JP3681460B2 - 半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに半導体レーザ装置に関し、特に電気容量低減のため半導体レーザ素子の素子幅よりも光導波路形成領域を帯状に細くした電気容量低減型半導体レーザ素子の製造技術に関し、たとえば、戻り光雑音低減のために高周波重畳を掛けて使用する半導体レーザの製造に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信機器，光情報処理機器，光応用計測機器等の光源として、半導体レーザが使用されている。たとえば、高密度な光磁気ディスクや相変化光ディスクの光源として、６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザが使用されている。６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、７８０〜８３０ｎｍ帯の赤外レーザに比べて集光スポット径が小さく、さらに光ディスクの高密度化を図ることができる。
【０００３】
しかし、６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、赤外レーザに比較して戻り光雑音を抑制するための高周波重畳が掛かり難く使用し難い。
【０００４】
一方、光導波路の両側に１対の分離溝（ダブルチャンネル）を設けることによって電気容量を低減して高周波重畳を掛けやすくした６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザ（ダブルチャンネル構造半導体レーザ）が提案されている。
【０００５】
ダブルチャンネル構造半導体レーザについては、「テクニカルダイジェスト オブ シンポジウム オン オプティカル メモリ（technical digest of Symposium on Optical Memory ）」1994年７月、pp.95 〜96、あるいは「第55回応用物理学会学術講演会予稿集」No.3,20p-S-14 、pp.9〜38（1994・9)に記載されている。
【０００６】
また、株式会社新技術コミュニケーションズ発行、「オー プラス イー（Ｏｐｌｕｓ Ｅ）」1994年10月５日発行、Ｐ68〜Ｐ70には、一対の分離溝の間隔を３０μｍ（レーザの横幅３００μｍ）とした場合、電気容量は〜３５ｐＦとなり従来の１／３〜１／４となること、遮断周波数測定値は２．５〜５．０ｍＷ（読出し動作相当）において８００ＭＨｚとなり従来の赤外レーザの２２０ＭＨｚに比較して３倍以上に改善されること、長時間動作信頼性は６０℃，３０ｍＷ，ＣＷで２５００時間以上安定すること等が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光導波路の両側にそれぞれ分離溝を設けた電気容量低減型ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、電気容量の低減から高周波重畳が効果的に掛かり戻り光による雑音の低減が図れる。
【０００８】
しかし、このようなダブルチャンネル構造の半導体レーザ（半導体レーザ素子そのものまたは半導体レーザ素子を組み込んだ半導体レーザ装置）は、以下のような問題があることが本発明者によってあきらかにされた。
【０００９】
（１）光導波路（共振器）の両側に分離溝を設けるため、光導波路の端面部分の放熱性が低下し、高出力化が図り難い。すなわち、一対の溝で挟まれた光導波路形成部は、３０μｍと細い短冊状となるため、光導波路を構成する活性層に近い電極（Ｐ電極）面を接合材を介してサブマウント等の支持体に固定した場合、活性層部分で発熱した熱は分離溝があることから素子の幅方向に広がらず、狭い光導波路形成部を介してサブマウントに伝達されることになり、放熱性の低下から高出力化が図り難い。
【００１０】
（２）特に、光導波路の端（出射面）部分は放熱経路が少なくなるため、光導波路の中央部分に比較して放熱性が悪い。したがって、光出力を高めれば高める程、光導波路の端面部分での光吸収が増加して端面温度が上昇し、光学損傷が起き、素子が劣化し易くなる。この結果、高光出力での使用において半導体レーザの長寿命化が図れなくなる。
【００１１】
（３）半導体レーザ素子の製造においては、最終工程で半導体基板を縦横に分断（劈開）して矩形状の半導体レーザ素子を製造するが、前記劈開時、前記分離溝底に応力集中が生じ、分離溝の底で劈開したり、あるいは分離溝の底にクラックが入ったりすることがある。これにより、半導体レーザ素子の製造歩留りの低下を引き起こしたり、あるいは半導体レーザ素子の信頼性を低下させる原因となる。特に、半導体基板を光導波路に直交する方向に沿って劈開して短冊体とした後、この短冊体の下縁にカッター等によって外力を加えて劈開を行って半導体レーザ素子とする場合、前記分離溝底での劈開やクラックが入り易い。不所望位置の劈開は製品不良を引き起こし、クラックは活性層破壊等によって半導体レーザ特性を劣化させる。
【００１２】
本発明の目的は、電気容量低減型の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の高出力化を図ることにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、電気容量低減型の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の長寿命化を図ることにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、信頼性の高い電気容量低減型半導体レーザ素子を高歩留りで製造する方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１７】
（１）化合物半導体基板と、前記化合物半導体基板の主面側に直接または所望の化合物半導体層を介して設けられた化合物半導体層からなる第１導電型光導波層と、前記第１導電型光導波層上に設けられた化合物半導体層からなる活性層と、前記活性層上に設けられた化合物半導体層からなる第２導電型光導波層と、前記第２導電型光導波層側から設けられかつ前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝と、前記２条の溝に挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部と、前記光導波路形成部上に形成され前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極とを有する半導体レーザ素子であって、前記２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられている。前記活性層は複数個の量子井戸層による量子井戸構造となっている。前記溝の側面はいずれの結晶方向においても順メサ構造となり、前記溝上には絶縁膜が設けられかつ一部の絶縁膜上には電極が形成されている。前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層はＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成されている。
【００１８】
（２）化合物半導体基板の主面に直接または所望の化合物半導体層を介して化合物半導体層からなる第１導電型光導波層，化合物半導体層からなる活性層，化合物半導体層からなる第２導電型光導波層等を順次重ねて形成する工程と、前記第２導電型光導波層側から前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝を形成して前記２条の溝によって挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部を形成する工程と、前記光導波路形成部上に前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ素子の製造方法であって、前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなるように前記２条の溝を前記光導波路形成部の両端部分では徐々に離れて広がるように形成し、前記電極形成時には徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分上に前記電極を形成する。たとえば、光導波路形成部の端部分は半導体レーザ素子の幅一杯または幅に近似した幅に広げて形成する。前記溝の形成時、前記溝の側面がいずれの結晶方向においても順メサ構造になるようなエッチング方法でエッチングする。前記活性層は複数個の量子井戸層を有する量子井戸構造となっている。前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層をＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成する。
【００１９】
（３）支持体と、前記支持体に接合材を介して固定される半導体レーザ素子とを有し、前記半導体レーザ素子は化合物半導体基板の主面側に光導波路を形成する活性層等が設けられるとともに、前記化合物半導体基板の主面側に設けられた電極面が接合材を介して前記支持体に固定され、かつ前記化合物半導体基板の主面側に設けられ前記活性層を貫く２条の溝間に光導波路を含みかつ帯状となる光導波路形成部を有することを特徴とする半導体レーザ装置であって、前記半導体レーザ素子の前記溝は前記光導波路形成部の端側で屈曲し前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられている。
【００２０】
前記（１）の手段によれば、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子において、前記溝を屈曲させて前記光導波路形成部の両端部分を幅広くすることから、光導波路の端部分（出射面部分）の放熱性が向上する。このため、光出力の向上を図ることができる。また、光導波路の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、半導体レーザ素子の長寿命化が達成できる。
【００２１】
前記（２）の手段によれば、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子の製造方法において、前記溝を屈曲させて前記光導波路形成部の両端部分を幅広くすることから、光導波路の端部分（出射面部分）の放熱性を向上できる半導体レーザ素子を製造することができる。したがって、光出力を高くできる半導体レーザ素子を製造することができる。また、光導波路の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、寿命の長い半導体レーザ素子を製造することができる。また、半導体基板を縦横に分断（劈開）して半導体レーザ素子を製造する場合、光導波路形成部の幅が広い部分を劈開させるため、劈開時の応力集中によって半導体レーザ素子の劈開不良やクラック発生を防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子を高歩留りで製造することができる。
【００２２】
前記（３）の手段によれば、高周波重畳が掛けやすい構造からなる半導体レーザ素子は光導波路形成部上に設けられる電極を支持体に接合材を介して固定するが、光導波路形成部の両端部分は幅広となっていることから、光導波路の端面である出射面部分での放熱性が向上するため、半導体レーザ装置の高出力化が達成できるとともに、長寿命化が達成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
図１乃至図５は本発明の一実施形態である半導体レーザ素子に係わる図であって、図１は半導体レーザ素子の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は半導体レーザ素子における多重量子井戸活性層の構造を示す一部の断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００２５】
本実施形態１では、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系の６８０ｎｍの赤外半導体レーザに本発明を適用した例について説明する。
【００２６】
最初に半導体レーザ素子の概略構造について説明する。半導体レーザ素子１は、図１に示すように、光導波路（共振器）２の両端（出射面）からレーザ光３（図では前方光のみを示す）を出射する。半導体レーザ素子１の大きさは、光導波路２の延在方向に沿う縦が６００μｍ、光導波路２と直交する方向の幅が３００μｍ、高さが１００μｍとなっている。
【００２７】
半導体レーザ素子１は、第１導電型の化合物半導体基板５、たとえば、ｎ型ＧａＡｓ基板５の（１００）面からなる主面にＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系の多層成長層６を形成するとともに、この多層成長層６内の活性層７を一対の溝１０で分断し、帯状の光導波路形成部１１を形成した構造となっている。また、前記光導波路形成部１１の両端、すなわち、光導波路２の端部分では、幅が広くなり、放熱部１２を形成している。したがって、前記光導波路形成部１１は、その殆どの部分を構成する細幅部１３と、この細幅部１３の両端にそれぞれ連なる幅広の放熱部１２となる。前記細幅部１３は、たとえば、３５μｍとなり、放熱部１２の幅は１８０μｍとなる。
【００２８】
また、半導体レーザ素子１の主面の両側には、縁に沿って一定幅の溝１４が形成されている。この溝１４は、半導体基板を縦横に分断して半導体レーザ素子を形成する際の半導体基板における劈開領域の一部であり、たとえば、１２０μｍ幅の劈開領域の中心を劈開することによって生ずることから、６０μｍの幅となる。
【００２９】
