JP2009064838A - 光半導体素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リッジ構造の側面に回折格子を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られるようにし、かつ、電流拡がりを抑制できるようにする。
【解決手段】光半導体素子を、半導体基板１上に形成されたリッジ構造２を有する光導波路１１と、リッジ構造２の側面に形成され、光導波方向に沿って交互に形成された凹部３Ａと凸部３Ｂで構成され、所望の長さを有する回折格子３と、凸部３Ｂの端部との間に凹部３Ａの幅と同程度の幅を有する溝５が形成されるように、リッジ構造２及び回折格子３が形成されている領域以外の領域に形成されたダミー構造体４とを備えるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リッジ構造の側面に回折格子を有する光半導体素子及びその製造方法に関する。

インターネットトラフィックの爆発的な増大により、光通信及び光伝送における超高速化と大容量化への取り組みが活発化している。
このため、非冷却で、単一モード発振し、１０Ｇｂ／ｓ以上の直接変調可能で安価な半導体レーザが求められており、その候補として、回折格子を備える分布帰還型（distributed feedback：ＤＦＢ）レーザを挙げることができる。

ＤＦＢレーザの回折格子の作製方法としては、下部半導体層（半導体結晶成長層）を結晶成長させ、この下部半導体層上に回折格子パターンを形成した後、その上部に上部半導体層を結晶成長（再成長）させて、下部半導体層と上部半導体層との界面に回折格子を形成する再成長法と、半導体積層構造を形成した後、その表面からエッチングを行なって回折格子を形成する積層一括エッチング法とがある。

このうち、安価にレーザを作製するためには、１回成長で作製可能な積層一括エッチング法が有望である。
例えば特許文献１では、このような方法によってリッジ構造を有するＤＦＢレーザ（リッジ型ＤＦＢレーザ）を作製することが開示されている。つまり、特許文献１には、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層、コンタクト層等を積層した後、コンタクト層から上部クラッド層にかけてドライエッチング又はウェットエッチングによって規則的な凹部を形成することによって、凹部と凸部とからなる回折格子を形成することが開示されている。

このようにして作製されるリッジ型ＤＦＢレーザは、平行に形成された回折格子の間の回折格子が形成されていない領域がリッジ構造を構成する。つまり、リッジ構造を挟む形で凹部と凸部とからなる回折格子が形成される。この場合、一方の回折格子を構成する凹部の壁面と他方の回折格子を構成する凹部の壁面とによってリッジ構造の幅が規定される。

また、例えば特許文献２では、活性層への電流供給効率を高め、しきい電流値を低下させるために、メサ構造を電流狭窄層で埋め込んだ埋込構造を有するＤＦＢレーザ（埋込型ＤＦＢレーザ）とし、回折格子を、メサ構造（上部に活性層に電流を注入するための電極が形成される）を構成する材料と異なる材料、即ち、電流狭窄層によって形成することで（具体的にはメサ構造を構成するｐ型クラッド層の側面に接するようにｎ型電流狭窄層を形成してｐ−ｎ接合による電位障壁を形成することで）、注入電流が横方向に形成された回折格子部分に拡がってしまうのを抑制することが提案されている。

さらに、特許文献３には、リッジ型ＤＦＢレーザの製造方法として、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層を積層した後、エッチングによって、リッジ構造を形成するとともに、このリッジ構造の側面に凹凸形状の回折格子を形成し、回折格子の外側の領域は除去することが開示されている。
特開平８−１６７７５９号公報 特開平８−２６４８９０号公報 特開２００３−１５２２７３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されているような構造のＤＦＢレーザでは、リッジ構造の上部に活性層に電流を注入するための電極（オーミック電極）が形成されるが、リッジ構造とその側面に形成される回折格子は同一材料で形成されるため、電極から注入された電流は横方向に形成された回折格子部分に拡がってしまい、活性層に充分な電流を注入することができず、電流供給効率が下がってしまい、結果としてレーザ発振閾値が上昇してしまうことになる。

また、上述の特許文献２において提案されているような構造のものを作製するには、まず光導波路を構成する積層構造（特許文献２ではｐ型上部クラッド層を含む）を成長させ、メサ構造（メサ型）にエッチングした後、メサ構造を埋め込むように電流狭窄層（特許文献２ではｎ型電流狭窄層）を再成長させることになり、２段階の成長を行なう必要があるため、安価にレーザを供給できないという課題がある。

さらに、上述の特許文献３に開示されているような方法によって、横方向への長さが非常に短い回折格子を形成することができ、横方向に形成された回折格子部分に注入電流が拡がってしまうのを抑制することはできるが、回折格子の横方向への長さが短すぎるため、レーザ特性において重要な所望の結合係数を得ることができない。
そこで、電流拡がりを抑制しながら、所望の結合係数が得られるようにすべく、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、横方向に所望の長さを有する回折格子１０５をリッジ構造１０８の側面に形成し、回折格子１０５の外側の領域をエッチングによって完全に除去してしまうことが考えられる。なお、図１５（Ａ），（Ｂ）中、符号１００はｎ型基板、１０１はｎ型下部クラッド層、１０２は活性層、１０３はｐ型上部クラッド層、１０４はｐ型コンタクト層、１０６は上部電極、１０７は下部電極、１０９は完全エッチング領域をそれぞれ示している。

