JP2010206184A - 窒化物系半導体素子、光装置および窒化物系半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ電場に起因する悪影響を抑制し、欠陥集中領域に起因する電気抵抗の増加を抑制した窒化物系半導体素子を提供する。
【解決手段】この窒化物系半導体素子は、窒化物系半導体からなる基板１０と、基板１０上に形成される窒化物系半導体からなる半導体素子層２０と、基板１０の半導体素子層２０とは反対側の面に形成されるｎ側電極４５からなり、基板１０は、非極性面からなる上面１５と、上面１５の側端部側に形成される凹部６０、６１と、上面１５の反対側の面である下面１６と、上面１５の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、凹部６０から下面１６へ貫通する欠陥集中領域１２と、半導体素子層２０が形成された上面１５と下面１６を含み、欠陥集中領域１２を境界として非電流通路領域７１と分離されている電流通路領域７０とを備え、ｎ側電極４５は、電流通路領域７０における下面１６上に形成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、窒化物系半導体素子、光装置および窒化物系半導体素子の製造方法に関し、特に、欠陥集中領域を含む基板を備えた窒化物系半導体素子、光装置および窒化物系半導体素子の製造方法に関する。

従来、欠陥集中領域を含む窒化物系半導体基板を用いた窒化物系半導体素子が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、窒化物系半導体基板を成長により形成する際に、所定の領域に欠陥を集中させることにより、欠陥密度が高い欠陥集中領域と、欠陥集中領域に欠陥が集中された分、欠陥密度が低い低欠陥領域とを有するインゴットの製造方法が開示されている。また、この特許文献１には、上記インゴットをインゴットの成長方向と垂直にスライスすることにより、主表面（上面）に対して垂直な方向に基板の下面にまで延びる欠陥集中領域を含む基板を形成するとともに、その基板の上面上に半導体発光素子層を設け、かつ、基板の下面上に電極を設ける窒化物系半導体素子の製造方法が開示されている。

特開２００３−１３３６４９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された窒化物系半導体素子では、基板の主表面（上面）が、極性面である（０００１）面となるため、その上に発光層を含む窒化物系半導体素子を形成した発光素子の場合、結晶成長により形成される発光層にピエゾ電場が発生し、発光効率が低下するという問題が生じる。

また、上記基板上に窒化物系半導体素子層を形成して電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を構成する窒化物系半導体素子の場合、ピエゾ電場により電子が誘起され、ＦＥＴのソース−ドレイン間がノーマリーオフとできないため、ノーマリーオフ化が必要な電源デバイスなどに適用することができないなどの問題が生じる。

以上のように、極性面である基板の上面に素子層を形成した窒化物系半導体素子では、ピエゾ電場の発生により素子本来の動作に悪影響を与えるという問題が生じる。

また、上記特許文献１に記載されているように、欠陥集中領域は、低欠陥領域に対して極性が反転する場合がある。この場合には、欠陥集中領域と低欠陥領域との境界において結晶が連続しない。このため、低欠陥領域と欠陥集中領域の境界を横切る方向において電流の流れが阻害されるので、欠陥集中領域を横切る際の電気抵抗は高くなるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、ピエゾ電場に起因する悪影響を抑制すると共に、欠陥集中領域に起因する窒化物系半導体素子の電気抵抗の増加を抑制した窒化物系半導体素子およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による窒化物系半導体素子は、窒化物系半導体からなる基板と、基板上に形成される窒化物系半導体からなる素子層と、素子層とは反対側の基板の表面に形成される電極とを備え、基板は、非極性面または半極性面からなる第１面と、第１面の反対側の面である第２面と、第１面から第２面に向かって第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、第２面に貫通する欠陥集中領域と、素子層が形成された第１面と第２面とを有し、欠陥集中領域を境界として基板の他領域と分離されている電流通路領域とを含み、欠陥集中領域は、第１面上には露出しておらず、電極は、電流通路領域における第２面上に形成されている。

ここで、本発明における非極性面とは（０００１）面の法線方向に対して平行な面、およびこれらの面から最大約１５°傾斜した面のことである。また、本発明における半極性面とは（０００±１）面から約３０°以上約７５°以下傾斜した面のことであり、たとえば、｛１１−２２｝面、｛１１−２−２｝面、｛１−１０１｝面、｛１−１０−１｝面などである。

この発明の第１の局面による窒化物系半導体素子では、上記のように、基板の第１面が非極性面または半極性面であるので、窒化物系半導体素子層に発生するピエゾ電場を低減することができ、ピエゾ電場の発生による素子本来の動作への悪影響を抑えることができる。また、第１の局面による窒化物系半導体素子では、欠陥集中領域の一方側に配置される電流通路領域において、第１面上に素子層が形成されるとともに第２面上に電極が形成されているので、素子層と電極との間の電流が欠陥集中領域を横切ることなく流れることが可能となり、欠陥集中領域に起因する電気抵抗の上昇を抑制できる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、素子層は、電流注入部を含み、電流注入部の幅方向の中心は、電流通路領域における第２面の上方に位置している。このように構成すれば、欠陥集中領域を横切ることなく、電流注入部から第２面上の電極に流れる電流が増加するので、欠陥集中領域に起因する電気抵抗の上昇をさらに抑えることができる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、基板は、他領域として非電流通路領域をさらに含み、電極は、電流通路領域における第２面上から非電流通路領域における第２面上に亘って形成されている。このように構成すれば、電流通路領域を通って、素子層から電流通路領域における第２面上の電極へ流れる電流に加えて、素子層から欠陥集中領域を横切りながら非電流通路領域における第２面上の電極へも電流が流れるので、素子層と電極との間の電気抵抗をさらに低減することができる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、素子層は、電流注入部を含み、欠陥集中領域は、第２面に向かって、電流注入部に近づく方向に傾斜し、電流注入部の幅方向の中心は、第１面の幅方向の中心よりも、欠陥集中領域から離れる方向に配置されている。このように構成すれば、電流注入部から電極に向かって流れる電流の中心を欠陥集中領域から離すことができる。これにより、欠陥集中領域を横切ることなく電流注入部から第２面上の電極に流れる電流が増加するので、欠陥集中領域に起因する電気抵抗の上昇をさらに抑えることができる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、基板は、第１面の側端部側に形成される凹部をさらに含み、欠陥集中領域は、凹部から第２面へ貫通する。このように構成すれば、素子層が形成される第１面の側端部に位置する凹部に欠陥集中領域が延びているため、素子層は、欠陥集中領域が現れる部分と分離されることになり、欠陥集中領域から素子層へのクラックや転位の伝播を抑制することができる。

上記基板が凹部をさらに含む構成において、好ましくは、凹部の深さは、素子層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、素子層を形成する際に凹部内に形成される非素子層は、素子層とは薄い層を介して繋がる、もしくは分断されるので、欠陥集中領域から素子層へのクラックや転位の伝播を抑制することができる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、第１面は、（１０−１０）面、（２−１−１０）面、またはこれらの面に等価な面と略等しい面である。このように構成すれば、上記した基板の非極性面からなる第１面上に素子層を形成することができるので、素子層に発生するピエゾ電場をほとんど０にすることができる。

