JP4830315B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
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Description
前記共振面に近接する領域において、前記導波路領域から離間して、前記第2導電型の半導体層に複数の凹部が形成され、前記凹部の少なくとも一部は、前記共振面に対して傾斜した第1の構成辺と、前記共振面に対して前記第1の構成辺と異なる方向に傾斜した第2の構成辺とを有し、前記第1の構成辺と第2の構成辺が連続していることを特徴とするものである。
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。半導体レーザ素子は、第1の主面と第2の主面とを有する半導体基板101の第1の主面上に第1導電型の窒化物半導体層200と、活性層205と、第2導電型の窒化物半導体層210とが積層されている。また、基板101は導電性を有しており、基板101の第2の主面上と、第2導電型の窒化物半導体層210上とに電極が形成された対向電極構造となっている。対向電極構造とすることによって、大電流を投入することが可能となり、高出力発振をすることができる。また、第2導電型の半導体層210には、ストライプ状のリッジ部10が形成されており、リッジ部10の下方がストライプ状の導波路領域が形成となる。この導波路領域に対して略垂直な端面20が、レーザの共振面となる。
以下、本実施の形態の半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
本実施の形態では、第1の主面と第2の主面とを有する基板を用いる。該基板の第1の主面側には半導体層を積層しており、第2の主面側には電極を有する。半導体層は、第1導電型の半導体層と第2導電型の半導体層とで、活性層を挟んだ分離光閉じ込め型(SCH)構造としている。これは活性層よりバンドギャップの大きい光ガイド層を活性層の上下に備えることで光の導波路を構成するものである。
まず、基板101上に半導体層を成長させる。本実施の形態では、基板には窒化物半導体基板101を用いる。窒化物半導体基板101としては、III族元素であるB、Ga、Al、In等と窒素との化合物であるGaN、AlN、AlGaN、InAlGaN等を用いることが好ましい。また、窒化物半導体基板101には、n型不純物やp型不純物を含有させても良い。
本実施形態では第1導電型の半導体層200をn側半導体層とし、第2導電型の半導体層210をp側半導体層とした構成とする。本実施形態の窒化物半導体レーザ素子は、活性層の両側に光ガイド層を形成したSCH(Separate Confinement Heterostructure)構造としている。更に、その両側にn側クラッド層、p側クラッド層を形成している。クラッド層には屈折率の低い窒化物半導体層を設けて光閉じ込めをする。クラッド層はキャリア閉じ込め効果もある。また、前記各層の間に応力緩衝層を有する構造としてもよい。
(第1導電型の半導体層200)
まず、第1導電型の半導体層200として、n型不純物ドープAlxGa1−xN(0≦x≦0.5)から成るn側クラッド層203、AlxGa1−xN(0≦x≦0.3)から成るn側光ガイド層204を成長する。n側クラッド層203は、単一層であっても、多層であっても良い。n側クラッド層203が単一層である場合、n側クラッド層203は、一般式がAlxGa1−xN(0≦x≦0.2)であって、膜厚は0.5〜5μmであることが好ましい。n側クラッド層203が多層である場合、n側クラッド層が超格子構造であることが好ましい。例えば、AlxGa1−xN(0≦x≦0.1)から成る第1の層とAlyGa1−yN(0.01≦y≦1)から成る第2の層との積層によってn側クラッド層203を構成できる。また、n側クラッド層203と基板101の第1主面上との間に、低温成長バッファ層、中間層及びクラック防止層を介在させても良い。また、n側クラッド層203と基板101の第1主面上との間に、下地層を介在させても良い。下地層は、AlaGa1−aN(0≦a≦0.5)とすることが好ましい。これにより、窒化物半導体層の表面上に発生する転位(貫通転位等)やピットを低減させることができる。下地層は単一層、または多層とすることができる。