しかしながら、回折格子１０５の周期程度の非常に幅の狭い凹部の微小エッチングを行なう場合、回折格子１０５の凹部とその外側の広い完全エッチング領域１０９ではエッチング条件が異なり、エッチングレートが異なってしまう。
このため、回折格子１０５の凹部を形成するエッチング条件によってエッチングを行なうと、完全エッチング領域１０９では、微小領域のエッチングを含む場合のマイクロローディング効果によって、図１５（Ａ）中、矢印Ａで示すように、所望の深さよりも深い位置までエッチングが進行してしまい、活性層１０２よりも深い位置まで到達してしまう場合もあり、この結果、所望のレーザ特性が得られなくなる。

一方、完全エッチング領域１０９においてエッチングを活性層１０２の直上で止めようとすると（即ち、完全エッチング領域１０９のエッチング条件によってエッチングを行なうと）、図１５（Ｂ）中、矢印Ｂで示すように、回折格子１０５の凹部においてエッチングが進まず、回折格子１０５の凹部の壁面によって規定されるリッジ構造１０８の底部の側面近傍に上部クラッド層１０３が残ってしまい、所望の結合係数が得られない状態になりやすい。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、リッジ構造の側面に回折格子を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られるようにし、かつ、電流拡がりを抑制できるようにした、光半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

このため、本発明の光半導体素子は、半導体基板上に形成されたリッジ構造を有する光導波路と、リッジ構造の側面に形成され、光導波方向に沿って交互に形成された凹部と凸部で構成され、所望の長さを有する回折格子と、凸部の端部との間に凹部の幅と同程度の幅を有する溝が形成されるように、リッジ構造及び回折格子が形成されている領域以外の領域に形成されたダミー構造体とを備えることを特徴としている。

また、本発明の光半導体素子の製造方法は、半導体基板上に半導体積層構造を形成する工程と、半導体積層構造をエッチングして、リッジ構造、及び、リッジ構造に連なり、凹部と凸部で構成される回折格子を形成するエッチング工程とを備え、エッチング工程において、リッジ構造及び回折格子を形成するのと同時に、回折格子が所望の長さになるように、半導体積層構造をエッチングして、凹部の幅と同程度の幅を有する第１の溝をリッジ構造から所望の距離だけ離れた位置にリッジ構造に沿って形成することを特徴としている。

したがって、本発明の光半導体素子及びその製造方法によれば、リッジ構造の側面に回折格子を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できるという利点がある。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光半導体素子及びその製造方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。

本実施形態にかかる光半導体素子は、例えばリッジ型導波路構造を有するＤＦＢレーザ（リッジ型ＤＦＢレーザ）であって、例えば図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、半導体基板（ここではｎ型ＧａＡｓ基板）１上に形成されたリッジ構造２を有するリッジ型光導波路１１と、リッジ構造２と一体に形成された回折格子３と、ダミー構造体４とを備える。
ここで、回折格子３は、リッジ構造２に連なるように、リッジ構造２の両側面に形成されている。これにより、このリッジ型光導波路１１の導波路内をＤＦＢレーザ発振した光が伝播することになる。

これらの回折格子３は、図１（Ｂ）に示すように、それぞれ、光導波方向（リッジ構造２の延在方向）に沿って交互に形成された（所定の周期で配列された）凹部３Ａと凸部３Ｂで構成される。つまり、光導波方向に沿って複数の凹部３Ａが規則的に並ぶように形成することで、これらの凹部３Ａの間に凸部３Ｂが形成され、これらの凹部３Ａ及び凸部３Ｂによって回折格子３が構成される。

また、本実施形態では、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、リッジ構造２の側面から所望の距離だけ離れた位置に、リッジ構造２に沿って平行に、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有する幅狭のスリット状の溝（スリット）５が形成されている。
そして、これらの溝５によって回折格子３が終端され、所望の長さを有する回折格子３が形成されるようにしている。ここでは、回折格子３の長さは、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できる程度の長さに設定されている。

ダミー構造体４は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、回折格子３の凸部３Ｂの端部との間に、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有する溝５が形成されるように、リッジ構造２及び回折格子３が形成されている領域以外の半導体基板１上の領域に形成されている。
本実施形態では、ダミー構造体４は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに溝５を介して連なるように形成された凹部４Ａ及び凸部４Ｂと、これらの凹部４Ａ及び凸部４Ｂに連なるように形成された平面状の導波路構造部（積層構造）４Ｃとを備える。

具体的には、本リッジ型ＤＦＢレーザを構成するリッジ構造２、回折格子３及びダミー構造体４は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ｎ型半導体基板（ここではｎ型ＧａＡｓ基板）１上に、ｎ型下部クラッド層（ここではｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ下部クラッド層）６、活性層（ここではＩｎＡｓ量子ドット及びＧａＡｓ障壁層からなる量子ドット活性層）７、ｐ型上部クラッド層（ここではｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ上部クラッド層）８、ｐ型コンタクト層（ここではｐ型ＧａＡｓコンタクト層）９を順に積層した半導体積層構造１０（図４参照）をエッチングすることによって形成される。このため、リッジ構造２、凹部３Ａと凸部３Ｂとで構成される回折格子３、ダミー構造体４は、同一の材料によって形成され、同一の積層構造を有する。

本実施形態では、リッジ構造２は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、回折格子３が形成されていない中央の領域のストライプ状に形成されたｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８によって構成される。また、このリッジ構造２を構成するｐ型上部クラッド層８と、この下側に形成された活性層７及びｎ型下部クラッド層６とによって、リッジ型光導波路１１が構成される。

そして、平行に形成された回折格子３の間の回折格子３が形成されていない中央の領域の幅でリッジ構造２の幅（リッジ幅）が規定される。つまり、一方の回折格子３を構成する凹部３Ａの壁面と他方の回折格子３を構成する凹部３Ａの壁面とによってリッジ構造２の幅が規定される。ここでは、リッジ構造２の幅はおよそ２μｍ程度である。
また、本実施形態では、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８をエッチングして、所定の周期で配列された凹部３Ａを形成することによって、回折格子３が形成されている。

