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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022044464
(43)【公開日】2022-03-17
(54)【発明の名称】半導体レーザおよび半導体レーザ装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/22 20060101AFI20220310BHJP
【ＦＩ】
H01S5/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020150096
(22)【出願日】2020-09-07
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】磯崎 勇太
(72)【発明者】
【氏名】川西 秀和
(72)【発明者】
【氏名】菊地 雄一郎
(72)【発明者】
【氏名】保科 幸男
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 秀輝
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173AA08
5F173AA57
5F173AG20
5F173AH22
5F173AL04
5F173AP05
5F173AP32
5F173AP33
5F173AP82
5F173AP92
5F173AR72
(57)【要約】
【課題】排熱性の高い半導体レーザ、およびそのような半導体レーザを備えた半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る半導体レーザは、第１半導体層と、活性層と、活性層を介して第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層とを備えている。この半導体レーザは、リッジ部のうち、リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、リッジ部の上面に接するとともに、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所の全体もしくは一部に接する電極層とを更に備えている。
【選択図】図２
【解決手段】本開示の一実施形態に係る半導体レーザは、第１半導体層と、活性層と、活性層を介して第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層とを備えている。この半導体レーザは、リッジ部のうち、リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、リッジ部の上面に接するとともに、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所の全体もしくは一部に接する電極層とを更に備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を備えた
半導体レーザ。
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を備えた
半導体レーザ。
【請求項2】
前記高抵抗領域は、前記第２半導体層に対するイオン注入によって前記第２半導体層の一部を高抵抗化することにより形成された領域である
請求項１に記載の半導体レーザ。
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項3】
前記絶縁層は、前記リッジ部の上面を間にして互いに対向するとともに前記リッジ部の延在方向と平行な方向に延在する第１絶縁層および第２絶縁層を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部の一方の側面である第１側面側に形成された第１高抵抗領域と、前記リッジ部の他方の側面である第２側面側に形成された第２高抵抗領域とを有し、
前記第１絶縁層は、前記第１側面から前記第１高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記第２絶縁層は、前記第２側面から前記第２高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記電極層は、前記リッジ部の上面のうち、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接するとともに、前記第１高抵抗領域および前記第２高抵抗領域に接する
請求項１に記載の半導体レーザ。
前記高抵抗領域は、前記リッジ部の一方の側面である第１側面側に形成された第１高抵抗領域と、前記リッジ部の他方の側面である第２側面側に形成された第２高抵抗領域とを有し、
前記第１絶縁層は、前記第１側面から前記第１高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記第２絶縁層は、前記第２側面から前記第２高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記電極層は、前記リッジ部の上面のうち、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接するとともに、前記第１高抵抗領域および前記第２高抵抗領域に接する
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項4】
前記高抵抗領域は、前記活性層に達する深さにまで形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項5】
前記第１半導体層、前記活性層および前記第２半導体層を含む半導体層は、前記リッジ部の延在方向と平行な方向において、前記リッジ部を介して互いに対向配置された一対の共振器端面と、前記リッジ部の幅方向と平行な方向において、互いに対向配置された一対の端面とを更に有し、
前記高抵抗領域は、前記一対の共振器端面および前記一対の端面にも形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
前記高抵抗領域は、前記一対の共振器端面および前記一対の端面にも形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項6】
前記半導体層は、前記一対の端面およびその近傍に欠陥集中領域を有し、
前記高抵抗領域は、前記欠陥集中領域にも形成されている
請求項５に記載の半導体レーザ。
前記高抵抗領域は、前記欠陥集中領域にも形成されている
請求項５に記載の半導体レーザ。
【請求項7】
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下から前記台座部に渡って形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
前記高抵抗領域は、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下から前記台座部に渡って形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項8】
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部のすそ野のうち、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下を除く領域であって、かつ前記台座部に形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
前記高抵抗領域は、前記リッジ部のすそ野のうち、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下を除く領域であって、かつ前記台座部に形成されている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項9】
半導体レーザと、
前記半導体レーザと電気的に接続された接続パッドと
を備え、
前記半導体レーザは、
