の光出射側の共振器端面から所定の間隔を隔てた領域にのみ、第2電極層から電流を注入することができる。 According to this structure, only in a region at a predetermined distance from the resonator facet of the light emitting side of the first electrode layer, it is possible to inject current from the second electrode layer. また、第1電極層の光出射側の端部が共振器端面にまで達している場合、第1電極層のシート抵抗値を1Ω/□以上の大きいシート抵抗値に設定することによって、第2電極層から電流を注入する場合に、第1電極層において共振器方向(水平方向)に電流が流れにくくなるので、容易に、光出射側の共振器端面近傍の第1領域を流れる電流の電流密度を、第1領域以外の素子の中心領域を含む第2領域を流れる電流の電流密度よりも小さくすることができる。 Also, when the end portion of the light emitting side of the first electrode layer reaches up to the cavity end face, by setting the sheet resistance of the first electrode layer to a larger sheet resistance of 1 [Omega / □ or more, the second when current is injected from the electrode layer, the current hardly flows in the cavity direction (horizontal direction) in the first electrode layer, easily, the current flowing through the first region of the cavity end face near the light emitting side current density can be made smaller than the current density of the current flowing in the second region including the central region of the device other than the first region.

この場合、好ましくは、第2電極層の光出射側の端部は、第1領域と第2領域との境界よりも第2領域側に配置されている。 In this case, preferably, the ends of the light emitting side of the second electrode layer is disposed on the second region side than the boundary between the first region and the second region. このように構成すれば、上記のように、第1電極層において共振器方向に電流を流れにくくした構成において、第2電極層の光出射側の端部と第1領域との間に所定の間隔が設けられるので、第2電極層から第1電極層を介して第1領域に電流がより注入されにくくなる。 According to this structure, as described above, in the configuration that hardly flows the current in the resonator direction in the first electrode layer, a predetermined between the end and the first region of the light emission side of the second electrode layer the spacing is provided, the current to the first region from the second electrode layer through the first electrode layer is less likely to be injected more. これにより、より容易に、光出射側の共振器端面近傍の第1領域を流れる電流の電流密度を、第1領域以外の素子の中心領域を含む第2領域を流れる電流の電流密度よりも小さくすることができる。 Accordingly, more easily, the current density of the current flowing through the first region of the cavity end face near the light emission side, smaller than the current density of the current flowing in the second region including the central region of the device other than the first region can do.

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2半導体層の第1平坦部と第2平坦部との間には、第1平坦部の上面と第2平坦部の上面とを接続するように、傾斜部が設けられている。 In the semiconductor laser device according to the aforementioned aspect preferably, the first flat part of the second semiconductor layer and between the second flat part connects the upper surface of the first flat portion and the upper surface of the second flat portions as such, the inclined portion is provided. このように構成すれば、第1平坦部と第2平坦部との間の境界面が傾斜するので、厚みの異なる第1平坦部と第2平坦部とが垂直の境界面により接続されている場合に比べて、境界面において光出射側とは反対側の共振器端面方向に光が反射されにくくなる。 According to this structure, the interface between the first flat portion and the second flat portion is inclined, the first flat portion having different thicknesses and the second flat portion are connected by a vertical boundary surface as compared to the case, light to the cavity end face direction opposite is less likely to be reflected to the light emitting side at the interface. これにより、第1平坦部と第2平坦部との間の境界面と、光出射側とは反対側の共振器端面との間の不要なレーザ発振モードの発生を抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress the interface between the first flat portion and a second flat portion, the generation of unnecessary laser oscillation mode between the cavity end face opposite to the light output side. これにより、高出力領域まで、高い発光効率を有するレーザ発振モード(光出射側の共振器端面と、光出射側とは反対側の共振器端面との間のレーザ発振モード)を維持することができるので、発光効率をより向上させることができる。 Thus, to be maintained until a high output region, the laser oscillation mode having a high luminous efficiency (and the light emitting side cavity facet, the laser oscillation mode between the opposite side of the cavity end face to the light emission side) since it can improve the luminous efficiency. また、第2半導体層の第1平坦部と第2平坦部との間に、第1平坦部の上面と第2平坦部の上面とを接続するように、傾斜部を設けることによって、厚みの異なる第1平坦部と第2平坦部とが垂直の境界面により接続されている場合に比べて、第1平坦部と第2平坦部との間の境界面の下端部(エッジ部)が滑らかになるので、そのエッジ部による光閉じ込めを弱くすることができる。 Further, between the first flat portion and the second flat portion of the second semiconductor layer, so as to connect the upper surface of the first flat portion and the upper surface of the second flat portion, by providing the inclined portion, the thickness as compared with the case where the first flat portion different from the second flat portion are connected by a vertical boundary surface, the lower end portion of the interface between the first flat portion and a second flat portion (edge ​​portion) smoothly since, it is possible to weaken the optical confinement by its edges. これにより、第1平坦部と第2平坦部との間の境界面のエッジ部における光損失を抑制することができるので、これによっても、発光効率をより向上させることができる。 Thus, it is possible to suppress light loss at the edges of the interface between the first flat portion and a second flat portion, which also makes it possible to improve the luminous efficiency.

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2半導体層の平坦部は、光出射側とは反対側の共振器端面近傍の第3領域に位置するとともに、第2平坦部の厚みよりも小さい厚みを有する第3平坦部をさらに含む。 In the semiconductor laser device according to the aforementioned aspect preferably, the flat portion of the second semiconductor layer, with the light emitting side is positioned in the third region of the cavity end face neighborhood on the opposite side, than the thickness of the second flat portions further comprising a third planar portion having a thickness is small. このように構成すれば、光出射側とは反対側の共振器端面を光出射面として用いたとしても、レーザ光の形状を真円(垂直方向の広がり角/水平方向の広がり角=1)に近づけることができる。 According to this structure, even the light emission side with cavity end face on the opposite side as the light emitting surface, the shape of the laser beam true circle (vertical spread angle / the horizontal spread angle = 1) it can be close to. これにより、2つの共振器端面のうち、どちらの共振器端面を光出射面として用いたとしても、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 Thus, one of the two resonator end faces, even either of the cavity end face is used as the light emitting surface, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. これにより、素子を組み立てる際に、どちらの共振器端面を光出射面に設定したとしても、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な半導体レーザ素子を作製することができる。 Thus, when assembling the device, even either of the cavity end face as set to the light emitting surface, it is possible to manufacture a semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle.

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領域に位置する第2半導体層の第1平坦部の共振器方向の長さは、3μm以上50μm以下である。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, the resonator length direction of the first flat part of the second semiconductor layer located in the first region is 3μm or 50μm or less. このように構成すれば、第1領域に位置する第2半導体層の第1平坦部の共振器方向の長さを3μm以上にすることによって、光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する第1平坦部の共振器方向の長さが小さくなり過ぎることに起因して、第1領域における水平方向の光閉じ込めが不十分になるのを抑制することができる。 According to this structure, by making the length of the cavity direction of the first flat part of the second semiconductor layer located in the first region than 3 [mu] m, the first region of the cavity end face near the light emitting side due to the resonator length of the first flat section located becomes too small, can be horizontal optical confinement in the first region can be inhibited from insufficient. さらに、第1領域に位置する第2半導体層の第1平坦部の共振器方向の長さを3μm以上にすることによって、劈開法を用いて素子を各チップに分離する際に、第1領域に位置する第1平坦部の共振器方向の長さが小さくなり過ぎることに起因して、素子が素子の中心領域を含む第2領域において分離されるのを抑制することができる。 Further, by making the length of the cavity direction of the first flat part of the second semiconductor layer located in the first region than 3 [mu] m, in separating element in each chip using cleaving method, the first region due to the length of the cavity direction of the first flat portion is too small to be located, the element can be prevented from being separated in the second region including the central region of the device. また、第1領域に位置する第2半導体層の第1平坦部の共振器方向の長さを50μm以下にすることによって、第2領域よりもエッチングダメージが大きい第1領域に位置する第1平坦部の共振器方向の長さが大きくなり過ぎることに起因して、活性層に導入される結晶欠陥が多くなるのを抑制することができる。 Further, by making the length of the cavity direction of the first flat part of the second semiconductor layer located in the first region to 50μm or less, the first flat located in the first region is greater etching damage than the second region due to the resonator length of the part is too large, it is possible to suppress the crystal defects introduced into the active layer increases.

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2領域に位置する第2半導体層の第2平坦部の厚みは、100nm以上250nm以下である。 In the semiconductor laser device according to the aforementioned aspect, preferably, the second flat portion of the thickness of the second semiconductor layer located in the second region is 100nm or more 250nm or less. このように構成すれば、第2領域に位置する第2半導体層の第2平坦部の厚みを100nm以上にすることによって、素子の中心領域を含む第2領域に位置する第2平坦部の厚みを小さくし過ぎることに起因して、第2平坦部に加わるエッチングダメージが大きくなるのを抑制することができるので、第2平坦部下に位置する活性層に発生する結晶欠陥の量を減少させることができる。 According to this structure, by setting the thickness of the second flat portion of the second semiconductor layer located in the second region above 100 nm, the thickness of the second flat portion located on the second region including the central region of the device due to too small, it is possible to suppress the etching damage applied to the second flat portion is increased, reducing the amount of crystal defects generated in the active layer located in the second flat subordinates can. これにより、活性層の結晶欠陥部分による光吸収の増大をより抑制することができるので、発光効率をより向上させることができる。 Thus, it is possible to further suppress an increase in light absorption by the crystal defect of the active layer, it is possible to improve the luminous efficiency. また、結晶欠陥の増殖を抑制することができるので、素子寿命をより向上させることができる。 Further, it is possible to suppress the growth of crystal defects can be further improved device life. また、第2領域に位置する第2半導体層の第2平坦部の厚みを250nm以下にすることによって、第2領域に位置する第2平坦部の厚みを大きくし過ぎることに起因して、しきい値電流が増大するのを抑制することができるので、消費電力が増大するのを抑制することができる。 Further, by the second thickness of the second flat portion of the semiconductor layer located in the second region to 250nm or less, due to the excessively large thickness of the second flat portion located on the second region, the teeth it is possible to threshold current can be inhibited from increase, it is possible to suppress the power consumption is increased.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 It will be described below with reference to embodiments of the present invention with reference to the drawings.

(第1実施形態) (First Embodiment)
図1は、本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 Figure 1 is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. 図2および図3は、それぞれ、図1の100−100線および200−200線に沿った断面図である。 2 and 3 are sectional views taken along line 100-100 and 200-200 line of FIG. 1. まず、図1〜図3を参照して、第1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。 First, with reference to FIGS. 1 to 3, a description will be given of the structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment. なお、第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の幅Wは、約300μmであり、共振器の長さLは、約600μmである。 The width W of the nitride semiconductor laser device according to the first embodiment is about 300 [mu] m, the length L of the resonator is about 600 .mu.m.

第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図1に示すように、n型GaN基板1上に、約1.5μmの厚みを有するn型AlGaN(Al組成比:7%)からなるn側クラッド層2が形成されている。 In the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, on an n-type GaN substrate 1, n-type AlGaN having a thickness of about 1.5 [mu] m (Al composition ratio: 7%) consisting of n side cladding layer 2 is formed. なお、n側クラッド層2は、本発明の「第1半導体層」の一例である。 Incidentally, n-side cladding layer 2 is an example of the "first semiconductor layer" of the present invention. n側クラッド層2上には、活性層(発光層)3が形成されている。 On the n-side cladding layer 2, the active layer (light emitting layer) 3 is formed. この活性層3は、約3nmの厚みを有するアンドープのInGaN(In組成比:15%)からなる3つの井戸層と、約20nmの厚みを有するアンドープのInGaN(In組成比:2%)からなる3つの障壁層とが交互に積層された多重量子井戸(MQW)構造を有する。 The active layer 3 is undoped InGaN having a thickness of about 3 nm (an In composition ratio: 15%): consists of three well layers made of undoped InGaN having a thickness of about 20nm (2% In composition ratio) and three barrier layers having a multiple quantum well (MQW) structure laminated alternately. また、活性層3上には、p側クラッド層4が形成されている。 Further, on the active layer 3, p-side cladding layer 4 is formed. このp側クラッド層4は、活性層3側から順に、光ガイド層(図示せず)、キャップ層(図示せず)およびp型AlGaN層(図示せず)によって構成されている。 The p-side cladding layer 4, the active layer 3 side in this order, a light guide layer (not shown), and a cap layer (not shown) and a p-type AlGaN layer (not shown). p側クラッド層4を構成する光ガイド層は、約75nmの厚みを有するアンドープのInGaN(In組成比:1%)からなるとともに、キャップ層は、約20nmの厚みを有するアンドープのAlGaN(Al組成比:20%)からなる。 Optical guide layer constituting the p-side cladding layer 4 is undoped InGaN (an In composition ratio: 1%) having a thickness of about 75nm with consists, cap layer, undoped AlGaN (Al composition having a thickness of about 20nm ratio: consisting of 20%). また、p型AlGaN層は、Mgがドープされるとともに、7%のAl組成比を有する。 Further, p-type AlGaN layer, together with Mg is doped, with 7% of the Al composition ratio. このp側クラッド層4は、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)の凸部を有する。 The p-side cladding layer 4 has a width of about 1.5 [mu] m, having a convex portion of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated). なお、p側クラッド層4は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 Incidentally, p-side cladding layer 4 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention.

