半導体レーザ
【課題】複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることの可能な半導体レーザを提供する。
【解決手段】互いに並列配置された複数のリッジ部３０の上面には上部電極３３、配線層３５および絶縁層３６が設けられている。上部電極３３は、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の形状となっており、中心軸ＡＸ上に配置されている。配線層３５は、一の上部電極３５と、一のパッド電極３４とを互いに接続しており、全てのリッジ部３０を跨いで形成されている。上部電極３３および配線層３５のうちリッジ部３０の上面と対向する部分は、リッジ部３０の中心軸を中心として左右対称の形状となっている。
【解決手段】互いに並列配置された複数のリッジ部３０の上面には上部電極３３、配線層３５および絶縁層３６が設けられている。上部電極３３は、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の形状となっており、中心軸ＡＸ上に配置されている。配線層３５は、一の上部電極３５と、一のパッド電極３４とを互いに接続しており、全てのリッジ部３０を跨いで形成されている。上部電極３３および配線層３５のうちリッジ部３０の上面と対向する部分は、リッジ部３０の中心軸を中心として左右対称の形状となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々のエミッタを独立に駆動することの可能な半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザでは、各々のエミッタを独立に駆動することを目的として、互いに隣り合うエミッタの間に、互いに隣り合うエミッタを電気的に分離する分離溝が設けられている。この分離溝の幅は、レーザのタイプによって異なるが、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザの場合には、わずか数μｍ程度しかない。そのため、そのような場合には、両脇が分離溝で囲まれたエミッタ（レーザ構造部）上のストライプ電極と、レーザ構造部から離れた場所に形成されたパッド電極とを連結する配線層を、狭い分離溝内に設けることは極めて難しい。そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、分離溝内に絶縁材料を埋め込み、その絶縁材料の上に上記配線層を設けることが一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載のレーザでは、多数配列された複数のレーザ構造部のうち中央のレーザ構造部から射出された光の偏光方向と、端部のレーザ構造部から射出された光の偏光方向とが互いに異なってしまうという問題があった。また、単一のレーザ構造部だけが設けられたレーザにおいても、そのレーザ構造部から射出された光の偏光方向が、所望の方向とは異なってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることの可能な半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の半導体レーザは、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の複数のレーザ構造部を備えたものである。複数のレーザ構造部は互いに並列配置されている。各レーザ構造部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が１つずつ形成されている。この半導体レーザは、各上部電極と少なくとも１つずつ電気的に接続された複数の配線層を備えており、さらに、複数のレーザ構造部とは異なる部位に、配線層を介して各上部電極と１つずつ電気的に接続された複数のパッド電極を備えている。ここで、各配線層は、上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。
【０００７】
本発明の第２の半導体レーザは、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状のレーザ構造部を備えたものである。レーザ構造部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が形成されている。この半導体レーザは、上部電極と電気的に接続された配線層を備えており、さらに、レーザ構造部とは異なる部位に、配線層を介して上部電極と電気的に接続されたパッド電極を備えている。ここで、配線層は、上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。
【０００８】
本発明の第１および第２の半導体レーザでは、配線層が上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。これにより、配線層が上部電極と接している部位で終端となっている場合と比べて、配線層のうちレーザ構造部の上面と対向する部位の形状の、レーザ構造部の中心軸を中心とした左右対称性が高くなっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１および第２の半導体レーザによれば、配線層のうちレーザ構造部の上面と対向する部位の形状の、レーザ構造部の中心軸を中心とした左右対称性が高くなっている。これにより、配線層の非対称性によって偏光方向が変化するのを低減することができる。その結果、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のエミッタから射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることが可能となる。
【００１０】
特に、レーザ構造部の両脇に溝部を設け、溝部を埋め込まず、空隙とした場合には、配線層の非対称性が偏光方向の変化の主因となる。従って、この場合に、配線層の対称性を高くすることにより、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のエミッタから射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体レーザの上面図および断面図である。
【図２】図１のリッジ部の上面図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造方法の一例について説明するための斜視図である。
【図４】図３に続く工程について説明するための斜視図である。
【図５】図４に続く工程について説明するための斜視図である。
【図６】図１の半導体レーザの一変形例の上面および断面図である。
【図７】図１の半導体レーザの他の変形例の上面および断面図である。
【図８】図１の半導体レーザのその他の変形例の断面図である。
【図９】図１の半導体レーザのその他の変形例の断面図である。
【図１０】図１の半導体レーザのその他の変形例の上面および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（図１，図２）
○リッジ部が複数形成されている例
○各配線層が全てのリッジ部を跨いでいる例
○溝部が埋め込まれていない例
２．変形例
○各配線層の端部がリッジ部上面の端部に形成されている例（図６、図７）
○ダミー配線層がリッジ部上に形成されている例（図６）
○溝部が埋め込まれている例（図８）
○溝部の代わりに高抵抗領域が形成されている例（図９）
○リッジ部が１つだけ形成されている例（図１０）
【００１３】
＜実施の形態＞
図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ１の上面構成の一例を表したものである。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。本実施の形態の半導体レーザ１は、ストライプ状のエミッタを複数備えたマルチビーム半導体レーザであり、各エミッタの端面からレーザビームが射出される端面発光型の半導体レーザである。
【００１４】