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面および前記接続パッドに電気的に接続され、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を有する
半導体レーザ装置。
前記半導体レーザと電気的に接続された接続パッドと
を備え、
前記半導体レーザは、
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面および前記接続パッドに電気的に接続され、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を有する
半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体レーザおよび半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
端面出射型の半導体レーザについては、例えば、下記の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－３１１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
端面出射型の半導体レーザでは、発熱による出力低下を抑制するために、排熱性を高めることが求められる。従って、排熱性の高い半導体レーザ、およびそのような半導体レーザを備えた半導体レーザ装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態に係る半導体レーザは、第１半導体層と、活性層と、活性層を介して第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層とを備えている。この半導体レーザは、リッジ部のうち、リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所の全体もしくは一部に接する電極層とを更に備えている。
【0006】
本開示の一実施形態に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザと、半導体レーザと電気的に接続された接続パッドとを備えている。半導体レーザは、第１半導体層と、活性層と、活性層を介して第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層とを備えている。この半導体レーザは、リッジ部のうち、リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、リッジ部の上面および接続パッドに電気的に接続され、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所の全体もしくは一部に接する電極層とを更に備えている。
【0007】
本開示の一実施形態に係る半導体レーザおよび半導体レーザ装置では、リッジ部の両側面に接する絶縁層が形成されており、リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層が形成されている。これにより、活性層で発生した熱がリッジ部の上面や高抵抗領域を介して電極層に伝わるので、リッジ部の側面やすそ野を覆う絶縁層を設けた場合と比べて、放熱性を高くすることができる。なお、高抵抗領域では電流が流れ難いことから、リッジ部以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（半導体レーザ）
２．変形例（半導体レーザ）
３．第２の実施の形態（半導体レーザ装置）
１．第１の実施の形態（半導体レーザ）
２．変形例（半導体レーザ）
３．第２の実施の形態（半導体レーザ装置）
【0010】
【0011】
半導体レーザ１は、後述の半導体層２０を共振器方向から一対の共振器端面Ｓ１，Ｓ２によって挟み込んだ構造となっている。つまり、一対の共振器端面Ｓ１，Ｓ２は、後述のリッジ部２０Ａの延在方向と平行な方向において、リッジ部２０Ａを介して互いに対向配置されている。共振器端面Ｓ１は、レーザ光が外部に出射される前端面となっており、共振器端面Ｓ２は、共振器端面Ｓ１と対向配置された後端面となっている。従って、半導体レーザ１は、いわゆる端面出射型の半導体レーザの一種である。
【0012】
半導体レーザ１（半導体層２０）は、共振器方向において互いに対向する共振器端面Ｓ１，Ｓ２と、共振器端面Ｓ１および共振器端面Ｓ２の間に挟まれた凸形状のリッジ部２０Ａとを備えている。リッジ部２０Ａは、共振器方向に延在する帯状の形状となっている。リッジ部２０Ａは、例えば、後述のコンタクト層２６の表面から後述の第１上部クラッド層２５の中途にかけてエッチング除去がなされることにより形成される。つまり、リッジ部２０Ａの両脇には、第１上部クラッド層２５の一部が露出している。
【0013】
リッジ部２０Ａの幅（共振器方向と直交する方向の長さ）は、例えば、０．５μｍ以上１００μｍ以下となっており、例えば、４０μｍとなっている。リッジ部２０Ａの、共振器方向の長さは、例えば、５０μｍ以上３０００μｍ以下となっており、例えば、１２００μｍとなっている。以下では、幅は、共振器方向と交差する方向の長さを指すものとする。また、共振器方向と交差する方向を「幅方向」と称するものとする。
【0014】
リッジ部２０Ａの一方の端面が、共振器端面Ｓ１に露出しており、リッジ部２０Ａの他方の端面が、共振器端面Ｓ２に露出している。共振器端面Ｓ１，Ｓ２は、へき開によって形成された面である。共振器端面Ｓ１，Ｓ２は、共振器ミラーとして機能し、リッジ部２０Ａは、光導波路として機能する。共振器端面Ｓ１には、例えば、共振器端面Ｓ１での反射率が１５％程度となるように構成された反射防止膜が設けられていてもよい。共振器端面Ｓ２には、例えば、共振器端面Ｓ２での反射率が９５％程度となるように構成された多層反射膜が設けられていてもよい。半導体レーザ１（半導体層２０）は、さらに、幅方向において互いに対向する一対の側面Ｓ３，Ｓ４を有している。この一対の側面Ｓ３，Ｓ４は、ダイシング、へき開もしくは裂開によって形成された面であることが望ましい。
【0015】
半導体レーザ１は、リッジ部２０Ａのうち、幅方向の両側面に接する絶縁層５０を備えている。絶縁層５０は、リッジ部２０Ａを保護するとともに、半導体層２０に電流を注入する領域（つまり、リッジ部２０Ａと上部電極層３０とが互いに接する領域）を規定する。絶縁層５０は、さらに、後述の高抵抗領域２０Ｃ（２０Ｃ－１，２０Ｃ－２）のうち、少なくとも一部が露出するように構成されており、高抵抗領域２０Ｃ（２０Ｃ－１，２０Ｃ－２）のうち、少なくとも一部に接するように構成されている。
【0016】
絶縁層５０は、例えば、リッジ部２０Ａの上面を間にして互いに対向するとともにリッジ部２０Ａの延在方向と平行な方向に延在する絶縁層５１および絶縁層５２を有している。絶縁層５１は、リッジ部２０Ａの一方の側面（第１側面）から、後述の高抵抗領域２０Ｃ－１の端縁に渡って形成されている。つまり、絶縁層５１は、リッジ部２０Ａの一方の側面（第１側面）と、高抵抗領域２０Ｃ－１との間に、第１上部クラッド層２５のうち、高抵抗領域２０Ｃ－１よりも抵抗値の低い領域が存在する場合に、そのような領域を覆うように形成されている。絶縁層５２は、リッジ部２０Ａの他方の側面（第２側面）から、後述の高抵抗領域２０Ｃ－２の端縁に渡って形成されている。つまり、絶縁層５２は、リッジ部２０Ａの他方の側面（第２側面）と、高抵抗領域２０Ｃ－２との間に、第１上部クラッド層２５のうち、高抵抗領域２０Ｃ－２よりも抵抗値の低い領域が存在する場合に、そのような領域を覆うように形成されている。絶縁層５１，５２は、例えば、厚さ１０ｎｍ～５００ｎｍのＳｉＯ２層やＳｉＮ層などによって構成されている。
【0017】
図２は、図１の半導体レーザ１のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図３は、図１の半導体レーザ１のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図２、図３には、半導体レーザ１の横方向の断面構成例が表されている。図３には、半導体レーザ１の共振器端面Ｓ１付近）の断面構成例が表されている。
【0018】