ここで、第1実施形態では、p側クラッド層4の凸部以外の平坦部4aおよび4bは、光出射側の共振器端面10a近傍の領域A1と、領域A1以外の素子の中心領域を含む領域B1とで異なる厚みを有する。 Here, in the first embodiment, the flat portions 4a and 4b of the other projecting portion of the p-side cladding layer 4 includes a cavity end face 10a near the area A1 of the light emitting side, the central region of the device other than the region A1 having different thicknesses in the region B1. 具体的には、領域A1では、図2に示すように、活性層3の上面からp側クラッド層4までの平坦部4aの厚みtA1は、約100nmであり、凸部の平坦部4aの上面からの高さは、約400nmである。 Specifically, in the area A1, as shown in FIG. 2, the thickness tA1 of the flat portion 4a of the upper surface of the active layer 3 to the p-side cladding layer 4 is about 100 nm, the upper surface of the flat portion 4a of the projecting portion height from is about 400nm. また、領域B1では、図3に示すように、p側クラッド層4の平坦部4bの厚みtB1は、約150nmであり、凸部の平坦部4bの上面からの高さは、約350nmである。 Further, in the region B1, as shown in FIG. 3, the thickness tB1 of the flat portion 4b of the p-side cladding layer 4 is about 150 nm, height from the upper surface of the flat portion 4b of the convex portion is about 350nm . すなわち、領域A1の平坦部4aの厚みtA1は、領域B1の平坦部4bの厚みtB1よりも小さい。 That is, the thickness tA1 of the flat portion 4a of the area A1 is smaller than the thickness tB1 of the flat portion 4b of the region B1. なお、領域A1およびB1は、それぞれ、本発明の「第1領域」および「第2領域」の一例であり、平坦部4aおよび4bは、それぞれ、本発明の「第1平坦部」および「第2平坦部」の一例である。 The region A1 and B1, respectively, is an example of the "first region" and "second region" of the present invention, the flat portions 4a and 4b are examples of the "first flat part" of the present invention and "The 2 is an example of a flat portion. " また、領域A1の共振器方向の長さは、約10μmであり、領域B1の共振器方向の長さは、約590μmである。 The length of the resonator direction of the region A1 is about 10 [mu] m, the length of the resonator direction of the region B1 is about 590μm.

また、図1に示すように、p側クラッド層4の凸部上には、約3nmの厚みを有するアンドープのInGaN(In組成比:7%)からなるコンタクト層5が形成されている。 Further, as shown in FIG. 1, on the convex portion of the p-side cladding layer 4, an undoped InGaN (an In composition ratio: 7%) having a thickness of about 3nm is a contact layer 5 made of formed. なお、コンタクト層5は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 The contact layer 5 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention. このコンタクト層5とp側クラッド層4の凸部とによって、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)のリッジ部6が構成されている。 By the convex portion of the contact layer 5 and the p-side cladding layer 4 has a width of about 1.5 [mu] m, the ridge portion 6 of stripes extending in the cavity direction (elongated) is constructed. また、p側クラッド層4の平坦部4aおよび4bの上面と、リッジ部6の側面上とには、約200nmの厚みを有するSiO 膜からなる電流ブロック層7が形成されている。 Further, the upper surface of the flat portion 4a and 4b of the p-side cladding layer 4, the a on the side surfaces of the ridge portion 6, the current blocking layer 7 of SiO 2 having a thickness of about 200nm is formed. また、リッジ部6を構成するコンタクト層5上には、p側オーミック電極8が形成されている。 Furthermore, on the contact layer 5 constituting the ridge part 6, p-side ohmic electrode 8 is formed. このp側オーミック電極8は、コンタクト層5側から順に、約1nmの厚みを有するPt層(図示せず)、約100nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約100nmの厚みを有するAu層(図示せず)によって構成されている。 The p-side ohmic electrode 8 includes, in order from the contact layer 5 side (not shown) Pt layer having a thickness of about 1 nm, Au with a thickness of the Pd layer (not shown) and about 100nm having a thickness of about 100nm It is constituted by a layer (not shown).

また、n型GaN基板1の裏面上の所定領域には、n側オーミック電極9が形成されている。 Further, in a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, n-side ohmic electrode 9 is formed. このn側オーミック電極9は、n型GaN基板1側から順に、約6nmの厚みを有するAl層(図示せず)、約10nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約300nmの厚みを有するAu層(図示せず)によって構成されている。 The n-side ohmic electrode 9, the n-type GaN substrate 1 side in this order, Al layer having about 6nm thick (not shown), the thickness of the Pd layer (not shown) and about 300nm having a thickness of about 10nm It is constituted by an Au layer having (not shown).

そして、第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、活性層3で生成された光が共振器端面10aおよび10bで反射することによりレーザ発振する。 Then, the nitride semiconductor laser device according to the first embodiment, laser oscillation by light generated in the active layer 3 is reflected by the resonator end surfaces 10a and 10b.

図4は、光出射側の共振器端面近傍の領域の共振器方向の長さを5段階(0μm、約3μm、約10μm、約50μmおよび約200μm)に変化させた場合のレーザ光の水平方向の広がり角を示したグラフである。 Figure 4 is a resonator length of the resonator end face near the light emitting side area out of the horizontal direction of the laser beam in the case of changing the (0 .mu.m, about 3 [mu] m, about 10 [mu] m, about 50μm and about 200 [mu] m) is a graph showing the divergence angle of. 次に、図4を参照して、第1実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の構成において、領域A1(光出射側の共振器端面近傍の領域)の共振器方向の長さを変化させてレーザ光の水平方向の広がり角θ2を測定した結果について説明する。 Next, referring to FIG. 4, in the configuration of the nitride semiconductor laser device of the first embodiment, by changing the cavity length of the region A1 (a region of the cavity end face near the light emission side) will be described results of the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam was measured.

図4に示すように、領域A1の共振器方向の長さが約3μm以上の場合には、レーザ光の水平方向の広がり角θ2が約8°以上と大きくなることが判明した。 As shown in FIG. 4, the length of the resonator direction of the region A1 in the case of more than about 3μm is the horizontal spread angle θ2 of the laser beam is increased approximately 8 ° or more has been found. 具体的には、領域A1の共振器方向の長さが約3μm、約10μm、約50μmおよび約200μmの場合のレーザ光の水平方向の広がり角θ2は、それぞれ、約8°、約10°、約11.3°および約11.5°であった。 Specifically, the resonator direction is about 3μm length of the region A1, about 10 [mu] m, the horizontal divergence angle θ2 of the laser light in the case of about 50μm and about 200μm, respectively, about 8 °, about 10 °, It was about 11.3 ° and about 11.5 °. その一方、領域A1の共振器方向の長さが0μmの場合には、レーザ光の水平方向の広がり角θ2が約6°と小さくなることが判明した。 Meanwhile, the length of the resonator direction of the region A1 in the case of 0μm is the horizontal spread angle θ2 of the laser beam is reduced to about 6 ° it has been found. 領域A1の共振器方向の長さが0μmの場合にレーザ光の水平方向の広がり角θ2が小さくなったのは、領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さが0になることに起因して、領域A1における水平方向の光閉じ込めが不十分になったためであると考えられる。 The horizontal divergence angle θ2 of cavity length of the laser beam in the case of 0μm area A1 becomes smaller, the resonator length of the flat portion 4a located in the area A1 becomes 0 due to the horizontal direction of the light confinement in the region A1 is considered to be because it became insufficient. このため、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を約8°以上に大きくするためには、領域A1の共振器方向の長さを約3μm以上に設定するのが好ましいと考えられる。 Therefore, in order to increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam above about 8 °, it is considered preferable to set the cavity length of the region A1 above about 3 [mu] m. なお、領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さが小さい場合には、劈開法を用いて素子を各チップに分離する際に、素子が素子の中心領域を含む領域B1から分離される場合があるので、この点でも、領域A1の共振器方向の長さを約3μm以上に設定するのが好ましいと考えられる。 Note that when the resonator length of the flat portion 4a located in the area A1 is small, when separating the element into chips using a cleaving process, from the region B1 element including a central region of the element isolation since it may be, in this respect, it is considered preferable to set the cavity length of the region A1 above about 3 [mu] m.

また、領域A1の共振器方向の長さが約50μmの場合と約200μmの場合とでは、レーザ光の水平方向の広がり角θ2がほとんど変化しないことが判明した。 The length of the resonator direction of the region A1 in the case where about 200μm to about 50 [mu] m, the horizontal spread angle θ2 of the laser beam does not substantially change was found. ここで、領域A1の共振器方向の長さを大きくし過ぎれば、領域B1の平坦部4bよりも小さい厚みを有する領域A1の平坦部4aの共振器方向の長さが大きくなることになる。 Here, if too to increase the cavity length of the region A1, so that the resonator length of the flat portion 4a of the region A1 having a thickness smaller than the flat portion 4b of the region B1 is increased. この場合、p側クラッド層4の凸部をエッチングにより形成する際に、p側クラッド層4におけるエッチング量が大きくなる。 In this case, the convex portion of the p-side cladding layer 4 when forming by etching, the etching amount in the p-side cladding layer 4 is increased. これにより、p側クラッド層4に加わるエッチングダメージが大きくなるので、p側クラッド層4下に位置する活性層3に発生する結晶欠陥の量が増大する。 Thus, the etching damage of the p-side cladding layer 4 is increased, the amount of crystal defects generated in the active layer 3 located 4 lower p-side cladding layer is increased. したがって、領域A1の共振器方向の長さは、約50μm以下に設定するのが好ましいと考えられる。 Therefore, the length of the resonator direction of the region A1 is considered preferable to set below about 50 [mu] m. これらの結果から、領域A1の共振器方向の長さは、約3μm以上約50μm以下に設定するのが好ましい。 These results, the cavity length of the region A1 is preferably set below about 3μm greater than about 50 [mu] m.

ここで、第1実施形態では、領域A1の共振器方向の長さが約10μmに設定されているので、p側クラッド層4に加わるエッチングダメージが大きくなるのを抑制しながら、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を大きくすることができると考えられる。 In the first embodiment, since the length of the resonator direction of the region A1 is set to about 10 [mu] m, while suppressing the etching damage applied to the p-side cladding layer 4 is increased, the horizontal laser beam it is believed that it is possible to increase the direction of the divergence angle θ2.

次に、第1実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の構成において、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1を5段階(約70nm、約100nm、約150nm、約250nmおよび約300nm)に変化させて発光効率およびしきい値電流を測定した結果を、以下の表1に示す。 Next, the configuration of the nitride semiconductor laser device of the first embodiment, the thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1 of the p-side cladding layer 4 out (about 70 nm, about 100 nm, about 150 nm, about 250nm and about 300 nm) result of measuring the luminous efficiency and the threshold current is varied are shown in Table 1 below.

上記表1を参照して、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1が約100nm以上約250nm以下の場合には、発光効率が約1.3W/A以上と高く、かつ、しきい値電流が約53mA以下と低くなることが判明した。 Referring to Table 1, when the thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1 of the p-side cladding layer 4 is less than about 100nm or about 250nm, the emission efficiency is as high as about 1.3 W / A or higher, and, it was found that the threshold current is lowered than about 53 mA. 具体的には、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1が約100nm、約150nmおよび約250nmの場合の発光効率は、それぞれ、約1.3W/A、約1.5W/Aおよび約1.4W/Aであり、しきい値電流は、それぞれ、約32mA、約30mAおよび約53mAであった。 Specifically, the flat portion 4b thickness tB1 approximately 100nm which is located in the area B1 of the p-side cladding layer 4, the light emission efficiency in the case of about 150nm and about 250nm, respectively, about 1.3 W / A, about 1. a 5W / a and about 1.4 W / a, the threshold current, respectively, about 32 mA, were about 30mA and about 53 mA.

その一方、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1が約70nmの場合では、しきい値電流が約35mAと低くなる一方、発光効率が約0.6W/Aと低くなることが判明した。 Meanwhile, in the case the thickness of the flat portion 4b located on the area B1 of the p-side cladding layer 4 tB1 is about 70 nm, while the threshold current as low as about 35 mA, the light emission efficiency is as low as about 0.6 W / A it was found to be. これは、領域B1に位置するp側クラッド層4の平坦部4bの厚みtB1を小さくしすぎることに起因して、p側クラッド層4に加わるエッチングダメージが大きくなったためであると考えられる。 This is due to the too small a p-side cladding layer thickness tB1 of the flat portion 4b of 4 positioned in the region B1, etching damage applied to the p-side cladding layer 4 is considered to be because increased. これにより、p側クラッド層4下に位置する活性層3に発生する結晶欠陥の量が増大することにより、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収が増大するので、発光効率が低下したと考えられる。 Thus, by the amount of crystal defects generated in the active layer 3 located 4 lower p-side cladding layer is increased, the light absorption by the crystal defect of the active layer 3 is increased, considered luminous efficiency is decreased It is. また、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1が約300nmの場合では、発光効率が約1.3W/Aと高くなる一方、しきい値電流が約105mAと高くなることが判明した。 Further, in the case the thickness of the flat portion 4b located on the area B1 of the p-side cladding layer 4 tB1 is about 300 nm, while the emission efficiency is as high as about 1.3 W / A, the threshold current is increased to approximately 105mA It has been found.