ここで、回折格子３の周期Λ［図１（Ｂ）参照］は、発振波長１．５５μｍ帯のＤＦＢレーザの場合、０．２５μｍ程度であり、発振波長１．３μｍ帯のＤＦＢレーザの場合、０．２μｍ程度である。また、回折格子３の凹部３Ａの深さは０．５〜３μｍ程度である。
なお、ここでは、回折格子３の凹部３Ａの深さとｐ型コンタクト層９とｐ型上部クラッド層８の合計の厚さとが一致するようにしているが（即ち、エッチングを活性層７の上面で止めるようにしているが）、これに限られるものではなく、所望のレーザ特性や所望の結合係数が得られる範囲内で、これらは異なっていても良く、例えば、回折格子３の凹部３Ａの底面が活性層７に達しない位置になっていても良いし、回折格子３の凹部３Ａの底面が活性層７の上面よりも深い位置になっていても良い。

また、ＤＦＢレーザの特性に重要な結合係数κは、次式（１）で与えられる。

ここで、ｎ₁は回折格子の凸部を構成する半導体材料の屈折率であり、ｎ₂は回折格子の凹部に満たされるもの（例えば誘電体材料）の屈折率であり、ｎ_effは実効屈折率であり、λは波長であり、ｍはモード次数であり、Λ₁は回折格子の凹部の幅であり、Γは導波路伝播光のモード分布（導波モード分布）と回折格子との間の規格化重なり積分値である。

このような式（１）で与えられる結合係数κとして、大きい値を得るためには、回折格子３の凹部３Ａの幅Λ₁［図１（Ｂ）参照］と回折格子３の周期Λとの比を０．５にし、また、規格化重なり積分値Γをできるだけ大きくする必要がある。
このため、回折格子３の凹部３Ａの幅を０．１μｍ程度にする必要がある。また、規格化重なり積分値Γをできるだけ大きくすべく、エッチング底面をできる限り平坦にする必要がある。つまり、回折格子３の凹部３Ａを形成するためのエッチングが進まず、回折格子３の凹部３Ａの壁面によって規定されるリッジ構造２の底部の側面近傍に上部クラッド層８が残ってしまわないようにして、エッチング底面をできるだけ平坦にする必要がある。

また、本実施形態では、ｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８をエッチングして、リッジ構造２の側面から所望の距離だけ離れた位置に、リッジ構造２に沿って平行に（光伝播方向に平行に、即ち、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂに垂直に）、幅狭のスリット状の溝５が形成されている。
ここで、溝５の幅は、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度（０．１μｍ程度）である。また、溝５の深さは、回折格子３の凹部３Ａの深さと同程度（０．５〜３μｍ程度）である。

ここでは、リッジ構造２に連なる回折格子３が所望の長さになるようにしている。つまり、ＤＦＢレーザのレーザ発振のために充分な結合係数κが得られるように、リッジ型光導波路１１を伝播する伝播光のモード分布から充分に離れた位置まで回折格子３が延びるように、回折格子３の長さを設定している。
ここで、図２は、上述のように、回折格子３が所望の長さになるように溝５を形成した場合のＤＦＢレーザの発振特性（図２中、実線Ａで示す）と、このような溝５を形成しない場合のＤＦＢレーザの発振特性（図２中、実線Ｂで示す）を、それぞれ示している。

図２に示すように、回折格子３が所望の長さになるように溝５を形成することによって（即ち、スリット構造の有無によって）、レーザ発振閾値が大幅に下がっていることがわかる。
ここで、図３は、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（スリット位置；即ち、回折格子３の長さ）に応じて得られる結合係数κの値をプロットしたものである。なお、リッジ構造２の幅（リッジ幅）は１．８μｍとしている。

図３を見れば明らかなように、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（即ち、回折格子３の長さ）が０．１μｍ，０．２μｍの場合、結合係数κは、それぞれ、４ｃｍ^-1、１６ｃｍ^-1となっており、結合係数κは小さな値しか得られないことがわかる。
一方、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（即ち、回折格子３の長さ）が０．５μｍになると、結合係数κは５０ｃｍ^-1程度の大きな値が得られ、さらに、１〜２μｍになると、結合係数κは６０ｃｍ^-1程度の大きな値が得られていることがわかる。

したがって、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（即ち、回折格子３の長さ）は、０．５μｍ以上にすることが好ましい。また、１〜２μｍまでは結合係数κとして同様の大きな値が得られており、一方で、電流拡がりを考慮すると、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（即ち、回折格子３の長さ）はあまり大きくない方が良いため、リッジ構造２の側面から溝５が形成されている位置までの距離（即ち、回折格子３の長さ）は２μｍ以下にすることが好ましい。

そこで、本実施形態では、溝５は、リッジ構造２の側面から０．５μｍ以上２μｍ以下の距離だけ離れた位置に形成している。これにより、回折格子３の長さが、０．５μｍ以上２μｍ以下の長さに設定されている。
また、上述のように、スリット状の溝５を形成することによって、ダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂが、溝５を挟んでリッジ構造２の反対側に、リッジ構造２に連なる回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂに溝５を介して連なるように形成されることになる。

さらに、本実施形態では、ダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂに連なるように、ダミー構造体４を構成する平面状の導波路構造部（積層構造）４Ｃが形成されている。
つまり、リッジ構造２の側面に形成された回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂに溝５を介して連なるように、ダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂが形成されており、このダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂは、一様に平面状の積層構造４Ｃで終端されている。

