JP2000114664A - 窒化物半導体レーザ素子 - Google Patents
窒化物半導体レーザ素子Info
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- JP2000114664A JP2000114664A JP10284346A JP28434698A JP2000114664A JP 2000114664 A JP2000114664 A JP 2000114664A JP 10284346 A JP10284346 A JP 10284346A JP 28434698 A JP28434698 A JP 28434698A JP 2000114664 A JP2000114664 A JP 2000114664A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実用性の更なる向上のために、共振面を劈開
により形成してもｐ電極の剥がれを防止すると共に放熱
性を改善し、信頼性の高い寿命特性の良好な窒化物半導
体レーザ素子を提供することである。 【解決手段】 ストライプ側面に絶縁膜６２を有するリ
ッジ形状のストライプを有し、該ストライプの最上層に
形成されたｐ電極２０の一部分からリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成された絶縁性保護膜２０１を有
し、この上にｐ電極２０に電気的に接続して形成された
ｐパッド電極１０１を有し、更に共振面が劈開により形
成されてなる。
により形成してもｐ電極の剥がれを防止すると共に放熱
性を改善し、信頼性の高い寿命特性の良好な窒化物半導
体レーザ素子を提供することである。 【解決手段】 ストライプ側面に絶縁膜６２を有するリ
ッジ形状のストライプを有し、該ストライプの最上層に
形成されたｐ電極２０の一部分からリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成された絶縁性保護膜２０１を有
し、この上にｐ電極２０に電気的に接続して形成された
ｐパッド電極１０１を有し、更に共振面が劈開により形
成されてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体（ＩｎaＡ
ｌbＧａ1-a-bＮ、０≦a、０≦b、a＋b≦１）よりなるレ
ーザ素子に関し、特に劈開による共振面形成の際や、作
動中、ｐ電極の剥がれを防止し、寿命特性及び放熱性の
良い素子を生産性良く得ることのできる窒化物半導体レ
ーザ素子に関する。
ｌbＧａ1-a-bＮ、０≦a、０≦b、a＋b≦１）よりなるレ
ーザ素子に関し、特に劈開による共振面形成の際や、作
動中、ｐ電極の剥がれを防止し、寿命特性及び放熱性の
良い素子を生産性良く得ることのできる窒化物半導体レ
ーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、窒化物半導体レーザ素子の実用化
のために多くの研究開発が行われており、種々の窒化物
半導体レーザ素子が知られている。例えば、本発明者等
は、実用可能なレーザ素子として、Jpn.J.Appl.Phys.Vo
l.37(1998）pp.L309-L312、Part2,No.3B,15 March 1998
に、サファイア基板上部に、部分的に形成されたＳｉＯ
2膜を介して選択成長されたｎ−ＧａＮよりなる窒化物
半導体基板の上に、レーザ素子構造となる窒化物半導体
層を複数積層し、サファイア基板を除去して、劈開によ
り共振面を形成することにより、室温での連続発振１万
時間以上を可能とする窒化物半導体レーザ素子を発表し
た。図７に、前記Ｊ.Ｊ.Ａ.Ｐ.に示されるレーザ素子と
同様の模式的断面図を示した。この図７に示されるよう
に、ｐ−ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層からｐ−Ａｌ
0.14Ｇａ0.86Ｎ／ＧａＮの超格子構造よりなるｐ側クラ
ッド層まで部分的にエッチングして形成されたリッジ形
状のストライプを有し、このストライプ上部にｐ電極が
形成され、劈開により共振面を形成してなる窒化物半導
体レーザ素子である。更にこのレーザ素子は、ｐ電極を
覆うようにｐパッド電極が形成されている。ｐ電極は、
レーザ素子に電流を流す他に、レーザ素子内部で発生す
る熱をｐパッド電極に伝導し、外部に放散するための介
在物となっている。ｐパッド電極は、窒化物半導体レー
ザ素子に発生した熱を、熱伝導性の良いｐ電極等を介し
て素子外部に放散させたり、吸熱材料に伝導させ放散さ
せたりしている。ｐパッド電極は、実質的なｐ電極の表
面積を広げて、ｐ電極側をワイヤーボンディングまたは
ダイレクトボンディングできるようにし、さらにボンデ
ィング時の応力による衝撃で素子内に欠陥が発生するの
を防止している。熱の放散の点で、ｐ電極とｐパッド電
極とが良好に接着していることが、レーザ素子の駆動中
に発生する熱の放散がより良好となり、寿命特性をより
向上させることができる。
のために多くの研究開発が行われており、種々の窒化物
半導体レーザ素子が知られている。例えば、本発明者等
は、実用可能なレーザ素子として、Jpn.J.Appl.Phys.Vo
l.37(1998）pp.L309-L312、Part2,No.3B,15 March 1998
に、サファイア基板上部に、部分的に形成されたＳｉＯ
2膜を介して選択成長されたｎ−ＧａＮよりなる窒化物
半導体基板の上に、レーザ素子構造となる窒化物半導体
層を複数積層し、サファイア基板を除去して、劈開によ
り共振面を形成することにより、室温での連続発振１万
時間以上を可能とする窒化物半導体レーザ素子を発表し
た。図７に、前記Ｊ.Ｊ.Ａ.Ｐ.に示されるレーザ素子と
同様の模式的断面図を示した。この図７に示されるよう
に、ｐ−ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層からｐ−Ａｌ
0.14Ｇａ0.86Ｎ／ＧａＮの超格子構造よりなるｐ側クラ
ッド層まで部分的にエッチングして形成されたリッジ形
状のストライプを有し、このストライプ上部にｐ電極が
形成され、劈開により共振面を形成してなる窒化物半導
体レーザ素子である。更にこのレーザ素子は、ｐ電極を
覆うようにｐパッド電極が形成されている。ｐ電極は、
レーザ素子に電流を流す他に、レーザ素子内部で発生す
る熱をｐパッド電極に伝導し、外部に放散するための介
在物となっている。ｐパッド電極は、窒化物半導体レー
ザ素子に発生した熱を、熱伝導性の良いｐ電極等を介し
て素子外部に放散させたり、吸熱材料に伝導させ放散さ
せたりしている。ｐパッド電極は、実質的なｐ電極の表
面積を広げて、ｐ電極側をワイヤーボンディングまたは
ダイレクトボンディングできるようにし、さらにボンデ
ィング時の応力による衝撃で素子内に欠陥が発生するの
を防止している。熱の放散の点で、ｐ電極とｐパッド電
極とが良好に接着していることが、レーザ素子の駆動中
に発生する熱の放散がより良好となり、寿命特性をより
向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、得られ
たレーザ素子の中に寿命特性の良くない、つまり電極剥
離を起こし劣化すると思われるものや、熱の放散が十分
でないために劣化すると思われるものが生じる場合があ
る。この原因としては、恐らく、共振面を劈開により形
成する際の衝撃により、ｐ電極とリッジ形状のストライ
プの最上層のｐ側窒化物半導体層とが剥離あるいは剥離
しかかっていたり、またｐ電極の一部分がｐ側窒化物半
導体層から剥離することで、レーザ素子内の熱をｐパッ
ド電極に効率良く伝導させることができないために生じ
るのではないかと考えられる。ｐ電極の剥離を防止する
には、リッジ形状のストライプの最上に形成されるｐ電
極としてｐ側窒化物半導体層と密着性の良い金属を選択
することが考えられるが、ｐ側窒化物半導体層とオーミ
ック性を有するｐ電極となり得る金属としては限られた
範囲での選択となる。ｐ電極の剥離は、実用可能なレー
ザ素子の寿命特性の低下や信頼性の低下を招くことも考
えられ、レーザ素子を実用化する上で生産性の向上の点
からも解決することが望ましい。
たレーザ素子の中に寿命特性の良くない、つまり電極剥
離を起こし劣化すると思われるものや、熱の放散が十分
でないために劣化すると思われるものが生じる場合があ
る。この原因としては、恐らく、共振面を劈開により形
成する際の衝撃により、ｐ電極とリッジ形状のストライ
プの最上層のｐ側窒化物半導体層とが剥離あるいは剥離
しかかっていたり、またｐ電極の一部分がｐ側窒化物半
導体層から剥離することで、レーザ素子内の熱をｐパッ
ド電極に効率良く伝導させることができないために生じ
るのではないかと考えられる。ｐ電極の剥離を防止する
には、リッジ形状のストライプの最上に形成されるｐ電
極としてｐ側窒化物半導体層と密着性の良い金属を選択
することが考えられるが、ｐ側窒化物半導体層とオーミ
ック性を有するｐ電極となり得る金属としては限られた
範囲での選択となる。ｐ電極の剥離は、実用可能なレー
ザ素子の寿命特性の低下や信頼性の低下を招くことも考
えられ、レーザ素子を実用化する上で生産性の向上の点
からも解決することが望ましい。
【０００４】そこで、本発明の目的は、実用性の更なる
向上のために、共振面を劈開により形成してもｐ電極の
剥がれを防止すると共に放熱性を改善し、信頼性の高い
寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ素子を提供するこ
とである。
向上のために、共振面を劈開により形成してもｐ電極の
剥がれを防止すると共に放熱性を改善し、信頼性の高い
寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ素子を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の目的は、
下記（１）〜（４）の構成により達成することができ
る。 （１） ストライプ側面に絶縁膜を有するリッジ形状の
ストライプを有し、該ストライプの最上層にｐ電極を有
し、前記リッジ形状のストライプ長さ方向に対して垂直
な方向に劈開して形成された劈開面に共振面を有する窒
化物半導体レーザ素子において、前記ｐ電極の一部分か
らリッジ形状のストライプの側面にかけて形成された絶
縁性保護膜を有し、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接
続して形成されたｐパッド電極を有することを特徴とす
る窒化物半導体レーザ素子。 （２） 前記絶縁性保護膜が、リッジ形状のストライプ
長さ方向に平行に少なくともｐ電極の両側の一部を覆っ
て形成されていることを特徴とする前記（１）に記載の
窒化物半導体レーザ素子。 （３） 前記ｐ電極の両側の一部分に形成されている絶
縁性保護膜が、連続して劈開面上部のｐ電極の一部まで
形成されてなることを特徴とする前記（２）に記載の窒
化物半導体レーザ素子。 （４） 前記絶縁性保護膜が、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上であることを特徴とする前記
（１）〜（３）のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ
素子。
下記（１）〜（４）の構成により達成することができ
る。 （１） ストライプ側面に絶縁膜を有するリッジ形状の
ストライプを有し、該ストライプの最上層にｐ電極を有
し、前記リッジ形状のストライプ長さ方向に対して垂直
な方向に劈開して形成された劈開面に共振面を有する窒
化物半導体レーザ素子において、前記ｐ電極の一部分か
らリッジ形状のストライプの側面にかけて形成された絶
縁性保護膜を有し、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接
続して形成されたｐパッド電極を有することを特徴とす
る窒化物半導体レーザ素子。 （２） 前記絶縁性保護膜が、リッジ形状のストライプ
長さ方向に平行に少なくともｐ電極の両側の一部を覆っ
て形成されていることを特徴とする前記（１）に記載の
窒化物半導体レーザ素子。 （３） 前記ｐ電極の両側の一部分に形成されている絶
縁性保護膜が、連続して劈開面上部のｐ電極の一部まで
形成されてなることを特徴とする前記（２）に記載の窒
化物半導体レーザ素子。 （４） 前記絶縁性保護膜が、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上であることを特徴とする前記
（１）〜（３）のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ
素子。
【０００６】つまり、本発明は、ｐ電極の一部分からリ
ッジ形状の側面にかけて絶縁性保護膜で覆うことによ
り、劈開によるｐ電極の剥離を防止して放熱性を改善
し、信頼性が高く寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ
素子を提供することができる。更に、上記構成とするこ
とにより生産性も向上する。ｐ電極の剥離を防止したこ
とによる放熱性の向上は、ｐ電極からｐパッド電極への
熱の伝導が効率よく行われるためと考えられる。また、
リッジ形状のストライプ側面の絶縁膜の上に、更に重ね
て本発明の絶縁性保護膜を形成しているので、レーザ素
子の絶縁性が補強され、レーザ素子の信頼性の向上（不
良の防止）の点で好ましい。本発明において、ｐ電極の
一部分からリッジ形状のストライプ側面にかけて絶縁性
保護膜を形成するとは、ｐ電極の一部分を覆って、リッ
ジ形状のストライプの側面方向のｐ電極以外の箇所、例
えば絶縁膜、ｐ側窒化物半導体層の側面、又は基板等、
にかかるように形成することを示す。絶縁性保護膜は、
ｐ電極を押さえつけて、リッジ形状のストライプの最上
層のｐ側窒化物半導体層から剥離するのを防止する作用
をする。本発明は絶縁性保護膜を上記の如く設置するこ
とにより、レーザ素子の種々の特性に悪影響を与えず、
更に製造工程においても簡易で効率良く行うことがで
き、前記課題を解決することができたものである。
ッジ形状の側面にかけて絶縁性保護膜で覆うことによ
り、劈開によるｐ電極の剥離を防止して放熱性を改善
し、信頼性が高く寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ
素子を提供することができる。更に、上記構成とするこ
とにより生産性も向上する。ｐ電極の剥離を防止したこ
とによる放熱性の向上は、ｐ電極からｐパッド電極への
熱の伝導が効率よく行われるためと考えられる。また、
リッジ形状のストライプ側面の絶縁膜の上に、更に重ね
て本発明の絶縁性保護膜を形成しているので、レーザ素
子の絶縁性が補強され、レーザ素子の信頼性の向上（不
良の防止）の点で好ましい。本発明において、ｐ電極の
一部分からリッジ形状のストライプ側面にかけて絶縁性
保護膜を形成するとは、ｐ電極の一部分を覆って、リッ
ジ形状のストライプの側面方向のｐ電極以外の箇所、例
えば絶縁膜、ｐ側窒化物半導体層の側面、又は基板等、
にかかるように形成することを示す。絶縁性保護膜は、
ｐ電極を押さえつけて、リッジ形状のストライプの最上
層のｐ側窒化物半導体層から剥離するのを防止する作用
をする。本発明は絶縁性保護膜を上記の如く設置するこ
とにより、レーザ素子の種々の特性に悪影響を与えず、
更に製造工程においても簡易で効率良く行うことがで