半導体レーザ１は、基板１０上に半導体層２０を備えたものである。半導体層２０は、例えば、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５、コンタクト層２６および第２上部クラッド層２７を基板１０側からこの順に有している。上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５、コンタクト層２６および第２上部クラッド層２７は、活性層２３を介して、下部ガイド層２２上に積層されている。半導体層２０には、上記した層以外の層（例えばバッファ層など）が更に設けられていてもよい。また、半導体層２０において、例えば、第２上部クラッド層２７などが省略されてもよい。
【0019】
基板１０は、例えば、活性層２３などをエピタキシャル結晶成長させる際に用いられた結晶成長基板である。基板１０、下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５およびコンタクト層２６は、例えば、窒化ガリウム系の半導体によって構成されている。基板１０は、例えば、ＧａＮ基板である。下部クラッド層２１、下部ガイド層２２、活性層２３、上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５およびコンタクト層２６は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどによって構成されている。
【0020】
下部クラッド層２１および下部ガイド層２２には、例えば、ｎ型不純物として、例えば、シリコン（Ｓｉ）などが含まれている。つまり、下部クラッド層２１および下部ガイド層２２は、ｎ型半導体層である。上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５およびコンタクト層２６には、例えば、ｐ型不純物として、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）などが含まれている。つまり、上部ガイド層２４、第１上部クラッド層２５およびコンタクト層２６は、ｐ型半導体層である。活性層２３は、例えば、量子井戸構造を有している。量子井戸構造の種類としては、例えば、単一量子井戸構造（ＱＷ構造）、または、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）が挙げられる。量子井戸構造は、井戸層および障壁層を交互に積層させた構造となっている。井戸層および障壁層の組合せとしては、例えば、（ＩｎｙＧａ(１－ｙ)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎｙＧａ(１－ｙ)Ｎ，ＩｎｚＧａ(１－ｚ)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎｙＧａ(１－ｙ)Ｎ，ＡｌＧａＮ）などが挙げられる。
【0021】
第２上部クラッド層２７は、リッジ部２０Ａの頂部（具体的にはコンタクト層２６）に接して形成されている。第２上部クラッド層２７は、例えば、透明導電材料で形成されている。透明導電材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＴｉＯ（Indium Titanium Oxide）、ＡＺＯ（Ａｌ２Ｏ３－ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯｘ）などが挙げられる。これらの透明導電材料では、導電性がリッジ部２０Ａを構成する各半導体層の導電性よりも高く、しかも、屈折率がリッジ部２０Ａを構成する各半導体層の屈折率よりも高い。そのため、第２上部クラッド層２７として透明導電材料を用い、リッジ部２０Ａを低く形成することにより、半導体レーザ１の駆動電圧を低減することができ、しかも、積層方向における光閉じ込め性を向上させることができる。
【0022】
半導体層２０は、例えば、図１～図３に示したように、リッジ部２０Ａのすそ野に高抵抗領域２０Ｃを有している。リッジ部２０Ａのすそ野とは、半導体層２０の、リッジ部２０Ａ側の表面（以下、「半導体層２０の上面」と称する。）のうち、リッジ部２０Ａを除いた領域を示している。高抵抗領域２０Ｃは、半導体層２０のうち、少なくとも第１上部クラッド層２５に形成されている。高抵抗領域２０Ｃは、例えば、半導体層２０のうち、少なくとも第１上部クラッド層２５に対するイオン注入によって、半導体層２０のうち、少なくとも第１上部クラッド層２５の一部を高抵抗化することにより形成された領域である。
【0023】
高抵抗領域２０Ｃは、例えば、図２、図３に示したように、第１上部クラッド層２５のうち、リッジ部２０Ａのすそ野に相当する領域の表面から、活性層２３に達する深さにまで形成されていてもよい。なお、図２、図３には、高抵抗領域２０Ｃが第１上部クラッド層２５のうち、リッジ部２０Ａのすそ野に相当する領域の表面から、下部ガイド層２２に達する深さにまで形成されている場合が例示されている。
【0024】
高抵抗領域２０Ｃは、例えば、リッジ部２０Ａの一方の側面（第１側面）側に形成された高抵抗領域２０Ｃ－１と、リッジ部２０Ａの他方の側面（第２側面）側に形成された高抵抗領域２０Ｃ－２とを有している。高抵抗領域２０Ｃ－１，２０Ｃ－２は、リッジ部２０Ａのすそ野において、共振器方向に延在している。高抵抗領域２０Ｃ－１は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの側面と接する箇所から側面Ｓ３まで形成されている。なお、高抵抗領域２０Ｃ－１は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの側面から所定の距離だけ離れた箇所から側面Ｓ３まで形成されていてもよい。高抵抗領域２０Ｃ－２は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの側面と接する箇所から側面Ｓ４まで形成されている。なお、高抵抗領域２０Ｃ－２は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの側面から所定の距離だけ離れた箇所から側面Ｓ４まで形成されていてもよい。高抵抗領域２０Ｃ－１は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの一方の側面（第１側面）側の側面Ｓ３に露出していてもよい（形成されていてもよい）。高抵抗領域２０Ｃ－２は、例えば、半導体層２０のうち、リッジ部２０Ａの他方の側面（第２側面）側の側面Ｓ４に露出していてもよい（形成されていてもよい）。高抵抗領域２０Ｃ－１，２０Ｃ－２は、例えば、共振器端面Ｓ１，Ｓ２のうち、リッジ部２０Ａのすそ野に相当する箇所にも露出していてもよい（形成されていてもよい）。
【0025】
高抵抗領域２０Ｃをイオン注入によって形成する際に、例えば、ホウ素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、プロトン（Ｈ）等が用いられる。イオン注入においてホウ素（Ｂ）を用いた場合には、注入エネルギーを例えば４０ｋｅＶ～１６０ｋｅＶの範囲内とし、ドーズ量を例えば２×１０１３ｃｍ－２～２×１０１５ｃｍ－２の範囲内とする。イオン注入の濃度を深さ方向で均一にするために、例えば、注入エネルギーの異なる複数回のイオン注入を行ってもよい。
【0026】
側面Ｓ３，Ｓ４において、例えば、図１～図３に示したように、段差部２０Ｂが設けられていてもよい。段差部２０Ｂは、例えば、半導体層２０を、第１上部クラッド層２５側から、少なくとも活性層２３を貫通する深さまでエッチングすることにより形成されている。段差部２０Ｂには、例えば、図１～図３に示したように、高抵抗領域２０Ｄが形成されていてもよい。高抵抗領域２０Ｄは、例えば、段差部２０Ｂに対するイオン注入によって、段差部２０Ｂの一部を高抵抗化することにより形成された領域である。高抵抗領域２０Ｄをイオン注入により形成する方法は、高抵抗領域２０Ｃをイオン注入により形成する方法と同様である。
【0027】
半導体レーザ１は、さらに、半導体層２０の上面側に上部電極層３０を備えており、半導体層２０の裏面側に下部電極層４０を備えている。
【0028】