また、リッジ構造２の上部、即ち、リッジ構造２を構成するｐ型ＧａＡｓコンタクト層９上には、ＡｕＺｎ／Ａｕ上部電極１２が形成されており、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面側には、ＡｕＧｅ／Ａｕ下部電極１３が形成されている。
なお、図１（Ａ），（Ｂ）では、上部電極１２の幅がｐ型コンタクト層９の幅よりも広くなるように記載しているが、これに限られるものではなく、上部電極１２の幅がｐ型コンタクト層９の幅よりも狭くなるようにしても良いし、上部電極１２の幅がｐ型コンタクト層９の幅と同一になるようにしても良い。

次に、本実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法について
図４〜図６を参照しながら説明する。
まず、図４に示すように、半導体基板１上に半導体積層構造１０を形成する。つまり、半導体基板１上に、下部クラッド層６、活性層７、上部クラッド層８、コンタクト層９を構成する各半導体エピタキシャル膜を、例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いるなどして、順次、エピタキシャル結晶成長させて形成する。

具体的には、図４に示すように、ｎ型半導体基板［ここでは（００１）面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板］１上に、ｎ型下部クラッド層（ここではｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ下部クラッド層）６、活性層（ここではＩｎＡｓ量子ドット及びノンドープのＧａＡｓ障壁層からなる量子ドット活性層）７、ｐ型上部クラッド層（ここではｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ上部クラッド層）８、ｐ型コンタクト層（ここではｐ型ＧａＡｓコンタクト層）９の各層が順に積層されるように、例えばＭＢＥ法によってエピタキシャル結晶成長させて形成する。なお、活性層７を構成する量子ドットは、例えば自己形成法によって形成することができる。

次に、図６に示すように、このようにして形成された半導体積層構造１０をエッチングして、リッジ構造（メサ構造）２、回折格子３、スリット状の溝５、及び、ダミー構造体４を同時に形成する（エッチング工程）。ここでは、回折格子３は積層一括エッチング法によって形成されることになる。
本実施形態では、半導体基板１の中央近傍領域（リッジ構造２を形成する領域；素子中央近傍領域）及び両側面近傍領域（素子両側面近傍領域）において半導体積層構造１０が残り、かつ、リッジ構造２を形成する領域の両側に、この領域（この領域は光導波方向に延びる）に沿って複数の凹部が規則的に並び（所定の周期で配列され）、これらの凹部が略中央でスリット状の溝５によって分断されるように［図１（Ｂ）参照］、図６に示すように、ｐ型コンタクト層９からｐ型上部クラッド層８までをエッチング（メサエッチング；ドライ又はウェットエッチング）する。

つまり、図６に示すように、半導体基板１の中央近傍領域（ここでは両側に形成される複数の凹部の間に残されるストライプ状の領域）及び両側面近傍領域において、半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）をエッチングせずに残すことで、リッジ構造２、及び、ダミー構造体４を構成する平面状の導波路構造部（積層構造）４Ｃが形成される。

一方、図６に示すように、半導体基板１の中央近傍領域の両側に（ここではリッジ構造２と導波路構造部４Ｃとの間に）、所定の周期で配列された複数の凹部が形成されるように半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）をエッチングすることによって、これらの凹部の間に凸部が形成され、さらに、これらの凹部及び凸部が溝５によって分断（ここでは２分割）されるようにスリット状にエッチングすることによって、リッジ構造２に連なるように回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂが形成されるとともに、導波路構造部４Ｃに連なるようにダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂが形成される［図１（Ｂ）参照］。つまり、両側の回折格子３に挟まれる形でリッジ構造２が形成されるとともに（即ち、回折格子３を側面に有するリッジ構造２が形成されるとともに）、ダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂが、溝５を挟んでリッジ構造２の反対側に、溝５を介して回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに連なるように形成される。

特に、本実施形態では、図６に示すように、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有するスリット状の溝（第１の溝）５がリッジ構造２から所望の距離だけ離れた位置にリッジ構造２に沿って形成されるように、半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）をエッチングすることによって、リッジ構造２の側面に連なる回折格子３が終端され、所望の長さに形成される［図１（Ｂ）参照］。

具体的には、図５，図６に示すように、リッジ構造（メサ構造）２、回折格子３、スリット状の溝５、及び、ダミー構造体４は、これらを形成するためのマスクパターンを、例えばリソグラフィー技術によって、ｐ型コンタクト層９上に形成された酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる膜（ＳｉＯ₂膜；誘電体膜）１４にパターニングし、このようなマスクパターンを有するＳｉＯ₂膜（ＳｉＯ₂マスク）１４を用い、エッチングによって、半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）にパターンを転写することによって形成する。

つまり、まず、図５に示すように、ｐ型コンタクト層９上に、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法によって、ＳｉＯ₂膜（例えば厚さ３００ｎｍ）１４を形成する。
次に、図５，図６に示すように、ＳｉＯ₂膜１４上に、例えば電子ビーム露光用レジスト膜（ＥＢレジスト層）１５を形成した後、電子ビーム露光（ＥＢ露光）、レジスト膜１５の現像、ＳｉＯ₂膜１４のエッチング、及び、レジスト膜１５の除去の各工程を経て、ＳｉＯ₂膜１４に、マスクパターンとして、回折格子パターン及びスリット状溝パターンを形成する。

