JP2019021844A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学特性が良好な半導体レーザおよびその製造方法を提供する。【解決手段】半導体レーザＬＤは、第１レーザ部ＬＤＡおよび第２レーザ部ＬＤＢを有している。第１レーザ部ＬＤＡは第１回折格子ＤＧＡを有し、第２レーザ部ＬＤＢは第２回折格子ＤＧＢを有している。第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢは、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに互いに分離して形成されている。劈開面ＣＳにおいて、第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とが互いにずれている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザおよびその製造方法に関するものである。

光通信などで使用されるレーザーダイオードなどの半導体レーザでは、光学特性を改善するためにレーザーの導波路に回折格子というレーザー発振波長を単一にする構造を持つものがある。この回折格子は複数の山と複数の谷とから構成されており、山および谷の各々の方向と平行にウエハを劈開することによって半導体レーザの出射端面が形成される。

また、回折格子を有する半導体レーザは、たとえば特開平６−２４４４９１号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、回折格子の山および谷の方向と所定の角度をなすように劈開を行なってレーザ出射端面を形成することが開示されている。

特開平６−２４４４９１号公報

上記のように回折格子の山および谷の各々の方向と平行にウエハを劈開する場合、劈開が回折格子の所定の位相位置で行われると、光学特性が悪化し、半導体レーザが不良となってしまう。

また上記特許文献１に記載のように回折格子の山および谷の方向に対して傾斜して劈開する場合、劈開面から出射される光の量が少なくなるという問題がある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、第１回折格子および第２回折格子が基板の表面に互いに分離して形成されている。劈開面において、第１回折格子の位相と第２回折格子の位相とが互いにずれている。

前記一実施の形態によれば、光学特性が良好な半導体レーザおよびその製造方法を実現することができる。

実施の形態１における半導体レーザの構成を概略的に示す斜視図である。 図１の半導体レーザにおける回折格子の構成を示す概略斜視図である。 図１のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿う概略断面図（Ａ）および図１のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う概略断面図（Ｂ）である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第２工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第３工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第４工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第５工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第６工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第７工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第８工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第９工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１０工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１１工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１２工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１３工程を示す概略平面図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１４工程を示す概略平面図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１５工程を示す概略平面図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１６工程を示す概略平面図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１７工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造方法の第１８工程を示す概略斜視図である。 実施の形態１における半導体レーザの製造時に電子線描画装置を用いた露光を行なう様子を示す概略斜視図である。 劈開面における回折格子の位相位置の変化によって劈開面から出射される光の量が異なることを示す図である。 実施の形態２における半導体レーザの構成を概略的に示す斜視図である。 図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う概略断面図である。 図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う概略断面図である。 図２４における半導体レーザの３つの回折格子の各々の位相を示す図である。 実施の形態３における半導体レーザの構成を概略的に示す斜視図である。 図２８のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線に沿う概略断面図である。 図２８のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿う概略断面図である。 図２８における半導体レーザの４つの回折格子の各々の位相を示す図である。

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１に示されるように、本実施の形態の半導体レーザＬＤは、たとえばレーザーダイオードであり、チップ状態である。この半導体レーザＬＤは、半導体基板領域ＳＢＲ（基板）と、ｎ型ガイド層ＧＬと、第１活性層ＡＬＡと、第２活性層ＡＬＢと、ｐ型クラッド層ＣＬと、ｐ型コンタクト層ＣＯＬと、ｐ型ブロック層ＢＬＡと、高抵抗層ＨＲと、ｎ型ブロック層ＢＬＢと、第１電極ＳＥＡと、第２電極ＳＥＢと、裏面電極ＢＥとを主に有している。

半導体基板領域ＳＢＲは、第１面ＦＳ（表面）と、その第１面ＦＳに対向する第２面ＳＳ（裏面）とを有している。半導体基板領域ＳＢＲは、第１面ＦＳに、第１回折格子ＤＧＡと、第２回折格子ＤＧＢとを有している。

半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳ上には、ｎ型ガイド層ＧＬが配置されている。このｎ型ガイド層ＧＬは、第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢの各々に接するように形成されている。

第１回折格子ＤＧＡの真上には、ｎ型ガイド層ＧＬに接するように第１活性層ＡＬＡが配置されている。第２回折格子ＤＧＢの真上には、ｎ型ガイド層ＧＬに接するように第２活性層ＡＬＢが配置されている。第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々は、たとえば多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有している。第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢは互いに分離している。

第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々の側部には、ｐ型ブロック層ＢＬＡが配置されている。ｐ型ブロック層ＢＬＡは、ｎ型ガイド層ＧＬの上面に接している。ｐ型ブロック層ＢＬＡの上面に接するように高抵抗層ＨＲが配置されている。高抵抗層ＨＲの上面に接するようにｎ型ブロック層ＢＬＢが配置されている。