き、前記課題を解決することができたものである。
【０００７】このように、リッジ形状のストライプの上
部に形成されるｐ電極の剥がれを防止する機能をレーザ
素子に加味する必要性は、本発明者らが長時間の連続発
振が可能な実用性の高いレーザ素子を実現したことによ
り、動作条件が厳しくなり、従来は予想もつかない部分
でのわずかな不十分さの克服が、レーザ素子を実用化す
る上で必要となってきているからである。このような必
要性に対し、本発明は、ｐ電極の劈開によるわずかな剥
離により、レーザ素子の動作中に素子劣化を引き起こし
やすくする可能性を低減すべく、絶縁性保護膜を上記の
如く形成することにより改善するものである。
部に形成されるｐ電極の剥がれを防止する機能をレーザ
素子に加味する必要性は、本発明者らが長時間の連続発
振が可能な実用性の高いレーザ素子を実現したことによ
り、動作条件が厳しくなり、従来は予想もつかない部分
でのわずかな不十分さの克服が、レーザ素子を実用化す
る上で必要となってきているからである。このような必
要性に対し、本発明は、ｐ電極の劈開によるわずかな剥
離により、レーザ素子の動作中に素子劣化を引き起こし
やすくする可能性を低減すべく、絶縁性保護膜を上記の
如く形成することにより改善するものである。
【０００８】本発明において、絶縁性保護膜が、リッジ
形状のストライプ長さ方向に平行に少なくともｐ電極の
両側の一部を覆って形成されていると、ｐ電極の剥離を
防止するのに好ましい。また、本発明において、ｐ電極
の両側の一部分に形成された絶縁性保護膜が、劈開面上
部であってリッジ形状のストライプ上部に形成されてい
るｐ電極の一部まで連続して形成されていると、劈開す
る際に物理的な力がかかり易い劈開面上部のｐ電極の密
着力を強めることができ、ｐ電極の剥がれをより良好に
防止できる。ここで、リッジ形状のストライプ上に形成
されているｐ電極の劈開面付近に絶縁性保護膜を形成す
る場合、絶縁性保護膜の熱伝導性がｐ電極より劣るた
め、レーザ素子の動作に伴う熱を放散する作用を有する
ｐパッド電極の、ｐ電極との接触をできるだけ阻害しな
いように、絶縁性保護膜を形成することが放熱性の点で
望ましい。また、本発明において、絶縁性保護膜が、Ｓ
ｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のいずれか１種以上である
と、ｐ電極の剥がれを良好に防止でき、絶縁性において
も好ましく、更に、工程の簡素化によるラインの安定の
点で好ましい。
形状のストライプ長さ方向に平行に少なくともｐ電極の
両側の一部を覆って形成されていると、ｐ電極の剥離を
防止するのに好ましい。また、本発明において、ｐ電極
の両側の一部分に形成された絶縁性保護膜が、劈開面上
部であってリッジ形状のストライプ上部に形成されてい
るｐ電極の一部まで連続して形成されていると、劈開す
る際に物理的な力がかかり易い劈開面上部のｐ電極の密
着力を強めることができ、ｐ電極の剥がれをより良好に
防止できる。ここで、リッジ形状のストライプ上に形成
されているｐ電極の劈開面付近に絶縁性保護膜を形成す
る場合、絶縁性保護膜の熱伝導性がｐ電極より劣るた
め、レーザ素子の動作に伴う熱を放散する作用を有する
ｐパッド電極の、ｐ電極との接触をできるだけ阻害しな
いように、絶縁性保護膜を形成することが放熱性の点で
望ましい。また、本発明において、絶縁性保護膜が、Ｓ
ｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のいずれか１種以上である
と、ｐ電極の剥がれを良好に防止でき、絶縁性において
も好ましく、更に、工程の簡素化によるラインの安定の
点で好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の窒化物半導体レーザ素子
は、ストライプ側面に絶縁膜を有するリッジ形状のスト
ライプの最上層にｐ電極を有し、前記リッジ形状のスト
ライプ長さ方向に対して垂直な方向に劈開して形成され
た劈開面に共振面を有し、更にｐ電極の一部分からリッ
ジ形状のストライプの側面にかけて絶縁性保護膜が形成
されてなり、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接続して
形成されたｐパッド電極を有する。本発明における絶縁
性保護膜は、ｐパッド電極を形成する前に、劈開などの
物理的な力がかかってもｐ電極がリッジ形状のストライ
プの最上層から剥離するのを防止するために、ｐ電極の
一部分を押さえつけるようにｐ電極からｐ電極以外の箇
所まで、例えばリッジ形状のストライプ側面にかけて形
成される。
は、ストライプ側面に絶縁膜を有するリッジ形状のスト
ライプの最上層にｐ電極を有し、前記リッジ形状のスト
ライプ長さ方向に対して垂直な方向に劈開して形成され
た劈開面に共振面を有し、更にｐ電極の一部分からリッ
ジ形状のストライプの側面にかけて絶縁性保護膜が形成
されてなり、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接続して
形成されたｐパッド電極を有する。本発明における絶縁
性保護膜は、ｐパッド電極を形成する前に、劈開などの
物理的な力がかかってもｐ電極がリッジ形状のストライ
プの最上層から剥離するのを防止するために、ｐ電極の
一部分を押さえつけるようにｐ電極からｐ電極以外の箇
所まで、例えばリッジ形状のストライプ側面にかけて形
成される。
【００１０】以下に、本発明の一実施の形態を示す図１
を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、絶縁性保護
膜２０１を形成してなる一実施の形態である窒化半導体
レーザ素子のリッジ形状のストライプの長さ方向に垂直
に切断した一部分を示す模式的断面図である。図１に
は、絶縁膜６２を側面に有するリッジ形状のストライプ
の最上層のｐ側コンタクト層１３上にｐ電極２０が形成
され、更にｐ電極２０上に、図１に示すように、ｐ電極
２０の両側からリッジ形状のストライプの側面にかけ
て、絶縁性保護膜２０１を形成し、この上にｐパッド電
極がｐ電極と電気的に接続するように形成されてなる窒
化物半導体レーザ素子の一部分が示されている。更に図
２に、図１の模式的断面図のｐパッド電極を形成してい
ない状態の窒化物半導体レーザ素子のリッジ形状のスト
ライプを有する側を真上から見た状態の一部分を示す模
式的平面図を示す。図２の中央部付近の点線は、ｐ電極
を形成したことにより表面に現れないリッジ形状のスト
ライプの位置を示すものであり、二点鎖線はｐ電極の形
成位置を示し、ｐ電極上に形成された絶縁性保護膜によ
り覆われて表面に現れていない部分のｐ電極を示す。ま
た、図２のＲはリッジ形状のストライプ幅を示し、Ｐは
ｐ電極を上から見たときの幅を示す。
を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、絶縁性保護
膜２０１を形成してなる一実施の形態である窒化半導体
レーザ素子のリッジ形状のストライプの長さ方向に垂直
に切断した一部分を示す模式的断面図である。図１に
は、絶縁膜６２を側面に有するリッジ形状のストライプ
の最上層のｐ側コンタクト層１３上にｐ電極２０が形成
され、更にｐ電極２０上に、図１に示すように、ｐ電極
２０の両側からリッジ形状のストライプの側面にかけ
て、絶縁性保護膜２０１を形成し、この上にｐパッド電
極がｐ電極と電気的に接続するように形成されてなる窒
化物半導体レーザ素子の一部分が示されている。更に図
２に、図１の模式的断面図のｐパッド電極を形成してい
ない状態の窒化物半導体レーザ素子のリッジ形状のスト
ライプを有する側を真上から見た状態の一部分を示す模
式的平面図を示す。図２の中央部付近の点線は、ｐ電極
を形成したことにより表面に現れないリッジ形状のスト
ライプの位置を示すものであり、二点鎖線はｐ電極の形
成位置を示し、ｐ電極上に形成された絶縁性保護膜によ
り覆われて表面に現れていない部分のｐ電極を示す。ま
た、図２のＲはリッジ形状のストライプ幅を示し、Ｐは
ｐ電極を上から見たときの幅を示す。
【００１１】本発明において、絶縁性保護膜２０１は、
少なくともｐ電極の一部分を覆ってリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成されていればよく、好ましくは
図１及び図２（ａ）のように、ｐ電極の両側の一部を覆
いリッジ形状のストライプの長さ方向に平行になるよう
に形成される。また、図２（ｂ）に示すように、ｐ電極
の両側を覆っている絶縁性保護膜が連続して、劈開面上
部のリッジ形状のストライプの最上のｐ側コンタクト層
１３に接触しているｐ電極上［図２（ｂ）に示すリッジ
幅Ｒの劈開面上部］まで連続して形成されていると、劈
開面上部の絶縁性保護膜２０１が劈開時に衝撃のかかり
易いｐ電極２０の端部を押さえつけるので、ｐ電極の剥
がれを良好に防止することができ好ましい。
少なくともｐ電極の一部分を覆ってリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成されていればよく、好ましくは
図１及び図２（ａ）のように、ｐ電極の両側の一部を覆
いリッジ形状のストライプの長さ方向に平行になるよう
に形成される。また、図２（ｂ）に示すように、ｐ電極
の両側を覆っている絶縁性保護膜が連続して、劈開面上
部のリッジ形状のストライプの最上のｐ側コンタクト層
１３に接触しているｐ電極上［図２（ｂ）に示すリッジ
幅Ｒの劈開面上部］まで連続して形成されていると、劈
開面上部の絶縁性保護膜２０１が劈開時に衝撃のかかり
易いｐ電極２０の端部を押さえつけるので、ｐ電極の剥
がれを良好に防止することができ好ましい。
【００１２】本発明において、絶縁性保護膜としては、
絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、好ましく
は絶縁性を有し更にｐ電極の剥離を防止できる程度にレ
ーザ素子を構成する絶縁膜などとの密着力を有している
材料であり、更に好ましくは絶縁性の酸化物である。例
えば具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｎ、及びＴａＯXのいずれか１種以上からなる材料を挙
げることができ、好ましくはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上からなる材料を挙げることが
できる。このような材料を用いるとｐ電極の剥離を防止
するのに好ましい。また絶縁性保護膜は、レーザ素子の
リッジ形状のストライプ側面の絶縁性を補強することが
でき、レーザ素子の信頼性向上（不良防止）の点でも好
ましい。絶縁性保護膜の膜厚は、特に限定されないが、
例えば具体的には０．０１〜１μｍであり、好ましくは
０．１〜０．５μｍであり、より好ましくは０．１μｍ
程度の膜厚を挙げることができる。絶縁性保護膜の膜厚
が上記範囲であると、ｐ電極の剥がれを防止する点で好
ましい。前記絶縁性保護膜の材料のレーザ素子を構成す
る部位、例えば絶縁膜等、との密着力の強弱や熱の伝導
性の優劣などを考慮して、絶縁性保護膜の形成される形
態、膜厚等が調整される。
絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、好ましく
は絶縁性を有し更にｐ電極の剥離を防止できる程度にレ
ーザ素子を構成する絶縁膜などとの密着力を有している
材料であり、更に好ましくは絶縁性の酸化物である。例
えば具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｎ、及びＴａＯXのいずれか１種以上からなる材料を挙
げることができ、好ましくはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上からなる材料を挙げることが
できる。このような材料を用いるとｐ電極の剥離を防止
するのに好ましい。また絶縁性保護膜は、レーザ素子の
リッジ形状のストライプ側面の絶縁性を補強することが
でき、レーザ素子の信頼性向上（不良防止）の点でも好
ましい。絶縁性保護膜の膜厚は、特に限定されないが、
例えば具体的には０．０１〜１μｍであり、好ましくは
０．１〜０．５μｍであり、より好ましくは０．１μｍ
程度の膜厚を挙げることができる。絶縁性保護膜の膜厚
が上記範囲であると、ｐ電極の剥がれを防止する点で好
ましい。前記絶縁性保護膜の材料のレーザ素子を構成す
る部位、例えば絶縁膜等、との密着力の強弱や熱の伝導
性の優劣などを考慮して、絶縁性保護膜の形成される形
態、膜厚等が調整される。
【００１３】本発明において、絶縁性保護膜を形成する
方法としては、スパッタリング成膜を使い、フォトリソ
によるパターン上へ成膜し、形成したい部分にだけ絶縁
膜を形成する。
方法としては、スパッタリング成膜を使い、フォトリソ
によるパターン上へ成膜し、形成したい部分にだけ絶縁
膜を形成する。
【００１４】本発明のレーザ素子で用いられる絶縁膜６
２としては、特に限定されないが、例えば、従来のレー
ザ素子を示した図７で用いられているＳｉＯ2や、後述
のストライプ幅が０．５〜４．０μｍのストライプ構造
の窒化物半導体レーザ素子を形成するのに好ましい第２
の保護膜（絶縁性を有する膜）として用いられるＴｉ、
Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａよりなる群から選択された
少なくとも一種の元素を含む酸化物、ＢＮ、ＳｉＣ及び
ＡｌＮ等が挙げられる。また後述の第２の保護膜として
Ｓｉ酸化物を用いることもでき、この場合は、後述の第
１の保護膜の材料としてＳｉ酸化物よりエッチングされ
易い材料を選択して行われる。
２としては、特に限定されないが、例えば、従来のレー
ザ素子を示した図７で用いられているＳｉＯ2や、後述
のストライプ幅が０．５〜４．０μｍのストライプ構造
の窒化物半導体レーザ素子を形成するのに好ましい第２
の保護膜（絶縁性を有する膜）として用いられるＴｉ、
Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａよりなる群から選択された
少なくとも一種の元素を含む酸化物、ＢＮ、ＳｉＣ及び
ＡｌＮ等が挙げられる。また後述の第２の保護膜として
Ｓｉ酸化物を用いることもでき、この場合は、後述の第
１の保護膜の材料としてＳｉ酸化物よりエッチングされ
易い材料を選択して行われる。
【００１５】本発明のレーザ素子のストライプ構造とし
ては、特に限定されないが、好ましいストライプ構造と
しては、例えばストライプ幅が０．５〜４．０μｍのス
トライプ構造をあげることができる。ストライプ幅が上
記範囲であると、しきい値の低下や水平横モードの安定
化の点で好ましい。また、ストライプ幅が上記のように
狭い構造のストライプを有するレーザ素子としては、例
えば図３〜図５に示されるような構造のレーザ素子が挙
げられる。これらのレーザ素子は、ストライプ幅を狭く
しても再現性良く形成することができるストライプ及び
電極形成方法（具体的には特願平１０−１２６５４９号
明細書に記載されている。）により得られる。以下にそ
の方法について図６を用いて説明する。この方法は、ス
トライプの導波路を形成する際に用いる第１の保護膜
と、ストライプの側面に形成される絶縁性の第２の保護
膜との、エッチング処理によるエッチング速度が異なる
ように材料を選択し、下記各工程を行うことにより、再
現性よくストライプを形成でき、更に所定の位置に絶縁
性の第２の保護膜を均一の膜厚で形成することができ