前記光導波路形成部１１を形成するための２条の溝１０は、その殆どの部分で３５μｍの間隔を隔てて平行に延在するが、光導波路形成部１１の両端部分では相互に徐々に離れるように延在し、再び１８０μｍの間隔を隔てて平行に延在している。光導波路形成部１１の広がり部分から端までの長さは、５０μｍ程度となる。
【００３０】
前記溝１０および溝１４は、結晶方向の如何を問わず、図１，図２および図４に示すように、その側面は順メサ構造となっている。これは、溝形成時、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液によるウエットエッチングによってＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系化合物半導体をエッチングすることによって形成される。この結果、前記溝上には絶縁膜を介して電極が形成されるが、溝が順メサ構造となり、垂直面や逆メサ構造とならないことから、絶縁膜が途切れなくなり、電極と化合物半導体層が直接接触するショートが防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子となる。
【００３１】
本実施形態では、前記溝１０によって活性層７を分断することによって、半導体レーザ素子１の略全面に電気容量を形成することなく、光導波路形成部１１上にのみ電気容量が形成されるようにして電気容量低減型としている。
【００３２】
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側にはアノード電極（ｐ電極））１６が設けられている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面側にはカソード電極（ｎ電極）１７が設けられている。
【００３３】
前記アノード電極１６およびカソード電極１７間に所定の電圧を印加することによって、活性層７の略中央部分に形成される光導波路２の端からレーザ光３を出射する。
【００３４】
つぎに、半導体レーザ素子１の詳細な構造について説明する。半導体レーザ素子１は、図２および図５に示すように、厚さ１００μｍ弱のｎ型ＧａＡｓ基板５の（１００）面からなる主面上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０，ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１，活性層７，第２導電型（ｐ型）ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２，ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３が順次積層形成されている。
【００３５】
前記各層の不純物濃度および厚さ等の一例を挙げると、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０はドナー濃度Ｎｄが１×１０18ｃｍ~3で厚さが０．５μｍ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１はドナー濃度Ｎｄが５〜１０×１０17ｃｍ~3で厚さが２μｍ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２はアクセプタ濃度Ｎａが３．５×１０17ｃｍ~3で厚さが１．４μｍ、ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３はアクセプタ濃度Ｎａが１．０×１０18ｃｍ~3で厚さが２０ｎｍとなっている。
【００３６】
また、活性層７はＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ多重量子井戸構造となり、図３に示すように、２層の膜厚１３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０と、１層の膜厚４〜６ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層（ｘ＝０．３〜０．５）３１と、２層の膜厚５〜２０ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層（ｘ＝０．４〜０．６５）３２によって形成されている。前記２層のアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０間にアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層３１を挟み、全体をアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２で挟む構造となっている。
【００３７】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面中央には、リッジ３３が形成されている。このリッジ３３は、前記ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３をエッチング除去するとともに、ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３の下層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２の表層部分に亘るエッチングによって形成されている。リッジ３３は、たとえば、幅が４〜５μｍ程度となる。
【００３８】
一方、前記リッジ３３の両側のエッチング除去空間を埋めるように、前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２上にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４が設けられている。このｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４は、たとえば、アクセプタ濃度Ｎａが２×１０18ｃｍ~3で厚さが１．４μｍ程度となっている。また、前記リッジ３３およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４の上面はｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５によって被われている。このｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５は、電極との間でオーミックをとるため不純物濃度は１０20ｃｍ~3程度の高不純物濃度となるとともに、膜厚は２．０μｍとなっている。
【００３９】
また、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側の両側部分は、縁に沿って溝１４が設けられている。この溝１４は、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面に設けられた多層成長層６の一部をエッチングすることによって形成されている。すなわち、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５から前記活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するようにエッチングがなされ、溝１４が形成されている。
【００４０】
他方、前記光導波路形成部１１を形成するために、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側の多層成長層６の一部をエッチングして溝１０が形成されている。すなわち、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５から前記活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するように２条の溝１０が形成される。前記溝１０は、中間に前記リッジ３３を位置させかつ３５μｍ程度離れた平行な２条の溝となるが、前記リッジ３３の両端部分では徐々に離れ、その後再び１８０μｍ程度の間隔を隔てて平行に延在する。これによって、図２および図４に示すように、光導波路形成部１１は、光導波路形成部１１の両端部分の幅広の放熱部１２と、幅の狭い細幅部１３とが形成される。前記溝１０および溝１４は、同一のエッチングによって同時に形成されている。
【００４１】
また、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側は、前記リッジ３３上のｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５領域を除いてＰＳＧ／ＳｉＯ2による絶縁膜層２６で被われている。また、前記露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５上および絶縁膜層２６上にはアノード電極１６が設けられている。たとえば、アノード電極１６は、Ｃｒ／Ａｕで形成されている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面にはカソード電極１７が設けられている。たとえば、カソード電極１７は、ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕで形成されている。
【００４２】
なお、ＡｌＧａＩｎＰ結晶は、ＧａＡｓと同様に閃亜鉛鉱形結晶構造となるため、結晶方向（結晶面）によってエッチング面は順メサ構造、または庇状の逆メサ構造となる。そこで、本実施形態では、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰをエッチングする際、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液を使用してウエットエッチングを行い、いかなる結晶方向でも溝の側面が順メサ構造となるようにしてある。これによって絶縁膜層２６によるステップカバレッジ性が良好となり、前記絶縁膜層２６上に設けられたアノード電極１６と、絶縁膜層２６の下のｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５やｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４等の化合物半導体層との電気的短絡は発生しなくなり、半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００４３】
さらに、半導体レーザ素子１の両出射面はコーティング膜によって被われている。すなわち、図５に示すように、半導体レーザ素子１の端面には前方コーティング膜（ＡＲコート）３５または後方コーティング膜（ＨＲコート）３６が設けられている。前方コーティング膜３５は、１１５ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜で形成され、反射率が５％程度となっている。また、後方コーティング膜３６は、出射面にλ／４の厚さのＳｉＯ2膜を付けた後それぞれλ／４の厚さのＳｉＯ2膜とａ−Ｓｉ；Ｈ膜を交互に重ね、全体で４層となる膜となっていて、反射率は９４％程度となっている。
【００４４】
前記コーティング膜の構成によって、しきい値，発光効率（スロープ効率）等は変化する。また、遮断周波数（ｆc）特性は、しきい値が低くなる程、また発光効率が高くなる程高くなることが実験的にも確認されている。
【００４５】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、支持体にｐダウンで固定してレーザ発振させた場合、しきい値は４６ｍＡ程度となり、発光効率は０．７ｍＷ／ｍＡ程度となり、遮断周波数（ｆc）は８００ＭＨｚ程度と高くなる。
【００４６】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、２条の溝１０によって光導波路形成部１１を形成する構造となることから、電気容量が低減される。たとえば、溝１０を設けない構造の場合、ＣＲ時定数は８００〜１０００ｐＦΩであるが、本実施形態の半導体レーザ素子１の場合、ＣＲ時定数は２３０ｐＦΩと１／４程度に低減できる。これにより、戻り光雑音を低減するための高周波重畳が掛けやすくなる。
【００４７】
つぎに、本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００４８】
最初に、図６および図７に示すように、４００μｍ前後の厚さの第１導電型の化合物半導体基板、たとえば、ｎ型ＧａＡｓ基板５を用意する。このｎ型ＧａＡｓ基板５は、その主面が（１００）となっている。
【００４９】
つぎに、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面に、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）法によって、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０，ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１，活性層（多重量子井戸構造活性層）７，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２，ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３を順次積層形成する。
【００５０】
図７において、活性層７は黒塗りの層で示してある。なお、図が不明瞭となることを避けるため、多くの箇所のハッチングを省略し、一部のみにハッチングを施してある。
【００５１】
前記各層の１例を挙げればつぎの通りである。ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０は、ドナー濃度Ｎｄが１×１０18ｃｍ~3であり、厚さが０．５μｍである。
【００５２】
