JP5326677B2 - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏光方向の安定した光出力が要求される用途に好適に適用可能な半導体レーザおよびその製造方法に関する。

半導体レーザには、端面射出型や面発光型などがあるが、面発光型は、基板に対して直交する方向に光を射出するため、同じ基板上に２次元アレイ状に多数の素子を配列することが可能である。このようなことから、近年、面発光型半導体レーザは、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源として注目されている。

この面発光型半導体レーザは、例えば、半導体基板上に一対の多層膜反射鏡が形成されており、その一対の多層膜反射鏡の間に発光領域を含む活性層を備えている。一対の多層膜反射鏡のうちの一方には、活性層への電流注入効率を高め、しきい値電流を下げるために、電流狭窄層が設けられている。この面発光型半導体レーザでは、電流は電流狭窄層により狭窄されたのち活性層に注入され、ここで発光し、これが一対の多層膜反射鏡で反射を繰り返しながらレーザ光として一方の電極（ｐ側電極）の光射出口から射出される。

このような面発光型半導体レーザでは、一般に、素子のばらつきにより偏光方向がばらついてしまうという不均一性や、出力や環境温度により偏光方向が変化してしまうという不安定性を有している。このため、面発光型半導体レーザをミラーやビームスプリッタといった偏波依存のある光学素子に対して適用する場合に問題がある。例えば、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源として用いた場合には、偏光方向のばらつきが像の結像位置や出力に差異を生じさせ、にじみや色むらが発生しやすい。

そこで、このような問題に対して、面発光型半導体レーザの内部に偏光制御機能を設け、偏光方向を一方向に安定化させる技術がいくつか報告されている。

例えば、（３１１）面を法線とし、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）からなる特殊な傾斜基板を用いる技術が知られている。このように特殊な傾斜基板を用いて面発光型半導体レーザを構成した場合、［−２３３］方向に対する利得特性が高くなり、レーザ光の偏光方向をこの方向に制御することが可能となる。また、レーザ光の偏光比も非常に高いものであり、面発光型半導体レーザの偏光方向を一方向に安定化させるために有効な技術であるとされている。

また、特許文献１には、ポスト断面のサイズを光のモードサイズよりも小さくすることにより偏光を制御する技術が開示されている。

また、特許文献２には、光射出口から射出されるレーザ光の特性に影響の及ばないような金属コンタクト層の一部に不連続部を形成し、不連続部の境界に対して平行方向をなす偏光を得る技術が開示されている。

さらに、特許文献３には、基板側の多層膜反射鏡内において、発光領域を間にして対向するように一対の酸化領域を設け、一対の酸化領域の対向方向に対して直交方向の偏光を得る技術が開示されている。

特許第２８９１１３３号公報 特表２００１−５２５９９５号公報 特開２００８−０１６８２４号公報

しかしながら、上記した傾斜基板は、（３１１）面を法線とする特殊な基板であるため、標準的な基板である（００１）面基板などと比較して非常に高額なものである。その上、このように特殊な傾斜基板を用いた場合、成長温度、ドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件も、（００１）面基板の場合と全く異なるため、簡易に製造するのが困難である。

また、上記特許文献１では、ポスト断面のサイズを光のモードサイズよりも小さくしているので、光出力が１ｍＷ程度と低くなってしまい、デジタルコピー機やプリンタ機用の光源のような高出力の要求される用途には適さない。

また、上記特許文献２では、実施例として、光射出口の縁部から７μｍ離れた位置に４．０〜４．５μｍの深さの溝（不連続部）を形成したものが記載されており、これにより溝に対して平行方向をなす偏光が得られたとしている。しかしながら、共振領域の短辺側の距離を回折損失効果が生じる程度まで小さくしなければ偏光方向を一方向に安定化させることができない。このため、回折損失効果が得られないような範囲（短辺側の距離が７μｍ）で形成された不連続部によっては、安定化させることができないと思われる。

さらに、上記特許文献３では、所定の光出力においては、レーザ光の偏光方向は一方向に安定化するものの、十分な安定性が得られにくく、個々の面発光型半導体レーザで偏光方向の安定性にバラつきが生じやすい。

このように、従来の技術では、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能な高出力の面発光型半導体レーザを、簡易かつ安価に製造することが困難であった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易かつ安価に製造可能であり、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化し、高出力化することの可能な半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。

本発明の半導体レーザは、基板側から順に、下部多層膜反射鏡、活性層および上部多層膜反射鏡を含む積層構造を備えたものである。積層構造は、下部多層膜反射鏡の上部部分、活性層および上部多層膜反射鏡を含む柱状のメサ部を有する。第１半導体レーザの下部多層膜反射鏡は、基板側から順に、相対的に酸化されにくい第１多層膜、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有し、第１多層膜は、Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、ｘ１〜ｘ１０は、式（５）で表される数式を満たし、
１≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（５）
第２半導体レーザの下部多層膜反射鏡は、基板側から順に、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有し、第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、ｘ３〜ｘ１０は、式（６）で表される数式を満たし、
１≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ８，ｘ１０）≧０…（６）
第２多層膜の低屈折率層のうちの少なくとも１層の中の中央領域を除く領域に、メサ部の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層を有する。

本発明の半導体レーザでは、下部多層膜反射鏡は、低屈折率層のうちの少なくとも１層の中に複数の酸化層を有し、これらの酸化層は、低屈折率層の中央領域を除く領域に、メサ部の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布している。これにより、複数の酸化層による応力が活性層に対して、低屈折率層のうちの少なくとも１層の中に同じように不均一に分布する酸化層を一層だけ有する場合よりも、不均一にかつ大きく発生する。このとき、複数の酸化層の不均一な分布が異方性を有している場合には、複数の酸化層による異方的な応力が活性層に発生するので、応力の向きと直交する方向の偏光成分が強められる一方、応力の向きと平行な方向の偏光成分が抑制される。これにより、レーザ光の偏光成分が一方向に強く固定される。

本発明の半導体レーザの製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含むものである。
（Ａ）第１半導体レーザは基板上に、基板側から順に、相対的に酸化されにくい第１多層膜、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有する下部多層膜反射鏡を形成する工程
第２半導体レーザは基板上に、基板側から順に、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有する下部多層膜反射鏡を形成する工程
第１多層膜は、Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、ｘ１〜ｘ１０は、式（５）で表される数式を満たす
１≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（５）
（Ｂ）下部多層膜反射鏡の上面側に、活性層および上部多層膜反射鏡をこの順に形成する工程
（Ｃ）上部多層膜反射鏡の上面側に、不均一な幅を有する環状の開口部を１または複数有する被覆層を形成する工程
（Ｄ）被覆層をマスクとしてドライエッチングすることにより開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成する工程
（Ｅ）溝部の側面を酸化することにより下部多層膜反射鏡に、溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する工程

本発明の半導体レーザの製造方法では、下部多層膜反射鏡、活性層および上部多層膜反射鏡を含む積層構造に、ドライエッチングにより開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部が形成される。次いで、溝部の側面からの酸化により、低屈折率層の相対的に酸化されやすい複数の屈折率層が溝部の側面側から酸化され、溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部が形成される。このとき、溝部の不均一な深さが異方性を有する場合には、酸化部の分布も溝部と同様の異方性を有することになる。この場合、酸化部による異方的な応力は、低屈折率層が相対的に酸化されやすい屈折率層を１層だけ有する場合よりも、活性層に大きく発生する。これにより、応力の向きと直交する方向の偏光成分が強められる一方、応力の向きと平行な方向の偏光成分が抑制される。よって、レーザ光の偏光成分が一方向に固定される。

本発明の半導体レーザによれば、下部多層膜反射鏡は、低屈折率層のうちの少なくとも１層の中の中央領域を除く領域に、メサ部の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層を有する。これにより、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能となる。

本発明の半導体レーザの製造方法によれば、ドライエッチングにより開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成し、その後の酸化により溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する。これにより、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することが可能となる。

また、基板は（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの特殊な基板である必要はなく、（１００）面基板でもかまわないので、簡易かつ安価に製造することができる。また、酸化層を低屈折率層の中の、活性層の発光する領域と対応する領域にまで設ける必要はないので、光出力が低下するおそれがほとんどなく、高出力のレーザ光を射出することができる。

このように、本発明の半導体レーザおよびその製造方法によれば、簡易かつ安価に製造可能であり、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化すると共に高出力化することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの上面図である。 図１のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表す図である。 図１のレーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面構成を表す図である。 図１のレーザのＣ−Ｃ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２の下部ＤＢＲミラー層の断面構成の一例を拡大して表す図である。 図２の酸化部および電流狭窄層の平面構成を表す図である。 図１のレーザの製造過程を説明するための断面図および上面図である。 図７に続く過程を説明するための断面図である。 図８に続く過程を説明するための断面図である。 図２の下部ＤＢＲミラー層の断面構成の他の例を拡大して表す図である。 図２の下部ＤＢＲミラー層の断面構成の他の例を拡大して表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの一の方向の断面構成を表 す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの他の方向の断面構成を表 す図である。 図１２のレーザの製造過程を説明するための断面図である。 図１４に続く過程を説明するための断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの一の方向の断面構成を表 す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの他の方向の断面構成を表 す図である。 図１６のレーザの製造過程を説明するための断面図である。 図１８に続く過程を説明するための断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザの上面図である。 図２０の横モード調整層の一の方向の断面構成を拡大して表す図である。 図２０の横モード調整層の他の方向の断面構成を拡大して表す図である。 図２０の半導体レーザの変形例を表す上面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの上面図である。 図２４のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２５のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２５のレーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２４の半導体レーザの変形例の上面図である。 図２８のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２８のレーザのＣ−Ｃ矢視方向の断面構成を表す図である。 図２９のレーザのＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表す図である。 実施例における酸化部および電流狭窄層の光射出口側からの赤外線顕微鏡 写真およびその模式図である。 実施例における活性層に印加される応力分布を表す特性図である。 レーザ光の偏光方向の変位量を表す特性図（Ａ）、ならびに実施例におけ る注入電流と光出力との関係および注入電流の変化量に対する光出力の変化量の関係 を表す特性図（Ｂ）である。 比較例におけるレーザ光の偏光方向の変位量を表す特性図（Ａ）、ならび に比較例における注入電流と光出力との関係および注入電流の変化量に対する光出力 の変化量の関係を表す特性図（Ｂ）である。 図２のレーザの一変形例の断面構成を表す図である。 図３６のレーザの切断方向と直交する方向の断面構成を表す図である。 図２のレーザの他の変形例の断面構成を表す図である。 図３８のレーザの切断方向と直交する方向の断面構成を表す図である。 図１のレーザの一変形例の上面図である。 図１のレーザの他の変形例の上面図である。 図１のレーザのその他の変形例の上面図である。 図１のレーザの更にその他の変形例の上面図である。 図４１のレーザの一変形例の上面図である。 図４１のレーザの他の変形例の上面図である。 図４０のレーザの一変形例の上面図である。 図４０のレーザの他の変形例の上面図である。 図４０のレーザのその他の変形例の上面図である。 図４２のレーザの一変形例の上面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明する順序は以下の通りである。
１．第１の実施の形態（面発光型半導体レーザの構成および製造方法の例）
２．第１の実施の形態の変形例（他の下部ＤＢＲミラー層の構成例）
３．第２の実施の形態（その他の下部ＤＢＲミラー層を有する面発光型半導体レーザの例）
４．第３の実施の形態（更にその他の下部ＤＢＲミラー層を有する面発光型半導体レーザの例）
５．第４の実施の形態（横モード調整層を有する面発光型半導体レーザの例）
６．第５の実施の形態（他の面発光型半導体レーザの例）
７．第５の実施の形態の変形例（その他の面発光型半導体レーザの例）