次いで、図６に示すように、このようなマスクパターンを有するＳｉＯ₂膜（ＳｉＯ₂マスク）１４をエッチングマスクとして用い、半導体積層構造１０を構成するｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８をエッチングする。このエッチングには、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングを採用すれば良い。
その後、ＳｉＯ₂マスク１４を除去した後、通常の電極プロセスによって、リッジ構造２の上面、即ち、リッジ構造２を構成するｐ型コンタクト層９上に、上部電極（ここではＡｕＺｎ／Ａｕ上部電極）１２を形成し、ｎ型半導体基板１の下面に、下部電極（ここではＡｕＧｅ／Ａｕ下部電極）１３を形成する［図１（Ａ）参照］。

したがって、本実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法によれば、リッジ構造２の側面に回折格子３を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できるという利点がある。
つまり、本光半導体素子及びその製造方法によれば、エッチング工程において、回折格子３の凹部３Ａ、及び、回折格子３の凹部Ａの幅と同程度の狭い幅を有するスリット状の溝５を形成するだけであるため、回折格子３を側面に有するリッジ構造２を形成する際にそれ以外の領域を完全にエッチングしてしまう場合に顕著となるマイクロローディング効果を回避することが可能となる。

また、リッジ構造２の側面に連なる回折格子３の長さが、導波モード分布から充分に離れた位置（ここではリッジ構造２の側面から０．５μｍ以上離れた位置）まで延びるように設定されているため、所望の結合係数（規格化結合係数）を得ることが可能となる。
さらに、リッジ構造２の側面に連なる回折格子３がスリット状の溝５で終端されているため、上部電極（オーミック電極）１２から注入される電流拡がりを抑制することができる。これにより、従来の回折格子を側壁に有するリッジ型ＤＦＢレーザと比較して、レーザ発振閾値を大幅に低下させることが可能となる。

なお、上述の実施形態では、ダミー構造体４を、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに溝５を介して連なるように形成された凹部４Ａ及び凸部４Ｂと、これらの凹部４Ａ及び凸部４Ｂに連なるように形成された平面状の導波路構造部４Ｃとを備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ダミー構造体４Ｘを、平面状の導波路構造部（積層構造）４ＸＣのみを備えるものとして構成しても良い。なお、図７（Ａ），（Ｂ）では、上述の実施形態［図１（Ａ），（Ｂ）参照］と同一のものには同一の符号を付している。

つまり、上述の実施形態では、所望の長さよりも長くなるように回折格子を形成するとともに、その途中でスリット状の溝５によって回折格子が分断されるようにしているため、ダミー構造体４が、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに溝５を介して連なるように形成された凹部４Ａ及び凸部４Ｂを備えるものとして構成されているが、これに限られるものではなく、所望の長さの回折格子３が形成されるように回折格子３の端部をスリット状の溝５で終端し、溝５を挟んで回折格子３の反対側の半導体積層構造１０をエッチングせずに残すことによって、溝５を挟んで回折格子３の反対側に、ダミー構造体４Ｘを構成する平面状の導波路構造部（積層構造）４ＸＣが形成されるようにしても良い。

但し、例えば、リッジ構造２を構成するｐ型コンタクト層９上に形成される上部電極１２が、ダミー構造体の上部にまで延びるように広範囲にわたって形成されてしまうような場合には、上述の実施形態のように、ダミー構造体４が、凹部４Ａ及び凸部４Ｂを備えるものとして構成されていると、ダミー構造体４に流れる電流を抑制することができるという利点がある。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法について、図８を参照しながら説明する。

本実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法は、図８に示すように、上述の第１実施形態のものに対し、エッチング工程において、リッジ構造２、回折格子３及びスリット状の溝（第１の溝）５を形成するのと同時に、半導体積層構造１０［図１（Ａ）参照］をエッチングして、リッジ構造２の端部（リッジ構造２の端面近傍）の側面が規定されるように、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有するスリット状の溝（第２の溝）１６を形成する点が異なる。なお、図８では、上述の第１実施形態（図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。

特に、本実施形態では、素子端面近傍に形成される回折格子３が回折格子として機能しないようにすべく、素子端面近傍のリッジ構造２と回折格子３とが分離されるように、リッジ構造２の端部の側面と、その側面に形成される回折格子３との間をスリット状にエッチングして、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有するスリット状の溝１６を形成するようにしている。これにより、劈開時に、素子端面近傍の回折格子３がダメージを受け、全体の素子構造及び特性に影響を与えることがないようにしている。

この場合、エッチング工程において、リッジ構造２、回折格子３及びスリット状の溝（第１の溝）５を形成するのと同時に、半導体積層構造１０［ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８；図１（Ａ）参照］をエッチングして、半導体基板１の端面近傍領域（素子端面近傍領域）に回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂと同一の幅を有する凹部４Ｄ及び凸部４Ｅが形成されることになる。

このように、本実施形態では、素子端面近傍のリッジ構造２から分離された回折格子は、回折格子として機能しないため、ダミー構造体４を構成する。つまり、素子端面近傍にダミー構造体４を構成する凹部４Ｄ及び凸部４Ｅが形成され、この領域は回折格子３が形成されていない領域となる。また、ダミー構造体４を構成する凹部４Ｄ及び凸部４Ｅは、リッジ構造２の端部の側面との間に回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の間隔をあけて形成されることになる。

このため、本光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）は、図８に示すように、リッジ構造２の端部近傍（素子端面近傍）に回折格子３が形成されていない領域を有し、ダミー構造体４が、リッジ構造２の端部の側面との間に回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の間隔をあけて形成されることになる。
なお、図８では、説明の便宜上、素子端面から２番目までの回折格子とリッジ構造２との間にスリット状の溝１６を形成しているが、これに限られるものではなく、例えば図９に示すように、素子端面から４番目までの回折格子とリッジ構造２との間にスリット状の溝１６を形成しても良い。要するに、素子端面から任意の数の回折格子（例えば１番目から１０番目まで等）とリッジ構造２との間にスリット状の溝１６を形成すれば良い。なお、図９では、図８に示すものと同一のものには同一の符号を付している。