上記第１の局面による窒化物系半導体素子において、好ましくは、欠陥集中領域は、（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面（Ｈ、Ｋの少なくとも一方は０ではない整数）と略平行に形成されている。このように構成すれば、製造プロセスにおいて、欠陥集中領域を含むウェハ基板を形成する際、欠陥集中領域を含む窒化物系半導体に対して適切なスライス面によりスライスすることにより、ウェハ基板の表面に非極性面からなる第１面を容易に形成することができる。

この発明の第２の局面による光装置は、窒化物系半導体からなる基板と、基板上に形成される窒化物系半導体からなる発光素子層と、発光素子層とは反対側の基板の表面に形成される電極とを含む窒化物系半導体素子と、窒化物系半導体素子の出射光を制御する光学系とを備え、基板は、非極性面または半極性面からなる第１面と、第１面の反対側の面である第２面と、第１面から第２面に向かって第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、第２面に貫通する欠陥集中領域と、発光素子層が形成された第１面と第２面とを有し、欠陥集中領域を境界として基板の他領域と分離されている電流通路領域とを有し、欠陥集中領域は、第１面上には露出しておらず、電極は、電流通路領域における第２面上に形成されている。

この発明の第２の局面による光装置では、上記のように、基板の第１面が非極性面または半極性面であるので、窒化物系半導体からなる発光素子層に発生するピエゾ電場を低減することができ、ピエゾ電場の発生による素子本来の動作への悪影響が抑えられた光装置を得ることができる。また、欠陥集中領域の一方側に配置される電流通路領域において、第１面上に発光素子層が形成され、第２面上に電極が形成されているので、発光素子層と電極との間の電流が欠陥集中領域を横切ることなく流れることが可能となり、欠陥集中領域に起因する電気抵抗の上昇が抑制された光装置を得ることができる。

この発明の第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法は、非極性面または半極性面からなる第１面から、第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、第１面の反対側の面である第２面へ貫通する欠陥集中領域を有する窒化物系半導体からなるウェハ基板を形成する工程と、第１面上に窒化物系半導体からなる素子層を形成する工程と、ウェハ基板を複数の素子に分断する工程とを備え、分断する工程は、素子の第１面上に欠陥集中領域が露出しないようにウェハ基板を分断する工程を含む。

この発明の第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法では、上述の第１の局面による窒化物系半導体素子を製造することができる。

上記第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法において、好ましくは、ウェハ基板の第１面上に素子層を形成する工程に先立って、第１面の欠陥集中領域が現れる部分に、溝部を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、第１面の欠陥集中領域が現れる部分に溝部を形成した後に、第１面上に素子層を形成するので、素子層を形成する際に、溝部内に形成される非素子層は、溝部の段差により素子層と薄い層を介して繋がる、もしくは分離されることになる。したがって、素子層の形成時に、溝部内の欠陥集中領域から素子層へのクラックや転位の伝播を抑制することができ、クラックや欠陥の少ない素子層を形成することができる。

上記第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法において、好ましくは、分断する工程は、ウェハ基板を溝部において溝部内で分断する工程を含む。このように構成すれば、ウェハ基板の厚みの薄い箇所である溝部に沿ってウェハ基板を複数の素子に分断することにより、分断が容易になるとともに、分断時に素子層に対して余分な力がかかりにくいため、素子層の剥離や損傷の発生を抑制することができる。

上記ウェハ基板を溝部内で分断する工程を含む構成において、好ましくは、分断する工程は、溝部の内側面に沿った切断面でウェハ基板を分断する工程を含む。このように構成すれば、溝部の内側面が形成された位置に沿って、ウェハ基板を容易に分断することができる。

この場合、好ましくは、分断する工程は、欠陥集中領域を含まない内側面に沿った切断面で前記ウェハ基板を分断する工程を含む。このように構成すれば、欠陥集中領域を含む内側面に沿ってウェハ基板を分断する場合と異なり、欠陥集中領域でウェハ基板が欠けることによる窒化物系半導体素子の破損を抑制することができるので、歩留まりを向上させることができる。

上記溝部を形成する工程をさらに備える構成において、好ましくは、分断する工程は、素子が溝部を含まないようにウェハ基板を分断する工程を含む。このように構成すれば、素子の側端部に溝部が含まれない窒化物系半導体素子を形成することができるので、その分、窒化物系半導体素子の幅を小さく形成することができる。

上記溝部を形成する工程をさらに備える構成において、好ましくは、溝部の深さは、素子層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、素子層を形成する際に溝部内に形成される非素子層は、素子層とは薄い層を介して繋がる、もしくは分断されるので、欠陥集中領域から素子層へのクラックや転位の伝播が抑制された窒化物系半導体素子を得ることができる。

上記第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法において、好ましくは、分断する工程は、第１面の欠陥集中領域が現れていない領域においてウェハ基板を分断する工程を含む。このように構成すれば、第１面に欠陥集中領域が現れないので、上方に素子層が形成されるウェハ基板の電流通路領域を広く確保することができる。

上記第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法において、好ましくは、分断する工程は、欠陥集中領域をウェハ基板の側端面に露出させる工程を含む。このように構成すれば、欠陥集中領域をウェハ基板の側端面に露出させて素子を形成することができるので、その分、素子の幅を小さく形成することができる。

上記第３の局面による窒化物系半導体素子の製造方法において、好ましくは、分断する工程は、ウェハ基板を欠陥集中領域に沿って分断することにより、欠陥集中領域をウェハ基板の両側端面に露出させる工程を含む。このように構成すれば、欠陥集中領域に沿って窒化物系半導体素子が分断されるので、基板の両側にのみ欠陥集中領域が存在し、基板の第１面と第２面の全面とは、欠陥集中領域によって分断されない。すなわち、基板の第２面の略全面が電流通路面となり、電流通路面上の電極の平面積を大きくすることができるので、電気抵抗がより一層低減された窒化物系半導体素子を得ることができる。

本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子の断面図である。 本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子の上面図である。 本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子の基板の斜視図である。 本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子の基板の下面図である。 本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子のウェハ基板の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子のウェハ基板の製造プロセスを説明するための上面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子のウェハ基板の斜視図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子のウェハ基板の断面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための上面図である。 第１実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態の半導体レーザ素子の構造を示す断面図である。 第２実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第３実施形態の半導体レーザ素子の構造を示す断面図である。 第３実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第４実施形態の半導体レーザ素子の構造を示す断面図である。 第４実施形態の半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第５実施形態の半導体レーザ素子の構造を示す断面図である。 本発明の第６実施形態による半導体レーザ素子が実装された半導体レーザ装置が内蔵された光ピックアップ装置の構成図である。 本発明の第６実施形態による半導体レーザ素子が実装された半導体レーザ装置の概略的な構造を示した外観斜視図である。 本発明の第６実施形態による半導体レーザ素子が実装された半導体レーザ装置のキャンパッケージの蓋体を外した状態での正面図である。 本発明の第７実施形態による半導体レーザ素子が実装された光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置の構成図である。 本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子が実装された半導体レーザ装置の構成を示した正面図である。 本発明の第８実施形態による半導体レーザ素子が実装されたプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第９実施形態による半導体レーザ素子が実装されたプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第９実施形態による半導体レーザ素子が実装されたプロジェクタ装置において、制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。 本発明の第１変形例による半導体レーザ素子の基板の断面図である。 本発明の第２変形例による半導体レーザ素子の基板の断面図である。 本発明の第３変形例による半導体レーザ素子の基板の断面図である。 本発明の第４変形例による半導体レーザ素子の基板の断面図である。 本発明の第５変形例による半導体レーザ素子の基板の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、第１実施形態による半導体レーザ素子１００の構造を説明する。なお、第１実施形態では、本発明の「窒化物系半導体素子」を半導体レーザ素子１００に適用した場合について説明する。