半導体レーザ１は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、基板１０上に、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を備えたものである。なお、図示しないが、半導体層２０には、上記した層以外の層（例えば、バッファ層やガイド層など）がさらに設けられていてもよい。この半導体層２０には帯状の複数のリッジ部３０（レーザ構造部）が形成されている。複数のリッジ部３０は、互いに並列配置されており、前端面Ｓ１からレーザビームを互いに独立に射出するエミッタとして機能する。なお、リッジ部３０は、図１（Ａ），（Ｂ）に例示したように４つ設けられていてもよいし、５つ以上設けられていてもよいし、３つ以下設けられていてもよい。
【００１５】
各リッジ部３０の両脇には、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の溝部３１が１つずつ設けられている。複数の溝部３１のうち、溝部３１の配列方向の両端以外の溝部３１は、互いに隣接する２つのリッジ部３０に挟まれている。複数の溝部３１のうち、当該溝部３１の配列方向の両端の溝部３１は、例えば、リッジ部３０と、半導体層２０のうちリッジ部３０以外の部位に設けられた帯状の台座部３２との間に設けられている。台座部３２の高さは、リッジ部３０の高さと同等であることが好ましいが、リッジ部３０の高さよりも低くてもよい。なお、例えば、図示しないが、台座部３２の上面が、溝部３１の底面と同一面内に配置されていてもよい。
【００１６】
各溝部３１は、例えば、基板１０の上部にまで達する深さを有しており、各リッジ部３０を空間分離している。なお、各溝部３１の深さが、例えば、図示しないが、基板１０にまで達しない深さとなっていてもよい。ただし、その場合には、各溝部３１は、互いに隣り合うリッジ部３０同士の間で電気的なクロストークが生じない程度の深さ（例えば下部クラッド層２１にまで達する深さ）を有していることが好ましい。
【００１７】
溝部３１の幅（溝部３１の延在方向と直交する方向の幅）は、リッジ部３０の幅（リッジ部３０の延在方向（共振器方向）と直交する方向の幅）よりも狭くなっている。例えば、リッジ部３０の幅が数十μｍ程度（例えば３０μｍ）となっているときに、溝部３１の幅は数μｍ程度（例えば３μｍ）となっている。
【００１８】
各リッジ部３０には、リッジ部３０をリッジ部３０の延在方向から挟み込む一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２が形成されており、これら前端面Ｓ１および後端面Ｓ２によって共振器が構成されている。一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２は、例えばへき開によって形成されたものであり、所定の間隙を介して互いに対向配置されている。さらに、前端面Ｓ１には低反射膜(図示せず)が形成されており、後端面Ｓ２には高反射膜（図示せず）が形成されている。
【００１９】
リッジ部３０は、少なくとも下部クラッド層２１の上部、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んで構成されている。リッジ部３０は、電気的なクロストークの観点から、例えば、図３に示したように、基板１０の上部、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んで構成されていることが好ましい。
【００２０】
ここで、基板１０は、例えばｐ型ＧａＡｓからなる。ｐ型不純物としては、例えばマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）などが挙げられる。下部クラッド層２１は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓからなる。活性層２２は、例えばアンドープのＡｌＧａＡｓからなる。この活性層２２において、後述の上部電極３３との対向領域を含む帯状の領域が発光領域２２Ａとなる。この発光領域２２Ａは、上部電極３３からの電流が注入される電流注入領域に対応している。上部クラッド層２３は、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓからなり、コンタクト層２４は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる。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。
【００２１】
各リッジ部３０の上面（コンタクト層２４の上面）には上部電極３３が１つずつ設けられている。上部電極３３は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の形状となっており、コンタクト層２４および上部クラッド層２３と電気的に接続されている。また、半導体層２０のうち、リッジ部３０および溝部３１の双方とは異なる部位、すなわち台座部３２上に複数のパッド電極３４が設けられている。パッド電極３４と台座部３２との間には、絶縁層３６が設けられており、パッド電極３４は、台座部３２（特に下部クラッド層２１）と絶縁分離されている。なお、台座部３２のうちパッド電極３４直下の部分が高抵抗化されているなど、パッド電極３４と下部クラッド層２１との間に電流がほとんど流れないようになっている場合には、パッド電極３４と台座部３２との間の絶縁層３６を省略することも可能である。
【００２２】
各パッド電極３４は、後述の配線層３５に接続されており、１または複数の配線層３５を介して各上部電極３３と１つずつ電気的に接続されている。複数のパッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）の双方に形成されている。複数のパッド電極３４は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０と平行な方向に一列に配置されている。なお、図示しないが、複数のパッド電極３４が、リッジ部３０の延在方向において互い違いに（千鳥足状に）配置されていてもよい。パッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）のうち、上部電極３３および配線層３５が互いに接している箇所（接触部３５Ａ）とパッド電極３４との距離が最短となる方の領域（台座部３２）に形成されている。接触部３５Ａは、各配線層３５に１つずつ設けられており、各配線層３５は、１つの上部電極３３とだけ電気的に接続されている。なお、パッド電極３４はそれぞれ、例えば、図示しないが、２つの台座部３２のうち、接触部３５Ａとパッド電極３４との距離が最短となる方の台座部３２に形成されていなくてもよい。その場合には、例えば、図示しないが、パッド電極３４が全て、一方の台座部３２だけに形成されていてもよい。パッド電極３４は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、四角形状となっている。なお、パッド電極３４は、それ以外の形状となっていてもよく、例えば、図示しないが、円形状もしくは楕円形状となっていてもよいし、例えば、三角形状などの多角形状となっていてもよい。
【００２３】
絶縁層３６は、各リッジ部３０の上面にも必要に応じて設けられている。具体的には、絶縁層３６は、配線層３５のうち接触部３５Ａ以外の部分と、リッジ部３０の上面との間に設けられている。これにより、各配線層３５が１つの上部電極３３とだけ電気的に接続されるようになっている。
【００２４】
配線層３５は、一の上部電極３３と、一のパッド電極３４とに接続されており、これらを電気的に接続している。配線層３５は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１の延在方向と直交する方向に延在する帯状の形状となっており、例えば、成膜によって形成されている。配線層３５は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、上部電極３３と接している部位（接触部３５Ａ）とは異なる部位で終端となっており、一方の台座部３２から他方の台座部３２にかけて延在している。つまり、各配線層３５は、全てのリッジ部３０を跨いで形成されている。このとき、各配線層３５が、互いに同一の形状となっており、かつ互いに同一の大きさとなっていることが好ましい。
【００２５】
