JP2012038931A

JP2012038931A - Semiconductor laser element

Info

Publication number: JP2012038931A
Application number: JP2010177967A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuno; 裕司松野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Optec Design Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electronic Device Sales Co Ltd
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-02-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element capable of preventing an occurrence of a ripple in a far-field pattern (FFP).SOLUTION: A blue-violet semiconductor laser element 100 (a semiconductor laser element) comprises: a semiconductor element layer 10 including an active layer 14 and a ridge portion 3 (a current-path portion) formed so as to extend along an extending direction (an A direction) of a resonator above the active layer 14; and trenches 5a and 5b that are formed so as to extend along the A direction with a distance L1 from the center of the ridge portion 3 toward the width direction (a B direction), and penetrate and separate at least a portion from a top surface 17c at the side on which the ridge portion 3 is formed to the active layer 14 in the semiconductor element layer 10 in a C1 direction.

Description

本発明は、半導体レーザ素子に関し、特に、活性層を有する半導体素子層を備えた半導体レーザ素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser element, and more particularly to a semiconductor laser element including a semiconductor element layer having an active layer.

従来、活性層を有する半導体素子層を備えた半導体レーザ素子などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a semiconductor laser element including a semiconductor element layer having an active layer is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、ＧａＮからなる基板と、基板の上面上に形成された窒化物系半導体からなる半導体素子層とを備えた半導体レーザ装置が開示されている。この半導体レーザ装置では、基板の上面側に共振器の延びる方向に沿って凹部（段差領域）が形成されている。そして、凹部を含む基板の上面を主表面として半導体層を結晶成長させて半導体素子層（レーザ素子構造）を形成している。この際、各半導体層が基板上面の段差形状に沿って連続的に結晶成長しながら積層されるので、凹部およびその近傍領域（第１領域）に形成された活性層のバンドギャップエネルギが、凹部からある程度離れた外側領域（第２領域）に形成された活性層のバンドギャップエネルギよりも大きくなる。これにより、特許文献１に記載された半導体レーザ装置では、リッジ部を有する第１領域の光吸収量よりも周囲の第２領域における光吸収量が増大するので、半導体レーザ素子が安定して自励発振動作を起こすことが可能に構成されている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor laser device including a substrate made of GaN and a semiconductor element layer made of a nitride-based semiconductor formed on the upper surface of the substrate. In this semiconductor laser device, a recess (step region) is formed on the upper surface side of the substrate along the direction in which the resonator extends. Then, the semiconductor element layer (laser element structure) is formed by crystal growth of the semiconductor layer with the upper surface of the substrate including the recess as the main surface. At this time, since each semiconductor layer is stacked while continuously growing crystals along the step shape on the upper surface of the substrate, the band gap energy of the active layer formed in the recess and its neighboring region (first region) is reduced. It becomes larger than the band gap energy of the active layer formed in the outer region (second region) some distance away. Thereby, in the semiconductor laser device described in Patent Document 1, the light absorption amount in the surrounding second region is larger than the light absorption amount in the first region having the ridge portion. An excitation oscillation operation can be caused.

特開２０１０−３４３０５号公報JP 2010-34305 A

しかしながら、上記特許文献１に開示された半導体レーザ装置では、活性層を含む各半導体層が基板上面の段差形状に沿って連続的に形成されているため、リッジ部の下部の活性層における発光光の一部が、第１領域（光学利得領域）から第２領域（過飽和吸収領域）へと漏れ出した状態で導波される虞がある。この場合、漏れ出した光（迷光）が共振器内部で多重反射を起こしながら共振器面から放出された後、主レーザ出射光と干渉することに起因して、遠視野像（ＦＦＰ：ＦａｒＦｉｅｌｄＰａｔｔｅｒｎ）にリップル（凹凸）が出現するという問題点がある。なお、活性層を含む各半導体層が段差形状を有さず平坦に形成されている場合であっても、活性層における発光光の一部が漏れ出すことに起因してＦＦＰにリップルが出現する傾向にあることが一般的に知られている。 However, in the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1, since each semiconductor layer including the active layer is continuously formed along the step shape on the upper surface of the substrate, light emitted from the active layer below the ridge portion is emitted. May be guided in a state of leaking from the first region (optical gain region) to the second region (supersaturated absorption region). In this case, the leaked light (stray light) is emitted from the resonator surface while causing multiple reflections inside the resonator, and then interferes with the main laser emission light, resulting in a far field image (FFP: Far Field). There is a problem that ripples (unevenness) appear in Pattern. Even when each semiconductor layer including the active layer is formed flat without having a step shape, a ripple appears in the FFP due to leakage of part of the emitted light in the active layer. It is generally known that there is a tendency.

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、遠視野像（ＦＦＰ）にリップルが出現することを抑制す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 to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of suppressing the appearance of ripples in a far field image (FFP). Is to provide.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

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、活性層と、活性層の上方において共振器の延びる第１方向に沿って延びるように形成された電流通路部とを含む半導体素子層と、電流通路部から第１方向と直交する第２方向に離間した位置で第１方向に沿って延びるように形成され、半導体素子層のうちの少なくとも電流通路部が形成された側の上面から活性層にわたる部分を貫通して分断する溝部とを備える。 In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to one aspect of the present invention includes an active layer and a current passage portion formed so as to extend along the first direction in which the resonator extends above the active layer. A semiconductor element layer including the semiconductor element layer and extending along the first direction at a position spaced apart from the current path portion in a second direction orthogonal to the first direction, and at least the current path portion of the semiconductor element layer is formed A groove part that penetrates and divides a part extending from the upper surface on the side to the active layer.

この発明の一の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、電流通路部から第２方向に離間した位置で第１方向に沿って延びるように形成された溝部を備えている。そして、この溝部が、半導体素子層のうちの少なくとも電流通路部が形成された側の上面から活性層にわたる部分を貫通して分断している。これにより、活性層およびその近傍における半導体素子層は、溝部によって第２方向に完全に分断されるので、活性層およびその近傍の半導体素子層の第２方向の幅が所定の大きさに規制される。これにより、活性層における発光光の一部が、半導体レーザ素子の幅方向（第２方向）に漏れ出した状態で導波されることが抑制される。この結果、主レーザ出射光と、共振器面から放出される漏れ出した光（迷光）とが干渉することが抑制されるので、遠視野像（ＦＦＰ）にリップルが出現することを抑制することができる。また、ＦＦＰにおけるリップルの発生が抑制されることにより、レーザ出射光の利用効率が低下するのが抑制される。したがって、本発明の半導体レーザ素子を光ピックアップ装置などに実装した場合に、光ディスクに対する書き込み時にノイズが発生したり、光ディスクからの読み取りエラーが発生したりすることを効果的に抑制することができる。 As described above, the semiconductor laser device according to one aspect of the present invention includes the groove portion formed to extend along the first direction at a position spaced apart from the current passage portion in the second direction. And this groove part divides | segments through the part ranging from the upper surface of the side in which the current path part was formed in the semiconductor element layer to an active layer. As a result, the active layer and the semiconductor element layer in the vicinity thereof are completely divided in the second direction by the groove, so that the width in the second direction of the active layer and the semiconductor element layer in the vicinity thereof is restricted to a predetermined size. The Thereby, it is suppressed that a part of the emitted light in the active layer is guided in a state of leaking in the width direction (second direction) of the semiconductor laser element. As a result, the main laser beam and the leaked light (stray light) emitted from the resonator surface are prevented from interfering with each other, so that ripples appear in the far field image (FFP). Can do. Further, by suppressing the occurrence of ripples in the FFP, it is possible to suppress the use efficiency of the laser emitted light from being lowered. Therefore, when the semiconductor laser element of the present invention is mounted on an optical pickup device or the like, it is possible to effectively suppress the occurrence of noise during writing to the optical disc or the occurrence of reading errors from the optical disc.

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、溝部は、電流通路部の第２方向の両側において電流通路部の中心から離間した位置に設けられた第１溝部および第２溝部を含む。このように構成すれば、電流通路部が第１溝部と第２溝部とによって第２方向に挟み込まれた状態で第１方向に延びる共振器を構成することができる。これにより、活性層における発光光の一部が、活性層の幅方向（第２方向）の両側において漏れ出すことが抑制される。この結果、遠視野像の形状を単峰性を有するガウシアン形状に近づけることができる。特に、活性層およびその近傍の半導体素子層の第２方向の幅が所定の大きさに規制されるので、水平方向のＦＦＰを、ガウシアン形状により近づけることができる。また、ＦＦＰが単峰性を有する点で、光ピックアップ装置などの光学系におけるレンズ設計を容易に行うことができる。 In the semiconductor laser device according to the above aspect, the groove portion preferably includes a first groove portion and a second groove portion provided at positions spaced from the center of the current passage portion on both sides in the second direction of the current passage portion. If comprised in this way, the resonator extended in a 1st direction can be comprised in the state by which the electric current path part was pinched | interposed into the 2nd direction by the 1st groove part and the 2nd groove part. Thereby, a part of emitted light in the active layer is prevented from leaking out on both sides in the width direction (second direction) of the active layer. As a result, the shape of the far field image can be brought close to a Gaussian shape having a single peak. Particularly, since the width in the second direction of the active layer and the semiconductor element layer in the vicinity thereof is regulated to a predetermined size, the horizontal FFP can be made closer to a Gaussian shape. In addition, since the FFP has a single peak, it is possible to easily design a lens in an optical system such as an optical pickup device.