これらの結果から、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1を約100nm以上約250nm以下に設定すれば、発光効率を高くすることができ、かつ、しきい値電流を低くすることができると考えられる。 From these results, by setting the thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1 of the p-side cladding layer 4 below about 100nm or about 250 nm, it is possible to increase the luminous efficiency and the threshold current it is considered that can be lowered.

ここで、第1実施形態では、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1が約150nmに設定されているので、発光効率を高くすることができ、かつ、しきい値電流を低くすることができると考えられる。 In the first embodiment, since the thickness of the flat portion 4b located on the area B1 of the p-side cladding layer 4 tB1 is set to about 150 nm, it is possible to increase the luminous efficiency, and the threshold it is considered possible to lower the current.

第1実施形態では、上記のように、光出射側の共振器端面10a近傍の領域A1に位置する平坦部4aの厚みtA1(約100nm)を、領域A1以外の素子の中心領域を含む領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1(約150nm)よりも小さくすることによって、光出射側の共振器端面10a近傍の領域A1に位置するp側クラッド層4の凸部の下端部を、素子の中心領域を含む領域B1に位置するp側クラッド層4の凸部の下端部よりも活性層3に近づけることができるので、その活性層3に近くなるように形成された領域A1の凸部の下端部により、領域A1における水平方向の光閉じ込めを強くすることができる。 In the first embodiment, as described above, the thickness of the flat portion 4a located on the resonator end face 10a near the area A1 of the light emitting side tA1 (about 100 nm), a region including the central region of the device other than the region A1 B1 by smaller than the thickness of the flat portion 4b tB1 (about 150 nm) is close to the lower end of the convex portion of the p-side cladding layer 4 located on the cavity end face 10a near the area A1 of the light exit side, of the element it is possible to close the active layer 3 than the lower end portion of the convex portion of the p-side cladding layer 4 located in the area B1 that contains the central region, the convex portion of the area A1 is formed to be closer to the active layer 3 the lower end portion can be strongly confined horizontal direction of the light in the region A1. これにより、レーザ光の発光スポットの水平方向の広がりを小さくすることができるので、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を大きくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the horizontal divergence of the light emitting spot of the laser beam, it is possible to increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam. その結果、レーザ光の形状を真円(垂直方向の広がり角θ1/水平方向の広がり角θ2=1)に近づけることができる。 As a result, it is possible to approximate the shape of the laser beam into a true circle (vertical divergence angle .theta.1 / horizontal spread angle θ2 = 1). この場合、p側クラッド層4の凸部(リッジ部6)をエッチングにより形成する際に、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1(約150nm)が領域A1に位置する平坦部4aの厚みtA1(約100nm)よりも大きくなるようにエッチングするので、領域B1の平坦部4bに加わるエッチングダメージを、領域A1の平坦部4aに加わるエッチングダメージよりも小さくすることができる。 In this case, the convex portion of the p-side cladding layer 4 (the ridge portion 6) when forming by etching, the position in the thickness tB1 (about 150 nm) is the area A1 of the flat portion 4b located on the area B1 of the p-side cladding layer 4 since the etching is larger than the thickness of the flat portion 4a tA1 (approximately 100 nm) to an etching damage of the flat portion 4b of the regions B1, can be made smaller than the etching damage of the flat portion 4a of the region A1 . これにより、領域B1において、エッチングダメージに起因して発生する平坦部4b下の活性層3の結晶欠陥の量を減少させることができる。 Thus, in the region B1, it is possible to reduce the amount of crystal defects in the active layer 3 under the flat portion 4b which occurs due to etching damage. また、領域A1の平坦部4a下に位置する活性層3においても、活性層3まではエッチングしないので、活性層3を含む部分をエッチングすることによりリッジ部6を形成する場合に比べて、エッチングダメージに起因して活性層3に発生する結晶欠陥の量を減少させることができる。 Further, even in the active layer 3 located under the flat portion 4a of the area A1, since no etching to the active layer 3, as compared with the case of forming the ridge portion 6 by etching the portion including the active layer 3, etching it is possible to reduce the amount of crystal defects generated in the active layer 3 due to the damage. その結果、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収の増大を抑制することができるので、高い発光効率を有する窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 As a result, it is possible to suppress an increase in the light absorption by the crystal defect of the active layer 3, it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device having a high luminous efficiency. また、結晶欠陥の増殖を抑制することができるので、高い信頼性を有する高寿命の素子を得ることができる。 Further, it is possible to suppress the growth of crystal defects can be obtained an element of long service life with high reliability. このように、第1実施形態では、高い発光効率を有し、かつ、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 Thus, in the first embodiment, high it has a luminous efficiency, and it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle.

また、第1実施形態では、光出射側の共振器端面10a近傍の領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さを、約10μmに設定することによって、領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さが小さくなり過ぎることに起因して、領域A1における水平方向の光閉じ込めが不十分になるのを抑制することができる。 In the first embodiment, in the cavity direction of the flat portion 4a located on the resonator end face 10a near the region A1 at the light emitting side length, by setting to approximately 10 [mu] m, the flat portion located in the region A1 due to the resonator length of the 4a is too small, the horizontal direction of the light confinement in the region A1 can be prevented from becoming insufficient. さらに、劈開法を用いて素子を各チップに分離する際に、領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さが小さくなり過ぎることに起因して、素子が素子の中心領域を含む領域B1において分離される素子作製不良を抑制することができる。 Furthermore, when separating the element into chips using a cleaving process, due to the resonator direction of the length of the flat portion 4a located in the area A1 becomes too small, the element comprises a central region of the device it is possible to suppress the device manufacturing defects are separated in the region B1. また、領域B1よりもエッチングダメージが大きい領域A1に位置する平坦部4aの共振器方向の長さが大きくなり過ぎることに起因して、活性層3に導入される結晶欠陥が多くなるのを抑制することができる。 Further, suppressed due to the resonator direction of the length of the flat portion 4a located in the area A1 is greater etching damage than the area B1 becomes too large, the crystal defects introduced into the active layer 3 increases can do.

また、第1実施形態では、p側クラッド層4の領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1を、約150nmに設定することによって、領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1を小さくし過ぎることに起因して、平坦部4bに加わるエッチングダメージが大きくなるのを抑制することができるので、平坦部4b下に位置する活性層3に発生する結晶欠陥の量を減少させることができる。 In the first embodiment, the thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1 of the p-side cladding layer 4, by setting to approximately 150 nm, too small a thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1 especially due, it is possible to suppress the etching damage of the flat portion 4b is increased, it is possible to reduce the amount of crystal defects generated in the active layer 3 located under the flat portions 4b. これにより、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収の増大をより減少させることができるので、発光効率をより向上させることができる。 This makes it possible to further reduce the increase in light absorption by the crystal defect of the active layer 3, it is possible to improve the luminous efficiency. また、領域B1に位置する平坦部4bの厚みtB1を大きくし過ぎることに起因して、しきい値電流が増大するのを抑制することができるので、消費電力が増大するのを抑制することができる。 Further, due to the too large thickness tB1 flat portion 4b located in the region B1, it is possible to prevent the threshold current increases, is possible to suppress the power consumption is increased it can.

図5〜図11は、図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 5 to 11 are perspective views for explaining a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 次に、図1および図5〜図11を参照して、第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 1 and FIGS. 5 to 11, description will be given of a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment.

まず、図5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、約1.5μmの厚みを有するn型AlGaNからなるn側クラッド層2および活性層3を順次成長させる。 First, as shown in FIG. 5, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method using, on the n-type GaN substrate 1, n-side cladding layer 2 and the active of n-type AlGaN having a thickness of about 1.5μm It is sequentially grown layers 3. なお、活性層3を成長させる際には、まず、約3nmの厚みを有するアンドープのInGaNからなる3つの井戸層(図示せず)と、約20nmの厚みを有するアンドープのInGaNからなる3つの障壁層(図示せず)とを交互に成長させることにより、MQW構造の多層膜を形成する。 In growing the active layer 3, first, three well layers of undoped InGaN having a thickness of about 3nm (not shown), the three barriers of undoped InGaN having a thickness of about 20nm by growing a layer (not shown) alternately to form a multilayer film of the MQW structure. これにより、3つの井戸層および3つの障壁層からなるMQW構造を有する多層膜より構成される活性層3が形成される。 Thus, an active layer including 3 a multilayer film having the MQW structure composed of three well layers and three barrier layers are formed. 次に、活性層3上に、約75nmの厚みを有するアンドープのInGaNからなる光ガイド層(図示せず)、約20nmの厚みを有するアンドープのAlGaNからなるキャップ層(図示せず)および約500nmの厚みを有するMgがドープされたp型AlGaN層(図示せず)を順次成長させる。 Then, on the active layer 3, (not shown) the light guide layer of undoped InGaN having a thickness of about 75 nm, a cap layer of undoped AlGaN with a thickness of about 20 nm (not shown) and about 500nm of p-type AlGaN layer doped with Mg having a thickness (not shown) are sequentially grown the. これにより、光ガイド層、キャップ層およびp型AlGaN層より構成されるp側クラッド層4が形成される。 Thus, the light guide layer, composed of a cap layer and a p-type AlGaN layer p-side cladding layer 4 is formed. この後、p側クラッド層4上に、約3nmの厚みを有するアンドープのInGaNからなるコンタクト層5を成長させる。 Thereafter, on the p-side cladding layer 4 is grown the contact layer 5 of undoped InGaN having a thickness of about 3 nm.

この後、真空蒸着法などを用いて、コンタクト層5上に、約1nmの厚みを有するPt層(図示せず)、約100nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約100nmの厚みを有するAu層(図示せず)を順次形成する。 Thereafter, by vacuum evaporation or the like on the contact layer 5, Pt layer having a thickness of about 1 nm (not shown), the thickness of the Pd layer (not shown) and about 100nm having a thickness of about 100nm Au layer having a (not shown) are sequentially formed. これにより、Pt層、Pd層およびAu層によって構成されるp側オーミック電極8が形成される。 Thus, Pt layer, p-side ohmic electrode 8 formed of Pd layer and an Au layer is formed.

次に、図6に示すように、p側オーミック電極8上のリッジ部6(図1参照)の形成領域に、レジスト11を形成する。 Next, as shown in FIG. 6, the region for forming the ridge portion 6 on the p-side ohmic electrode 8 (see FIG. 1), a resist 11.

次に、図7に示すように、CF 系ガスによるRIE(Reactive Ion Etching)法を用いて、レジスト11をマスクとして、p側オーミック電極8の所定領域を除去する。 Next, as shown in FIG. 7, using the RIE using CF 4 based gas (Reactive Ion Etching) method, using the resist 11 as a mask, removing a predetermined region of the p-side ohmic electrode 8. 続いて、Cl 系ガスによるRIE法を用いて、レジスト11をマスクとして、コンタクト層5の上面からp側クラッド層4の途中の深さ(p側クラッド層4の上面から約350nmの深さ)までの所定領域を除去する。 Then, by the RIE method using Cl 2 based gas using the resist 11 as a mask, the middle of the depth of the p-side cladding layer 4 from the upper surface of the contact layer 5 (from the top surface of the p-side cladding layer 4 of about 350nm depth ) removing a predetermined region up. この後、レジスト11を除去する。 Thereafter, the resist is removed 11.

次に、図8に示すように、素子の中心領域を含む領域B1に位置するp側クラッド層4、コンタクト層5およびp側オーミック電極8のみを覆うように、レジスト12を形成する。 Next, as shown in FIG. 8, p-side cladding layer 4 located in the area B1 that contains the central region of the device, so as to cover only the contact layer 5 and the p-side ohmic electrode 8, a resist 12.