図１に示すように、第１実施形態の半導体レーザ素子１００は、約４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射するレーザ素子であり、基板１０と、半導体素子層２０と、ｐ側オーミック電極２９と、電流ブロック層３０と、ｐ側パッド電極３１と、ｎ側電極４５とを備えている。

基板１０は、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）からなり、約１００μｍの厚みおよび約４００μｍの幅を有する。第１実施形態では、基板１０の上面１５は、非極性面であり、（１１−２０）面に対して［０００１］方向に沿った軸を中心に、［１１−２０］方向から［１−１００］方向に約３０度傾いた（１０−１０）面からなる。また、基板１０には、欠陥集中領域１２が（１１−２０）面と平行な面を有し、図３に示すように、欠陥集中領域１２は、基板１０の前端面１０ａから後端面１０ｂにまで［０００１］方向に面状に拡がっている。

また、図１に示すように、この欠陥集中領域１２は、基板１０の上面１５から下面１６に向かってリッジ部５０に近づく方向に、基板１０の上面１５の法線方向に対して約６０度傾いて延びている。なお、欠陥集中領域１２は、基板１０の下面１６から上面１５面に向かって［１−１００］方向に沿って欠陥が面状に集合したものである。

また、図１および図３に示すように、基板１０の上面１５の両側端部には、基板１０の前端面１０ａから後端面１０ｂにまで［０００１］方向に延びるように一対の凹部６０および６１が形成されている。凹部６０および６１の深さは、それぞれ約５μｍであり、凹部６０および６１の各々の底面６０ａおよび６１ａの幅は、約５５μｍである。欠陥集中領域１２は、基板の下面１６から一対の凹部６０および６１のうちの一方の凹部６０に向かって貫通するように延びるとともに、基板１０の前端面１０ａから後端面１０ｂにまで［０００１］方向に、面状に延びている。また、欠陥集中領域１２は、凹部６０の底面６０ａと側面６０ｂの両方の面に亘って現れているが、側面６０ｂのうちの基板の上面１５側の部分には、欠陥集中領域１２は現れていない。

基板１０は、欠陥集中領域１２を境界として、電流通路領域７０と非電流通路領域７１（他領域）とに分離されている。電流通路領域７０は、上面１５全域から下面１６の一部（電流通路面１６ａ）までの領域で構成される。また、非電流通路領域７１は、凹部６０の底面６０ａから下面１６の残部（非電流通路面１６ｂ）までの領域で構成される。基板１０の下面１６は、図４に示すように、欠陥集中領域１２によって、電流通路領域７０側の電流通路面１６ａと非電流通路領域７１側の非電流通路面１６ｂとに分離されている。

また、欠陥集中領域１２は、図３に示す欠陥集中領域１２の面に垂直な方向の厚さｔ１が約２０μｍ以上約５０μｍ以下であり、基板１０の下面１６に現れる欠陥集中領域１２の幅Ｗ１は、約４０μｍ以上約１００μｍ以下である。たとえば、欠陥集中領域１２の厚さが約５０μｍの場合には、欠陥集中領域１２の基板の下面１６に現れる部分の幅は約１００μｍとなり、その位置は凹部６０側の基板１０の側端面から、約１２０μｍ以上約２２０μｍ以下の範囲となる。このため、欠陥集中領域１２の基板の下面１６に現れる部分は、基板１０の幅方向の中心である凹部６０側の基板１０の側端面から約２００μｍの位置にまで及ぶ。

図１に示すように、半導体素子層２０は、上面１５の全域に形成されており、基板１０の上面１５上に形成されたＡｌ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなる約１．０μｍの厚みを有するバッファ層２１と、バッファ層２１上に形成され、Ｇｅがドープされたｎ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる約１．９μｍの厚みを有するｎ型クラッド層２２と、ｎ型クラッド層２２上に形成され、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎからなる約２０ｎｍの厚みを有するｎ側キャリアブロック層２３と、ｎ側キャリアブロック層２３上に形成された発光層２４とを含んでいる。

発光層２４は、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造である。具体的には、発光層２４は、約２．５ｎｍの厚みを有するとともに、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮからなる３つの量子井戸層と約２０ｎｍの厚みを有するＩｎ_ｙＧａ_１−ｙＮからなる３つの量子障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ活性層からなる。ここで、ｘ＞ｙであり、ｘ＝０．１５、ｙ＝０．０２である。

また、半導体素子層２０は、発光層２４上に形成され、Ｉｎ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなる約８０ｎｍの厚みを有するｐ側光ガイド層２５と、ｐ側光ガイド層２５上に形成され、Ａｌ_０．２５Ｇａ_０．７５Ｎからなる約２０ｎｍの厚みを有するｐ側キャリアブロック層２６と、ｐ側キャリアブロック層２６上に形成され、ＭｇがドープされたＡｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる約０．５μｍの厚みを有するｐ型クラッド層２７と、ｐ型クラッド層２７上に形成され、Ｉｎ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる約３ｎｍの厚みを有するｐ側コンタクト層２８とをさらに含んでいる。

ｐ型クラッド層２７には、幅約２μｍで、約０．４μｍの厚みを有する凸部２７ａが設けられている。また、ｐ側コンタクト層２８は、ｐ型クラッド層２７の凸部２７ａ上に形成されている。ｐ型クラッド層２７の凸部２７ａとｐ側コンタクト層２８とによって、リッジ部５０が形成されている。このリッジ部５０は、基板１０の前端面１０ａから後端面１０ｂにまで［０００１］方向に延びるようにストライプ状に形成されている（図２参照）。

また、ｐ型クラッド層２７の凸部２７ａの幅方向の中心位置は、基板１０の上面１５の幅方向の中心位置である凹部６０側の基板１０の端面から約２００μｍの位置よりも約２５μｍ程度、欠陥集中領域１２が延びている凹部６０から離れる方向に位置して形成されており、凸部２７ａの幅方向の中心位置の下方には欠陥集中領域１２は位置していない。すなわち、基板の下面１６のうち電流通路面１６ａの上方に凸部２７ａの幅方向の中心（リッジ部５０の幅方向の中心）が位置している。

ｐ側コンタクト層２８上には、下層側から上層側に向かって、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側オーミック電極２９が形成されている。また、ｐ型クラッド層２７の上面上と、リッジ部５０およびｐ側オーミック電極２９の側面を覆うように、ＳｉＯ_２からなる約０．２μｍの厚みを有する電流ブロック層３０が形成されている。また、ｐ側オーミック電極２９の上面および電流ブロック層３０の上面に、下層側から上層側に向かって、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極３１が形成されている。