上部電極層３０は、リッジ部２０Ａの上に形成されており、リッジ部２０Ａの上面と電気的に接続されている。上部電極層３０は、リッジ部２０Ａの上面（具体的にはコンタクト層２６）に接して形成された第２上部クラッド層２７を介して、リッジ部２０Ａの上に形成されており、コンタクト層２６に電気的に接続されている。上部電極層３０は、さらに、リッジ部２０Ａのすそ野の上にも形成されており、高抵抗領域２０Ｃのうち、絶縁層５０によって覆われずに露出している箇所に接している。つまり、上部電極層３０は、リッジ部２０Ａのすそ野（高抵抗領域２０Ｃ）に対して直接、接している。
【0029】
上部電極層３０は、例えば、パッドメタル３１、バリアメタル３２およびボンディングメタル３３をリッジ部２０Ａ側からこの順に有している。
【0030】
パッドメタル３１は、外部から供給された電流をリッジ部２０Ａに注入するための金属層である。パッドメタル３１は、例えば、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層がリッジ部２０Ａに近い側からこの順に積層された構成となっている。Ｔｉ層の厚さは、例えば、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下となっている。Ｐｔ層の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下となっている。Ａｕ層の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下となっている。パッドメタル３１は、リッジ部２０Ａの上面と電気的に接続されていればよく、その層構成は上記の構成に限らない。
【0031】
パッドメタル３１は、第２上部クラッド層２７に接しており、第２上部クラッド層２７を介してリッジ部２０Ａの上面（具体的にはコンタクト層２６）と電気的に接続されている。パッドメタル３１は、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間に形成されており、具体的には、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間の領域であって、かつ共振器端面Ｓ１，Ｓ２から所定の間隙だけ離れた領域に形成されている。以下では、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間の領域であって、かつパッドメタル３１が形成されていない領域を第１端部領域と称するものとする。
【0032】
パッドメタル３１の幅は、第２上部クラッド層２７の幅よりも広くなっており、例えば、チップ幅を１５０μｍとした場合、５μｍ以上、１４０μｍ以下となっている。パッドメタル３１は、絶縁層５１，５２に接するとともに、高抵抗領域２０Ｃ－１，２０Ｃ－２のうち、絶縁層５１，５２によって覆われずに露出している箇所に接している。パッドメタル３１は、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間に形成されており、具体的には、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間の領域であって、かつ側面Ｓ３，Ｓ４から所定の間隙だけ離れた領域に形成されている。以下では、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間の領域であって、かつパッドメタル３１が形成されていない領域を第２端部領域と称するものとする。このように、パッドメタル３１が共振器端面Ｓ１，Ｓ２から十分に離れて配置されていることにより、パッドメタル３１が共振器端面Ｓ１，Ｓ２からはみ出したり、共振器端面Ｓ１，Ｓ２に触れたりするのが防止される。また、パッドメタル３１が側面Ｓ３，Ｓ４から十分に離れて配置されていることにより、パッドメタル３１が側面Ｓ３，Ｓ４からはみ出したり、側面Ｓ３，Ｓ４に触れたりするのが防止される。また、パッドメタル３１が第１端部領域や第２端部領域にも形成されている場合と比べて、パッドメタル３１を介したリッジ部２０Ａへの応力が低減される。
【0033】
バリアメタル３２は、半田の成分（例えば、スズ（Ｓｎ））がボンディングメタル３３側からパッドメタル３１側に拡散するのを抑制するための金属層である。半田の成分（例えば、Ｓｎ）がパッドメタル３１に拡散し続けると、パッドメタル３１の端部が突然劣化することがある。このようなパッドメタル３１の突然の劣化は半導体レーザ１の長期信頼性を損なう。従って、バリアメタル３２は、半導体レーザ１の長期信頼性を確保するための層である。
【0034】
バリアメタル３２は、例えば、Ｔｉ層、Ｐｔ層がリッジ部２０Ａに近い側からこの順に積層された構成となっており、Ｓｎ系の半田に対して濡れ性を有しないメタル層を含んで構成されている。Ｔｉ層の厚さは、例えば、２ｎｍ以上５００ｎｍ以下となっている。Ｐｔ層の厚さは、例えば、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下となっている。パッドメタル３１は、半田の成分（例えば、Ｓｎ）がボンディングメタル３３側からパッドメタル３１側に拡散するのを抑制することの可能な構成となっていればよく、その層構成は上記の構成に限らない。バリアメタル３２の最表面（ボンディングメタル３３側の表面）は、Ｓｎ系の半田に対して濡れ性を有しないメタル（たとえば、Ｔｉ、Ｐｔ、アルミニウム（Ａｌ）もしくはニッケル（Ｎｉ））によって構成されていることが好ましい。
【0035】
バリアメタル３２は、パッドメタル３１を覆うように形成されている。具体的には、バリアメタル３２は、パッドメタル３１の、共振器方向の両端部と、パッドメタル３１の、幅方向の両端部と、パッドメタル３１の形成面のうち、少なくともパッドメタル３１の端部近傍を覆っている。これにより、パッドメタル３１とボンディングメタル３３とが直接接することが防止される。バリアメタル３２は、さらに、側面Ｓ３，Ｓ４から十分に離れて配置されている。これにより、バリアメタル３２が側面Ｓ３，Ｓ４からはみ出したり、側面Ｓ３，Ｓ４に触れたりするのが防止される。
【0036】
ボンディングメタル３３は、例えば、半田を接触させる金属層である。ボンディングメタル３３は、例えば、Ｔｉ層、Ａｕ層がリッジ部２０Ａに近い側からこの順に積層された構成となっている。Ｔｉ層の厚さは、例えば、２ｎｍ以上５００ｎｍ以下となっている。Ａｕ層の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下となっている。ボンディングメタル３３の最表面は、Ｓｎ系の半田に対して濡れ性を有するメタル（たとえば、Ａｕ、銀（Ａｇ）もしくはパラジウム（Ｐｄ））によって構成されていることが好ましい。
【0037】
ボンディングメタル３３は、バリアメタル３２の表面に接して形成されている。ボンディングメタル３３は、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間に形成されており、具体的には、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間の領域であって、かつ共振器端面Ｓ１，Ｓ２から所定の間隙だけ離れた領域に形成されている。このように、ボンディングメタル３３が共振器端面Ｓ１，Ｓ２から十分に離れて配置されていることにより、ボンディングメタル３３が共振器端面Ｓ１，Ｓ２からはみ出したり、共振器端面Ｓ１，Ｓ２に触れたりするのが防止される。また、ボンディングメタル３３は、側面Ｓ３と側面Ｓ４の間に形成されており、具体的には、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間の領域であって、かつ側面Ｓ３，Ｓ４から所定の間隙だけ離れた領域に形成されている。このように、ボンディングメタル３３が側面Ｓ３，Ｓ４から十分に離れて配置されていることにより、ボンディングメタル３３が側面Ｓ３，Ｓ４からはみ出したり、側面Ｓ３，Ｓ４に触れたりするのが防止される。
【0038】
下部電極層４０は、例えば、基板１０の裏面に接して形成されている。下部電極層４０は、例えば、Ｔｉ層、Ａｌ層、バナジウム（Ｖ）層、Ｐｔ層およびＡｕ層のうち少なくとも２層以上が積層された構成となっている。また、下部電極層４０は、基板１０の裏面全体と接触していてもよいし、基板１０の裏面の一部とだけ接していてもよい。
【0039】
[製造方法]