次に、図9に示すように、Cl 系ガスによるRIE法を用いて、レジスト12および領域A1に位置するp側オーミック電極8をマスクとして、p側クラッド層4の平坦部4bの上面から約50nmの深さまでの所定領域を除去する。 Next, as shown in FIG. 9, by the RIE method using Cl 2 based gas, the p-side ohmic electrode 8 positioned resist 12 and the region A1 as a mask, the upper surface of the flat portion 4b of the p-side cladding layer 4 removing a predetermined region to a depth of approximately 50nm. これにより、p側クラッド層4の凸部以外の平坦部4aおよび4bは、光出射側の共振器端面10a(図1参照)近傍の領域A1と、領域A1以外の素子の中心領域を含む領域B1とで異なる厚みとなる。 Accordingly, the flat portions 4a and 4b of the other projecting portion of the p-side cladding layer 4 includes a light emitting side of the cavity end face 10a (see FIG. 1) near the region A1, a region including the central region of the device other than the region A1 the different thicknesses in the B1. 具体的には、領域A1では、p側クラッド層4の平坦部4aの厚みtA1が約100nmとなり、凸部の平坦部4aの上面からの高さが約400nmとなる。 Specifically, in the region A1, a thickness tA1 about 100nm next flat portion 4a of the p-side cladding layer 4, the height from the upper surface of the flat portion 4a of the convex portions is about 400 nm. その一方、領域B1では、p側クラッド層4の平坦部4bの厚みtB1が約150nmとなり、凸部の平坦部4bの上面からの高さが約350nmとなる。 Meanwhile, in the region B1, the thickness tB1 about 150nm next flat portion 4b of the p-side cladding layer 4, the height from the upper surface of the flat portion 4b of the protrusions is about 350 nm. これにより、p側クラッド層4の凸部とコンタクト層5とによって構成されるリッジ部6が形成される。 Thus, the ridge portion 6 constituted by the convex portion and the contact layer 5 of p-side cladding layer 4 is formed. この後、レジスト12を除去することによって、図10に示す状態にする。 Thereafter, by removing the resist 12, a state shown in FIG. 10.

次に、図11に示すように、プラズマCVD法を用いて、全面を覆うように、約200nmの厚みを有するSiO 膜(図示せず)を形成した後、p側オーミック電極8の上面および側面上に位置するSiO 膜を除去することによって、SiO 膜からなる電流ブロック層7を形成する。 Next, as shown in FIG. 11, by plasma CVD to cover the entire surface, after forming a SiO 2 film having a thickness of about 200 nm (not shown), the upper surface of the p-side ohmic electrode 8 and by removing the SiO 2 film located on the side surface, thereby forming a current blocking layer 7 made of SiO 2 film.

最後に、図1に示したように、真空蒸着法などを用いて、n型GaN基板1の裏面上の所定領域に、約6nmの厚みを有するAl層(図示せず)、約10nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約300nmの厚みを有するAu層(図示せず)を順次形成する。 Finally, as shown in FIG. 1, by using a vacuum deposition method, a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1 (not shown) Al layer having about 6nm thickness, a thickness of about 10nm sequentially forming a Pd layer having a Au layer having a thickness (not shown) and about 300 nm (not shown). これにより、Al層、Pd層およびAu層によって構成されるn側オーミック電極9が形成される。 Thus, Al layer, n-side ohmic electrode 9 composed of Pd layer and an Au layer is formed. このようにして、第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。 Thus, the nitride according to the first embodiment based semiconductor laser device is formed.

次に、上記の製造プロセスに沿って実際に作製した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子について、レーザ光の広がり角および発光効率を調べた結果について説明する。 Next, the nitride semiconductor laser device according to the first embodiment actually manufactured along the manufacturing process, will be described results of examining the divergence angle and the luminous efficiency of the laser beam. この第1実施形態では、レーザ光の垂直方向の広がり角θ1および水平方向の広がり角θ2が、それぞれ、約18°および約10°になることが判明した。 In the first embodiment, the divergence angle θ2 of the divergence angle θ1 and horizontal in the vertical direction of the laser beam, respectively, it was found to be approximately 18 ° and approximately 10 °. すなわち、θ1/θ2=約1.8となり、レーザ光の形状が真円(θ1/θ2=1)に近づくことが確認できた。 That, .theta.1 / .theta.2 = about 1.8, and the shape of the laser beam was confirmed to approach a true circle (θ1 / θ2 = 1). また、発光効率が約1.5W/Aとなり、高い発光効率を得られることが確認できた。 Furthermore, luminous efficiency of about 1.5 W / A, and the can obtain a high luminous efficiency could be confirmed.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
図12は、本発明の第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 Figure 12 is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図13および図14は、それぞれ、図12の300−300線および400−400線に沿った断面図である。 13 and 14, respectively, is a cross-sectional view taken along line 300-300 and 400-400 line of FIG. 図12〜図14を参照して、この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、p側オーミック電極に接触するように、光出射側の共振器端面近傍の領域以外の素子の中心領域を含む領域にp側パッド電極を形成し、かつ、p側オーミック電極の厚みを第1実施形態よりも小さくすることにより、p側オーミック電極のシート抵抗値を約10Ω/□にする場合について説明する。 Referring to FIGS. 12 to 14, the center of this second embodiment, the unlike the first embodiment, so as to contact the p-side ohmic electrode, other than the region of the cavity end face near the light emitting side element forming a p-side pad electrode in the region including the region and to be smaller than the first embodiment the thickness of the p-side ohmic electrode, a case of the sheet resistance of the p-side ohmic electrode at about 10 [Omega / □ explain. なお、第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、上記第1実施形態と同様、約300μmの幅Wと、約600μmの共振器の長さLとを有する。 Incidentally, the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, has a width W of approximately 300 [mu] m, a length of the cavity of approximately 600 .mu.m L.

この第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図12に示すように、n型GaN基板1上に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側クラッド層2および活性層3が順次形成されている。 This second in the nitride semiconductor laser device according to the embodiment, as shown in FIG. 12, on the n-type GaN substrate 1, n-side cladding layer 2 and the active layer having the same composition and thickness as the first embodiment 3 are sequentially formed. 活性層3上には、上記第1実施形態のp側クラッド層4と同様の組成を有するp側クラッド層24が形成されている。 On the active layer 3, p-side cladding layer 24 having the same composition as the p-side cladding layer 4 of the first embodiment is formed. このp側クラッド層24は、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)の凸部を有する。 The p-side cladding layer 24 has a width of about 1.5 [mu] m, having a convex portion of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated). なお、p側クラッド層24は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 Incidentally, p-side cladding layer 24 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention.

ここで、第2実施形態では、p側クラッド層24の凸部以外の平坦部24aおよび24bは、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2と、領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2とで異なる厚みを有する。 Here, in the second embodiment, the flat portions 24a and 24b other than the convex portion of the p-side cladding layer 24 includes a resonator end face 20a near the region A2 at the light emitting side, the central region of the device other than the region A2 having different thicknesses in the region B2. 具体的には、領域A2では、図13に示すように、p側クラッド層24の平坦部24aの厚みtA2は、約60nmであり、凸部の平坦部24aの上面からの高さは、約440nmである。 Specifically, in the region A2, as shown in FIG. 13, the thickness tA2 of the flat portion 24a of the p-side cladding layer 24 is about 60 nm, the height from the upper surface of the flat portion 24a of the convex portion, about it is 440nm. また、領域B2では、図14に示すように、p側クラッド層24の平坦部24bの厚みtB2は、約150nmであり、凸部の平坦部24bの上面からの高さは、約350nmである。 Further, in the region B2, as shown in FIG. 14, the thickness tB2 of the flat portion 24b of the p-side cladding layer 24 is about 150 nm, height from the upper surface of the flat portion 24b of the convex portion is about 350nm . すなわち、領域A2の平坦部24aの厚みtA2(約60nm)は、領域B2の平坦部24bの厚みtB2(約150nm)よりも小さい。 That is, the thickness of the flat portion 24a of the region A2 tA2 (about 60 nm), the thickness of the flat portion 24b of the region B2 tB2 (approximately 150 nm) smaller than. なお、領域A2およびB2は、それぞれ、本発明の「第1領域」および「第2領域」の一例であり、平坦部24aおよび24bは、それぞれ、本発明の「第1平坦部」および「第2平坦部」の一例である。 The region A2 and B2, respectively, examples of the "first region" and "second region" of the present invention, the flat portions 24a and 24b are examples of the "first flat part" of the present invention and "The 2 is an example of a flat portion. " また、領域A2の共振器方向の長さは、約10μmであり、領域B2の共振器方向の長さは、約590μmである。 Further, the cavity length of the region A2 is about 10 [mu] m, the length of the resonator direction of the area B2 is about 590μm.

また、図12に示すように、p側クラッド層24の凸部上には、上記第1実施形態のコンタクト層5と同様の組成および厚みを有するコンタクト層25が形成されている。 Further, as shown in FIG. 12, on the convex portion of the p-side cladding layer 24, a contact layer 25 having the same composition and thickness as the contact layer 5 of the first embodiment is formed. なお、コンタクト層25は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 The contact layer 25 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention. このコンタクト層25とp側クラッド層24の凸部とによって、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)のリッジ部26が構成されている。 By the convex portion of the contact layer 25 and the p-side cladding layer 24 has a width of about 1.5 [mu] m, the ridge portion 26 of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated) is constructed. また、p側クラッド層24の平坦部24aおよび24bの上面と、リッジ部26の側面上とには、上記第1実施形態の電流ブロック層7と同様の組成および厚みを有する電流ブロック層27が形成されている。 Further, the upper surface of the flat portion 24a and 24b of the p-side cladding layer 24, the a on the side surfaces of the ridge portion 26, the current blocking layer 27 having the same composition and thickness as the current blocking layer 7 of the first embodiment It is formed.

ここで、第2実施形態では、リッジ部26を構成するコンタクト層25上に、約10Ω/□のシート抵抗値を有するように厚みが設定されたp側オーミック電極28が形成されている。 In the second embodiment, on the contact layer 25 constituting the ridge part 26, p-side ohmic electrode 28 whose thickness is to have a sheet resistance of about 10 [Omega / □ is formed. このp側オーミック電極28は、コンタクト層25側から順に、約1nmの厚みを有するPt層(図示せず)および約10nmの厚みを有するPd層によって構成されている。 The p-side ohmic electrode 28, in this order from the contact layer 25 side, is constituted by Pd layer having a thickness of Pt layer (not shown) and about 10nm with a thickness of about 1 nm. なお、p側オーミック電極28は、本発明の「第1電極層」の一例である。 Incidentally, p-side ohmic electrode 28 is an example of the "first electrode layer" in the present invention. また、第2実施形態では、p側オーミック電極28に接触するように、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2にp側パッド電極30が形成されている。 In the second embodiment, to be in contact with the p-side ohmic electrode 28, p-side pad electrode 30 in the region B2 that includes the center area of ​​the elements other than the area A2 of the resonator end face 20a near the light emitting side is formed ing. 具体的には、p側パッド電極30の光出射側の端部30aは、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2から約10μmの間隔L2を隔てて配置されている。 Specifically, the end portion 30a of the light emitting side of the p-side pad electrode 30 is disposed from the cavity end face 20a near the region A2 at the light emitting side at an interval L2 of approximately 10 [mu] m. なお、p側パッド電極30は、p側オーミック電極28側から順に、約100nmの厚みを有するTi層(図示せず)、約200nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約3μmの厚みを有するAu層(図示せず)によって構成されている。 Incidentally, the p-side pad electrode 30, in order from the p-side ohmic electrode 28 side, (not shown) Ti layer having a thickness of about 100 nm, Pd layer having a thickness of about 200 nm (not shown) and about 3μm thickness It is constituted by an Au layer (not shown) having a. なお、p側パッド電極30は、本発明の「第2電極層」の一例である。 Incidentally, p-side pad electrode 30 is an example of the "second electrode layer" in the present invention.

また、n型GaN基板1の裏面上の所定領域には、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9が形成されている。 Further, in a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment is formed.

そして、第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、活性層3で生成された光が共振器端面20aおよび20bで反射することによりレーザ発振する。 Then, the nitride semiconductor laser device according to the second embodiment, laser oscillation by light generated in the active layer 3 is reflected by the resonator end surfaces 20a and 20b.

次に、第2実施形態の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28のシート抵抗値を3段階(約10Ω/□、約1Ω/□および約0.1Ω/□)に変化させてMTTF(Mean Time To Failure:平均故障時間)を測定した結果を、以下の表2に示す。 Next, the change in the configuration of the nitride semiconductor laser device of the second embodiment, the sheet resistance of the p-side ohmic electrode 28 in three stages (about 10 [Omega / □, about 1 [Omega / □ and about 0.1 [Omega / □) is allowed to MTTF: the results of measurement of the (mean time to failure MTTF), shown in Table 2 below.