次に、活性層205として、一般式がInxAlyGa1−x−yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)で表される窒化物半導体層を成長することが好ましい。この一般式中でAl含有量を高くすると紫外域の発光が可能となる。またIn含有量を多くすれば長波長側の発光も可能である。組成を適宜選択することにより、360nm〜580nmまでが発光可能となる。また、活性層205は、量子井戸構造にすると発光効率が向上する。ここで、井戸層の組成はInの混晶が0<x≦0.5であることが好ましい。井戸層の膜厚としては、30〜200オングストロームであり、障壁層の膜厚としては、50〜300オングストロームであることが好ましい。尚、活性層の多重量子井戸構造は、障壁層から始まり井戸層で終わっても、障壁層から始まり障壁層で終わっても、井戸層から始まり障壁層で終わっても、また井戸層から始まり井戸層で終わってもよい。好ましくは障壁層から始まり、井戸層と障壁層とのペアを2〜8回繰り返してなるものであって、障壁層で終わる構成である。井戸層と障壁層とのペアを2〜3回繰り返すと、しきい値を低下させて寿命特性を向上させることができる。
次に、第2導電型の半導体層210として、p型不純物ドープAlxGa1−xN(0≦x≦0.5)から成るp側電子閉じ込め層206、AlxGa1−xN(0≦x≦0.3)から成るp側光ガイド層207、p型不純物ドープAlxGa1−xN(0≦x≦0.5)から成るp側クラッド層208、p型不純物ドープAlxGa1−xN(0≦x≦1)から成るp側コンタクト層209を形成する。p側電子閉じ込め層206は省略可能である。
窒化物半導体基板101上にn側半導体層200、活性層205及びp側半導体層210を積層したウェハーを半導体成長装置の反応容器から取り出す。次に、応力緩和の目的のために、レーザ素子の側面にあたる位置において、p側半導体層210、活性層205及びn側半導体層200の一部をエッチングし、n側半導体層200を部分的に露出させる。n側半導体層200の露出面は、特に限定するのもではないが本実施形態ではn側クラッド層203としている。エッチングには、Cl2、CCl4、BCl3、SiCl4ガス等を用いたRIE法を用いることができる。
次に、p側半導体層210にストライプ状の導波路領域を形成する。p側半導体層210の最上層であるp側コンタクト層209の表面にSiO2等より成る保護膜を形成する。この保護膜のパターンはストライプ状の導波路領域を形成するためのパターン形状をしている。保護膜のパターニングは、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィにより行うことができる。まず、SiO2の上にフォトレジストをコートし、次に投影露光装置を用いてフォトレジストを露光する。このとき露光を400nm以下の短波長の光で行うことが好ましい。例えば、400nm以下より好ましくは370nm以下の紫外光で露光を行うと、窒化物半導体基板101が光を吸収する。従って、窒化物半導体基板101の裏面における光の乱反射がなくなり、精度良くパターニングすることができる。この方法は、リッジ部形成以外のあらゆるパターニング工程で有効である。そして、パターニングされたフォトレジストをマスクとして、SiO2をストライプ状にパターニングし、SiO2をマスクとして、ストライプ状の導波路領域以外のp型半導体層210をエッチングする。エッチングにはCl2やCCl4、SiCl4、BCl3のような塩素系のガスを用いたRIE法が好ましい。導波路領域であるリッジ部10の幅は1.0μm〜50.0μmとすることが好ましい。導波路領域のストライプ方向の長さは300μm〜1000μmであることが好ましい。特にシングルモードのレーザ光とする場合、リッジ部10の幅は1.0μm〜2.0μmに狭くするのが好ましい。一方、リッジ部の幅を10μm以上に広くすれば、200mW以上の出力が可能となる。リッジ部10の高さ(エッチングの深さ)は、本実施の形態ではp側クラッド層208が露出する深さとなっている。但し、大電流を流すと、リッジ部10以下で電流が急激に横方向に広がりやすい。そのためリッジ部を深く形成することが好ましい。例えば、p側光ガイド層207が露出する深さまでエッチングしてリッジ部を形成することが好ましい。
ストライプ状の導波路領域であるリッジ部10を形成した後、p側半導体層210の表面に凹部110を形成する。凹部110は導波路領域を規定するリッジ部10から離間した位置に形成する。凹部110は、リッジ部10の端から0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上離すことが望ましい。