第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々の上面とｎ型ブロック層ＢＬＢとの上面に接するようにｐ型クラッド層ＣＬが配置されている。ｐ型クラッド層ＣＬの上面に接するようにｐ型コンタクト層ＣＯＬが配置されている。

ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上面から半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに達するように溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣの各々が形成されている。この溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣの各々は、ｐ型コンタクト層ＣＯＬ、ｐ型クラッド層ＣＬ、ｎ型ブロック層ＢＬＢ、高抵抗層ＨＲ、ｐ型ブロック層ＢＬＡ、ｎ型ガイド層ＧＬなどを貫通している。

溝ＴＲＡと溝ＴＲＢとに挟まれる領域に第１レーザ部ＬＤＡが配置されている。この第１レーザ部ＬＤＡは、第１回折格子ＤＧＡと、その第１回折格子ＤＧＡの真上に位置する第１活性層ＡＬＡとを有している。また溝ＴＲＡと溝ＴＲＣとに挟まれる領域に第２レーザ部ＬＤＢが配置されている。この第２レーザ部ＬＤＢは、第２回折格子ＤＧＢと、その第２回折格子ＤＧＢの真上に位置する第２活性層ＡＬＢとを有している。

また溝ＴＲＢに対して第１レーザ部ＬＤＡの反対側には、第１メサ部ＭＳＡが配置されている。また溝ＴＲＣに対して第２レーザ部ＬＤＢの反対側には、第２メサ部ＭＳＢが配置されている。第１メサ部ＭＳＡおよび第２メサ部ＭＳＢの各々は、ｎ型ガイド層ＧＬ、エピタキシャル層ＡＬ、ｐ型ブロック層ＢＬＡ、高抵抗層ＨＲ、ｎ型ブロック層ＢＬＢ、ｐ型クラッド層ＣＬおよびｐ型コンタクト層ＣＯＬが積層された構成を有している。

第１レーザ部ＬＤＡのｐ型コンタクト層ＣＯＬの一部と、第２レーザ部ＬＤＢのｐ型コンタクト層ＣＯＬの一部とを露出するように絶縁層ＩＬが配置されている。この絶縁層ＩＬは、溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣの各々の壁面上と、第１メサ部ＭＳＡ上と、第２メサ部ＭＳＢ上とを覆っている。

絶縁層ＩＬから露出した第１レーザ部ＬＤＡのｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第１電極ＳＥＡが形成されている。第１電極ＳＥＡは、絶縁層ＩＬ上において溝ＴＲＢを経由して第１メサ部ＭＳＡ上に延びている。また第１電極ＳＥＡは、第１メサ部ＭＳＡ上に位置する第１電極パッドＰＤＡを有している。

絶縁層ＩＬから露出した第２レーザ部ＬＤＢのｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第２電極ＳＥＢが形成されている。第２電極ＳＥＢは、絶縁層ＩＬ上において溝ＴＲＣを経由して第２メサ部ＭＳＢ上に延びている。また第２電極ＳＥＢは、第２メサ部ＭＳＢ上に位置する第２電極パッドＰＤＢを有している。

半導体基板領域ＳＢＲの第２面ＳＳには、半導体基板領域ＳＢＲと接するように裏面電極ＢＥが配置されている。

この半導体レーザＬＤは、劈開面ＣＳを有している。この劈開面ＣＳは、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳおよび第２面ＳＳの各々と交差する面である。またこの劈開面ＣＳから第１レーザ部ＬＤＡのレーザ光または第２レーザ部ＬＤＢのレーザ光が出射される。たとえば第１活性層ＡＬＡの劈開面ＣＳまたは第２活性層ＡＬＢの劈開面ＣＳから矢印で示されるようにレーザー光が出射される。

なお半導体基板領域ＳＢＲは、たとえばｎ型ＩｎＰよりなっている。ｎ型ガイド層ＧＬはたとえばｎ型ＩｎＧａＡｓＰを有している。第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々はたとえばＡｌＧａＩｎＡｓを有している。ｐ型クラッド層ＣＬはたとえばｐ型ＩｎＰを有している。ｐ型コンタクト層ＣＯＬはたとえばｐ型ＩｎＧａＡｓを有している。ｐ型ブロック層ＢＬＡはたとえばｐ型ＩｎＰを有している。高抵抗層ＨＲはたとえば高抵抗のＩｎＰを有している。ｎ型ブロック層ＢＬＢはたとえばｎ型ＩｎＰを有している。

図２に示されるように、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳには、第１回折格子ＤＧＡと、第２回折格子ＤＧＢとが形成されている。第１回折格子ＤＧＡと、第２回折格子ＤＧＢとは互いに分離している。つまり第１回折格子ＤＧＡと第２回折格子ＤＧＢとの間には、回折格子が形成されていない平坦な面（第１面ＦＳ）が配置されている。