上記溝部が第１溝部と第２溝部とを含む構成において、好ましくは、電流通路部は、活性層の上方に第１方向に沿って延びるように形成されたリッジ部を含み、第１溝部および第２溝部は、リッジ部の第２方向の両側において、リッジ部の外側面から第２方向に離間した位置にそれぞれ形成されている。このように構成すれば、リッジ導波型の半導体レーザ素子において、リップルの出現が抑制されて水平方向のＦＦＰがガウシアン形状に近づけられたビーム形状を有する半導体レーザ素子を得ることができる。また、第１溝部および第２溝部を、各々が配置された側のリッジ部の外側面から第２方向に離間した位置にそれぞれ形成することによって、リッジ導波型の半導体レーザ素子において、リッジ部の形成に影響を及ぼすことなく第１溝部と第２溝部とを半導体素子層に容易に形成することができる。 In the configuration in which the groove portion includes the first groove portion and the second groove portion, the current passage portion preferably includes a ridge portion formed to extend along the first direction above the active layer, and the first groove portion and The second groove portions are formed on both sides of the ridge portion in the second direction at positions spaced from the outer surface of the ridge portion in the second direction. With this configuration, in the ridge waveguide semiconductor laser element, it is possible to obtain a semiconductor laser element having a beam shape in which the appearance of ripples is suppressed and the horizontal FFP is made close to a Gaussian shape. In the ridge waveguide type semiconductor laser device, the ridge portion is formed by forming the first groove portion and the second groove portion at positions spaced apart from each other in the second direction from the outer surface of the ridge portion on the side where each is disposed. The first groove portion and the second groove portion can be easily formed in the semiconductor element layer without affecting the formation of.

上記溝部が第１溝部と第２溝部とを含む構成において、好ましくは、半導体素子層の上面から第１溝部の底面までの第１の深さは、半導体素子層の上面から第２溝部の底面までの第２の深さと同一または第２の深さの近傍の深さである。このように構成すれば、活性層の第２方向の両側において発光光が漏れ出すのを略均等に抑制することができるので、水平方向のＦＦＰを左右対称なガウシアン形状に効果的に近づけることができる。 In the configuration in which the groove portion includes the first groove portion and the second groove portion, the first depth from the upper surface of the semiconductor element layer to the bottom surface of the first groove portion is preferably the first depth from the upper surface of the semiconductor element layer to the bottom surface of the second groove portion. Is the same depth as the second depth up to or near the second depth. If comprised in this way, since it can suppress substantially equally that emitted light leaks in the both sides of the 2nd direction of an active layer, horizontal FFP can be brought close to a symmetrical Gaussian shape effectively. it can.

上記溝部が第１溝部と第２溝部とを含む構成において、好ましくは、第１溝部および第２溝部は、第１方向に沿って延びる電流通路部に対して線対称に配置されている。このように構成すれば、水平方向のＦＦＰを左右対称なガウシアン形状に効果的に近づけることができる。 In the configuration in which the groove portion includes the first groove portion and the second groove portion, the first groove portion and the second groove portion are preferably arranged in line symmetry with respect to the current path portion extending along the first direction. With this configuration, the horizontal FFP can be effectively brought close to a symmetrical Gaussian shape.

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、溝部は、第１方向に沿って少なくとも出射側共振器面まで延びている。このように構成すれば、出射側共振器面において発光光が漏れ出すのを抑制することができるので、漏れ出した発光光（迷光）と干渉することのない主レーザ出射光を出射側共振器面から確実に出射させることができる。 In the semiconductor laser device according to the aforementioned aspect, the groove preferably extends at least to the emission-side resonator surface along the first direction. With this configuration, since it is possible to suppress the emission light from leaking out on the exit side resonator surface, the main laser emission light that does not interfere with the leaked emission light (stray light) is transmitted to the exit side resonator. The light can be reliably emitted from the surface.

この場合、好ましくは、溝部は、出射側共振器面に加えて、第１方向に沿って反射側共振器面にまでも延びている。このように構成すれば、出射側共振器面のみならず反射側共振器面においても発光光が漏れ出すのを抑制することができる。これにより、漏れ出した発光光（迷光）と干渉することのない主レーザ出射光を、出射側共振器面からより確実に出射させることができる。なお、本発明において、「出射側共振器面」および「反射側共振器面」は、半導体レーザ素子に形成されている一対の共振器面に対して、それぞれの端面から出射されるレーザ光の光強度の大小関係により区別される。すなわち、端面から出射されるレーザ光の光強度が相対的に大きい方が出射側共振器面であり、相対的に小さい方が反射側共振器面である。 In this case, preferably, the groove portion extends to the reflection side resonator surface along the first direction in addition to the emission side resonator surface. If comprised in this way, it can suppress that emitted light leaks not only in the output side resonator surface but in the reflective side resonator surface. Thereby, the main laser emission light that does not interfere with the leaked emitted light (stray light) can be more reliably emitted from the emission-side resonator surface. In the present invention, the “emission-side resonator surface” and the “reflection-side resonator surface” refer to the pair of resonator surfaces formed in the semiconductor laser element and the laser beams emitted from the respective end surfaces. It is distinguished by the magnitude relationship of light intensity. That is, the laser beam emitted from the end face has a relatively large light intensity as the emission side resonator surface, and the laser beam with a relatively small intensity as the reflection side resonator surface.

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、溝部の活性層が形成された側の内側面は、活性層の主表面に対して垂直であるかまたは垂直近傍の傾斜角度を有する。このように構成すれば、活性層およびその近傍における半導体素子層の第２方向の幅を、半導体レーザ素子の厚み方向に沿って均一にすることができる。この結果、ガウシアン形状を有する水平方向のＦＦＰを容易に得ることができる。 In the semiconductor laser device according to the above aspect, the inner surface of the groove portion on the side where the active layer is formed preferably has an inclination angle that is perpendicular to or close to the main surface of the active layer. If comprised in this way, the width | variety of the 2nd direction of the semiconductor element layer in an active layer and its vicinity can be made uniform along the thickness direction of a semiconductor laser element. As a result, a horizontal FFP having a Gaussian shape can be easily obtained.

本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。It is the top view which showed the structure of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 図１に示した第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の１５０−１５０線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the 150-150 line | wire of the blue-violet semiconductor laser element by 1st Embodiment shown in FIG. 図１に示した第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の１６０−１６０線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the 160-160 line | wire of the blue-violet semiconductor laser element by 1st Embodiment shown in FIG. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の効果を確認するために行った確認実験の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した上面図である。It is the top view which showed the structure of the blue-violet semiconductor laser element by 2nd Embodiment of this invention. 図１０に示した第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子の２５０−２５０線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the 250-250 line | wire of the blue-violet semiconductor laser element by 2nd Embodiment shown in FIG. 図１０に示した第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子の２６０−２６０線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the 260-260 line | wire of the blue-violet semiconductor laser element by 2nd Embodiment shown in FIG. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser element by 2nd Embodiment of this invention.

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

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の構造について説明する。なお、青紫色半導体レーザ素子１００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。 (First embodiment)
First, the structure of the blue-violet semiconductor laser device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The blue-violet semiconductor laser element 100 is an example of the “semiconductor laser element” in the present invention.

青紫色半導体レーザ素子１００は、図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（Ｃ２側）上に、活性層１４を含む複数の窒化物系半導体層からなる半導体素子層１０が形成されている。半導体素子層１０は、発振波長が約４０５ｎｍ帯を有する半導体層からなる。また、半導体素子層１０の上面上にｐ側パッド電極２１が形成されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（Ｃ１側）上にｎ側電極２２が形成されている。 As shown in FIG. 3, in the blue-violet semiconductor laser device 100, a semiconductor device layer 10 composed of a plurality of nitride-based semiconductor layers including an active layer 14 is formed on the upper surface (C2 side) of the n-type GaN substrate 1. ing. The semiconductor element layer 10 is made of a semiconductor layer having an oscillation wavelength of about 405 nm band. A p-side pad electrode 21 is formed on the upper surface of the semiconductor element layer 10 and an n-side electrode 22 is formed on the lower surface (C1 side) of the n-type GaN substrate 1.

半導体素子層１０は、図１に示すように、約３００μｍの共振器長（レーザ素子端部間（Ａ方向）の長さ）を有する。また、半導体素子層１０には、共振器の延びる方向（Ａ方向）と直交する光出射面２ａ（Ａ１側）および光反射面２ｂ（Ａ２側）がそれぞれ形成されている。また、光出射面２ａ上には、低反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されており、光反射面２ｂ上には、高反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されている。なお、共振器の延びる方向（Ａ方向）は、本発明の「第１方向」の一例である。また、光出射面２ａおよび光反射面２ｂは、それぞれ、本発明の「出射側共振器面」および「反射側共振器面」の一例である。 As shown in FIG. 1, the semiconductor element layer 10 has a resonator length of about 300 μm (length between laser element end portions (A direction)). The semiconductor element layer 10 is formed with a light emitting surface 2a (A1 side) and a light reflecting surface 2b (A2 side) orthogonal to the direction in which the resonator extends (A direction). A low-reflectivity dielectric multilayer film (not shown) is formed on the light emitting surface 2a, and a high-reflectivity dielectric multilayer film (not shown) is formed on the light-reflecting surface 2b. Is formed. The direction in which the resonator extends (direction A) is an example of the “first direction” in the present invention. The light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b are examples of the “emitting side resonator surface” and the “reflecting side resonator surface” of the present invention, respectively.