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１は、ドナー濃度Ｎｄが５〜１０×１０17ｃｍ~3であり、厚さが２μｍである。
【００５３】
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２は、アクセプタ濃度Ｎａが３．５×１０17ｃｍ~3であり、厚さが１．４μｍである。
【００５４】
ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３は、アクセプタ濃度Ｎａが１．０×１０18ｃｍ~3であり、厚さが２０ｎｍである。
【００５５】
また、活性層７は、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ多重量子井戸構造となり、図３に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１上にアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２が設けられるとともに、このアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２上に膜厚１３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０と、膜厚４〜６ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層（ｘ＝０．３〜０．５）３１が交互に重なり、前記アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０が２層となり、アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層３１が１層となる。また、最上層は前記アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０上に載るアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２となり、全体で５層となっている。
【００５６】
つぎに、図８に示すように、前記ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３上に厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜を形成した後、このＳｉＯ2膜を選択的にエッチングして５〜６μｍ程度の幅の帯状のエッチングマスク４０を形成する。エッチングマスク４０は、図では中央に示すが、たとえば、３００μｍ程度の間隔で多数平行に形成される。これは幅３００μｍの半導体レーザ素子１を製造するためである。
【００５７】
つぎに、前記エッチングマスク４０をマスクとしてエッチングを行う。エッチングは前記活性層７を貫いて活性層７の下のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するまで行われる。この結果、前記エッチング用マスク４０の下には順メサ構造のリッジ３３が形成される。このリッジ３３の幅は４〜５μｍ程度となる。なお、前記エッチングにおいて、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１は０．１〜０．２μｍ程度の厚さが残留するようにエッチングする。
【００５８】
つぎに、図９に示すように、ＭＯＣＶＤ法によって、エッチングされたｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２上にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４を形成して、リッジ３３の両側の窪みを埋め込む。ＧａＡｓ電流狭窄層２４は不純物濃度が２×１０18ｃｍ~3となり、厚さは、約１．４μｍ程度となる。
【００５９】
つぎに、前記エッチングマスク４０を除去した後、図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５を形成する。このｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５は、上面に形成される電極との間でオーミックコンタクトをとるため、不純物濃度が１０20ｃｍ~3程度の高不純物濃度とされる。また、厚さは２．０μｍとなる。
【００６０】
つぎに、図１０に示すように、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５上に０．３μｍの厚さのＳｉＯ2膜を形成した後、このＳｉＯ2膜を選択的にエッチングしてエッチングマスク４１を形成し、このエッチングマスク４１をマスクとして、エッチングを行い、活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層に到達する２条の溝１０および２本の溝１４を形成する。前記溝１４は、図１１に示すように、二点鎖線で示される分割線ａ，ｂで囲まれる単位素子形成領域４２（幅Ｗ，長さＬ）の両側に沿って形成され、たとえば、その幅ｄは１２０μｍとなる。前記単位素子形成領域４２の幅は３００μｍ、長さは６００μｍとなる。ｎ型ＧａＡｓ基板５を分断して半導体レーザ素子１を製造する場合、前記幅ｄの中心線に沿って劈開が行われる。
【００６１】
また、２条の溝１０は、前記単位素子形成領域４２の長さ方向に沿って平行に延在し細幅部１３を形成するが、前記溝１０は分割線ｂの近傍、すなわち、半導体レーザ素子１の光導波路２の端近傍で徐々に離れて広がった後、再び平行となり幅広部４３を形成する。この幅広部４３は前記細幅部１３に比較して充分広く面積が大きいことから放熱部１２を形成する。たとえば、前記細幅部１３の幅は３５μｍとなり、幅広部４３の幅は１８０μｍとなる。また、溝１０の側面は前記幅広部４３の部分では溝１４の側面と一致する。
【００６２】
ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰは、閃亜鉛鉱形結晶構造となることから、一般のエッチング手法では、結晶方向によっては、比較的なだらかな順メサ構造（順メサ形状）以外に、庇状の逆メサ構造や垂直面構造となってしまう。すなわち、本実施形態では、前記溝１０は直線とはならず、途中で斜めに曲がったりすることから、溝１０の全ての縁部分を順メサ構造とすることができない。
【００６３】
そこで、本実施形態では、エッチングは、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液を使用したウエットエッチングによって行う。
【００６４】
したがって、前記溝１０，１４を被うように絶縁膜を設けた場合、絶縁膜は溝の縁で途切れるようなこともなく、ステップカバレッジ性の高いものとなる。この結果、前記絶縁膜上に電極を形成した場合、電極と絶縁膜の下の化合物半導体との電気的絶縁は確実に維持され、短絡が起きなくなる。
【００６５】
つぎに、図１２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側全域に厚さ０．２〜０．３μｍのＰＳＧ／ＳｉＯ2からなる絶縁膜層２６を形成するとともに、常用のホトリソグラフィによって、前記リッジ３３上の絶縁膜層２６を除去してコンタクト穴を形成する。その後、表面ライトエッチを行い、露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５の表面の清浄化を図る。
【００６６】
つぎに、図１３に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側に電極材料４５を蒸着によって形成する。たとえば、電極材料４５として、Ｃｒ，Ａｕを順次蒸着する。その後、前記電極材料４５上にホトレジスト膜を塗布した後、常用のホトリソグラフィによってパターニングしてエッチングマスク４６を形成する。ついで、前記エッチングマスク４６をマスクとして前記電極材料４５をエッチングして、選択的にアノード電極（ｐ電極）１６を形成する。図１５には、ｐ電極１６をハッチングで示してある。
【００６７】
つぎに、前記エッチングマスク４６を除去する。その後、図１４に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面を研磨（バックラップ）するとともに、エッチング（バックエッチ）して、全体の厚さを１００μｍ程度とする。その後、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面に電極材料を蒸着した後、前記電極材料を選択的にエッチングして所望パターンのカソード電極（ｎ電極）１７を形成する。このカソード電極１７は、たとえば、ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕで形成される。
【００６８】
つぎに、図１５に示されるｎ型ＧａＡｓ基板５を、二点鎖線で示す分割線ａ，ｂに沿って縦横に分断して半導体レーザ素子１を製造する。
【００６９】
具体的には、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基板５を光導波路に直交する分割線ｂに沿って分断、すなわち、溝１０や溝１４に直交する方向に沿って劈開して短冊体を製造する。
【００７０】
つぎに、前記短冊体の前記溝１４の裏側縁にカッターによって外力を加え、溝１４の中心線（分割線ａ）に沿って劈開を行って分断し、半導体レーザ素子１を製造する。この際、前記溝１４の中心線部分の裏側にカッターで外力を加えても、前記幅広部４３には溝１０が存在しないことから、幅広部４３には溝に掛かる応力集中に起因する劈開やクラックが発生しなくなる。
【００７１】
また、短冊体の裏面の縁にカッターによって劈開力が加えられるため、縁から外れた光導波路形成部１１の細幅部１３を形成する溝１０の部分での劈開やクラックの発生は防止できる。
【００７２】
この結果、ｎ型ＧａＡｓ基板５の不所望部分での劈開（分断）やクラックの発生がなくなるため、半導体レーザ素子１の製造歩留りが向上するとともに、製造された半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００７３】
つぎに、レーザ光の発光特性の調整のため、常用の方法によって前記半導体レーザ素子１の両出射面にコーティング膜を形成する。すなわち、図５に示すように、コーティング膜は、半導体レーザ素子１の前方出射面には前方コーティング膜（ＡＲコート）３５が形成され、後方出射面には後方コーティング膜（ＨＲコート）３６が設けられる。
【００７４】
前方コーティング膜３５は、１１５ｎｍの厚さの単層のＳｉＯ2膜からなり、出射面に直接形成される。この前方コーティング膜３５の反射率は５％程度となる。
【００７５】
また、後方コーティング膜３６は、後方出射面に直接形成される波長（λ）の１／４の厚さのＳｉＯ2膜と、このλ／４のＳｉＯ2膜上にλ／４の厚さのａ−Ｓｉ；Ｈ膜とＳｉＯ2膜を交互に積層した層とからなり、全体で４層の多層膜となる。後方コーティング膜３６の反射率は９４％程度となる。
【００７６】
製造された半導体レーザ素子１は、幅３００μｍ，長さ６００μｍ，厚さ１００μｍとなり、長さ方向に６８０μｍの波長のレーザ光を出射する。
【００７７】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、たとえば、図１６に示すようなパッケージに組み込まれ半導体レーザ装置となる。図１６は本実施形態の半導体レーザ装置を示す一部を切り欠いた斜視図、図１７は半導体レーザ素子の固定状態を示す断面図である。
【００７８】
半導体レーザ装置は、図１６に示されるように、それぞれアセンブリの主体部品となる板状のステム５０と、このステム５０の主面側に気密固定されたキャップ５１とからなっている。前記ステム５０は数ｍｍの厚さの円形の金属板となっていて、その主面（上面）の中央部には銅製のヒートシンク５２が鑞材等で固定されている。このヒートシンク５２の側面にはサブマウント５３を介して半導体レーザ素子１が固定されている。この半導体レーザ素子１は、その上下端からレーザ光３を発光する。
【００７９】
前記サブマウント５３は、熱伝導性が良好なＳｉＣで形成されている。また、図１７に示すように、半導体レーザ素子１は、ｐダウン、すなわち活性層７が近接するアノード電極（ｐ電極）１６の電極面が、ＰｂＳｎからなる接合材５４を介してサブマウント５３に設けられたメタライズ層５３ａ上に固定されている。アノード電極１６をサブマウント５３に固定するｐダウン構造は、熱源となる活性層７までの距離が、数μｍとカソード電極１７の場合に比較して大幅に短いことから熱抵抗が低くなり放熱性が向上する。
【００８０】
しかし、電気容量を低減するために２条の溝を設けた半導体レーザ素子は、前記溝が熱発生源からの放熱の抵抗となるが、本実施形態の半導体レーザ素子１は、熱が溜まりやすい光導波路の端部分を構成する光導波路形成部１１の端部分を幅広部４３として放熱部１２を構成しているため、放熱面積が増大し、光導波路の端の部分の放熱性が高くなる。
【００８１】
これによって光出力の向上を高くすることができるとともに、光導波路の端部分が光学的損傷を受け難くなるため半導体レーザ素子の長寿命化が図れる。
【００８２】
一方、前記ステム５０の主面には半導体レーザ素子１の下端から発光されるレーザ光３を受光し、レーザ光３の光出力をモニターする受光素子５５が固定されている。また、前記ステム５０には３本のリード５６が固定されている。１本のリード５６はステム５０の裏面に電気的および機械的に固定され、他の２本のリード５６はステム５０を貫通し、かつガラスのような絶縁体５７を介してステム５０に対し電気的に絶縁されて固定されている。前記ステム５０の主面に突出する２本のリード５６の上端は、それぞれワイヤ６０を介して半導体レーザ素子１および受光素子５５の各電極に接続されている。
【００８３】