第１回折格子ＤＧＡは、複数の第１山ＦＭと複数の第１谷ＦＶとからなる凹凸を有している。第１回折格子ＤＧＡにおいて、第１山ＦＭと第１谷ＦＶとが交互に配置されている。第１山ＦＭは劈開面ＣＳに沿って延びている。第１谷ＦＶは劈開面ＣＳに沿って延びている。第１山ＦＭおよび第１谷ＦＶの各々は劈開面ＣＳにたとえば平行に延びている。

第２回折格子ＤＧＢは、複数の第２山ＳＭと複数の第２谷ＳＶとからなる凹凸を有している。第２回折格子ＤＧＢにおいて、第２山ＳＭと第２谷ＳＶとが交互に配置されている。第２山ＳＭは劈開面ＣＳに沿って延びている。第２谷ＳＶは劈開面ＣＳに沿って延びている。第２山ＳＭおよび第２谷ＳＶの各々は劈開面ＣＳにたとえば平行に延びている。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、第１回折格子ＤＧＡの凹凸と第２回折格子ＤＧＢの凹凸との各々は、同じ波長λを有している。具体的には、第１回折格子ＤＧＡの第１山ＦＭと第１谷ＦＶとから構成される凹凸のピッチλは、第２回折格子ＤＧＢの第２山ＳＭと第２谷ＳＶとから構成される凹凸のピッチλと同じである。さらに具体的には、第１回折格子ＤＧＡの互いに隣り合う第１山ＦＭの頂点間の距離λは、第２回折格子ＤＧＢの互いに隣り合う第２山ＳＭの頂点間の距離λと同じである。

劈開面ＣＳにおいて、第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とが互いにずれている。劈開面ＣＳにおいて第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とは互いにλ／ｎだけずれている（ｎは２以上の自然数である）。たとえば劈開面ＣＳにおいて第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とは互いにλ／２だけずれている。また、たとえば劈開面ＣＳにおいて第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とは互いにλ／４またはλ／３だけずれていてもよい。

次に、本実施の形態の半導体レーザの製造方法について図１および図４〜図２２を用いて説明する。

図４に示されるように、互いに対向する第１面ＦＳと第２面ＳＳとを有する半導体基板領域ＳＢＲが準備される。この半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに、フォトレジスト（感光体）ＰＲ１が塗布される。このフォトレジストＰＲ１が、たとえば電子線描画装置を用いて露光される。

図２２に示されるように、電子線描画装置は、電子線源ＥＳと、偏向器ＤＩＦと、Ｘ−ＹステージＳＴとを有している。このＸ−ＹステージＳＴ上に、フォトレジストＰＲ１が塗布された半導体基板領域ＳＢＲが載置される。このフォトレジストＰＲ１に、電子線源ＥＳから発せられた電子線ＥＢが照射される。電子線ＥＢの照射は、偏向器ＤＩＦおよびＸ−ＹステージＳＴの移動に同期しながら連続して行われる。回折格子の露光は、偏向器ＤＩＦを移動させながら行われる。

図４に示されるように、上記露光が行われた後、フォトレジストＰＲ１が現像される。この現像によりフォトレジストＰＲ１がパターニングされる。パターニングされたフォトレジストＰＲ１をマスクとして、半導体基板領域ＳＢＲにエッチングが施される。このエッチングは、たとえばウエットエッチングを含む。この後、フォトレジストＰＲ１がたとえばアッシングなどにより除去される。

図５に示されるように、上記のエッチングにより、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢの各々が、互いに分離して形成される。

図６に示されるように、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳにｎ型ガイド層ＧＬが形成される。ｎ型ガイド層ＧＬは、第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢの各々に接するように形成される。

図７に示されるように、ｎ型ガイド層ＧＬの上にマスク層ＭＡＡが形成される。マスク層ＭＡＡは、第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢの各々の真上を避けて形成される。

図８に示されるように、マスク層ＭＡＡを形成した状態でｎ型ガイド層ＧＬの上にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層ＡＬ、ＡＬＡ、ＡＬＢが形成される。エピタキシャル層ＡＬＡは第１活性層となり、エピタキシャル層ＡＬＢは第２活性層となる。この後、マスク層ＭＡＡが選択的に除去される。

図９に示されるように、上記のマスク層ＭＡＡの除去により、ｎ型ガイド層ＧＬの一部表面が露出する。

図１０に示されるように、第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々の上に、選択的にシリコン酸化膜ＭＡＢが形成される。

図１１に示されるように、シリコン酸化膜ＭＡＢをマスクとして、エピタキシャル成長により、ｐ型ブロック層ＢＬＡ、高抵抗層ＨＲおよびｎ型ブロック層ＢＬＢが順に形成される。この後、シリコン酸化膜ＭＡＢが選択的に除去される。