上記表2を参照して、p側オーミック電極28のシート抵抗値が約10Ω/□および約1Ω/□の場合では、それぞれ、MTTFが約5000時間および約4000時間と長くなることが判明した。 Referring to Table 2, the sheet resistance of the p-side ohmic electrode 28 in the case of about 10 [Omega / □ and about 1 [Omega / □, respectively, it was found that MTTF is long about 5000 hours and about 4000 hours. これは、p側オーミック電極28において共振器方向(水平方向)に電流が流れにくくなったために、素子の中心領域を含む領域B2よりも結晶欠陥の量が多い領域A2に流れる電流を減少させることができたためであると考えられる。 This is because the current in the resonator direction (horizontal direction) becomes hard to flow in the p-side ohmic electrode 28, reducing the current flowing through the region A2 amount of crystal defects is larger than the region B2 that includes the center region of the device it is considered to be because it was possible. これにより、領域A2に位置する活性層3の結晶欠陥部分に電流が流れることに起因する結晶欠陥の増大が抑制されたので、MTTFが約4000時間以上と長くなったと考えられる。 Thus, the increase in the crystal defects resulting from a current flows through the crystal defect of the active layer 3 located in the region A2 is suppressed, it is considered MTTF is long and about 4000 hours or more. その一方、p側オーミック電極28のシート抵抗値が約0.1Ω/□の場合では、MTTFが約700時間と短くなることが判明した。 Meanwhile, the sheet resistance of the p-side ohmic electrode 28 in the case of about 0.1 [Omega / □, it was found that MTTF is shortened to about 700 hours. この結果から、p側オーミック電極28のシート抵抗値を約1Ω/□以上に設定すれば、MTTFを約4000時間以上に長くすることができると考えられる。 From this result, by setting the sheet resistance of the p-side ohmic electrode 28 of about 1 [Omega / □ or more, it is considered possible to increase approximately over 4,000 hours MTTF.

第2実施形態では、上記のように、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2に位置する平坦部24aの厚みtA2(約60nm)を、領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2に位置する平坦部24bの厚みtB2(約150nm)よりも小さくすることによって、上記第1実施形態と同様、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2における水平方向の光閉じ込めを強くすることができる。 In the second embodiment, as described above, the thickness of the flat portion 24a which is located in the region A2 of the resonator end face 20a near the light output side tA2 (about 60 nm), a region including the central region of the device other than the region A2 B2 by smaller than the thickness of the flat portion 24b tB2 (about 150 nm) which is located, similar to the first embodiment, to strongly confine the horizontal direction of the light in the region A2 of the resonator end face 20a near the light emitting side by the can. これにより、レーザ光の発光スポットの水平方向の広がりを小さくすることができるので、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を大きくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the horizontal divergence of the light emitting spot of the laser beam, it is possible to increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam. その結果、上記第1実施形態と同様、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. この場合、p側クラッド層24の凸部(リッジ部26)をエッチングにより形成する際に、p側クラッド層24の領域B2に位置する平坦部24bの厚みtB2(約150nm)が領域A2に位置する平坦部24aの厚みtA2(約60nm)よりも大きくなるようにエッチングするとともに、活性層3を含む部分をエッチングしないので、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥の量を減少させることができる。 In this case, the convex portion of the p-side cladding layer 24 (the ridge portion 26) when formed by etching, the position in the thickness tB2 (about 150 nm) is the area A2 of the flat portion 24b located in the area B2 of the p-side cladding layer 24 with etching to be larger than the thickness of the flat portions 24a tA2 (about 60 nm) which, because it does not etch the portion including the active layer 3, similarly to the first embodiment, reducing the amount of crystal defects in the active layer 3 it can be. その結果、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収の増大を抑制することができるので、高い発光効率を有する窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the light absorption by the crystal defect of the active layer 3, it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device having a high luminous efficiency. このように、第2実施形態では、上記第1実施形態と同様、高い発光効率を有し、かつ、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 Thus, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, it has a high luminous efficiency, and to obtain a nitride semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle be able to.

また、第2実施形態では、p側オーミック電極28に接触するように、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2にp側パッド電極30を形成することによって、p側オーミック電極28の光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2にのみ、p側パッド電極30から電流を注入することができる。 In the second embodiment, to be in contact with the p-side ohmic electrode 28, a p-side pad electrode 30 in the region B2 that includes the center area of ​​the elements other than the area A2 of the resonator end face 20a near the light output side it ensures that only the resonator end face 20a near the region A2 at the light emitting side of the p-side ohmic electrode 28, it is possible to inject current from the p-side pad electrode 30. また、p側オーミック電極28のシート抵抗値を約10Ω/□に設定することによって、p側パッド電極30から電流を注入する場合に、p側オーミック電極28において共振器方向(水平方向)に電流が流れにくくなるので、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2を流れる電流の電流密度を、領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2を流れる電流の電流密度よりも小さくすることができる。 The current by setting the sheet resistance of the p-side ohmic electrode 28 of about 10 [Omega / □, when current is injected from the p-side pad electrode 30, the p-side ohmic electrode 28 in the cavity direction (horizontal direction) since hardly flows, the current density of the current flowing through the resonator end face 20a near the region A2 at the light emitting side, be smaller than the current density of the current flowing through the region B2 that includes the center area of ​​the elements other than the region A2 it can. これにより、領域A2に位置する活性層3の結晶欠陥が、領域B2に位置する活性層3の結晶欠陥よりも多くなったとしても、領域A2に位置する活性層3の結晶欠陥部分に流れる電流を減少させることができる。 Accordingly, crystal defects in the active layer 3 located in the area A2 may have, even more than crystal defects in the active layer 3 located in the region B2, the current flowing through the crystal defect of the active layer 3 located in the area A2 it can be reduced. その結果、活性層3の結晶欠陥部分に多くの電流が流れることに起因して結晶欠陥が増大するのを抑制することができるので、素子の長寿命化を図ることができる。 As a result, since it is possible to suppress due to flow a large current to the crystal defect of the active layer 3 of the crystal defects is increased, it is possible to extend the life of the device. また、p側パッド電極30の光出射側の端部30aを、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2から約10μmの間隔L2を隔てて配置することによって、容易に、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2を流れる電流の電流密度を、領域A2以外の素子の中心領域を含む領域B2を流れる電流の電流密度よりもより小さくすることができる。 Further, the end portion 30a of the light emitting side of the p-side pad electrode 30, by placing the resonator end face 20a near the region A2 at the light emitting side at an interval L2 of about 10 [mu] m, easily, the light emitting side the current density of the current flowing through the resonator end face 20a near the region A2, it is possible to reduce more than the current density of the current flowing through the region B2 that includes the center area of ​​the elements other than the region A2. 具体的には、約10μmの長さを有するp側オーミック電極28の抵抗値は、約70Ωであり、素子の直列抵抗値(約15Ω)よりも大きくなる。 Specifically, the resistance value of the p-side ohmic electrode 28 having a length of about 10μm is about 70 ohm, greater than the series resistance value of the element (approximately 15 [Omega]). このため、p側パッド電極30の端部30aと領域A2との間に位置するp側オーミック電極28において、p側パッド電極30の端部30aから領域Aに向かって電流を流れにくくすることができる。 Therefore, the p-side ohmic electrode 28 which is located between the end portion 30a and the region A2 of the p-side pad electrode 30, to be difficult to flow the current from the end portion 30a of the p-side pad electrode 30 toward the area A it can.

また、第2実施形態の光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2において、p側クラッド層24は、p型AlGaN層が全てエッチングされているとともに、光ガイド層も途中の深さまでがエッチングされている。 Further, the cavity end face 20a near the area A2 of the light exit side of the second embodiment, p-side cladding layer 24, together with the p-type AlGaN layer are all etched, the light guide layer is also up to the depth of the middle etched It is. このようにエッチング深さが大きくなったとしても、エッチング深さが活性層3にまで達していなければ、上記した効果を得ることができる。 Thus even etching depth is increased, if no etching depth reaches the active layer 3, it is possible to obtain the above effects.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment is the same as the first embodiment.

次に、図12を参照して、第2実施形態の製造プロセスとしては、まず、図5〜図11に示した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、電流ブロック層27までを形成する。 Next, referring to FIG. 12, as the manufacturing process of the second embodiment, first, a process similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 5 to 11, which form up to the current blocking layer 27 . ただし、p側オーミック電極28を形成する際には、コンタクト層25側から順に、約1nmの厚みを有するPt層(図示せず)および約10nmの厚みを有するPd層を順次形成する。 However, when forming the p-side ohmic electrode 28, in this order from the contact layer 25 side, sequentially formed Pd layer having a thickness of Pt layer (not shown) and about 10nm with a thickness of about 1 nm. この後、真空蒸着法などを用いて、p側オーミック電極28に接触するように、素子の中心領域を含む領域B2にp側パッド電極30を形成する。 Thereafter, by vacuum evaporation or the like, to be in contact with the p-side ohmic electrode 28, a p-side pad electrode 30 in the region B2 including the central region of the device. 具体的には、p側パッド電極30の光出射側の端部30aが、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2から約10μmの間隔L2を隔てて配置されるように、p側パッド電極30を形成する。 More specifically, as the end portion 30a of the light emitting side of the p-side pad electrode 30 is disposed from the cavity end face 20a near the region A2 at the light emitting side at an interval L2 of about 10 [mu] m, p-side pad forming the electrode 30. なお、p側パッド電極30を形成する際には、p側オーミック電極28側から順に、約100nmの厚みを有するTi層(図示せず)、約200nmの厚みを有するPd層(図示せず)および約3μmの厚みを有するAu層(図示せず)を順次形成する。 In forming the p-side pad electrode 30, the p-side ohmic electrode 28 side in this order, (not shown) Ti layer having a thickness of about 100 nm, (not shown) Pd layer having a thickness of about 200nm and Au layer (not shown) are sequentially formed with a thickness of about 3 [mu] m.

最後に、真空蒸着法などを用いて、n型GaN基板1の裏面上の所定領域に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9を形成する。 Finally, by using a vacuum deposition method, a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, an n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment. このようにして、第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。 Thus, the nitride according to the second embodiment based semiconductor laser device is formed.

次に、上記の製造プロセスに沿って実際に作製した第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子について、レーザ光の広がり角および発光効率を調べた結果について説明する。 Next, the nitride semiconductor laser device according to the second embodiment actually manufactured along the manufacturing process, will be described results of examining the divergence angle and the luminous efficiency of the laser beam. この第2実施形態では、レーザ光の垂直方向の広がり角θ1および水平方向の広がり角θ2が、それぞれ、約18°および約13°になることが判明した。 In this second embodiment, the spread angle θ2 of the divergence angle θ1 and horizontal in the vertical direction of the laser beam, respectively, it was found to be approximately 18 ° and approximately 13 °. すなわち、θ1/θ2=約1.4となり、上記第1実施形態よりもレーザ光の形状が真円(θ1/θ2=1)に近づくことが確認できた。 That, .theta.1 / .theta.2 = about 1.4, and the shape of the laser beam than the first embodiment was confirmed to approach a true circle (θ1 / θ2 = 1). また、発光効率が約1.5W/Aとなり、上記第1実施形態と同様、高い発光効率を得られることが確認できた。 Furthermore, luminous efficiency of about 1.5 W / A, and the same as the first embodiment, it was confirmed that the obtained high luminous efficiency.

(第3実施形態) (Third Embodiment)
図15は、本発明の第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 Figure 15 is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. 図16および図17は、それぞれ、図15の500−500線および600−600線に沿った断面図である。 16 and 17 are sectional views taken along the line 500-500 and 600-600 line of FIG. 15. 図15〜図17を参照して、この第3実施形態では、上記第1および第2実施形態と異なり、厚みの異なるp側クラッド層の平坦部のそれぞれの上面を接続するように、傾斜部を設ける場合について説明する。 Referring to FIGS. 15 to 17, in the third embodiment, dissimilarly to the aforementioned first and second embodiments, so as to connect the respective upper surfaces of the flat portions of the different p-side cladding layer thicknesses, the inclined portion It will be described the case of providing a. なお、第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、上記第1実施形態と同様、約300μmの幅Wと、約600μmの共振器の長さLとを有する。 Incidentally, the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment, similarly to the first embodiment, has a width W of approximately 300 [mu] m, a length of the cavity of approximately 600 .mu.m L.

この第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図15に示すように、n型GaN基板1上に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側クラッド層2および活性層3が順次形成されている。 The third in the nitride semiconductor laser device according to the embodiment, as shown in FIG. 15, on the n-type GaN substrate 1, n-side cladding layer 2 and the active layer having the same composition and thickness as the first embodiment 3 are sequentially formed. 活性層3上には、上記第1実施形態のp側クラッド層4と同様の組成を有するp側クラッド層44が形成されている。 On the active layer 3, p-side cladding layer 44 having the same composition as the p-side cladding layer 4 of the first embodiment is formed. このp側クラッド層44は、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)の凸部を有する。 The p-side cladding layer 44 has a width of about 1.5 [mu] m, having a convex portion of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated). なお、p側クラッド層44は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 Incidentally, p-side cladding layer 44 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention.