他方、前記ステム５０の主面には窓６１を有する金属製のキャップ５１に固定され、半導体レーザ素子１およびヒートシンク５２を封止している。前記窓６１はキャップ５１の天井部に設けた円形孔を透明なガラス板６２で気密的に塞ぐことによって形成されている。したがって、半導体レーザ素子１の上端から出射したレーザ光３は、前記透明なガラス板６２を透過してステム５０とキャップ５１とによって形成されたパッケージ外に放射される。なお、前記ステム５０の外周部分には、相互に対峙して設けられる一対のＶ字状切欠部６５と、矩形状切欠部６６が設けられ、組立時の位置決めに使用されるようになっている。
【００８４】
本実施形態の半導体レーザ装置は、所定のリード５６に所定の電圧を印加することによって半導体レーザ素子１からレーザ光３を発光する。
【００８５】
本実施形態の半導体レーザ素子は、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、前記溝１０は屈曲して前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くして放熱部１２を形成してあることから、光導波路（共振器）２の端部分（出射面部分）の放熱性を向上させることができる。
【００８６】
本実施形態の半導体レーザ素子は、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、前記溝１０は屈曲して前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くして放熱部１２を形成した構造となっていることから、化合物半導体基板を縦横に分断して半導体レーザ素子１を製造する場合、放熱部１２の部分で劈開が発生したり、あるいはクラックが発生することがなくなり、半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００８７】
本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法においては、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子１の製造方法において、前記溝１０を屈曲させて前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くすることから、光導波路２の端部分（出射面部分）の放熱性を向上できる半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００８８】
したがって、光出力を高くできる半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００８９】
また、光導波路２の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、寿命の長い半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００９０】
また、化合物半導体基板を縦横に分断（劈開）して半導体レーザ素子１を製造する場合、光導波路形成部１１の幅が広い部分を劈開させるため、劈開時の応力集中によって劈開不良やクラック発生を防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子１を高歩留りに製造することができる。
【００９１】
本実施形態の場合劈開時の端面ステップ発生を１００％防ぐことができる。
【００９２】
本実施形態の半導体レーザ装置においては、高周波重畳が掛けやすい電気容量低減構造からなる半導体レーザ素子１にあっては、光導波路形成部１１上に設けられる電極（アノード電極１６）を支持体（サブマウント５３）に接合材５４を介して固定する構造となっているが、前記光導波路形成部１１の両端部分は幅広の放熱部１２を構成していることから、熱伝達面積が多くなり、光導波路２の端面である出射面部分での放熱性が向上するため、半導体レーザ装置の高出力化が達成できるとともに、長寿命化が達成できる。
【００９３】
たとえば、光導波路形成部を設けない従来の半導体レーザ素子（半導体レーザ装置）の場合、遮断周波数（ｆc）は２００〜３００ＭＨｚ、最大光出力４０〜５０ｍＷであるが、本実施形態の半導体レーザ装置（半導体レーザ素子）の場合、遮断周波数は８００ＭＨｚと４倍程度向上させることができるとともに、２５℃において８０〜９０ｍＷ、６０℃において７０〜８０ｍＷの最大光出力を得ることができた。
【００９４】
また、半導体レーザ素子１の出射面に非対称コーティングを施すことにより、６０℃において３０ｍＷ定出力で２０００時間以上の安定動作が得られた。
【００９５】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施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。
【００９６】
すなわち、光導波路形成部の細幅部の幅は前記実施例に限定されるものではなく、レーザ光の発光特性や放熱特性等を勘案して決定すればよい。たとえば、前記半導体レーザ素子１において、前記光導波路形成部１１の細幅部１３の幅を６０〜８０μｍとした半導体レーザ素子の場合、遮断周波数（ｆc）は５００ＭＨｚとなり、最大光出力は２５℃で８０〜９０ｍＷ、６０℃で７０〜８０ｍＷとなる。また、信頼性に関しては、６０℃において３０ｍＷの定出力動作で２０００時間以上の安定動作が得られる。
【００９７】
また、光導波路形成部の両端の放熱部の幅を半導体レーザ素子の幅一杯に広くしてもよい。この場合、さらに放熱性が向上する。
【００９８】
また、図１８に示すように、光導波路形成部１１の両側部分全体を低く形成してもよい。
【００９９】
また、前記実施形態では、活性層を多重量子井戸構造としたが単一の量子井戸構造であっても前記実施例同様な効果が得られる。
【０１００】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＩｎＰやＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰによる多層成長層を形成した半導体レーザに適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、他の化合物半導体による半導体レーザあるいは長波長帯の半導体レーザにも同様に適用できる。
【０１０１】
本発明は少なくともリッジ構造の半導体レーザ素子の製造技術には適用できる。
【０１０２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【０１０３】
（１）半導体レーザ素子は、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、さらに前記溝は屈曲して前記光導波路形成部の両端部分を幅広くして放熱部を形成してあることから、光導波路の端部分の放熱性を向上させることができる。
【０１０４】
（２）光導波路の端部分の放熱性が向上することから、光出力の増大を図ることができる。
【０１０５】
（３）光導波路の端部分の放熱性が向上することから、出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、半導体レーザの長寿命化が達成できる。
【０１０６】
（４）化合物半導体基板を分断して半導体レーザ素子を製造する際、分断部分に細い溝が存在しないため、細い溝での劈開やクラック発生が防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子を高歩留りで製造することができる。この結果、半導体レーザ素子および半導体レーザ装置のコストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である半導体レーザ素子を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本実施形態の半導体レーザ素子における多重量子井戸活性層の構造を示す一部の断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、化合物半導体基板の主面に所望の化合物半導体層を積層形成した状態を示す断面図である。
【図７】図６の一部を示す拡大断面図である。
【図８】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、リッジを形成した状態を示す断面図である。
【図９】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、リッジの両側に電流狭窄層を形成し、かつリッジおよび電流狭窄層上にキャップ層を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、メサエッチングを形成した状態を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、メサエッチングを形成した状態を示す平面図である。
【図１２】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の主面側に絶縁膜を形成した状態を示す断面図である。
【図１３】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す平面図である。
【図１６】本実施形態の半導体レーザ装置を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図１７】本実施形態の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子の固定状態を示す断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態である半導体レーザ素子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザ素子、２…光導波路（共振器）、３…レーザ光、５…化合物半導体基板（ｎ型ＧａＡｓ基板）、６…多層成長層、７…活性層（ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ歪多重量子井戸構造活性層）、１０…溝、１１…光導波路形成部、１２…放熱部、１３…細幅部、１４…溝、１６…アノード電極、１７…カソード電極、２０…ｎ型ＧａＡｓバッファ層、２１…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層、２２…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層、２３…ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、２４…ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、２５…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、２６…絶縁膜層、３０…アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層、３１…アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層、３２…アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層、３３…リッジ、３５…前方コーティング膜、３６…後方コーティング膜、４０，４１…エッチングマスク、４２…単位素子形成領域、４３…幅広部、４５…電極材料、４６…エッチングマスク、５０…ステム、５１…キャップ、５２…ヒートシンク、５３…サブマウント、５３ａ…メタライズ層、５４…接合材、５５…受光素子、５６…リード、５７…絶縁体、６０…ワイヤ、６１…窓、６２…ガラス板、６５…Ｖ字状切欠部、６６…矩形状切欠部。
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに半導体レーザ装置に関し、特に電気容量低減のため半導体レーザ素子の素子幅よりも光導波路形成領域を帯状に細くした電気容量低減型半導体レーザ素子の製造技術に関し、たとえば、戻り光雑音低減のために高周波重畳を掛けて使用する半導体レーザの製造に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信機器，光情報処理機器，光応用計測機器等の光源として、半導体レーザが使用されている。たとえば、高密度な光磁気ディスクや相変化光ディスクの光源として、６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザが使用されている。６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、７８０〜８３０ｎｍ帯の赤外レーザに比べて集光スポット径が小さく、さらに光ディスクの高密度化を図ることができる。
【０００３】
しかし、６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、赤外レーザに比較して戻り光雑音を抑制するための高周波重畳が掛かり難く使用し難い。
【０００４】
一方、光導波路の両側に１対の分離溝（ダブルチャンネル）を設けることによって電気容量を低減して高周波重畳を掛けやすくした６８０ｎｍ帯の赤色ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザ（ダブルチャンネル構造半導体レーザ）が提案されている。
【０００５】
ダブルチャンネル構造半導体レーザについては、「テクニカルダイジェスト オブ シンポジウム オン オプティカル メモリ（technical digest of Symposium on Optical Memory ）」1994年７月、pp.95 〜96、あるいは「第55回応用物理学会学術講演会予稿集」No.3,20p-S-14 、pp.9〜38（1994・9)に記載されている。
【０００６】