次に、図４Ａ～図７Ｃを参考にして、半導体レーザ１の製造方法について説明する。図４Ａは、半導体レーザ１の製造過程におけるウェハの一部の平面構成例を表したものである。図４Ｂは、図４ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図４Ｃは、図４ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図５Ａは、図４Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図５Ｂは、図５ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図５Ｃは、図５ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図６Ａは、図５Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図６Ｂは、図６ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図６Ｃは、図６ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図７Ａは、図６Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図７Ｂは、図７ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図７Ｃは、図７ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。なお、図４Ａ，図４Ｂ，図５Ａ，図５Ｂ，図６Ａ，図６Ｂ，図７Ａ，図７Ｂにおいて、両側面は、ウェハに対してへき開をすることになる箇所に対応している。図４Ｃ，図５Ｃ，図６Ｃ，図７Ｃにおいて、両側面は、ウェハに対してダイシング、へき開または裂開を行うことになる箇所に対応している。
次に、図４Ａ～図７Ｃを参考にして、半導体レーザ１の製造方法について説明する。図４Ａは、半導体レーザ１の製造過程におけるウェハの一部の平面構成例を表したものである。図４Ｂは、図４ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図４Ｃは、図４ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図５Ａは、図４Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図５Ｂは、図５ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図５Ｃは、図５ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図６Ａは、図５Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図６Ｂは、図６ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図６Ｃは、図６ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。図７Ａは、図６Ａに続く製造過程の一例を表したものである。図７Ｂは、図７ＡのＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図７Ｃは、図７ＡのＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。なお、図４Ａ，図４Ｂ，図５Ａ，図５Ｂ，図６Ａ，図６Ｂ，図７Ａ，図７Ｂにおいて、両側面は、ウェハに対してへき開をすることになる箇所に対応している。図４Ｃ，図５Ｃ，図６Ｃ，図７Ｃにおいて、両側面は、ウェハに対してダイシング、へき開または裂開を行うことになる箇所に対応している。
【0040】
半導体レーザ１を製造するためには、ＧａＮよりなる基板１０上に、化合物半導体を、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ：有機金属気相成長）法などのエピタキシャル結晶成長法により一括に形成する。この際、化合物半導体の原料としては、例えば、ガリウムの原料ガスとして例えばトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）を、アルミニウムの原料ガスとして例えばトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）を、インジウムの原料ガスとして例えばトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）をそれぞれ用いる。また、窒素の原料ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）を用いる。また、ケイ素の原料ガスとして例えばモノシラン（ＳｉＨ４）を、マグネシウムの原料ガスとして例えばビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）をそれぞれ用いる。これにより、基板１０上に、下部クラッド層２１～コンタクト層２６を形成する。
【0041】
次に、コンタクト層２６上に、ＳｉＯ２やＳｉＮ等からなるエッチングマスク層１１０を形成する。例えば、蒸着やスパッタ等により、ＳｉＯ２やＳｉＮ等からなる誘電体層を形成した後、この誘電体層上にレジスト層を形成し、このレジスト層に対してフォトリソグラフィによるパターニングを行い、それにより得られた所定のパターンのレジスト層をマスクとして、フッ素系のガスを用いたＲＩＥ法やフッ化水素酸系のウエットエッチングによって、誘電体層を選択的にエッチングする。その結果、エッチングマスク層１１０が得られる。
【0042】
次に、エッチングマスク層１１０をマスクとして、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法によって、活性層２３を貫通するまで選択的にエッチングを行い、これにより、段差部２０Ｂを形成する（図４Ａ～図４Ｃ）。続いて、エッチングマスク層１１０上にレジスト層１２０を形成した後、レジスト層１２０をマスクとして、イオン注入を行い、レジスト層１２０で覆われてない箇所に対して高抵抗領域２０Ｃ（２０Ｃ－１，２０Ｃ－２），２０Ｄを形成する（図５Ａ～図５Ｃ）。
【0043】
次に、エッチングマスク層１１０およびレジスト層１２０を除去した後、第２上部クラッド層２７を形成する領域を開口部としたレジスト層を形成し、第２上部クラッド層２７を例えば、真空蒸着法やスパッタ法により形成する。続いて、例えばＲＩＥ法により、少なくとも第２上部クラッド層２７、コンタクト層２６および第１上部クラッド層２５の一部をエッチングにより除去する。これにより、リッジ部２０Ａを形成するとともに、リッジ部２０Ａ上に第２上部クラッド層２７を形成する（図６Ａ～図６Ｃ）。
【0044】
次に、第２上部クラッド層２７を含む表面全体に、例えば真空蒸着法やスパッタ法を用いて絶縁層を形成した後、例えばＲＩＥ法やフッ化水素を含む溶液を用いたパターニングにより、リッジ部２０Ａの側面に接する絶縁層５０（５１，５２）を形成する（図７Ａ～図７Ｃ）。
【0045】
次に、第２上部クラッド層２７、絶縁層５０およびリッジ部２０Ａのすそ野の表面上に、例えば真空蒸着法やスパッタ法により、パッドメタル３１を形成するためのメタル層を形成した後、例えばリフトオフ法を行うことにより、パッドメタル３１を形成する。このとき、パッドメタル３１を、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間の領域であって、かつ共振器端面Ｓ１，Ｓ２から所定の間隙だけ離れた領域に形成する。さらに、パッドメタル３１を、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間の領域であって、かつ側面Ｓ３，Ｓ４から所定の間隙だけ離れた領域に形成する。なお、リフトオフ法の代わりに、ＲＩＥ法やミリング法を用いて、パッドメタル３１を形成してもよい。
【0046】