図１２に示されるように、エピタキシャル成長により、第１活性層ＡＬＡおよび第２活性層ＡＬＢの各々の上面とｎ型ブロック層ＢＬＢの上面とに接するようにｐ型クラッド層ＣＬが形成される。エピタキシャル成長により、ｐ型クラッド層ＣＬの上面に接するようにｐ型コンタクト層ＣＯＬが形成される。

図１３に示されるように、ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上にフォトレジストＰＲ２が塗布された後に、露光現像される。これによりフォトレジストＰＲ２がパターニングされる。このパターニングされたフォトレジストＰＲ２をマスクとしてエッチングが施される。

このエッチングにより、溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣが形成される。溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣの各々は、ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上面から半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに達するように形成される。この後、フォトレジストＰＲ２はたとえばアッシングなどにより除去される。

図１４に示されるように、表面全面に絶縁層ＩＬが形成される。この後、通常の写真製版技術およびエッチング技術により絶縁層ＩＬがパターニングされる。これにより第１レーザ部ＬＤＡのｐ型コンタクト層ＣＯＬの一部と、第２レーザ部ＬＤＢのｐ型コンタクト層ＣＯＬの一部とが絶縁層ＩＬから露出する。この絶縁層ＩＬは、溝ＴＲＡ、ＴＲＢ、ＴＲＣの各々の壁面上と、第１メサ部ＭＳＡ上と、第２メサ部ＭＳＢ上とを覆う。

図１５に示されるように、表面全面に導電層が形成された後、この導電層が通常の写真製版技術およびエッチング技術によりパターニングされる。これにより導電層から第１電極ＳＥＡと第２電極ＳＥＢとが形成される。

第１電極ＳＥＡは、絶縁層ＩＬから露出した第１レーザ部ＬＤＡのｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように形成される。第１電極ＳＥＡは、溝ＴＲＢの経由して第１メサ部ＭＳＡを覆う絶縁層ＩＬ上に延びるよう形成される。また第１電極ＳＥＡは、第１メサ部ＭＳＡ上に位置する第１電極パッドＰＤＡを有するように形成される。

第２電極ＳＥＢは、絶縁層ＩＬから露出した第２レーザ部ＬＤＢのｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように形成される。第２電極ＳＥＢは、溝ＴＲＣの経由して第２メサ部ＭＳＢを覆う絶縁層ＩＬ上に延びるよう形成される。また第２電極ＳＥＢは、第２メサ部ＭＳＢ上に位置する第２電極パッドＰＤＢを有するように形成される。

図１に示されるように、半導体基板領域ＳＢＲの第２面ＳＳに、半導体基板領域ＳＢＲと接するように裏面電極ＢＥが形成される。

図１６に示されるように、上記により、複数個の半導体レーザが行列状に配置されたウエハＷが形成される。

図１７に示されるように、上記のウエハＷが、複数のウエハ片ＳＷに分割される。このウエハ片ＳＷには、複数個の半導体レーザが行列状に配置されている。

図１８に示されるように、ウエハ片ＳＷに、たとえば２００μｍのピッチでクラック起点用の切欠ＣＰ１が形成される。この後、切欠ＣＰ１を起点として、ウエハ片ＳＷが劈開により分割される。

図１９に示されるように、上記のウエハ片ＳＷの劈開分割により、複数個の半導体レーザバーＬＢＡが得られる。この半導体レーザバーＬＢＡには、複数個の半導体レーザが１列に並んで配置されている。この後、半導体レーザバーＬＢＡの劈開端面にのみスッパタにより反射膜（図示せず）が形成される。

図２０に示されるように、半導体レーザバーＬＢＡのスクライブ部に、分割起点用の切欠ＣＰ２が形成される。つまり半導体レーザＬＤ同士の間に、分割起点用の切欠ＣＰ２が形成される。この後、切欠ＣＰ２を起点として、半導体レーザバーＬＢＡが分割されることにより、図２１に示されるように半導体レーザＬＤが形成される。

次に、本実施の形態の作用効果を、本発明者の行なった検討とともに説明する。
本発明者は、劈開面における回折格子の位相位置を変えたときに、劈開面から出射されるレーザ光の光強度について調べた。その結果を図２３に示す。

図２３（Ａ）〜（Ｄ）は、回折格子の断面形状を模式的に示している。また図２３（Ｅ）〜（Ｈ）は、それぞれ図２３（Ａ）〜（Ｄ）の回折格子で得られるレーザ光の光強度を示している。

図２３（Ａ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相に対して、図２３（Ｂ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相はλ／４だけずれている。また図２３（Ｂ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相に対して、図２３（Ｃ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相はλ／４だけずれている。図２３（Ｃ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相に対して、図２３（Ｄ）の劈開面ＣＳにおける回折格子の位相はλ／４だけずれている。

上記のように劈開面ＣＳにおける回折格子の位相をλ／４ずつずらした場合、図２３（Ａ）〜（Ｃ）では、それぞれ図２３（Ｅ）〜（Ｇ）に示されるように所望の波長にて適切な光強度のレーザ光を得ることができた。一方、図２３（Ｄ）では図２３（Ｈ）に示されるように、２つの波長にて光強度が大きくなり不良となった。