これにより、ｐ側パッド電極３１へ供給される電流は、電流ブロック層３０で絶縁されていないｐ側オーミック電極２９と、ｐ側コンタクト層２８およびｐ型クラッド層２７の凸部２７ａからなるリッジ部５０とを通って、半導体素子層２０内の発光層２４に供給される。すなわち、リッジ部５０は、半導体素子層２０の発光層へ電流を供給するための電流注入部であり、発光層２４のうちリッジ部５０の下方に位置する部分が発光部となる。

また、基板１０の下面１６には、基板１０の下面１６側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極４５が、基板１０の電流通路面１６ａから非電流通路面１６ｂに亘って、下面１６上に形成されている。

また、基板１０の凹部６０および６１の底面６０ａおよび６１ａ、および、側面６０ｂおよび６１ｂ上には、非素子層４０が形成されている。この非素子層４０は、半導体素子層２０を基板１０の上面１５上に成膜する際に、同時に凹部６０内に形成されたものであり、凹部６０の側面６０ｂ上および半導体素子層２０の側端面にも、底面６０ａ上に形成された層よりも薄い層４０ａが形成されている。また、基板１０の上面１５から凹部６０の底面６０ａまでの長さ（凹部６０の深さ）は、約５μｍであり、半導体素子層２０の厚さ（約３μｍ）よりも大きい。すなわち、凹部６０の底面６０ａ上に形成された非素子層４０の厚さは、半導体素子層２０の厚さとほぼ同じであるため、凹部６０の深さは、底面６０ａ上の非素子層４０よりも大きい。ここで、半導体素子層２０の厚さとは、基板１０の上面１５、すなわちバッファ層２１の下面から、リッジ部５０のｐ側コンタクト層２８の上面までの長さを示す。

これにより、基板１０の上面１５上の半導体素子層２０と凹部６０の底面６０ａ上の非素子層４０とは、凹部６０の側面６０ｂ上に形成された非素子層４０の薄い層４０ａを介して繋がっている。

ここで、基板１０は本発明の「基板」、半導体素子層２０は本発明の「素子層」、発光層２４は、本発明の「発光素子層」、ｎ側電極４５は本発明の「電極」、上面１５は本発明の「第１面」、下面１６は本発明の「第２面」、欠陥集中領域１２は本発明の「欠陥集中領域」、電流通路領域７０は本発明の「電流通路領域」、非電流通路領域７１は本発明の「非電流通路領域」、凹部６０は本発明の「凹部」、リッジ部５０は本発明の「電流注入部」の一例である。

次に、図５〜図１５を参照して、第１実施形態の半導体レーザ素子１００の製造プロセスを説明する。なお、図５は、成長用基板上に形成されたＧａＮ層を示す断面図であり、図６は、成長用基板上に形成されたＧａＮ層を示す上面図である。

図５に示すように、まず、（１１１）面を主表面とするＧａＡｓ基板１６０上に、非晶質または多結晶からなり、［１−１００］方向（図５の紙面垂直方向）に長手方向を持つストライプ状のＧａＮ層１７０を、［１１−２０］方向に約２００μｍの間隔を隔てて形成する。この後、Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｉｙ（ＨＶＰＥ）法により、ＧａＡｓ基板１６０の主表面上に［０００１］方向にＧａＮ層１８０を成長させる。

このようにしてＧａＮ層１８０を成長させた場合、非晶質または多結晶からなるＧａＮ層１７０上の領域におけるＧａＮ層１８０は、転位を多く含むとともに、この領域を谷とした鋸刃状の凹凸を有する断面形状のＧａＮ層１８０が形成される。このＧａＮ層１８０の凹凸の斜面（ファセット面１８０ａ）は、（１１−２２）面である。そして、この断面形状を維持しながら［０００１］方向に成長を進めた場合、ファセット面１８０ａに存在する転位がファセットの谷間１８０ｂに移動する。これにより、ＧａＮ層１７０上には、欠陥集中領域１２が、［１１−２０］方向に約２００μｍの間隔を隔てて（１１−２０）面と平行に形成される。このようにして、（１１−２０）面に沿って欠陥の集中した欠陥集中領域１２を有するＧａＮ層１８０が形成される。

この後、ＧａＡｓ基板１６０を除去するとともに、図６に示すように、ＧａＮ層１８０を（１１−２０）面から［１−１００］方向に約３０度の角度で傾斜させた（１０−１０）面と平行なスライス面（破線９０）に沿ってスライスする。これにより、スライス面が上面および下面となるウェハ基板１０１が多数形成される。ウェハ基板１０１は、上面および下面が（１０−１０）面と実質的に等しく、欠陥集中領域１２が下面から上面に向かって斜めに延びている。ここで、欠陥集中領域１２は、［０００１］方向（図６の紙面垂直方向）に面状に延びている。

次に、スライスされたウェハ基板１０１の両端をスライス面９０に垂直に切断して、図６に示すように、欠陥集中領域１２が下面１６から上面１５に向かって斜めに延びた欠陥集中領域１２を有するウェハ基板１０１が得られる。ここで、図７は、ウェハ基板１０１の斜視図、図８は、図７のウェハ基板１０１の斜視図における一点鎖線１０００−１０００に沿って前端面に平行な面で切った断面図である。なお、図７に示すように、欠陥集中領域１２は、ウェハ基板１０１の上面１５上において、［０００１］方向に約４０μｍ以上約１００μｍ以下の幅を有してストライプ状に現れる。

さらに、図９に示すように、ウェハ基板１０１の上面１５の欠陥集中領域１２が現れる部分に沿って、［０００１］方向（紙面垂直方向）に、ウェハ基板１０１の前端側から後端側まで延びるストライプ状の幅約１１０μｍの開口部８５ａを有するＳｉＯ_２からなるマスク８５を形成する。マスク８５は、その開口部８５ａの幅が基板１０の上面１５に欠陥集中領域１２が現れる部分の幅よりも大きく、開口部８５ａの幅方向の中心位置が、欠陥集中領域１２が現れる部分の幅方向の中心とほぼ一致するように形成される。これにより、基板１０の上面１５に現れた欠陥集中領域１２の全てが、マスク８５の開口部８５ａ内に、開口部８５ａの端と所定の間隔を空けて位置するようにしている。

その後、図１０に示すように、Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ）法により、ウェハ基板１０１の上面を欠陥集中領域１２が現れている部分に沿ってエッチングすることにより、ウェハ基板１０１の上面上に、深さ５μｍ、幅１１０μｍの溝部８０を形成する。溝部８０の深さは、約３μｍ以上約５μｍ以下であることが好ましい。また、溝部８０の幅は、欠陥集中領域１２の基板の上面１５に現れた部分を全てに含むように、５０〜１１０μｍであることが好ましい。これにより、欠陥集中領域１２は、溝部８０内のみに現れるため、ウェハ基板１０１の上面１５上には欠陥集中領域１２が現れていない。また、欠陥集中領域１２は、ウェハ基板１０１の上面に対して傾いた方向に延びているので、溝部８０内に現れる欠陥集中領域１２は、溝部８０の底面だけでなく、片側の内側面側にも現れている。