配線層３５は、溝部３１を一つずつ飛び越えており、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。配線層３５のうち中空に配置されている部分は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、溝部３１の底面とは反対側に突出したアーチ形状となっており、折れ曲がる可能性を低減する構造となっている。配線層３５のうち中空に配置されていない部分は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、絶縁層３６の表面に接して形成されている。
【００２６】
基板１０の裏面には、下部電極３７が設けられている。この下部電極３７は、例えば、基板１０の裏面全体に形成されており、基板１０と電気的に接続されている。なお、下部電極３７は、上部電極３３と同様、リッジ部３０ごとに１つずつ別個に設けられていてもよい。
【００２７】
ここで、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とを基板１０側からこの順に積層して構成されている。なお、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、上記以外の材料の積層体となっていてもよい。また、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、互いに同一の材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。絶縁層３６は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮによって構成されている。下部電極３７は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をリッジ部３０の上面側からこの順に積層して構成されている。
【００２８】
（各リッジ部３０の上面レイアウト）
次に、図２を参照して、各リッジ部３０の上面レイアウトについて説明する。図２は、半導体レーザ１に設けられた各リッジ部３０の上面レイアウトの一例を表したものである。本実施の形態では、各リッジ部３０の上面レイアウトが、リッジ部３０の中心軸ＡＸを中心として左右対称となっている。中心軸ＡＸは、リッジ部３０の延在方向に延在しており、リッジ部３０の幅方向の中心を貫く線分である。
【００２９】
具体的には、上部電極３３は、例えば、リッジ部３０の中心軸ＡＸ上に形成されており、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっている。また、各配線層３５のうちリッジ部３０の直上の部分（図２に記載されている部分）についても、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっている。絶縁層３６のうちリッジ部３０の直上の部分（図２に記載されている部分）についても、図２に記載したように、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっていることが好ましい。
【００３０】
次に、図３（Ａ）〜（Ｃ）、図４、図５（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の半導体レーザ１の製造方法の一例について説明する。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）は製造過程における素子の断面図であり、図４、図５（Ａ）は製造過程における素子の一部の斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に記載の素子のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【００３１】
まず、基板１０上に、帯状の複数のリッジ部３０を帯状の溝部３１を介して互いに並列に形成する（図３（Ａ））。このとき、溝部３１の幅がリッジ部３０の幅よりも狭くなるように、リッジ部３０および溝部３１を形成する。次に、各リッジ部３０上に上部電極３３を形成する（図３（Ａ））。
【００３２】
次に、表面全体にレジスト層５０を形成したのち（図３（Ｂ））、少なくとも溝部３１の内部を埋め込むと共に上部電極３３を覆うことのないように、レジスト層５０の露光および現像を行う。これにより、溝部３１にレジスト層５０が残る。その後、残ったレジスト層５０を所定の方法によって硬化させる。これにより、残ったレジスト層５０の上面が横方向（溝部３１の延在方向と交差する方向）において、溝部３１の底面とは反対側に突出した曲面となる（図３（Ｂ））。
【００３３】
次に、表面全体にレジスト層５１を形成したのち（図３（Ｃ））、レジスト層５１を露光および現像することにより、後にパッド電極３４および配線層３５となる部位に開口５１Ａを形成する（図４）。このとき、先のレジスト層５０の上面の一部が開口５１Ａの底面に露出している。次に、例えば、蒸着などを用いて、表面全体に金属層５２を成膜する（図５（Ａ），（Ｂ））。このように、金属層５２の一部を、必要に応じて、残ったレジスト層５０の表面上に形成することにより、金属層５２のうち、残ったレジスト層５０の表面上に形成された部分がアーチ形状となる。
【００３４】
次に、例えば、リフトオフなどを用いて、レジスト層５１と共に金属層５２のうち余分な部分を除去することにより、パッド電極３４および配線層３５を形成する。さらに、残ったレジスト層５０を所定の方法によって除去する。その結果、配線層３５は、少なくとも溝部３１上において、アーチ形状となり、かつ中空に形成される。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００３５】
次に、本実施の形態の半導体レーザ１の作用および効果について説明する。
【００３６】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極３３と下部電極３７との間に所定の電圧が印加されると、活性層２２の電流注入領域（発光領域２２Ａ）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、一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２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各リッジ部３０の前端面Ｓ１から外部に射出される。
【００３７】
ところで、本実施の形態では、互いに隣接するリッジ部３０の間に溝部３１が設けられている。さらに、上部電極３３とパッド電極３４とを電気的に接続する配線層３５が、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。つまり、本実施の形態では、配線層３５と溝部３１の内壁との間隙に、絶縁材料などの埋め込み材が設けられていない。そのため、配線層３５と溝部３１の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部３０に生じる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態の半導体レーザ１は、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザである。そのため、配線層３５をワイヤボンディングによって形成することは極めて困難である。仮に配線層３５をワイヤボンディングによって形成しようとすると、一つのワイヤボールが複数の上部電極３３に接触してしまい、各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなってしまう可能性が高い。また、ワイヤボンディングでは超音波接合が用いられるので、超音波に起因する信頼性の低下を招く虞がある。そこで、本実施の形態では、配線層３５を成膜により形成している。これにより、配線層３５同士が互いに接触し各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなったり、超音波に起因する信頼性の低下が生じたりするのを防いでいる。
【００３９】