＜１．第１の実施の形態＞
［半導体レーザ１（面発光型）の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ１の上面図を表すものである。図２は図１の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成、図３は図１の半導体レーザ１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成、図４は図１の半導体レーザ１のＣ−Ｃ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。図５は図２の下部ＤＢＲミラー層１１（後述）の断面構成を表すものである。図６は図１の面発光型半導体レーザ１を透かして、電流狭窄層１７および酸化部３０（後述）の上面からの分布（形状）を表すものである。

半導体レーザ１は、面発光型であり、基板１０の一面側に積層構造２０を備えている。積層構造２０は、基板１０側から順に、下部ＤＢＲミラー層１１（下部多層膜反射鏡）、下部スペーサ層１５Ａ、活性層１６、上部スペーサ層１５Ｂ、電流狭窄層１７、上部ＤＢＲミラー層１８（上部多層膜反射鏡）およびコンタクト層１９を有している。積層構造２０のうち、下部ＤＢＲミラー層１１の上部部分、下部スペーサ層１５Ａ、活性層１６、上部スペーサ層１５Ｂ、電流狭窄層１７、上部ＤＢＲミラー層１８およびコンタクト層１９には、メサ部２１およびそれを取り囲む溝部２２がそれぞれ形成されている。メサ部２１は、例えば幅１０μｍ〜３０μｍ程度の円柱状の形状を有している。

メサ部２１の上面の外縁部、溝部２２の内面、およびコンタクト層１９のうちメサ部２１以外の表面には、保護膜２３が形成されている。コンタクト層１９の表面には環状の上部電極２４が形成されている。この上部電極２４は、電流注入領域１７Ｂに対応する領域に光射出口２４Ａを有している。保護膜２３のうちメサ部２１から離れた部分の表面には上部電極パッド２５が形成されている。また、図１，図４に示したように、保護膜２３のうち溝２２Ｂを含む部分の表面には接続部２６が形成されている。この接続部２６を介して上部電極２４と上部電極パッド２５とが互いに電気的に接続されている。さらに、基板１０の裏面には下部電極２７が形成されている。

溝部２２は不均一な幅を有する環状の溝であり、その溝の幅に応じた（比例した）不均一な深さを有している。具体的には、積層面と平行であって、かつメサ部２１の中央部分を通る一の軸（図１のＡ−Ａ線）に対応する部分に、径方向の幅がＬｙ、周回方向の幅がＬｘの一対の溝２２Ａが設けられており、これらに連通して、径方向の幅がΔＲの一対の溝２２Ｂが設けられている。溝２２Ａは下部ＤＢＲミラー層１１の下部第２ＤＢＲミラー層１３（後述）にまで達すると共に下部第１ＤＢＲミラー層１２（後述）にまで達しない深さＤ１を有している。他方、溝２２Ｂは下部第２ＤＢＲミラー層１３にまで達しない深さＤ２を有している。すなわち、溝２２Ｂの深さＤ２は溝２２Ａの深さＤ１よりも浅くなっており、それに伴い、メサ部２１の高さが溝部２２の深さに対応して不均一となっており、メサ部２１の側面に露出する層構成が溝部２２の深さに対応して相違している。なお、図３には、溝２２Ｂが下部ＤＢＲミラー層１１の下部第３ＤＢＲミラー層１３（後述）にまで達している場合が例示されている。

溝２２Ａの幅ＬｘおよびＬｙは、後述のエッチング速度が遅くならない程度の大きさであることが好ましく、５μｍ以上であることが好ましい。また、溝２２Ｂの幅ΔＲは、ＬｘおよびＬｙより小さく、後述のローディング効果により溝２２Ｂのエッチング速度が溝２２Ａのそれよりも遅くなる程度の大きさであることが好ましい。中でも、溝２２Ｂの幅ΔＲは、１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましい。

基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓ基板である。このＧａＡｓ基板は、例えば（１００）面基板であることが好ましいが、（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの特殊な基板であってもよい。

下部ＤＢＲミラー層１１は、低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組積層したものである。各低屈折率層および高屈折率層には、例えば、ｎ型不純物と、アルミニウム（Ａｌ）とガリウム（Ｇａ）とヒ素（Ａｓ）とが含まれている。ｎ型不純物としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。また、下部ＤＢＲミラー層１１は、基板１０側から順に、図２〜図５に示したように、下部第１ＤＢＲミラー層１２（第１多層膜）、下部第２ＤＢＲミラー層１３（第２多層膜）および下部第３ＤＢＲミラー層１４（第３多層膜）を積層した構造を有している。

下部第１ＤＢＲミラー層１２も、低屈折率層１２Ａおよび高屈折率層１２Ｂの組を複数組積層したものである。低屈折率層１２Ａは、例えば、光学厚さ（厚さ方向における光学的距離）がλ／４（λは発振波長）のｎ型Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓからなり、高屈折率層１２Ｂは、例えば、光学厚さがλ／４のｎ型Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓからなる。

下部第２ＤＢＲミラー層１３は、低屈折率層１３Ａおよび高屈折率層１３Ｂの組を複数組積層したものである。低屈折率層１３Ａは、例えば、光学厚さＬ₁ がλ／４以上（Ｌ₁ ≧λ／４）であり、相対的に酸化されにくい屈折率層および相対的に酸化されやすい複数の屈折率層を含む多層構造を有している。具体的には、低屈折率層１３Ａは、基板１０側から順に、ｎ型Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓからなる第１屈折率層１３Ｃ、ｎ型Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓからなる第２屈折率層１３Ｄ、ｎ型Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5Ａｓからなる第３屈折率層１３Ｅ、ｎ型Ａｌ_x6Ｇａ_1-x6Ａｓからなる第４屈折率層１３Ｆおよびｎ型Ａｌ_x7Ｇａ_1-x7Ａｓからなる第５屈折率層１３Ｇからなっている。ここでは第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３Ｆが相対的に酸化されやすい屈折率層に対応する。高屈折率層１３Ｂは、例えば光学厚さＬ₂ がλ／４以下であり、ｎ型Ａｌ_x8Ｇａ_1-x8Ａｓからなる。

下部第３ＤＢＲミラー層１４は、低屈折率層１４Ａおよび高屈折率層１４Ｂの組を複数組積層したものである。低屈折率層１４Ａは、例えば光学厚さがλ／４のｎ型Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓからなり、高屈折率層１４Ｂは、例えば光学厚さがλ／４のｎ型Ａｌ_x10 Ｇａ_1-x10 Ａｓからなる。

下部ＤＢＲミラー層１１内のＡｌ組成の値ｘ１〜ｘ１０は、式（１）で表される数式を満たす。これにより、下部第２ＤＢＲミラー層１３の低屈折率層１３Ａは、下部第１ＤＢＲミラー層１２の低屈折率層１２Ａおよび下部第３ＤＢＲミラー層１４の低屈折率層１４Ａよりも酸化され易く、後述する電流狭窄層１７と同等かそれよりも酸化されにくい性質を有している。

１≧（ｘ４，ｘ６，ｘ１３）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９，ｘ１４）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（１）

式（１）中のｘ１３は電流狭窄層１７を構成する材料に含まれるＡｌ組成の値であり、ｘ１４は上部ＤＢＲミラー層１８の低屈折率層を構成する材料に含まれるＡｌ組成の値である。また、（ｘ４，ｘ６，ｘ１３）はｘ４，ｘ６またはｘ１３を意味し、（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９，ｘ１４）はｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９またはｘ１４を意味する。（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）はｘ２，ｘ８またはｘ１０を意味する。また、０．８は低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との境界に対応するものである。

下部第２ＤＢＲミラー層１３では、低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ は、λ／４よりも大きくなっていてもよい。すなわち、λ／４≦Ｌ₁ を満たすようになっていてもよい。その場合、光学厚さＬ₁ は、λ／４≦Ｌ₁ ≦１．４×（λ／４）を満たし、この低屈折率層１３Ａと隣り合う高屈折率層１３Ｂのうちのいずれか一方の光学厚さＬ₂ は、０．６×（λ／４）≦Ｌ₂ ≦λ／４を満たすことが好ましい。低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ が１．４×（λ／４）以下であれば、しきい値電流の上昇を１０％未満に抑えられるからである。具体的には、１．４×（λ／４）よりも大きくなると、しきい値電流の上昇が１０％以上となりやすく、その上、光学厚さＬ₁ が１．５×（λ／４）以上になると発振しにくくなる。また、低屈折率層１３Ａと隣り合う高屈折率層１３Ｂのうちのいずれか一方の光学厚さＬ₂ が上記の範囲であることが好ましいのは、低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ の大きくなった分だけ、それと組をなす高屈折率層１３Ｂの光学厚さＬ₂ を小さくし、一組の光学厚さをλ／２に保つことができるからである。中でも、低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ は、λ／４≦Ｌ₁ ≦１．２×（λ／４）を満たし、この低屈折率層１３Ａと隣り合う高屈折率層１３Ｂのうちのいずれか一方の光学厚さＬ₂ は、０．８×（λ／４）≦Ｌ₂ ≦λ／４を満たすことが好ましい。低屈折率層１３Ａの中に相対的に酸化されやすい屈折率層を３層程度形成することが可能になるからである。また、光学厚さＬ₁ およびＬ₂ が上記の範囲において、それらの合計光学厚さＬ₁ ＋Ｌ₂ は、λ／２になっていることが好ましい。さらに、低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ は、上記した範囲において、λ／４よりも大きいほうが好ましい。これにより、低屈折率層１３Ａの物理的厚さを厚くでき、その厚くした分だけ、高濃度のＡｌを含有する相対的に酸化されやすい屈折率層の層数をより多く、あるいはその層一層当たりの厚さをより厚く設けることができる。よって、下部ＤＢＲミラー層１１の熱伝導性が向上し、半導体レーザ１の放熱性が向上する。なお、下部第１ＤＢＲミラー層１２においても、例えば低屈折率層１２Ａおよび高屈折率層１２Ｂの１組の光学厚さがλ／２になっていれば各低屈折率層１２Ａおよび高屈折率層１２Ｂの光学厚さがλ／４になっていなくてもよい。このことは下部第３ＤＢＲミラー層１４においても同様である。

このように下部ＤＢＲミラー層１１では、式（１）に示した数式を満たすため、下部第１ＤＢＲミラー層１２および下部第３ＤＢＲミラー層１４は相対的に酸化されにくく、下部第２ＤＢＲミラー層１３は相対的に酸化されやすくなっている。下部第２ＤＢＲミラー層１３の各低屈折率層１３Ａのうちメサ部２１の中央領域（後述の発光領域１６Ａ）に対応する領域の周辺であって、かつ溝２２Ａを取り囲む領域には、酸化部３０が形成されている。この酸化部３０は低屈折率層１３Ａの中央領域（発光領域１６Ａに対応する領域）を除く領域の一部を酸化することにより形成されたものである。酸化部３０は、一対の酸化部３１，３２（第１酸化部、第２酸化部）からなる。これらの酸化部３１，３２は、下部第２ＤＢＲミラー層１３のうち発光領域１６Ａに対応する領域を間にして距離Ｄｏｘ１で互いに対向配置されると共に、溝部２２のうち深さが深い方の溝２２Ａに対応して形成されている。この発光領域１６Ａに対応する領域は後述の電流注入領域１７Ｂに対応する領域でもある。すなわち、酸化部３０（３１，３２）は、下部第２ＤＢＲミラー層１３の、電流注入領域１７Ｂに対応する領域の周辺に、メサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布しており、その分布に応じた不均一な応力を活性層１６に対して発生させるようになっている。