ｎ型ＧａＮ基板１は、約１００μｍの厚みを有するとともに約１×１０^１８ｃｍ^−３のキャリア濃度を有するＳｉがドープされている。半導体素子層１０においては、図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、約１μｍの厚みを有するアンドープＡｌ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるバッファ層１１が形成されている。バッファ層１１の上面上には、約２μｍの厚みを有するＧｅドープのＡｌ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層１２が形成されている。ｎ型クラッド層１２の上面上には、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１４が形成されている。この活性層１４は、約３０ｎｍの厚みを有するとともにＧａＮからなる３層の障壁層（図示せず）と、約７ｎｍの厚みを有するとともにＩｎ組成の高いＩｎＧａＮからなる２層の量子井戸層（図示せず）とが交互に積層されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例である。 The n-type GaN substrate 1 has a thickness of about 100 μm and is doped with Si having a carrier concentration of about 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ . In the semiconductor element layer 10, as shown in FIG. 3, a buffer layer 11 made of undoped Al _0.01 Ga _0.99 N having a thickness of about 1 μm is formed on the upper surface of the n-type GaN substrate 1. . On the upper surface of the buffer layer 11, an n-type cladding layer 12 made of Ge-doped Al _0.05 Ga _0.95 N having a thickness of about 2 μm is formed. An active layer 14 having a multiple quantum well (MQW) structure is formed on the upper surface of the n-type cladding layer 12. The active layer 14 has a thickness of about 30 nm and three barrier layers (not shown) made of GaN, and a thickness of about 7 nm and two quantum well layers made of InGaN having a high In composition (see FIG. (Not shown) are alternately stacked. The n-type GaN substrate 1 is an example of the “substrate” in the present invention.

また、活性層１４の上面上には、約９０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるｐ側光ガイド層１５が形成されている。ｐ側光ガイド層１５の上面上には、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎからなるキャップ層１６が形成されている。キャップ層１６の上面上には、約０．５μｍの厚みを有するＭｇドープのＡｌ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層１７が形成されている。ｐ型クラッド層１７は、図２の紙面に対して垂直な方向（図１のＡ方向）に沿って延びる約１．５μｍの幅を有する凸部１７ａと、凸部１７ａの幅方向（Ｂ方向）の両側（Ｂ１側およびＢ２側）の約８０ｎｍの厚みを有する平坦部１７ｂとを有している。また、凸部１７ａにおけるｐ型クラッド層１７の厚みは、約５５０ｎｍである。なお、幅方向（Ｂ方向）は、本発明の「第２方向」の一例である。 A p-side light guide layer 15 made of undoped In _0.01 Ga _0.99 N having a thickness of about 90 nm is formed on the upper surface of the active layer 14. A cap layer 16 made of undoped Al _0.2 Ga _0.8 N having a thickness of about 20 nm is formed on the upper surface of the p-side light guide layer 15. A p-type cladding layer 17 made of Mg-doped Al _0.05 Ga _0.95 N having a thickness of about 0.5 μm is formed on the upper surface of the cap layer 16. The p-type cladding layer 17 includes a convex portion 17a having a width of about 1.5 μm extending along a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2 (A direction in FIG. 1), and a width direction (B direction) of the convex portion 17a. ) And flat portions 17b having a thickness of about 80 nm on both sides (B1 side and B2 side). Moreover, the thickness of the p-type cladding layer 17 in the convex part 17a is about 550 nm. The width direction (B direction) is an example of the “second direction” in the present invention.

また、ｐ型クラッド層１７の凸部１７ａ上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｐ側コンタクト層１８が形成されている。このｐ側コンタクト層１８とｐ型クラッド層１７の凸部１７ａとによって、約１．５μｍの幅を有してＡ方向にストライプ状（細長状）に延びるリッジ部３が構成されている。リッジ部３は、電流注入領域（電流通路部）を構成しており、リッジ部３の下方（Ｃ１側）の活性層１４を含む領域には、リッジ部３に沿ってＡ方向にストライプ状に延びる光導波路が形成されている。なお、リッジ部３は、本発明の「電流通路部」の一例である。 A p-side contact layer 18 made of undoped In _0.07 Ga _0.93 N having a thickness of about 3 nm is formed on the convex portion 17 a of the p-type cladding layer 17. The p-side contact layer 18 and the convex portion 17a of the p-type cladding layer 17 constitute a ridge portion 3 having a width of about 1.5 μm and extending in a stripe shape (elongated shape) in the A direction. The ridge portion 3 constitutes a current injection region (current passage portion), and the region including the active layer 14 below (on the C1 side) the ridge portion 3 is striped in the A direction along the ridge portion 3. An extending optical waveguide is formed. The ridge portion 3 is an example of the “current passage portion” in the present invention.

ｐ型クラッド層１７の凸部１７ａの両側面上、平坦部１７ｂの上面１７ｃ上およびｐ側コンタクト層１８の両側面上には、約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ_２からなる電流ブロック層２０が形成されている。電流ブロック層２０は、光出射面２ａおよび光反射面２ｂ近傍領域以外において、リッジ部３の上面（ｐ側オーミック電極１９の上面）を露出するように形成されている。なお、上面１７ｃは、本発明の「半導体素子層の上面」の一例である。 A current blocking layer 20 made of SiO ₂ having a thickness of about 0.3 μm is formed on both side surfaces of the convex portion 17 a of the p-type cladding layer 17, on the upper surface 17 c of the flat portion 17 b and on both side surfaces of the p-side contact layer 18. Is formed. The current blocking layer 20 is formed so as to expose the upper surface of the ridge portion 3 (the upper surface of the p-side ohmic electrode 19) except in the region near the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b. The upper surface 17c is an example of the “upper surface of the semiconductor element layer” in the present invention.

また、ｐ側コンタクト層１８の上面上の電流ブロック層２０が形成されていない領域（図２のＢ方向の中央部近傍）には、ｐ側コンタクト層１８の上面に近い側から順に、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側オーミック電極１９が形成されている。ｐ側オーミック電極１９の上面上と電流ブロック層２０の上面上とには、ｐ側オーミック電極１９の上面に近い側から順に、約０．１μｍの厚みを有するＴｉ層と、約０．１μｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極２１が形成されている。なお、上記したバッファ層１１、ｎ型クラッド層１２、ｎ側光ガイド層１３、活性層１４、ｐ側光ガイド層１５、キャップ層１６、ｐ型クラッド層１７およびｐ側コンタクト層１８を構成する材料は、本発明の「窒化物系半導体」の一例である。 Further, in a region where the current blocking layer 20 on the upper surface of the p-side contact layer 18 is not formed (near the central portion in the B direction in FIG. 2), about 5 nm in order from the side closer to the upper surface of the p-side contact layer 18. A p-side ohmic electrode 19 is formed which includes a Pt layer having a thickness of approximately 100 nm, a Pd layer having a thickness of approximately 100 nm, and an Au layer having a thickness of approximately 150 nm. On the upper surface of the p-side ohmic electrode 19 and the upper surface of the current blocking layer 20, a Ti layer having a thickness of about 0.1 μm and a thickness of about 0.1 μm are sequentially formed from the side closer to the upper surface of the p-side ohmic electrode 19. A p-side pad electrode 21 made of a Pd layer having a thickness and an Au layer having a thickness of about 3 μm is formed. The buffer layer 11, the n-type cladding layer 12, the n-side light guide layer 13, the active layer 14, the p-side light guide layer 15, the cap layer 16, the p-type cladding layer 17 and the p-side contact layer 18 are configured. The material is an example of the “nitride-based semiconductor” in the present invention.

ここで、第１実施形態では、図２および図３に示すように、約１．５μｍの幅を有するリッジ部３の中心線１７０から幅方向（Ｂ方向）にそれぞれ約５μｍの同じ距離Ｌ１を隔てた位置に、溝部５ａ（Ｂ２側）および溝部５ｂ（Ｂ１側）が形成されている。つまり、溝部５ａおよび５ｂは、リッジ部３の中心線１７０に対して線対称の位置関係にある。ここで、溝部５ａおよび５ｂは、リッジ部３下部の活性層１４における発光光の一部が幅方向に漏れ出す領域に形成されている。このように、発光光の一部が漏れ出す領域に溝部５ａおよび５ｂを形成するためには、距離Ｌ１をなるべく小さくして溝部５ａおよび５ｂをリッジ部３に近づけて形成することが好ましい。第１実施形態では、この点と、製造プロセス上の形成の容易さの点とを考慮して、距離Ｌ１を約５μｍに設定している。また、溝部５ａおよび溝部５ｂの各々は、約５μｍの溝幅Ｌ２を有している。また、溝部５ａおよび５ｂは、各々が形成された側のリッジ部３の外側面３ａからＢ方向に約４．２５μｍ（約５μｍ−約１．５μｍ／２＝約４．２５μｍ）の同じ距離Ｌ３（ここで、Ｌ３＜Ｌ１）だけ離間した領域にそれぞれ形成されている。 Here, in the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the same distance L1 of about 5 μm is respectively provided in the width direction (B direction) from the center line 170 of the ridge portion 3 having a width of about 1.5 μm. A groove 5a (B2 side) and a groove 5b (B1 side) are formed at spaced positions. That is, the grooves 5 a and 5 b are in a line-symmetric positional relationship with respect to the center line 170 of the ridge 3. Here, the grooves 5a and 5b are formed in a region where part of the emitted light in the active layer 14 below the ridge 3 leaks in the width direction. Thus, in order to form the groove portions 5a and 5b in the region where a part of the emitted light leaks, it is preferable to form the groove portions 5a and 5b close to the ridge portion 3 with the distance L1 as small as possible. In the first embodiment, considering this point and the ease of formation in the manufacturing process, the distance L1 is set to about 5 μm. Each of the groove 5a and the groove 5b has a groove width L2 of about 5 μm. Further, the grooves 5a and 5b have the same distance L3 of about 4.25 μm (about 5 μm−about 1.5 μm / 2 = about 4.25 μm) in the B direction from the outer surface 3a of the ridge portion 3 on the side where each is formed. (Here, L3 <L1).