なお、その他の構成及び製造方法は、上述の第１実施形態及びその変形例のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態のものと同様に、リッジ構造２の側面に回折格子３を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できるという利点がある。

なお、上述の実施形態では、素子端面近傍（素子の両端面近傍）において、回折格子３が、リッジ構造２の側面から所望の距離だけ離れた位置（ここでは回折格子中央位置）、及び、リッジ構造２の側面を規定しうる位置（リッジ脇近傍位置）の２箇所でスリット状の溝５，１６によって分断されているが［即ち、スリット状の溝（第１の溝）５が半導体基板１の端面（素子端面）まで延びるように形成されているが］、これに限られるものではない。

例えば図１０に示すように、素子端面近傍（半導体基板１の端面近傍）において、回折格子中央位置のスリット状の溝（第１の溝）５を形成するためのエッチングを行なわずに半導体積層構造１０を残して、スリット状の溝５を省略し、上述の実施形態のダミー構造体４を構成する凹部４Ａ及び凸部４Ｂと凹部４Ｄ及び凸部４Ｅとが連なるようにして、ダミー構造体４を、導波路構造部４Ｃに連なる凹部４Ｆ及び凸部４Ｇを備えるものとして構成しても良い。なお、図１０では、図８に示すものと同一のものには同一の符号を付している。また、このように構成する場合に、素子端面近傍（半導体基板１の端面近傍）で回折格子３を形成するためのエッチングを行なわずに半導体積層構造１０［ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８；図１（Ａ）参照］を残すようにしても良い。

また、例えば図１１に示すように、素子端面近傍（半導体基板１の端面近傍）において、上述の実施形態の構成に加え、ダミー構造体４を構成する平面状の導波路構造部４Ｃと、これに連なる凹部４Ａ及び凸部４Ｂとが分断されるように、これらの導波路構造部４Ｃと凹部４Ａ及び凸部４Ｂとの間をスリット状にエッチングして、回折格子３の凹部３Ａと同程度の幅を有するスリット状の溝（第３の溝）１７を形成しても良い。なお、図１１では、図８に示すものと同一のものには同一の符号を付している。

また、上述の実施形態では、ダミー構造体４を、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに溝５を介して連なるように形成された凹部４Ａ及び凸部４Ｂと、これらの凹部４Ａ及び凸部４Ｂに連なるように形成された平面状の導波路構造部４Ｃと、リッジ構造２から分離されて回折格子３として機能しない凹部４Ｄ及び凸部４Ｅとを備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば図１２に示すように、ダミー構造体４Ｘを、平面状の導波路構造部（積層構造）４ＸＣと、凹部４Ｄ及び凸部４Ｅとを備えるものとして構成しても良い。なお、図１２では、図８や図７に示すものと同一のものには同一の符号を付している。

つまり、上述の実施形態では、所望の長さよりも長くなるように回折格子３を形成するとともに、その途中でスリット状の溝５によって回折格子３が分断され、さらに、素子端面近傍の回折格子３がリッジ構造２から分断されているため、ダミー構造体４が、回折格子３を構成する凹部３Ａ及び凸部３Ｂのそれぞれに溝５を介して連なるように形成された凹部４Ａ及び凸部４Ｂを備え、さらに、回折格子３として機能しない凹部４Ｄ及び凸部４Ｅを備えるものとして構成されているが、これに限られるものではなく、所望の長さの回折格子３が形成されるように回折格子３の端部をスリット状の溝５で終端し、溝５を挟んで回折格子３の反対側の半導体積層構造１０をエッチングせずに残すことによって、溝５を挟んで回折格子３の反対側にダミー構造体４Ｘを構成する平面状の導波路構造部（積層構造）４ＸＣが形成されるようにしても良い。

但し、例えば、リッジ構造２を構成するｐ型コンタクト層９上に形成される上部電極１２が、ダミー構造体の上部にまで延びるように広範囲にわたって形成されてしまうような場合には、上述の実施形態のように、ダミー構造体４が、凹部４Ａ及び凸部４Ｂを備えるものとして構成されていると、ダミー構造体４に流れる電流を抑制することができるという利点がある。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法について、図１３を参照しながら説明する。

本実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法は、図１３に示すように、上述の第２実施形態の変形例（図１２参照）ものに対し、エッチング工程において、素子端面近傍（半導体基板１の端面近傍）で回折格子３を形成するためのエッチングを行なわずに半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）を残す点が異なる。なお、図１３では、上述の第２実施形態及びその変形例（図１２参照）と同一のものには同一の符号を付している。

このため、本光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）は、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、上述の第２実施形態の変形例（図１２参照）のものに対し、リッジ構造２の端部近傍（素子端面近傍）に回折格子３が形成されていない領域を有し、ダミー構造体４が、リッジ構造２の端部の側面との間に回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の間隔をあけて形成されている。
特に、本実施形態では、素子端面近傍で回折格子３を形成するためのエッチングを行なわないで半導体積層構造１０（ここではｐ型コンタクト層９及びｐ型上部クラッド層８）を残し、素子端面近傍に、ダミー構造体４として、上述の第２実施形態の変形例の凸部４Ｅのみが形成されるようにするとともに、素子端面近傍のリッジ構造２とダミー構造体４を構成する凸部４Ｅとが分離されるように、リッジ構造２の端部の側面と、その側面に形成される凸部４Ｅとの間をスリット状にエッチングして、回折格子３の凹部３Ａの幅と同程度の幅を有するスリット状の溝１６を形成するようにしている。これにより、劈開時に、素子端面近傍の回折格子３がダメージを受け、全体の素子構造及び特性に影響を与えることがないようにしている。