距離Ｄｏｘ１は、電流注入領域１７Ｂの径方向の長さをＤｏｘ２とすると、Ｄｏｘ２よりも大きいことが好ましく、高次横モード発振を抑制したい場合には、Ｄｏｘ２＋１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。さらに、より一層高次横モード発振を抑制したい場合には、Ｄｏｘ２＋１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。また、酸化部３１，３２による発光効率のロスを抑制したい場合には、距離Ｄｏｘ１は、Ｄｏｘ２よりも大きいことが好ましく、１．１×Ｄｏｘ２以上となっていることがより好ましい。

各低屈折率層１３Ａの酸化部３１は、複数の酸化層３１Ａ（ここでは２層の酸化層３１Ａ）を有し、各低屈折率層１３Ａの酸化部３２は、複数の酸化層３２Ａ（ここでは２層の酸化層３２Ａ）を有している。すなわち、下部第２ＤＢＲミラー層１３は、低屈折率層１３Ａおよび高屈折率層１３Ｂの組を複数組有し、各低屈折率層１３Ａの中の中央領域（電流注入領域１７Ｂに対応する領域）を除く領域に複数の酸化層３１Ａ，３２Ａが不均一に分布している。各低屈折率層１３Ａが複数の酸化層３１Ａ，３２Ａを有するため、活性層１６に不均一な応力をより強く発生させることができる。なお、メサ部２１の側面のうち溝２２Ｂと対向する部分には下部第２ＤＢＲミラー層１３の低屈折率層１３Ａが露出していない。従って、メサ部２１の側面のうち溝２２Ｂと対向する部分のうち溝２２Ａと隣接する部分を除いた部分には酸化層３１Ａ，３２Ａは分布していない。

各酸化層３１Ａ，３２Ａは、Ａｌ₂ Ｏ₃ （酸化アルミニウム）を含むものである。これら酸化層３１Ａ，３２Ａは、後述するように、メサ部２１および溝部２２の側面側から低屈折率層１３Ａの第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３Ｆに含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られるものである。酸化層３１Ａ，３２Ａの一層当たりの厚さは、後述する電流狭窄層１７の厚さよりも薄くなっていることが好ましい。低屈折率層１３Ａ中の相対的に酸化されやすい屈折率層と電流狭窄層１７とのＡｌ組成の値が同程度であっても、電流狭窄層１７よりも薄ければ上記した距離Ｄｏｘ１の好ましい範囲を確保しやすいからである。

また、下部ＤＢＲミラー層１１において低屈折率層および高屈折率層の総組数は、４０組以上であることが好ましい。高い端面反射率が得られるからである。この総組数が４０組以上の場合には、下部第１ＤＢＲミラー層１２の低屈折率層１２Ａおよび高屈折率層１２Ｂの組数は３６組以上であり、下部第２ＤＢＲミラー層１３の低屈折率層１３Ａおよび高屈折率層１３Ｂの組数は２組以上であり、かつ下部第３ＤＢＲミラー層１４の低屈折率層１４Ａおよび高屈折率層１４Ｂの組数は２組以上であることが好ましい。これにより、下部第３ＤＢＲミラー層１４において屈折率が良好に調整されると共に下部第２ＤＢＲミラー層１３に分布した酸化部３０が活性層１６に対して不均一な応力を良好に発生させることができる。中でも、低屈折率層および高屈折率層の総組数は、４５組以上であることが好ましく、その場合、下部第１ＤＢＲミラー層１２での組数は３９組以上であり、下部第２ＤＢＲミラー層１３での組数は３組以上であり、かつ下部第３ＤＢＲミラー層１４での組数は３組以上であることが好ましい。これにより、全体としてより高い端面反射率が得られ、かつ酸化部３０が活性層１６に対して不均一な応力をより強く発生させることができる。さらに、下部第３ＤＢＲミラー層１４での組数が３組以上であるため、屈折率の調整がより良好にされ、その上、個々の半導体レーザ１において、溝２２Ａ，２２Ｂの深さがバラついても、活性層１６に対して発生させる応力（強さおよび分布）のバラつきを少なくすることができる。また、上記した範囲における下部第３ＤＢＲミラー層１４の低屈折率層１４Ａおよび高屈折率層１４Ｂの組数は、少ないほうが好ましい。酸化部３０の分布領域が活性層１６に近いほど、活性層１６に対して不均一な応力をより強く発生させることができるからである。

下部スペーサ層１５Ａは、例えばＡｌ_x11 Ｇａ_1-x11 Ａｓ（０＜ｘ１１＜１）からなる。活性層１６は、例えばＧａＡｓ系材料からなる。この活性層１６では、後述の電流注入領域１７Ｂと対向する領域が発光領域１６Ａとなり、その発光領域１６Ａの中心領域（発光中心領域）が主に基本横モード発振が生じる領域となり、発光領域１６Ａのうち発光中心領域を囲む外縁領域が主に高次横モード発振が生じる領域となる。上部スペーサ層１５Ｂは、例えばＡｌ_x12 Ｇａ_1-x12 Ａｓ（０＜ｘ１２＜１）からなる。これら下部スペーサ層１５Ａ、活性層１６および上部スペーサ層１５Ｂは、不純物が含まれていないことが望ましいが、ｐ型またはｎ型不純物が含まれていてもよい。ｐ型不純物としては、例えば、炭素（Ｃ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。

電流狭窄層１７は、その外縁領域に電流狭窄領域１７Ａを有し、その中央領域に電流注入領域１７Ｂを有している。電流注入領域１７Ｂは、例えばｐ型Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ（０＜ｘ１３≦１）からなる。電流狭窄領域１７Ａは、Ａｌ₂ Ｏ₃ （酸化アルミニウム）を含んでおり、後述するように、メサ部２１の側面側からＡｌ_x13 Ｇａ_1-x13Ａｓ層１７Ｄに含まれる高濃度のＡｌを酸化することにより得られるものである。

電流注入領域１７Ｂは、［０１１］方向および［０１−１］方向に、対角線を有する四辺形（例えば菱形）状となっており、面内異方性を有している。このように電流狭窄領域１７Ａが［０１１］方向および［０１−１］方向に対角線を有する四辺形となるのは、Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓの酸化速度が、［０１１］方向および［０１−１］方向と、これらの方向と４５°の角度をなす［００１］方向および［０１０］方向とで異なるからである。ここで、電流注入領域１７Ｂの対角線の長さＤｏｘ２は、高次横モード発振を抑制したい場合には、３μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。さらに、より一層高次横モード発振を抑制したい場合には、３μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。

上部ＤＢＲミラー層１８は、低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組分積層したものである。低屈折率層は例えば光学厚さがλ／４のｐ型Ａｌ_x14 Ｇａ_1-x14 Ａｓ（０＜ｘ１４＜１）からなり、高屈折率層は例えば光学厚さがλ／４のｐ型Ａｌ_x15 Ｇａ_1-x15 Ａｓ（０＜ｘ１５＜１）からなる。コンタクト層１９は、例えばｐ型ＧａＡｓからなっている。

保護膜２３は、例えば酸化物または窒化物などの絶縁材料によりなっている。保護層２３は、コンタクト層１９の周縁部から溝部２２の内面、更にその近傍を覆うように形成されている。上部電極２４および上部電極パッド２５は、例えばチタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をこの順に積層したものであり、コンタクト層１９と電気的に接続されている。接続部２６は、例えばＴｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層をこの順に積層してなる積層構造上にめっき層が形成されたものである。下部電極２７は、基板１０の側から順に、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層、ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層を積層した構造を有しており、基板１０と電気的に接続されている。

［半導体レーザ１の製造方法］
次に、図７（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）を参照して半導体レーザ１の製造方法について説明する。図７（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）は、その製造方法を工程順に表すものである。なお、図７（Ａ）、図８（Ａ）および図９（Ａ）は製造過程の素子を図１のＡ−Ａ矢視方向と同一の方向で切断した断面の構成を、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の上面構成を、図８（Ｂ），図９（Ｂ）は製造過程の素子を図１のＢ−Ｂ矢視方向と同一の方向で切断した断面の構成をそれぞれ表すものである。半導体レーザ１は、例えば、以下のようにして製造することができる。

ここでは、ＧａＡｓからなる基板１０上の化合物半導体層を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ₃ )を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ₂ Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。

まず、基板１０上に、上記した構成を有するように、下部第１ＤＢＲミラー層１２，下部第２ＤＢＲミラー層１３，および下部第３ＤＢＲミラー層１４をこの順で積層することにより、下部ＤＢＲミラー層１１を形成する。続いて、下部ＤＢＲミラー層１１上に、下部スペーサ層１５Ａ、活性層１６、上部スペーサ層１５Ｂ、Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７Ｄ、上部ＤＢＲミラー層１８およびコンタクト層１９をこの順に積層する。これにより、積層構造２０が形成される。こののち、コンタクト層１９の表面に、不均一な幅を有する環状の開口Ｗを有するレジスト層Ｒを形成する（図７（Ａ），（Ｂ））。開口Ｗは、具体的には、径方向の幅がＬｙ、周回方向の幅がＬｘの一対の円弧状の開口Ｗ１と、これらに連通して、径方向の幅がΔＲの一対の円弧状の開口Ｗ２とからなる。

次に、レジスト層Ｒをマスクとして、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）法により、コンタクト層１９側からエッチングする。すると、開口Ｗの不均一な幅によってローディング効果が発生し、幅の狭い開口Ｗ２におけるエッチング速度が幅の広い開口Ｗ１におけるそれよりも遅くなる。その結果、開口Ｗ１に対応して深さＤ１の溝２２Ａが形成され、開口Ｗ２に対応して深さＤ２の溝２２Ｂが形成される（図８（Ａ），（Ｂ））。このようにして、溝２２Ａおよび溝２２Ｂを形成することにより、これらの溝２２Ａおよび溝２２Ｂに囲まれた部分にメサ部２１が形成される。

次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、溝部２２の内側から低屈折率層１３Ａの中の第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３ＦのＡｌならびにＡｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７ＤのＡｌを選択的に酸化する。これにより低屈折率層１３ＡおよびＡｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７Ｄのうち溝部２２の周辺領域が酸化されて絶縁層（酸化アルミニウム）となり、複数の酸化層３１Ａ，３２Ａおよび電流狭窄領域１７Ａが形成される。すなわち、各低屈折率層１３Ａのうち活性層１６の発光領域１６Ａに対応する領域の周辺であって、かつ溝２２Ａを取り囲む領域に、発光領域１６Ａに対応する領域を間にして互いに対向する一対の酸化部３１，３２が形成される。さらに、発光領域１６Ａに対応して開口を有する電流狭窄領域１７Ａが形成され、その開口が電流注入領域１７Ｂとなる（図９（Ａ），（Ｂ））。ここでの酸化により形成された酸化部３０（酸化部３１，３２）の収縮によって、酸化部３０の分布に応じた応力が活性層１６に発生する。

このように、不均一な幅を有する環状の開口Ｗを有するレジスト層Ｒを利用してローディング効果を発生させることにより、一度のエッチングプロセスにより不均一な深さの溝部２２を形成することができる。また、この不均一な深さの溝部２２を利用して酸化処理を施すことにより、メサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する酸化部３０を容易に形成することができる。