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、半導体素子層１０のうちの少なくとも電流通路部が形成された側（Ｃ２側）のｐ型クラッド層１７の上面１７ｃから活性層１４にわたる部分を下方（Ｃ１方向）に貫通して分断している。より詳細には、溝部５ａおよび５ｂは、ｐ型クラッド層１７の上面１７ｃからｎ型クラッド層１２の途中まで達するように半導体素子層１０を分断している一方、溝部５ａおよび５ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１にまでは達していない。また、溝部５ａおよび５ｂは、図１に示すように、共振器の延びる方向に沿って延びるように形成されている。したがって、リッジ部３の下部に積層された活性層１４を含む半導体素子層１０の一部（ｎ型クラッド層１２の一部からｐ型クラッド層１７までの各半導体層）の幅は、共振器の延びる方向にわたって略同じ大きさ（＝Ｌ１×２＝約１０μｍ）を有している。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b are portions extending from the upper surface 17c of the p-type cladding layer 17 on the side (C2 side) of the semiconductor element layer 10 where the current path portion is formed to the active layer 14. It divides by penetrating downward (C1 direction). More specifically, the grooves 5a and 5b divide the semiconductor element layer 10 so as to reach the middle of the n-type cladding layer 12 from the upper surface 17c of the p-type cladding layer 17, while the grooves 5a and 5b are n-type. The GaN substrate 1 has not been reached. Further, as shown in FIG. 1, the grooves 5a and 5b are formed so as to extend along the direction in which the resonator extends. Therefore, the width of a part of the semiconductor element layer 10 including the active layer 14 stacked below the ridge portion 3 (each semiconductor layer from a part of the n-type cladding layer 12 to the p-type cladding layer 17) is the resonator width. Have substantially the same size (= L1 × 2 = about 10 μm) in the extending direction.

また、第１実施形態では、図２および図３に示すように、溝部５ａおよび５ｂの活性層１４が形成された側の内側面５ｅ（Ｂ２側）および内側面５ｆ（Ｂ１側）は、活性層１４の主表面に対して略垂直に形成されている。これにより、活性層１４とその近傍における半導体素子層１０の幅（Ｂ方向）が、共振器の延びる方向のみならず青紫色半導体レーザ素子１００の厚み方向（Ｃ方向）に沿って均一（＝Ｌ１×２＝約１０μｍ）に形成されている。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the inner side surface 5e (B2 side) and the inner side surface 5f (B1 side) on the side where the active layer 14 of the grooves 5a and 5b is formed are active. It is formed substantially perpendicular to the main surface of the layer 14. Thereby, the width (B direction) of the active element 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof is uniform (= L1) not only in the direction in which the resonator extends but also in the thickness direction (C direction) of the blue-violet semiconductor laser element 100. × 2 = about 10 μm).

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、ｐ型クラッド層１７の上面１７ｃから溝部５ａの底面５ｃまでの深さＤ１が、上面１７ｃから溝部５ｂの底面５ｄまでの深さＤ２と略等しい深さを有した状態で、共振器の延びる方向に沿って延びている。また、溝部５ａおよび５ｂの底面５ｃおよび５ｄは、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａよりも上方に位置している。これにより、溝部５ａおよび５ｂの下部にはｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａ上に形成された半導体素子層１０の一部（バッファ層１１とｎ型クラッド層１２の一部）が分断されずに残されている。なお、溝部５ａおよび５ｂの深さＤ１（Ｄ２）は、約０．５μｍ以上約１μｍ以下に形成されるのが好ましく、この範囲内で、図２に示したように、活性層１４よりも屈折率の小さいｎ型クラッド層１２の途中まで達する深さであるのが好ましい。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b have a depth D1 from the upper surface 17c of the p-type cladding layer 17 to the bottom surface 5c of the groove 5a, and a depth D2 from the upper surface 17c to the bottom 5d of the groove 5b. It extends along the direction in which the resonator extends while having the same depth. Further, the bottom surfaces 5 c and 5 d of the groove portions 5 a and 5 b are located above the upper surface 1 a of the n-type GaN substrate 1. Thus, a part of the semiconductor element layer 10 (part of the buffer layer 11 and the n-type cladding layer 12) formed on the upper surface 1a of the n-type GaN substrate 1 is not divided below the grooves 5a and 5b. It is left. The depth D1 (D2) of the grooves 5a and 5b is preferably about 0.5 μm or more and about 1 μm or less. Within this range, as shown in FIG. It is preferable that the depth reaches the middle of the n-type cladding layer 12 having a small rate.

また、第１実施形態では、電流ブロック層２０は、リッジ部３の外側面３ａのみならず、溝部５ａおよび５ｂにより分断された部分の半導体素子層１０の内側面１０ａと、溝部５ａおよび５ｂの各々の底面５ｃおよび５ｄとを連続的に覆うように形成されている。そして、図３に示すように、溝部５ａおよび５ｂの形状に対応した凹凸形状を有する電流ブロック層２０の上面（Ｃ２側）上に、ｐ側オーミック電極１９と導通するＡｕなどからなるｐ側パッド電極２１が形成されている。 Further, in the first embodiment, the current blocking layer 20 includes not only the outer surface 3a of the ridge 3 but also the inner surface 10a of the semiconductor element layer 10 that is divided by the grooves 5a and 5b, and the grooves 5a and 5b. Each bottom surface 5c and 5d is formed so as to cover continuously. Then, as shown in FIG. 3, a p-side pad made of Au or the like that is electrically connected to the p-side ohmic electrode 19 is formed on the upper surface (C2 side) of the current blocking layer 20 having an uneven shape corresponding to the shape of the grooves 5a and 5b. An electrode 21 is formed.

また、第１実施形態では、図１に示すように、溝部５ａおよび５ｂは、共振器の延びる方向における光出射面２ａ（Ａ１側）から光反射面２ｂ（Ａ２側）までの全ての領域の半導体素子層１０を貫通して延びている。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the grooves 5a and 5b are formed in all regions from the light emitting surface 2a (A1 side) to the light reflecting surface 2b (A2 side) in the extending direction of the resonator. It extends through the semiconductor element layer 10.

また、ｐ側パッド電極２１は、平面的に見て、素子上面のうちの、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの近傍領域以外と、素子の幅方向（Ｂ方向）における両側の側端面１００ａの近傍領域以外とを覆うように形成されている。したがって、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの近傍領域においてｐ側パッド電極２１の外側に露出する素子の上面は、電流ブロック層２０により完全に覆われている（図２参照）。また、ｐ側パッド電極２１は、光出射面２ａに近い側の一方の隅部に切り欠き２１ａを有している。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００をサブマウントなどに固定する際の光出射面２ａの向き（Ａ１方向）が容易に特定される。 In addition, the p-side pad electrode 21 has a side end face 100a on both sides in the width direction (B direction) of the element, as well as other than the vicinity of the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b of the upper surface of the element. Is formed so as to cover a region other than the vicinity. Therefore, the upper surface of the element exposed outside the p-side pad electrode 21 in the region near the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b is completely covered with the current blocking layer 20 (see FIG. 2). The p-side pad electrode 21 has a notch 21a at one corner near the light emitting surface 2a. Thereby, the direction (A1 direction) of the light emission surface 2a when the blue-violet semiconductor laser device 100 is fixed to a submount or the like is easily specified.

また、図２および図３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１に近い側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極２２が形成されている。このｎ側電極２２は、青紫色半導体レーザ素子１００の側端面１００ａまで延びるようにｎ型ＧａＮ基板１の裏面上の全面に形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, an Al layer having a thickness of about 10 nm and a thickness of about 20 nm are formed on the back surface of the n-type GaN substrate 1 in order from the side close to the n-type GaN substrate 1. An n-side electrode 22 composed of a Pt layer and an Au layer having a thickness of about 300 nm is formed. The n-side electrode 22 is formed on the entire back surface of the n-type GaN substrate 1 so as to extend to the side end face 100 a of the blue-violet semiconductor laser device 100.

次に、図１〜図８を参照して、第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスについて説明する。 A manufacturing process for the blue-violet semiconductor laser device 100 according to the first embodiment is now described with reference to FIGS.

まず、図４に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、バッファ層１１、ｎ型クラッド層１２、活性層１４、ｐ側光ガイド層１５、キャップ層１６、ｐ型クラッド層１７、ｐ側コンタクト層１８を順次積層して半導体素子層１０を形成する。続いて、半導体素子層１０の上面上に真空蒸着法を用いてｐ側オーミック電極１９となる金属層を形成する。 First, as shown in FIG. 4, a buffer layer 11, an n-type cladding layer 12, an active layer 14, and a p-side light guide are formed on the upper surface of the n-type GaN substrate 1 using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The semiconductor element layer 10 is formed by sequentially stacking the layer 15, the cap layer 16, the p-type cladding layer 17, and the p-side contact layer 18. Subsequently, a metal layer to be the p-side ohmic electrode 19 is formed on the upper surface of the semiconductor element layer 10 using a vacuum deposition method.

その後、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側オーミック電極１９となる金属層の上面上に、ＳｉＯ_２からなるマスク層３１を形成する。続いて、フォトリソグラフィを用いて、マスク層３１上に、Ａ方向にストライプ状に延びるとともにＢ方向に約１．５μｍの幅を有するレジスト３２をパターニングする。なお、レジスト３２は、Ｂ方向の中心位置が、後の工程で形成されるリッジ部３（図７参照）の中心線１７０に揃うようにパターニングされる。 Thereafter, a mask layer 31 made of SiO ₂ is formed on the upper surface of the metal layer to be the p-side ohmic electrode 19 using a plasma CVD method or the like. Subsequently, a resist 32 having a stripe shape extending in the A direction and having a width of about 1.5 μm in the B direction is patterned on the mask layer 31 using photolithography. The resist 32 is patterned so that the center position in the B direction is aligned with the center line 170 of the ridge 3 (see FIG. 7) formed in a later step.