また、本実施の形態において、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にした場合には、配線層３５が折れ曲がる虞がなくなる。その結果、信頼性をより一層高めることができる。なお、配線層３５をアーチ形状にする方法として、上述したように、最初に露光および現像したレジスト層５０を溝部３１に残し、その残りのレジスト層を下地として配線層３５を形成する２段階露光を用いることが好ましい。この２段階露光を用いることにより、確実に、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にすることができ、高い信頼性を得ることが可能となる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、各配線層３５が、上部電極３３と接している部位（接触部３５Ａ）とは異なる部位で終端となっている。これにより、各配線層３５が接触部３５Ａで終端となっている場合と比べて、配線層３５のうちリッジ部３０の上面と対向する部位の形状の、リッジ部３０の中心軸ＡＸを中心とした左右対称性が高くなっている。その結果、各リッジ部３０の上面に形成された構造物（特に配線層３５）の非対称性に起因して、応力が中心軸ＡＸとの関係でリッジ部３０に左右非対称に加わる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。従って、複数のリッジ部３０から射出される光の偏光方向を揃えることができる。
【００４１】
特に、本実施の形態では、リッジ部３０の両脇に溝部３１が設けられており、さらに溝部３１が埋め込まれず、空隙となっているので、各配線層３５の非対称性が偏光方向の変化の主因となる。従って、各配線層３５の対称性を高くすることにより、複数のリッジ部３０から射出される光の偏光方向を揃えることを容易に実現することができる。
【００４２】
＜変形例＞
上記実施の形態では、配線層３５が一方の台座部３２から他方の台座部３２にかけて延在している場合が例示されていたが、例えば、配線層３５が接触部３５Ａの近傍で終端となっていてもよい。その場合に、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、配線層３５の終端がリッジ部３０の上面の端部またはその近傍に設けられていてもよい。また、例えば、図示しないが、配線層３５が配線層３５と接する上部電極３３を乗り越え、配線層３５の終端が上部電極３３の側面近傍に設けられていてもよい。また、配線層３５の終端がリッジ部３０の上面の端部もしくはその近傍、または上部電極３３の側面近傍に設けられている場合に、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、配線層として機能しないダミー配線層３５Ｂがリッジ部３０上に設けられていてもよい。ダミー配線層３５Ｂは、各リッジ部３０上の配線層の数を互いに等しくする目的で設けられたものである。このようにした場合には、リッジ部３０上の配線層の数の違いによって偏光角が変化するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態およびその変形例では、配線層３５は少なくとも溝部３１上において中空に配置されていたが、中空に配置されていなくてもよい。例えば、図８に示したように、溝部３１が埋め込み層３８によって埋め込まれ、配線層３５が埋め込み層３８に接して設けられていてもよい。埋め込み層３８は、リッジ部３０に発生する応力が小さい材料によって構成されていることが好ましい。また、例えば、図９に示したように、溝部３１の代わりに、半導体層２０にイオン注入することによって高抵抗領域３９が形成され、配線層３５が高抵抗領域３９に接して設けられていてもよい。ただし、この場合には、レーザ発振する部位が高抵抗領域３９と一体となるので、互いに隣接する高抵抗領域３９の間には、リッジ部３０の内部構造と同一の内部構造を有するレーザ構造部４０が形成されることとなる。
【００４４】
また、上記実施の形態およびその変形例では、複数のリッジ部３０が半導体層２０に設けられていたが、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、単一のリッジ部３０が設けられていてもよい。このとき、リッジ部３０の両脇は空隙となっていることが好ましいが、何らかの材料で埋め込まれていてもよい。
【００４５】
以上、複数の実施の形態およびその変形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。
【００４６】
例えば、上記各実施の形態等では、一の上部電極３３と一のパッド電極３４とを接続する配線層３５は、１本だけであったが、２本以上であってもよい。
【００４７】
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、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＰ系などの赤色半導体レーザ、ＧａＩｎＮ系およびＡｌＧａＩｎＮ系などの窒化ガリウム系の半導体レーザ、ＺｎＣｄＭｇＳＳｅＴｅなどのＩＩ−ＶＩ族の半導体レーザにも適用可能である。また、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＮＰ系などの、発振波長が可視域とは限らないような半導体レーザにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…半導体レーザ、１０…基板、２０…半導体層、２１…下部クラッド層、２２…活性層、２２Ａ…発光領域、２３…上部クラッド層、２４…コンタクト層、３０…リッジ部、３１…溝部、３２…台座部、３３…上部電極、３４…パッド電極、３５…配線層、３５Ａ…接触部、３５Ｂ…ダミー配線層、３６…絶縁層、３７…下部電極、３８…埋め込み層、３９…高抵抗領域、４０…レーザ構造部、５０，５１…レジスト層、５１Ａ…開口、５２…金属層、Ｓ１…前端面、Ｓ２…後端面、ＡＸ…中心軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々のエミッタを独立に駆動することの可能な半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザでは、各々のエミッタを独立に駆動することを目的として、互いに隣り合うエミッタの間に、互いに隣り合うエミッタを電気的に分離する分離溝が設けられている。この分離溝の幅は、レーザのタイプによって異なるが、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザの場合には、わずか数μｍ程度しかない。そのため、そのような場合には、両脇が分離溝で囲まれたエミッタ（レーザ構造部）上のストライプ電極と、レーザ構造部から離れた場所に形成されたパッド電極とを連結する配線層を、狭い分離溝内に設けることは極めて難しい。そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、分離溝内に絶縁材料を埋め込み、その絶縁材料の上に上記配線層を設けることが一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載のレーザでは、多数配列された複数のレーザ構造部のうち中央のレーザ構造部から射出された光の偏光方向と、端部のレーザ構造部から射出された光の偏光方向とが互いに異なってしまうという問題があった。また、単一のレーザ構造部だけが設けられたレーザにおいても、そのレーザ構造部から射出された光の偏光方向が、所望の方向とは異なってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることの可能な半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の半導体レーザは、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の複数のレーザ構造部を備えたものである。複数のレーザ構造部は互いに並列配置されている。各レーザ構造部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が１つずつ形成されている。この半導体レーザは、各上部電極と少なくとも１つずつ電気的に接続された複数の配線層を備えており、さらに、複数のレーザ構造部とは異なる部位に、配線層を介して各上部電極と１つずつ電気的に接続された複数のパッド電極を備えている。ここで、各配線層は、上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。
【０００７】