その後、リッジ部の側面を絶縁膜220で保護する。この絶縁膜220とは半導体層よりも屈折率が小さく、絶縁性の材料から選ばれる。具体例としては、ZrO2、SiO2、その他にはV、Nb、Hf、Ta等の酸化物である。絶縁膜220は、凹部110の形成領域にも形成することが好ましい。それによって凹部110の内面に露出したn側半導体層200がp電極230とショートすることを防止できる。
リッジ部10の側面を絶縁膜(=埋込膜)220で保護した後、p側コンタクト層209の表面にp電極230を形成する。好ましくは、p側コンタクト層209及び絶縁膜220の上にp電極230を形成する。p電極230は、例えばNiとAuから成る2層構造のような多層構造とすることが好ましい。p側コンタクト層209上にNiを50Å〜200Åの膜厚で形成し、次にAuを500Å〜3000Åの膜厚で形成する。また、p電極を3層構造とする場合にはNi/Au/Pt、Ni/Au/Pd等にしても良い。このような3層構造において、Niを50Å〜200Åの膜厚で形成し、Auを500Å〜3000Åの膜厚で形成し、最終層となるPtやPdは500Å〜5000Åの膜厚で形成することが好ましい。
その後、前工程で露出したn側半導体層200の側面等に保護膜240を形成する。次に、p電極230の上にパッド電極250を形成する。またパッド電極250は、Ni、Ti、Au、Pt、Pd、W等の金属からなる積層体とすることが好ましい。例えば、パッド電極250は、p電極側からW/Pd/Au、又はNi/Ti/Auの順に形成することが好ましい。パッド電極250の膜厚は特に限定されないが、最終層のAuの膜厚を1000Å以上とすることが好ましい。尚、本発明における半導体レーザ素子は、図1や図2に示すように保護膜240はp電極230を被覆するものに限定されない。
窒化物半導体基板101の第2の主面にn電極232を形成する。n電極232は、CVDやスパッタ、蒸着等で形成することができる。n電極232は、少なくともTi、Ni、Au、Pt、Al、Pd、W、Rh、Ag、Mo、V、Hfから成る群より選ばれる少なくとも1つを有することが好ましい。またn電極232は、多層構造とし、その最上層をPtまたはAuにすると、n電極232からの放熱性を向上させることができる。また、これらの材料を選択することによって、特に窒化物半導体から成る基板101との間のオーミック特性が良好になる。また、窒化物半導体から成る基板101とn電極232との密着性も良くなるため、ウェハーからバー化又はチップ化するための劈開工程でn電極232が剥がれにくくなる。n電極232の膜厚は、10000Å以下、好ましくは6000Å以下とすることが望ましい。n電極232を多層構造とする場合、第1の層をV、Ti、Mo、W、Hf等とすることが好ましい。ここで第1の層の膜厚は500Å以下とする。また第1の層をWにした場合、300Å以下とすると良好なオーミック特性が得られる。第1の層をVとすれば、耐熱性が向上する。ここで、Vの膜厚は50Å以上300Å以下、好ましくは70Å以上200Åとすると、良好なオーミック特性を得ることができる。
n電極232を形成した後、ストライプ状のp電極230に垂直な方向にウェハーをバー状に分割して共振面を形成する。ここで、共振面は、M面(1−100)やA面(11−20)であることが好ましい。ウェハーをバー状に分割する方法としては、ブレードブレイク、ローラーブレイク、又はプレスブレイク等がある。
1)まず窒化物半導体基板の第1の主面側、又は第2の主面側からスクライブにより予め劈開補助線を形成する。劈開補助線は、バーの全幅に渡って、若しくはバー内で各素子の両端に該当する位置に形成する。好ましくは、劈開補助溝をバーを形成する劈開方向に破線状に間隔をあけて形成する。これによって、劈開方向が屈曲することを抑制することができる。なお、劈開補助線はエッチング等により形成しても良い。また、n側半導体層を露出する工程や凹部を形成する工程等の他工程と同時に行うこともできる。
2)次にブレイカーによりウェハーをバー状に分割する。劈開方法には、ブレードブレイク、ローラーブレイク、又はプレスブレイク等がある。前記n電極は、半導体基板の第2の主面に部分的、又は全面に形成されている。
更にバー状となった窒化物半導体基板を、電極のストライプ方向に垂直な方向に分割して、窒化物半導体レーザ素子をチップ化する。半導体レーザ素子としてチップ化した後の形状は矩形状であって、矩形状の共振面の幅は500μm以下、好ましくは400μm以下とする。