次に、図１１に示すように、溝部８０の加工を施したウェハ基板１０１上に約４０５ｎｍの発振波長を有する青紫色レーザ光を出射するレーザ素子のための半導体素子層２０を結晶成長により形成する。

以下、ウェハ基板１０１上に有機金属気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）にて窒化物系半導体からなる半導体素子層２０を形成する技術について具体的に説明する。

ＭＯＣＶＤ法により、ウェハ基板１０１の各溝部８０の間の上面上にバッファ層２１、ｎ型クラッド層２２、ｎ側キャリアブロック層２３、発光層２４、ｐ側光ガイド層２５、ｐ側キャリアブロック層２６、ｐ型クラッド層２７およびｐ側コンタクト層２８からなる半導体素子層２０を形成する（図１参照）。具体的には、基板１０上にＡｌ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるバッファ層２１を約１．０μｍの厚みで成長させる。次に、Ｇｅがドープされたｎ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる約１．９μｍの厚みを有するｎ型クラッド層２２と、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎからなるｎ側キャリアブロック層２３を約２０ｎｍの厚みで成長させる。そして、ＩｎｘＧａ１−ｘＮからなる３つの量子井戸層とＩｎｙＧａ１−ｙＮからなる３つの量子障壁層とが交互に積層された多重量子井戸構造を有するＭＱＷ活性層からなる発光層２４を形成する。ここで、ｘ＞ｙであり、ｘ＝０．１５、ｙ＝０．０２である。その後、発光層２４の上面上に、Ｉｎ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなる約８０ｎｍの厚みを有するｐ側光ガイド層２５およびＡｌ_０．２５Ｇａ_０．７５Ｎからなる約２０ｎｍの厚みを有するｐ側キャリアブロック層２６を順次成長させる。

次に、Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層２７を約０．４５μｍの厚みで成長させる。そして、Ｉｎ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる厚さ約３０ｎｍのｐ側コンタクト層２８を形成する。以上のようにして、ＭＯＣＶＤ法によりＧａＮからなるウェハ基板１０１上に複数の半導体素子層２０が形成される。

その後、基板温度を室温付近にまで下げるとともに、半導体素子層２０を積層したウェハ基板１０１を反応炉から取り出す。

そして、半導体素子層２０（ｐ側コンタクト層２８）の上面上に、［０００１］方向に延びるようにストライプ状のＳｉＯ_２からなるマスクを形成する。ここで、マスクは、幅約２μｍであり、マスクの幅方向の中心位置は、ウェハ基板１０１の溝部８０間の各上面１５の幅方向の中心位置に対して、欠陥集中領域１２が上面１５から下面に向かって傾いている方向に約２５μｍずれた位置に形成される。そして、Ｃｌ_２ガスを用いたＲＩＥ法により、ＳｉＯ_２をマスクとして、ｐ側コンタクト層２８およびｐ型クラッド層２７の一部をパターニングすることにより、リッジ部５０を形成する。このエッチングでは、ｐ側コンタクト層２８をパターニングするとともに、約０．４５μｍの厚みを有するｐ型クラッド層２７のうち、約０．０５μｍを残してｐ型クラッド層２７の凸部２７ａを形成する。これにより、ｐ型クラッド層２７の凸部２７ａとｐ側コンタクト層２８とからなり、約２μｍの幅および約０．４μｍの高さを有するリッジ部５０が形成される。また、リッジ部５０は、ウェハ基板１０１の［０００１］方向（紙面垂直方向）に平行に延びるように形成される。

その後、マスクを除去するとともに、リッジ部５０の上面に位置するｐ側コンタクト層２８上にｐ側オーミック電極２９を形成する。そして、ｐ型クラッド層２７の上面上と、リッジ部５０およびｐ側オーミック電極２９の側面を覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層３０を形成する。その後、ｐ側オーミック電極２９の上面および電流ブロック層３０の上面に、ｐ側パッド電極３１を形成する。

この半導体素子層２０を形成する際、溝部８０が形成されたウェハ基板１０１上の全面に成膜するため、ウェハ基板１０１の溝部８０の底面や内側面にも層が形成され、この層が非素子層４０となる。また、ウェハ基板１０１の上面１５から溝部８０の底面までの長さ（溝部８０の深さ）は、半導体素子層２０の厚さよりも大きい。そのため、図１１のように、ウェハ基板１０１の溝部８０内には、半導体素子層２０とほぼ同じ厚さの非素子層４０が形成され、上面１５上の半導体素子層２０と溝部８０の底面の非素子層４０とは、溝部８０の内側面に形成された非素子層４０の薄い層４０ａで繋がっている。

また、図１１の研磨位置（破線９１）まで、ウェハ基板１０１の下面側を研磨することで、図１３に示すように、ウェハ基板１０１を劈開し易く、かつリッジ部５０の幅方向の中心の下方位置には欠陥集中領域１２が存在しない厚み（約１００μｍ）まで薄型化する。その後、ウェハ基板１０１の下面の内、半導体素子層２０の下方の領域に、ｎ側電極４５を形成する。

次に、図１２の劈開面（破線９２）に沿って、ウェハ基板１０１を劈開する。ウェハ基板１０１の劈開は、たとえばレーザスクライブ法により、リッジ部５０を避けて、劈開面に沿って、溝部８０およびその近傍にスクライブ溝を形成し、ウェハ基板１０１の下面側に曲げるようにウェハ基板１０１に機械的な力を加えることで行う。なお、図１３は、図１２の一点鎖線１１００−１１００での断面図である。

これにより、図１４に示すように、バー状のウェハ基板１０１上に半導体素子層２０が劈開面に沿って複数並んで形成される。ここで、図１４は、半導体素子層２０が劈開面に沿って複数並んで形成されたバー状のウェハ基板１０１の上面図であり、図１５は、図１４の一点鎖線１２００−１２００での断面図である。

その後、図１５の切断面（破線９３）に沿って、上記と同様にして、バー状のウェハ基板１０１の溝部８０の幅方向の中心付近にスクライブ溝を形成し、バー状のウェハ基板１０１を分断することで、第１実施形態の半導体レーザ素子１００が複数形成される。このとき、分断されたウェハ基板１０１は、各半導体レーザ素子１００の基板１０となり、溝部８０は、基板１０の上面１５の両側端部に、基板１０の前端面１０ａから後端面１０ｂにまで［０００１］方向に延びる一対の凹部６０および６１となる（図１および図３参照）。

ここで、ウェハ基板１０１は本発明の「ウェハ基板」、溝部８０は本発明の「溝部」の一例である。

第１実施形態では、上記のように、基板１０の上面１５が、非極性面である（１０−１０）面であるので、その上に形成する半導体素子層２０の発光層２４に発生するピエゾ電場を低減することが可能である。これにより半導体レーザ素子１００の発光効率を大きくすることができる。

また、第１実施形態では、基板１０の欠陥集中領域１２を境界として分断される電流通路領域７０と非電流通路領域７１の内、電流通路領域７０側の基板１０の上面１５上に半導体素子層２０が形成され、電流通路領域７０側の基板１０の電流通路面１６ａ上にｎ側電極４５が形成されている。これにより、半導体素子層２０とｎ側電極４５との間の電流が欠陥集中領域１２を横切ることなく流れることが可能となり、欠陥集中領域１２に起因する電気抵抗の上昇を抑制できる。