その後、図５に示すように、レジスト３２をマスクとしてマスク層３１をドライエッチングすることにより、マスク層３１がパターニングされる。続いて、パターニングされたマスク層３１をマスクとして、金属層（電極層）をＣＦ_４ガスなどを用いてドライエッチングすることより、マスク層３１と略同じ幅（約１．５μｍ）を有するｐ側オーミック電極１９を形成する。その後、剥離液などによりレジスト３２を除去する（なお、レジスト３２の除去は必ずしも必要ではない）。 Thereafter, as shown in FIG. 5, the mask layer 31 is patterned by dry etching the mask layer 31 using the resist 32 as a mask. Subsequently, by using the patterned mask layer 31 as a mask, the metal layer (electrode layer) is dry-etched using CF ₄ gas or the like, so that the p-side having substantially the same width (about 1.5 μm) as the mask layer 31 is obtained. An ohmic electrode 19 is formed. Thereafter, the resist 32 is removed with a stripping solution or the like (removal of the resist 32 is not always necessary).

その後、図６に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｐ側コンタクト層１８の上面上およびマスク層３１上にレジスト３３をパターニングする。レジスト３３には、各々がＡ方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるとともに幅方向（Ｂ方向）に約５μｍの開口幅Ｌ２を有する開口部３３ａが複数設けられる。また、互いに近い側に隣接する開口部３３ａ同士は、約１５μｍ（＝Ｌ１×２＋Ｌ２）の距離（開口部の中心間距離）を隔てて形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 6, a resist 33 is patterned on the upper surface of the p-side contact layer 18 and on the mask layer 31 using photolithography. The resist 33 is provided with a plurality of openings 33a each extending in a stripe shape in the A direction (direction perpendicular to the paper surface) and having an opening width L2 of about 5 μm in the width direction (B direction). Further, the openings 33a adjacent to each other are formed with a distance of about 15 μm (= L1 × 2 + L2) (distance between the centers of the openings).

この状態で、レジスト３３をマスクとしてｐ側コンタクト層１８からｎ型クラッド層１２の途中までをＣ１方向にドライエッチングすることにより、開口部３３ａと略同じ溝幅Ｌ２を有する溝部５ａおよび５ｂを形成する。また、溝部５ａおよび５ｂは、ｐ側コンタクト層１８の上面１８ｃから各々の底面５ｃおよび５ｄまでの深さＤ３が略等しく形成される。その後、剥離液などによりレジスト３３を除去する。 In this state, by performing dry etching in the C1 direction from the p-side contact layer 18 to the middle of the n-type cladding layer 12 using the resist 33 as a mask, groove portions 5a and 5b having substantially the same groove width L2 as the opening portion 33a are formed. To do. Further, the grooves 5a and 5b are formed so that the depths D3 from the upper surface 18c of the p-side contact layer 18 to the respective bottom surfaces 5c and 5d are substantially equal. Thereafter, the resist 33 is removed with a stripping solution or the like.

その後、図７に示すように、上面上にｐ側オーミック電極１９が形成されていない部分のｐ側コンタクト層１８および下部のｐ型クラッド層１７の途中までをドライエッチングすることにより、凸部１７ａおよび平坦部１７ｂを有するｐ型クラッド層１７を形成する。これにより、半導体素子層１０に電流通路部としてのリッジ部３が形成される。なお、リッジ部３の外側面３ａは、溝部５ａおよび５ｂの各々の内側面５ｅおよび５ｆから内側に共に距離Ｌ３（Ｌ３＜Ｌ１）分だけ離間した位置に形成される。その後、ウェットエッチングによりリッジ部３上に残されたマスク層３１を除去する。 Thereafter, as shown in FIG. 7, the projecting portion 17 a is formed by dry etching part of the p-side contact layer 18 and the lower p-type cladding layer 17 where the p-side ohmic electrode 19 is not formed on the upper surface. Then, a p-type cladding layer 17 having a flat portion 17b is formed. As a result, the ridge portion 3 as a current passage portion is formed in the semiconductor element layer 10. The outer surface 3a of the ridge portion 3 is formed at a position separated from the inner surfaces 5e and 5f of the groove portions 5a and 5b by a distance L3 (L3 <L1). Thereafter, the mask layer 31 left on the ridge 3 is removed by wet etching.

その後、図２に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ型クラッド層１７の平坦部１７ｂと凸部１７ａの両側面と、ｐ側コンタクト層１８の両側面と、ｐ側オーミック電極１９の両側面および上面と、溝部５ａおよび５ｂにより分断された部分の半導体素子層１０の内側面１０ａと、溝部５ａおよび５ｂの各々の底面５ｃおよび５ｄとを連続的に覆うように電流ブロック層２０を形成する。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いて、チップ化後に共振器面（光出射面２ａおよび光反射面２ｂ）となる領域よりもリッジ部３に沿った共振器内側の領域における電流ブロック層２０を除去する。これにより、図３に示すように、ｐ側オーミック電極１９の上面を露出させる。その後、図８に示すように、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、ｐ側オーミック電極１９の上面と電流ブロック層２０の上面とを覆うようにｐ側パッド電極２１を形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 2, by using a plasma CVD method or the like, both side surfaces of the flat portion 17 b and the convex portion 17 a of the p-type cladding layer 17, both side surfaces of the p-side contact layer 18, and the p-side ohmic electrode 19. Current blocking layer 20 so as to continuously cover both side surfaces and the upper surface of the semiconductor element layer, the inner surface 10a of the semiconductor element layer 10 that is divided by the grooves 5a and 5b, and the bottom surfaces 5c and 5d of the grooves 5a and 5b. Form. Thereafter, by using photolithography and dry etching, the current blocking layer 20 in the region inside the resonator along the ridge portion 3 from the region that becomes the resonator surface (light emitting surface 2a and light reflecting surface 2b) after chip formation is formed. Remove. Thereby, as shown in FIG. 3, the upper surface of the p-side ohmic electrode 19 is exposed. After that, as shown in FIG. 8, the p-side pad electrode 21 is formed so as to cover the upper surface of the p-side ohmic electrode 19 and the upper surface of the current blocking layer 20 by using a vacuum deposition method and a lift-off method.

その後、ｎ型ＧａＮ基板１が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１の下面（Ｃ１側）を研磨した後、ｎ型ＧａＮ基板１の下面上にｎ側電極２２を形成する。最後に、Ａ方向に約３００μｍの共振器長を有するようにウェハをＢ方向に劈開（バー状劈開）するとともに、破線１９０の位置で共振器方向（Ａ方向）に沿って素子分割（チップ化）を行う。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００が形成される。 Thereafter, the lower surface (C1 side) of the n-type GaN substrate 1 is polished so that the n-type GaN substrate 1 has a thickness of about 100 μm, and then the n-side electrode 22 is formed on the lower surface of the n-type GaN substrate 1. Finally, the wafer is cleaved in the B direction (bar-shaped cleavage) so as to have a resonator length of about 300 μm in the A direction, and the element is divided along the resonator direction (A direction) at the position of the broken line 190 (chip formation). )I do. In this way, the blue-violet semiconductor laser device 100 is formed.

第１実施形態では、上記のように、リッジ部３とその下部（Ｃ１側）に形成される電流通路部（中心線１７０）から幅方向（Ｂ方向）に同じ距離Ｌ１だけ離間した位置であり、かつ、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って延びるように形成された溝部５ａおよび５ｂを備えている。そして、この溝部５ａおよび５ｂが、半導体素子層１０のうちの少なくとも電流通路部が形成された側の上面１７ｃから活性層１４にわたる部分を貫通して分断している。これにより、活性層１４およびその近傍における半導体素子層１０は、溝部５ａおよび５ｂによってＢ方向に完全に分断されるので、活性層１４およびその近傍の半導体素子層１０のＢ方向の幅が所定の大きさ（＝Ｌ１×２＝約１０μｍ）に規制される。これにより、活性層１４における発光光の一部が幅方向に漏れ出した状態で共振器の延びる方向に導波されることが抑制される。この結果、主レーザ出射光と、光出射面２ａから放出される漏れ出した光（迷光）とが干渉することが抑制されるので、遠視野像（ＦＦＰ）にリップルが出現することを抑制することができる。また、ＦＦＰにおけるリップルの発生が抑制されることにより、レーザ出射光の利用効率が低下するのが抑制される。したがって、青紫色半導体レーザ素子１００を光ピックアップ装置などに実装した場合に、光ディスクに対する書き込み時にノイズが発生したり、光ディスクからの読み取りエラーが発生したりすることを効果的に抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, the current path portion (center line 170) formed in the ridge portion 3 and its lower portion (C1 side) is spaced apart by the same distance L1 in the width direction (B direction). And groove portions 5a and 5b formed so as to extend along the direction in which the resonator extends (direction A). The groove portions 5a and 5b are divided through the portion extending from the upper surface 17c on the side where the current path portion is formed in the semiconductor element layer 10 to the active layer 14. As a result, the active layer 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof are completely divided in the B direction by the grooves 5a and 5b, so that the width in the B direction of the active layer 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof is predetermined. The size is regulated (= L1 × 2 = about 10 μm). Thereby, it is suppressed that a part of the emitted light in the active layer 14 is guided in the direction in which the resonator extends in a state where a part of the emitted light leaks in the width direction. As a result, interference between the main laser emission light and the leaked light (stray light) emitted from the light emission surface 2a is suppressed, so that occurrence of ripples in the far field image (FFP) is suppressed. be able to. Further, by suppressing the occurrence of ripples in the FFP, it is possible to suppress the use efficiency of the laser emitted light from being lowered. Therefore, when the blue-violet semiconductor laser device 100 is mounted on an optical pickup device or the like, it is possible to effectively suppress the occurrence of noise when writing to the optical disc or the occurrence of a read error from the optical disc.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、リッジ部３（電流通路部）の幅方向の両側においてリッジ部３の中心線１７０から共に距離Ｌ１を隔てて設けられている。これにより、リッジ部３が溝部５ａと溝部５ｂとによって幅方向に挟み込まれた状態でＡ方向に延びる共振器を構成することができる。これにより、活性層１４における発光光の一部が、活性層１４の幅方向の両側において漏れ出すことが抑制される。この結果、遠視野像の形状を単峰性を有するガウシアン形状に近づけることができる。特に、活性層１４およびその近傍の半導体素子層１０の幅が所定の大きさ（＝Ｌ１×２）に規制されるので、水平方向のＦＦＰをガウシアン形状により近づけることができる。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b are provided at a distance L1 from the center line 170 of the ridge 3 on both sides of the ridge 3 (current path) in the width direction. Thereby, a resonator extending in the A direction can be configured in a state where the ridge 3 is sandwiched between the groove 5a and the groove 5b in the width direction. Thereby, part of the emitted light in the active layer 14 is prevented from leaking out on both sides in the width direction of the active layer 14. As a result, the shape of the far field image can be brought close to a Gaussian shape having a single peak. In particular, since the width of the active layer 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof are restricted to a predetermined size (= L1 × 2), the horizontal FFP can be made closer to a Gaussian shape.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、リッジ部３の幅方向の両側において、リッジ部３の外側面３ａから幅方向に距離Ｌ３だけ離間した位置にそれぞれ形成されている。これにより、リッジ導波型の半導体レーザ素子において、水平方向のＦＦＰがガウシアン形状に近づけられたビーム形状を有する青紫色半導体レーザ素子１００を得ることができる。また、溝部５ａおよび５ｂがリッジ部３の外側面３ａから幅方向に距離Ｌ３だけ離間した位置にそれぞれ形成されるので、リッジ導波型の半導体レーザ素子において、リッジ部３の形成に影響を及ぼすことなく溝部５ａと溝部５ｂとを半導体素子層１０に容易に形成することができる。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b are formed on both sides in the width direction of the ridge portion 3 at positions separated from the outer surface 3a of the ridge portion 3 by a distance L3 in the width direction. Thereby, in the ridge waveguide semiconductor laser element, the blue-violet semiconductor laser element 100 having a beam shape in which the horizontal FFP is made close to a Gaussian shape can be obtained. In addition, since the grooves 5a and 5b are formed at positions separated from the outer surface 3a of the ridge 3 by a distance L3 in the width direction, the formation of the ridge 3 is affected in the ridge waveguide type semiconductor laser device. The groove 5a and the groove 5b can be easily formed in the semiconductor element layer 10 without any problem.