以上より、劈開が回折格子の所定の位相位置（たとえば図２３（Ｄ）の位相位置）で行われると、光学特性が悪化し、半導体レーザが不良となってしまうことが確認された。

この回折格子の山および谷よりなる凹凸パターンは、レーザー共振器の長手方向に約０．２μｍ程度の繰返し周期で形成されている。これに対し、劈開面はウエハの結晶方位に沿ってウエハを機械的に壁開することにより形成されているため、その寸法精度は数μｍオーダーでしか制御できない。このため劈開が回折格子の所定の位相位置で行われることで生じる不良を原理上ゼロにすることは不可能である。

本実施の形態によれば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、劈開面ＣＳにおける第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とが互いにずれている。このため、仮に第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢのいずれか一方の光学特性が不良となっても、いずれか他方の光学特性は良好となる。よって、光学特性が良好な半導体レーザおよびその製造方法を実現することができる。

また本実施の形態においては、図２に示されるように、第１回折格子ＤＧＡの複数の第１山ＦＭの各々と第２回折格子ＤＧＢの複数の第２山ＳＭの各々とは劈開面ＣＳに沿って延びている。これにより、第１山ＦＭおよび第２山ＳＭが劈開面に対して傾斜してる場合よりも、劈開面から出射される光の量が多くなる。

また本実施の形態においては、図２に示されるように、劈開面ＣＳにおいて第１回折格子ＤＧＡの位相と第２回折格子ＤＧＢの位相とは互いにλ／ｎ（λは回折格子の波長、ｎは２以上の自然数）ずれている。これにより、仮に第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢのいずれか一方の光学特性が不良となっても、いずれか他方の光学特性を確実に良好とすることができる。

（実施の形態２）
図２４〜図２６に示されるように、本実施の形態における半導体レーザＬＤの構成は、実施の形態１における半導体レーザＬＤの構成と比較して、第３レーザ部ＬＤＣが追加されている点と、電極層が２層構造になっている点とにおいて異なっている。

まず第３レーザ部ＬＤＣの構成について説明する。
第３レーザ部ＬＤＣは、第１レーザ部ＬＤＡと第１メサ部ＭＳＡとの間に配置されている。第３レーザ部ＬＤＣは、溝ＴＲＢと溝ＴＲＤとに挟まれている。なお溝ＴＲＤは、溝ＴＲＢと同様、ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上面から半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに達するように形成されている。

第３レーザ部ＬＤＣは、第３回折格子ＤＧＣと、ｎ型ガイド層ＧＬと、第３活性層ＡＬＣと、ｐ型クラッド層ＣＬと、ｐ型コンタクト層ＣＯＬと、ｐ型ブロック層ＢＬＡと、高抵抗層ＨＲと、ｎ型ブロック層ＢＬＢと、第３導電層ＣＯＣと、第３電極ＳＥＣと、裏面電極ＢＥとを主に有している。

第３回折格子ＤＧＣは、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに形成されている。第３回折格子ＤＧＣは、第１回折格子ＤＧＡおよび第２回折格子ＤＧＢの各々とは互いに分離して配置されている。第３回折格子ＤＧＣの真上には、ｎ型ガイド層ＧＬを介在して第３活性層ＡＬＣが配置されている。

第３活性層ＡＬＣは、たとえば多重量子井戸構造を有している。第３活性層ＡＬＣの側部には、ｐ型ブロック層ＢＬＡが配置されている。ｐ型ブロック層ＢＬＡは、ｎ型ガイド層ＧＬの上面に接している。ｐ型ブロック層ＢＬＡの上面に接するように高抵抗層ＨＲが配置されている。高抵抗層ＨＲの上面に接するようにｎ型ブロック層ＢＬＢが配置されている。

第３活性層ＡＬＣの上面とｎ型ブロック層ＢＬＢとの上面に接するようにｐ型クラッド層ＣＬが配置されている。ｐ型クラッド層ＣＬの上面に接するようにｐ型コンタクト層ＣＯＬが配置されている。

次に、電極層が２層構造になっている点について説明する。
第１レーザ部ＬＤＡ、第２レーザ部ＬＤＢおよび第３レーザ部ＬＤＣの各々において、ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上には、第１絶縁層ＩＬ１が形成されている。この第１絶縁層ＩＬ１には、ビアホールが形成されている。第１レーザ部ＬＤＡ、第２レーザ部ＬＤＢおよび第３レーザ部ＬＤＣの各々において、ビアホールＶＨＡは、第１絶縁層ＩＬ１を貫通してｐ型コンタクト層ＣＯＬに達している。