また、株式会社新技術コミュニケーションズ発行、「オー プラス イー（Ｏｐｌｕｓ Ｅ）」1994年10月５日発行、Ｐ68〜Ｐ70には、一対の分離溝の間隔を３０μｍ（レーザの横幅３００μｍ）とした場合、電気容量は〜３５ｐＦとなり従来の１／３〜１／４となること、遮断周波数測定値は２．５〜５．０ｍＷ（読出し動作相当）において８００ＭＨｚとなり従来の赤外レーザの２２０ＭＨｚに比較して３倍以上に改善されること、長時間動作信頼性は６０℃，３０ｍＷ，ＣＷで２５００時間以上安定すること等が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光導波路の両側にそれぞれ分離溝を設けた電気容量低減型ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザは、電気容量の低減から高周波重畳が効果的に掛かり戻り光による雑音の低減が図れる。
【０００８】
しかし、このようなダブルチャンネル構造の半導体レーザ（半導体レーザ素子そのものまたは半導体レーザ素子を組み込んだ半導体レーザ装置）は、以下のような問題があることが本発明者によってあきらかにされた。
【０００９】
（１）光導波路（共振器）の両側に分離溝を設けるため、光導波路の端面部分の放熱性が低下し、高出力化が図り難い。すなわち、一対の溝で挟まれた光導波路形成部は、３０μｍと細い短冊状となるため、光導波路を構成する活性層に近い電極（Ｐ電極）面を接合材を介してサブマウント等の支持体に固定した場合、活性層部分で発熱した熱は分離溝があることから素子の幅方向に広がらず、狭い光導波路形成部を介してサブマウントに伝達されることになり、放熱性の低下から高出力化が図り難い。
【００１０】
（２）特に、光導波路の端（出射面）部分は放熱経路が少なくなるため、光導波路の中央部分に比較して放熱性が悪い。したがって、光出力を高めれば高める程、光導波路の端面部分での光吸収が増加して端面温度が上昇し、光学損傷が起き、素子が劣化し易くなる。この結果、高光出力での使用において半導体レーザの長寿命化が図れなくなる。
【００１１】
（３）半導体レーザ素子の製造においては、最終工程で半導体基板を縦横に分断（劈開）して矩形状の半導体レーザ素子を製造するが、前記劈開時、前記分離溝底に応力集中が生じ、分離溝の底で劈開したり、あるいは分離溝の底にクラックが入ったりすることがある。これにより、半導体レーザ素子の製造歩留りの低下を引き起こしたり、あるいは半導体レーザ素子の信頼性を低下させる原因となる。特に、半導体基板を光導波路に直交する方向に沿って劈開して短冊体とした後、この短冊体の下縁にカッター等によって外力を加えて劈開を行って半導体レーザ素子とする場合、前記分離溝底での劈開やクラックが入り易い。不所望位置の劈開は製品不良を引き起こし、クラックは活性層破壊等によって半導体レーザ特性を劣化させる。
【００１２】
本発明の目的は、電気容量低減型の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の高出力化を図ることにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、電気容量低減型の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の長寿命化を図ることにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、信頼性の高い電気容量低減型半導体レーザ素子を高歩留りで製造する方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１７】
（１）化合物半導体基板と、前記化合物半導体基板の主面側に直接または所望の化合物半導体層を介して設けられた化合物半導体層からなる第１導電型光導波層と、前記第１導電型光導波層上に設けられた化合物半導体層からなる活性層と、前記活性層上に設けられた化合物半導体層からなる第２導電型光導波層と、前記第２導電型光導波層側から設けられかつ前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝と、前記２条の溝に挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部と、前記光導波路形成部上に形成され前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極とを有する半導体レーザ素子であって、前記２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられている。前記活性層は複数個の量子井戸層による量子井戸構造となっている。前記溝の側面はいずれの結晶方向においても順メサ構造となり、前記溝上には絶縁膜が設けられかつ一部の絶縁膜上には電極が形成されている。前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層はＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成されている。
【００１８】
（２）化合物半導体基板の主面に直接または所望の化合物半導体層を介して化合物半導体層からなる第１導電型光導波層，化合物半導体層からなる活性層，化合物半導体層からなる第２導電型光導波層等を順次重ねて形成する工程と、前記第２導電型光導波層側から前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝を形成して前記２条の溝によって挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部を形成する工程と、前記光導波路形成部上に前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ素子の製造方法であって、前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなるように前記２条の溝を前記光導波路形成部の両端部分では徐々に離れて広がるように形成し、前記電極形成時には徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分上に前記電極を形成する。たとえば、光導波路形成部の端部分は半導体レーザ素子の幅一杯または幅に近似した幅に広げて形成する。前記溝の形成時、前記溝の側面がいずれの結晶方向においても順メサ構造になるようなエッチング方法でエッチングする。前記活性層は複数個の量子井戸層を有する量子井戸構造となっている。前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層をＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成する。
【００１９】
（３）支持体と、前記支持体に接合材を介して固定される半導体レーザ素子とを有し、前記半導体レーザ素子は化合物半導体基板の主面側に光導波路を形成する活性層等が設けられるとともに、前記化合物半導体基板の主面側に設けられた電極面が接合材を介して前記支持体に固定され、かつ前記化合物半導体基板の主面側に設けられ前記活性層を貫く２条の溝間に光導波路を含みかつ帯状となる光導波路形成部を有することを特徴とする半導体レーザ装置であって、前記半導体レーザ素子の前記溝は前記光導波路形成部の端側で屈曲し前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられている。
【００２０】
前記（１）の手段によれば、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子において、前記溝を屈曲させて前記光導波路形成部の両端部分を幅広くすることから、光導波路の端部分（出射面部分）の放熱性が向上する。このため、光出力の向上を図ることができる。また、光導波路の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、半導体レーザ素子の長寿命化が達成できる。
【００２１】
前記（２）の手段によれば、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子の製造方法において、前記溝を屈曲させて前記光導波路形成部の両端部分を幅広くすることから、光導波路の端部分（出射面部分）の放熱性を向上できる半導体レーザ素子を製造することができる。したがって、光出力を高くできる半導体レーザ素子を製造することができる。また、光導波路の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、寿命の長い半導体レーザ素子を製造することができる。また、半導体基板を縦横に分断（劈開）して半導体レーザ素子を製造する場合、光導波路形成部の幅が広い部分を劈開させるため、劈開時の応力集中によって半導体レーザ素子の劈開不良やクラック発生を防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子を高歩留りで製造することができる。
【００２２】
前記（３）の手段によれば、高周波重畳が掛けやすい構造からなる半導体レーザ素子は光導波路形成部上に設けられる電極を支持体に接合材を介して固定するが、光導波路形成部の両端部分は幅広となっていることから、光導波路の端面である出射面部分での放熱性が向上するため、半導体レーザ装置の高出力化が達成できるとともに、長寿命化が達成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
図１乃至図５は本発明の一実施形態である半導体レーザ素子に係わる図であって、図１は半導体レーザ素子の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は半導体レーザ素子における多重量子井戸活性層の構造を示す一部の断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００２５】
本実施形態１では、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系の６８０ｎｍの赤外半導体レーザに本発明を適用した例について説明する。
【００２６】
最初に半導体レーザ素子の概略構造について説明する。半導体レーザ素子１は、図１に示すように、光導波路（共振器）２の両端（出射面）からレーザ光３（図では前方光のみを示す）を出射する。半導体レーザ素子１の大きさは、光導波路２の延在方向に沿う縦が６００μｍ、光導波路２と直交する方向の幅が３００μｍ、高さが１００μｍとなっている。
【００２７】
半導体レーザ素子１は、第１導電型の化合物半導体基板５、たとえば、ｎ型ＧａＡｓ基板５の（１００）面からなる主面にＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系の多層成長層６を形成するとともに、この多層成長層６内の活性層７を一対の溝１０で分断し、帯状の光導波路形成部１１を形成した構造となっている。また、前記光導波路形成部１１の両端、すなわち、光導波路２の端部分では、幅が広くなり、放熱部１２を形成している。したがって、前記光導波路形成部１１は、その殆どの部分を構成する細幅部１３と、この細幅部１３の両端にそれぞれ連なる幅広の放熱部１２となる。前記細幅部１３は、たとえば、３５μｍとなり、放熱部１２の幅は１８０μｍとなる。
【００２８】
また、半導体レーザ素子１の主面の両側には、縁に沿って一定幅の溝１４が形成されている。この溝１４は、半導体基板を縦横に分断して半導体レーザ素子を形成する際の半導体基板における劈開領域の一部であり、たとえば、１２０μｍ幅の劈開領域の中心を劈開することによって生ずることから、６０μｍの幅となる。
【００２９】
前記光導波路形成部１１を形成するための２条の溝１０は、その殆どの部分で３５μｍの間隔を隔てて平行に延在するが、光導波路形成部１１の両端部分では相互に徐々に離れるように延在し、再び１８０μｍの間隔を隔てて平行に延在している。光導波路形成部１１の広がり部分から端までの長さは、５０μｍ程度となる。
【００３０】
前記溝１０および溝１４は、結晶方向の如何を問わず、図１，図２および図４に示すように、その側面は順メサ構造となっている。これは、溝形成時、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液によるウエットエッチングによってＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ系化合物半導体をエッチングすることによって形成される。この結果、前記溝上には絶縁膜を介して電極が形成されるが、溝が順メサ構造となり、垂直面や逆メサ構造とならないことから、絶縁膜が途切れなくなり、電極と化合物半導体層が直接接触するショートが防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子となる。
【００３１】
本実施形態では、前記溝１０によって活性層７を分断することによって、半導体レーザ素子１の略全面に電気容量を形成することなく、光導波路形成部１１上にのみ電気容量が形成されるようにして電気容量低減型としている。
【００３２】
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側にはアノード電極（ｐ電極））１６が設けられている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面側にはカソード電極（ｎ電極）１７が設けられている。
【００３３】
前記アノード電極１６およびカソード電極１７間に所定の電圧を印加することによって、活性層７の略中央部分に形成される光導波路２の端からレーザ光３を出射する。
【００３４】