る。
ては、特に限定されないが、好ましいストライプ構造と
しては、例えばストライプ幅が０．５〜４．０μｍのス
トライプ構造をあげることができる。ストライプ幅が上
記範囲であると、しきい値の低下や水平横モードの安定
化の点で好ましい。また、ストライプ幅が上記のように
狭い構造のストライプを有するレーザ素子としては、例
えば図３〜図５に示されるような構造のレーザ素子が挙
げられる。これらのレーザ素子は、ストライプ幅を狭く
しても再現性良く形成することができるストライプ及び
電極形成方法（具体的には特願平１０−１２６５４９号
明細書に記載されている。）により得られる。以下にそ
の方法について図６を用いて説明する。この方法は、ス
トライプの導波路を形成する際に用いる第１の保護膜
と、ストライプの側面に形成される絶縁性の第２の保護
膜との、エッチング処理によるエッチング速度が異なる
ように材料を選択し、下記各工程を行うことにより、再
現性よくストライプを形成でき、更に所定の位置に絶縁
性の第２の保護膜を均一の膜厚で形成することができ
る。
【００１６】図６は、窒化物半導体レーザ素子のストラ
イプ及び電極の形成方法の各工程を説明するための、各
工程における窒化物半導体ウェーハの部分的な構造を示
す模式的断面図である。この図６に示される断面図は、
エッチングにより形成したストライプ導波路に対し垂直
方向、つまり共振面に対して平行方向で切断した際の図
を示している。
イプ及び電極の形成方法の各工程を説明するための、各
工程における窒化物半導体ウェーハの部分的な構造を示
す模式的断面図である。この図６に示される断面図は、
エッチングにより形成したストライプ導波路に対し垂直
方向、つまり共振面に対して平行方向で切断した際の図
を示している。
【００１７】まず、第１の工程において、図６（ｃ）に
示すように、最上層にあるｐ側コンタクト層１３の上に
ストライプ状の第１の保護膜６１を形成する。この第１
の工程において、第１の保護膜６１は、特に絶縁性は問
わず、窒化物半導体のエッチング速度と差がある材料で
あればどのような材料でも良い。更に第１の保護膜６１
としては、後述の第３の工程で形成される第２の保護膜
６２とエッチング速度の異なる材料を選択して用いるこ
とが第２の保護膜６２を形成するのに好ましい。第１の
保護膜６１として、例えばＳｉ酸化物（ＳｉＯ2を含
む）、フォトレジスト等が挙げられ、好ましくはＳｉ酸
化物である。第１の保護膜６１が、Ｓｉ酸化物である
と、次の第２の工程における窒化物半導体レーザ素子の
ストライプ状の導波路領域を形成する方法としてウエッ
トエッチングやドライエッチング等が用いられるが、エ
ッチングのし易いドライエッチングが好ましく用いら
れ、このドライエッチングで重要視される第１の保護膜
６１と窒化物半導体との選択性を良好にすることができ
る。また、第１の保護膜６１が上記の材料から選択され
ると、後工程である第３の工程で酸を用いて行うエッチ
ングで第２の保護膜よりも酸に対して溶解されやすい性
質を有し、第２の保護膜６２との溶解度差を設け易く、
特に第３の工程で用いられる酸としてフッ酸を用いる
と、フッ酸に対して溶解しやすく好ましい。第１の保護
膜のストライプ幅（Ｗ）としては４μｍ〜０．５μｍ、
好ましくは３μｍ〜１μｍに調整する。第１の保護膜６
１のストライプ幅が、おおよそ導波路領域のストライプ
幅に相当する。
示すように、最上層にあるｐ側コンタクト層１３の上に
ストライプ状の第１の保護膜６１を形成する。この第１
の工程において、第１の保護膜６１は、特に絶縁性は問
わず、窒化物半導体のエッチング速度と差がある材料で
あればどのような材料でも良い。更に第１の保護膜６１
としては、後述の第３の工程で形成される第２の保護膜
６２とエッチング速度の異なる材料を選択して用いるこ
とが第２の保護膜６２を形成するのに好ましい。第１の
保護膜６１として、例えばＳｉ酸化物（ＳｉＯ2を含
む）、フォトレジスト等が挙げられ、好ましくはＳｉ酸
化物である。第１の保護膜６１が、Ｓｉ酸化物である
と、次の第２の工程における窒化物半導体レーザ素子の
ストライプ状の導波路領域を形成する方法としてウエッ
トエッチングやドライエッチング等が用いられるが、エ
ッチングのし易いドライエッチングが好ましく用いら
れ、このドライエッチングで重要視される第１の保護膜
６１と窒化物半導体との選択性を良好にすることができ
る。また、第１の保護膜６１が上記の材料から選択され
ると、後工程である第３の工程で酸を用いて行うエッチ
ングで第２の保護膜よりも酸に対して溶解されやすい性
質を有し、第２の保護膜６２との溶解度差を設け易く、
特に第３の工程で用いられる酸としてフッ酸を用いる
と、フッ酸に対して溶解しやすく好ましい。第１の保護
膜のストライプ幅（Ｗ）としては４μｍ〜０．５μｍ、
好ましくは３μｍ〜１μｍに調整する。第１の保護膜６
１のストライプ幅が、おおよそ導波路領域のストライプ
幅に相当する。
【００１８】第１の工程において、第１の保護膜６１を
形成する具体的な工程として、図６（ａ）、（ｂ）に示
す工程が挙げられる。まず、図６（ａ）に示すように、
第１の保護膜６１をｐ側コンタクト層１３の表面のほぼ
全面に形成した後、第１の保護膜６１の上にストライプ
状の第３の保護膜６３を形成する。その後、図６（ｂ）
に示すように、その第３の保護膜６３をつけたまま、第
１の保護膜６１をエッチングした後、第３の保護膜６３
を除去することにより、図６（ｃ）に示すようなストラ
イプ状の第１の保護膜６１を形成することができる。な
お第３の保護膜６３をつけたままエッチングガス、若し
くはエッチング手段等を変えて、ｐ側コンタクト層１３
側からエッチングすることもできる。
形成する具体的な工程として、図６（ａ）、（ｂ）に示
す工程が挙げられる。まず、図６（ａ）に示すように、
第１の保護膜６１をｐ側コンタクト層１３の表面のほぼ
全面に形成した後、第１の保護膜６１の上にストライプ
状の第３の保護膜６３を形成する。その後、図６（ｂ）
に示すように、その第３の保護膜６３をつけたまま、第
１の保護膜６１をエッチングした後、第３の保護膜６３
を除去することにより、図６（ｃ）に示すようなストラ
イプ状の第１の保護膜６１を形成することができる。な
お第３の保護膜６３をつけたままエッチングガス、若し
くはエッチング手段等を変えて、ｐ側コンタクト層１３
側からエッチングすることもできる。
【００１９】第１の工程において、エッチング手段とし
ては、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）のよう
なドライエッチングを用いることができ、この場合、第
１の工程で例えばＳｉ酸化物よりなる第１の保護膜６１
をエッチングするには、ＣＦ 4のようなフッ素化合物系
のガスを用いることが望ましい。
ては、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）のよう
なドライエッチングを用いることができ、この場合、第
１の工程で例えばＳｉ酸化物よりなる第１の保護膜６１
をエッチングするには、ＣＦ 4のようなフッ素化合物系
のガスを用いることが望ましい。
【００２０】また、図６（ｃ）に示すようなストライプ
状の第１の保護膜６１をリフトオフ法によって形成する
こともできる。リフトオフ法では、ストライプ状の孔が
開いた形状のフォトレジストをｐ側コンタクト層１３上
に形成し、そのフォトレジストの上から全面に第１の保
護膜６１を形成し、その後フォトレジストを溶解除去す
ることにより、ｐ側コンタクト層１３と接触している第
１の保護膜６１のみを図６（ｃ）に示すように残すもの
である。なお、第１の保護膜６１を形成する方法として
は、リフトオフ法でストライプ状の第１の保護膜６１を
形成するよりも、図６（ａ）、（ｂ）のようにエッチン
グにより形成する方が端面がほぼ垂直で形状が整ったス
トライプが得られやすい傾向にある。
状の第１の保護膜６１をリフトオフ法によって形成する
こともできる。リフトオフ法では、ストライプ状の孔が
開いた形状のフォトレジストをｐ側コンタクト層１３上
に形成し、そのフォトレジストの上から全面に第１の保
護膜６１を形成し、その後フォトレジストを溶解除去す
ることにより、ｐ側コンタクト層１３と接触している第
１の保護膜６１のみを図６（ｃ）に示すように残すもの
である。なお、第１の保護膜６１を形成する方法として
は、リフトオフ法でストライプ状の第１の保護膜６１を
形成するよりも、図６（ａ）、（ｂ）のようにエッチン
グにより形成する方が端面がほぼ垂直で形状が整ったス
トライプが得られやすい傾向にある。
【００２１】次に第２の工程において、図６（ｄ）に示
すように、第１の保護膜６１が形成されたｐ側コンタク
ト層１３の第１の保護膜６１が形成されていない部分か
らエッチングして、第１の保護膜６１の直下部分に保護
膜の形状に応じたストライプ状の導波路領域を形成す
る。エッチングを行う場合、エッチストップをどの位置
にするかでレーザ素子の構造、特性が異なってくる。エ
ッチストップはｐ側コンタクト層よりも下の層であれば
どの窒化物半導体層で止めてもよい。図６に示す例では
ｐ側コンタクト層１３の下にあるｐ側クラッド層１２の
途中をエッチストップとしている。ｐ側クラッド層の下
端面からｐ側コンタクト層方向０．２μｍよりも基板側
をエッチストップとすると、ストライプがリッジとなっ
て屈折率導波路型のレーザ素子ができる。下端面とは厚
さ方向に対して最も下のクラッド層の面を指し、先にも
述べたようにクラッド層の下に光ガイド層がある場合に
は、ガイド層とクラッド層の界面が下端面に相当する。
エッチストップをこの下端面よりも上にすると、エッチ
ング時間が短くなり、またエッチングレートを制御しや
すいので、生産技術上都合がよい。
すように、第１の保護膜６１が形成されたｐ側コンタク
ト層１３の第１の保護膜６１が形成されていない部分か
らエッチングして、第１の保護膜６１の直下部分に保護
膜の形状に応じたストライプ状の導波路領域を形成す
る。エッチングを行う場合、エッチストップをどの位置
にするかでレーザ素子の構造、特性が異なってくる。エ
ッチストップはｐ側コンタクト層よりも下の層であれば
どの窒化物半導体層で止めてもよい。図６に示す例では
ｐ側コンタクト層１３の下にあるｐ側クラッド層１２の
途中をエッチストップとしている。ｐ側クラッド層の下
端面からｐ側コンタクト層方向０．２μｍよりも基板側
をエッチストップとすると、ストライプがリッジとなっ
て屈折率導波路型のレーザ素子ができる。下端面とは厚
さ方向に対して最も下のクラッド層の面を指し、先にも
述べたようにクラッド層の下に光ガイド層がある場合に
は、ガイド層とクラッド層の界面が下端面に相当する。
エッチストップをこの下端面よりも上にすると、エッチ
ング時間が短くなり、またエッチングレートを制御しや
すいので、生産技術上都合がよい。
【００２２】また図６には示していないが、エッチスト
ップをｐ側クラッド層の下端面よりも下にある窒化物半
導体とすることもできる。下端面よりも基板側の層をエ
ッチストップとすると、しきい値が著しく低下する傾向
があり好ましい。
ップをｐ側クラッド層の下端面よりも下にある窒化物半
導体とすることもできる。下端面よりも基板側の層をエ
ッチストップとすると、しきい値が著しく低下する傾向
があり好ましい。
【００２３】第２の工程において、エッチング手段とし
ては、ウエットエッチングやドライエッチング等が用い
られるが、エッチングのし易いドライエッチングが好ま
しく用いられる。例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）のようなドライエッチングを用いることができ、こ
の場合、窒化物半導体をエッチングするには他のIII−
Ｖ族化合物半導体で良く用いられているＣｌ2、ＣＣ
ｌ4、ＳｉＣｌ4のような塩素系のガスが用いられ、これ
らのガスを用いると、第１の保護膜６１としてＳｉ酸化
物が用いられている場合、Ｓｉ酸化物との選択比が大き
くできるため望ましい。
ては、ウエットエッチングやドライエッチング等が用い
られるが、エッチングのし易いドライエッチングが好ま
しく用いられる。例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）のようなドライエッチングを用いることができ、こ
の場合、窒化物半導体をエッチングするには他のIII−
Ｖ族化合物半導体で良く用いられているＣｌ2、ＣＣ
ｌ4、ＳｉＣｌ4のような塩素系のガスが用いられ、これ
らのガスを用いると、第１の保護膜６１としてＳｉ酸化
物が用いられている場合、Ｓｉ酸化物との選択比が大き
くできるため望ましい。
【００２４】次に第３の工程において、図６（ｅ）に示
すように、第２の保護膜６２を第１の保護膜６１と異な
る材料であって、絶縁性を有する材料を用いてストライ
プ状の導波路の側面、エッチングされて露出した窒化物
半導体層（図６ｅでは、ｐ側クラッド層１２）の平面、
及び第１の保護膜６１上に形成する。第２の保護膜６２
を形成後に、エッチングにより第１の保護膜６１を除去
することにより、第１の保護膜６１上に形成された第２
の保護膜６２のみが除去され、図６（ｆ）に示すよう
に、ストライプの側面及びｐ側クラッド層１２の平面に
は第２の保護膜６２が連続して形成される。このように
第２の保護膜６２をエッチングすることなく、第１の保
護膜６１を除去することを可能にするには、前記したよ
うに、第１の保護膜６１と第２の保護膜６２の材料を、
第３の工程で行われるエッチング処理に対するエッチン
グ速度の異なるものを選択して用いることにより可能と
なる。第３の工程でのエッチング処理は、特に限定され
ないが、例えばフッ酸を用いてドライエッチングする方
法が挙げられる。
すように、第２の保護膜６２を第１の保護膜６１と異な
る材料であって、絶縁性を有する材料を用いてストライ
プ状の導波路の側面、エッチングされて露出した窒化物
半導体層（図６ｅでは、ｐ側クラッド層１２）の平面、
及び第１の保護膜６１上に形成する。第２の保護膜６２
を形成後に、エッチングにより第１の保護膜６１を除去
することにより、第１の保護膜６１上に形成された第２
の保護膜６２のみが除去され、図６（ｆ）に示すよう
に、ストライプの側面及びｐ側クラッド層１２の平面に
は第２の保護膜６２が連続して形成される。このように
第２の保護膜６２をエッチングすることなく、第１の保
護膜６１を除去することを可能にするには、前記したよ
うに、第１の保護膜６１と第２の保護膜６２の材料を、
第３の工程で行われるエッチング処理に対するエッチン
グ速度の異なるものを選択して用いることにより可能と
なる。第３の工程でのエッチング処理は、特に限定され
ないが、例えばフッ酸を用いてドライエッチングする方
法が挙げられる。
【００２５】第２の保護膜６２の材料としては、第１の
保護膜６１と異なる材料から選択され、第３の工程のエ
ッチング処理で第１の保護膜６１よりエッチング速度が
遅い又はエッチングされにくい材料であって、ストライ
プの側面等に第２の保護膜６２が形成可能な材料であれ
ば特に限定されない。好ましい第２の保護膜としては、
前記のように第１の保護膜６１としてＳｉ酸化物やレジ
スト材料が好ましく用いられることから、少なくとも第
１の保護膜６１の材料以外の材料で、第１の保護膜６１
よりエッチング速度が遅い材料が挙げられる。第１の保
護膜６１がＳｉ酸化物である場合、第２の保護膜６２の
具体例としては、例えばＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、
Ｔａよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を
含む酸化物、ＢＮ、ＳｉＣ及びＡｌＮの内の少なくとも
一種が用いられ、より好ましくはＺｒの酸化物、Ｈｆの
酸化物、ＢＮ及びＳｉＣのいずれか一種以上の材料が用
いられる。また、第２の保護膜６２形成後、窒化物半導
体をエッチングしないため、第２の保護膜６２は、窒化
物半導体とのエッチング速さに関して考慮されない。ま
た第２の薄膜層６２として、Ｓｉ酸化物を用いてもよ
く、この場合は、第１の保護膜６１をＳｉ酸化物より第
３の工程でのエッチング速度の速い材料が選択され行わ
れる。
保護膜６１と異なる材料から選択され、第３の工程のエ
ッチング処理で第１の保護膜６１よりエッチング速度が
遅い又はエッチングされにくい材料であって、ストライ
プの側面等に第２の保護膜６２が形成可能な材料であれ
ば特に限定されない。好ましい第２の保護膜としては、
前記のように第１の保護膜６１としてＳｉ酸化物やレジ
スト材料が好ましく用いられることから、少なくとも第
１の保護膜６１の材料以外の材料で、第１の保護膜６１
よりエッチング速度が遅い材料が挙げられる。第１の保
護膜６１がＳｉ酸化物である場合、第２の保護膜６２の
具体例としては、例えばＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、
Ｔａよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を
含む酸化物、ＢＮ、ＳｉＣ及びＡｌＮの内の少なくとも
一種が用いられ、より好ましくはＺｒの酸化物、Ｈｆの
酸化物、ＢＮ及びＳｉＣのいずれか一種以上の材料が用
いられる。また、第２の保護膜６２形成後、窒化物半導
体をエッチングしないため、第２の保護膜６２は、窒化
物半導体とのエッチング速さに関して考慮されない。ま
た第２の薄膜層６２として、Ｓｉ酸化物を用いてもよ
く、この場合は、第１の保護膜６１をＳｉ酸化物より第
３の工程でのエッチング速度の速い材料が選択され行わ
れる。
【００２６】また、上記の如く、第１の保護膜６１上に
第２の保護膜を連続して形成することにより、高い絶縁
性を保持でき、ｐ側クラッド層１２の上に均一な膜厚で
形成できるため膜厚の不均一に起因する電流の集中の発
生を防止できる。また、上記第２の工程において、エッ
チストップをｐ側クラッド層１２の途中としているた
め、第３の工程で図６（ｅ）に示すように、第２の保護
膜６２はｐ側クラッド層１２の平面に形成されるが、エ
ッチストップをｐ側クラッド層１２よりも下にすると、
第２の保護膜はエッチストップした窒化物半導体層の平
面に形成される。
第２の保護膜を連続して形成することにより、高い絶縁
性を保持でき、ｐ側クラッド層１２の上に均一な膜厚で
形成できるため膜厚の不均一に起因する電流の集中の発
生を防止できる。また、上記第２の工程において、エッ
チストップをｐ側クラッド層１２の途中としているた
め、第３の工程で図６（ｅ）に示すように、第２の保護
膜６２はｐ側クラッド層１２の平面に形成されるが、エ
ッチストップをｐ側クラッド層１２よりも下にすると、
第２の保護膜はエッチストップした窒化物半導体層の平
面に形成される。
【００２７】また、第２の保護膜６２は、リフトオフ法
によって形成することもできる。例えば、第２の保護膜
６２が上記した具体例のいずれかであり、第１の保護膜
６１をＳｉ酸化物とすると、第２の保護膜６２は、フッ
酸に対して、Ｓｉ酸化物よりエッチング速度が遅い又は
エッチングされにくいといったエッチング選択性を有し
ている。このため、図６（ｅ）に示すようにストライプ
導波路の側面、そのストライプが形成されている平面
（エッチストップ層）、及び第１の保護膜６１の表面に
連続して第２の保護膜を形成した後、リフトオフ法によ
り第１の保護膜６１のみを除去すると、図６（ｆ）に示
すような、平面に対して膜厚が均一な第２の保護膜６２
が形成される。
によって形成することもできる。例えば、第２の保護膜
６２が上記した具体例のいずれかであり、第１の保護膜
６１をＳｉ酸化物とすると、第２の保護膜６２は、フッ
酸に対して、Ｓｉ酸化物よりエッチング速度が遅い又は
エッチングされにくいといったエッチング選択性を有し
ている。このため、図６（ｅ）に示すようにストライプ
導波路の側面、そのストライプが形成されている平面
（エッチストップ層）、及び第１の保護膜６１の表面に
連続して第２の保護膜を形成した後、リフトオフ法によ
り第１の保護膜６１のみを除去すると、図６（ｆ）に示
すような、平面に対して膜厚が均一な第２の保護膜６２
が形成される。
【００２８】次に第４の工程において、図６（ｇ）に示
すように、第２の保護膜６２とｐ側コンタクト層１３の
上に、そのｐ側コンタクト層１３と電気的に接続したｐ
電極２０を形成する。ここで、前記工程により既に第２
の保護膜６２が形成されているので、ｐ電極を形成する
際、ストライプ幅の狭いコンタクト層のみに形成すると
いった細かい操作の必要がなく、ｐ電極を大面積で形成
でき、操作性が良好となる。
すように、第２の保護膜６２とｐ側コンタクト層１３の
上に、そのｐ側コンタクト層１３と電気的に接続したｐ
電極２０を形成する。ここで、前記工程により既に第２
の保護膜６２が形成されているので、ｐ電極を形成する
際、ストライプ幅の狭いコンタクト層のみに形成すると
いった細かい操作の必要がなく、ｐ電極を大面積で形成
でき、操作性が良好となる。
【００２９】また、本発明において、上記のような幅の
狭いリッジ形状のストライプを有す得る場合、ｐ電極上
に形成されるｐパッド電極としては、特に限定されない
が、好ましくは、少なくともストライプ長さと同一の長
さでｐ電極全面を覆って形成された金属を含む第１の薄
膜層と、該第１の薄膜層上にストライプ長さより短い長
さで形成された金属を含む第２の薄膜層とから形成さ
れ、または第１と第２の薄膜層との間に第３の薄膜層を
形成してなると、ｐパッド電極の劈開性が向上し、ｐ電
極の剥離を防止するのに好ましい。例えば、後述の実施
例で用いられている図３等に示されている第１の薄膜層
３１上に第２の薄膜層３２を形成してなるｐパッド電極
１０１が挙げられる。
狭いリッジ形状のストライプを有す得る場合、ｐ電極上
に形成されるｐパッド電極としては、特に限定されない
が、好ましくは、少なくともストライプ長さと同一の長
さでｐ電極全面を覆って形成された金属を含む第１の薄
膜層と、該第１の薄膜層上にストライプ長さより短い長
さで形成された金属を含む第２の薄膜層とから形成さ
れ、または第１と第２の薄膜層との間に第３の薄膜層を
形成してなると、ｐパッド電極の劈開性が向上し、ｐ電
極の剥離を防止するのに好ましい。例えば、後述の実施
例で用いられている図３等に示されている第１の薄膜層
３１上に第２の薄膜層３２を形成してなるｐパッド電極
１０１が挙げられる。
【００３０】第１の薄膜層が、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及
びＰｔ等の一種以上であると、劈開性、接着性、さらに
放熱性等の点で好ましい。また、第２の薄膜層が、Ａｕ
からなると、熱伝導率がよく熱の放散が良好となり、さ
らにボンディングの際の接着性や衝撃の緩和等の点で好
ましい。Ａｕからなる第２の薄膜層は、劈開性が劣る
が、ストライプ長さより短い形状であるので、第２の薄
膜層の端面が劈開により形成される劈開面に一致してお
らず、ｐパッド電極の劈開性に何ら影響を与えない。ま
た、第１の薄膜層と第２の薄膜層との間に、Ｐｔ、Ｗ、
ＴｉＮ、Ｃｒ及びＮｉ等の少なくとも１種以上の材料を
含む第３の薄膜層を形成すると、第３の薄膜層がバリア
層となり第２の薄膜層の金属が拡散するのを防止でき好
ましい。このように第２の薄膜層の拡散を防止できる
と、抵抗の上昇及びしきい値の上昇が抑えられ、それに
よってレーザ素子内部での熱の発生が防止されて、寿命
特性を向上させるのに好ましい。
びＰｔ等の一種以上であると、劈開性、接着性、さらに
放熱性等の点で好ましい。また、第２の薄膜層が、Ａｕ
からなると、熱伝導率がよく熱の放散が良好となり、さ
らにボンディングの際の接着性や衝撃の緩和等の点で好
ましい。Ａｕからなる第２の薄膜層は、劈開性が劣る
が、ストライプ長さより短い形状であるので、第２の薄
膜層の端面が劈開により形成される劈開面に一致してお
らず、ｐパッド電極の劈開性に何ら影響を与えない。ま
た、第１の薄膜層と第２の薄膜層との間に、Ｐｔ、Ｗ、
ＴｉＮ、Ｃｒ及びＮｉ等の少なくとも１種以上の材料を
含む第３の薄膜層を形成すると、第３の薄膜層がバリア
層となり第２の薄膜層の金属が拡散するのを防止でき好
ましい。このように第２の薄膜層の拡散を防止できる
と、抵抗の上昇及びしきい値の上昇が抑えられ、それに
よってレーザ素子内部での熱の発生が防止されて、寿命
特性を向上させるのに好ましい。
【００３１】本発明において、ｐ及びｎ電極としては、
種々の材料を適宜選択して用いることができ、例えば前
記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載されているオーミック接触を
有する電極等が挙げられる。
種々の材料を適宜選択して用いることができ、例えば前
記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載されているオーミック接触を
有する電極等が挙げられる。
【００３２】また、ｎ電極が基板裏面に形成される場
合、基板裏面にベタにｎ電極を形成後裏面からスクライ
ブスすると、ｎ電極に阻まれて窒化物半導体までスクラ
イブが達しない場合があり、この問題点を防止するため
に、ウエハの基板裏面にパターン形状のｎ電極を形成す
ることによりスクライブし易くなり、劈開性が向上す
る。パターン形状としては、ウエハを劈開して得られる
１チップの形状が得られやすいように、チップの大きさ
とほぼ同程度の形状、例えば４００μｍ×４００μｍの
形状、であることが好ましい。つまりスクライブライン
上及び／または劈開面上にｎ電極が存在しないようにパ
ターンをつけてｎ電極を形成する。更にメタライズ電極
もｎ電極と同様のパターン形状でｎ電極上に形成される
と、スクライブし易くなり劈開性が向上する。ｎ電極と
しては、特に限定されないが、例えばＴｉ−Ａｌ、Ｗ−
Ａｌ−Ｗ−Ａｕなどを用いることができる。メタライズ
電極としてはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｓｎ）［膜厚
０．１μｍ−０．２μｍ−０．７μｍ−０．３μｍ］、
Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｓｉ）［膜厚前記と同
様］、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｇｅ）［膜厚前記と
同様］、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−Ｉｎ［膜厚前記と同様］、
Ａｕ／Ｓｎ［膜厚０．３μｍ］、Ｉｎ［膜厚前記と同
様］、Ａｕ／Ｓｉ［膜厚前記と同様］、Ａｕ／Ｇｅ［膜
厚前記と同様］等を用いることができる。ｎ電極が裏面
にパターン形状に形成される場合のチップ化の方法とし
ては、例えば、裏面のｎ電極パターン間を裏面からスク
ライブによりバー状サンプルを作製し、端面へ反射ミラ
ー形成後裏面からスクライブによりチップ化を行うこと
ができる。
合、基板裏面にベタにｎ電極を形成後裏面からスクライ
ブスすると、ｎ電極に阻まれて窒化物半導体までスクラ
イブが達しない場合があり、この問題点を防止するため
に、ウエハの基板裏面にパターン形状のｎ電極を形成す
ることによりスクライブし易くなり、劈開性が向上す
る。パターン形状としては、ウエハを劈開して得られる
１チップの形状が得られやすいように、チップの大きさ
とほぼ同程度の形状、例えば４００μｍ×４００μｍの
形状、であることが好ましい。つまりスクライブライン
上及び／または劈開面上にｎ電極が存在しないようにパ
ターンをつけてｎ電極を形成する。更にメタライズ電極
もｎ電極と同様のパターン形状でｎ電極上に形成される
と、スクライブし易くなり劈開性が向上する。ｎ電極と
しては、特に限定されないが、例えばＴｉ−Ａｌ、Ｗ−
Ａｌ−Ｗ−Ａｕなどを用いることができる。メタライズ
電極としてはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｓｎ）［膜厚
０．１μｍ−０．２μｍ−０．７μｍ−０．３μｍ］、
Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｓｉ）［膜厚前記と同
様］、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−（Ａｕ／Ｇｅ）［膜厚前記と
同様］、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−Ｉｎ［膜厚前記と同様］、
Ａｕ／Ｓｎ［膜厚０．３μｍ］、Ｉｎ［膜厚前記と同
様］、Ａｕ／Ｓｉ［膜厚前記と同様］、Ａｕ／Ｇｅ［膜
厚前記と同様］等を用いることができる。ｎ電極が裏面
にパターン形状に形成される場合のチップ化の方法とし
ては、例えば、裏面のｎ電極パターン間を裏面からスク
ライブによりバー状サンプルを作製し、端面へ反射ミラ
ー形成後裏面からスクライブによりチップ化を行うこと
ができる。
【００３３】また本発明のレーザ素子のその他の素子構
造としては、特に限定されず、公知の種々の素子構造を
用いることができる。本発明のレーザ素子の素子構造を
成長させる基板としては、従来知られている、サファイ
ア、スピネル等の異種基板、又は、異種基板の上にＳｉ
Ｏ2等の窒化物半導体が成長しないかまたは成長しにく
い材料からなる保護膜を形成して、その上に選択的に横
方向の成長（ラテラル成長）をさせて得られる窒化物半
導体基板等が挙げられる。好ましくはラテラル成長させ
て得られる結晶欠陥の少ない窒化物半導体基板が好まし
い。結晶欠陥の少ない窒化物半導体基板上に、素子構造
を形成すると、素子を構成する窒化物半導体も結晶欠陥
が少なくなり、素子内での発熱を抑えるのに好ましい。
また、基板が窒化物半導体基板であると、劈開し易くな
りｐ電極の剥がれ防止の点でも好ましい。ラテラル成長
に用いられる保護膜は、前記ストライプを形成する際に
用いた保護膜とは異なる作用を示す。
造としては、特に限定されず、公知の種々の素子構造を
用いることができる。本発明のレーザ素子の素子構造を
成長させる基板としては、従来知られている、サファイ
ア、スピネル等の異種基板、又は、異種基板の上にＳｉ
Ｏ2等の窒化物半導体が成長しないかまたは成長しにく
い材料からなる保護膜を形成して、その上に選択的に横
方向の成長（ラテラル成長）をさせて得られる窒化物半
導体基板等が挙げられる。好ましくはラテラル成長させ
て得られる結晶欠陥の少ない窒化物半導体基板が好まし
い。結晶欠陥の少ない窒化物半導体基板上に、素子構造
を形成すると、素子を構成する窒化物半導体も結晶欠陥
が少なくなり、素子内での発熱を抑えるのに好ましい。
また、基板が窒化物半導体基板であると、劈開し易くな
りｐ電極の剥がれ防止の点でも好ましい。ラテラル成長
に用いられる保護膜は、前記ストライプを形成する際に
用いた保護膜とは異なる作用を示す。
【００３４】ラテラル成長を用いて得られる結晶欠陥の
少ない窒化物半導体基板の成長方法としては、特に限定
されずいずれの方法でもよいが、例えば、J.J.A.P.Vol.