本実施の形態では、ウエハーをバー状に分割して共振面を形成する際に、ウエハーの劈開を容易にする形態について説明する。本実施の形態の半導体レーザは、以下に説明する点を除いて、実施の形態1の半導体レーザと同様である。
本実施形態では、図11に示すように、基板101の第1の主面上にp電極230とn電極232が両方形成されている。すなわち、基板101の第1の主面上に、第1導電型の半導体層200と、活性層205と、第1導電型とは異なる導電型をした第2導電型の半導体層210が積層されている。第2導電型の半導体層210と、活性層205と、第1導電型の半導体層200の一部とがエッチングされ、第1導電型の半導体層200が露出している。そして、その露出した第1導電型の半導体層200にn電極232が形成されている。その他の点は実施の形態1と同様である。本実施形態の構成であれば、基板はGaNやSiC等の導電性基板に限定されず、サファイア等の絶縁性基板を用いることもできる。本実施形態に限らず、本発明の半導体レーザ素子は、第1導電型の半導体層にはn型半導体層を含んでおり、第2導電型の半導体層にはp型半導体層を含んでいる構成とすることができる。
本実施形態では、図12に示すように、半導体層のpパッド電極250をヒートシンクへの実装面とする。その他の構成は実施形態1と同様とする。pパッド電極250の上に、ワイヤーではなく、外部電極等と接続させるためのメタライズ層(バンプ)を形成したフェイスダウン構造とする。ここで、pパッド電極250をメタライズ層と併用してもよい。メタライズ層(図示されていない)としては、Ag、Au、Sn、In、Bi、Cu、Zn等の材料から成る単層又は多層を用いることができる。窒化物半導体基板を用いることでフェイスダウン構造の窒化物半導体素子を再現性よく提供することができる。また本実施形態の構造であれば、放熱性がよく信頼性が向上する。
本実施の形態では、p側コンタクト209上にのみp電極230を形成したものがある。その他の構成は実施形態1と同様とする。絶縁層220とp電極230は密着性が悪い。この構造であれば、絶縁層220とp電極230は接合していないため、絶縁層220とp電極230との界面でp電極230が剥がれることがなくなる。
本実施の形態では、凹部110に加えて、イオン注入領域130を形成した例について説明する。イオン注入領域130は、導波路からの漏光を吸収し、さらにリップルを抑制する役割を果たす。
まず、リッジ部10を形成するまでは実施の形態1と同様である。リッジ部10を形成した後、p型窒化物半導体層210の表面にイオン注入領域130と凹部110とを形成する。まず、イオン注入領域130を形成する。フォトリソグラフィー技術を用いてイオン注入領域に開口部をもったレジストパターンを形成する。次に、イオン注入装置を用いてレジストパターンの開口部にイオン注入を行う。加速電圧を30keV以上とすることが好ましい。またドーズ量を5×1015以上5×1020以下、好ましくは1×1016以上1×1020atoms/cm−2以下の条件で行うことが望ましい。イオン注入領域130はリッジ部10から離間した位置に形成する。リッジ部からイオン注入領域130の端までの距離が少なくとも0.5μm以上であることが好ましい。その後、剥離液で前記レジストパターンを除去する。
本実施の形態における半導体レーザ素子は、実施の形態3と同様に、基板101の第1の主面上にp電極230とn電極232が両方形成されている。その他の点は実施の形態6と同様である。
本実施の形態における半導体レーザ素子は、実施の形態6に示した半導体レーザ素子において、凹部110の内側に光吸収層111を形成している。その他の点は、実施の形態6と同様である。光吸収層111は、実施の形態1で説明したものと同様である。
本実施の形態では、実施の形態4と同様に半導体層のp電極側をヒートシンクへの実装面とする。その他の構成は実施の形態6と同様とする。
続いて、1050℃でTMA(トリメチルアルミニウム)、TMG、アンモニア、シランガスを用い、Siを1×1019/cm3ドープしたAl0.03Ga0.97Nよりなる層を膜厚2μmで成長させる。なお、このn側クラッド層は超格子構造とすることもできる。
続いて、シランガスを止め、1050℃でアンドープGaNよりなるn側光ガイド層を0.175μmの膜厚で成長させる。このn側光ガイド層にn型不純物をドープしても良い。