第１レーザ部ＬＤＡには、第１絶縁層ＩＬ１のビアホールを通じてｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第１絶縁層ＩＬ１上に第１導電層ＣＯＡが配置されている。第２レーザ部ＬＤＢには、第１絶縁層ＩＬ１のビアホールを通じてｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第１絶縁層ＩＬ１上に第２導電層ＣＯＢが配置されている。第３レーザ部ＬＤＣには、第１絶縁層ＩＬ１のビアホールを通じてｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第１絶縁層ＩＬ１上に第３導電層ＣＯＣが配置されている。

第１導電層ＣＯＡ、第２導電層ＣＯＢおよび第３導電層ＣＯＣの各々の上には、第２絶縁層ＩＬ２が配置されている。この第２絶縁層ＩＬ２には、ビアホールＶＨＡ、ＶＨＢ、ＶＨＣが形成されている。

ビアホールＶＨＡは、第２絶縁層ＩＬ２を貫通して、第１レーザ部ＬＤＡにおける第１導電層ＣＯＡに達している。ビアホールＶＨＢは、第２絶縁層ＩＬ２を貫通して、第２レーザ部ＬＤＢにおける第２導電層ＣＯＢに達している。ビアホールＶＨＣは、第２絶縁層ＩＬ２を貫通して、第３レーザ部ＬＤＣにおける第３導電層ＣＯＣに達している。

第２絶縁層ＩＬ２の上には、第１電極ＳＥＡ、第２電極ＳＥＢおよび第３電極ＳＥＣの各々が配置されている。第１電極ＳＥＡは、ビアホールＶＨＡを通じて第１導電層ＣＯＡと電気的に接続されている。第１電極ＳＥＡは、溝ＴＲＢと、第３レーザ部ＬＤＣと、溝ＴＲＤとを横切って第１メサ部ＭＳＡに達している。つまり第１電極ＳＥＡは第３活性層ＡＬＣの上を横切って第１メサ部ＭＳＡに達している。第１電極ＳＥＡは、第１メサ部ＭＳＡ上に位置する第１電極パッドＰＤＡを有している。

第２電極ＳＥＢは、ビアホールＶＨＢを通じて第２導電層ＣＯＢと電気的に接続されている。第２電極ＳＥＢは、溝ＴＲＣを横切って第２メサ部ＭＳＢに延びている。第２電極ＳＥＢは、第２メサ部ＭＳＢ上に位置する第２電極パッドＰＤＢを有している。

第３電極ＳＥＣは、ビアホールＶＨＣを通じて第３導電層ＣＯＣと電気的に接続されている。第３電極ＳＥＣは、溝ＴＲＤを横切って第１メサ部ＭＳＡに延びている。第３電極ＳＥＣは、第１メサ部ＭＳＡ上に位置する第３電極パッドＰＤＣを有している。

図２７に示されるように、上記３つのレーザ部（第１レーザ部ＬＤＡ、第２レーザ部ＬＤＢおよび第３レーザ部ＬＤＣ）の各々の回折格子の位相はたとえばλ／３ずつずれている。具体的には、劈開面ＣＳにおける第１回折格子ＤＧＡの位相に対して、劈開面ＣＳにおける第２回折格子ＤＧＢの位相はλ／３だけずれている。また劈開面ＣＳにおける第２回折格子ＤＧＢの位相に対して、劈開面ＣＳにおける第３回折格子ＤＧＣの位相はλ／３だけずれている。

なおこれ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、実施の形態１と同一の要素については実施の形態２においても同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態においては、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また本実施の形態においては、電極層が２層構造になっているため、第１電極ＳＥＡが第３レーザ部ＬＤＣを横切って第１メサ部ＭＳＡに達するように第１電極ＳＥＡを引き出すことが容易となる。よって配線の引き回しの設計が容易となる。

（実施の形態３）
図２８〜図３０に示されるように、本実施の形態における半導体レーザＬＤの構成は、実施の形態２における半導体レーザＬＤの構成と比較して、第４レーザ部ＬＤＤが追加されている点において異なっている。

第４レーザ部ＬＤＤは、第２レーザ部ＬＤＢと第２メサ部ＭＳＢとの間に配置されている。第４レーザ部ＬＤＤは、溝ＴＲＣと溝ＴＲＥとに挟まれている。なお溝ＴＲＥは、溝ＴＲＣと同様、ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上面から半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに達するように形成されている。

第４レーザ部ＬＤＤは、第４回折格子ＤＧＤと、ｎ型ガイド層ＧＬと、第４活性層ＡＬＤと、ｐ型クラッド層ＣＬと、ｐ型コンタクト層ＣＯＬと、ｐ型ブロック層ＢＬＡと、高抵抗層ＨＲと、ｎ型ブロック層ＢＬＢと、第４導電層ＣＯＤと、第４電極ＳＥＤと、裏面電極ＢＥとを主に有している。