また、第１実施形態では、半導体素子層１０の上面１７ｃから溝部５ａの底面５ｃまでの深さＤ１は、上面１７ｃから溝部５ｂの底面５ｄまでの深さＤ２と略等しい。これにより、活性層１４の幅方向の両側において発光光が漏れ出すのを略均等に抑制することができるので、水平方向のＦＦＰを左右対称なガウシアン形状に効果的に近づけることができる。 In the first embodiment, the depth D1 from the upper surface 17c of the semiconductor element layer 10 to the bottom surface 5c of the groove 5a is substantially equal to the depth D2 from the upper surface 17c to the bottom 5d of the groove 5b. As a result, it is possible to substantially uniformly prevent the emitted light from leaking out on both sides of the active layer 14 in the width direction, so that the horizontal FFP can be effectively brought close to a symmetric Gaussian shape.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、共振器の延びる方向と同一方向に延びるリッジ部３（電流通路部）に対して線対称に配置されている。これにより、水平方向のＦＦＰを左右対称なガウシアン形状に効果的に近づけることができる。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b are arranged symmetrically with respect to the ridge 3 (current path portion) extending in the same direction as the direction in which the resonator extends. Thereby, the FFP in the horizontal direction can be effectively brought close to a symmetrical Gaussian shape.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って光出射面２ａまで延びている。これにより、光出射面２ａにおいて発光光が漏れ出すのを抑制することができるので、漏れ出した発光光（迷光）と干渉することのない主レーザ出射光を、光出射面２ａから確実に出射させることができる。 Moreover, in 1st Embodiment, the groove parts 5a and 5b are extended to the light-projection surface 2a along the direction (A direction) where a resonator extends. Thereby, since it is possible to suppress the emission light from leaking from the light emission surface 2a, the main laser emission light that does not interfere with the leaked emission light (stray light) is reliably emitted from the light emission surface 2a. Can be made.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂは、上記した光出射面２ａに加えて、光反射面２ｂにまでも延びている。これにより、光出射面２ａのみならず光反射面２ｂにおいても発光光が漏れ出すのを抑制することができる。これにより、漏れ出した発光光（迷光）と干渉することのない主レーザ出射光を、光出射面２ａからより確実に出射させることができる。 In the first embodiment, the grooves 5a and 5b extend to the light reflecting surface 2b in addition to the light emitting surface 2a. Thereby, it is possible to suppress the emission light from leaking not only at the light emitting surface 2a but also at the light reflecting surface 2b. As a result, the main laser emission light that does not interfere with the leaked emitted light (stray light) can be more reliably emitted from the light emission surface 2a.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂはｎ型ＧａＮ基板１にまでは達しておらず、溝部５ａおよび５ｂの底面５ｃおよび５ｄは、ｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａよりも上方に位置している。これにより、溝部５ａおよび５ｂの下部にはｎ型ＧａＮ基板１の上面１ａ上に形成された半導体素子層１０の一部（バッファ層１１とｎ型クラッド層１２の一部）が残されているので、溝部５ａおよび５ｂにより半導体素子層１０の厚みが極度に薄くなることが抑制される。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００が割れやすくなることを抑制することができる。 In the first embodiment, the grooves 5 a and 5 b do not reach the n-type GaN substrate 1, and the bottom surfaces 5 c and 5 d of the grooves 5 a and 5 b are positioned above the upper surface 1 a of the n-type GaN substrate 1. is doing. As a result, a part of the semiconductor element layer 10 (part of the buffer layer 11 and the n-type cladding layer 12) formed on the upper surface 1a of the n-type GaN substrate 1 is left below the grooves 5a and 5b. Therefore, the thickness of the semiconductor element layer 10 is suppressed from being extremely reduced by the grooves 5a and 5b. Thereby, it can suppress that the blue-violet semiconductor laser element 100 becomes easy to break.

また、第１実施形態では、溝部５ａおよび５ｂの活性層１４が形成された側の内側面５ｅおよび５ｆは、活性層１４の主表面に対して略垂直に形成されている。これにより、活性層１４およびその近傍における半導体素子層１０の幅を、青紫色半導体レーザ素子１００の厚み方向（Ｃ方向）に沿って均一（＝Ｌ１×２＝約１０μｍ）にすることができる。この結果、ガウシアン形状を有する水平方向のＦＦＰを容易に得ることができる。 In the first embodiment, the inner surfaces 5e and 5f on the side where the active layers 14 of the grooves 5a and 5b are formed are formed substantially perpendicular to the main surface of the active layer 14. Thus, the width of the active layer 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof can be made uniform (= L1 × 2 = about 10 μm) along the thickness direction (C direction) of the blue-violet semiconductor laser element 100. As a result, a horizontal FFP having a Gaussian shape can be easily obtained.

また、第１実施形態では、電流ブロック層２０は、溝部５ａおよび５ｂにより分断された部分の半導体素子層１０の内側面１０ａを覆うように形成されている。これにより、溝部５ａおよび５ｂを形成することにより露出する半導体素子層１０のｐｎ接合部分が電気的に短絡することを電流ブロック層２０により抑制することができる。 In the first embodiment, the current block layer 20 is formed so as to cover the inner side surface 10a of the semiconductor element layer 10 at a portion divided by the grooves 5a and 5b. Thereby, it is possible to prevent the current blocking layer 20 from electrically short-circuiting the pn junction portion of the semiconductor element layer 10 exposed by forming the grooves 5a and 5b.

また、第１実施形態では、窒化物系半導体により半導体素子層１０を形成している。すなわち、窒化物系半導体レーザ素子では、ＧａＡｓ系半導体などからなる赤色や赤外半導体レーザ素子などと比較して、より短波長のレーザ光が出射され、かつ、高出力化が要求される。短波長でありかつ高出力化が要求される青紫色半導体レーザ素子においても、レーザ出射光の水平方向のＦＦＰがガウシアン形状を有することにより、レーザ出射光の利用効率を低下させることなく、かつ、安定的に動作させることが可能な青紫色半導体レーザ素子１００を得ることができる。 In the first embodiment, the semiconductor element layer 10 is formed of a nitride semiconductor. That is, a nitride semiconductor laser element is required to emit laser light having a shorter wavelength and to have a higher output than a red or infrared semiconductor laser element made of a GaAs semiconductor or the like. Even in a blue-violet semiconductor laser element that has a short wavelength and requires high output, the horizontal FFP of the laser output light has a Gaussian shape, so that the utilization efficiency of the laser output light is not reduced, and A blue-violet semiconductor laser device 100 that can be stably operated can be obtained.

次に、図９を参照して、上記した半導体素子層１０に溝部５ａおよび５ｂを形成することの効果を確認するために行った実験について説明する。 Next, with reference to FIG. 9, an experiment conducted for confirming the effect of forming the grooves 5a and 5b in the semiconductor element layer 10 described above will be described.