37(1998)pp.L309-L312に記載の方法や、本出願人が先に
出願した特願平９−２９００９８号明細書に記載の窒化
物半導体と異なる異種基板上に成長させた窒化物半導体
表面に凹凸部を形成し、その凸部及び凹部の平面上にＳ
ｉＯ2等の前記保護膜を形成した後、側面に露出した窒
化物半導体より横方向の成長を行い、保護膜上部に互い
に横方向に成長した窒化物半導体を繋げる方法等が挙げ
られる。また、ラテラル成長により得られる窒化物半導
体基板は、素子構造を成長させる際に、異種基板を有す
る状態で行っても、異種基板を除去した状態で行っても
よい。
少ない窒化物半導体基板の成長方法としては、特に限定
されずいずれの方法でもよいが、例えば、J.J.A.P.Vol.
37(1998)pp.L309-L312に記載の方法や、本出願人が先に
出願した特願平９−２９００９８号明細書に記載の窒化
物半導体と異なる異種基板上に成長させた窒化物半導体
表面に凹凸部を形成し、その凸部及び凹部の平面上にＳ
ｉＯ2等の前記保護膜を形成した後、側面に露出した窒
化物半導体より横方向の成長を行い、保護膜上部に互い
に横方向に成長した窒化物半導体を繋げる方法等が挙げ
られる。また、ラテラル成長により得られる窒化物半導
体基板は、素子構造を成長させる際に、異種基板を有す
る状態で行っても、異種基板を除去した状態で行っても
よい。
【００３５】本発明のレーザ素子の共振面は、リッジ形
状のストライプと垂直になるように、窒化物半導体の
｛１１−００｝面［Ｍ面：六角柱状の結晶の側面に相当
する面］で劈開することにより、鏡面状の良好な共振面
を形成することができる。窒化物半導体のＭ面での劈開
については、例えば本出願人が先に出願した特開平９−
２３２６７６号公報に詳細が記載されている。
状のストライプと垂直になるように、窒化物半導体の
｛１１−００｝面［Ｍ面：六角柱状の結晶の側面に相当
する面］で劈開することにより、鏡面状の良好な共振面
を形成することができる。窒化物半導体のＭ面での劈開
については、例えば本出願人が先に出願した特開平９−
２３２６７６号公報に詳細が記載されている。
【００３６】
【実施例】以下の本発明の一実施の形態である窒化物半
導体レーザ素子の実施例を示す。しかし本発明はこれに
限定されない。 ［実施例１］図３は、本発明の一実施例に係るレーザ素
子の構造を示す模式的な断面図であり、ストライプ導波
路に垂直な方向で切断した際の図を示すものである。以
下、この図を基に実施例１について説明する。
導体レーザ素子の実施例を示す。しかし本発明はこれに
限定されない。 ［実施例１］図３は、本発明の一実施例に係るレーザ素
子の構造を示す模式的な断面図であり、ストライプ導波
路に垂直な方向で切断した際の図を示すものである。以
下、この図を基に実施例１について説明する。
【００３７】（下地層２）１インチφ、Ｃ面を主面とす
るサファイアよりなる異種基板１をＭＯＶＰＥ反応容器
内にセットし、温度を５００℃にして、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ3）を用い、ＧａＮ
よりなるバッファ層を２００オングストロームの膜厚で
成長させる。バッファ層成長後、温度を１０５０℃にし
て、同じくＧａＮよりなる下地層２を４μｍの膜厚で成
長させる。この下地層は保護膜を部分的に表面に形成し
て、次に窒化物半導体基板の選択成長を行うための下地
層として作用する。
るサファイアよりなる異種基板１をＭＯＶＰＥ反応容器
内にセットし、温度を５００℃にして、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ3）を用い、ＧａＮ
よりなるバッファ層を２００オングストロームの膜厚で
成長させる。バッファ層成長後、温度を１０５０℃にし
て、同じくＧａＮよりなる下地層２を４μｍの膜厚で成
長させる。この下地層は保護膜を部分的に表面に形成し
て、次に窒化物半導体基板の選択成長を行うための下地
層として作用する。
【００３８】（保護膜３）下地層成長後、ウェーハを反
応容器から取り出し、この下地層の表面に、ストライプ
状のフォトマスクを形成し、ＰＶＤ装置によりストライ
プ幅１０μｍ、ストライプ間隔（窓部）２μｍのＳｉＯ
2よりなる保護膜３を形成する。
応容器から取り出し、この下地層の表面に、ストライプ
状のフォトマスクを形成し、ＰＶＤ装置によりストライ
プ幅１０μｍ、ストライプ間隔（窓部）２μｍのＳｉＯ
2よりなる保護膜３を形成する。
【００３９】（窒化物半導体基板４）保護膜形成後、ウ
ェーハを再度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温度
を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アン
ドープＧａＮよりなる窒化物半導体基板４を２０μｍの
膜厚で成長させる。この窒化物半導体基板は保護膜３上
部において横方向に成長されたものであるため、結晶欠
陥が１０5個／cm2以下と下地層２に比較して２桁以上少
なくなる。
ェーハを再度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温度
を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アン
ドープＧａＮよりなる窒化物半導体基板４を２０μｍの
膜厚で成長させる。この窒化物半導体基板は保護膜３上
部において横方向に成長されたものであるため、結晶欠
陥が１０5個／cm2以下と下地層２に比較して２桁以上少
なくなる。
【００４０】（ｎ側コンタクト層５）次に、アンモニア
とＴＭＧ、不純物ガスとしてシランガスを用い、窒化物
半導体基板１の上に、１０５０℃でＳｉを３×１０18／
cm3ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層５を４
μｍの膜厚で成長させる。
とＴＭＧ、不純物ガスとしてシランガスを用い、窒化物
半導体基板１の上に、１０５０℃でＳｉを３×１０18／
cm3ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層５を４
μｍの膜厚で成長させる。
【００４１】（クラック防止層６）次に、ＴＭＧ、ＴＭ
Ｉ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度
を８００℃にしてＩｎ0.06Ｇａ0.94Ｎよりなるクラック
防止層６を０．１５μｍの膜厚で成長させる。なお、こ
のクラック防止層は省略可能である。
Ｉ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度
を８００℃にしてＩｎ0.06Ｇａ0.94Ｎよりなるクラック
防止層６を０．１５μｍの膜厚で成長させる。なお、こ
のクラック防止層は省略可能である。
【００４２】（ｎ側クラッド層７）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ＴＭ
Ａを止めて、シランガスを流し、Ｓｉを１×１０19／cm
3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７を成長させる。
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ＴＭ
Ａを止めて、シランガスを流し、Ｓｉを１×１０19／cm
3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７を成長させる。
【００４３】（ｎ側光ガイド層８）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８を０．１μｍの膜厚で成長させる。このｎ側
光ガイド層８にｎ型不純物をドープしても良い。
を止め、１０５０℃でアンドープＧａＮよりなるｎ側光
ガイド層８を０．１μｍの膜厚で成長させる。このｎ側
光ガイド層８にｎ型不純物をドープしても良い。
【００４４】（活性層９）次に、温度を８００℃にし
て、ＳｉドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなる障壁層を１
００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４
０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３８０オングストロームの多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）の活性層を成長させる。
て、ＳｉドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなる障壁層を１
００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４
０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３８０オングストロームの多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）の活性層を成長させる。
【００４５】（ｐ側キャップ層１０）次に、温度を１０
５０℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍ
ｇ（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１１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Ａｌ0.3Ｇａ
0.7Ｎよりなるｐ側キャップ層７を３００オングストロ
ームの膜厚で成長させる。
５０℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍ
ｇ（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１１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Ａｌ0.3Ｇａ
0.7Ｎよりなるｐ側キャップ層７を３００オングストロ
ームの膜厚で成長させる。
【００４６】（ｐ側光ガイド層１１）続いてＣｐ2Ｍ
ｇ、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１１を０．１μｍの膜厚
で成長させる。
ｇ、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１１を０．１μｍの膜厚
で成長させる。
【００４７】（ｐ側クラッド層１２）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側クラッド層１２を成長させる。
℃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側クラッド層１２を成長させる。
【００４８】（ｐ側コンタクト層１３）最後に、１０５
０℃で、ｐ側クラッド層９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１
３を１５０オングストロームの膜厚で成長させる。
０℃で、ｐ側クラッド層９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１
３を１５０オングストロームの膜厚で成長させる。
【００４９】以上のようにして窒化物半導体を成長させ
たウェーハを反応容器から取り出し、最上層のｐ側コン
タクト層の表面にＳｉＯ2よりなる保護膜を形成して、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ4ガ
スによりエッチングし、図３に示すように、ｎ電極を形
成すべきｎ側コンタクト層５の表面を露出させる。この
ように窒化物半導体を深くエッチングするには保護膜と
してＳｉＯ2が最適である。
たウェーハを反応容器から取り出し、最上層のｐ側コン
タクト層の表面にＳｉＯ2よりなる保護膜を形成して、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ4ガ
スによりエッチングし、図３に示すように、ｎ電極を形
成すべきｎ側コンタクト層５の表面を露出させる。この
ように窒化物半導体を深くエッチングするには保護膜と
してＳｉＯ2が最適である。
【００５０】次に、図６（ａ）に示すように、最上層の
ｐ側コンタクト層１３のほぼ全面に、ＰＶＤ装置によ
り、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ2）よりなる第１の
保護膜６１を０．５μｍの膜厚で形成した後、第１の保
護膜６１の上に所定の形状のマスクをかけ、フォトレジ
ストよりなる第３の保護膜６３を、ストライプ幅２μ
ｍ、厚さ１μｍで形成する。
ｐ側コンタクト層１３のほぼ全面に、ＰＶＤ装置によ
り、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ2）よりなる第１の
保護膜６１を０．５μｍの膜厚で形成した後、第１の保
護膜６１の上に所定の形状のマスクをかけ、フォトレジ
ストよりなる第３の保護膜６３を、ストライプ幅２μ
ｍ、厚さ１μｍで形成する。
【００５１】次に、図６（ｂ）に示すように第３の保護
膜６３形成後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置
により、ＣＦ4ガスを用い、第３の保護膜６３をマスク
として、前記第１の保護膜６１をエッチングして、スト
ライプ状とする。その後エッチング液で処理してフォト
レジストのみを除去することにより、図６（ｃ）に示す
ようにｐ側コンタクト層１３の上にストライプ幅２μｍ
の第１の保護膜６１が形成できる。
膜６３形成後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置
により、ＣＦ4ガスを用い、第３の保護膜６３をマスク
として、前記第１の保護膜６１をエッチングして、スト
ライプ状とする。その後エッチング液で処理してフォト
レジストのみを除去することにより、図６（ｃ）に示す
ようにｐ側コンタクト層１３の上にストライプ幅２μｍ
の第１の保護膜６１が形成できる。
【００５２】さらに、図６（ｄ）に示すように、ストラ
イプ状の第１の保護膜６１形成後、再度ＲＩＥによりＳ
ｉＣｌ4ガスを用いて、ｐ側コンタクト層１３、および
ｐ側クラッド層１２をエッチングして、ストライプ状の
導波路領域（この場合、リッジストライプ）を形成す
る。ストライプを形成する際、そのストライプの断面形
状を図３に示すような順メサの形状とすると、横モード
がシングルモードとなりやすく非常に好ましい。
イプ状の第１の保護膜６１形成後、再度ＲＩＥによりＳ
ｉＣｌ4ガスを用いて、ｐ側コンタクト層１３、および
ｐ側クラッド層１２をエッチングして、ストライプ状の
導波路領域（この場合、リッジストライプ）を形成す
る。ストライプを形成する際、そのストライプの断面形
状を図３に示すような順メサの形状とすると、横モード
がシングルモードとなりやすく非常に好ましい。
【００５３】リッジストライプ形成後、ウェーハをＰＶ
Ｄ装置に移送し、図６（ｅ）に示すように、Ｚｒ酸化物
（主としてＺｒＯ2）よりなる第２の保護膜６２を、第
１の保護膜６１の上と、エッチングにより露出されたｐ
側クラッド層１２の上に０．５μｍの膜厚で連続して形
成する。
Ｄ装置に移送し、図６（ｅ）に示すように、Ｚｒ酸化物
（主としてＺｒＯ2）よりなる第２の保護膜６２を、第
１の保護膜６１の上と、エッチングにより露出されたｐ
側クラッド層１２の上に０．５μｍの膜厚で連続して形
成する。
【００５４】次に、ウェーハをフッ酸に浸漬し、図６
（ｆ）に示すように、第１の保護膜６１をリフトオフ法
により除去する。
（ｆ）に示すように、第１の保護膜６１をリフトオフ法
により除去する。
【００５５】次に図６（ｇ）に示すように、ｐ側コンタ
クト層１３の上の第１の保護膜６１が除去されて露出し
たそのｐ側コンタクト層の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ
電極２０を形成する。但しｐ電極２０は１００μｍのス
トライプ幅として、この図６（ｇ）に示すように、第２
の保護膜６２の上に渡って形成する。
クト層１３の上の第１の保護膜６１が除去されて露出し
たそのｐ側コンタクト層の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ
電極２０を形成する。但しｐ電極２０は１００μｍのス
トライプ幅として、この図６（ｇ）に示すように、第２
の保護膜６２の上に渡って形成する。
【００５６】ｐ電極２０を形成後、図３及び図２（ａ）
に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ 2）からなる絶縁性
保護膜２０１をｐ電極２０上に０．１μｍの膜厚で、ス
パッタリング成膜により形成する。
に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ 2）からなる絶縁性
保護膜２０１をｐ電極２０上に０．１μｍの膜厚で、ス
パッタリング成膜により形成する。