第４回折格子ＤＧＤは、半導体基板領域ＳＢＲの第１面ＦＳに形成されている。第４回折格子ＤＧＤは、第１回折格子ＤＧＡ、第２回折格子ＤＧＢおよび第３回折格子ＤＧＣの各々とは互いに分離して配置されている。第４回折格子ＤＧＤの真上には、ｎ型ガイド層ＧＬを介在して第４活性層ＡＬＤが配置されている。

第４活性層ＡＬＤは、たとえば多重量子井戸構造を有している。第４活性層ＡＬＤの側部には、ｐ型ブロック層ＢＬＡが配置されている。ｐ型ブロック層ＢＬＡは、ｎ型ガイド層ＧＬの上面に接している。ｐ型ブロック層ＢＬＡの上面に接するように高抵抗層ＨＲが配置されている。高抵抗層ＨＲの上面に接するようにｎ型ブロック層ＢＬＢが配置されている。

第４活性層ＡＬＤの上面とｎ型ブロック層ＢＬＢとの上面に接するようにｐ型クラッド層ＣＬが配置されている。ｐ型クラッド層ＣＬの上面に接するようにｐ型コンタクト層ＣＯＬが配置されている。

ｐ型コンタクト層ＣＯＬの上には、第１絶縁層ＩＬ１が形成されている。この第１絶縁層ＩＬ１には、ビアホールが形成されている。このビアホールは、第１絶縁層ＩＬ１を貫通して、ｐ型コンタクト層ＣＯＬに達している。

この第１絶縁層ＩＬ１のビアホールを通じてｐ型コンタクト層ＣＯＬと電気的に接続するように第１絶縁層ＩＬ１上に第４導電層ＣＯＤが配置されている。第４導電層ＣＯＤの上には、第２絶縁層ＩＬ２が配置されている。この第２絶縁層ＩＬ２には、ビアホールＶＨＤが形成されている。

ビアホールＶＨＤは、第２絶縁層ＩＬ２を貫通して、第４導電層ＣＯＤに達している。第２絶縁層ＩＬ２の上には、第４電極ＳＥＤが配置されている。第４電極ＳＥＤは、ビアホールＶＨＤを通じて第４導電層ＣＯＤと電気的に接続されている。第４電極ＳＥＤは、溝ＴＲＥを横切って第２メサ部ＭＳＢに延びている。第４電極ＳＥＤは、第２メサ部ＭＳＢ上に位置する第４電極パッドＰＤＤを有している。

第２電極ＳＥＢは、溝ＴＲＣと、第４レーザ部ＬＤＤと、溝ＴＲＥとを横切って第２メサ部ＭＳＢに達している。つまり第２電極ＳＥＢは第４活性層ＡＬＤの上を横切って第２メサ部ＭＳＢに達している。第２電極ＳＥＢは、第２メサ部ＭＳＢ上に位置する第２電極パッドＰＤＢを有している。

図３１に示されるように、上記４つのレーザ部（第１レーザ部ＬＤＡ、第２レーザ部ＬＤＢ、第３レーザ部ＬＤＣおよび第４レーザ部ＬＤＤ）の各々の回折格子の位相はたとえばλ／４ずつずれている。具体的には、劈開面ＣＳにおける第１回折格子ＤＧＡの位相に対して、劈開面ＣＳにおける第２回折格子ＤＧＢの位相はλ／４だけずれている。また劈開面ＣＳにおける第２回折格子ＤＧＢの位相に対して、劈開面ＣＳにおける第３回折格子ＤＧＣの位相はλ／４だけずれている。また劈開面ＣＳにおける第３回折格子ＤＧＣの位相に対して、劈開面ＣＳにおける第４回折格子ＤＧＤの位相はλ／４だけずれている。

なおこれ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、実施の形態２と同一の要素については実施の形態３においても同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態においては、実施の形態１および２と同様の効果を得ることができる。
なお上記の実施の形態においては、チップ状態の半導体レーザについて説明したが、半導体レーザはウエハ状態であってもよく、またモジュールに組み込まれた状態であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