ここで、第3実施形態では、p側クラッド層44の凸部以外の平坦部44aおよび44bは、光出射側の共振器端面40a近傍の領域A3と、領域A3以外の素子の中心領域を含む領域B3とで異なる厚みを有する。 Here, in the third embodiment, the flat portions 44a and 44b other than the convex portion of the p-side cladding layer 44 includes a resonator end face 40a near the area A3 at the light emitting side, the central region of the device other than the region A3 having different thicknesses in the region B3. 具体的には、領域A3では、図16に示すように、p側クラッド層44の平坦部44aの厚みtA3は、約100nmであり、凸部の平坦部44aの上面からの高さは、約400nmである。 Specifically, in the region A3, as shown in FIG. 16, the thickness tA3 of the flat portion 44a of the p-side cladding layer 44 is about 100 nm, the height from the upper surface of the flat portion 44a of the convex portion, about it is 400nm. また、領域B3では、図17に示すように、p側クラッド層44の平坦部44bの厚みtB3は、約150nmであり、凸部の平坦部44bの上面からの高さは、約350nmである。 Further, in the region B3, as shown in FIG. 17, the thickness tB3 of the flat portion 44b of the p-side cladding layer 44 is about 150 nm, height from the upper surface of the flat portion 44b of the convex portion is about 350nm . なお、領域A3およびB3は、それぞれ、本発明の「第1領域」および「第2領域」の一例であり、平坦部44aおよび44bは、それぞれ、本発明の「第1平坦部」および「第2平坦部」の一例である。 The region A3 and B3, respectively, is an example of the "first region" and "second region" of the present invention, the flat portions 44a and 44b are examples of the "first flat part" of the present invention and "The 2 is an example of a flat portion. " また、領域A3の共振器方向の長さは、約10μmであり、領域B3の共振器方向の長さは、約590μmである。 Further, the cavity length of the region A3 is about 10 [mu] m, of cavity length of the region B3 is about 590μm. また、第3実施形態では、図15に示すように、p側クラッド層44の平坦部44aと平坦部44bとの間に、平坦部44aの上面と平坦部44bの上面とを接続するように、約60°の傾斜角度を有する傾斜部44cが設けられている。 In the third embodiment, as shown in FIG. 15, between the flat portion 44a and the flat portion 44b of the p-side cladding layer 44, so as to connect the upper surface of the upper surface and the flat portion 44b of the flat portion 44a , the inclined portion 44c is provided with a tilt angle of about 60 °.

また、p側クラッド層44の凸部上には、上記第1実施形態のコンタクト層5と同様の組成および厚みを有するコンタクト層45が形成されている。 Further, on the convex portion of the p-side cladding layer 44, a contact layer 45 having the same composition and thickness as the contact layer 5 of the first embodiment is formed. なお、コンタクト層45は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 The contact layer 45 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention. このコンタクト層45とp側クラッド層44の凸部とによって、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)のリッジ部46が構成されている。 By the convex portion of the contact layer 45 and the p-side cladding layer 44 has a width of about 1.5 [mu] m, the ridge portion 46 of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated) is constructed. また、p側クラッド層44の平坦部44aおよび44bの上面と、リッジ部46の側面上とには、上記第1実施形態の電流ブロック層7と同様の組成および厚みを有する電流ブロック層47が形成されている。 Further, the upper surface of the flat portion 44a and 44b of the p-side cladding layer 44, the a on the side surfaces of the ridge portion 46, the current blocking layer 47 having the same composition and thickness as the current blocking layer 7 of the first embodiment It is formed. また、リッジ部46を構成するコンタクト層45上には、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するp側オーミック電極48が形成されている。 Furthermore, on the contact layer 45 constituting the ridge part 46, p-side ohmic electrode 48 having the same composition and thickness as the first embodiment is formed.

また、n型GaN基板1の裏面上の所定領域には、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9が形成されている。 Further, in a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment is formed.

そして、第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、活性層3で生成された光が共振器端面40aおよび40bで反射することによりレーザ発振する。 Then, the nitride semiconductor laser device according to the third embodiment, laser oscillation by light generated in the active layer 3 is reflected by the resonator end faces 40a and 40b.

第3実施形態では、上記のように、光出射側の共振器端面40a近傍の領域A3に位置する平坦部44aの厚みtA3(約100nm)を、領域A3以外の素子の中心領域を含む領域B3に位置する平坦部44bの厚みtB3(約150nm)よりも小さくすることによって、上記第1実施形態と同様、光出射側の共振器端面40a近傍の領域A3における水平方向の光閉じ込めを強くすることができる。 In the third embodiment, as described above, the thickness of the flat portion 44a located in the region A3 of the resonator end face 40a near the light emitting side tA3 (about 100 nm), a region including the central region of the device other than the region A3 B3 by smaller than the thickness of the flat portion 44b tB3 (about 150 nm) which is located, similar to the first embodiment, to strongly confine the horizontal direction of the light in the region A3 of the resonator end face 40a near the light emitting side by the can. これにより、レーザ光の発光スポットの水平方向の広がりを小さくすることができるので、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を大きくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the horizontal divergence of the light emitting spot of the laser beam, it is possible to increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam. その結果、上記第1実施形態と同様、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. この場合、p側クラッド層44の凸部(リッジ部46)をエッチングにより形成する際に、p側クラッド層44の領域B3に位置する平坦部44bの厚みtB3(約150nm)が領域A3に位置する平坦部44aの厚みtA3(約100nm)よりも大きくなるようにエッチングするとともに、活性層3を含む部分をエッチングしないので、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥の量を減少させることができる。 In this case, the convex portion of the p-side cladding layer 44 (the ridge portion 46) when formed by etching, the position in the thickness tB3 (about 150 nm) is the area A3 of the flat portion 44b located in the area B3 of the p-side cladding layer 44 with etching to be larger than the thickness of the flat portions 44a tA3 (approximately 100 nm) to, does not etch the portion including the active layer 3, similarly to the first embodiment, reducing the amount of crystal defects in the active layer 3 it can be. その結果、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収の増大を抑制することができるので、高い発光効率を有する窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the light absorption by the crystal defect of the active layer 3, it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device having a high luminous efficiency. このように、第3実施形態では、上記第1実施形態と同様、高い発光効率を有し、かつ、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 Thus, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, it has a high luminous efficiency, and to obtain a nitride semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle be able to.

また、第3実施形態では、p側クラッド層44の平坦部44aと平坦部44bとの間に、平坦部44aの上面と平坦部44bの上面とを接続するように、約60°の傾斜角度を有する傾斜部44cを設けることによって、平坦部44aと平坦部44bとの間の境界面が傾斜するので、厚みの異なる平坦部44aと平坦部44bとが垂直の境界面により接続されている場合に比べて、境界面において光出射側とは反対側の共振器端面40b方向に光が反射されにくくなる。 In the third embodiment, between the flat portion 44a and the flat portion 44b of the p-side cladding layer 44, so as to connect the upper surface of the upper surface and the flat portion 44b of the flat portion 44a, the inclination angle of approximately 60 ° by providing an inclined portion 44c having, since the boundary surface between the flat portion 44a and the flat portion 44b is inclined, when the flat portion 44b and the flat portion 44a having different thicknesses are connected by the vertical boundary surfaces compared to the light in the resonator end face 40b direction opposite it is less likely to be reflected to the light emitting side at the interface. これにより、平坦部44aと平坦部44bとの間の境界面と、光出射側とは反対側の共振器端面40aとの間の不要なレーザ発振モードの発生を抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress the interface between the flat portion 44a and the flat portion 44b, the generation of unnecessary laser oscillation mode between the cavity end face 40a on the side opposite to the light output side. これにより、高出力領域まで、高い発光効率を有するレーザ発振モード(光出射側の共振器端面40aと、光出射側とは反対側の共振器端面40bとの間のレーザ発振モード)を維持することができるので、発光効率をより向上させることができる。 Thus, up to a high output region, to maintain the laser oscillation mode having a high luminous efficiency (the resonator end face 40a of the light emitting side, the laser oscillation mode between the cavity end face 40b opposite to the light emission side) it is possible, it is possible to improve the luminous efficiency. また、厚みの異なる平坦部44aと平坦部44bとが垂直の境界面により接続されている場合に比べて、平坦部44aと平坦部44bとの間の境界面の下端部(エッジ部)が滑らかになる。 Further, as compared with the case where the flat portion 44a and the flat portion 44b having different thicknesses are connected by a vertical boundary surface, the lower end portion of the boundary surface between the flat portion 44a and the flat portion 44b (edge ​​portion) smoothly become. これにより、平坦部44aと平坦部44bとの間の境界面のエッジ部における光損失を抑制することができるので、これによっても、発光効率をより向上させることができる。 Thus, it is possible to suppress light loss at the edges of the interface between the flat portion 44a and the flat portion 44b, which also makes it possible to improve the luminous efficiency.

なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

図18〜図20は、図15に示した第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 18-20 are perspective views for explaining a manufacturing process of the third nitride according to an embodiment the semiconductor laser device shown in FIG. 15. 次に、図15および図18〜図20を参照して、第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 15 and FIGS. 18 to 20, description will be given of a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment.

まず、図18に示すように、図5〜図7に示した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、p側オーミック電極48、コンタクト層45およびp側クラッド層44の所定領域をエッチングすることにより、p側クラッド層44の凸部までを形成する。 First, as shown in FIG. 18, a process similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 5 to 7, the p-side ohmic electrode 48, a predetermined region of the contact layer 45 and the p-side cladding layer 44 are etched it allows to form up to the convex portion of the p-side cladding layer 44. この後、素子の中心領域を含む領域B3に位置するp側クラッド層44、コンタクト層45およびp側オーミック電極48のみを覆うように、レジスト51を形成する。 Thereafter, p-side cladding layer 44 located in the area B3 including the central region of the device, so as to cover only the contact layer 45 and the p-side ohmic electrode 48, a resist 51. この際、露光条件などを制御することによって、光出射側の共振器端面40a(図15参照)近傍の領域A3と、素子の中心領域を含む領域B3との境界に位置するレジスト51の面51aが、エッチング後の傾斜角度が約60°になるような傾斜角度を有するように、レジスト51を形成する。 At this time, by controlling the exposure conditions, the light emitting side of the cavity end face 40a (see FIG. 15) region in the vicinity of A3, a surface 51a of the resist 51 located on the boundary between the region B3 that includes a central region of the device but to have a tilt angle as the inclination angle after the etching is about 60 °, to form a resist 51.

次に、図19に示すように、Cl 系ガスによるRIE法を用いて、領域A3に位置するp側オーミック電極48をマスクとして、p側クラッド層44の領域A3に位置する平坦部44aの厚みtA3が約100nmになるまで、レジスト51とp側クラッド層44とを同時にエッチングする。 Next, as shown in FIG. 19, by RIE by Cl 2 based gas, the p-side ohmic electrode 48 located in the region A3 as a mask, the flat portion 44a located in the region A3 of the p-side cladding layer 44 to a thickness tA3 of about 100 nm, simultaneously etching the resist 51 and the p-side cladding layer 44. これにより、p側クラッド層44の凸部以外の平坦部44aおよび44bは、光出射側の共振器端面40a(図15参照)近傍の領域A3と、領域A3以外の素子の中心領域を含む領域B3とで異なる厚みとなる。 Accordingly, the flat portions 44a and 44b other than the convex portion of the p-side cladding layer 44, a light emission side of the cavity end face 40a (see FIG. 15) region in the vicinity of A3, a region including the central region of the device other than the region A3 the different thicknesses in the B3. 具体的には、領域A3では、p側クラッド層44の平坦部44aの厚みtA3が約100nmとなり、凸部の平坦部44aの上面からの高さが約400nmとなる。 Specifically, in the region A3, the flat portion 44a thickness tA3 of about 100nm next the p-side cladding layer 44, the height from the upper surface of the flat portion 44a of the convex portions is about 400 nm. その一方、領域B3では、p側クラッド層44の平坦部44bの厚みtB3が約150nmとなり、凸部の平坦部44bの上面からの高さが約350nmとなる。 Meanwhile, in the region B3, the flat portion 44b a thickness tB3 of about 150nm next the p-side cladding layer 44, the height from the upper surface of the flat portion 44b of the convex portion is about 350 nm. また、p側クラッド層44の平坦部44aと平坦部44bとの間には、平坦部44aの上面と平坦部44bの上面とを接続するように、約60°の傾斜角度を有する傾斜部44cが設けられる。 Moreover, as between the flat portion 44a and the flat portion 44b of the p-side cladding layer 44, connecting the upper surface of the upper surface and the flat portion 44b of the flat portion 44a, the inclined portion 44c having an inclined angle of approximately 60 ° It is provided. これにより、p側クラッド層44の凸部とコンタクト層45とによって構成されるリッジ部46が形成される。 Thus, the ridge portion 46 formed by the convex portion and the contact layer 45 of p-side cladding layer 44 is formed. この後、レジスト51を除去することによって、図20に示す状態にする。 Thereafter, by removing the resist 51, a state shown in FIG. 20.

次に、図15に示したように、図11に示した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、p側クラッド層44の平坦部44aおよび44bの上面と、リッジ部46の側面上とに、上記第1実施形態の電流ブロック層7と同様の組成および厚みを有する電流ブロック層47を形成する。 Next, as shown in FIG. 15, a process similar to that of the first embodiment shown in FIG. 11, the upper surface of the flat portion 44a and 44b of the p-side cladding layer 44, and on the side surfaces of the ridge portion 46 to form a current blocking layer 47 having the same composition and thickness as the current blocking layer 7 of the first embodiment.