本発明の第２の半導体レーザは、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状のレーザ構造部を備えたものである。レーザ構造部の上面には、上部クラッド層と電気的に接続された上部電極が形成されている。この半導体レーザは、上部電極と電気的に接続された配線層を備えており、さらに、レーザ構造部とは異なる部位に、配線層を介して上部電極と電気的に接続されたパッド電極を備えている。ここで、配線層は、上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。
【０００８】
本発明の第１および第２の半導体レーザでは、配線層が上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている。これにより、配線層が上部電極と接している部位で終端となっている場合と比べて、配線層のうちレーザ構造部の上面と対向する部位の形状の、レーザ構造部の中心軸を中心とした左右対称性が高くなっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１および第２の半導体レーザによれば、配線層のうちレーザ構造部の上面と対向する部位の形状の、レーザ構造部の中心軸を中心とした左右対称性が高くなっている。これにより、配線層の非対称性によって偏光方向が変化するのを低減することができる。その結果、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のエミッタから射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることが可能となる。
【００１０】
特に、レーザ構造部の両脇に溝部を設け、溝部を埋め込まず、空隙とした場合には、配線層の非対称性が偏光方向の変化の主因となる。従って、この場合に、配線層の対称性を高くすることにより、複数のレーザ構造部から射出される光の偏光方向を揃えたり、単一のエミッタから射出される光の偏光方向を所望の方向に向けたりすることを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体レーザの上面図および断面図である。
【図２】図１のリッジ部の上面図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造方法の一例について説明するための斜視図である。
【図４】図３に続く工程について説明するための斜視図である。
【図５】図４に続く工程について説明するための斜視図である。
【図６】図１の半導体レーザの一変形例の上面および断面図である。
【図７】図１の半導体レーザの他の変形例の上面および断面図である。
【図８】図１の半導体レーザのその他の変形例の断面図である。
【図９】図１の半導体レーザのその他の変形例の断面図である。
【図１０】図１の半導体レーザのその他の変形例の上面および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（図１，図２）
○リッジ部が複数形成されている例
○各配線層が全てのリッジ部を跨いでいる例
○溝部が埋め込まれていない例
２．変形例
○各配線層の端部がリッジ部上面の端部に形成されている例（図６、図７）
○ダミー配線層がリッジ部上に形成されている例（図６）
○溝部が埋め込まれている例（図８）
○溝部の代わりに高抵抗領域が形成されている例（図９）
○リッジ部が１つだけ形成されている例（図１０）
【００１３】
＜実施の形態＞
図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ１の上面構成の一例を表したものである。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の半導体レーザ１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。本実施の形態の半導体レーザ１は、ストライプ状のエミッタを複数備えたマルチビーム半導体レーザであり、各エミッタの端面からレーザビームが射出される端面発光型の半導体レーザである。
【００１４】
半導体レーザ１は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、基板１０上に、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を基板１０側からこの順に含む半導体層２０を備えたものである。なお、図示しないが、半導体層２０には、上記した層以外の層（例えば、バッファ層やガイド層など）がさらに設けられていてもよい。この半導体層２０には帯状の複数のリッジ部３０（レーザ構造部）が形成されている。複数のリッジ部３０は、互いに並列配置されており、前端面Ｓ１からレーザビームを互いに独立に射出するエミッタとして機能する。なお、リッジ部３０は、図１（Ａ），（Ｂ）に例示したように４つ設けられていてもよいし、５つ以上設けられていてもよいし、３つ以下設けられていてもよい。
【００１５】
各リッジ部３０の両脇には、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の溝部３１が１つずつ設けられている。複数の溝部３１のうち、溝部３１の配列方向の両端以外の溝部３１は、互いに隣接する２つのリッジ部３０に挟まれている。複数の溝部３１のうち、当該溝部３１の配列方向の両端の溝部３１は、例えば、リッジ部３０と、半導体層２０のうちリッジ部３０以外の部位に設けられた帯状の台座部３２との間に設けられている。台座部３２の高さは、リッジ部３０の高さと同等であることが好ましいが、リッジ部３０の高さよりも低くてもよい。なお、例えば、図示しないが、台座部３２の上面が、溝部３１の底面と同一面内に配置されていてもよい。
【００１６】
各溝部３１は、例えば、基板１０の上部にまで達する深さを有しており、各リッジ部３０を空間分離している。なお、各溝部３１の深さが、例えば、図示しないが、基板１０にまで達しない深さとなっていてもよい。ただし、その場合には、各溝部３１は、互いに隣り合うリッジ部３０同士の間で電気的なクロストークが生じない程度の深さ（例えば下部クラッド層２１にまで達する深さ）を有していることが好ましい。
【００１７】
溝部３１の幅（溝部３１の延在方向と直交する方向の幅）は、リッジ部３０の幅（リッジ部３０の延在方向（共振器方向）と直交する方向の幅）よりも狭くなっている。例えば、リッジ部３０の幅が数十μｍ程度（例えば３０μｍ）となっているときに、溝部３１の幅は数μｍ程度（例えば３μｍ）となっている。
【００１８】
各リッジ部３０には、リッジ部３０をリッジ部３０の延在方向から挟み込む一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２が形成されており、これら前端面Ｓ１および後端面Ｓ２によって共振器が構成されている。一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２は、例えばへき開によって形成されたものであり、所定の間隙を介して互いに対向配置されている。さらに、前端面Ｓ１には低反射膜(図示せず)が形成されており、後端面Ｓ２には高反射膜（図示せず）が形成されている。
【００１９】
リッジ部３０は、少なくとも下部クラッド層２１の上部、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んで構成されている。リッジ部３０は、電気的なクロストークの観点から、例えば、図３に示したように、基板１０の上部、下部クラッド層２１、活性層２２、上部クラッド層２３およびコンタクト層２４を含んで構成されていることが好ましい。
【００２０】
ここで、基板１０は、例えばｐ型ＧａＡｓからなる。ｐ型不純物としては、例えばマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）などが挙げられる。下部クラッド層２１は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓからなる。活性層２２は、例えばアンドープのＡｌＧａＡｓからなる。この活性層２２において、後述の上部電極３３との対向領域を含む帯状の領域が発光領域２２Ａとなる。この発光領域２２Ａは、上部電極３３からの電流が注入される電流注入領域に対応している。上部クラッド層２３は、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓからなり、コンタクト層２４は、例えばｎ型ＧａＡｓからなる。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。