次に、パッドメタル３１を含む表面上に、例えば真空蒸着法やスパッタ法により、バリアメタル３２を形成するためのメタル層を形成した後、例えばリフトオフ法を行うことにより、バリアメタル３２を形成する。このとき、パッドメタル３１を覆うようにバリアメタル３２を形成する。なお、リフトオフ法の代わりに、ＲＩＥ法やミリング法を用いて、バリアメタル３２を形成してもよい。
【0047】
次に、バリアメタル３２の表面上に、例えば真空蒸着法やスパッタ法により、ボンディングメタル３３を形成するためのメタル層を形成した後、例えばリフトオフ法を行うことにより、ボンディングメタル３３を形成する。このとき、ボンディングメタル３３を、共振器端面Ｓ１と共振器端面Ｓ２との間の領域であって、かつ共振器端面Ｓ１，Ｓ２から所定の間隙だけ離れた領域に形成する。さらに、ボンディングメタル３３を、側面Ｓ３と側面Ｓ４との間の領域であって、かつ側面Ｓ３，Ｓ４から所定の間隙だけ離れた領域に形成する。なお、リフトオフ法の代わりに、ＲＩＥ法やミリング法を用いて、ボンディングメタル３３を形成してもよい。
【0048】
次に、基板１０の裏面上に、例えば真空蒸着法やスパッタ法により、下部電極層４０を形成するためのメタル層を形成した後、例えばリフトオフ法により、下部電極層４０を形成する。次に、基板１０をバー状に切り出し、必要に応じて、露出した端面部に反射率を制御するためのコーティング膜を形成する。さらに、バー状に切断された基板１０から素子を切り出し、チップ化することで、半導体レーザ１が作製される。
【0049】
[動作]
このような構成の半導体レーザ１では、上部電極層３０と下部電極層４０との間に所定の電圧が印加されると、リッジ部２０Ａを通して活性層２３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、一対の共振器端面Ｓ１，Ｓ２により反射されるとともに、下部クラッド層２１、第１上部クラッド層２５および第２上部クラッド層２７によって閉じ込められることにより、所定の発振波長でレーザ発振が生じる。このとき、半導体層２０内には、発振したレーザ光が導波する光導波領域が形成される。光導波領域は、活性層２３を中心としたリッジ部２０Ａの直下の領域に生成される。そして、一方の共振器端面Ｓ１から所定の発振波長のレーザ光が外部に出射される。
このような構成の半導体レーザ１では、上部電極層３０と下部電極層４０との間に所定の電圧が印加されると、リッジ部２０Ａを通して活性層２３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、一対の共振器端面Ｓ１，Ｓ２により反射されるとともに、下部クラッド層２１、第１上部クラッド層２５および第２上部クラッド層２７によって閉じ込められることにより、所定の発振波長でレーザ発振が生じる。このとき、半導体層２０内には、発振したレーザ光が導波する光導波領域が形成される。光導波領域は、活性層２３を中心としたリッジ部２０Ａの直下の領域に生成される。そして、一方の共振器端面Ｓ１から所定の発振波長のレーザ光が外部に出射される。
【0050】
[効果]
次に、半導体レーザ１の効果について説明する。
次に、半導体レーザ１の効果について説明する。
【0051】
端面出射型の半導体レーザでは、発熱による出力低下を抑制するために、排熱性を高めることが求められる。例えば、半導体レーザを、ヒートシンク等の排熱部材に対してジャンクションダウンで固定することが考えられる。ジャンクションダウンとは、半導体レーザの発光領域に近い方の電極を排熱部材側に向けて半導体レーザを排熱部材に固定する実装形態を指す。しかし、半導体レーザをジャンクションダウンで排熱部材に固定したとき、排熱部材に固定する電極と、発光領域との間に、不要な電流パスが形成されるのを防止するために設けた、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの絶縁層によって、排熱性が十分に得られないことがある。
【0052】
一方、本実施の形態では、リッジ部２０Ａの両側面に接する絶縁層５０が形成されており、リッジ部２０Ａの上面に電気的に接続されるとともに、高抵抗領域２０Ｃのうち、絶縁層５０によって覆われずに露出している箇所に接する上部電極層３０が形成されている。これにより、活性層２３で発生した熱がリッジ部２０Ａの上面や高抵抗領域２０Ｃを介して上部電極層３０に伝わるので、リッジ部２０Ａの側面やすそ野を覆う絶縁層を設けた場合と比べて、放熱性を高くすることができる。また、高抵抗領域２０Ｃでは電流が流れ難いことから、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【0053】
また、本実施の形態では、高抵抗領域２０Ｃは、第１上部クラッド層２５等に対するイオン注入によって第１上部クラッド層２５等の一部を高抵抗化することにより形成された領域である。これにより、リッジ部２０Ａの側面やすそ野を覆う絶縁層を設けた場合と比べて、放熱性を高くすることができる。また、高抵抗領域２０Ｃでは電流が流れ難いことから、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【0054】
また、本実施の形態では、リッジ部２０Ａの一方の側面（第１側面）に形成された絶縁層５１は、第１側面から高抵抗領域２０Ｃ－１の端縁に渡って形成されており、リッジ部２０Ａの他方の側面（第２側面）に形成された絶縁層５２は、第２側面から高抵抗領域２０Ｃ－２の端縁に渡って形成されている。これにより、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【0055】
また、本実施の形態では、高抵抗領域２０Ｃは活性層２３に達する深さにまで形成されている。これにより、高抵抗領域２０Ｃによって、活性層２３に電流を注入する領域を規定することができる。さらに、高抵抗領域２０Ｃが高抵抗領域２０Ｃの周囲の半導体領域と比べて低屈折率となっているので、高抵抗領域２０Ｃによって横方向の光閉じ込めを実現することができる。
【0056】
また、本実施の形態では、高抵抗領域２０Ｃは共振器端面Ｓ１，Ｓ２および側面Ｓ３，Ｓ４にも形成されている。これにより、例えば、上部電極層３０が共振器端面Ｓ１，Ｓ２および側面Ｓ３，Ｓ４からはみ出したり、共振器端面Ｓ１，Ｓ２および側面Ｓ３，Ｓ４に触れたりした場合であっても、高抵抗領域２０Ｃによって、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止することができる。また、半田の側面への這い上がりに起因する電流パスが生成されるのも防止することができる。従って、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【0057】
＜２．変形例＞
次に、上記実施の形態に係る半導体レーザ１の変形例について説明する。
次に、上記実施の形態に係る半導体レーザ１の変形例について説明する。
【0058】
[変形例Ａ]
図８は、上記実施の形態に係る半導体レーザ１の一変形例を表したものである。図９は、図８の半導体レーザ１のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図１０は、図８の半導体レーザ１のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。
図８は、上記実施の形態に係る半導体レーザ１の一変形例を表したものである。図９は、図８の半導体レーザ１のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。図１０は、図８の半導体レーザ１のＢ－Ｂ線での断面構成例を表したものである。
【0059】
上記実施の形態において、例えば、図８～図１０に示したように、リッジ部２０Ａの両脇（リッジ部２０Ａを間にして互いに対向する位置）にそれぞれ、リッジ部２０Ａを保護する台座部２０Ｅが形成されていてもよい。台座部２０Ｅは、例えば、図９，図１０に示したように、リッジ部２０Ａから第２上部クラッド層２７が省略され、さらに、最表面を含む領域に高抵抗領域２０Ｃが形成された構成となっていてもよい。このとき、例えば、図８～図１０に示したように、台座部２０Ｅとリッジ部２０Ａとの間にある溝部の底面の直下から台座部２０Ｅに渡って、高抵抗領域２０Ｃが形成されていてもよい。なお、例えば、図１１～図１３や、図１４～図１６に示したように、リッジ部２０Ａのすそ野のうち、リッジ部２０Ａと台座部２０Ｅとの間にある溝部の底面の直下を除く領域であって、かつ台座部２０Ｅに高抵抗領域２０Ｃが形成されていてもよい。