まず、実施例として、半導体素子層１０に溝部５ａおよび５ｂが形成された第１実施形態の青紫色半導体レーザ素子１００（図３参照）を作製するとともに、比較例として、半導体素子層１０に溝部５ａおよび５ｂが形成されていない青紫色半導体レーザ素子を作製した。そして、実施例による青紫色半導体レーザ素子１００および比較例による青紫色半導体レーザ素子をそれぞれ金属製のステムに取り付けるとともに、金属製のキャップ部（ガラス窓付き）を被せて封止を行った。そして、８０℃の条件で、各々の半導体レーザ素子から、自動光量制御（ＡＰＣ）により１０ｍＷの出力に調整されたレーザ光を出射してＦＦＰを観察した。 First, as an example, the blue-violet semiconductor laser device 100 (see FIG. 3) of the first embodiment in which the groove portions 5a and 5b are formed in the semiconductor element layer 10 is manufactured, and as a comparative example, the groove portion is formed in the semiconductor element layer 10. A blue-violet semiconductor laser element in which 5a and 5b were not formed was produced. The blue-violet semiconductor laser device 100 according to the example and the blue-violet semiconductor laser device according to the comparative example were each attached to a metal stem, and sealed with a metal cap portion (with a glass window). Then, under the condition of 80 ° C., laser light adjusted to an output of 10 mW by automatic light quantity control (APC) was emitted from each semiconductor laser element, and FFP was observed.

この結果、図９に示すように、実施例による青紫色半導体レーザ素子１００ではリップルの出現は確認されず、水平方向のＦＦＰが単峰性を有するガウシアン形状に近いビーム形状を得ることができた。すなわち、レーザ光の広がり角が安定する傾向を示した。その一方、比較例による溝部５ａおよび５ｂを形成していない青紫色半導体レーザ素子では、水平方向のＦＦＰにリップルが出現し、レーザ光の広がり角が安定しない傾向を示した。この結果から、実施例による青紫色半導体レーザ素子１００では、レーザ出射光の遠視野像が適正に補正される点で、半導体素子層１０に溝部５ａおよび５ｂを形成することの有用性（効果）が確認された。 As a result, as shown in FIG. 9, in the blue-violet semiconductor laser device 100 according to the example, the appearance of ripple was not confirmed, and a beam shape close to a Gaussian shape in which the horizontal FFP had a single peak could be obtained. . That is, the spread angle of the laser beam tended to be stable. On the other hand, in the blue-violet semiconductor laser element in which the grooves 5a and 5b according to the comparative example are not formed, ripples appear in the horizontal FFP, and the spread angle of the laser light tends to be unstable. From this result, in the blue-violet semiconductor laser device 100 according to the example, the utility (effect) of forming the grooves 5a and 5b in the semiconductor device layer 10 is that the far-field image of the laser emission light is appropriately corrected. Was confirmed.

（第２実施形態）
次に、図１０〜図１２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００は、平坦な上部クラッド層（ｐ型クラッド層２７）上に共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って延びるストライプ状の開口部２３ａを有する電流ブロック層２３を形成した利得導波型の半導体レーザ素子である。第２実施形態では、利得導波型の半導体レーザ素子に対して、本発明の「溝部」を形成している。なお、青紫色半導体レーザ素子２００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The blue-violet semiconductor laser device 200 according to the second embodiment has a current having a striped opening 23a extending along a direction (A direction) in which the resonator extends on a flat upper cladding layer (p-type cladding layer 27). This is a gain waveguide type semiconductor laser device in which the block layer 23 is formed. In the second embodiment, the “groove portion” of the present invention is formed for a gain-guided semiconductor laser element. The blue-violet semiconductor laser element 200 is an example of the “semiconductor laser element” in the present invention. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００は、図１２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、活性層１４を含む半導体素子層１０が形成されている。なお、半導体素子層１０は、ｎ型クラッド層１２との活性層１４との間に形成された約５０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるｎ側光ガイド層１３を有する。また、活性層１４上のｐ型クラッド層２７には第１実施形態のような凸部１７ａ（図２参照）が形成されていない。そして、ｐ側コンタクト層２８の上面２８ｃ上に、Ａ方向にストライプ状に延びる開口部２３ａを残してＳｉＯ_２からなる平坦な電流ブロック層２３が形成されている。また、約１．５μｍの幅（Ｂ方向）を有する開口部２３ａ内には、ｐ側オーミック電極１９が形成されており、ｐ側オーミック電極１９の上面と電流ブロック層２３の上面とを覆うようにｐ側パッド電極２５が形成されている。これにより、開口部２３ａ内のｐ側オーミック電極１９の下方（Ｃ１側）に対応する領域のｐ側コンタクト層２８およびｐ型クラッド層２７の部分に電流通路部が形成されている。また、電流通路部の下方の活性層１４の部分に光導波路が形成されている。したがって、青紫色半導体レーザ素子２００では、幅Ｌ２を有する溝部５ａおよび５ｂは、各々が形成された側の電流ブロック層２３の開口部２３ａから外側方向（Ｂ２方向およびＢ１方向）に約４．２５μｍの同じ距離Ｌ３（Ｌ３＜Ｌ１）だけ離間した領域にそれぞれ形成されており、溝部５ａおよび５ｂにより、活性層１４およびその近傍の半導体素子層１０のＢ方向の幅が、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って所定の大きさ（＝Ｌ１×２＝約１０μｍ）に規制されている。 In the blue-violet semiconductor laser device 200 according to the second embodiment of the present invention, the semiconductor device layer 10 including the active layer 14 is formed on the upper surface of the n-type GaN substrate 1 as shown in FIG. The semiconductor element layer 10 includes an n-side light guide layer 13 made of undoped In _0.01 Ga _0.99 N having a thickness of about 50 nm formed between the n-type cladding layer 12 and the active layer 14. Have. Further, the p-type cladding layer 27 on the active layer 14 is not formed with the convex portion 17a (see FIG. 2) as in the first embodiment. A flat current blocking layer 23 made of SiO ₂ is formed on the upper surface 28c of the p-side contact layer 28, leaving an opening 23a extending in a stripe shape in the A direction. A p-side ohmic electrode 19 is formed in the opening 23 a having a width of about 1.5 μm (B direction) so as to cover the upper surface of the p-side ohmic electrode 19 and the upper surface of the current blocking layer 23. A p-side pad electrode 25 is formed on the substrate. Thereby, a current passage portion is formed in the portion of the p-side contact layer 28 and the p-type cladding layer 27 in the region corresponding to the lower side (C1 side) of the p-side ohmic electrode 19 in the opening 23a. An optical waveguide is formed in the active layer 14 below the current path portion. Therefore, in the blue-violet semiconductor laser device 200, the grooves 5a and 5b having the width L2 are about 4.25 μm in the outward direction (B2 direction and B1 direction) from the opening 23a of the current blocking layer 23 on the side where each is formed. Are formed in regions separated by the same distance L3 (L3 <L1), and the widths in the B direction of the active layer 14 and the semiconductor element layer 10 in the vicinity thereof are extended by the grooves 5a and 5b (the direction in which the resonator extends). It is regulated to a predetermined size (= L1 × 2 = about 10 μm) along the A direction).

また、青紫色半導体レーザ素子２００では、ｐ側コンタクト層２８の上面２８ｃから溝部５ａの底面５ｃまでの深さＤ３が、上面２８ｃから溝部５ｂの底面５ｄまでの深さと略等しい。なお、上面２８ｃは、本発明の「半導体素子層の上面」の一例である。 In the blue-violet semiconductor laser device 200, the depth D3 from the upper surface 28c of the p-side contact layer 28 to the bottom surface 5c of the groove 5a is substantially equal to the depth from the upper surface 28c to the bottom 5d of the groove 5b. The upper surface 28c is an example of the “upper surface of the semiconductor element layer” in the present invention.

また、図１１に示すように、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの近傍領域においてｐ側パッド電極２５の下部から露出する素子の上面は、電流ブロック層２３により完全に覆われており、この部分には電流通路部は存在しない。なお、第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。 As shown in FIG. 11, the upper surface of the element exposed from the lower part of the p-side pad electrode 25 in the region near the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b is completely covered with the current blocking layer 23. There is no current path in the part. The remaining structure of the blue-violet semiconductor laser device 200 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

次に、図１３および図１４を参照して、第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００の製造プロセスについて説明する。 A manufacturing process for the blue-violet semiconductor laser device 200 according to the second embodiment is now described with reference to FIGS.

ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＧａＮ基板１の上面上に半導体素子層１０を形成した後、第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、図１３に示すように、共に深さＤ３を有する溝部５ａおよび５ｂを形成する。 After forming the semiconductor element layer 10 on the upper surface of the n-type GaN substrate 1 by using the MOCVD method, using a manufacturing process similar to that of the first embodiment, as shown in FIG. 5a and 5b are formed.