また、第１実施形態では、半導体素子層２０が形成される上面１５の側端部に位置する凹部６０に欠陥集中領域１２が延びていることにより、凹部６０の段差により、半導体素子層２０と非素子層４０とが凹部６０の側面６０ｂに形成される薄い層４０ａを介して繋がることになり、欠陥集中領域１２から半導体素子層２０へのクラックや転位の伝播を抑制することができる。

また、第１実施形態では、リッジ部５０の幅方向の中心が、基板の下面１６の電流通路面１６ａの上方に位置していることにより、リッジ部５０と電流通路面１６ａ上に形成されたｎ側電極４５との間を、欠陥集中領域１２を横切ることなく流れる電流が増加するので、欠陥集中領域１２に起因する電気抵抗の上昇をさらに抑制することができる。

また、第１実施形態では、ｎ側電極４５が、基板１０の電流通路面１６ａから非電流通路面１６ｂに亘って、下面１６上に形成されていることにより、電流通路領域７０を通って、半導体素子層２０から下面１６の電流通路面１６ａ上のｎ側電極４５へ流れる電流に加え、半導体素子層２０から欠陥集中領域１２を横切って、下面１６の非電流通路面１６ｂ上のｎ側電極４５へ流れるため、半導体素子層２０とｎ側電極４５との間の電気抵抗をさらに低減することができる。

また、第１実施形態では、リッジ部５０を、基板１０の上面１５のうち、欠陥集中領域１２が表れた部分を除く領域の上方に位置するように形成することによって、リッジ部５０の下部に形成される光導波路を、確実に欠陥集中領域１２が表れた部分を除く上面１５上に配置することができる。また、リッジ部５０を、基板１０の下面１６のうち、欠陥集中領域１２が表れた部分を除く領域の上方に位置するように形成することによって、光導波路を、確実に欠陥集中領域１２が表れた部分を除く下面１６の上方に配置することができる。この結果、高い抵抗を有する欠陥集中領域１２を避けて電流を流すことができるので、電流通路の抵抗が増加するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、欠陥集中領域１２を、リッジ部５０（光導波路）の延びる方向に沿って面状に延びるように形成することによって、欠陥集中領域１２により、光導波路の延びる方向に沿って延びる電流通路領域７０を容易に形成することができる。

また、第１実施形態の製造プロセスでは、上記のように、基板１０となるウェハ基板１０１の上面１５の欠陥集中領域１２が現れる部分に、凹部６０となる溝部８０を形成した後に、溝部８０が形成されたウェハ基板１０１の上面１５上に半導体素子層２０を形成することにより、上面１５上に形成する半導体素子層２０と、半導体素子層２０を形成する際に溝部８０に形成される非素子層４０とが、溝部８０の側面に形成される非素子層４０の薄い層４０ａとで繋がる。これにより、半導体素子層２０の形成時に、溝部８０内の欠陥集中領域１２から半導体素子層２０へのクラックや転位の伝播を抑制することができ、クラックや欠陥の少ない半導体素子層２０を形成することができる。

また、第１実施形態の製造プロセスでは、ウェハ基板１０１の厚みの薄い箇所である溝部８０に沿って、ウェハ基板１０１を複数の素子に分断することにより、分断が容易になると共に、分断時に半導体素子層２０に対して余分な力がかかりにくいため、半導体素子層２０の剥離や損傷の発生を抑制することができる。

また、第１実施形態の製造プロセスでは、基板１０となるウェハ基板１０１の上面１５上の欠陥集中領域１２が現れる部分の幅方向の中心位置と、溝部形成用のマスク８５の開口部８５ａの幅方向の中心位置をほぼ一致するように、マスク８５を形成することにより、欠陥集中領域１２が現れる部分を上面１５から除去するのに必要最小限の幅でマスク８５の開口部８５ａの幅を設定することができ、欠陥集中領域１２の現れる部分以外の上面１５を無駄に除去することがない。これにより、素子層２０の幅を大きくすることができる。

（第２実施形態）
まず、図６および図１６を参照して、第２実施形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明は図１の説明を援用する。

図１６に示すように、第２実施形態の半導体レーザ素子２００は、基板１０が、両側端面に欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂをそれぞれ有する電流通路領域７０で構成されている。ここで、欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂは、図６に示すウェハ基板１０１の欠陥集中領域１２に沿って、欠陥集中領域１２の厚さ方向の中心付近で分断した際、基板１０側にそれぞれ残った欠陥集中領域である。

図１６に示すように、基板１０の上面１５の一方の側端部にのみ凹部６１が形成されている。基板１０の凹部が形成されていない側の側端部の下側部分には傾斜面１０ｃが形成されており、凹部６１が形成されている側端部には、凹部６１の下方に傾斜面１０ｄが形成されている。

傾斜面１０ｃは、基板１０の上面１５から下面１６に向かってリッジ部５０（電流注入部）に近づく方向に傾斜しており、傾斜面１０ｄは、基板１０の上面１５から下面１６に向かってリッジ部５０から離れる方向に傾斜している。

欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂは、各々が傾斜面１０ｃおよび１０ｄに沿って形成されており、欠陥集中領域１２ａは基板１０の上面１５から下面１６に向かってリッジ部５０に近づく方向に傾斜しており、欠陥集中領域１２ｂは、基板１０の上面１５から下面１６に向かってリッジ部５０から離れる方向に傾斜している。

また、基板１０は、電流通路領域７０のみで構成されており、電流通路領域７０の下面１６の全域が電流通路面１６ａとなる。

欠陥集中領域１２ａ、１２ｂは、基板１０の外側面に位置しており、電流通路領域７０と素子外部（他領域）とを分離する境界となっている。

リッジ部５０の幅方向の中心位置は、基板１０の上面１５の幅方向の中心位置よりも、欠陥集中領域１２ａを有する側端部から離れる方向に位置しており、リッジ部５０の幅方向の中心位置は、電流通路面１６ａの上方に位置する。

第２実施形態の半導体レーザ素子２００では、凹部６１の底面６１ａと側面６１ｂには、非素子層４０が形成されている。また、基板１０の上面１５上の半導体素子層２０と底面６１ａ上の非素子層４０とは、側面６１ｂに形成された非素子層４０の底面６１ａ上に形成された層よりも薄い層４０ａを介して繋がっている。

また、基板１０の下面１６は、全面が電流通路面１６ａとなり、下面１６の欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂ以外の略全面に亘ってｎ側電極４５が形成されている。

次に、図１５〜図１７を参照して、第２実施形態の半導体レーザ素子２００の製造プロセスについて説明する。

本発明の第２実施形態の半導体レーザ素子２００では、図１７に示すように、ウェハ基板１０１の下面側を研磨した後、下面１６の欠陥集中領域１２以外の略全面にｎ側電極４５を形成する。その後、第１の実施形態の図１５に示す製造工程を参照して、ウェハ基板１０１に対して略垂直な切断面（破線９３）に代えて、欠陥集中領域１２に沿った面を切断面（図１７に破線９３で示す）として、ウェハ基板１０１を分断し、複数の半導体レーザ素子２００を形成する。その結果、図１６に示すような、基板１０の側面が、傾斜面１０ｃおよび１０ｄ上に形成された欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂからなる半導体レーザ素子２００が得られる。なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、欠陥集中領域１２に沿って半導体レーザ素子２００が分断されることによって、基板１０の側端面のみに欠陥集中領域１２ａおよび１２ｂが存在し、基板１０の上面１５と下面１６の全面とは、欠陥集中領域１２によって分断されない。これにより、基板１０の下面１６の略全面が電流通路面１６ａとなり、電流通路面１６ａ上のｎ側電極４５の平面積を最も大きくすることができるので、電気抵抗をより一層低減することができる。