最後に、真空蒸着法などを用いて、n型GaN基板1の裏面上の所定領域に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9を形成する。 Finally, by using a vacuum deposition method, a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, an n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment. このようにして、第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。 Thus, the nitride according to the third embodiment based semiconductor laser device is formed.

(第4実施形態) (Fourth Embodiment)
図21は、本発明の第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 Figure 21 is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. 図22は、図21の700−700線および900−900線に沿った断面図であり、図23は、図21の800−800線に沿った断面図である。 Figure 22 is a sectional view along the 700-700 line and 900-900 line in FIG. 21, FIG. 23 is a sectional view along the 800-800 line of FIG. 21. 図21〜図23を参照して、この第4実施形態では、上記第1〜第3実施形態と異なり、p側クラッド層において、光出射側とは反対側の共振器端面近傍の領域にも、素子の中心領域を含む領域に位置する平坦部の厚みよりも小さい厚みを有する平坦部を設ける場合について説明する。 Referring to FIGS. 21 to 23, in the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, the p-side cladding layer, the light emitting side in the region of the cavity end face neighborhood on the opposite side , it described the case of providing a flat portion having a thickness smaller than the thickness of the flat portion located in a region including the central region of the device. なお、第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、上記第1実施形態と同様、約300μmの幅Wと、約600μmの共振器の長さLとを有する。 Incidentally, the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, has a width W of approximately 300 [mu] m, a length of the cavity of approximately 600 .mu.m L.

この第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、図21に示すように、n型GaN基板1上に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側クラッド層2および活性層3が順次形成されている。 The fourth in the nitride semiconductor laser device according to the embodiment, as shown in FIG. 21, on the n-type GaN substrate 1, n-side cladding layer 2 and the active layer having the same composition and thickness as the first embodiment 3 are sequentially formed. 活性層3上には、上記第1実施形態のp側クラッド層4と同様の組成を有するp側クラッド層64が形成されている。 On the active layer 3, p-side cladding layer 64 having the same composition as the p-side cladding layer 4 of the first embodiment is formed. このp側クラッド層64は、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)の凸部を有する。 The p-side cladding layer 64 has a width of about 1.5 [mu] m, having a convex portion of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated). なお、p側クラッド層64は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 Incidentally, p-side cladding layer 64 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention.

ここで、第4実施形態では、p側クラッド層64の凸部以外の平坦部64a、64bおよび64cは、光出射側の共振器端面60a近傍の領域A4および光出射側とは反対側の共振器端面60b近傍の領域C4と、領域A4およびC4以外の素子の中心領域を含む領域B4とで異なる厚みを有する。 Here, in the fourth embodiment, the flat portion 64a other than the convex portion of the p-side cladding layer 64, 64b and 64c, the resonance of the side opposite to the region A4 and the light emitting side of the resonator end surface 60a near the light emitting side has a bowl end face 60b near the region C4, the different thicknesses in the region B4 including the center region of the device other than the regions A4 and C4. 具体的には、領域A4およびC4では、図22に示すように、p側クラッド層64の平坦部64aおよび64cの厚みtA4は、約100nmであり、凸部の平坦部64aおよび64cの上面からの高さは、約400nmである。 Specifically, in the region A4 and C4, as shown in FIG. 22, the thickness tA4 of the flat portions 64a and 64c of the p-side cladding layer 64 is about 100 nm, from the flat portion 64a and 64c the upper surface of the projecting portion the height of the is about 400nm. また、領域B4では、図23に示すように、p側クラッド層64の平坦部64bの厚みtB4は、約150nmであり、凸部の平坦部64bの上面からの高さは、約350nmである。 Further, in the region B4, as shown in FIG. 23, the thickness tB4 of the flat portion 64b of the p-side cladding layer 64 is about 150 nm, height from the upper surface of the flat portion 64b of the convex portion is about 350nm . すなわち、領域A4およびC4の平坦部64aおよび64cの厚みtA4(約100nm)は、領域B4の平坦部64bの厚みtB4(約150nm)よりも小さい。 That is, the thickness of the flat part 64a and 64c of the regions A4 and C4 tA4 (about 100 nm), the thickness of the flat portion 64b of the region B4 TB4 (approximately 150 nm) smaller than. なお、領域A4、B4およびC4は、それぞれ、本発明の「第1領域」、「第2領域」および「第3領域」の一例であり、平坦部64a、64bおよび64cは、それぞれ、本発明の「第1平坦部」、「第2平坦部」および「第3平坦部」の一例である。 The area A4, B4 and C4, respectively, examples of the "first region", the "second region" and "third area" in the present invention, the flat portions 64a, 64b and 64c, respectively, the present invention "the first flat part" of an example of the "second planar portion" and the "third flat portion". また、領域A4およびC4の共振器方向の長さは、約10μmであり、領域B4の共振器方向の長さは、約580μmである。 The length of the resonator direction of the area A4 and C4 is approximately 10 [mu] m, of cavity length of the region B4 is about 580 .mu.m.

また、図21に示すように、p側クラッド層64の凸部上には、上記第1実施形態のコンタクト層5と同様の組成および厚みを有するコンタクト層65が形成されている。 Further, as shown in FIG. 21, on the convex portion of the p-side cladding layer 64, a contact layer 65 having the same composition and thickness as the contact layer 5 of the first embodiment is formed. なお、コンタクト層65は、本発明の「第2半導体層」の一例である。 The contact layer 65 is an example of the "second semiconductor layer" of the present invention. このコンタクト層65とp側クラッド層64の凸部とによって、約1.5μmの幅を有するとともに、共振器方向に延びるストライプ状(細長状)のリッジ部66が構成されている。 By the convex portion of the contact layer 65 and the p-side cladding layer 64 has a width of about 1.5 [mu] m, the ridge portion 66 of a stripe shape extending in the cavity direction (elongated) is constructed. また、p側クラッド層64の平坦部64a、64bおよび64cの上面と、リッジ部66の側面上とには、上記第1実施形態の電流ブロック層7と同様の組成および厚みを有する電流ブロック層67が形成されている。 Further, the upper surface of the flat portion 64a, 64b and 64c of the p-side cladding layer 64, the a on the side surfaces of the ridge portion 66, a current blocking layer having the same composition and thickness as the current blocking layer 7 of the first embodiment 67 is formed. また、リッジ部66を構成するコンタクト層65上には、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するp側オーミック電極68が形成されている。 Furthermore, on the contact layer 65 constituting the ridge part 66, p-side ohmic electrode 68 having the same composition and thickness as the first embodiment is formed.

また、n型GaN基板1の裏面上の所定領域には、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9が形成されている。 Further, in a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment is formed.

そして、第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、活性層3で生成された光が共振器端面60aおよび60bで反射することによりレーザ発振する。 Then, the nitride semiconductor laser device according to the fourth embodiment, laser oscillation by light generated in the active layer 3 is reflected by the resonator end faces 60a and 60b.

第4実施形態では、上記のように、光出射側の共振器端面60a近傍の領域A4に位置する平坦部64aの厚みtA4(約100nm)を、領域A4以外の素子の中心領域を含む領域B4に位置する平坦部64bの厚みtB4(約150nm)よりも小さくすることによって、上記第1実施形態と同様、光出射側の共振器端面60a近傍の領域A4における水平方向の光閉じ込めを強くすることができる。 In the fourth embodiment, as hereinabove described, the thickness of the flat portion 64a located in the region A4 of the resonator end surface 60a near the light emitting side tA4 (about 100 nm), a region including the central region of the device other than the region A4 B4 by smaller than the thickness of the flat portion 64b TB4 (about 150 nm) which is located, similar to the first embodiment, to strongly confine the horizontal direction of the light in the region A4 of the resonator end surface 60a near the light emitting side by the can. これにより、レーザ光の発光スポットの水平方向の広がりを小さくすることができるので、レーザ光の水平方向の広がり角θ2を大きくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the horizontal divergence of the light emitting spot of the laser beam, it is possible to increase the horizontal divergence angle θ2 of the laser beam. その結果、上記第1実施形態と同様、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. この場合、p側クラッド層64の凸部(リッジ部66)をエッチングにより形成する際に、p側クラッド層64の領域B4に位置する平坦部64bの厚みtB4(約150nm)が領域A4に位置する平坦部64aの厚みtA4(約100nm)よりも大きくなるようにエッチングするとともに、活性層3を含む部分をエッチングしないので、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥の量を減少させることができる。 In this case, the convex portion of the p-side cladding layer 64 (the ridge portion 66) when formed by etching, the position in the thickness TB4 (about 150 nm) is the area A4 of the flat portion 64b which is located in the region B4 of the p-side cladding layer 64 with etching to be larger than the thickness of the flat portions 64a tA4 (approximately 100 nm) to, does not etch the portion including the active layer 3, similarly to the first embodiment, reducing the amount of crystal defects in the active layer 3 it can be. その結果、上記第1実施形態と同様、活性層3の結晶欠陥部分による光吸収の増大を抑制することができるので、高い発光効率を有する窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the light absorption by the crystal defect of the active layer 3, it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device having a high luminous efficiency. このように、第4実施形態では、上記第1実施形態と同様、高い発光効率を有し、かつ、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。 Thus, in the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, it has a high luminous efficiency, and to obtain a nitride semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle be able to.

また、第4実施形態では、光出射側とは反対側の共振器端面60b近傍の領域C4にも、平坦部64bの厚みtB4(約150nm)よりも小さい厚みtA4(約100nm)を有する平坦部64cを設けることによって、光出射側とは反対側の共振器端面60bを光出射面として用いたとしても、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 In the fourth embodiment, even in the area C4 of the resonator end face 60b near the side opposite to the light output side, the flat portion having a thickness of the flat portions 64b TB4 (approximately 150 nm) smaller thickness than tA4 (about 100 nm) by providing 64c, the light emitting side even with a resonator end face 60b opposite to the light emitting surface, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. これにより、2つの共振器端面60aおよび60bのうち、どちらの共振器端面60aおよび60bを光出射面として用いたとしても、レーザ光の形状を真円に近づけることができる。 Thus, one of the two resonator end faces 60a and 60b, as either the cavity facets 60a and 60b were used as the light emitting surface, it is possible to make the shape of the laser beam to a true circle. これにより、素子を組み立てる際に、どちらの共振器端面60aおよび60bを光出射面に設定したとしても、真円形状に近いレーザ光の形状を得ることが可能な半導体レーザ素子を作製することができる。 Thus, when assembling the device, even either of the cavity facets 60a and 60b as set on the light exit surface, that a semiconductor laser device capable of obtaining a shape of the laser beam close to a perfect circle it can.

図24〜図26は、図21に示した第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 24-26 are perspective views for explaining a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment shown in FIG. 21. 次に、図21および図24〜図26を参照して、第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 21 and FIGS. 24 to 26, description will be given of a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment.

まず、図24に示すように、図5〜図7に示した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、p側オーミック電極68、コンタクト層65およびp側クラッド層64の所定領域をエッチングすることにより、p側クラッド層64の凸部までを形成する。 First, as shown in FIG. 24, a process similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 5 to 7, the p-side ohmic electrode 68, a predetermined region of the contact layer 65 and the p-side cladding layer 64 are etched it allows to form up to the convex portion of the p-side cladding layer 64. この後、素子の中心領域を含む領域B4に位置するp側クラッド層64、コンタクト層65およびp側オーミック電極68のみを覆うように、レジスト71を形成する。 Thereafter, p-side cladding layer 64 located in the region B4 including the central region of the device, so as to cover only the contact layer 65 and the p-side ohmic electrode 68, a resist 71.

次に、図25に示すように、Cl 系ガスによるRIE法を用いて、レジスト71と、領域A4およびC4に位置するp側オーミック電極68とをマスクとして、p側クラッド層64の平坦部64bの上面から約50nmの深さまでの所定領域を除去する。 Next, as shown in FIG. 25, by RIE by Cl 2 based gas, and the resist 71, and a p-side ohmic electrode 68 is located in the area A4 and C4 as a mask, the flat portion of the p-side cladding layer 64 removing a predetermined area from the upper surface of 64b to a depth of approximately 50nm. これにより、p側クラッド層64の凸部以外の平坦部64a、64bおよび64cは、光出射側の共振器端面60a(図21参照)近傍の領域A4および光出射側とは反対側の共振器端面60b(図21参照)近傍の領域C4と、領域A4およびC4以外の素子の中心領域を含む領域B4とで異なる厚みとなる。 Thus, the flat portion 64a other than the convex portion of the p-side cladding layer 64, 64b and 64c are the light emitting side cavity facet 60a (see FIG. 21) opposite to the cavity from the region A4 and the light emitting side near and the end face 60b (see FIG. 21) region in the vicinity of C4, the different thicknesses in the region B4 including the center region of the device other than the regions A4 and C4. 具体的には、領域A4およびC4では、p側クラッド層64の平坦部64aおよび64cの厚みtA4が約100nmとなり、凸部の平坦部64aおよび64cの上面からの高さが約400nmとなる。 Specifically, in the region A4 and C4, the flat portion 64a and 64c thickness tA4 of about 100nm next the p-side cladding layer 64, the height from the upper surface of the flat portion 64a and 64c of the convex portion is about 400 nm. その一方、領域B4では、p側クラッド層64の凸部以外の平坦部64bの厚みtB4が約150nmとなり、凸部の平坦部64bの上面からの高さが約350nmとなる。 Meanwhile, in the region B4, thickness tB4 of about 150nm next flat portion 64b other than the convex portion of the p-side cladding layer 64, the height from the upper surface of the flat portion 64b of the convex portion is about 350 nm. これにより、p側クラッド層64の凸部とコンタクト層65とによって構成されるリッジ部66が形成される。 Thus, the ridge portion 66 formed by the convex portion and the contact layer 65 of p-side cladding layer 64 is formed. この後、レジスト71を除去することによって、図26に示す状態にする。 Thereafter, by removing the resist 71, a state shown in FIG. 26.