【００２１】
各リッジ部３０の上面（コンタクト層２４の上面）には上部電極３３が１つずつ設けられている。上部電極３３は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０の延在方向に延在する帯状の形状となっており、コンタクト層２４および上部クラッド層２３と電気的に接続されている。また、半導体層２０のうち、リッジ部３０および溝部３１の双方とは異なる部位、すなわち台座部３２上に複数のパッド電極３４が設けられている。パッド電極３４と台座部３２との間には、絶縁層３６が設けられており、パッド電極３４は、台座部３２（特に下部クラッド層２１）と絶縁分離されている。なお、台座部３２のうちパッド電極３４直下の部分が高抵抗化されているなど、パッド電極３４と下部クラッド層２１との間に電流がほとんど流れないようになっている場合には、パッド電極３４と台座部３２との間の絶縁層３６を省略することも可能である。
【００２２】
各パッド電極３４は、後述の配線層３５に接続されており、１または複数の配線層３５を介して各上部電極３３と１つずつ電気的に接続されている。複数のパッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）の双方に形成されている。複数のパッド電極３４は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０と平行な方向に一列に配置されている。なお、図示しないが、複数のパッド電極３４が、リッジ部３０の延在方向において互い違いに（千鳥足状に）配置されていてもよい。パッド電極３４はそれぞれ、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１を両脇から挟み込む２つの領域（台座部３２）のうち、上部電極３３および配線層３５が互いに接している箇所（接触部３５Ａ）とパッド電極３４との距離が最短となる方の領域（台座部３２）に形成されている。接触部３５Ａは、各配線層３５に１つずつ設けられており、各配線層３５は、１つの上部電極３３とだけ電気的に接続されている。なお、パッド電極３４はそれぞれ、例えば、図示しないが、２つの台座部３２のうち、接触部３５Ａとパッド電極３４との距離が最短となる方の台座部３２に形成されていなくてもよい。その場合には、例えば、図示しないが、パッド電極３４が全て、一方の台座部３２だけに形成されていてもよい。パッド電極３４は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、四角形状となっている。なお、パッド電極３４は、それ以外の形状となっていてもよく、例えば、図示しないが、円形状もしくは楕円形状となっていてもよいし、例えば、三角形状などの多角形状となっていてもよい。
【００２３】
絶縁層３６は、各リッジ部３０の上面にも必要に応じて設けられている。具体的には、絶縁層３６は、配線層３５のうち接触部３５Ａ以外の部分と、リッジ部３０の上面との間に設けられている。これにより、各配線層３５が１つの上部電極３３とだけ電気的に接続されるようになっている。
【００２４】
配線層３５は、一の上部電極３３と、一のパッド電極３４とに接続されており、これらを電気的に接続している。配線層３５は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、リッジ部３０および溝部３１の延在方向と直交する方向に延在する帯状の形状となっており、例えば、成膜によって形成されている。配線層３５は、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、上部電極３３と接している部位（接触部３５Ａ）とは異なる部位で終端となっており、一方の台座部３２から他方の台座部３２にかけて延在している。つまり、各配線層３５は、全てのリッジ部３０を跨いで形成されている。このとき、各配線層３５が、互いに同一の形状となっており、かつ互いに同一の大きさとなっていることが好ましい。
【００２５】
配線層３５は、溝部３１を一つずつ飛び越えており、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。配線層３５のうち中空に配置されている部分は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、溝部３１の底面とは反対側に突出したアーチ形状となっており、折れ曲がる可能性を低減する構造となっている。配線層３５のうち中空に配置されていない部分は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、絶縁層３６の表面に接して形成されている。
【００２６】
基板１０の裏面には、下部電極３７が設けられている。この下部電極３７は、例えば、基板１０の裏面全体に形成されており、基板１０と電気的に接続されている。なお、下部電極３７は、上部電極３３と同様、リッジ部３０ごとに１つずつ別個に設けられていてもよい。
【００２７】
ここで、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とを基板１０側からこの順に積層して構成されている。なお、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、上記以外の材料の積層体となっていてもよい。また、上部電極３３、パッド電極３４および配線層３５は、互いに同一の材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。絶縁層３６は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮによって構成されている。下部電極３７は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をリッジ部３０の上面側からこの順に積層して構成されている。
【００２８】
（各リッジ部３０の上面レイアウト）
次に、図２を参照して、各リッジ部３０の上面レイアウトについて説明する。図２は、半導体レーザ１に設けられた各リッジ部３０の上面レイアウトの一例を表したものである。本実施の形態では、各リッジ部３０の上面レイアウトが、リッジ部３０の中心軸ＡＸを中心として左右対称となっている。中心軸ＡＸは、リッジ部３０の延在方向に延在しており、リッジ部３０の幅方向の中心を貫く線分である。
【００２９】
具体的には、上部電極３３は、例えば、リッジ部３０の中心軸ＡＸ上に形成されており、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっている。また、各配線層３５のうちリッジ部３０の直上の部分（図２に記載されている部分）についても、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっている。絶縁層３６のうちリッジ部３０の直上の部分（図２に記載されている部分）についても、図２に記載したように、中心軸ＡＸを中心として左右対称の形状となっていることが好ましい。
【００３０】
次に、図３（Ａ）〜（Ｃ）、図４、図５（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の半導体レーザ１の製造方法の一例について説明する。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）は製造過程における素子の断面図であり、図４、図５（Ａ）は製造過程における素子の一部の斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に記載の素子のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【００３１】
まず、基板１０上に、帯状の複数のリッジ部３０を帯状の溝部３１を介して互いに並列に形成する（図３（Ａ））。このとき、溝部３１の幅がリッジ部３０の幅よりも狭くなるように、リッジ部３０および溝部３１を形成する。次に、各リッジ部３０上に上部電極３３を形成する（図３（Ａ））。
【００３２】