なお、図１３では、説明の便宜上、素子端面から２番目までの回折格子の凸部の間に凹部を形成しないでダミー構造体４を構成する凸部４Ｅを形成し、このダミー構造体４を構成する凸部４Ｅとリッジ構造２との間にスリット状の溝１６を形成しているが、これに限られるものではなく、素子端面から任意の数の回折格子（例えば１番目から１０番目まで等）の凸部の間に凹部を形成しないでダミー構造体４を構成する凸部４Ｅを形成し、このダミー構造体４を構成する凸部４Ｅとリッジ構造２との間にスリット状の溝１６を形成すれば良い。

なお、その他の構成及び製造方法は、上述の第２実施形態及びその変形例のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる光半導体素子及びその製造方法によれば、上述の第２実施形態及びその変形例と同様に、リッジ構造２の側面に回折格子３を有する光半導体素子において、マイクロローディング効果を抑制しながら、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できるという利点がある。

なお、上述の実施形態では、素子端面近傍（素子の両端面近傍）において、リッジ構造２の側面から所望の距離だけ離れた位置（両側の導波路構造部近傍位置）、及び、リッジ構造２の側面を規定しうる位置（リッジ脇近傍位置）の２箇所にスリット状の溝５，１６が形成されているが、これに限られるものではなく、例えば図１４に示すように、素子端面近傍（半導体基板１の端面近傍）において、両側の導波路構造部近傍位置のスリット状の溝（第１の溝）５を形成するためのエッチングを行なわないで、スリット状の溝５を省略し、上述の実施形態のダミー構造体４を構成する凸部４Ｅと導波路構造部４Ｃとが連なるようにして構成しても良い。なお、図１４では、図１３に示すものと同一のものには同一の符号を付している。
［その他］
なお、上述の各実施形態では、ダミー構造体４を導波路構造部４Ｃを備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、ダミー構造体４を、導波路構造部４Ｃを備えないものとして構成しても良い。つまり、ダミー構造体４を構成する凹部及び凸部が素子側面まで延びるように構成しても良い。

また、上述の各実施形態では、活性層７を量子ドット構造としているが、これに限られるものではなく、その他の構造としても良い。例えば、量子井戸構造、量子細線構造、バルク構造としても良い。また、活性層として、ｐ型不純物をドープした量子ドット活性層を用いても良い。
また、上述の各実施形態では、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体層を成長させた構造を採用しているが、これに限られるものではなく、その他の基板や半導体材料の組み合わせを採用することも可能である。例えば、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ系化合物半導体層やＡｌＧａＩｎＡｓ系化合物半導体層を成長させた構造を採用することも可能である。また、例えば基板はｎ型基板及びｐ型基板のいずれを採用しても良い。

また、上述の各実施形態において、回折格子３の凹部３Ａは、半導体材料、半導体材料の酸化物、二酸化珪素、窒化珪素、ポリイミド系有機化合物、エポキシ系有機化合物、アクリル系有機化合物、ＢＣＢ、空気、窒素などによって満たされるようにしても良いし、真空になるようにしても良い。
また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。

以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
半導体基板上に形成されたリッジ構造を有する光導波路と、
前記リッジ構造の側面に形成され、光導波方向に沿って交互に形成された凹部と凸部で構成され、所望の長さを有する回折格子と、
前記凸部の端部との間に前記凹部の幅と同程度の幅を有する溝が形成されるように、前記リッジ構造及び前記回折格子が形成されている領域以外の領域に形成されたダミー構造体とを備えることを特徴とする光半導体素子。

（付記２）
前記リッジ構造と前記回折格子とは、同一の材料・構造によって構成されることを特徴とする、付記１記載の光半導体素子。
（付記３）
前記ダミー構造体が、前記回折格子を構成する前記凹部及び前記凸部のそれぞれに前記溝を介して連なるように形成された凹部及び凸部を備えることを特徴とする、付記１又は２記載の光半導体素子。

（付記４）
前記ダミー構造体が、前記リッジ構造と同一の材料・構造によって構成される導波路構造部を備えることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の光半導体素子。
（付記５）
前記リッジ構造の端部近傍に前記回折格子が形成されていない領域を有し、
前記ダミー構造体が、前記リッジ構造の端部の側面との間に前記凹部の幅と同程度の間隔をあけて形成されていることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の光半導体素子。

（付記６）
前記回折格子は、所望の結合係数が得られ、かつ、電流拡がりを抑制できる程度の長さに設定されていることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の光半導体素子。
（付記７）
前記回折格子は、０．５μｍ以上２μｍ以下の長さに設定されていることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光半導体素子。

（付記８）
半導体基板上に半導体積層構造を形成する工程と、
前記半導体積層構造をエッチングして、リッジ構造、及び、前記リッジ構造に連なり、凹部と凸部で構成される回折格子を形成するエッチング工程とを備え、
前記エッチング工程において、前記リッジ構造及び前記回折格子を形成するのと同時に、前記回折格子が所望の長さになるように、前記半導体積層構造をエッチングして、前記凹部の幅と同程度の幅を有する第１の溝を前記リッジ構造から所望の距離だけ離れた位置に前記リッジ構造に沿って形成することを特徴とする光半導体素子の製造方法。