次に、例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により、メサ部２１、溝部２２、および溝部２２の周辺の表面全体に渡って絶縁材料を堆積させたのち、エッチングにより堆積させた絶縁材料のうちメサ部２１の上面に対応する部分を選択的に除去する。これにより、メサ部２１上面のコンタクト層１９を露出させる。続いて、例えば真空蒸着法により、表面全体に渡って金属材料を積層させる。こののち、積層された金属材料を、例えば選択エッチングすることにより、メサ部２１の上面（コンタクト層１９の露出している部分）に、光射出口２４Ａを有する上部電極２４を形成すると共に、メサ部２１から離れた場所に上部電極パッド２５を形成する。さらに、めっきにより接続部２６を形成して上部電極２４および上部電極パッド２５を電気的に接続すると共に、基板１０の裏面を適宜研磨してその厚さを調整した後、基板１０の裏面に下部電極２７を形成する。最後に、ダイシングにより基板１０を小さく分割してチップ状にする。このようにして半導体レーザ１が製造される。

上記の製造工程では、エッチング時間を変化させて溝２２Ａの深さＤ１を変化させると、溝２２Ａの内面に露出する下部ＤＢＲミラー層１１中の低屈折率層の層数が変化する。具体的には、エッチング時間を長くして溝２２Ａの深さＤ１を深くすると、溝２２Ａは第１下部ＤＢＲミラー層１２まで達して、下部第２ＤＢＲミラー層１３の低屈折率層１３Ａに加えて、低屈折率層１２Ａも露出する。但し、低屈折率層１２ＡのＡｌ組成は、式（１）に示した数式を満たすため、そののちの酸化工程により酸化されにくくなっている。また、この場合、溝２２Ｂの深さＤ２もエッチング時間に応じて変化するが、上記した範囲内で変化させても、溝２２Ｂの内面には低屈折率層１３Ａが露出することはないので、低屈折率層１３Ａのうち溝２２Ｂと対向する部分はほとんど酸化されない。このため溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向の応力が活性層１６に発生するおそれはない。その一方で、エッチング時間を短くして溝２２Ａの深さＤ１を浅くすると、露出する低屈折率層１３Ａの層数が少なくなるが、そののちの酸化工程により、露出した低屈折率層１３Ａには複数の酸化層３１Ａ，３２Ａが形成される。このため、溝２２Ａの深さＤ１が浅くても溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の応力を活性層１６に発生させることができる。このように溝２２Ａの深さＤ１を下部第２ＤＢＲミラー層１２の厚さの範囲内にすることにより、溝２２Ａの深さＤ１に応じて、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の応力を任意に設定することができる。よって、活性層１６に発生させる異方的な応力の大きさを自由に設定することが可能である。

また、低屈折率層１３ＡのＡｌ組成の高い層（第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３Ｆ）と低い層（第１屈折率層１３Ｃ、第３屈折率層１３Ｅおよび第５屈折率層１３Ｇ）とは、それぞれの層のＡｌ組成を一定にした状態で、各層の厚さを変化させてもよい。これにより、低屈折率層１３Ａ（第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３Ｆ）の酸化速度を自由に制御することができる。この場合、低屈折率層１３ＡのＡｌ組成が高い層の厚さを厚くしても、例えば、下部ＤＢＲミラー層１１内のＡｌ組成値ｘ１〜ｘ１０は式（１）に示した数式を満たしている。このため、低屈折率層１３ＡのＡｌ組成が高い層は、低屈折率層１２Ａ，１４Ａよりも酸化されやすく、電流狭窄層１７と同等かそれよりも酸化されやすい、あるいは酸化されにくい性質となる。

なお、酸化条件にもよるが、例えば、電流狭窄層１７のＡｌ組成の値ｘ１３ならびに第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３ＦのＡｌ組成の値ｘ４，ｘ６をそれぞれ１にし、第１屈折率層１３Ｃ、第３屈折率層１３Ｅおよび第５屈折率層１３ＧのＡｌ組成の値ｘ３，ｘ５，ｘ７、ならびに上部ＤＢＲミラー層１８の低屈折率層のＡｌ組成の値ｘ１４をそれぞれ０．９にした場合には、距離Ｄｏｘ１を、Ｄｏｘ２＋１μｍ以上１５μｍ以下とすることができる。

さらに、例えば、低屈折率層１３ＡのうちＡｌ組成の高い層のＡｌ組成値を電流狭窄層１７のＡｌ組成値と同じにし、さらに低屈折率層１３ＡのうちＡｌ組成の低い層のＡｌ組成値を上部ＤＢＲミラー層１８の低屈折率層のＡｌ組成の値と同じにしてもよい。この場合には、低屈折率層１３Ａを形成する際に、電流狭窄層１７や上部ＤＢＲミラー層１８を製造する際に用いるドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件を利用することができるので、低屈折率層１３Ａを簡易に製造することができる。

［作用および効果］
この半導体レーザ１では、下部電極２７と上部電極２４との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層１７における電流注入領域１７Ｂを通して活性層１６に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１８により反射され、所定の波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。

本実施の形態の半導体レーザ１では、下部ＤＢＲミラー層１１内の下部第２ＤＢＲミラー層１３において、電流注入領域１７Ｂと対応する領域の周辺に、酸化部３０が形成され、この酸化部３０はメサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布している。そして、この酸化部３０は、電流注入領域１７Ｂと対応する領域を間にして互いに対向する一対の酸化部３１，３２からなり、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向に異方的な分布を有している。これら酸化部３１，３２は、各低屈折率層１３Ａの中に設けられた複数の酸化層３１Ａ，３２Ａからなる。すなわち、活性層１６には、複数の酸化層３１Ａ，３２Ａによる十分な引張り応力が発生し、ここでは複数の酸化層３１Ａ，３２Ａの分布に応じて溝２２Ａ同士が互いに対向する方向に異方的な引張り応力が強く発生する。なお、上記したように、溝２２Ｂの内面では低屈折率層１３Ａが酸化されるおそれはなく、溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向の応力が活性層１６に発生するおそれはない。これにより、引張り応力の向きと直交する方向の偏光成分が強められる一方、引張り応力の向きと平行な方向の偏光成分が抑制される。

以上のことから、本実施の形態の半導体レーザ１では、下部第２ＤＢＲミラー層１３が、低屈折率層１３Ａの中の、中央領域を除く領域（電流注入領域１７Ｂと対応する領域の周辺）に不均一に分布する複数の酸化層３１Ａ，３２Ａを有する。これら複数の酸化層３１Ａ，３２Ａが電流注入領域１７Ｂと対応する領域を間にして互いに対向配置されている。これにより、レーザ光の偏光方向は一方向に固定され、安定化する。

ここで従来の面発光型半導体レーザにおいても、下部ＤＢＲミラー層の酸化領域は、不均一に分布している。この酸化領域は、下部ＤＢＲミラー層の低屈折率層の中の一部が酸化されて形成されたものであり、各低屈折率層の中に、一層の酸化層として含まれている。このため、酸化領域による引張り応力が活性層に不均一に発生するものの、十分ではないため、レーザ光の偏光成分を一方向に固定しにくい。具体的には、個々の面発光型半導体レーザにおいて、活性層に不均一に発生する酸化領域による引張り応力が、強いものと弱いものとのバラつきが生じやすい。すなわち、酸化領域による偏光制御は十分ではないため、レーザ光の偏光方向が不安定なものが生じるおそれがある。よって、歩留まりよく、レーザ光の偏光方向が一方向に安定化された半導体レーザを得ることが難しい。

これに対して、本実施の形態の半導体レーザ１では、酸化部３１，３２は、下部第２ＤＢＲミラー層１３の各低屈折率層１３Ａの中に、複数の酸化層３１Ａ，３１Ｂとして形成されている。これにより、個々の半導体レーザ１において、偏光制御性が向上するため、レーザ光の偏光方向の安定性にバラつきが生じにくくなり、歩留まりが向上する。

さらに、本実施の形態では、基板は（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの特殊な基板である必要はなく、一般的な（１００）面基板でもかまわないので、一般的な（１００）面基板のドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件を用いることができる。これにより簡易かつ安価に製造することができる。

また、本実施の形態では、下部ＤＢＲミラー層１１が、基板１０側から順に、下部第１ＤＢＲミラー層１２、下部第２ＤＢＲミラー層１３および下部第３ＤＢＲミラー層１４を積層した構造となっている。これにより、溝２２Ａの深さＤ１を深くしても、下部第２ＤＢＲミラー層１３に含まれる酸化層３１Ａ，３２Ａの層数（厚さ）は変化しない。このため、溝２２Ａの深さＤ１を精密に制御しなくても、所定の酸化部３０を容易に形成することができ、良好に偏光制御することができる。その一方で、溝２２Ａの深さＤ１を浅くすれば、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数をその深さＤ１によって容易に調整することができる。このため、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数に応じて異方的な応力を調整することによって、効率よく偏光制御することができる。

また、本実施の形態では、下部ＤＢＲミラー層１１が上記したような構造となっているので、浅い方の溝２２Ｂの底面は下部第３ＤＢＲミラー層１４内のどこかに形成されていれば偏光制御性に影響を及ぼすおそれはない。このため、溝２２Ｂの深さを製造工程において精密に制御する必要はなく、また、溝２２Ｂの深さがバラついた場合であっても、個々の半導体レーザ１において偏光制御性にバラつきが生じるおそれはない。

また、本実施の形態において、下部第２ＤＢＲミラー層１３内の低屈折率層１３Ａ（第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３Ｆ）のＡｌ組成値ｘ４，ｘ６が電流狭窄層１７のＡｌ組成の値ｘ１３と等しくなっているか、またはほぼ等しくなっていることが好ましい。これにより低屈折率層１３Ａにおける反射率が下部第１ＤＢＲミラー層１２および下部第３ＤＢＲミラー層１４内の低屈折率層１２Ａ，１４Ａのそれよりも高くなる。よって、基板１０への光の漏れを低減できるため、上部ＤＢＲミラー層１８側から外部に射出される光の出力を大きくすることができる。また、低屈折率層１３ＡのＡｌＧａＡｓのＡｌ組成の値を大きくすると、低屈折率層１３Ａの熱伝導率が大きくなるので、半導体レーザ１の放熱性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、下部第２ＤＢＲミラー層１３の低屈折率層１３Ａおよび高屈折率層１３Ｂの組数を多くし、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数（厚さ）を増やすことができるため、異方的な応力を大きくすることができる。これにより活性層１６に大きな応力を与えるために酸化部３０を発光領域１６Ａと対応する領域にまで広げる必要はない。従って、酸化部３０によって光出力が低下するおそれはほとんどなく、高出力のレーザ光を射出することができる。

すなわち、本実施の形態では、レーザ光の偏光方向が安定化した半導体レーザ１を簡易かつ安価に製造でき、また高出力化も可能である。

また、本実施の形態では、図１〜図４に示したように、メサ部２１の周囲に形成された溝部２２は少なくとも活性層１６を貫通する程度の深さを有していることから、上部電極２４、上部電極パッド２５および接続部２６から活性層１６へ通じる電流経路はメサ部２１の内部にしか存在していない。これにより、メサ部２１の周囲に溝部２２を形成したことによって電流注入効率が低下するおそれはない。