レジスト３２およびマスク層３１を除去した後、図１４に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側コンタクト層２８の上面２８ｃと、溝部５ａおよび５ｂにより分断された部分の半導体素子層１０の内側面１０ａと、溝部５ａおよび５ｂの各々の底面５ｃおよび５ｄとを連続的に覆うように電流ブロック層２３を形成する。その後、チップ化後に共振器面（光出射面２ａおよび光反射面２ｂ）となる領域よりもＡ方向（共振器の延びる方向）に沿った共振器内側の領域における電流ブロック層２３を除去する。これにより、Ａ方向にストライプ状に延びる開口部２３ａを形成する。その後、開口部２３ａから露出するｐ側コンタクト層２８の上面上に、ｐ側オーミック電極１９を形成する。その後、真空蒸着法を用いてｐ側パッド電極２５を形成する。なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。 After removing the resist 32 and the mask layer 31, as shown in FIG. 14, the semiconductor element layer 10 in a portion separated by the upper surface 28c of the p-side contact layer 28 and the grooves 5a and 5b by using a plasma CVD method or the like. The current blocking layer 23 is formed so as to continuously cover the inner side surface 10a and the bottom surfaces 5c and 5d of the grooves 5a and 5b. Thereafter, the current blocking layer 23 in the region inside the resonator along the A direction (the direction in which the resonator extends) is removed from the region that becomes the resonator surface (the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b) after chip formation. Thereby, the opening part 23a extended in stripes in the A direction is formed. Thereafter, the p-side ohmic electrode 19 is formed on the upper surface of the p-side contact layer 28 exposed from the opening 23a. Thereafter, the p-side pad electrode 25 is formed using a vacuum deposition method. The other manufacturing processes of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

第２実施形態では、上記のように、利得導波型の半導体レーザ素子に対しても溝部５ａおよび５ｂを形成することによって、レーザ出射光のＦＦＰにリップルが出現することを抑制することができる。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。 In the second embodiment, as described above, the grooves 5a and 5b are formed also in the gain waveguide type semiconductor laser element, thereby suppressing the appearance of ripples in the FFP of the laser emission light. . The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明の「半導体レーザ素子」を窒化物系半導体からなる青紫色半導体レーザ素子１００および２００に適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。青紫色半導体レーザ素子以外の、たとえば、青色半導体レーザ素子や緑色半導体レーザ素子に対して本発明の「溝部」を形成してもよい。あるいは、窒化物系半導体レーザ素子以外の、ＧａＡｓ系半導体やＧａＩｎＰ系半導体からなる半導体レーザ素子（赤色ＬＤや赤外ＬＤなど）に対して本発明の「溝部」を形成してもよい。 For example, in the first and second embodiments, the “semiconductor laser element” of the present invention is applied to the blue-violet semiconductor laser elements 100 and 200 made of a nitride semiconductor, but the present invention is not limited to this. I can't. For example, a “groove” of the present invention may be formed on a blue semiconductor laser element or a green semiconductor laser element other than the blue-violet semiconductor laser element. Alternatively, the “groove portion” of the present invention may be formed in a semiconductor laser element (red LD, infrared LD, etc.) made of a GaAs semiconductor or a GaInP semiconductor other than the nitride semiconductor laser element.

また、上記第１および第２実施形態では、溝部５ａおよび５ｂを、共振器の延びる方向に沿って半導体素子層１０を貫通するように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。溝部５ａおよび５ｂは、光出射面２ａまで延びていればよく、光反射面２ｂに達していなくてもよい。また、溝部５ａおよび５ｂが共振器の延びる方向に沿った全ての領域に形成されている必要はなく、たとえば、光出射面２ａ近傍の半導体素子層１０中のみを延びて形成されていてもよい。 In the first and second embodiments, the groove portions 5a and 5b have been shown as examples configured to penetrate the semiconductor element layer 10 along the direction in which the resonator extends. However, the present invention is not limited to this. Absent. The grooves 5a and 5b only need to extend to the light emitting surface 2a and do not have to reach the light reflecting surface 2b. Further, the grooves 5a and 5b do not have to be formed in all regions along the direction in which the resonator extends, and may be formed, for example, by extending only in the semiconductor element layer 10 in the vicinity of the light emitting surface 2a. .

また、上記第１および第２実施形態では、共振器面に１つの発光点（光導波路）を有する青紫色半導体レーザ素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。共振器面に２つ以上の発光点を有する半導体レーザ素子を形成するとともに、各々の発光点（光導波路）を形成する電流通路部に対して、個々の電流通路部の両側に所定の距離を隔てて溝部を形成してもよい。また、この場合、各発光点が同一の発振波長を有するレーザ光を出射するように構成してもよいし、各発光点が互いに異なる発振波長を有するレーザ光を出射するように構成してもよい。 In the first and second embodiments, an example in which a blue-violet semiconductor laser element having one light emitting point (optical waveguide) is formed on the resonator surface is shown, but the present invention is not limited to this. A semiconductor laser element having two or more light emitting points is formed on the resonator surface, and a predetermined distance is set on each side of each current path portion with respect to the current path portions forming the respective light emitting points (optical waveguides). A groove portion may be formed separately. In this case, each light emitting point may be configured to emit laser light having the same oscillation wavelength, or each light emitting point may be configured to emit laser light having different oscillation wavelengths. Good.

また、上記第１および第２実施形態では、溝幅（Ｂ方向）が約５μｍの溝部５ａおよび５ｂを形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。溝部の幅は、約２μｍ以上約５μｍ以下の範囲であれば形成が容易である。 In the first and second embodiments, the example in which the groove portions 5a and 5b having a groove width (B direction) of about 5 μm are shown, but the present invention is not limited to this. If the width of the groove is in the range of about 2 μm or more and about 5 μm or less, formation is easy.

また、上記第１実施形態では、リッジ部３の中心線１７０から幅方向にそれぞれ約５μｍの距離Ｌ１を隔てた位置から互いに離間する方向に幅５μｍの溝部５ａおよび５ｂを形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。ストライプ状のリッジ部３の形成が可能である範囲ならば、距離Ｌ１を５μｍよりも小さくして、溝部５ａおよび５ｂをリッジ部３により近づけて形成するのが好ましい。このように、溝部５ａおよび５ｂをリッジ部３に近づければ、活性層における発光光の漏れをより抑制することができる。 In the first embodiment, an example in which the groove portions 5a and 5b having a width of 5 μm are formed in the direction away from each other from the position separated from the center line 170 of the ridge portion 3 by a distance L1 of about 5 μm in the width direction has been described. However, the present invention is not limited to this. As long as the stripe-shaped ridge portion 3 can be formed, it is preferable to form the groove portions 5a and 5b closer to the ridge portion 3 by making the distance L1 smaller than 5 μm. Thus, if the groove parts 5a and 5b are brought close to the ridge part 3, the leakage of the emitted light in the active layer can be further suppressed.

また、上記第１および第２実施形態では、半導体素子層１０の表面の、溝部５ａおよび５ｂの起伏（凹凸形状）に沿って電流ブロック層およびｐ側パッド電極を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。少なくとも電流ブロック層およびｐ側パッド電極のいずれか一方により溝部５ａおよび５ｂを完全に埋め尽くして、溝部上方の半導体レーザ素子の表面が平坦面を有するようにｐ側パッド電極を形成してもよい。 In the first and second embodiments, the example in which the current blocking layer and the p-side pad electrode are formed along the undulations (uneven shape) of the grooves 5a and 5b on the surface of the semiconductor element layer 10 has been described. The present invention is not limited to this. The p-side pad electrode may be formed such that at least one of the current blocking layer and the p-side pad electrode completely fills the grooves 5a and 5b so that the surface of the semiconductor laser element above the groove has a flat surface. .

また、上記第１実施形態の製造プロセスでは、半導体素子層１０に溝部５ａおよび５ｂを形成した後に、溝部５ａと溝部５ｂとの略中央部にリッジ部３を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体素子層１０に対して先にリッジ部３を形成し、その後、リッジ部３を中心としたリッジ部３の両側に溝部５ａおよび５ｂを形成してもよい。 In the manufacturing process of the first embodiment, an example in which the ridge portion 3 is formed at the substantially central portion between the groove portions 5a and 5b after the groove portions 5a and 5b are formed in the semiconductor element layer 10 has been described. The invention is not limited to this. In the present invention, the ridge portion 3 may be formed first with respect to the semiconductor element layer 10, and then the groove portions 5 a and 5 b may be formed on both sides of the ridge portion 3 with the ridge portion 3 as the center.

１ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１ａ上面（基板の上面）
２ａ光出射面（出射側共振器面）
２ｂ光反射面（反射側共振器面）
３リッジ部（電流通路部）
３ａ外側面
５ａ溝部（第１溝部）
５ｂ溝部（第２溝部）
５ｃ、５ｄ底面
５ｅ、５ｆ内側面
１０半導体素子層
１０ａ内側面（半導体素子層の内側面）
１４活性層
１７ｃ、２８ｃ上面（半導体素子層の上面）
２０、２３電流ブロック層
１００、２００青紫色半導体レーザ素子（半導体レーザ素子） 1 n-type GaN substrate (substrate)
1a Upper surface (the upper surface of the substrate)
2a Light exit surface (exit-side resonator surface)
2b Light reflecting surface (reflection resonator surface)
3 Ridge part (current path part)
3a Outer surface 5a Groove (first groove)
5b Groove (second groove)
5c, 5d bottom surface 5e, 5f inner surface 10 semiconductor element layer 10a inner surface (inner surface of semiconductor element layer)
14 Active layer 17c, 28c Upper surface (upper surface of semiconductor element layer)
20, 23 Current blocking layer 100, 200 Blue-violet semiconductor laser element (semiconductor laser element)

Claims

A semiconductor element layer including an active layer and a current passage portion formed to extend along the first direction in which the resonator extends above the active layer;
The semiconductor element layer is formed to extend along the first direction at a position spaced from the current path portion in a second direction orthogonal to the first direction, and at least the side of the semiconductor element layer on which the current path portion is formed And a groove part that penetrates and divides the portion extending from the upper surface to the active layer.

2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the groove portion includes a first groove portion and a second groove portion provided at positions spaced from the center of the current passage portion on both sides of the current passage portion in the second direction.

The current path portion includes a ridge portion formed to extend along the first direction above the active layer,
The said 1st groove part and the said 2nd groove part are each formed in the position spaced apart in the said 2nd direction from the outer surface of the said ridge part in the both sides of the said 2nd direction of the said ridge part. Semiconductor laser device.

The first depth from the top surface of the semiconductor element layer to the bottom surface of the first groove portion is the same as or the second depth from the top surface of the semiconductor element layer to the bottom surface of the second groove portion. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser device has a depth in the vicinity of.

5. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the first groove portion and the second groove portion are arranged line-symmetrically with respect to the current path portion extending along the first direction. 6. .

6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the groove extends along the first direction to at least an emission-side resonator surface. 7.

The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the groove extends to the reflection-side resonator surface along the first direction in addition to the emission-side resonator surface.

The inner surface of the groove portion on the side where the active layer is formed is perpendicular to the main surface of the active layer or has an inclination angle in the vicinity of the vertical. Semiconductor laser device.