次に、表面全体にレジスト層５０を形成したのち（図３（Ｂ））、少なくとも溝部３１の内部を埋め込むと共に上部電極３３を覆うことのないように、レジスト層５０の露光および現像を行う。これにより、溝部３１にレジスト層５０が残る。その後、残ったレジスト層５０を所定の方法によって硬化させる。これにより、残ったレジスト層５０の上面が横方向（溝部３１の延在方向と交差する方向）において、溝部３１の底面とは反対側に突出した曲面となる（図３（Ｂ））。
【００３３】
次に、表面全体にレジスト層５１を形成したのち（図３（Ｃ））、レジスト層５１を露光および現像することにより、後にパッド電極３４および配線層３５となる部位に開口５１Ａを形成する（図４）。このとき、先のレジスト層５０の上面の一部が開口５１Ａの底面に露出している。次に、例えば、蒸着などを用いて、表面全体に金属層５２を成膜する（図５（Ａ），（Ｂ））。このように、金属層５２の一部を、必要に応じて、残ったレジスト層５０の表面上に形成することにより、金属層５２のうち、残ったレジスト層５０の表面上に形成された部分がアーチ形状となる。
【００３４】
次に、例えば、リフトオフなどを用いて、レジスト層５１と共に金属層５２のうち余分な部分を除去することにより、パッド電極３４および配線層３５を形成する。さらに、残ったレジスト層５０を所定の方法によって除去する。その結果、配線層３５は、少なくとも溝部３１上において、アーチ形状となり、かつ中空に形成される。このようにして、本実施の形態の半導体レーザ１が製造される。
【００３５】
次に、本実施の形態の半導体レーザ１の作用および効果について説明する。
【００３６】
本実施の形態の半導体レーザ１では、上部電極３３と下部電極３７との間に所定の電圧が印加されると、活性層２２の電流注入領域（発光領域２２Ａ）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、一対の前端面Ｓ１および後端面Ｓ２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各リッジ部３０の前端面Ｓ１から外部に射出される。
【００３７】
ところで、本実施の形態では、互いに隣接するリッジ部３０の間に溝部３１が設けられている。さらに、上部電極３３とパッド電極３４とを電気的に接続する配線層３５が、少なくとも溝部３１上において中空に配置されている。つまり、本実施の形態では、配線層３５と溝部３１の内壁との間隙に、絶縁材料などの埋め込み材が設けられていない。そのため、配線層３５と溝部３１の内壁との間隙に絶縁材料などの埋め込み材を設けたときのような応力がリッジ部３０に生じる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態の半導体レーザ１は、ビームピッチが数十μｍ程度の狭ピッチタイプのレーザである。そのため、配線層３５をワイヤボンディングによって形成することは極めて困難である。仮に配線層３５をワイヤボンディングによって形成しようとすると、一つのワイヤボールが複数の上部電極３３に接触してしまい、各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなってしまう可能性が高い。また、ワイヤボンディングでは超音波接合が用いられるので、超音波に起因する信頼性の低下を招く虞がある。そこで、本実施の形態では、配線層３５を成膜により形成している。これにより、配線層３５同士が互いに接触し各リッジ部３０を独立に駆動させることができなくなったり、超音波に起因する信頼性の低下が生じたりするのを防いでいる。
【００３９】
また、本実施の形態において、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にした場合には、配線層３５が折れ曲がる虞がなくなる。その結果、信頼性をより一層高めることができる。なお、配線層３５をアーチ形状にする方法として、上述したように、最初に露光および現像したレジスト層５０を溝部３１に残し、その残りのレジスト層を下地として配線層３５を形成する２段階露光を用いることが好ましい。この２段階露光を用いることにより、確実に、配線層３５を少なくとも溝部３１上において、アーチ形状にすることができ、高い信頼性を得ることが可能となる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、各配線層３５が、上部電極３３と接している部位（接触部３５Ａ）とは異なる部位で終端となっている。これにより、各配線層３５が接触部３５Ａで終端となっている場合と比べて、配線層３５のうちリッジ部３０の上面と対向する部位の形状の、リッジ部３０の中心軸ＡＸを中心とした左右対称性が高くなっている。その結果、各リッジ部３０の上面に形成された構造物（特に配線層３５）の非対称性に起因して、応力が中心軸ＡＸとの関係でリッジ部３０に左右非対称に加わる虞がないので、リッジ部３０に加わる応力に起因する偏光角の回転を抑制することができる。従って、複数のリッジ部３０から射出される光の偏光方向を揃えることができる。
【００４１】
特に、本実施の形態では、リッジ部３０の両脇に溝部３１が設けられており、さらに溝部３１が埋め込まれず、空隙となっているので、各配線層３５の非対称性が偏光方向の変化の主因となる。従って、各配線層３５の対称性を高くすることにより、複数のリッジ部３０から射出される光の偏光方向を揃えることを容易に実現することができる。
【００４２】
＜変形例＞
上記実施の形態では、配線層３５が一方の台座部３２から他方の台座部３２にかけて延在している場合が例示されていたが、例えば、配線層３５が接触部３５Ａの近傍で終端となっていてもよい。その場合に、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、配線層３５の終端がリッジ部３０の上面の端部またはその近傍に設けられていてもよい。また、例えば、図示しないが、配線層３５が配線層３５と接する上部電極３３を乗り越え、配線層３５の終端が上部電極３３の側面近傍に設けられていてもよい。また、配線層３５の終端がリッジ部３０の上面の端部もしくはその近傍、または上部電極３３の側面近傍に設けられている場合に、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、配線層として機能しないダミー配線層３５Ｂがリッジ部３０上に設けられていてもよい。ダミー配線層３５Ｂは、各リッジ部３０上の配線層の数を互いに等しくする目的で設けられたものである。このようにした場合には、リッジ部３０上の配線層の数の違いによって偏光角が変化するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態およびその変形例では、配線層３５は少なくとも溝部３１上において中空に配置されていたが、中空に配置されていなくてもよい。例えば、図８に示したように、溝部３１が埋め込み層３８によって埋め込まれ、配線層３５が埋め込み層３８に接して設けられていてもよい。埋め込み層３８は、リッジ部３０に発生する応力が小さい材料によって構成されていることが好ましい。また、例えば、図９に示したように、溝部３１の代わりに、半導体層２０にイオン注入することによって高抵抗領域３９が形成され、配線層３５が高抵抗領域３９に接して設けられていてもよい。ただし、この場合には、レーザ発振する部位が高抵抗領域３９と一体となるので、互いに隣接する高抵抗領域３９の間には、リッジ部３０の内部構造と同一の内部構造を有するレーザ構造部４０が形成されることとなる。
【００４４】
また、上記実施の形態およびその変形例では、複数のリッジ部３０が半導体層２０に設けられていたが、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、単一のリッジ部３０が設けられていてもよい。このとき、リッジ部３０の両脇は空隙となっていることが好ましいが、何らかの材料で埋め込まれていてもよい。
【００４５】
以上、複数の実施の形態およびその変形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。
【００４６】
例えば、上記各実施の形態等では、一の上部電極３３と一のパッド電極３４とを接続する配線層３５は、１本だけであったが、２本以上であってもよい。
【００４７】