＜２．第１の実施の形態の変形例＞
［半導体レーザ１の変形例］
第１の実施の形態では、下部第２ＤＢＲミラー層１３内の各低屈折率層１３Ａが２層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、図１０に示した構造を有していてもよい。図１０は図５に示した下部ＤＢＲミラー層１１の断面構成の変形例を表すものである。

具体的には、図１０に示したように、各低屈折率層１３Ａは、例えば、基板１０側から順に、ｎ型Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓからなる第１屈折率層１３Ｃ、ｎ型Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓからなる第２屈折率層１３Ｄ、ｎ型Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5Ａｓからなる第３屈折率層１３Ｅ、ｎ型Ａｌ_x6Ｇａ_1-x6Ａｓからなる第４屈折率層１３Ｆ、ｎ型Ａｌ_x7Ｇａ_1-x7Ａｓからなる第５屈折率層１３Ｇ、ｎ型Ａｌ_x16 Ｇａ_1-x16 Ａｓからなる第６屈折率層１３Ｈ、ｎ型Ａｌ_x17 Ｇａ_1-x17 Ａｓからなる第７屈折率層１３Ｉからなっている。ここでは第２屈折率層１３Ｄ、第４屈折率層１３Ｆおよび第６屈折率層１３Ｈが相対的に酸化されやすい屈折率層に対応し、これらの層に酸化部３１，３２が形成されることにより、各低屈折率層１３Ａの中に３層の酸化層３１Ａ、３２Ａが含まれる。この場合のＡｌ組成の値ｘ１〜ｘ１０，ｘ１３，ｘ１４，ｘ１６，ｘ１７は、式（２）で表される数式を満たす。図１０に示した構成を有する場合でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるうえ、各低屈折率層１３の中に２層の酸化層３１Ａ，３２Ａを設けた場合よりも、異方的な引張り応力を活性層１６に対して強く発生させることができる。よって、レーザ光の偏光成分をより強く固定でき、その結果、レーザ光の偏光方向を一方向により安定化することができる。特に、この場合には、低屈折率層１３Ａの光学厚さＬ₁ はλ／４より大きくなりやすくなるため、各低屈折率層１３Ａの厚さを厚くした分だけ、各低屈折率層１３ＡのＡｌ含有量が高くなる。よって、半導体レーザ１の放熱性が向上する。

１≧（ｘ４，ｘ６，ｘ１３，ｘ１６）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９，ｘ１４，ｘ１７）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（２）

式（２）中の（ｘ４，ｘ６，ｘ１３，ｘ１６）はｘ４，ｘ６、ｘ１３またはｘ１６を意味し、（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９，ｘ１４，ｘ１７）はｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９、ｘ１４またはｘ１７を意味する。（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）はｘ２，ｘ８またはｘ１０を意味する。

また、例えば、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数が異なる低屈折率層１３Ａを設けるようにしてもよい。具体的には、複数の低屈折率層１３Ａのうち、一部の低屈折率層１３Ａでは、図５に示した低屈折率層１３Ａの構成を有し、他の一部の低屈折率層１３Ａでは、図１０に示した低屈折率層１３Ａの構成を有している。これにより、一の低屈折率層１３Ａの中に３層の酸化層３１Ａ、３２Ａが含まれ、他の低屈折率層１３Ａの中に３層の酸化層３１Ａ、３２Ａが含まれることになる。この場合のＡｌ組成の値ｘ１〜ｘ１６は、式（２）に示した数式を満たす。この場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。酸化層３１Ａ，３２Ａの層数が異なる低屈折率層１３Ａを設ける場合には、図１１に示したように、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数が多い低屈折率層１３Ａを活性層１６側に設けることが好ましい。酸化層３１Ａ，３２Ａの層数が少ない低屈折率層１３Ａを活性層１６側に配置する場合よりも、異方的な引張り応力を活性層１６に対して強く発生させることができるからである。図１１は図５に示した下部ＤＢＲミラー層１１の断面構成の他の変形例を表すものである。

なお、図１０，図１１では、下部第２ＤＢＲミラー層１３が、３層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む低屈折率層１３Ａを有する、または３層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む低屈折率層１３Ａと２層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む低屈折率層１３Ａとを併せて有する場合を示した。しかしながら、下部ＤＢＲミラー層１１内の低屈折率層の少なくとも１層が、電流注入領域１７Ｂと対応する領域の周辺に、メサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層を有していれば、これらに限定されるものではない。例えば、低屈折率層１３Ａが４層以上の酸化層３１Ａ，３２Ａを有していてもよく、２層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む低屈折率層１３Ａと１層の酸化層３１Ａ，３２Ａを含む低屈折率層１３Ａとを併せて有していてもよい。この場合においても、酸化部が形成された各低屈折率層が１層の酸化層を有する場合よりも、偏光制御性が向上し、異方的な引張り応力を活性層１６に対して強く発生させることができる。以上説明したことは、後述する実施の形態についても同様である。

＜３．第２の実施の形態＞
［半導体レーザ２（面発光型）の構成］
図１２、図１３は第２の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ２の断面構成を表すものである。第１の実施の形態およびその変形例では、下部ＤＢＲミラー層１１は、基板１０側から順に、下部第１ＤＢＲミラー層１２、下部第２ＤＢＲミラー層１３および下部第３ＤＢＲミラー層１４を積層した構造を有していた。これに対して、本実施の形態では、下部ＤＢＲミラー層１１において下部第１ＤＢＲミラー層１２の代わりに下部第２ＤＢＲミラー層１３を形成したことを除き、第１の実施の形態の半導体レーザ１と同様の構成を有している。すなわち本実施の形態では、下部ＤＢＲミラー層１１は、基板１０側から順に下部第２ＤＢＲミラー層１３および下部第３ＤＢＲミラー層１４を積層して構成されている。この下部ＤＢＲミラー層１１内のＡｌ組成の値ｘ３〜ｘ１０は、式（３）で表される数式を満たしている。

１≧（ｘ４，ｘ６，ｘ１３）＞（ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９，ｘ１４）＞０．８＞（ｘ８，ｘ１０）≧０…（３）

この半導体レーザ２では、製造工程において、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、エッチングにより溝部２２を形成すると、溝２２Ａの深さＤ１に応じて、溝２２Ａの内面に低屈折率層１３Ａが露出する。なお、ここでも溝２２Ｂの深さＤ２は下部第２ＤＢＲミラー層１３まで達しないので、溝２２Ｂの内面では低屈折率層１３Ａが露出することはない。よって、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、酸化部３１，３２は、低屈折率層１２Ａのうち溝２２Ａと対向する部分に形成される。

［作用および効果］
このように、本実施の形態の半導体レーザ２においても、下部ＤＢＲミラー層１１の下部第２ＤＢＲミラー層１３では、酸化部３０が電流注入領域１７Ｂと対応する領域の周辺に形成され、この酸化部３０はメサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布している。そして、この酸化部３０は、電流注入領域１７Ｂと対応する領域を間にして互いに対向する一対の酸化部３１，３２からなり、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向に異方的な分布を有している。これら酸化部３１，３２は、溝部２２を形成する際に溝２２Ａ内に露出した低屈折率層１３Ａの中に設けられた複数の酸化層３１Ａ，３２Ａからなる。すなわち、活性層１６には、複数の酸化層３１Ａ，３２Ａによる十分な引張り応力が不均一に発生し、ここでも複数の酸化層３１Ａ，３２Ａの分布に応じて溝２２Ａ同士が互いに対向する方向に異方的な引張り応力が強く発生する。なお、本実施の形態においても、溝２２Ｂの内面では低屈折率層１３Ａが酸化されるおそれはなく、溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向の応力が活性層１６に発生するおそれはない。これにより、引張り応力の向きと直交する方向の偏光成分が強められる一方、引張り応力の向きと平行な方向の偏光成分が抑制される。

以上のことから、本実施の形態の半導体レーザ２では、下部第２ＤＢＲミラー層１３が、低屈折率層１３Ａの中に不均一に分布する複数の酸化層３１Ａ，３２Ａを有し、これら複数の酸化層３１Ａ，３２Ａは、電流注入領域１７Ｂに対応する領域を間にして互いに対向配置されている。これにより、レーザ光の偏光方向は一方向に固定され、安定化する。

特に、本実施の形態では、エッチング時間を変化させて溝２２Ａの深さＤ１を変化させると、溝２２Ａの内面に露出する低屈折率層１３Ａの層数が変化する。従って、エッチング時間を長くして溝２２Ａの深さＤ１を深くすると、露出する低屈折率層１３Ａの層数が多くなり、逆にエッチング時間を短くして溝２２Ａの深さＤ１を浅くすると、露出する低屈折率層１３Ａの層数が少なくなる。すなわち、溝２２Ａの深さＤ１が浅くても溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の応力を活性層１６に発生させることが可能であり、また、溝２２Ａの深さＤ１に応じて（比例して）、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の応力を大きくすることができる。よって、活性層１６に発生させる異方的な応力の大きさを自由に設定することが可能であり、偏光制御性を向上させることができる。

また、上記の実施の形態と同様、酸化部３１，３２を有する各低屈折率層１３Ａは、複数の酸化層３１Ａ，３２Ａを有するため、低屈折率層１３Ａの中に酸化層を一層だけ設けた場合と比較して、個々の半導体レーザ２において偏光制御性が向上する。これにより、レーザ光の偏光方向の安定性にバラつきが生じにくくなり、レーザ光の偏光方向をより良好に安定化することができる。また、基板は（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの特殊な基板である必要はなく、一般的な（１００）面基板でもかまわないので、一般的な（１００）面基板のドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件を用いることができる。これにより、簡易かつ安価に製造することができる。また、酸化層３１Ａ，３２Ａの層数（厚さ）を増やせば増やす程、異方的な応力を大きくすることができるので、活性層１６に大きな応力を与えるために発光領域１６Ａと対応する領域にまで酸化部３０を設ける必要はない。これにより、酸化部３０によって光出力が低下するおそれはほとんどなく、高出力のレーザ光を射出することができる。

すなわち、本実施の形態では、上記の実施の形態と同様、レーザ光の偏光方向が一方向に安定化した半導体レーザ２を簡易かつ安価に製造でき、また高出力化も可能である。その他の作用効果は、第１の実施の形態等と同様である。

＜４．第３の実施の形態＞
［半導体レーザ３（面発光型）の構成］
図１６、図１７は、第３の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ３の断面構成を表すものである。本実施の形態では、下部ＤＢＲミラー層１１の下部第１ＤＢＲミラー層１２および下部第３ＤＢＲミラー層１４に代えて下部第２ＤＢＲミラー層１３を形成したことを除き、第１の実施の形態の半導体レーザ１と同様の構成を有している。すなわち、半導体レーザ３の下部ＤＢＲミラー層１１は、下部第２ＤＢＲミラー層１３と同様の構成を有している。