【００５７】次に、絶縁性保護膜２０１で覆われていな
い露出しているｐ電極２０上の全面に連続して、Ｔｉか
らなる第１の薄膜層３１を１０００オングストロームの
膜厚で形成し、更に図３に示すようにストライプの側面
等にも第１の薄膜層３１を形成する。この連続して形成
された第１の薄膜層３１上に、後の工程で劈開により共
振面を形成する際の劈開面に一致しない大きさ、つまり
劈開面となる部分の上部を避けて、断続的にＡｕからな
る第２の薄膜層３２を８０００オングストロームの膜厚
で形成し、第１の薄膜層３１及び第２の薄膜層３２から
なるｐパッド電極１０１を形成する。
い露出しているｐ電極２０上の全面に連続して、Ｔｉか
らなる第１の薄膜層３１を１０００オングストロームの
膜厚で形成し、更に図３に示すようにストライプの側面
等にも第１の薄膜層３１を形成する。この連続して形成
された第１の薄膜層３１上に、後の工程で劈開により共
振面を形成する際の劈開面に一致しない大きさ、つまり
劈開面となる部分の上部を避けて、断続的にＡｕからな
る第２の薄膜層３２を８０００オングストロームの膜厚
で形成し、第１の薄膜層３１及び第２の薄膜層３２から
なるｐパッド電極１０１を形成する。
【００５８】ｐパッド電極形成後、一番最初に露出させ
たｎ側コンタクト層５の表面にはＴｉ／Ａｌよりなるｎ
電極２１をストライプと平行な方向で形成し、その上に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｎパッド電極を形成する。
たｎ側コンタクト層５の表面にはＴｉ／Ａｌよりなるｎ
電極２１をストライプと平行な方向で形成し、その上に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｎパッド電極を形成する。
【００５９】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極及びｐ
パッド電極とを形成したウェーハのサファイア基板を研
磨して７０μｍとした後、ストライプ状の電極に垂直な
方向で、基板側からバー状に劈開し、劈開面（１１−０
０面、六角柱状の結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）に共
振器を作製する。共振器面にＳｉＯ2とＴｉＯ2よりなる
誘電体多層膜を形成し、最後にｐ電極に平行な方向で、
バーを切断して図３に示すようなレーザ素子とする。な
お共振器長は３００〜５００μｍとすることが望まし
い。
パッド電極とを形成したウェーハのサファイア基板を研
磨して７０μｍとした後、ストライプ状の電極に垂直な
方向で、基板側からバー状に劈開し、劈開面（１１−０
０面、六角柱状の結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）に共
振器を作製する。共振器面にＳｉＯ2とＴｉＯ2よりなる
誘電体多層膜を形成し、最後にｐ電極に平行な方向で、
バーを切断して図３に示すようなレーザ素子とする。な
お共振器長は３００〜５００μｍとすることが望まし
い。
【００６０】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれの電極をワイヤーボンディングして、室温でレ
ーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２０ｎ
ｍ、閾値電流密度２．９ｋＡ／cm2において室温で良好
な連続発振を示す。更に、共振面を劈開により形成して
も、ｐ電極の剥離を防止でき、電極の剥離による素子劣
化が著しく減少し、放熱性も向上し、寿命特性の良いレ
ーザ素子を効率良く製造することができる。
それぞれの電極をワイヤーボンディングして、室温でレ
ーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２０ｎ
ｍ、閾値電流密度２．９ｋＡ／cm2において室温で良好
な連続発振を示す。更に、共振面を劈開により形成して
も、ｐ電極の剥離を防止でき、電極の剥離による素子劣
化が著しく減少し、放熱性も向上し、寿命特性の良いレ
ーザ素子を効率良く製造することができる。
【００６１】［実施例２］実施例１において、絶縁性保
護膜２０１を図２（ｂ）のように、劈開面上部のｐ電極
部分まで連続して形成する他は同様にしてレーザ素子を
作製する。得られたレーザ素子は、実施例１と同様に良
好な素子特性を示し、更にｐ電極の剥離の防止が実施例
１よりやや良好である。
護膜２０１を図２（ｂ）のように、劈開面上部のｐ電極
部分まで連続して形成する他は同様にしてレーザ素子を
作製する。得られたレーザ素子は、実施例１と同様に良
好な素子特性を示し、更にｐ電極の剥離の防止が実施例
１よりやや良好である。
【００６２】［実施例３］図４は本発明の他の実施例に
係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、以
下この図を元に実施例３について説明する。
係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、以
下この図を元に実施例３について説明する。
【００６３】（窒化物半導体基板４０）実施例１におい
て、下地層２の表面にストライプ状の保護膜３形成後、
ウェーハを再度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温
度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、ア
ンドープＧａＮを５μｍの膜厚で成長させる。その後、
ウェーハをＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）装置に
移送し、原料にＧａメタル、ＨＣｌガス、及びアンモニ
アを用い、アンドープＧａＮよりなる窒化物半導体基板
４０を２００μｍの膜厚で成長させる。このようにＭＯ
ＶＰＥ法により保護膜３の上に窒化物半導体を成長させ
た後、ＨＶＰＥ法で１００μｍ以上のＧａＮ厚膜を成長
させると結晶欠陥は実施例１に比較してもう一桁以上少
なくなる。窒化物半導体基板４０成長後、ウェーハを反
応容器から取り出し、サファイア基板１、バッファ層
２、保護膜３、アンドープＧａＮ層を研磨により除去
し、窒化物半導体基板４０単独とする。
て、下地層２の表面にストライプ状の保護膜３形成後、
ウェーハを再度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温
度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、ア
ンドープＧａＮを５μｍの膜厚で成長させる。その後、
ウェーハをＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）装置に
移送し、原料にＧａメタル、ＨＣｌガス、及びアンモニ
アを用い、アンドープＧａＮよりなる窒化物半導体基板
４０を２００μｍの膜厚で成長させる。このようにＭＯ
ＶＰＥ法により保護膜３の上に窒化物半導体を成長させ
た後、ＨＶＰＥ法で１００μｍ以上のＧａＮ厚膜を成長
させると結晶欠陥は実施例１に比較してもう一桁以上少
なくなる。窒化物半導体基板４０成長後、ウェーハを反
応容器から取り出し、サファイア基板１、バッファ層
２、保護膜３、アンドープＧａＮ層を研磨により除去
し、窒化物半導体基板４０単独とする。
【００６４】後は実施例１と同様にして、研磨側と反対
側の窒化物半導体基板４０の上にｎ側コンタクト層５〜
ｐ側コンタクト層１３までを積層する。
側の窒化物半導体基板４０の上にｎ側コンタクト層５〜
ｐ側コンタクト層１３までを積層する。
【００６５】ｐ側コンタクト層１３成長後、実施例１と
同様にして、ストライプ状の第１の保護膜６１を形成し
た後、第２の工程において、エッチングストップをｎ側
コンタクト層５の表面とする。後は実施例１と同様にし
て、ＺｒＯ2を主成分とする第２の保護膜６２をストラ
イプ導波路の側面、及びｎ側コンタクト層５の表面に形
成した後、それぞれのコンタクト層に電極を形成し、形
成されたｐ電極上に、図４のようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ
2）からなる絶縁性保護膜を０．１μｍの膜厚で形成す
る。次に、実施例１と同様にｐパッド電極１０１を形成
し、図４に示すような構造のレーザ素子とする。なお共
振面を形成する場合、窒化物半導体基板の劈開面は実施
例１と同じＭ面とする。得られたレーザ素子は実施例１
に比較して、閾値電流密度は１．８ｋＡ／cm2にまで低
下し、寿命は３倍以上向上し、実施例１と同様にｐ電極
の剥離を良好に防止できる。
同様にして、ストライプ状の第１の保護膜６１を形成し
た後、第２の工程において、エッチングストップをｎ側
コンタクト層５の表面とする。後は実施例１と同様にし
て、ＺｒＯ2を主成分とする第２の保護膜６２をストラ
イプ導波路の側面、及びｎ側コンタクト層５の表面に形
成した後、それぞれのコンタクト層に電極を形成し、形
成されたｐ電極上に、図４のようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ
2）からなる絶縁性保護膜を０．１μｍの膜厚で形成す
る。次に、実施例１と同様にｐパッド電極１０１を形成
し、図４に示すような構造のレーザ素子とする。なお共
振面を形成する場合、窒化物半導体基板の劈開面は実施
例１と同じＭ面とする。得られたレーザ素子は実施例１
に比較して、閾値電流密度は１．８ｋＡ／cm2にまで低
下し、寿命は３倍以上向上し、実施例１と同様にｐ電極
の剥離を良好に防止できる。
【００６６】［実施例４］図５は本発明の他の実施例に
係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、以
下この図５を用いて実施例４について説明する。
係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、以
下この図５を用いて実施例４について説明する。
【００６７】実施例３において、窒化物半導体基板４０
を作製する際にＨＶＰＥ装置において原料にシランガス
を加え、Ｓｉを１×１０18／cm3ドープしたＧａＮより
なる窒化物半導体基板５０を２００μｍの膜厚で成長さ
せる。なおＳｉ濃度は１×１０17／cm3〜５×１０19／c
m3の範囲とすることが望ましい。窒化物半導体基板５０
成長後、実施例３と同様にしてサファイア基板１、バッ
ファ層２、保護膜３、アンドープＧａＮ層を研磨して除
去し、窒化物半導体基板５０単体とする。
を作製する際にＨＶＰＥ装置において原料にシランガス
を加え、Ｓｉを１×１０18／cm3ドープしたＧａＮより
なる窒化物半導体基板５０を２００μｍの膜厚で成長さ
せる。なおＳｉ濃度は１×１０17／cm3〜５×１０19／c
m3の範囲とすることが望ましい。窒化物半導体基板５０
成長後、実施例３と同様にしてサファイア基板１、バッ
ファ層２、保護膜３、アンドープＧａＮ層を研磨して除
去し、窒化物半導体基板５０単体とする。
【００６８】次にこの窒化物半導体基板５０の上に実施
例１と同様にして、クラック防止層６〜ｐ側コンタクト
層１３までを積層成長させる。ｐ側コンタクト層１３成
長後、実施例１と同様にして、ストライプ状の第１の保
護膜６１を形成した後、第２の工程において、エッチン
グストップを図５に示すｎ側クラッド層７の表面とす
る。後は実施例と同様にして、ＺｒＯ2を主成分とする
第２の保護膜６２をストライプ導波路の側面と、ｎ側ク
ラッド層７の表面とに形成した後、その第２の保護膜を
介してｐ電極２０を形成する。ｐ電極を形成後、図５及
び図２（ａ）に示すようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ2）から
なる絶縁性保護膜２０１を０．１μｍの膜厚でスパッタ
リング成膜により形成する。
例１と同様にして、クラック防止層６〜ｐ側コンタクト
層１３までを積層成長させる。ｐ側コンタクト層１３成
長後、実施例１と同様にして、ストライプ状の第１の保
護膜６１を形成した後、第２の工程において、エッチン
グストップを図５に示すｎ側クラッド層７の表面とす
る。後は実施例と同様にして、ＺｒＯ2を主成分とする
第２の保護膜６２をストライプ導波路の側面と、ｎ側ク
ラッド層７の表面とに形成した後、その第２の保護膜を
介してｐ電極２０を形成する。ｐ電極を形成後、図５及
び図２（ａ）に示すようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ2）から
なる絶縁性保護膜２０１を０．１μｍの膜厚でスパッタ
リング成膜により形成する。
【００６９】絶縁性保護膜を形成後、絶縁性保護膜及び
ｐ電極２１上に、ストライプ長さと同一の長さとなるよ
うにＴｉからなる第１の薄膜層３１を膜厚１０００オン
グストロームで、第２の薄膜層３２の形状と同様の形状
でＰｔよりなる第３の薄膜層を膜厚１０００オングスト
ロームで、及びストライプ長さより短い形状でＡｕから
なる第２の薄膜層３２を膜厚８０００オングストローム
で順に積層形成してなるｐパッド電極１０１を図５に示
すように形成する。第３の薄膜層は図示していないが、
第２の薄膜層と同様の形状で形成する。一方、窒化物半
導体基板の裏面側のほぼ全面にｎ電極２１を形成する。
電極形成後、窒化物半導体基板のＭ面で劈開して共振面
を作製し、図５に示すような構造のレーザ素子としたと
ころ、劈開によるｐ電極の剥がれを防止でき、効率良く
実施例３とほぼ同等の特性を有するレーザ素子が得られ
る。
ｐ電極２１上に、ストライプ長さと同一の長さとなるよ
うにＴｉからなる第１の薄膜層３１を膜厚１０００オン
グストロームで、第２の薄膜層３２の形状と同様の形状
でＰｔよりなる第３の薄膜層を膜厚１０００オングスト
ロームで、及びストライプ長さより短い形状でＡｕから
なる第２の薄膜層３２を膜厚８０００オングストローム
で順に積層形成してなるｐパッド電極１０１を図５に示
すように形成する。第３の薄膜層は図示していないが、
第２の薄膜層と同様の形状で形成する。一方、窒化物半
導体基板の裏面側のほぼ全面にｎ電極２１を形成する。
電極形成後、窒化物半導体基板のＭ面で劈開して共振面
を作製し、図５に示すような構造のレーザ素子としたと
ころ、劈開によるｐ電極の剥がれを防止でき、効率良く
実施例３とほぼ同等の特性を有するレーザ素子が得られ
る。
【００７０】［実施例５］前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載
されているレーザ素子を示す図７のレーザ素子に、図１
及び図２（ａ）に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ2）
からなる絶縁性保護膜を膜厚０．１μｍで形成する他は
同様にしてレーザ素子を作製する。その結果、劈開によ
り共振面を形成する際に、ｐ電極の剥がれが良好に防止
できると共に、放熱性も改善され、生産性よく素子特性
の良好なレーザ素子を得ることができる。
されているレーザ素子を示す図７のレーザ素子に、図１
及び図２（ａ）に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ2）
からなる絶縁性保護膜を膜厚０．１μｍで形成する他は
同様にしてレーザ素子を作製する。その結果、劈開によ
り共振面を形成する際に、ｐ電極の剥がれが良好に防止
できると共に、放熱性も改善され、生産性よく素子特性
の良好なレーザ素子を得ることができる。
【００７１】
【発明の効果】本発明は、実用性の更なる向上のため
に、共振面を劈開により形成してもｐ電極の剥がれを防
止し、生産性よく信頼性の高い寿命特性のよい窒化物半
導体レーザ素子を提供することができる。
に、共振面を劈開により形成してもｐ電極の剥がれを防
止し、生産性よく信頼性の高い寿命特性のよい窒化物半
導体レーザ素子を提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の一部分を示す模式的断面図である。
ザ素子の一部分を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す一実施の形態に係る窒化物半導体レ
ーザ素子の一部分を示す模式的平面図である。
ーザ素子の一部分を示す模式的平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図である。
ザ素子の模式的断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図である。
ザ素子の模式的断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図である。
ザ素子の模式的断面図である。
【図６】図３〜図５のリッジ形状のストライプなどを形
成する方法の各工程を説明するための、各工程における
ウェーハの部分的な構造を示す模式的断面図である。
成する方法の各工程を説明するための、各工程における
ウェーハの部分的な構造を示す模式的断面図である。
【図７】従来のレーザ素子の構造を示す模式的断面図で
ある。
ある。