（第３実施形態）
まず、図１８を参照して、第３実施形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明は図１の説明を援用する。

図１８に示すように、第３実施形態の半導体レーザ素子３００では、基板１０の上面に、基板１０の一方の側端面１０ｅから所定距離だけ離れた位置に、［０００１］方向（図１８の紙面に垂直方向）に延びるように凹部６０が形成されている。凹部６０は、底面６０ａと両側面６０ｂおよび６０ｃを有しており、基板１０の側端面１０ｅと凹部６０の側面６０ｃとの距離は約５０μｍである。基板１０の上面は、凹部６０を挟んで、リッジ部５０を有する半導体素子層２０が形成された上面１５ａと非素子層４０が形成された上面１５ｂとに分かれる。なお、非素子層４０は、半導体素子層２０を形成する際に形成されたものであり、半導体素子層２０とほぼ同じ層構成である。

基板１０は、欠陥集中領域１２を境界として、電流通路領域７０と非電流通路領域７１（他領域）に分離されている。電流通路領域７０は、リッジ部５０を有する半導体素子層２０が形成された上面１５ａから下面１６の一部（電流通路面１６ａ）までの領域で構成される。また、非電流通路領域７１は、凹部６０の底面６０ａおよび非素子層４０が形成された上面１５ｂから下面１６の残部（非電流通路面１６ｂ）までの領域で構成される。

また、基板１０の凹部６０の内部および上面１５ｂ上には、非素子層４０が形成されており、凹部６０の側面６０ｂ上および半導体素子層２０の側端面にも、底面６０ａ上に形成された層よりも薄い層４０ａが形成されている。

なお、基板１０の上面１５ａ上の半導体素子層２０と凹部６０の底面６０ａ上の非素子層４０とは、第１の実施形態と同様に、凹部６０の側面６０ｂ上に形成された非素子層４０の薄い層４０ａを介して、繋がっている。

リッジ部５０の幅方向の中心位置は、基板１０の上面１５ａの幅方向の中心位置よりも、欠陥集中領域１２を有する側端部から離れる方向に位置しており、リッジ部５０の幅方向の中心位置は、電流通路面１６ａの上方に位置する。

次に、図１５、図１８および図１９を参照して、第３実施形態の半導体レーザ素子３００の製造プロセスについて説明する。

本発明の第３実施形態の半導体レーザ素子３００では、第１の実施形態の図１５に示す製造工程を参照して、溝部８０内に位置する切断面（破線９３）に代えて、溝部８０の近傍において、溝部８０と同じ方向に延びた面を切断面（図１９に破線９４で示す）として、切断面に沿ってスクライブ溝を形成し、ウェハ基板１０１を分断することで、複数の半導体レーザ素子３００を形成する。ここで、スクライブ溝は、半導体素子層２０および電流ブロック層３０上であり、かつ、ｐ側パッド電極３１が形成されていない領域に形成する。その結果、図１８に示すような、凹部６０が基板１０の側端面１０ｅから所定距離離れた位置に形成された半導体レーザ素子３００が得られる。なお、その他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、欠陥集中領域１２の現れていない領域で、素子を分断することができるので、欠陥集中領域で基板側端面が欠けて素子が割れるなどの素子の破損の発生を抑制することができ、歩留りを向上させることができる。

（第４実施形態）
図２０および図２１を参照して、第４実施形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明は図１の説明を援用する。

図２０に示すように、第４実施形態の半導体レーザ素子４００では、素子の幅方向の端部が、半導体素子層２０側から基板１０に向かって上面１５に対して略垂直な方向に延びる一対の側端面１０ｆを有するように構成されている。すなわち、上記第１〜第３実施形態において形成されている凹部６０および６１が、半導体レーザ素子４００の幅方向の両端部に残されていない。

すなわち、第４実施形態における製造プロセスでは、図２１に示すように、バー状のウェハ基板１０１（半導体素子層２０）の下面１６に対して、溝部８０よりもリッジ部５０に近い側の位置にスクライブ溝を形成した後、この切断面（破線９５）に沿ってバー状のウェハ基板１０１を分断することで半導体レーザ素子４００が複数形成される。

第４実施形態の製造プロセスでは、上記のように、溝部８０よりもリッジ部５０に近い側側の位置においてバー状のウェハ基板１０１を分断することによって、欠陥集中領域１２を基板１０の側端面１０ｆに露出させて半導体レーザ素子４００を形成することができるので、その分、半導体レーザ素子４００の幅Ｗ２（図２０参照）を小さく形成することができる。また、この際、上面１５に欠陥集中領域１２が現れないので、上方に半導体素子層２０が形成される基板１０の電流通路領域７０を広く確保することができる。

（第５実施形態）
図２１および図２２を参照して、第５実施形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明は図１の説明を援用する。

図２２に示すように、第５実施形態の半導体レーザ素子５００では、上記第４実施形態の半導体レーザ素子４００と同様に、素子の幅方向の端部が、半導体素子層２０側から基板１０に向かって上面１５に対して略垂直な方向に延びる一対の側端面１０ｆを有するように構成されている。なお、第５実施形態では、側端面１０ｆの一部に、凹部６０の側面６０ｂ、および、凹部６１の側面６１ｂの各々が露出するように構成されている。

すなわち、第５実施形態の製造プロセスでは、図２１に示すように、バー状のウェハ基板１０１の下面１６に対して、溝部８０の角部（内側面と底部との接続部）に対応する位置にスクライブ溝を形成した後、溝部８０の両側の内側面にそれぞれ沿った切断面（破線９６および９７）でバー状のウェハ基板１０１を分断することで半導体レーザ素子５００が複数形成される。

第５実施形態の製造プロセスでは、上記のように、溝部８０の底部においてバー状のウェハ基板１０１を分断することによって、ウェハ基板１０１の厚みが薄い分、分断が容易になるとともに、分断時に半導体素子層２０に対して余分な力がかかりにくいため、半導体素子層２０の剥離や損傷の発生を抑制することができる。

また、第５実施形態の製造プロセスでは、溝部８０の内側面に沿った切断面（破線９６および９７）でウェハ基板１０１を分断することによって、溝部８０の内側面が形成された位置に沿って、ウェハ基板１０１を容易に分断することができる。

（第６実施形態）
図２３〜図２５を参照して、本発明の第６実施形態による光ピックアップ装置６００について説明する。なお、光ピックアップ装置６００は、本発明の「光装置」の一例である。

本発明の第６実施形態による光ピックアップ装置６００は、図２３に示すように、上記第１実施形態による半導体レーザ素子１００（図２５参照）と、赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０（図２５参照）とが実装された半導体レーザ装置６１０と、半導体レーザ装置６１０から出射されたレーザ光を調整する光学系６２０と、レーザ光を受光する光検出部６３０とを備えている。