つぎに、半導体レーザ素子１の詳細な構造について説明する。半導体レーザ素子１は、図２および図５に示すように、厚さ１００μｍ弱のｎ型ＧａＡｓ基板５の（１００）面からなる主面上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０，ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１，活性層７，第２導電型（ｐ型）ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２，ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３が順次積層形成されている。
【００３５】
前記各層の不純物濃度および厚さ等の一例を挙げると、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０はドナー濃度Ｎｄが１×１０18ｃｍ~3で厚さが０．５μｍ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１はドナー濃度Ｎｄが５〜１０×１０17ｃｍ~3で厚さが２μｍ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２はアクセプタ濃度Ｎａが３．５×１０17ｃｍ~3で厚さが１．４μｍ、ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３はアクセプタ濃度Ｎａが１．０×１０18ｃｍ~3で厚さが２０ｎｍとなっている。
【００３６】
また、活性層７はＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ多重量子井戸構造となり、図３に示すように、２層の膜厚１３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０と、１層の膜厚４〜６ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層（ｘ＝０．３〜０．５）３１と、２層の膜厚５〜２０ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層（ｘ＝０．４〜０．６５）３２によって形成されている。前記２層のアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０間にアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層３１を挟み、全体をアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２で挟む構造となっている。
【００３７】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面中央には、リッジ３３が形成されている。このリッジ３３は、前記ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３をエッチング除去するとともに、ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３の下層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２の表層部分に亘るエッチングによって形成されている。リッジ３３は、たとえば、幅が４〜５μｍ程度となる。
【００３８】
一方、前記リッジ３３の両側のエッチング除去空間を埋めるように、前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２上にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４が設けられている。このｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４は、たとえば、アクセプタ濃度Ｎａが２×１０18ｃｍ~3で厚さが１．４μｍ程度となっている。また、前記リッジ３３およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４の上面はｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５によって被われている。このｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５は、電極との間でオーミックをとるため不純物濃度は１０20ｃｍ~3程度の高不純物濃度となるとともに、膜厚は２．０μｍとなっている。
【００３９】
また、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側の両側部分は、縁に沿って溝１４が設けられている。この溝１４は、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面に設けられた多層成長層６の一部をエッチングすることによって形成されている。すなわち、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５から前記活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するようにエッチングがなされ、溝１４が形成されている。
【００４０】
他方、前記光導波路形成部１１を形成するために、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側の多層成長層６の一部をエッチングして溝１０が形成されている。すなわち、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５から前記活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するように２条の溝１０が形成される。前記溝１０は、中間に前記リッジ３３を位置させかつ３５μｍ程度離れた平行な２条の溝となるが、前記リッジ３３の両端部分では徐々に離れ、その後再び１８０μｍ程度の間隔を隔てて平行に延在する。これによって、図２および図４に示すように、光導波路形成部１１は、光導波路形成部１１の両端部分の幅広の放熱部１２と、幅の狭い細幅部１３とが形成される。前記溝１０および溝１４は、同一のエッチングによって同時に形成されている。
【００４１】
また、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側は、前記リッジ３３上のｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５領域を除いてＰＳＧ／ＳｉＯ2による絶縁膜層２６で被われている。また、前記露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５上および絶縁膜層２６上にはアノード電極１６が設けられている。たとえば、アノード電極１６は、Ｃｒ／Ａｕで形成されている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面にはカソード電極１７が設けられている。たとえば、カソード電極１７は、ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕで形成されている。
【００４２】
なお、ＡｌＧａＩｎＰ結晶は、ＧａＡｓと同様に閃亜鉛鉱形結晶構造となるため、結晶方向（結晶面）によってエッチング面は順メサ構造、または庇状の逆メサ構造となる。そこで、本実施形態では、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰをエッチングする際、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液を使用してウエットエッチングを行い、いかなる結晶方向でも溝の側面が順メサ構造となるようにしてある。これによって絶縁膜層２６によるステップカバレッジ性が良好となり、前記絶縁膜層２６上に設けられたアノード電極１６と、絶縁膜層２６の下のｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５やｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４等の化合物半導体層との電気的短絡は発生しなくなり、半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００４３】
さらに、半導体レーザ素子１の両出射面はコーティング膜によって被われている。すなわち、図５に示すように、半導体レーザ素子１の端面には前方コーティング膜（ＡＲコート）３５または後方コーティング膜（ＨＲコート）３６が設けられている。前方コーティング膜３５は、１１５ｎｍの厚さのＳｉＯ2膜で形成され、反射率が５％程度となっている。また、後方コーティング膜３６は、出射面にλ／４の厚さのＳｉＯ2膜を付けた後それぞれλ／４の厚さのＳｉＯ2膜とａ−Ｓｉ；Ｈ膜を交互に重ね、全体で４層となる膜となっていて、反射率は９４％程度となっている。
【００４４】
前記コーティング膜の構成によって、しきい値，発光効率（スロープ効率）等は変化する。また、遮断周波数（ｆc）特性は、しきい値が低くなる程、また発光効率が高くなる程高くなることが実験的にも確認されている。
【００４５】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、支持体にｐダウンで固定してレーザ発振させた場合、しきい値は４６ｍＡ程度となり、発光効率は０．７ｍＷ／ｍＡ程度となり、遮断周波数（ｆc）は８００ＭＨｚ程度と高くなる。
【００４６】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、２条の溝１０によって光導波路形成部１１を形成する構造となることから、電気容量が低減される。たとえば、溝１０を設けない構造の場合、ＣＲ時定数は８００〜１０００ｐＦΩであるが、本実施形態の半導体レーザ素子１の場合、ＣＲ時定数は２３０ｐＦΩと１／４程度に低減できる。これにより、戻り光雑音を低減するための高周波重畳が掛けやすくなる。
【００４７】
つぎに、本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００４８】
最初に、図６および図７に示すように、４００μｍ前後の厚さの第１導電型の化合物半導体基板、たとえば、ｎ型ＧａＡｓ基板５を用意する。このｎ型ＧａＡｓ基板５は、その主面が（１００）となっている。
【００４９】
つぎに、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面に、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）法によって、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０，ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１，活性層（多重量子井戸構造活性層）７，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２，ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３を順次積層形成する。
【００５０】
図７において、活性層７は黒塗りの層で示してある。なお、図が不明瞭となることを避けるため、多くの箇所のハッチングを省略し、一部のみにハッチングを施してある。
【００５１】
前記各層の１例を挙げればつぎの通りである。ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０は、ドナー濃度Ｎｄが１×１０18ｃｍ~3であり、厚さが０．５μｍである。
【００５２】
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１は、ドナー濃度Ｎｄが５〜１０×１０17ｃｍ~3であり、厚さが２μｍである。
【００５３】
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２は、アクセプタ濃度Ｎａが３．５×１０17ｃｍ~3であり、厚さが１．４μｍである。
【００５４】
ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３は、アクセプタ濃度Ｎａが１．０×１０18ｃｍ~3であり、厚さが２０ｎｍである。
【００５５】
また、活性層７は、ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ多重量子井戸構造となり、図３に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１上にアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２が設けられるとともに、このアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２上に膜厚１３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０と、膜厚４〜６ｎｍのアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層（ｘ＝０．３〜０．５）３１が交互に重なり、前記アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０が２層となり、アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層３１が１層となる。また、最上層は前記アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層３０上に載るアンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層３２となり、全体で５層となっている。
【００５６】