次に、図21に示したように、図11に示した第1実施形態と同様のプロセスを用いて、p側クラッド層64の平坦部64a、64bおよび64cの上面と、リッジ部66の側面上とに、上記第1実施形態の電流ブロック層7と同様の組成および厚みを有する電流ブロック層67を形成する。 Next, as shown in FIG. 21, a process similar to that of the first embodiment shown in FIG. 11, the upper surface of the flat portion 64a, 64b and 64c of the p-side cladding layer 64, the side surfaces of the ridge portion 66 in the upper, to form the current blocking layer 67 having the same composition and thickness as the current blocking layer 7 of the first embodiment.

最後に、真空蒸着法などを用いて、n型GaN基板1の裏面上の所定領域に、上記第1実施形態と同様の組成および厚みを有するn側オーミック電極9を形成する。 Finally, by using a vacuum deposition method, a predetermined region on the back surface of the n-type GaN substrate 1, an n-side ohmic electrode 9 having a composition and a thickness similar to those of the aforementioned first embodiment. このようにして、第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が形成される。 Thus, the nitride according to the fourth embodiment based semiconductor laser device is formed.

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。 The embodiments disclosed this time must be considered as not restrictive but illustrative in all respects. 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。 The scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the description of the embodiment, includes further all modifications within the meaning and range of equivalency of the claims.

たとえば、上記第1〜第4実施形態では、窒化物系半導体からなる半導体レーザ素子に本発明を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体以外の半導体からなる半導体レーザ素子にも適用可能である。 For example, in the above first to fourth embodiments has described the case of applying the present invention to a semiconductor laser element comprising a nitride semiconductor, the present invention is not limited thereto, made of a semiconductor other than a nitride semiconductor to a semiconductor laser device is applicable.

また、上記第1〜第4実施形態では、光出射側の共振器端面近傍の領域の共振器方向の長さを、約10μmに設定したが、本発明はこれに限らず、光出射側の共振器端面近傍の領域の共振器方向の長さが、約3μm以上50μm以下の範囲内であればよい。 In the above-mentioned first to fourth embodiments, in the cavity direction of the resonator end face near the light emitting side region length has been set to about 10 [mu] m, the present invention is not limited to this, the light emitting side of cavity length of the region of the cavity near the end surface may be within the range of about 3μm or 50μm or less.

また、上記第1、第3および第4実施形態では、p側クラッド層の素子の中心領域を含む領域に位置する平坦部の厚みを、約150nmに設定したが、本発明はこれに限らず、p側クラッド層の素子の中心領域を含む領域に位置する平坦部の厚みを、約100nm以上約250nm以下に設定すれば、発光効率を高くすることができ、かつ、しきい値電流を低くすることができる。 Further, the first, third and fourth embodiment, the thickness of the flat portion located in a region including the central region of the device of the p-side cladding layer has been set to about 150 nm, the present invention is not limited thereto , the thickness of the flat portion located in a region including the central region of the device of the p-side cladding layer is set to be less than about 100nm or about 250 nm, it is possible to increase the luminous efficiency, and a threshold current lower can do.

また、上記第2実施形態では、p側パッド電極30の光出射側の端部30aを、光出射側の共振器端面20a近傍の領域A2から約10μmの間隔L2を隔てて配置したが、本発明はこれに限らず、p側パッド電極の光出射側の端部が共振器端面にまで達していなければ、p側パッド電極の光出射側の端部を光出射側の共振器端面近傍の領域に配置してもよい。 Further, in the second embodiment, the end portion 30a of the light emitting side of the p-side pad electrode 30 has been arranged from the resonator end face 20a near the region A2 at the light emitting side at an interval L2 of about 10 [mu] m, the invention is not limited to this, if the ends of the light emitting side of the p-side pad electrode is not reached until the cavity end face, the cavity end face near the light emitting side end of the light emitting side of the p-side pad electrode it may be arranged in the region.

また、上記第2実施形態では、p側オーミック電極のシート抵抗値を、約10Ω/□に設定したが、本発明はこれに限らず、p側オーミック電極のシート抵抗値を、約1Ω/□以上に設定すれば、MTTF(平均故障時間)を長くすることができる。 Further, in the second embodiment, the sheet resistance of the p-side ohmic electrode has been set at about 10 [Omega / □, the present invention is not limited to this, the sheet resistance of the p-side ohmic electrode, about 1 [Omega / □ is set to above, it is possible to increase the MTTF (mean time to failure). これにより、素子の寿命を長くすることができる。 Thus, it is possible to increase the life of the device.

また、上記第3実施形態では、厚みの異なるp側クラッド層の平坦部のそれぞれの上面を接続するように、約60°の傾斜角度を有する傾斜部を設けたが、本発明はこれに限らず、約60°以外の傾斜角度を有する傾斜部によって、厚みの異なるp側クラッド層の平坦部のそれぞれの上面を接続してもよい。 In the third embodiment, so as to connect the respective upper surfaces of the flat portions of the different p-side cladding layer thicknesses, is provided with the inclined portion having an inclination angle of about 60 °, the present invention is limited to this not, the inclined portion having an inclination angle other than approximately 60 °, may be connected to each of the upper surface of the flat portion of the different p-side cladding layer thickness.

本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 It is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. 図1の100−100線に沿った断面図である。 It is a sectional view taken along line 100-100 of FIG. 図1の200−200線に沿った断面図である。 It is a sectional view taken along line 200-200 of FIG. 光出射側の共振器端面近傍の領域の共振器方向の長さを変化させた場合のレーザ光の水平方向の広がり角を示したグラフである。 Is a graph showing the horizontal divergence angle of the laser light when changing the cavity length of the region of the cavity end face near the light emitting side. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 Is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 本発明の第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 It is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図12の300−300線に沿った断面図である。 Is a sectional view taken along the line 300-300 in FIG. 12. 図12の400−400線に沿った断面図である。 It is a cross-sectional view along the 400-400 line of FIG. 12. 本発明の第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 It is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. 図15の500−500線に沿った断面図である。 Is a sectional view taken along line 500-500 in FIG. 15. 図15の600−600線に沿った断面図である。 It is a cross-sectional view along the 600-600 line of FIG. 15. 図15に示した第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG. 15. 図15に示した第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG. 15. 図15に示した第3実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG. 15. 本発明の第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 It is a perspective view showing a structure of a nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. 図21の700−700線および900−900線に沿った断面図である。 It is a cross-sectional view along the 700-700 line and 900-900 line in FIG. 図21の800−800線に沿った断面図である。 It is a cross-sectional view along the 800-800 line of FIG. 21. 図21に示した第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment shown in FIG. 21. 図21に示した第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment shown in FIG. 21. 図21に示した第4実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。 It is a perspective view for illustrating a manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment shown in FIG. 21. 従来の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。 It is a perspective view showing a structure of a conventional semiconductor laser device. 図27に示した従来の半導体レーザ素子のレーザ光の垂直方向の広がり角を説明するための側面図である。 It is a side view for explaining a vertical spread angle of the laser beam of a conventional semiconductor laser device shown in FIG. 27. 図27に示した従来の半導体レーザ素子のレーザ光の水平方向の広がり角を説明するための上面図である。 It is a top view for explaining a horizontal divergence angle of the laser beam of a conventional semiconductor laser device shown in FIG. 27.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2 n側クラッド層(第1半導体層) 2 n-side cladding layer (first semiconductor layer)
3 活性層 4、24、44、64 p側クラッド層(第2半導体層) 3 active layer 4,24,44,64 p-side cladding layer (second semiconductor layer)
4a、24a、44a、64a 平坦部(第1平坦部) 4a, 24a, 44a, 64a flat portion (first flat portion)
4b、24b、44b、64b 平坦部(第2平坦部) 4b, 24b, 44b, 64b flat portion (second flat portion)
5、25、45 コンタクト層 28 p側オーミック電極(第1電極層) 5,25,45 contact layer 28 p-side ohmic electrode (first electrode layer)
30 p側パッド電極(第2電極層) 30 p-side pad electrode (second electrode layer)
64c 平坦部(第3平坦部) 64c flat section (third flat portion)
A1、A2、A3、A4 領域(第1領域) A1, A2, A3, A4 region (first region)
B1、B2、B3、B4 領域(第2領域) B1, B2, B3, B4 region (second region)
C4 領域(第3領域) C4 region (third region)

Claims (8)

  1. 第1半導体層上に形成された活性層と、 An active layer formed on the first semiconductor layer,
    前記活性層上に形成され、凸部と、前記凸部以外の平坦部とを有する第2半導体層とを備え、 Formed on the active layer includes a protrusion, and a second semiconductor layer having a flat portion other than the convex portion,
    前記第2半導体層の平坦部は、少なくとも光出射側の共振器端面近傍の第1領域に位置する第1平坦部と、前記第1領域以外の素子の中心領域を含む第2領域に位置する第2平坦部とを含み、 Flat portion of the second semiconductor layer is located at a second region comprising a first flat portion located in the first region of the cavity end face at least near the light output side, the central region of the device other than the first region and a second flat portion,
    前記第2半導体層の第1平坦部の厚みは、前記第2半導体層の第2平坦部の厚みよりも小さい、半導体レーザ素子。 The thickness of the first flat portion of said second semiconductor layer is smaller than the thickness of the second flat portion of said second semiconductor layer, a semiconductor laser device.
  2. 前記第1領域を流れる電流の電流密度が、前記第2領域を流れる電流の電流密度よりも小さくなるように構成されている、請求項1に記載の半導体レーザ素子。 The current density of the first current flowing through the region, the second is configured to be smaller than the current density of the current flowing through the region, the semiconductor laser device according to claim 1.
  3. 前記第2半導体層上に形成され、1Ω/□以上のシート抵抗値を有する第1電極層と、 It is formed on the second semiconductor layer, a first electrode layer having a 1 [Omega / □ or more sheet resistance value,
    前記第1電極層上に形成され、前記光出射側の端部が、前記光出射側の共振器端面から所定の間隔を隔てて配置された第2電極層とをさらに備える、請求項2に記載の半導体レーザ素子。 Is formed on the first electrode layer, an end portion of the light exit side, further comprising a second electrode layer disposed from the cavity end face of the light emission side at a prescribed interval, to claim 2 the semiconductor laser device according.
  4. 前記第2電極層の前記光出射側の端部は、前記第1領域と前記第2領域との境界よりも前記第2領域側に配置されている、請求項2または3に記載の半導体レーザ素子。 Wherein an end portion of the light exit side of the second electrode layer, the first being arranged on the second region side than the boundary between the region and the second region, the semiconductor laser according to claim 2 or 3 element.
  5. 前記第2半導体層の前記第1平坦部と前記第2平坦部との間には、前記第1平坦部の上面と前記第2平坦部の上面とを接続するように、傾斜部が設けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。 Wherein between the second second flat portion and said first flat portion of the semiconductor layer, so as to connect the upper surface of the first flat portion and the upper surface of the second flat portion, the inclined portion is provided and that, the semiconductor laser device according to any one of claims 1-4.
  6. 前記第2半導体層の平坦部は、前記光出射側とは反対側の共振器端面近傍の第3領域に位置するとともに、前記第2平坦部の厚みよりも小さい厚みを有する第3平坦部をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。 Flat portion of the second semiconductor layer, together with the the light exit side is located in the third region of the cavity end face neighborhood on the opposite side, a third flat portion having a thickness smaller than the thickness of the second flat portion further comprising a semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5.
  7. 前記第1領域に位置する前記第2半導体層の第1平坦部の共振器方向の長さは、3μm以上50μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。 The resonator length of the first flat part of the second semiconductor layer is 3μm or more 50μm or less, the semiconductor laser device according to any one of claims 1-6 positioned in the first region.
  8. 前記第2領域に位置する前記第2半導体層の第2平坦部の厚みは、100nm以上250nm以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。 It said second flat portion of the thickness of the second semiconductor layer is 100nm or more 250nm or less, the semiconductor laser device according to any one of claims 1-7 positioned in the second region.
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