次に、温度を800℃にして、SiドープIn0.02Ga0.98Nよりなる障壁層を140Åの膜厚で成長させ、続いて同一温度で、アンドープIn0.07Ga0.93Nよりなる井戸層を70Åの膜厚で成長させる。障壁層と井戸層とを2回交互に積層し、最後に障壁層で終わり、総膜厚560Åの多重量子井戸構造(MQW)の活性層を成長させる。
次に、温度を1050℃に上げ、TMG、TMA、アンモニア、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、p側光ガイド層よりもバンドギャップエネルギーが大きい、Mgを1×1020/cm3ドープしたp型Al0.25Ga0.75Nよりなるp側キャップ層を100Åの膜厚で成長させる。該p側キャップ層は省略可能である。
続いてCp2Mg、TMAを止め、1050℃で、バンドギャップエネルギーがp側キャップ層10よりも小さい、アンドープGaNよりなるp側光ガイド層を0.14μmの膜厚で成長させる。
続いて、1050℃でアンドープAl0.10Ga0.90Nよりなる層を25Åの膜厚で成長させ、続いてCp2Mg、TMAを止め、アンドープGaNよりなる層を25Åの膜厚で成長させ、総膜厚0.4μmの超格子層よりなるp側クラッド層を成長させる。
最後に、1050℃で、p側クラッド層の上に、Mgを1×1020/cm3ドープしたp型GaNよりなるp側コンタクト層を150Åの膜厚で成長させる。
次に導波路領域のリッジ部の端面近傍で該リッジ部から離間した位置にフォトリソグラフィー技術を用いて複数の六角形状の開口部を有するレジストパターンを形成し、RIE(反応性イオンエッチング)を用いてSiCl4ガスによりn側クラッド層203に達するまでエッチングする。以上よりp側コンタクト層の表面に六角形状の凹部110を形成することができる。凹部110の配列は、図4Aと同様にした。すなわち、凹部110は直径が2μm、深さが1.5μmであって、リッジ部10の左右それぞれに、出射端面側から第1列目に6個、第2列目に5個、第3列目に6個の合計17個が形成されている。すなわちリッジ部の左右に17個ずつ、合計34個形成する。第1列目の凹部110aは、リッジ部を挟んで対称な位置にある最短の凹部同士の中心間距離は8μmである。リッジ部10から最も近い凹部110aの中心までの距離は2.3μmである。また、隣接する凹部110a同士の中心間距離は4μmである。第2列目の凹部110bは、第1列目の凹部1110aをリア側へ2μm、レーザの側面方向へ2μm動かした位置に形成する。但し、第2列目の凹部110bの数は片側5個とする。リッジ部を挟んで対称な位置にある最短の凹部同士の中心間距離は12μmである。このときリッジ部10から最も近い凹部110bの中心までの距離は4.3μmである。また、凹部110b同士の間隔は第1列目と同じである。第3列目の凹部110cは、第1列目の凹部110aをリア側に4μm移動した位置に形成する。第3列目の凹部110cの数は第1列目の凹部110aと同じ6個にする。また、リッジ部を挟んで対称な位置にある最短の凹部同士の中心間距離や、凹部110c同士の間隔も第1列目の凹部110aと同じである。
凹部110を形成しなかった他は実施例1と同様にして半導体レーザ素子を作成する。この半導体レーザ素子のX方向におけるFFPを図17に示す。FFPに多数のリップルが観察される。
(GaN基板101)
2インチφ、膜厚400μmであって、C面を主面とするGaNよりなる基板101をMOVPE反応容器内にセットする。このGaN基板101は、結晶欠陥が105個/cm2以下である。
続いて、1050℃でTMA(トリメチルアルミニウム)、TMG、アンモニアを用い、アンドープAl0.16Ga0.84Nよりなる層を25オングストロームの膜厚で成長させ、続いてTMAを止めて、シランガスを流し、Siを1×1019/cm3ドープしたn型GaNよりなる層を25オングストロームの膜厚で成長させる。それらの層を交互積層して超格子層を構成し、総膜厚1.2μmの超格子よりなるn側クラッド層203を成長させる。
続いて、シランガスを止め、1050℃でアンドープGaNよりなるn側光ガイド層204を0.1μmの膜厚で成長させる。このn側光ガイド層にn型不純物をドープしても良い。
次に、温度を800℃にして、SiドープIn0.05Ga0.95Nよりなる障壁層を100オングストロームの膜厚で成長させ、続いて同一温度で、アンドープIn0.2Ga0.8Nよりなる井戸層を75オングストロームの膜厚で成長させる。障壁層と井戸層とを2回交互に積層し、最後に障壁層で終わり、総膜厚450オングストロームの多重量子井戸構造(MQW)の活性層205を成長させる。