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、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＰ系などの赤色半導体レーザ、ＧａＩｎＮ系およびＡｌＧａＩｎＮ系などの窒化ガリウム系の半導体レーザ、ＺｎＣｄＭｇＳＳｅＴｅなどのＩＩ−ＶＩ族の半導体レーザにも適用可能である。また、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、ＧａＩｎＡｓＮＰ系などの、発振波長が可視域とは限らないような半導体レーザにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…半導体レーザ、１０…基板、２０…半導体層、２１…下部クラッド層、２２…活性層、２２Ａ…発光領域、２３…上部クラッド層、２４…コンタクト層、３０…リッジ部、３１…溝部、３２…台座部、３３…上部電極、３４…パッド電極、３５…配線層、３５Ａ…接触部、３５Ｂ…ダミー配線層、３６…絶縁層、３７…下部電極、３８…埋め込み層、３９…高抵抗領域、４０…レーザ構造部、５０，５１…レジスト層、５１Ａ…開口、５２…金属層、Ｓ１…前端面、Ｓ２…後端面、ＡＸ…中心軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列配置されると共に、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の複数のレーザ構造部と、
各レーザ構造部の上面に１つずつ形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された帯状の複数の上部電極と、
各上部電極と少なくとも１つずつ電気的に接続された複数の配線層と、
前記複数のレーザ構造部とは異なる部位に形成され、かつ前記配線層を介して各上部電極と１つずつ電気的に接続された複数のパッド電極と
を備え、
各配線層は、前記上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている
半導体レーザ。
【請求項２】
各配線層のうち前記レーザ構造部の直上の部分は、前記レーザ構造部の中心軸を中心として左右対称の形状となっている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
各配線層は、全てのレーザ構造部を跨いで形成されている
請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記レーザ構造部の上面レイアウトが、前記レーザ構造部の中心軸を中心として左右対称となっている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
各配線層は、前記レーザ構造部の上面の端部に形成されている
請求項１または請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記複数のレーザ構造部のうち所定のレーザ構造部の上面に、配線層として機能しない１または複数のダミー配線層を備え、
各レーザ構造部の上面における前記配線層および前記ダミー配線層の合計数が互いに等しくなっている
請求項５に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部の延在方向に延在する溝部を備え、
各配線層は、少なくとも前記溝部上において中空に配置されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部の延在方向に延在する溝部と、
前記溝部を埋め込む埋め込み層と
を備え、
各配線層は、前記溝部上において前記埋め込み層に接して形成されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部を分離する高抵抗領域を備え、
各配線層は、前記高抵抗領域に接して形成されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状のレーザ構造部と、
前記レーザ構造部の上面に形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された帯状の上部電極と、
前記上部電極と電気的に接続された配線層と、
前記レーザ構造部とは異なる部位に形成され、かつ前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されたパッド電極と
を備え、
前記配線層は、前記上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている
半導体レーザ。
【請求項１】
互いに並列配置されると共に、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状の複数のレーザ構造部と、
各レーザ構造部の上面に１つずつ形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された帯状の複数の上部電極と、
各上部電極と少なくとも１つずつ電気的に接続された複数の配線層と、
前記複数のレーザ構造部とは異なる部位に形成され、かつ前記配線層を介して各上部電極と１つずつ電気的に接続された複数のパッド電極と
を備え、
各配線層は、前記上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている
半導体レーザ。
【請求項２】
各配線層のうち前記レーザ構造部の直上の部分は、前記レーザ構造部の中心軸を中心として左右対称の形状となっている
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
各配線層は、全てのレーザ構造部を跨いで形成されている
請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記レーザ構造部の上面レイアウトが、前記レーザ構造部の中心軸を中心として左右対称となっている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
各配線層は、前記レーザ構造部の上面の端部に形成されている
請求項１または請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記複数のレーザ構造部のうち所定のレーザ構造部の上面に、配線層として機能しない１または複数のダミー配線層を備え、
各レーザ構造部の上面における前記配線層および前記ダミー配線層の合計数が互いに等しくなっている
請求項５に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部の延在方向に延在する溝部を備え、
各配線層は、少なくとも前記溝部上において中空に配置されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部の延在方向に延在する溝部と、
前記溝部を埋め込む埋め込み層と
を備え、
各配線層は、前記溝部上において前記埋め込み層に接して形成されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
各レーザ構造部の間に、前記レーザ構造部を分離する高抵抗領域を備え、
各配線層は、前記高抵抗領域に接して形成されている
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
下部クラッド層、活性層および上部クラッド層をこの順に含む帯状のレーザ構造部と、
前記レーザ構造部の上面に形成されると共に前記上部クラッド層と電気的に接続された帯状の上部電極と、
前記上部電極と電気的に接続された配線層と、
前記レーザ構造部とは異なる部位に形成され、かつ前記配線層を介して前記上部電極と電気的に接続されたパッド電極と
を備え、
前記配線層は、前記上部電極と接している部位とは異なる部位で終端となっている
半導体レーザ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１４６３２（Ｐ２０１１−１４６３２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５５７３７（Ｐ２００９−１５５７３７）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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