つぎに、図８に示すように、前記ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層２３上に厚さ０．２μｍのＳｉＯ2膜を形成した後、このＳｉＯ2膜を選択的にエッチングして５〜６μｍ程度の幅の帯状のエッチングマスク４０を形成する。エッチングマスク４０は、図では中央に示すが、たとえば、３００μｍ程度の間隔で多数平行に形成される。これは幅３００μｍの半導体レーザ素子１を製造するためである。
【００５７】
つぎに、前記エッチングマスク４０をマスクとしてエッチングを行う。エッチングは前記活性層７を貫いて活性層７の下のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層部分に到達するまで行われる。この結果、前記エッチング用マスク４０の下には順メサ構造のリッジ３３が形成される。このリッジ３３の幅は４〜５μｍ程度となる。なお、前記エッチングにおいて、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１は０．１〜０．２μｍ程度の厚さが残留するようにエッチングする。
【００５８】
つぎに、図９に示すように、ＭＯＣＶＤ法によって、エッチングされたｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２２上にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２４を形成して、リッジ３３の両側の窪みを埋め込む。ＧａＡｓ電流狭窄層２４は不純物濃度が２×１０18ｃｍ~3となり、厚さは、約１．４μｍ程度となる。
【００５９】
つぎに、前記エッチングマスク４０を除去した後、図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５を形成する。このｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５は、上面に形成される電極との間でオーミックコンタクトをとるため、不純物濃度が１０20ｃｍ~3程度の高不純物濃度とされる。また、厚さは２．０μｍとなる。
【００６０】
つぎに、図１０に示すように、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５上に０．３μｍの厚さのＳｉＯ2膜を形成した後、このＳｉＯ2膜を選択的にエッチングしてエッチングマスク４１を形成し、このエッチングマスク４１をマスクとして、エッチングを行い、活性層７を貫きｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層２１の表層に到達する２条の溝１０および２本の溝１４を形成する。前記溝１４は、図１１に示すように、二点鎖線で示される分割線ａ，ｂで囲まれる単位素子形成領域４２（幅Ｗ，長さＬ）の両側に沿って形成され、たとえば、その幅ｄは１２０μｍとなる。前記単位素子形成領域４２の幅は３００μｍ、長さは６００μｍとなる。ｎ型ＧａＡｓ基板５を分断して半導体レーザ素子１を製造する場合、前記幅ｄの中心線に沿って劈開が行われる。
【００６１】
また、２条の溝１０は、前記単位素子形成領域４２の長さ方向に沿って平行に延在し細幅部１３を形成するが、前記溝１０は分割線ｂの近傍、すなわち、半導体レーザ素子１の光導波路２の端近傍で徐々に離れて広がった後、再び平行となり幅広部４３を形成する。この幅広部４３は前記細幅部１３に比較して充分広く面積が大きいことから放熱部１２を形成する。たとえば、前記細幅部１３の幅は３５μｍとなり、幅広部４３の幅は１８０μｍとなる。また、溝１０の側面は前記幅広部４３の部分では溝１４の側面と一致する。
【００６２】
ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰは、閃亜鉛鉱形結晶構造となることから、一般のエッチング手法では、結晶方向によっては、比較的なだらかな順メサ構造（順メサ形状）以外に、庇状の逆メサ構造や垂直面構造となってしまう。すなわち、本実施形態では、前記溝１０は直線とはならず、途中で斜めに曲がったりすることから、溝１０の全ての縁部分を順メサ構造とすることができない。
【００６３】
そこで、本実施形態では、エッチングは、ＢｒとＣＨ3ＯＨの混合液（たとえば、Ｂｒ：ＣＨ3ＯＨ＝１：１００）やＨＢｒ系のエッチング液を使用したウエットエッチングによって行う。
【００６４】
したがって、前記溝１０，１４を被うように絶縁膜を設けた場合、絶縁膜は溝の縁で途切れるようなこともなく、ステップカバレッジ性の高いものとなる。この結果、前記絶縁膜上に電極を形成した場合、電極と絶縁膜の下の化合物半導体との電気的絶縁は確実に維持され、短絡が起きなくなる。
【００６５】
つぎに、図１２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側全域に厚さ０．２〜０．３μｍのＰＳＧ／ＳｉＯ2からなる絶縁膜層２６を形成するとともに、常用のホトリソグラフィによって、前記リッジ３３上の絶縁膜層２６を除去してコンタクト穴を形成する。その後、表面ライトエッチを行い、露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層２５の表面の清浄化を図る。
【００６６】
つぎに、図１３に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の主面側に電極材料４５を蒸着によって形成する。たとえば、電極材料４５として、Ｃｒ，Ａｕを順次蒸着する。その後、前記電極材料４５上にホトレジスト膜を塗布した後、常用のホトリソグラフィによってパターニングしてエッチングマスク４６を形成する。ついで、前記エッチングマスク４６をマスクとして前記電極材料４５をエッチングして、選択的にアノード電極（ｐ電極）１６を形成する。図１５には、ｐ電極１６をハッチングで示してある。
【００６７】
つぎに、前記エッチングマスク４６を除去する。その後、図１４に示すように、前記ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面を研磨（バックラップ）するとともに、エッチング（バックエッチ）して、全体の厚さを１００μｍ程度とする。その後、ｎ型ＧａＡｓ基板５の裏面に電極材料を蒸着した後、前記電極材料を選択的にエッチングして所望パターンのカソード電極（ｎ電極）１７を形成する。このカソード電極１７は、たとえば、ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕで形成される。
【００６８】
つぎに、図１５に示されるｎ型ＧａＡｓ基板５を、二点鎖線で示す分割線ａ，ｂに沿って縦横に分断して半導体レーザ素子１を製造する。
【００６９】
具体的には、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基板５を光導波路に直交する分割線ｂに沿って分断、すなわち、溝１０や溝１４に直交する方向に沿って劈開して短冊体を製造する。
【００７０】
つぎに、前記短冊体の前記溝１４の裏側縁にカッターによって外力を加え、溝１４の中心線（分割線ａ）に沿って劈開を行って分断し、半導体レーザ素子１を製造する。この際、前記溝１４の中心線部分の裏側にカッターで外力を加えても、前記幅広部４３には溝１０が存在しないことから、幅広部４３には溝に掛かる応力集中に起因する劈開やクラックが発生しなくなる。
【００７１】
また、短冊体の裏面の縁にカッターによって劈開力が加えられるため、縁から外れた光導波路形成部１１の細幅部１３を形成する溝１０の部分での劈開やクラックの発生は防止できる。
【００７２】
この結果、ｎ型ＧａＡｓ基板５の不所望部分での劈開（分断）やクラックの発生がなくなるため、半導体レーザ素子１の製造歩留りが向上するとともに、製造された半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００７３】
つぎに、レーザ光の発光特性の調整のため、常用の方法によって前記半導体レーザ素子１の両出射面にコーティング膜を形成する。すなわち、図５に示すように、コーティング膜は、半導体レーザ素子１の前方出射面には前方コーティング膜（ＡＲコート）３５が形成され、後方出射面には後方コーティング膜（ＨＲコート）３６が設けられる。
【００７４】
前方コーティング膜３５は、１１５ｎｍの厚さの単層のＳｉＯ2膜からなり、出射面に直接形成される。この前方コーティング膜３５の反射率は５％程度となる。
【００７５】
また、後方コーティング膜３６は、後方出射面に直接形成される波長（λ）の１／４の厚さのＳｉＯ2膜と、このλ／４のＳｉＯ2膜上にλ／４の厚さのａ−Ｓｉ；Ｈ膜とＳｉＯ2膜を交互に積層した層とからなり、全体で４層の多層膜となる。後方コーティング膜３６の反射率は９４％程度となる。
【００７６】
製造された半導体レーザ素子１は、幅３００μｍ，長さ６００μｍ，厚さ１００μｍとなり、長さ方向に６８０μｍの波長のレーザ光を出射する。
【００７７】
本実施形態の半導体レーザ素子１は、たとえば、図１６に示すようなパッケージに組み込まれ半導体レーザ装置となる。図１６は本実施形態の半導体レーザ装置を示す一部を切り欠いた斜視図、図１７は半導体レーザ素子の固定状態を示す断面図である。
【００７８】
半導体レーザ装置は、図１６に示されるように、それぞれアセンブリの主体部品となる板状のステム５０と、このステム５０の主面側に気密固定されたキャップ５１とからなっている。前記ステム５０は数ｍｍの厚さの円形の金属板となっていて、その主面（上面）の中央部には銅製のヒートシンク５２が鑞材等で固定されている。このヒートシンク５２の側面にはサブマウント５３を介して半導体レーザ素子１が固定されている。この半導体レーザ素子１は、その上下端からレーザ光３を発光する。
【００７９】
前記サブマウント５３は、熱伝導性が良好なＳｉＣで形成されている。また、図１７に示すように、半導体レーザ素子１は、ｐダウン、すなわち活性層７が近接するアノード電極（ｐ電極）１６の電極面が、ＰｂＳｎからなる接合材５４を介してサブマウント５３に設けられたメタライズ層５３ａ上に固定されている。アノード電極１６をサブマウント５３に固定するｐダウン構造は、熱源となる活性層７までの距離が、数μｍとカソード電極１７の場合に比較して大幅に短いことから熱抵抗が低くなり放熱性が向上する。
【００８０】
しかし、電気容量を低減するために２条の溝を設けた半導体レーザ素子は、前記溝が熱発生源からの放熱の抵抗となるが、本実施形態の半導体レーザ素子１は、熱が溜まりやすい光導波路の端部分を構成する光導波路形成部１１の端部分を幅広部４３として放熱部１２を構成しているため、放熱面積が増大し、光導波路の端の部分の放熱性が高くなる。
【００８１】
これによって光出力の向上を高くすることができるとともに、光導波路の端部分が光学的損傷を受け難くなるため半導体レーザ素子の長寿命化が図れる。
【００８２】
一方、前記ステム５０の主面には半導体レーザ素子１の下端から発光されるレーザ光３を受光し、レーザ光３の光出力をモニターする受光素子５５が固定されている。また、前記ステム５０には３本のリード５６が固定されている。１本のリード５６はステム５０の裏面に電気的および機械的に固定され、他の２本のリード５６はステム５０を貫通し、かつガラスのような絶縁体５７を介してステム５０に対し電気的に絶縁されて固定されている。前記ステム５０の主面に突出する２本のリード５６の上端は、それぞれワイヤ６０を介して半導体レーザ素子１および受光素子５５の各電極に接続されている。
【００８３】
他方、前記ステム５０の主面には窓６１を有する金属製のキャップ５１に固定され、半導体レーザ素子１およびヒートシンク５２を封止している。前記窓６１はキャップ５１の天井部に設けた円形孔を透明なガラス板６２で気密的に塞ぐことによって形成されている。したがって、半導体レーザ素子１の上端から出射したレーザ光３は、前記透明なガラス板６２を透過してステム５０とキャップ５１とによって形成されたパッケージ外に放射される。なお、前記ステム５０の外周部分には、相互に対峙して設けられる一対のＶ字状切欠部６５と、矩形状切欠部６６が設けられ、組立時の位置決めに使用されるようになっている。
【００８４】
本実施形態の半導体レーザ装置は、所定のリード５６に所定の電圧を印加することによって半導体レーザ素子１からレーザ光３を発光する。
【００８５】
本実施形態の半導体レーザ素子は、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、前記溝１０は屈曲して前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くして放熱部１２を形成してあることから、光導波路（共振器）２の端部分（出射面部分）の放熱性を向上させることができる。
【００８６】
本実施形態の半導体レーザ素子は、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、前記溝１０は屈曲して前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くして放熱部１２を形成した構造となっていることから、化合物半導体基板を縦横に分断して半導体レーザ素子１を製造する場合、放熱部１２の部分で劈開が発生したり、あるいはクラックが発生することがなくなり、半導体レーザ素子１の信頼性が高くなる。
【００８７】
本実施形態の半導体レーザ素子の製造方法においては、２条の溝１０によって帯状の光導波路形成部１１を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした半導体レーザ素子１の製造方法において、前記溝１０を屈曲させて前記光導波路形成部１１の両端部分を幅広くすることから、光導波路２の端部分（出射面部分）の放熱性を向上できる半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００８８】
したがって、光出力を高くできる半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００８９】