次に、温度を1050℃に上げ、TMG、TMA、アンモニア、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、p側光ガイド層207よりもバンドギャップエネルギーが大きい、Mgを1×1020/cm3ドープしたp型Al0.3Ga0.7Nよりなるp側電子閉じ込め層206を100オングストロームの膜厚で成長させる。
続いてCp2Mg、TMAを止め、1050℃で、バンドギャップエネルギーがp型キャップ層206よりも小さい、アンドープGaNよりなるp型光ガイド層207を0.1μmの膜厚で成長させる。
続いて、1050℃でアンドープAl0.16Ga0.84Nよりなる層を25オングストロームの膜厚で成長させ、続いてCp2Mg、TMAを止め、アンドープGaNよりなる層を25オングストロームの膜厚で成長させ、総膜厚0.6μmの超格子層よりなるp型クラッド層208を成長させる。
最後に、1050℃で、p型クラッド層208の上に、Mgを1×1020/cm3ドープしたp型GaNよりなるp型コンタクト層209を150オングストロームの膜厚で成長させる。
ストライプ状のリッジ部10を形成した後に、該リッジ部10にレジストパターンを形成する。次に、基板101をイオン注入装置内にセットする。リッジ部10以外の露出しているp側ガイド層207にAlイオン注入を行う。加速電圧を30keV、ドーズ量を1×1016atoms/cm2とする。Alイオンの注入領域130はリッジ部の両側に形成する。Alイオンの注入領域130は、リッジ部から左右に2μm離間した位置から幅5μm、リッジ部のストライプ方向に10μmの面積で形成する。その後、剥離液で前記レジストパターンを除去する。
次にリッジ部10及びp側ガイド層206にフォトリソグラフィー技術を用いてレジストパターンを形成する。このレジストパターンには開口部を形成しており、イオン注入領域の後部を、RIE(反応性イオンエッチング)を用いてSiCl4ガスによりエッチングをする。凹部110のエッチング深さは0.8μmであって、凹部の底面はn側クラッド層203に達する。凹部110はリッジ部の左右両側に幅5μm、リッジ部のストライプ方向に2μmで形成される。その後、剥離液で前記レジストパターンを除去する。
110・・・凹部
111・・・光吸収層
120・・・劈開補助溝
130・・・イオン注入領域
200・・・第1導電型の半導体層
205・・・活性層
210・・・第2導電型の半導体層
232・・・n電極
220・・・絶縁膜
230・・・p電極
250・・・pパッド電極
Claims (23)
- 基板の主面上に第1導電型の半導体層と、活性層と、第1導電型とは異なる導電型をした第2導電型の半導体層と、前記第2導電型の半導体層においてストライプ状領域に電流を狭窄することによって形成された導波路領域と、該導波路領域に対して略垂直な端面に設けられた共振面と、を備えてなる半導体レーザ素子において、
前記共振面に近接する領域において、前記導波路領域から離間して、前記第2導電型の半導体層に複数の凹部が形成され、
前記凹部の少なくとも一部は、前記共振面に対して傾斜した第1の構成辺と、前記共振面に対して前記第1の構成辺と異なる方向に傾斜した第2の構成辺とを有し、前記第1の構成辺と第2の構成辺が連続していることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 前記凹部は、共振面の出射端面側にある請求項1に記載の半導体レーザ素子。
- 前記凹部の一部は、出射端面と接している、及び/又は交叉する請求項1又は請求項2に記載の半導体レーザ素子。
- 前記凹部の少なくとも一部の平面形状は、円形、三角形、六角形又は平行四辺形、ライン状、屈曲したライン状からなる群から選択された1以上である請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1の構成辺と前記第2の構成辺とが交互に配列されていることを特徴とする請求項4に記載の半導体レーザ素子。