【0060】
本変形例においても、絶縁層５０は、リッジ部２０Ａの側面から高抵抗領域２０Ｃの端縁に渡って形成されており、例えば、リッジ部２０Ａの側面から上記溝部の底面を経由して台座部２０Ｅの最表面に渡って形成されている。これにより、活性層２３で発生した熱が上記溝部および台座部２０Ｅを介して上部電極層３０に伝わるので、リッジ部２０Ａの側面やすそ野を覆う絶縁層を設けた場合と比べて、放熱性を高くすることができる。なお、高抵抗領域２０Ｃでは電流が流れ難いことから、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。
【0061】
[変形例Ｂ]
上記実施の形態およびその変形例において、例えば、図１７、図１８に示したように、半導体層２０が一対の側面Ｓ３，Ｓ４およびその近傍に欠陥集中領域２０Ｆを有していてもよい。欠陥集中領域２０Ｆは、例えば、基板１０を、欠陥集中領域を含むＧａＮ基板で構成したときに、ＧａＮ基板上に半導体層２０を結晶成長により形成することにより、ＧａＮ基板の欠陥集中領域に対応して半導体層２０に形成される。欠陥集中領域２０Ｆが段差部２０Ｂに形成されている場合、欠陥集中領域２０Ｆを含む段差部２０Ｂに対して高抵抗領域２０Ｄが形成されており、欠陥集中領域２０Ｆのうち、段差部２０Ｂに露出している箇所（以下、「欠陥露出箇所」と称する。）を覆うように絶縁層５３が形成されていてもよい。絶縁層５３は、さらに、半導体層２０の表面のうち、欠陥露出箇所と、上部電極層３０の端部との間に露出している面を覆うように形成されていてもよい。このとき、絶縁層５３の端部が上部電極層３０の端部と半導体層２０の上面との間に設けられていてもよい。絶縁層５３は、例えば、上述の絶縁層５０と同一の材料で構成されている。これにより、例えば、何らかの不具合で、上部電極層３０が側面Ｓ３，Ｓ４にせり出してしまった場合であっても、絶縁層５３によって、上部電極層３０と欠陥集中領域２０Ｆとの電気的な短絡を防ぐことができる。また、半田の側面への這い上がりに起因する電流パスが生成されるのを防止することもできる。
上記実施の形態およびその変形例において、例えば、図１７、図１８に示したように、半導体層２０が一対の側面Ｓ３，Ｓ４およびその近傍に欠陥集中領域２０Ｆを有していてもよい。欠陥集中領域２０Ｆは、例えば、基板１０を、欠陥集中領域を含むＧａＮ基板で構成したときに、ＧａＮ基板上に半導体層２０を結晶成長により形成することにより、ＧａＮ基板の欠陥集中領域に対応して半導体層２０に形成される。欠陥集中領域２０Ｆが段差部２０Ｂに形成されている場合、欠陥集中領域２０Ｆを含む段差部２０Ｂに対して高抵抗領域２０Ｄが形成されており、欠陥集中領域２０Ｆのうち、段差部２０Ｂに露出している箇所（以下、「欠陥露出箇所」と称する。）を覆うように絶縁層５３が形成されていてもよい。絶縁層５３は、さらに、半導体層２０の表面のうち、欠陥露出箇所と、上部電極層３０の端部との間に露出している面を覆うように形成されていてもよい。このとき、絶縁層５３の端部が上部電極層３０の端部と半導体層２０の上面との間に設けられていてもよい。絶縁層５３は、例えば、上述の絶縁層５０と同一の材料で構成されている。これにより、例えば、何らかの不具合で、上部電極層３０が側面Ｓ３，Ｓ４にせり出してしまった場合であっても、絶縁層５３によって、上部電極層３０と欠陥集中領域２０Ｆとの電気的な短絡を防ぐことができる。また、半田の側面への這い上がりに起因する電流パスが生成されるのを防止することもできる。
【0062】
[変形例Ｃ]
上記実施の形態およびその変形例では、下部電極層４０が基板１０の裏面に接していた。しかし、上記実施の形態およびその変形例において、下部クラッド層２１または下部ガイド層２２のうち、上部電極層３０側の表面を露出させ、その露出した面に下部電極層４０を接触させてもよい。このようにした場合には、半導体レーザ１との電気的な接続を全て、基板１０の一方の面側だけで行うことができる。
上記実施の形態およびその変形例では、下部電極層４０が基板１０の裏面に接していた。しかし、上記実施の形態およびその変形例において、下部クラッド層２１または下部ガイド層２２のうち、上部電極層３０側の表面を露出させ、その露出した面に下部電極層４０を接触させてもよい。このようにした場合には、半導体レーザ１との電気的な接続を全て、基板１０の一方の面側だけで行うことができる。
【0063】
[変形例Ｄ]
上記実施の形態およびその変形例では、１つのリッジ部２０Ａが設けられていたが、複数のリッジ部２０Ａが設けられていてもよい。この場合、例えば、複数のリッジ部２０Ａを挟み込む領域に高抵抗領域２０Ｃを設けることで、放熱性を向上させることが可能である。
上記実施の形態およびその変形例では、１つのリッジ部２０Ａが設けられていたが、複数のリッジ部２０Ａが設けられていてもよい。この場合、例えば、複数のリッジ部２０Ａを挟み込む領域に高抵抗領域２０Ｃを設けることで、放熱性を向上させることが可能である。
【0064】
[変形例Ｅ]
上記実施の形態およびその変形例において、半導体レーザ１は、ＧａＮ系の材料とは異なる材料（例えばＧａＡｓ系の材料）で構成されていてもよい。この場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
上記実施の形態およびその変形例において、半導体レーザ１は、ＧａＮ系の材料とは異なる材料（例えばＧａＡｓ系の材料）で構成されていてもよい。この場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
【0065】
【0066】
半導体レーザ装置２は、リッジ部２０Ａが設けられた半導体レーザ１と、サブマウント６０と、リード７０，７０とを備えている。本実施の形態では、リッジ部２０Ａが形成されている面を、サブマウント６０側に向けて、半導体レーザ１がサブマウント６０の上面に実装されている。つまり、半導体レーザ１は、ジャンクションダウンでサブマウント６０の上面に実装されている。サブマウント６０の上面には、接続パッド６１が設けられている。
【0067】
半導体レーザ１の上部電極層３０（具体的にはボンディングメタル３３）は、半田６２を介して、サブマウント６０の接続パッド６１と電気的に接続されている。ボンディングメタル３３は、半田６２に接している。接続パッド６１は、ボンディングワイヤ８１を介してリード８０に電気的に接続されている。半導体レーザ１の下部電極層４０は、ボンディングワイヤ７１を介して、リード７０と電気的に接続されている。ボンディングワイヤ８１は、例えば、ボンディングワイヤ８１の端部をボール状にして、そのボール状の端部に対して超音波および熱を加えることにより、接続パッド６１およびリード８０に接続されている。ボンディングワイヤ７１は、例えば、ボンディングワイヤ７１の端部をボール状にして、そのボール状の端部に対して超音波および熱を加えることにより、下部電極層４０およびリード７０に接続されている。半田６２は、例えば、Ｓｎ系の半田材料で構成されている。
【0068】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様に、半導体レーザ１において、リッジ部２０Ａ以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。これにより、半導体レーザ１で発生した熱を、上部電極層３０、半田６２および接続パッド６１を介してサブマウント６０に速やかに排出することが可能となるので、半導体レーザ１の高出力化が可能となる。
【0069】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【0070】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を備えた
半導体レーザ。
（２）
前記高抵抗領域は、前記第２半導体層に対するイオン注入によって前記第２半導体層の一部を高抵抗化することにより形成された領域である
（１）に記載の半導体レーザ。
（３）