ＡＬ エピタキシャル層、ＡＬＡ 第１活性層、ＡＬＢ 第２活性層、ＡＬＣ 第３活性層、ＡＬＤ 第４活性層、ＢＥ 裏面電極、ＢＬＡ ｐ型ブロック層、ＣＬ ｐ型クラッド層、ＣＯＡ 第１導電層、ＣＯＢ 第２導電層、ＣＯＣ 第３導電層、ＣＯＤ 第４導電層、ＣＯＬ ｐ型コンタクト層、ＣＰ１，ＣＰ２ 切欠、ＣＳ 劈開面、ＤＧＡ 第１回折格子、ＤＧＢ 第２回折格子、ＤＧＣ 第３回折格子、ＤＧＤ 第４回折格子、ＤＩＦ 偏向器、ＥＢ 電子線、ＥＳ 電子線源、ＦＳ 第１面、ＦＭ 第１山、ＦＶ 第１谷、ＧＬ ｎ型ガイド層、ＨＲ 高抵抗層、ＩＬ 絶縁層、ＩＬ１ 第１絶縁層、ＩＬ２ 第２絶縁層、ＬＢＡ 半導体レーザバー、ＬＤ 半導体レーザ、ＬＤＡ 第１レーザ部、ＬＤＢ 第２レーザ部、ＬＤＣ 第３レーザ部、ＬＤＤ 第４レーザ部、ＭＡＡ マスク層、ＭＡＢ シリコン酸化膜、ＭＳＡ 第１メサ部、ＭＳＢ 第２メサ部、ＰＤＡ 第１電極パッド、ＰＤＢ 第２電極パッド、ＰＤＣ 第３電極パッド、ＰＤＤ 第４電極パッド、ＰＲ１，ＰＲ２ フォトレジスト、ＳＢＲ 半導体基板領域、ＳＥＡ 第１電極、ＳＥＢ 第２電極、ＳＥＣ 第３電極、ＳＥＤ 第４電極、ＳＭ 第２山、ＳＳ 第２面、ＳＴ Ｘ−Ｙステージ、ＳＶ 第２谷、ＳＷ ウエハ片、ＴＲＡ，ＴＲＢ，ＴＲＣ，ＴＲＤ，ＴＲＥ 溝、ＶＨＡ，ＶＨＢ，ＶＨＣ，ＶＨＤ ビアホール、Ｗ ウエハ。

Claims (10)

1. 表面と前記表面に交差する劈開面とを有し、かつ互いに分離された第１回折格子および第２回折格子を前記表面に有する基板と、
   前記第１回折格子の上に配置された第１活性層と、
   前記第１活性層と分離され、かつ前記第２回折格子の上に配置された第２活性層とを備え、
   前記劈開面において、前記第１回折格子の位相と前記第２回折格子の位相とが互いにずれている、半導体レーザ。
2. 前記第１回折格子は複数の第１山と複数の第１谷とを有し、前記第２回折格子は複数の第２山と複数の第２谷とを有し、
   前記複数の第１山の各々と前記複数の第２山の各々とは前記劈開面に沿って延びている、請求項１に記載の半導体レーザ。
3. 前記基板は、前記第１回折格子および前記第２回折格子の各々と分離された第３回折格子を前記表面に有し、
   前記第１活性層および前記第２活性層の各々と分離され、かつ前記第３回折格子の上に配置された第３活性層をさらに備える、請求項１に記載の半導体レーザ。
4. 前記第１活性層の上に配置され、かつ前記第１活性層に電気的に接続された導電層と、
   前記導電層の上に配置され、前記導電層に接続され、かつ前記第３活性層の上を横切る電極とをさらに備える、請求項３に記載の半導体レーザ。
5. λを前記第１回折格子と前記第２回折格子との各々の波長とし、ｎを２以上の自然数としたとき、前記劈開面において前記第１回折格子の位相と前記第２回折格子の位相とは互いにλ／ｎずれている、請求項１に記載の半導体レーザ。
6. 表面を有する基板を準備する工程と、
   前記基板の前記表面に、互いに分離された第１回折格子および第２回折格子を形成する工程と、
   前記第１回折格子の上に配置された第１活性層と、前記第１活性層と分離されかつ前記第２回折格子の上に配置された第２活性層とを形成する工程と、
   前記基板の劈開面において前記基板、前記第１活性層および前記第２活性層を劈開する工程とを備え、
   劈開する前記工程は、前記劈開面において、前記第１回折格子の位相と前記第２回折格子の位相とが互いにずれるように行われる、半導体レーザの製造方法。
7. 前記第１回折格子および前記第２回折格子を形成する前記工程は、
   前記基板の前記表面に感光体を形成する工程と、
   前記感光体を電子線描画装置を用いて露光した後に現像することでパターニングする工程と、
   パターニングされた前記感光体をマスクとして前記基板の前記表面をエッチングする工程とを含む、請求項６に記載の半導体レーザの製造方法。
8. 前記第１回折格子および前記第２回折格子の各々と分離された第３回折格子を前記表面に形成する工程と、
   前記第１活性層および前記第２活性層の各々と分離され、かつ前記第３回折格子の上に配置された第３活性層を形成する工程とをさらに備える、請求項６に記載の半導体レーザの製造方法。
9. 前記第１活性層に電気的に接続された導電層を前記第１活性層の上に形成する工程と、
   前記導電層の上に配置され、前記導電層に接続され、かつ前記第３活性層の上を横切る電極を形成する工程とをさらに備える、請求項８に記載の半導体レーザの製造方法。
10. λを前記第１回折格子と前記第２回折格子との各々の波長とし、ｎを２以上の自然数としたとき、前記劈開面において前記第１回折格子の位相と前記第２回折格子の位相とは互いにλ／ｎずれるように形成される、請求項６に記載の半導体レーザの製造方法。

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