従って、図１８（Ａ），（Ｂ）に示したように、エッチングにより溝部２２を形成すると、下部ＤＢＲミラー層１１内の低屈折率層１３Ａが溝２２Ａ内だけでなく、溝２２Ｂ内にも露出することとなる。このため、図１９（Ａ），（Ｂ）に示したように、酸化部４０は、低屈折率層１３Ａのうち溝２２Ａと対向する部分に形成されるだけでなく、溝２２Ｂと対向する部分にも形成されることとなる。もっとも、溝２２Ａの深さＤ１は溝２２Ｂの深さＤ２よりも深く、溝部２２内に露出した低屈折率層１３Ａのうち溝２２Ａ側の層数が溝２２Ｂ側の層数よりも多くなっている。このため、酸化部４０は、溝２２Ａ，２２Ｂの双方の内面に露出した低屈折率層１３Ａに環状に形成された酸化部４１（酸化層４１Ａ）と、溝２２Ａの内面にだけ露出した低屈折率層１３Ａに形成された酸化部４２，４３（酸化層４２Ａ，４３Ａ）とから構成されることになる。酸化部４２，４３は、下部ＤＢＲミラー層１１の電流注入領域１７Ｂ（または発光領域１６Ａ）に対応した領域を間にして互いに対向配置している。よって、下部ＤＢＲミラー層１１は、低屈折率層１３Ａのうちの少なくとも１層の中の、電流注入領域１７Ｂに対応した領域の周辺に、メサ部２１の中心軸を中心として回転方向に分布する不均一な複数の酸化層４２Ａ，４３Ａを有している。これにより、酸化部４０は、その分布に応じた不均一な応力を活性層１６に対して発生させるようになっている。

［作用および効果］
このように、本実施の形態の半導体レーザ３では、下部ＤＢＲミラー層１１において、酸化部４０が電流注入領域１７Ｂと対応する領域の周辺に形成され、酸化部４０はメサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布している。そして、この酸化部４０は、電流注入領域１７Ｂに対応する領域を取り囲む環状の酸化部４１と、電流注入領域１７Ｂに対応する領域を間にして対向配置された酸化部４２，４３とからなり、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向に異方的な分布を有している。酸化部４１は、溝部２２を形成する際に、溝２２Ａ，２２Ｂの双方の内面に露出した低屈折率層１３Ａの中に設けられた複数の酸化層４１Ａからなり、酸化部４２，４３は、溝２２Ａ内にだけ露出した低屈折率層１３Ａの中に設けられた複数の酸化層４２Ａ，４３Ａからなる。すなわち、活性層１６には、等方的に分布した酸化層４１Ａにより等方的な応力が発生する一方で、異方的に分布した複数の酸化層４２Ａ，４３Ａにより異方的な応力が発生する。従って、活性層１６に発生する応力の向きは、上記実施の形態と同様、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向と一致する。これにより、応力の向きと直交する方向の偏光成分が強められる一方、応力の向きと平行な方向の偏光成分が抑制される。

以上のことから、本実施の形態の半導体レーザ３では、下部ＤＢＲミラー層１１が、低屈折率層１３Ａの中に不均一に分布する複数の酸化層４２Ａ，４３Ａを有し、これら複数酸化層４２Ａ，４３Ａが電流狭窄領域１７Ａに対応する領域を間にして互いに対向配置されている。これにより、レーザ光の偏光方向が一方向に固定され、安定化する。

また、上記の実施の形態と同様、酸化部４０を有する各低屈折率層１３Ａが複数の酸化層４１Ａ，４２Ａ，４３Ａを有するため、各低屈折率層１３Ａの中に酸化層を一層だけ設けた場合と比較して、個々の半導体レーザ３において偏光制御性が向上する。これにより、レーザ光の偏光方向の安定性にバラつきが生じにくくなり、よってレーザ光の偏光方向をより良好に安定化することができる。また、基板は（ｎ１１）面基板（ｎは整数）などの特殊な基板である必要はなく、一般的な（１００）面基板でもかまわないので、一般的な（１００）面基板のドーピング条件およびガス流量などのエピタキシャル成長条件を用いることができる。これにより、簡易かつ安価に製造することができる。また、酸化層４１Ａの層数と酸化層４２Ａ，４３Ａの層数との差を大きくすればする程、異方的な応力を大きくすることができるので、発光領域１６Ａと対応する領域にまで酸化部４０を設ける必要はない。これにより、酸化部４０によって光出力が低下するおそれはほとんどなく、高出力のレーザ光を射出することができる。

すなわち、本実施の形態では、上記の実施の形態と同様、レーザ光の偏光方向が一方向に安定化した半導体レーザ３を簡易かつ安価に製造でき、また共に高出力化も可能である。その他の作用効果は、上記実施の形態等と同様である。

＜５．第４の実施の形態＞
［半導体レーザ４（面発光型）の構成］
図２０は第４の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ４の上面構成を表すものである。図２１は図２０のＡ−Ａ矢視方向の断面構成のうち光射出口２４Ａ近傍を拡大して表すものであり、図２２は図２０のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成のうち光射出口２４Ａ近傍を拡大して表すものである。半導体レーザ４は、光射出口２４Ａに対応して横モード調整層５０を備えていることを除き、上記実施の形態等と同様の構成を有している。

この横モード調整層５０は、第１調整層５１、第２調整層５２および第３調整層５３からなり、第１調整層５１および第２調整層５２は光射出口２４Ａの中央領域、すなわち主に基本横モード発振が生じる領域に、この順に積層されている。第３調整層５３は、中央領域を囲む外縁領域、すなわち主に高次横モード発振が生じる領域に形成されている。

なお、図２０〜図２２では、第１調整層５１および第２調整層５２は、溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向の高次横モード発振をより一層低減するために、その方向の幅は溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の幅よりも狭い長方形状となっているが、他の形状、例えば、図２３に示したように、円形状となっていてもよい。

第１調整層５１は、膜厚が（２ａ−１）λ／４ｎ₁ （ａは１以上の整数，ｎ₁ は屈折率）であり、屈折率ｎ₁ が上部ＤＢＲミラー層１８の表面に設けられた高屈折率層の屈折率より低い物質、例えばＳｉＯ₂ （酸化シリコン）などの誘電体により構成されている。第１調整層５１の、溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向の幅は、主に基本横モード発振が生じる領域とほぼ等しい幅であり、３．０μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。

第２調整層５２は、膜厚が（２ｂ−１）λ／４ｎ₂ （ｂは１以上の整数，ｎ２は屈折率）であり、屈折率ｎ₂ が第１調整層５１のそれよりも高い材料、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの誘電体により構成されている。

第３調整層５３は、膜厚が（２ｃ−１）λ／４ｎ₃ （ｃは１以上の整数，ｎ₃ は屈折率）であり、屈折率ｎ₃ が第１調整層５１のそれよりも高い材料、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの誘電体により構成されている。なお、第２調整層５２および第３調整層５３は、同一の膜厚および材料により構成されていることが好ましい。これにより、これらの層を一括形成することができ、製造工程を簡略化することができる。

ここで、光射出口２４Ａの中央領域の反射率をＲ１、中央領域を囲む外縁領域の反射率をＲ２、光射出口２４Ａにこれらの調整層を設けなかった場合の反射率をＲ３とすると、式（４）で表される数式の関係を満たすようにそれぞれの屈折率を調節することが好ましい。これにより、基本横モードの光出力を低減することなく、高次横モード発振のみを抑制することができる。

Ｒ１≧Ｒ３＞Ｒ２…（４）

一般に、面発光型の半導体レーザでは、基本横モードの光出力は、光射出口の中心部分で最も大きく、光射出口の中心部分から離れるにつれて小さくなる傾向がある。このため、面発光型の半導体レーザを高出力の用途に用いる場合には、基本横モードのレーザ光をなるべく沢山取り出せるように光射出口を大きくすることが好ましい。しかしながら、高次横モードの光出力は、一般的に、光射出口の中心部分から所定の距離離れた領域において最も大きく、光射出口の中心部分に向かうにつれて小さくなる傾向があるため、光射出口をあまり大きくすると高次横モードのレーザ光までもが高出力で出力されてしまうおそれがある。そこで、従来の面発光型半導体レーザでは、光射出口を小さくしたり、光射出口内に複雑な形状の構造物を設けるなどの対策を施して、高次横モードのレーザ光が射出されるのを抑制していた。また、面発光型半導体レーザを低出力の用途に用いる場合であっても、高次横モードのレーザ光を極力排除しようとすると、上記と同様の対策を施すことが必要であった。

［作用および効果］
これに対して、本実施の形態では、第１調整層５１および第２調整層５２が光射出口２４Ａの中央領域にこの順に積層して設けられると共に、第３調整層５３が光射出口２４Ａの中央領域の周辺領域に設けられている。これにより、周辺領域の反射率が中央領域のそれより低くなる。よって、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化すると共に、基本横モードの光出力を低減することなく高次横モード発振のみを抑制することが可能となる。

また、本実施の形態では、第１調整層５１は半導体材料からなるコンタクト層１９上に設けられているので、第１調整層５１を選択的にエッチングすることが非常に容易であり、かつ第１調整層５１、第２調整層５２および第３調整層５３を複雑な形状とする必要がないことから、半導体レーザ４を容易に製造することができる。

＜６．第５の実施の形態＞
［半導体レーザ５（面発光型）の構成］
図２４は第５の実施の形態に係る面発光型の半導体レーザ５の上面構成を表すものである。図２５は図２４の半導体レーザ５のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表すものである。図２６は図２５の半導体レーザ５のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図２７は図２５の半導体レーザ５のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。なお、図２４のＢ−Ｂ，Ｃ−Ｃ矢視方向の断面構成については上記第１の実施の形態の半導体レーザ１の場合と同様である。

半導体レーザ５は、図２４〜図２７に示したように、メサ部２１の側壁を含む溝２２Ａの内壁に形成された半導体層２８と、この半導体層２８の表面のうち溝２２Ａの底面に対応する部分の一部に形成された一対の電極２９Ａ，２９Ｂとを備えていることを除き、上記実施の形態等と同様の構成を有している。

半導体層２８は、例えば、エピタキシャル結晶成長（再成長）により、溝２２Ａの内壁側から、ｎ型半導体層、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を順に積層したＮＰＮ構造となっている。

電極２９Ａ，２９Ｂは、例えばＡｕＧｅ合金層，Ｎｉ層およびＡｕ層とを溝２２Ａの底部側から順に積層した構造となっており、半導体層２８の表面と電気的に接続されている。この電極２９Ａ，２９Ｂは、保護膜２３のうち溝２２Ａの底部に形成された開口部から露出している。

［作用および効果］
本実施の形態の半導体レーザ５では、電極２９Ａ，２９Ｂは、ＮＰＮ構造を有する半導体層２８を介してメサ部２１を含む溝２２Ａの内壁と接続されているので、電極２９Ａ，２９Ｂ間に直流電圧（バイアス）を印加しても、メサ部２１内部に電流が流れることはなく、また、レーザ駆動のために上部電極２４および下部電極２７間に電流を流したときに、その電流が電極２９Ａ，２９Ｂへ流れることもない。従って、電極２９Ａ，２９Ｂ間に直流電圧（バイアス）を印加すると、メサ部２１内部に電場を形成することができる。この電場は、電極２９Ａ，２９Ｂ対向方向（溝２２Ａ同士が互いに対向する方向）であって、かつメサ部２１の積層面内方向とほぼ平行な方向に形成されるので、この電場の存在によって、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の吸収損失が増大する。

これにより、本実施の形態では、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向と直交する方向の偏光成分が強められる一方、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向の偏光成分が抑制されるため、レーザ光の偏光成分を一方向に固定することができる。その結果、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することができる。

また、本実施の形態では、メサ部２１の一部（溝２０Ａ側の側壁）が半導体層２８で覆われているので、メサ部２１の熱を半導体層２８を介して外部に放散することが可能となり、上記各実施の形態の場合よりも放熱性に優れている。

また、本実施の形態では、半導体層２８および電極２９Ａ，２９Ｂは簡易な構造となっており、かつ半導体層２８は再成長により容易に形成することが可能なものであることから、半導体レーザ５を容易に製造することができる。