- 前記凹部は、前記導波路の長手方向に複数列配列されており、前記凹部を共振面側から導波路の長手方向に見たときに、奇数列の凹部と偶数列の凹部とが互いに接する又は部分的に重なっていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記凹部の底面は、第1導電型の半導体層内である請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1導電型の半導体層は、前記活性層の下側に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層の下側に形成されたクラッド層を具えており、前記凹部の底面が、前記クラッド層内にあることを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1導電型の半導体層は、前記活性層の下側に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層の下側に形成されたクラッド層と、前記クラッド層の下側に形成されたコンタクト層を具えており、前記凹部の底面が、前記コンタクト層内にあることを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2導電型の半導体層、前記活性層及び前記第1導電型の半導体層の一部が除去されて、前記第1導電型の半導体層の表面が露出しており、
前記凹部の底面が、前記第1導電型の半導体層の露出した表面と同一面上にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。 - 前記第2導電型の半導体層の表面に第2導電型用の電極が形成されており、前記第1導電型の半導体層の露出した表面に第1導電型用の電極が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2導電型の半導体層の表面に第2導電型用の電極が形成されており、前記基板の第2の主面に第1導電型用の電極が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体レーザ素子。
- 前記凹部には、光吸収層を有する請求項1乃至12のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記光吸収層は、前記活性層よりバンドギャップの狭い半導体である請求項13に記載の半導体レーザ素子。
- 前記光吸収層は、Ni、Cr、Ti、Cu、Fe、Zr、Hf、Nb、W、Rh、Ru、Mg、Si、Al、Sc、Y、Mo、Ta、Co、Pd、Ag、Au、Pt、In、それらの酸化物、SiN、BN、SiC、及びAlNよりなる群から選択された少なくとも1つである請求項13に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2導電型の半導体層に前記導波路領域を形成するためのストライプ状のリッジ部が形成されており、
前記リッジ部の側面から離間して、前記第2導電型の半導体層にイオン注入領域を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。 - 前記イオン注入領域は、共振面の出射端面側にある請求項16に記載の半導体レーザ素子。
- 前記共振面の出射端面側から反射端面側に向かって、前記イオン注入領域、前記凹部を順に有する請求項16又は請求項17に記載の半導体レーザ素子。
- 前記共振面の出射端面側から反射端面側に向かって、第1の前記イオン注入領域、前記凹部、第2の前記イオン注入領域を順に有する請求項16乃至請求項18のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記イオンは、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、亜鉛、ベリリウム、炭素、カルシウム、プロトンよりなる群から選択される少なくとも1つを原料として用いる請求項16に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2導電型の半導体層に前記導波路領域を形成するためのリッジ部が形成されており、
前記リッジ部から離間し、かつ、前記共振面近傍の領域において前記第2導電型の半導体層にイオン注入領域を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ素子。 - 前記第1導電型はn型であり、前記第2導電型はp型であることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1導電型の半導体層、前記活性層及び前記第2導電型の半導体層は、窒化物半導体よりなる請求項1乃至22のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
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