（付記９）
前記エッチング工程において、前記リッジ構造に連なる凹部及び凸部が分断されるように前記第１の溝を形成することを特徴とする、付記８記載の光半導体素子の製造方法。
（付記１０）
前記エッチング工程において、前記第１の溝を挟んで前記回折格子の反対側の前記半導体積層構造をエッチングせずに残すことを特徴とする、付記８記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１１）
前記エッチング工程において、前記半導体積層構造をエッチングして、前記リッジ構造の端部の側面が規定されるように前記凹部の幅と同程度の幅を有する第２の溝を形成することを特徴とする、付記８〜１０のいずれか１項に記載の光半導体素子の製造方法。
（付記１２）
前記エッチング工程において、素子端面近傍で前記回折格子を形成するためのエッチングを行なわないで前記半導体積層構造を残すことを特徴とする、付記１１記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１３）
前記エッチング工程において、前記半導体積層構造をエッチングして、素子端面近傍に前記回折格子を構成する凹部及び凸部と同一の幅を有する凹部及び凸部を形成することを特徴とする、付記１１記載の光半導体素子の製造方法。
（付記１４）
前記エッチング工程において、前記半導体積層構造をエッチングして、素子端面まで延びるように前記第１の溝を形成することを特徴とする、付記１１〜１３のいずれか１項に記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１５）
前記エッチング工程において、素子端面近傍で前記第１の溝を形成するためのエッチングを行なわないで前記半導体積層構造を残すことを特徴とする、付記１１〜１３のいずれか１項に記載の光半導体素子の製造方法。

（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）による効果を説明するための図である。 光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）のリッジ構造の側面からスリット状の溝が形成されている位置までの距離（回折格子の長さ）に応じて得られる結合係数κの値をプロットした図である。 本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法を説明するための模式的断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法を説明するための模式的断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の製造方法を説明するための模式的断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の第２実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３実施形態にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の第３実施形態の変形例にかかる光半導体素子（リッジ型ＤＦＢレーザ）の構成を示す模式的平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の課題を説明するための模式的断面図である。

符号の説明

１ ｎ型ＧａＡｓ基板
２ リッジ構造
３ 回折格子
３Ａ 凹部
３Ｂ 凸部
４，４Ｘ ダミー構造体
４Ａ 凹部
４Ｂ 凸部
４Ｃ，４ＸＣ 導波路構造部
４Ｄ 凹部
４Ｅ 凸部
４Ｆ 凹部
４Ｇ 凸部
５ スリット状の溝（第１の溝）
６ ｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ下部クラッド層
７ 量子ドット活性層
１１ リッジ型光導波路
８ ｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ上部クラッド層
９ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１０ 半導体積層構造
１１ リッジ型光導波路
１２ ＡｕＺｎ／Ａｕ上部電極
１３ ＡｕＧｅ／Ａｕ下部電極
１４ ＳｉＯ₂膜（ＳｉＯ₂マスク）
１５ レジスト膜
１６ スリット状の溝（第２の溝）
１７ スリット状の溝（第３の溝）

Claims (10)

1. 半導体基板上に形成されたリッジ構造を有する光導波路と、
   前記リッジ構造の側面に形成され、光導波方向に沿って交互に形成された凹部と凸部で構成され、所望の長さを有する回折格子と、
   前記凸部の端部との間に前記凹部の幅と同程度の幅を有する溝が形成されるように、前記リッジ構造及び前記回折格子が形成されている領域以外の領域に形成されたダミー構造体とを備えることを特徴とする光半導体素子。
2. 前記リッジ構造と前記回折格子とは、同一の材料・構造によって構成されることを特徴とする、請求項１記載の光半導体素子。
3. 前記ダミー構造体が、前記回折格子を構成する前記凹部及び前記凸部のそれぞれに前記溝を介して連なるように形成された凹部及び凸部を備えることを特徴とする、請求項１又は２記載の光半導体素子。
4. 前記ダミー構造体が、前記リッジ構造と同一の材料・構造によって構成される導波路構造部を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光半導体素子。
5. 前記リッジ構造の端部近傍に前記回折格子が形成されていない領域を有し、
   前記ダミー構造体が、前記リッジ構造の端部の側面との間に前記凹部の幅と同程度の間隔をあけて形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光半導体素子。
6. 前記回折格子は、０．５μｍ以上２μｍ以下の長さに設定されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光半導体素子。
7. 半導体基板上に半導体積層構造を形成する工程と、
   前記半導体積層構造をエッチングして、リッジ構造、及び、前記リッジ構造に連なり、凹部と凸部で構成される回折格子を形成するエッチング工程とを備え、
   前記エッチング工程において、前記リッジ構造及び前記回折格子を形成するのと同時に、前記回折格子が所望の長さになるように、前記半導体積層構造をエッチングして、前記凹部の幅と同程度の幅を有する第１の溝を前記リッジ構造から所望の距離だけ離れた位置に前記リッジ構造に沿って形成することを特徴とする光半導体素子の製造方法。
8. 前記エッチング工程において、前記リッジ構造に連なる凹部及び凸部が分断されるように前記第１の溝を形成することを特徴とする、請求項７記載の光半導体素子の製造方法。
9. 前記エッチング工程において、前記第１の溝を挟んで前記回折格子の反対側の前記半導体積層構造をエッチングせずに残すことを特徴とする、請求項７記載の光半導体素子の製造方法。
10. 前記エッチング工程において、前記半導体積層構造をエッチングして、前記リッジ構造の端部の側面が規定されるように前記凹部の幅と同程度の幅を有する第２の溝を形成することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光半導体素子の製造方法。

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