＜７．第５の実施の形態の変形例＞
［半導体レーザ６（面発光型）の構成（半導体レーザ５の変形例）］
上記実施の形態では、半導体層２８は溝２２Ａ内部に形成されていたが、図２８〜図３１の面発光型の半導体レーザ６に示したように、半導体層２８を溝２２Ｂ内部にまで形成し、半導体層２８によって溝２２Ｂを埋め込むことも可能である。このようにした場合には、メサ部２１の大部分（溝２２Ａ，２２Ｂ側の側壁）が半導体層２８で覆われているので、半導体層２８のうち溝２２Ｂに埋め込まれた部分を介してメサ部２１の熱を効果的に放散することが可能となり、上記第５の実施の形態の場合よりも放熱性に優れている。

なお、図２８は本変形例に係る半導体レーザ６の上面構成、図２９は図２８のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成、図３０は図２８のＣ−Ｃ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。また、図２８のＡ−Ａ矢視方向の断面構成は図２５と同様であり、図３１は図２９のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表すものである。

本発明の実施例について詳細に説明する。

（実施例１）
以下の手順により、図１に示した半導体レーザ１を１チャンネルとして４０チャンネル備えたレーザアレイを作製した。

まず、基板１０上に積層構造２０を、ＭＯＣＶＤ法により形成した。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ₃ ）を用い、ドナー不純物としては、ケイ素を用い、アクセプタ不純物としては、炭素を用いた。

具体的には、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０上に、表１に示したように、下部第１ＤＢＲミラー層１２、下部第２ＤＢＲミラー層１３および下部第３ＤＢＲミラー層１４をこの順で積層することにより、下部ＤＢＲミラー層１１を形成した。なお、表１に示した各層の厚さは、おおよその値である。続いて、下部ＤＢＲミラー層１１上に、１λキャビティとなるように、ｎ型の下部スペーサ層１５Ａ、２組〜４組の量子井戸層からなる活性層１６およびｐ型の上部スペーサ層１５Ｂをこの順で積層した。ここでの発振波長λは、例えば、７８５ｎｍ程度である。続いて、上部スペーサ層１５Ｂの上に、Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７Ｄ（１≦ｘ１３＜０．９）を形成したのち、Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７Ｄの上に、低屈折率層および高屈折率層の多層構造を有する上部ＤＢＲミラー層１８を形成した。最後に、上部ＤＢＲミラー層１８上にｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１９を積層した。

こののち、コンタクト層１９の表面に、不均一な幅を有する環状の開口Ｗを４０チャンネル分有するレジスト層Ｒを形成した。この際、各開口Ｗを、径方向の幅Ｌｙが５μｍ、周回方向の幅Ｌｘが５μｍの一対の円弧状の開口Ｗ１と、これらに連通して、径方向の幅ΔＲが２μｍの一対の円弧状の開口Ｗ２とからなるようにした。

次に、レジスト層Ｒをマスクとして、反応性イオンエッチング法により、コンタクト層１９側からエッチングした。これにより、開口Ｗ１に対応して溝２２Ａが形成されると共に開口Ｗ２に対応して溝２２Ｂが形成され、これらの溝２２Ａ，２２Ｂに囲まれた部分にメサ部２１を形成した。

次に、水蒸気雰囲気中において、高温で酸化処理を行い、溝部２２の内側から低屈折率層１３Ａの中の第２屈折率層１３Ｄおよび第４屈折率層１３ＦのＡｌならびにＡｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層１７ＤのＡｌを選択的に酸化し、酸化部３１，３２および電流狭窄領域１７Ａを形成した。

次に、ＣＶＤ法により、メサ部２１、溝部２２および溝部２２の周辺の表面全体に渡って酸化シリコンを堆積させたのち、エッチングにより堆積した酸化シリコンのうちメサ部２１の上面に対応する部分を選択的に除去して、コンタクト層１９を露出させた。続いて、真空蒸着法により、表面全体に渡って金属材料を積層させたのち、例えば選択エッチングにより、メサ部２１の上面に、光射出口２４Ａを有する上部電極２４を形成すると共に、メサ部２１から離れた場所に上部電極パッド２５を形成した。さらに、めっきにより接続部２６を形成して上部電極２４および上部電極パッド２５を電気的に接続すると共に、基板１０の裏面を研磨してその厚さを調整した後、基板１０の裏面に下部電極２７を形成した。以上により、半導体レーザ１を備えたレーザアレイが完成した。

ここで実施例１の各半導体レーザ１について光射出口２４Ａ側から赤外顕微鏡により酸化部３０および電流狭窄領域１７Ａを観察した。この結果の代表例の写真を図３２に示した。図３２（Ａ）は光射出口２４Ａ側から赤外顕微鏡により撮影した写真であり、図３２（Ｂ）は図３２（Ａ）の写真を模式的に表したものである。このように、酸化部３１，３２（酸化層３１Ａ，３２Ａ）は、溝２２Ａに取り囲まれた領域に、電流注入領域１７Ｂに対応する領域を間にして互いに対向配置されていた。また、酸化部３１，３２の距離Ｄｏｘ１は電流注入領域１７Ｂの径Ｄｏｘ２よりも大きくなっていた。

また、活性層１６に発生する応力をシミュレーションしたところ、図３３に示した結果が得られた。図３３（Ａ）は、半導体レーザ１における基本横モードの出力分布を表し、図３３（Ｂ）は、応力シミュレーション結果（歪量分布）を表している。なお、図３３では、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向をＸ軸方向、溝２２Ｂ同士が互いに対向する方向をＹ軸方向、活性層１６の垂直方向をＺ軸方向として表している。また、図３３（Ｂ）中の歪量のうち、プラスの値が引張り歪み、マイナスの値が圧縮歪みをそれぞれ表している。図３３（Ｂ）に示したように、活性層１６では、電流注入領域１７Ｂに対応する領域（発光領域１６Ａ）を間にして、Ｘ軸方向に圧縮歪みの強い領域（マイナスの値を示す領域）が対向配置されていた。従って、図３３（Ｂ）は、活性層１６におけるＸ軸方向の引張り歪量からＹ軸方向の引張り歪量を差し引いた値（Ｘ軸方向の引張り歪量−Ｙ軸方向の引張り歪量）の分布を表していることとなる。そして、活性層１６の電流注入領域１７Ｂに対応する領域において、その歪量がプラスの値であった。これらのことから、発光領域１６Ａでは、Ｘ軸方向の引張り歪性が強くなるため、レーザ光の偏光はＹ軸方向に揃うことが示唆された。

（比較例１）
下部ＤＢＲミラー層１１の下部第２ＤＢＲミラー層１３を、表２のように形成したことを除き、実施例１と同様の手順を経た。

これらの実施例１および比較例１のレーザアレイについて、６０℃の雰囲気下で注入電流を変化させたときの偏光成分の角度変化量およびＩ−Ｌ特性を調べたところ、図３４、図３５に示した結果を得た。図３４は実施例１，図３５は比較例１の結果をそれぞれ表している。図３４（Ａ），図３５（Ａ）は６０℃の雰囲気下で注入電流を変化させたときの光出力２．５ｍＷにおける偏光成分の角度変化量（ＰｏｌＤ：°）を表し、図中の縦５個×横８個で並んだ区画はレーザアレイの各チャンネルを表している。また、図３４（Ｂ），図３５（Ｂ）は注入電流（Ｉｆ）に対する光出力（Ｐｏ）の関係（Ｉ−Ｌ特性：曲線Ｃ１１，Ｃ２１）と、各注入電流値における注入電流の変化量に対する光出力の変化量（ＳＥ）（曲線Ｃ１２，Ｃ２２）の関係とをそれぞれ表している。

図３４に示したように、各低屈折率層１３Ａの中に不均一に分布した複数の酸化層３１Ａ，３２Ａを有する実施例１では、４０チャンネル全てにおいてレーザ光の偏光方向は一方向に固定されていた（図３４（Ａ））。この実施例１のＩ−Ｌ特性の結果は、注入電流１ｍＡ以上で基本横モードを発振したのち、注入電流６ｍＡ以上で高次横モードを発振していることを表している（図３４（Ｂ））。この結果からもわかるように、実施例１では、レーザ光は高出力で発振可能であり、いずれの横モード発振時においても偏光方向が回転したことを表す変曲点はみられなかった（曲線Ｃ１１，Ｃ１２）。その一方で、図３５に示したように、各低屈折率層中に不均一に分布した酸化層を１層だけ有する比較例１では、１１チャンネル（図３５（Ａ）中の赤で示したチャンネル）で偏光方向が約９０°回転していた。偏光方向が約９０°回転した比較例１のチャンネルでは、基本横モード発振時および高次横モード発振時において、偏光成分の方向が回転したことを表す変曲点が複数みられた（図３５（Ｂ）の曲線Ｃ２１，２２）。

このことから、下部第２ＤＢＲミラー層１３内に電流注入領域１７Ｂに対応する領域を間にして互いに対向配置された一対の酸化部３１，３２が溝２２Ａ同士の互いに対向する方向に異方的な分布を有する面発光型の半導体レーザでは、以下のことが確認された。すなわち、酸化部３１，３２が低屈折率層１３Ａの中に、複数の酸化層３１Ａ，３２Ａとして形成されていることにより、酸化部３１，３２の互いに対向する方向にかかる引張り応力が活性層１６に対して強く発生する。よって、個々の半導体レーザでバラつきなく、レーザ光の偏光方向が一方向に固定され、安定化する。

以上、実施の形態およびその変形例ならびに実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。

例えば、図３６，図３７に示したように溝部２２（溝２２Ａ，２２Ｂ）の底部がテーパー形状となっていてもよい。但し、この場合には、上記の面発光型の半導体レーザ１〜３では、個々の半導体レーザにおいて、テーパー形状がバラつくことによる溝２２Ａの深さがバラつく可能性があり、これにより酸化層３１Ａ，３２Ａの層数あるいは分布が異なる可能性がある。テーパー形状や溝２２Ａの深さがバラつくと、個々の半導体レーザにおける活性層１６へ加わる応力の大きさにバラつきが生じる可能性がある。このような場合には、積層構造２０を半導体レーザ１と同様の構成にし、図３８，図３９に示したように、溝２２Ａを下部第１ＤＢＲミラー層１２の中程まで達するように形成すると共に、溝２２Ｂを下部第２ＤＢＲミラー層１３に達しないように形成する。これにより、溝部２２の底部がテーパー形状となったとしても、底部のテーパーが下部第２ＤＢＲミラー層１３に到達しないので、テーパー形状のバラつきによる悪影響が酸化層３１Ａ，３２Ａの分布に及ぶ虞はない。よって、個々の面発光型の半導体レーザにおける活性層１６に加わる応力の大きさにバラつきが生じるのを防止することができる。

また、上記各実施の形態等では、上面側から見た溝２２Ａの形状がほぼ四辺形状となっていたが、例えば、図４０に示したように扇形状としたり、図４１に示したように釘の断面のような形状とすることも可能である。

また、上記各実施の形態等では、メサ部２１を１つだけ設けた場合について説明したが、図４２，図４３に示したように、複数のメサ部２１をアレイ状に配置すると共に、各メサ部２１の周辺の溝部２２を互いに連通して形成するようにしてもよい。このとき、溝部２２の形状を図４４，図４５に示したように釘の断面のような形状とすることも可能である。このように、各メサ部２１の周辺の溝部２２を互いに連通して形成した場合には、面発光型半導体レーザ１をチップ状にダイシングする前のウェハにおいて、エピタキシャル結晶成長により生じたウェハ全体の反りを緩和することができる。これにより、ダイシング後の個々のチップに残留する反り量を小さくすることができ、また、個々のチップの反り量のバラつきを低減することができる。