前記絶縁層は、前記リッジ部の上面を間にして互いに対向するとともに前記リッジ部の延在方向と平行な方向に延在する第１絶縁層および第２絶縁層を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部の一方の側面である第１側面側に形成された第１高抵抗領域と、前記リッジ部の他方の側面である第２側面側に形成された第２高抵抗領域とを有し、
前記第１絶縁層は、前記第１側面から前記第１高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記第２絶縁層は、前記第２側面から前記第２高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記電極層は、前記リッジ部の上面のうち、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接するとともに、前記第１高抵抗領域および前記第２高抵抗領域に接する
（１）または（２）に記載の半導体レーザ。
（４）
前記高抵抗領域は、前記活性層に達する深さにまで形成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（５）
前記第１半導体層、前記活性層および前記第２半導体層を含む半導体層は、前記リッジ部の延在方向と平行な方向において、前記リッジ部を介して互いに対向配置された一対の共振器端面と、前記リッジ部の幅方向と平行な方向において、互いに対向配置された一対の端面とを更に有し、
前記高抵抗領域は、前記一対の共振器端面および前記一対の端面にも形成されている
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（６）
前記半導体層は、前記一対の端面およびその近傍に欠陥集中領域を有し、
前記高抵抗領域は、前記欠陥集中領域にも形成されている
（５）に記載の半導体レーザ。
（７）
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下から前記台座部に渡って形成されている
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（８）
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部のすそ野のうち、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下を除く領域であって、かつ前記台座部に形成されている
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（９）
半導体レーザと、
前記半導体レーザと電気的に接続された接続パッドと
を備え、
前記半導体レーザは、
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面および前記接続パッドに電気的に接続され、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を有する
半導体レーザ装置。
（１）
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を備えた
半導体レーザ。
（２）
前記高抵抗領域は、前記第２半導体層に対するイオン注入によって前記第２半導体層の一部を高抵抗化することにより形成された領域である
（１）に記載の半導体レーザ。
（３）
前記絶縁層は、前記リッジ部の上面を間にして互いに対向するとともに前記リッジ部の延在方向と平行な方向に延在する第１絶縁層および第２絶縁層を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部の一方の側面である第１側面側に形成された第１高抵抗領域と、前記リッジ部の他方の側面である第２側面側に形成された第２高抵抗領域とを有し、
前記第１絶縁層は、前記第１側面から前記第１高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記第２絶縁層は、前記第２側面から前記第２高抵抗領域の端縁に渡って形成され、
前記電極層は、前記リッジ部の上面のうち、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接するとともに、前記第１高抵抗領域および前記第２高抵抗領域に接する
（１）または（２）に記載の半導体レーザ。
（４）
前記高抵抗領域は、前記活性層に達する深さにまで形成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（５）
前記第１半導体層、前記活性層および前記第２半導体層を含む半導体層は、前記リッジ部の延在方向と平行な方向において、前記リッジ部を介して互いに対向配置された一対の共振器端面と、前記リッジ部の幅方向と平行な方向において、互いに対向配置された一対の端面とを更に有し、
前記高抵抗領域は、前記一対の共振器端面および前記一対の端面にも形成されている
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（６）
前記半導体層は、前記一対の端面およびその近傍に欠陥集中領域を有し、
前記高抵抗領域は、前記欠陥集中領域にも形成されている
（５）に記載の半導体レーザ。
（７）
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下から前記台座部に渡って形成されている
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（８）
前記第２半導体層は、前記リッジ部を間にして互いに対向する位置に台座部を有し、
前記高抵抗領域は、前記リッジ部のすそ野のうち、前記リッジ部と前記台座部の間にある溝部の底面の直下を除く領域であって、かつ前記台座部に形成されている
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の半導体レーザ。
（９）
半導体レーザと、
前記半導体レーザと電気的に接続された接続パッドと
を備え、
前記半導体レーザは、
第１半導体層と、
活性層と、
前記活性層を介して前記第１半導体層上に積層され、帯状のリッジ部を有するとともに、前記リッジ部のすそ野に高抵抗領域を有する第２半導体層と、
前記リッジ部のうち、前記リッジ部の幅方向の両側面に接するとともに、前記高抵抗領域のうち、少なくとも一部が露出するように構成された絶縁層と、
前記リッジ部の上面および前記接続パッドに電気的に接続され、前記高抵抗領域のうち、前記絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層と
を有する
半導体レーザ装置。
【0071】
本開示の一実施形態に係る半導体レーザおよび半導体レーザ装置によれば、リッジ部の両側面に接する絶縁層を形成し、リッジ部の上面に電気的に接続されるとともに、高抵抗領域のうち、絶縁層によって覆われずに露出している箇所に接する電極層を形成するようにしたので、活性層で発生した熱がリッジ部の上面や高抵抗領域を介して電極層に伝わる。これにより、リッジ部の側面やすそ野を覆う絶縁層を設けた場合と比べて、放熱性を高くすることができる。なお、高抵抗領域では電流が流れ難いことから、リッジ部以外の箇所に電流パスが生成されるのを防止しつつ、放熱性を高くすることができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【符号の説明】
【0072】
１…半導体レーザ、２…半導体レーザ装置、１０…基板、２０…半導体層、２０Ａ…リッジ部、２０Ｂ…段差部、２０Ｃ，２０Ｄ…高抵抗領域、２０Ｅ…台座部、２０Ｆ…欠陥集中領域、２１…下部クラッド層、２２…下部ガイド層、２３…活性層、２４…上部ガイド層、２５…第１上部クラッド層、２６…コンタクト層、２７…第２上部クラッド層、３０…上部電極層、３１…パッドメタル、３２…バリアメタル、３３…ボンディングメタル、４０…下部電極層、５０，５１，５２，５３…絶縁層、６０…サブマウント、６１…接続パッド、６２…半田、７０，８０…リード、７１，７１…ボンディングワイヤ、１１０…エッチングマスク層、１２０…レジスト層、Ｓ１，Ｓ２…共振器端面、Ｓ３，Ｓ４…側面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】