１・・・異種基板 ２・・・下地層 ３・・・窒化物半導体基板成長用の保護膜 ４、４０、５０・・・窒化物半導体基板 ５・・・ｎ側コンタクト層 ６・・・クラック防止層 ７・・・ｎ側クラッド層 ８・・・ｎ側光ガイド層 ９・・・活性層 １０・・・ｐ側キャップ層 １１・・・ｐ側光ガイド層 １２・・・ｐ側クラッド層 １３・・・ｐ側コンタクト層 ６１・・・第１の保護膜 ６２・・・第２の保護膜 ６３・・・第３の保護膜 ２０・・・ｐ電極 ２１・・・ｎ電極 ３１・・・第１の薄膜層 ３２・・・第２の薄膜層 １０１・・・パッド電極 ２０１・・・絶縁性保護膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１２日（１９９９．１１．
１２）
１２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の目的は、
下記（１）〜（５）の構成により達成することができ
る。（１） ０．５〜４．０μｍの幅のリッジ形状のストラ
イプと、前記リッジ形状のストライプの側面及びリッジ
形状のストライプの側面から連続しているｐ型又はｎ型
の露出面に形成された第１の絶縁膜と、前記リッジ形状
のストライプの最上層の表面全面から、前記リッジ形状
のストライプの側面に形成されている第１の絶縁膜の一
部分の表面上まで、連続して形成されたｐ電極と、前記
第１の絶縁膜上に形成されているｐ電極の一部分の表面
上から、前記ｐ電極で覆われていない第１の絶縁膜の一
部分の表面上まで、連続して形成された第２の絶縁膜
と、前記ｐ電極と電気的に接し、さらに、前記第２の絶
縁膜と接するように形成されたｐパッド電極と、前記リ
ッジ形状のストライプ長さ方向に対して随直な方向に劈
開して形成された共振面とを、有することを特徴とする
窒化物半導体レーザ素子。 （２） 前記第１の絶縁膜が、Ｚｒの酸化物、Ｈｆの酸
化物、ＢＮ及びＳｉＣのいずれか１種以上であることを
特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ素
子。 （３） 前記第２の絶縁膜が、 ＳｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上であることを特徴とする前記
（１）に記載の窒化物半導体レーザ素子。（４） 前記第２の絶縁膜が、リッジ形状のストライプ
長さ方向に平行に少なくとも第１の絶縁膜上に形成され
ているｐ電極の両側の一部を覆って形成されていること
を特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ素
子。（５） 前記ｐ電極の両側の一部分に形成されている第
２の絶縁膜が、連続して劈開面上部のｐ電極の一部まで
形成されてなることを特徴とする前記（４）に記載の窒
化物半導体レーザ素子。
下記（１）〜（５）の構成により達成することができ
る。（１） ０．５〜４．０μｍの幅のリッジ形状のストラ
イプと、前記リッジ形状のストライプの側面及びリッジ
形状のストライプの側面から連続しているｐ型又はｎ型
の露出面に形成された第１の絶縁膜と、前記リッジ形状
のストライプの最上層の表面全面から、前記リッジ形状
のストライプの側面に形成されている第１の絶縁膜の一
部分の表面上まで、連続して形成されたｐ電極と、前記
第１の絶縁膜上に形成されているｐ電極の一部分の表面
上から、前記ｐ電極で覆われていない第１の絶縁膜の一
部分の表面上まで、連続して形成された第２の絶縁膜
と、前記ｐ電極と電気的に接し、さらに、前記第２の絶
縁膜と接するように形成されたｐパッド電極と、前記リ
ッジ形状のストライプ長さ方向に対して随直な方向に劈
開して形成された共振面とを、有することを特徴とする
窒化物半導体レーザ素子。 （２） 前記第１の絶縁膜が、Ｚｒの酸化物、Ｈｆの酸
化物、ＢＮ及びＳｉＣのいずれか１種以上であることを
特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ素
子。 （３） 前記第２の絶縁膜が、 ＳｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上であることを特徴とする前記
（１）に記載の窒化物半導体レーザ素子。（４） 前記第２の絶縁膜が、リッジ形状のストライプ
長さ方向に平行に少なくとも第１の絶縁膜上に形成され
ているｐ電極の両側の一部を覆って形成されていること
を特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ素
子。（５） 前記ｐ電極の両側の一部分に形成されている第
２の絶縁膜が、連続して劈開面上部のｐ電極の一部まで
形成されてなることを特徴とする前記（４）に記載の窒
化物半導体レーザ素子。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】つまり、本発明は、ｐ電極の一部分からリ
ッジ形状の側面にかけて第２の絶縁膜で覆うことによ
り、劈開によるｐ電極の剥離を防止して放熱性を改善
し、信頼性が高く寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ
素子を提供することができる。更に、上記構成とするこ
とにより生産性も向上する。ｐ電極の剥離を防止したこ
とによる放熱性の向上は、ｐ電極からｐパッド電極への
熱の伝導が効率よく行われるためと考えられる。また、
リッジ形状のストライプ側面の第１の絶縁膜の上に、更
に重ねて本発明の第２の絶縁膜を形成しているので、レ
ーザ素子の絶縁性が補強され、レーザ素子の信頼性の向
上（不良の防止）の点で好ましい。本発明において、ｐ
電極の一部分からリッジ形状のストライプ側面にかけて
第２の絶縁膜を形成するとは、ｐ電極の一部分を覆っ
て、リッジ形状のストライプの側面方向のｐ電極以外の
箇所、例えば第１の絶縁膜、ｐ側窒化物半導体層の側
面、又は基板等、にかかるように形成することを示す。
第２の絶縁膜は、ｐ電極を押さえつけて、リッジ形状の
ストライプの最上層のｐ側窒化物半導体層から剥離する
のを防止する作用をする。本発明は第２の絶縁膜を上記
の如く設置することにより、レーザ素子の種々の特性に
悪影響を与えず、更に製造工程においても簡易で効率良
く行うことができ、前記課題を解決することができたも
のである。
ッジ形状の側面にかけて第２の絶縁膜で覆うことによ
り、劈開によるｐ電極の剥離を防止して放熱性を改善
し、信頼性が高く寿命特性の良好な窒化物半導体レーザ
素子を提供することができる。更に、上記構成とするこ
とにより生産性も向上する。ｐ電極の剥離を防止したこ
とによる放熱性の向上は、ｐ電極からｐパッド電極への
熱の伝導が効率よく行われるためと考えられる。また、
リッジ形状のストライプ側面の第１の絶縁膜の上に、更
に重ねて本発明の第２の絶縁膜を形成しているので、レ
ーザ素子の絶縁性が補強され、レーザ素子の信頼性の向
上（不良の防止）の点で好ましい。本発明において、ｐ
電極の一部分からリッジ形状のストライプ側面にかけて
第２の絶縁膜を形成するとは、ｐ電極の一部分を覆っ
て、リッジ形状のストライプの側面方向のｐ電極以外の
箇所、例えば第１の絶縁膜、ｐ側窒化物半導体層の側
面、又は基板等、にかかるように形成することを示す。
第２の絶縁膜は、ｐ電極を押さえつけて、リッジ形状の
ストライプの最上層のｐ側窒化物半導体層から剥離する
のを防止する作用をする。本発明は第２の絶縁膜を上記
の如く設置することにより、レーザ素子の種々の特性に
悪影響を与えず、更に製造工程においても簡易で効率良
く行うことができ、前記課題を解決することができたも
のである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】このように、リッジ形状のストライプの上
部に形成されるｐ電極の剥がれを防止する機能をレーザ
素子に加味する必要性は、本発明者らが長時間の連続発
振が可能な実用性の高いレーザ素子を実現したことによ
り、動作条件が厳しくなり、従来は予想もつかない部分
でのわずかな不十分さの克服が、レーザ素子を実用化す
る上で必要となってきているからである。このような必
要性に対し、本発明は、ｐ電極の劈開によるわずかな剥
離により、レーザ素子の動作中に素子劣化を引き起こし
やすくする可能性を低減すべく、第２の絶縁膜を上記の
如く形成することにより改善するものである。
部に形成されるｐ電極の剥がれを防止する機能をレーザ
素子に加味する必要性は、本発明者らが長時間の連続発
振が可能な実用性の高いレーザ素子を実現したことによ
り、動作条件が厳しくなり、従来は予想もつかない部分
でのわずかな不十分さの克服が、レーザ素子を実用化す
る上で必要となってきているからである。このような必
要性に対し、本発明は、ｐ電極の劈開によるわずかな剥
離により、レーザ素子の動作中に素子劣化を引き起こし
やすくする可能性を低減すべく、第２の絶縁膜を上記の
如く形成することにより改善するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】本発明において、第２の絶縁膜が、リッジ
形状のストライプ長さ方向に平行に少なくともｐ電極の
両側の一部を覆って形成されていると、ｐ電極の剥離を
防止するのに好ましい。また、本発明において、ｐ電極
の両側の一部分に形成された第２の絶縁膜が、劈開面上
部であってリッジ形状のストライプ上部に形成されてい
るｐ電極の一部まで連続して形成されていると、劈開す
る際に物理的な力がかかり易い劈開面上部のｐ電極の密
着力を強めることができ、ｐ電極の剥がれをより良好に
防止できる。ここで、リッジ形状のストライプ上に形成
されているｐ電極の劈開面付近に第２の絶縁膜を形成す
る場合、第２の絶縁膜の熱伝導性がｐ電極より劣るた
め、レーザ素子の動作に伴う熱を放散する作用を有する
ｐパッド電極の、ｐ電極との接触をできるだけ阻害しな
いように、第２の絶縁膜を形成することが放熱性の点で
望ましい。また、本発明において、第２の絶縁膜が、Ｓ
ｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のいずれか１種以上である
と、ｐ電極の剥がれを良好に防止でき、絶縁性において
も好ましく、更に、工程の簡素化によるラインの安定の
点で好ましい。
形状のストライプ長さ方向に平行に少なくともｐ電極の
両側の一部を覆って形成されていると、ｐ電極の剥離を
防止するのに好ましい。また、本発明において、ｐ電極
の両側の一部分に形成された第２の絶縁膜が、劈開面上
部であってリッジ形状のストライプ上部に形成されてい
るｐ電極の一部まで連続して形成されていると、劈開す
る際に物理的な力がかかり易い劈開面上部のｐ電極の密
着力を強めることができ、ｐ電極の剥がれをより良好に
防止できる。ここで、リッジ形状のストライプ上に形成
されているｐ電極の劈開面付近に第２の絶縁膜を形成す
る場合、第２の絶縁膜の熱伝導性がｐ電極より劣るた
め、レーザ素子の動作に伴う熱を放散する作用を有する
ｐパッド電極の、ｐ電極との接触をできるだけ阻害しな
いように、第２の絶縁膜を形成することが放熱性の点で
望ましい。また、本発明において、第２の絶縁膜が、Ｓ
ｉＯ2、ＴｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3のいずれか１種以上である
と、ｐ電極の剥がれを良好に防止でき、絶縁性において
も好ましく、更に、工程の簡素化によるラインの安定の
点で好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の窒化物半導体レーザ素子
は、ストライプ側面に第１の絶縁膜を有するリッジ形状
のストライプの最上層にｐ電極を有し、前記リッジ形状
のストライプ長さ方向に対して垂直な方向に劈開して形
成された劈開面に共振面を有し、更にｐ電極の一部分か
らリッジ形状のストライプの側面にかけて第２の絶縁膜
が形成されてなり、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接
続して形成されたｐパッド電極を有する。本発明におけ
る第２の絶縁膜は、ｐパッド電極を形成する前に、劈開
などの物理的な力がかかってもｐ電極がリッジ形状のス
トライプの最上層から剥離するのを防止するために、ｐ
電極の一部分を押さえつけるようにｐ電極からｐ電極以
外の箇所まで、例えばリッジ形状のストライプ側面にか
けて形成される。
は、ストライプ側面に第１の絶縁膜を有するリッジ形状
のストライプの最上層にｐ電極を有し、前記リッジ形状
のストライプ長さ方向に対して垂直な方向に劈開して形
成された劈開面に共振面を有し、更にｐ電極の一部分か
らリッジ形状のストライプの側面にかけて第２の絶縁膜
が形成されてなり、更にこの上に、ｐ電極に電気的に接
続して形成されたｐパッド電極を有する。本発明におけ
る第２の絶縁膜は、ｐパッド電極を形成する前に、劈開
などの物理的な力がかかってもｐ電極がリッジ形状のス
トライプの最上層から剥離するのを防止するために、ｐ
電極の一部分を押さえつけるようにｐ電極からｐ電極以
外の箇所まで、例えばリッジ形状のストライプ側面にか
けて形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】以下に、本発明の一実施の形態を示す図１
を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、第２の絶縁
膜２０１を形成してなる一実施の形態である窒化半導体
レーザ素子のリッジ形状のストライプの長さ方向に垂直
に切断した一部分を示す模式的断面図である。図１に
は、第１の絶縁膜６２を側面に有するリッジ形状のスト
ライプの最上層のｐ側コンタクト層１３上にｐ電極２０
が形成され、更にｐ電極２０上に、図１に示すように、
ｐ電極２０の両側からリッジ形状のストライプの側面に
かけて、第２の絶縁膜２０１を形成し、この上にｐパッ
ド電極がｐ電極と電気的に接続するように形成されてな
る窒化物半導体レーザ素子の一部分が示されている。更
に図２に、図１の模式的断面図のｐパッド電極を形成し
ていない状態の窒化物半導体レーザ素子のリッジ形状の
ストライプを有する側を真上から見た状態の一部分を示
す模式的平面図を示す。図２の中央部付近の点線は、ｐ
電極を形成したことにより表面に現れないリッジ形状の
ストライプの位置を示すものであり、二点鎖線はｐ電極
の形成位置を示し、ｐ電極上に形成された第２の絶縁膜
により覆われて表面に現れていない部分のｐ電極を示
す。また、図２のＲはリッジ形状のストライプ幅を示
し、Ｐはｐ電極を上から見たときの幅を示す。
を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、第２の絶縁
膜２０１を形成してなる一実施の形態である窒化半導体
レーザ素子のリッジ形状のストライプの長さ方向に垂直
に切断した一部分を示す模式的断面図である。図１に
は、第１の絶縁膜６２を側面に有するリッジ形状のスト
ライプの最上層のｐ側コンタクト層１３上にｐ電極２０
が形成され、更にｐ電極２０上に、図１に示すように、
ｐ電極２０の両側からリッジ形状のストライプの側面に
かけて、第２の絶縁膜２０１を形成し、この上にｐパッ
ド電極がｐ電極と電気的に接続するように形成されてな
る窒化物半導体レーザ素子の一部分が示されている。更
に図２に、図１の模式的断面図のｐパッド電極を形成し
ていない状態の窒化物半導体レーザ素子のリッジ形状の
ストライプを有する側を真上から見た状態の一部分を示
す模式的平面図を示す。図２の中央部付近の点線は、ｐ
電極を形成したことにより表面に現れないリッジ形状の
ストライプの位置を示すものであり、二点鎖線はｐ電極
の形成位置を示し、ｐ電極上に形成された第２の絶縁膜
により覆われて表面に現れていない部分のｐ電極を示
す。また、図２のＲはリッジ形状のストライプ幅を示
し、Ｐはｐ電極を上から見たときの幅を示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明において、第２の絶縁膜２０１は、
少なくともｐ電極の一部分を覆ってリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成されていればよく、好ましくは
図１及び図２（ａ）のように、ｐ電極の両側の一部を覆
いリッジ形状のストライプの長さ方向に平行になるよう
に形成される。また、図２（ｂ）に示すように、ｐ電極
の両側を覆っている第２の絶縁膜２０１が連続して、劈
開面上部のリッジ形状のストライプの最上のｐ側コンタ
クト層１３に接触しているｐ電極上［図２（ｂ）に示す
リッジ幅Ｒの劈開面上部］まで連続して形成されている
と、劈開面上部の第２の絶縁膜２０１が劈開時に衝撃の
かかり易いｐ電極２０の端部を押さえつけるので、ｐ電
極の剥がれを良好に防止することができ好ましい。
少なくともｐ電極の一部分を覆ってリッジ形状のストラ
イプの側面にかけて形成されていればよく、好ましくは
図１及び図２（ａ）のように、ｐ電極の両側の一部を覆
いリッジ形状のストライプの長さ方向に平行になるよう
に形成される。また、図２（ｂ）に示すように、ｐ電極
の両側を覆っている第２の絶縁膜２０１が連続して、劈
開面上部のリッジ形状のストライプの最上のｐ側コンタ
クト層１３に接触しているｐ電極上［図２（ｂ）に示す
リッジ幅Ｒの劈開面上部］まで連続して形成されている
と、劈開面上部の第２の絶縁膜２０１が劈開時に衝撃の
かかり易いｐ電極２０の端部を押さえつけるので、ｐ電