また、溝部２２の形状を扇形状とした場合に、図４６，図４７に示したように溝２２Ａ同士が互いに対向する方向を等しくしたときには、各メサ部２１の光射出口２４Ａから射出されるレーザ光の偏光成分を一方向に固定することができ、その結果、高出力化しつつ、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化することができる。もっとも、図４８に示したように、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向を互い違いにしたときには、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向が一の方向の溝部２２に囲まれた各メサ部２１に電圧を印加する期間と、溝２２Ａ同士が互いに対向する方向が他の方向の溝部２２に囲まれた各メサ部２１に電圧を印加する期間とが互いに重なり合わないように面発光型の半導体レーザを駆動することにより、レーザ光の偏光方向を一方向に安定化しつつ、必要に応じて偏光方向を切り換えることも可能となる。また、図４９に示したように、一方の列に含まれる複数のメサ部２１と、他方の列に含まれる複数のメサ部２１とを互い違いに配置してもよい。

また、上記各実施の形態等では、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体レーザを例にして本発明を説明したが、他の化合物半導体レーザ、例えばＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＮ系、ＧａＩｎＮ系またはＧａＩｎＮＡｓ系などのなど化合物半導体レーザにも適用可能である。

また、上記各実施の形態等では、活性層１６に対して不均一な応力を発生させるための酸化部を下部ＤＢＲミラー層１１に形成した場合について説明したが、この酸化部を上部ＤＢＲミラー層１８に形成するようにしてもよい。この場合においても、酸化部が、上部ＤＢＲミラー層１８内の低屈折率層のうちの少なくとも１層の中の、電流注入領域１７Ｂに対応する領域の周辺に、メサ部２１の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層として含まれていれば、上記各実施の形態等と同様に作用し、同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態等では、積層構造２０が下部第１ＤＢＲミラー層１１等を積層したものとして説明したが、その「積層」は積層構造２０が下部第１ＤＢＲミラー層１１等以外の層を含む可能性を否定したものではない。すなわち、積層構造２０は下部第１ＤＢＲミラー層１１等の他に、他の層を含んでいてもよい。この積層の意味するところは、積層構造２０以外の、例えば下部第１ＤＢＲミラー層１１などの積層した構造を有するものについても同様である。

さらに、上記した実施の形態等では、酸化部が形成される低屈折率層のＡｌ組成や光学厚さ等について、適正な数値範囲を説明しているが、その説明は、酸化部が形成される低屈折率層のＡｌ組成や光学厚さ等が上記した範囲外となる可能性を完全に否定するものではない。すなわち、上記した適正範囲は、あくまで本発明の効果を得る上で特に好ましい範囲であり、本発明の効果が得られるのであれば、酸化部が形成される低屈折率層のＡｌ組成や光学厚さ等が上記した範囲から多少外れてもよい。

１，２，３，４，５，６…半導体レーザ、１０…基板、１１…下部ＤＢＲミラー層、１２…下部第１ＤＢＲミラー層、１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ…低屈折率層、１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ…高屈折率層、１３…下部第２ＤＢＲミラー層、１３Ｃ…第１屈折率層、１３Ｄ…第２屈折率層、１３Ｅ…第３屈折率層、１３Ｆ…第４屈折率層、１３Ｇ…第５屈折率層、１３Ｈ…第６屈折率層、１３Ｉ…第７屈折率層、１４…下部第３ＤＢＲミラー層、１５Ａ…下部スペーサ層、１５Ｂ…上部スペーサ層、１６…活性層、１６Ａ…発光領域、１７…電流狭窄層、１７Ａ…電流狭窄領域、１７Ｂ…電流注入領域、１７Ｄ…Ａｌ_x13 Ｇａ_1-x13 Ａｓ層、１８…上部ＤＢＲミラー層、１９…コンタクト層、２０…積層構造、２１…メサ部、２２…溝部、２２Ａ，２２Ｂ…溝、２３…保護膜、２４…上部電極、２４Ａ…光射出口、２５…上部電極パッド、２６…接続部、２７…下部電極、３０，３１，３２，４０，４１，４２，４３…酸化部、３１Ａ，３２Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ…酸化層、５０…横モード調整層、５１…第１調整層、５２…第２調整層、５３…第３調整層、Ｌｘ，Ｌｙ，ΔＲ…幅、Ｄ１，Ｄ２…深さ、Ｄｏｘ１…酸化層の間隙の距離、Ｄｏｘ２…電流注入領域の径方向の長さ、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…開口。

Claims (15)

1. 基板側から順に、下部多層膜反射鏡、活性層および上部多層膜反射鏡を含む積層構造を備え、
   前記積層構造は、前記下部多層膜反射鏡の上部部分、前記活性層および前記上部多層膜反射鏡を含む柱状のメサ部を有し、
   前記下部多層膜反射鏡は、前記基板側から順に、相対的に酸化されにくい第１多層膜、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有し、
   前記第１多層膜は、Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
   前記第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
   前記第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
   前記ｘ１〜ｘ１０は、式（１）で表される数式を満たし、
   １≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（１）
   前記第２多層膜の低屈折率層のうちの少なくとも１層の中の中央領域を除く領域に、前記メサ部の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層を有する
   半導体レーザ。
2. 基板側から順に、下部多層膜反射鏡、活性層および上部多層膜反射鏡を含む積層構造を備え、
   前記積層構造は、前記下部多層膜反射鏡の上部部分、前記活性層および前記上部多層膜反射鏡を含む柱状のメサ部を有し、
   前記下部多層膜反射鏡は、前記基板側から順に、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有し、
   前記第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
   前記第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
   前記ｘ３〜ｘ１０は、式（２）で表される数式を満たし、
   １≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ８，ｘ１０）≧０…（２）
   前記第２多層膜の低屈折率層のうちの少なくとも１層の中の中央領域を除く領域に、前記メサ部の中心軸を中心にして回転する方向に不均一に分布する複数の酸化層を有する
   半導体レーザ。
3. 前記複数の酸化層のうちの少なくとも１層は、前記メサ部の中心軸を間にして互いに対向配置された第１酸化部および第２酸化部からなる
   請求項１または２に記載の半導体レーザ。
4. 前記酸化層を有する低屈折率層の厚さ方向における光学的距離Ｌ₁ は、Ｌ₁ ≧λ／４（λは活性層から発光する光の波長を表す。）を満たす
   請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ。
5. 前記光学的距離Ｌ₁ は、λ／４≦Ｌ₁ ≦１．４×（λ／４）を満たし、
   前記酸化層を有する低屈折率層と隣り合う高屈折率層のうちのいずれか一方の厚さ方向における光学的距離Ｌ₂ は、０．６×（λ／４）≦Ｌ₂ ≦λ／４を満たす
   請求項４に記載の半導体レーザ。
6. 前記光学的距離Ｌ₁ は、λ／４≦Ｌ₁ ≦１．２×（λ／４）を満たし、
   前記光学的距離Ｌ₂ は、０．８×（λ／４）≦Ｌ₂ ≦λ／４を満たす
   請求項５に記載の半導体レーザ。
7. 前記下部多層膜反射鏡は、前記酸化層の層数が異なる低屈折率層を有する
   請求項１または２に記載の半導体レーザ。
8. 前記下部多層膜反射鏡は、前記酸化層の層数が異なる低屈折率層のうち、酸化層の層数が多いものを前記活性層側に有する
   請求項７に記載の半導体レーザ。
9. 前記メサ部は、面内の中央領域に未酸化領域を有する共に、前記未酸化領域の周縁に環状の酸化領域を含む電流狭窄層を有し、
   前記酸化層の厚さは、前記電流狭窄層の厚さよりも薄くなっている
   請求項１または２に記載の半導体レーザ。
10. 前記積層構造は、メサ部を取り囲む溝部を有し、
    前記溝部は、前記酸化層の分布に対応して不均一な深さを有する
    請求項１または２に記載の半導体レーザ。
11. 前記複数の酸化層のうちの少なくとも１層は、前記メサ部の中心軸を間にして互いに対向配置された第１酸化部および第２酸化部からなり、
    前記第１酸化部および前記第２酸化部は、前記溝部のうち深さが深い部分に対応して形成されている
    請求項１０に記載の半導体レーザ。
12. 前記溝部は、前記酸化層の分布に対応して不均一な幅を有する
    請求項１０に記載の半導体レーザ。
13. 前記溝部のうち深さが浅い部分に対応する部分の幅は、１μｍ以上３μｍ以下である
    請求項１０に記載の半導体レーザ。
14. 基板上に、前記基板側から順に、相対的に酸化されにくい第１多層膜、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有する下部多層膜反射鏡を形成する工程と、
    前記下部多層膜反射鏡の上面側に、活性層および上部多層膜反射鏡をこの順に形成する工程と、
    前記上部多層膜反射鏡の上面側に、不均一な幅を有する環状の開口部を１または複数有する被覆層を形成する工程と、
    前記被覆層をマスクとしてドライエッチングすることにより前記開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成する工程と、
    前記溝部の側面を酸化することにより前記下部多層膜反射鏡に、前記溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する工程とを含み、
    前記第１多層膜は、Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
    前記第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
    前記第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
    前記ｘ１〜ｘ１０は、式（３）で表される数式を満たす
    １≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ２，ｘ８，ｘ１０）≧０…（３）
    半導体レーザの製造方法。
15. 基板上に、前記基板側から順に、相対的に酸化されやすい第２多層膜および相対的に酸化されにくい第３多層膜を有する下部多層膜反射鏡を形成する工程と、
    前記下部多層膜反射鏡の上面側に、活性層および上部多層膜反射鏡をこの順に形成する工程と、
    前記上部多層膜反射鏡の上面側に、不均一な幅を有する環状の開口部を１または複数有する被覆層を形成する工程と、
    前記被覆層をマスクとしてドライエッチングすることにより前記開口部の幅に応じた不均一な深さの溝部を形成する工程と、
    前記溝部の側面を酸化することにより前記下部多層膜反射鏡に、前記溝部の深さに対応して不均一に分布する酸化部を形成する工程とを含み、
    前記第２多層膜は、Ａｌ _x3 Ｇａ _1-x3 Ａｓを含む第１屈折率層、Ａｌ _x4 Ｇａ _1-x4 Ａｓを含む第２屈折率層、Ａｌ _x5 Ｇａ _1-x5 Ａｓを含む第３屈折率層、Ａｌ _x6 Ｇａ _1-x6 Ａｓを含む第４屈折率層およびＡｌ _x7 Ｇａ _1-x7 Ａｓを含む第５屈折率層からなる低屈折率層ならびにＡｌ _x8 Ｇａ _1-x8 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
    前記第３多層膜は、Ａｌ _x9 Ｇａ _1-x9 Ａｓを含む低屈折率層およびＡｌ _x10 Ｇａ _1-x10 Ａｓを含む高屈折率層の組を複数組有し、
    前記ｘ３〜ｘ１０は、式（４）で表される数式を満たす
    １≧（ｘ４，ｘ６）＞（ｘ３，ｘ５，ｘ７，ｘ９）＞０．８＞（ｘ８，ｘ１０）≧０…（４）
    半導体レーザの製造方法。

Images