また、光導波路２の出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、寿命の長い半導体レーザ素子１を製造することができる。
【００９０】
また、化合物半導体基板を縦横に分断（劈開）して半導体レーザ素子１を製造する場合、光導波路形成部１１の幅が広い部分を劈開させるため、劈開時の応力集中によって劈開不良やクラック発生を防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子１を高歩留りに製造することができる。
【００９１】
本実施形態の場合劈開時の端面ステップ発生を１００％防ぐことができる。
【００９２】
本実施形態の半導体レーザ装置においては、高周波重畳が掛けやすい電気容量低減構造からなる半導体レーザ素子１にあっては、光導波路形成部１１上に設けられる電極（アノード電極１６）を支持体（サブマウント５３）に接合材５４を介して固定する構造となっているが、前記光導波路形成部１１の両端部分は幅広の放熱部１２を構成していることから、熱伝達面積が多くなり、光導波路２の端面である出射面部分での放熱性が向上するため、半導体レーザ装置の高出力化が達成できるとともに、長寿命化が達成できる。
【００９３】
たとえば、光導波路形成部を設けない従来の半導体レーザ素子（半導体レーザ装置）の場合、遮断周波数（ｆc）は２００〜３００ＭＨｚ、最大光出力４０〜５０ｍＷであるが、本実施形態の半導体レーザ装置（半導体レーザ素子）の場合、遮断周波数は８００ＭＨｚと４倍程度向上させることができるとともに、２５℃において８０〜９０ｍＷ、６０℃において７０〜８０ｍＷの最大光出力を得ることができた。
【００９４】
また、半導体レーザ素子１の出射面に非対称コーティングを施すことにより、６０℃において３０ｍＷ定出力で２０００時間以上の安定動作が得られた。
【００９５】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施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。
【００９６】
すなわち、光導波路形成部の細幅部の幅は前記実施例に限定されるものではなく、レーザ光の発光特性や放熱特性等を勘案して決定すればよい。たとえば、前記半導体レーザ素子１において、前記光導波路形成部１１の細幅部１３の幅を６０〜８０μｍとした半導体レーザ素子の場合、遮断周波数（ｆc）は５００ＭＨｚとなり、最大光出力は２５℃で８０〜９０ｍＷ、６０℃で７０〜８０ｍＷとなる。また、信頼性に関しては、６０℃において３０ｍＷの定出力動作で２０００時間以上の安定動作が得られる。
【００９７】
また、光導波路形成部の両端の放熱部の幅を半導体レーザ素子の幅一杯に広くしてもよい。この場合、さらに放熱性が向上する。
【００９８】
また、図１８に示すように、光導波路形成部１１の両側部分全体を低く形成してもよい。
【００９９】
また、前記実施形態では、活性層を多重量子井戸構造としたが単一の量子井戸構造であっても前記実施例同様な効果が得られる。
【０１００】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＩｎＰやＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰによる多層成長層を形成した半導体レーザに適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、他の化合物半導体による半導体レーザあるいは長波長帯の半導体レーザにも同様に適用できる。
【０１０１】
本発明は少なくともリッジ構造の半導体レーザ素子の製造技術には適用できる。
【０１０２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【０１０３】
（１）半導体レーザ素子は、２条の溝によって帯状の光導波路形成部を形成して電気容量を低減し、高周波重畳が掛かり易くして戻り光による雑音が発生し難くした構造となっているが、さらに前記溝は屈曲して前記光導波路形成部の両端部分を幅広くして放熱部を形成してあることから、光導波路の端部分の放熱性を向上させることができる。
【０１０４】
（２）光導波路の端部分の放熱性が向上することから、光出力の増大を図ることができる。
【０１０５】
（３）光導波路の端部分の放熱性が向上することから、出射面部分の熱に伴う光学損傷を防ぐことができるため、半導体レーザの長寿命化が達成できる。
【０１０６】
（４）化合物半導体基板を分断して半導体レーザ素子を製造する際、分断部分に細い溝が存在しないため、細い溝での劈開やクラック発生が防止でき、信頼性の高い半導体レーザ素子を高歩留りで製造することができる。この結果、半導体レーザ素子および半導体レーザ装置のコストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である半導体レーザ素子を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本実施形態の半導体レーザ素子における多重量子井戸活性層の構造を示す一部の断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、化合物半導体基板の主面に所望の化合物半導体層を積層形成した状態を示す断面図である。
【図７】図６の一部を示す拡大断面図である。
【図８】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、リッジを形成した状態を示す断面図である。
【図９】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、リッジの両側に電流狭窄層を形成し、かつリッジおよび電流狭窄層上にキャップ層を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、メサエッチングを形成した状態を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、メサエッチングを形成した状態を示す平面図である。
【図１２】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の主面側に絶縁膜を形成した状態を示す断面図である。
【図１３】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】本実施形態の半導体レーザ素子の製造において、半導体基板の裏面側に電極を形成した状態を示す平面図である。
【図１６】本実施形態の半導体レーザ装置を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図１７】本実施形態の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子の固定状態を示す断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態である半導体レーザ素子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザ素子、２…光導波路（共振器）、３…レーザ光、５…化合物半導体基板（ｎ型ＧａＡｓ基板）、６…多層成長層、７…活性層（ＧａＩｎＰ／ＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ歪多重量子井戸構造活性層）、１０…溝、１１…光導波路形成部、１２…放熱部、１３…細幅部、１４…溝、１６…アノード電極、１７…カソード電極、２０…ｎ型ＧａＡｓバッファ層、２１…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層、２２…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ光導波層、２３…ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、２４…ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、２５…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、２６…絶縁膜層、３０…アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層、３１…アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰ量子障壁層、３２…アンドープＡｌX Ｇａ1-X ＩｎＰガイド層、３３…リッジ、３５…前方コーティング膜、３６…後方コーティング膜、４０，４１…エッチングマスク、４２…単位素子形成領域、４３…幅広部、４５…電極材料、４６…エッチングマスク、５０…ステム、５１…キャップ、５２…ヒートシンク、５３…サブマウント、５３ａ…メタライズ層、５４…接合材、５５…受光素子、５６…リード、５７…絶縁体、６０…ワイヤ、６１…窓、６２…ガラス板、６５…Ｖ字状切欠部、６６…矩形状切欠部。
Claims (10)
- 化合物半導体基板と、前記化合物半導体基板の主面側に直接または所望の化合物半導体層を介して設けられた化合物半導体層からなる第１導電型光導波層と、前記第１導電型光導波層上に設けられた化合物半導体層からなる活性層と、前記活性層上に設けられた化合物半導体層からなる第２導電型光導波層と、前記第２導電型光導波層側から設けられかつ前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝と、前記２条の溝に挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部と、前記光導波路形成部上に形成され前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極とを有する半導体レーザ素子であって、前記２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子。
- 前記光導波路形成部の端部分は半導体レーザ素子の幅一杯に広がっていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。
- 前記活性層は単一の量子井戸層または複数個の量子井戸層による量子井戸構造で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体レーザ素子。
- 前記溝の側面はいずれの結晶方向においても順メサ構造となり、前記溝上には絶縁膜が設けられかつ一部の絶縁膜上には電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の半導体レーザ素子。
- 前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層はＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の半導体レーザ素子。
- 化合物半導体基板の主面に直接または所望の化合物半導体層を介して化合物半導体層からなる第１導電型光導波層，化合物半導体層からなる活性層，化合物半導体層からなる第２導電型光導波層等を順次重ねて形成する工程と、前記第２導電型光導波層側から前記活性層を貫いて前記第１導電型光導波層の表層部分にまで到達する２条の溝を形成して前記２条の溝によって挟まれかつ光導波路を含む帯状の光導波路形成部を形成する工程と、前記光導波路形成部上に前記第２導電型光導波層に電気的に接続される電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ素子の製造方法であって、前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなるように前記２条の溝を前記光導波路形成部の両端部分では徐々に離れて広がるように形成し、前記電極形成時には徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分上に前記電極を形成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記溝の形成時、前記溝の側面がいずれの結晶方向においても順メサ構造になるようなエッチング方法でエッチングすることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記活性層を単一の量子井戸層または複数個の量子井戸層による量子井戸構造で形成することを特徴とする請求項６または請求項７記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第１導電型光導波層，活性層および第２導電型光導波層をＡｌＧａＩｎＰ層またはＧａＩｎＰ層で形成することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 支持体と、前記支持体に接合材を介して固定される半導体レーザ素子とを有し、前記半導体レーザ素子は化合物半導体基板の主面側に光導波路を形成する活性層等が設けられるとともに、前記化合物半導体基板の主面側に設けられた電極面が接合材を介して前記支持体に固定され、かつ前記化合物半導体基板の主面側に設けられ前記活性層を貫く２条の溝間に光導波路を含みかつ帯状となる光導波路形成部を有することを特徴とする半導体レーザ装置であって、前記半導体レーザ素子の前記溝は前記光導波路形成部の端側で屈曲し前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記 ２条の溝は前記光導波路形成部の両端部分では相互に徐々に離れるように屈曲延在して前記光導波路形成部の端部分の幅が他の部分に比較して広くなり、前記電極は徐々に広がる前記光導波路形成部の端部分にも設けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。
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