極の剥がれを良好に防止することができ好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】本発明において、第２の絶縁膜としては、
絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、好ましく
は絶縁性を有し更にｐ電極の剥離を防止できる程度にレ
ーザ素子を構成する絶縁膜などとの密着力を有している
材料であり、更に好ましくは絶縁性の酸化物である。例
えば具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｎ、及びＴａＯXのいずれか１種以上からなる材料を挙
げることができ、好ましくはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上からなる材料を挙げることが
できる。このような材料を用いるとｐ電極の剥離を防止
するのに好ましい。また第２の絶縁膜は、レーザ素子の
リッジ形状のストライプ側面の絶縁性を補強することが
でき、レーザ素子の信頼性向上（不良防止）の点でも好
ましい。第２の絶縁膜の膜厚は、特に限定されないが、
例えば具体的には０．０１〜１μｍであり、好ましくは
０．１〜０．５μｍであり、より好ましくは０．１μｍ
程度の膜厚を挙げることができる。第２の絶縁膜の膜厚
が上記範囲であると、ｐ電極の剥がれを防止する点で好
ましい。前記第２の絶縁膜の材料のレーザ素子を構成す
る部位、例えば第１の絶縁膜等、との密着力の強弱や熱
の伝導性の優劣などを考慮して、第２の絶縁膜の形成さ
れる形態、膜厚等が調整される。
絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、好ましく
は絶縁性を有し更にｐ電極の剥離を防止できる程度にレ
ーザ素子を構成する絶縁膜などとの密着力を有している
材料であり、更に好ましくは絶縁性の酸化物である。例
えば具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｎ、及びＴａＯXのいずれか１種以上からなる材料を挙
げることができ、好ましくはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、及びＡ
ｌ2Ｏ3のいずれか１種以上からなる材料を挙げることが
できる。このような材料を用いるとｐ電極の剥離を防止
するのに好ましい。また第２の絶縁膜は、レーザ素子の
リッジ形状のストライプ側面の絶縁性を補強することが
でき、レーザ素子の信頼性向上（不良防止）の点でも好
ましい。第２の絶縁膜の膜厚は、特に限定されないが、
例えば具体的には０．０１〜１μｍであり、好ましくは
０．１〜０．５μｍであり、より好ましくは０．１μｍ
程度の膜厚を挙げることができる。第２の絶縁膜の膜厚
が上記範囲であると、ｐ電極の剥がれを防止する点で好
ましい。前記第２の絶縁膜の材料のレーザ素子を構成す
る部位、例えば第１の絶縁膜等、との密着力の強弱や熱
の伝導性の優劣などを考慮して、第２の絶縁膜の形成さ
れる形態、膜厚等が調整される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】本発明において、第２の絶縁膜を形成する
方法としては、スパッタリング成膜を使い、フォトリソ
によるパターン上へ成膜し、形成したい部分にだけ絶縁
膜を形成する。
方法としては、スパッタリング成膜を使い、フォトリソ
によるパターン上へ成膜し、形成したい部分にだけ絶縁
膜を形成する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明のレーザ素子で用いられる第１の絶
縁膜６２としては、特に限定されないが、例えば、従来
のレーザ素子を示した図７で用いられているＳｉＯ
2や、後述のストライプ幅が０．５〜４．０μｍのスト
ライプ構造の窒化物半導体レーザ素子を形成するのに好
ましい第２の保護膜（絶縁性を有する膜）として用いら
れるＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａよりなる群から
選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物、ＢＮ、
ＳｉＣ及びＡｌＮ等が挙げられる。また後述の第２の保
護膜としてＳｉ酸化物を用いることもでき、この場合
は、後述の第１の保護膜の材料としてＳｉ酸化物よりエ
ッチングされ易い材料を選択して行われる。
縁膜６２としては、特に限定されないが、例えば、従来
のレーザ素子を示した図７で用いられているＳｉＯ
2や、後述のストライプ幅が０．５〜４．０μｍのスト
ライプ構造の窒化物半導体レーザ素子を形成するのに好
ましい第２の保護膜（絶縁性を有する膜）として用いら
れるＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａよりなる群から
選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物、ＢＮ、
ＳｉＣ及びＡｌＮ等が挙げられる。また後述の第２の保
護膜としてＳｉ酸化物を用いることもでき、この場合
は、後述の第１の保護膜の材料としてＳｉ酸化物よりエ
ッチングされ易い材料を選択して行われる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】ｐ電極２０を形成後、図３及び図２（ａ）
に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ 2）からなる第２の
絶縁膜２０１をｐ電極２０上に０．１μｍの膜厚で、ス
パッタリング成膜により形成する。
に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ 2）からなる第２の
絶縁膜２０１をｐ電極２０上に０．１μｍの膜厚で、ス
パッタリング成膜により形成する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】次に、第２の絶縁膜２０１で覆われていな
い露出しているｐ電極２０上の全面に連続して、Ｔｉか
らなる第１の薄膜層３１を１０００オングストロームの
膜厚で形成し、更に図３に示すようにストライプの側面
等にも第１の薄膜層３１を形成する。この連続して形成
された第１の薄膜層３１上に、後の工程で劈開により共
振面を形成する際の劈開面に一致しない大きさ、つまり
劈開面となる部分の上部を避けて、断続的にＡｕからな
る第２の薄膜層３２を８０００オングストロームの膜厚
で形成し、第１の薄膜層３１及び第２の薄膜層３２から
なるｐパッド電極１０１を形成する。
い露出しているｐ電極２０上の全面に連続して、Ｔｉか
らなる第１の薄膜層３１を１０００オングストロームの
膜厚で形成し、更に図３に示すようにストライプの側面
等にも第１の薄膜層３１を形成する。この連続して形成
された第１の薄膜層３１上に、後の工程で劈開により共
振面を形成する際の劈開面に一致しない大きさ、つまり
劈開面となる部分の上部を避けて、断続的にＡｕからな
る第２の薄膜層３２を８０００オングストロームの膜厚
で形成し、第１の薄膜層３１及び第２の薄膜層３２から
なるｐパッド電極１０１を形成する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】［実施例２］実施例１において、第２の絶
縁膜２０１を図２（ｂ）のように、劈開面上部のｐ電極
部分まで連続して形成する他は同様にしてレーザ素子を
作製する。得られたレーザ素子は、実施例１と同様に良
好な素子特性を示し、更にｐ電極の剥離の防止が実施例
１よりやや良好である。
縁膜２０１を図２（ｂ）のように、劈開面上部のｐ電極
部分まで連続して形成する他は同様にしてレーザ素子を
作製する。得られたレーザ素子は、実施例１と同様に良
好な素子特性を示し、更にｐ電極の剥離の防止が実施例
１よりやや良好である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６５】ｐ側コンタクト層１３成長後、実施例１と
同様にして、ストライプ状の第１の保護膜６１を形成し
た後、第２の工程において、エッチングストップをｎ側
コンタクト層５の表面とする。後は実施例１と同様にし
て、ＺｒＯ2を主成分とする第２の保護膜６２をストラ
イプ導波路の側面、及びｎ側コンタクト層５の表面に形
成した後、それぞれのコンタクト層に電極を形成し、形
成されたｐ電極上に、図４のようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ
2）からなる第２の絶縁膜を０．１μｍの膜厚で形成す
る。次に、実施例１と同様にｐパッド電極１０１を形成
し、図４に示すような構造のレーザ素子とする。なお共
振面を形成する場合、窒化物半導体基板の劈開面は実施
例１と同じＭ面とする。得られたレーザ素子は実施例１
に比較して、閾値電流密度は１．８ｋＡ／cm2にまで低
下し、寿命は３倍以上向上し、実施例１と同様にｐ電極
の剥離を良好に防止できる。
同様にして、ストライプ状の第１の保護膜６１を形成し
た後、第２の工程において、エッチングストップをｎ側
コンタクト層５の表面とする。後は実施例１と同様にし
て、ＺｒＯ2を主成分とする第２の保護膜６２をストラ
イプ導波路の側面、及びｎ側コンタクト層５の表面に形
成した後、それぞれのコンタクト層に電極を形成し、形
成されたｐ電極上に、図４のようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ
2）からなる第２の絶縁膜を０．１μｍの膜厚で形成す
る。次に、実施例１と同様にｐパッド電極１０１を形成
し、図４に示すような構造のレーザ素子とする。なお共
振面を形成する場合、窒化物半導体基板の劈開面は実施
例１と同じＭ面とする。得られたレーザ素子は実施例１
に比較して、閾値電流密度は１．８ｋＡ／cm2にまで低
下し、寿命は３倍以上向上し、実施例１と同様にｐ電極
の剥離を良好に防止できる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６８】次にこの窒化物半導体基板５０の上に実施
例１と同様にして、クラック防止層６〜ｐ側コンタクト
層１３までを積層成長させる。ｐ側コンタクト層１３成
長後、実施例１と同様にして、ストライプ状の第１の保
護膜６１を形成した後、第２の工程において、エッチン
グストップを図５に示すｎ側クラッド層７の表面とす
る。後は実施例と同様にして、ＺｒＯ2を主成分とする
第２の保護膜６２をストライプ導波路の側面と、ｎ側ク
ラッド層７の表面とに形成した後、その第２の保護膜を
介してｐ電極２０を形成する。ｐ電極を形成後、図５及
び図２（ａ）に示すようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ2）から
なる第２の絶縁膜２０１を０．１μｍの膜厚でスパッタ
リング成膜により形成する。
例１と同様にして、クラック防止層６〜ｐ側コンタクト
層１３までを積層成長させる。ｐ側コンタクト層１３成
長後、実施例１と同様にして、ストライプ状の第１の保
護膜６１を形成した後、第２の工程において、エッチン
グストップを図５に示すｎ側クラッド層７の表面とす
る。後は実施例と同様にして、ＺｒＯ2を主成分とする
第２の保護膜６２をストライプ導波路の側面と、ｎ側ク
ラッド層７の表面とに形成した後、その第２の保護膜を
介してｐ電極２０を形成する。ｐ電極を形成後、図５及
び図２（ａ）に示すようにＳｉ酸化膜（ＳｉＯ2）から
なる第２の絶縁膜２０１を０．１μｍの膜厚でスパッタ
リング成膜により形成する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６９】第２の絶縁膜を形成後、第２の絶縁膜及び
ｐ電極２１上に、ストライプ長さと同一の長さとなるよ
うにＴｉからなる第１の薄膜層３１を膜厚１０００オン
グストロームで、第２の薄膜層３２の形状と同様の形状
でＰｔよりなる第３の薄膜層を膜厚１０００オングスト
ロームで、及びストライプ長さより短い形状でＡｕから
なる第２の薄膜層３２を膜厚８０００オングストローム
で順に積層形成してなるｐパッド電極１０１を図５に示
すように形成する。第３の薄膜層は図示していないが、
第２の薄膜層と同様の形状で形成する。一方、窒化物半
導体基板の裏面側のほぼ全面にｎ電極２１を形成する。
電極形成後、窒化物半導体基板のＭ面で劈開して共振面
を作製し、図５に示すような構造のレーザ素子としたと
ころ、劈開によるｐ電極の剥がれを防止でき、効率良く
実施例３とほぼ同等の特性を有するレーザ素子が得られ
る。
ｐ電極２１上に、ストライプ長さと同一の長さとなるよ
うにＴｉからなる第１の薄膜層３１を膜厚１０００オン
グストロームで、第２の薄膜層３２の形状と同様の形状
でＰｔよりなる第３の薄膜層を膜厚１０００オングスト
ロームで、及びストライプ長さより短い形状でＡｕから
なる第２の薄膜層３２を膜厚８０００オングストローム
で順に積層形成してなるｐパッド電極１０１を図５に示
すように形成する。第３の薄膜層は図示していないが、
第２の薄膜層と同様の形状で形成する。一方、窒化物半
導体基板の裏面側のほぼ全面にｎ電極２１を形成する。
電極形成後、窒化物半導体基板のＭ面で劈開して共振面
を作製し、図５に示すような構造のレーザ素子としたと
ころ、劈開によるｐ電極の剥がれを防止でき、効率良く
実施例３とほぼ同等の特性を有するレーザ素子が得られ
る。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７０】［実施例５］前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載
されているレーザ素子を示す図７のレーザ素子に、図１
及び図２（ａ）に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ2）
からなる第２の絶縁膜を膜厚０．１μｍで形成する他は
同様にしてレーザ素子を作製する。その結果、劈開によ
り共振面を形成する際に、ｐ電極の剥がれが良好に防止
できると共に、放熱性も改善され、生産性よく素子特性
の良好なレーザ素子を得ることができる。
されているレーザ素子を示す図７のレーザ素子に、図１
及び図２（ａ）に示すように、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ2）
からなる第２の絶縁膜を膜厚０．１μｍで形成する他は
同様にしてレーザ素子を作製する。その結果、劈開によ
り共振面を形成する際に、ｐ電極の剥がれが良好に防止
できると共に、放熱性も改善され、生産性よく素子特性
の良好なレーザ素子を得ることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １・・・異種基板 ２・・・下地層 ３・・・窒化物半導体基板成長用の保護膜 ４、４０、５０・・・窒化物半導体基板 ５・・・ｎ側コンタクト層 ６・・・クラック防止層 ７・・・ｎ側クラッド層 ８・・・ｎ側光ガイド層 ９・・・活性層 １０・・・ｐ側キャップ層 １１・・・ｐ側光ガイド層 １２・・・ｐ側クラッド層 １３・・・ｐ側コンタクト層 ６１・・・第１の保護膜 ６２・・・第２の保護膜（第１の絶縁膜） ６３・・・第３の保護膜 ２０・・・ｐ電極 ２１・・・ｎ電極 ３１・・・第１の薄膜層 ３２・・・第２の薄膜層 １０１・・・パッド電極 ２０１・・・第２の絶縁膜
Claims (4)
- 【請求項１】 ストライプ側面に絶縁膜を有するリッジ
形状のストライプを有し、該ストライプの最上層にｐ電
極を有し、前記リッジ形状のストライプ長さ方向に対し
て垂直な方向に劈開して形成された劈開面に共振面を有
する窒化物半導体レーザ素子において、 前記ｐ電極の一部分からリッジ形状のストライプの側面
にかけて形成された絶縁性保護膜を有し、更にこの上
に、ｐ電極に電気的に接続して形成されたｐパッド電極
を有することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記絶縁性保護膜が、リッジ形状のスト
ライプ長さ方向に平行に少なくともｐ電極の両側の一部
を覆って形成されていることを特徴とする請求項１に記
載の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記ｐ電極の両側の一部分に形成されて
いる絶縁性保護膜が、連続して劈開面上部のｐ電極の一
部まで形成されてなることを特徴とする請求項２に記載
の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 前記絶縁性保護膜が、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2
及びＡｌ2Ｏ3のいずれか１種以上であることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10284346A JP3031415B1 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 窒化物半導体レーザ素子 |
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