また、半導体レーザ装置６１０は、図２４および図２５に示すように、導電性材料からなるベース６１１と、ベース６１１の前面に配置されたキャップ６１２と、ベース６１１の後面に取り付けられたリード６１３、６１４、６１５および６１６とを有している。また、ベース６１１の前面には、ヘッダ６１１ａ（図２５参照）がベース６１１と一体的に形成されている。ヘッダ６１１ａの上面には、半導体レーザ素子１００が配置されており、サブマウント（基台）６５１（図２５参照）とヘッダ６１１ａとは、樹脂製の接合層６１７（図２５参照）により固定されている。また、キャップ６１２の前面には、半導体レーザ素子１００から出射されるレーザ光を透過する光学窓６１２ａ（図２４参照）が取り付けられており、キャップ６１２によって、キャップ６１２でおおわれたベース６１１内部の半導体レーザ素子１００および赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０が封止されている。

また、図２５に示すように、リード６１３〜６１５は、ベース６１１を貫通するとともに、絶縁部材６１８を介して、互いに電気的に絶縁するように固定されている。また、リード６１３は、ワイヤ９０１を介してパッド電極６９１と電気的に接続されており、リード６１４は、ワイヤ９０２を介してパッド電極６９２と電気的に接続されている。また、リード６１５は、ワイヤ９０３を介してパッド電極６９３と電気的に接続されている。また、半導体レーザ素子１００のｎ側電極４５とサブマウント６５１が載置されていない部分のヘッダ６１１ａの上面とがワイヤ９０４を介して電気的に接続されている。また、赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０のｎ側電極６９７とサブマウント６５１が載置されていない部分のヘッダ６１１ａの上面とがワイヤ９０５を介して電気的に接続されている。また、リード６１６は、ベース６１１と一体的に形成されている。これにより、リード６１６と、ｎ側電極４５およびｎ側電極６９７とがヘッダ６１１ａを介して共に電気的に接続されており、半導体レーザ素子１００および赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０のカソードコモンの結線が実現されている。

また、光学系６２０は、図２３に示すように、偏光ビームスプリッタ（偏光ＢＳ）６２１、コリメータレンズ６２２、ビームエキスパンダ６２３、λ／４板６２４、対物レンズ６２５、シリンドリカルレンズ６２６および光軸補正素子６２７を有している。

また、偏光ＢＳ６２１は、半導体レーザ装置６１０から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク６３５から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ６２２は、偏光ＢＳ６２１を透過した半導体レーザ素子１００からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ６２３は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ（図示せず）から構成されている。アクチュエータは後述するサーボ回路からのサーボ信号に応じて、凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させることにより、半導体レーザ装置６１０から出射されたレーザ光の波面状態を補正する機能を有している。

また、λ／４板６２４は、コリメータレンズ６２２によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ／４板６２４は光ディスク６３５から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ装置６１０から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。これにより、光ディスク６３５から帰還するレーザ光は、偏光ＢＳ６２１によって略全反射される。対物レンズ６２５は、λ／４板６２４を透過したレーザ光を光ディスク６３５の表面（記録層）上に収束させる。なお、対物レンズ６２５は、対物レンズアクチュエータ（図示せず）により、後述するサーボ回路からのサーボ信号（トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号およびチルトサーボ信号）に応じて、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に移動可能にされている。

また、偏光ＢＳ６２１により全反射されるレーザ光の光軸に沿うように、シリンドリカルレンズ６２６、光軸補正素子６２７および光検出部６３０が配置されている。シリンドリカルレンズ６２６は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子６２７は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ６２６を透過した青紫色、赤色および赤外の各レーザ光の０次回折光のスポットが後述する光検出部６３０の検出領域上で一致するように配置されている。

また、光検出部６３０は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。ここで、光検出部６３０は再生信号とともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号が得られるように所定のパターンの検出領域を有する。このようにして、半導体レーザ装置６１０を備えた光ピックアップ装置６００が構成される。

この光ピックアップ装置６００では、半導体レーザ装置６１０は、リード６１６と、リード６１３〜６１５との間に、それぞれ、独立して電圧を印加することによって、半導体レーザ素子１００および赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０から、青紫色、赤色および赤外のレーザ光を独立的に出射することが可能に構成されている。半導体レーザ装置６１０から出射されたレーザ光は、上記のように、偏光ＢＳ６２１、コリメータレンズ６２２、ビームエキスパンダ６２３、λ／４板６２４、対物レンズ６２５、シリンドリカルレンズ６２６および光軸補正素子６２７により調整された後、光検出部６３０の検出領域上に照射される。

ここで、光ディスク６３５に記録されている情報を再生する場合には、半導体レーザ素子１００および赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０から出射される各々のレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスク６３５の記録層にレーザ光を照射するとともに、光検出部６３０から出力される再生信号を得ることができる。また、同時に出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ６２３のアクチュエータと対物レンズ６２５を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。

また、光ディスク６３５に情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、半導体レーザ素子１００および赤色・赤外２波長半導体レーザ素子６９０から出射されるレーザパワーを制御しながら、光ディスク６３５にレーザ光を照射する。これにより、光ディスク６３５の記録層に情報を記録することができる。また、上記同様、光検出部６３０から出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ６２３のアクチュエータと対物レンズ６２５を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。

このようにして、半導体レーザ装置６１０を備えた光ピックアップ装置６００を用いて、光ディスク６３５への記録および再生を行うことができる。

第６実施形態における光ピックアップ装置６００では、半導体レーザ装置６１０内部に半導体レーザ素子１００が実装されているので、ピエゾ電場が低減されて発光効率が向上され、かつ、欠陥集中領域１２に起因する電気抵抗の上昇が抑制された半導体レーザ素子１００を備えた光ピックアップ装置を得ることができる。

（第７実施形態）
図２３および図２６を参照して、本発明の第７実施形態による光ディスク装置７００について説明する。なお、光ディスク装置７００は、本発明の「光装置」の一例である。

本発明の第７実施形態による光ディスク装置７００は、図２６に示すように、上記第６実施形態による光ピックアップ装置６００（図２３参照）と、コントローラ７０１と、レーザ駆動回路７０２と、信号生成回路７０３と、サーボ回路７０４と、ディスク駆動モータ７０５とを備えている。

コントローラ７０１には、光ディスク６３５に記録すべき情報に基づいて生成された記録データＳ１が入力される。また、コントローラ７０１は、記録データＳ１および後述する信号生成回路７０３からの信号Ｓ５に応じて、レーザ駆動回路７０２に向けて信号Ｓ２を出力するとともに、サーボ回路７０４に向けて信号Ｓ７を出力するように構成されている。また、コントローラ７０１は、後述するように、信号Ｓ５を基に再生データＳ１０を出力する。また、レーザ駆動回路７０２は、上記信号Ｓ２に応じて、光ピックアップ装置６００内の半導体レーザ装置６１０から出射されるレーザパワーを制御する信号Ｓ３を出力する。すなわち、半導体レーザ装置６１０は、コントローラ７０１およびレーザ駆動回路７０２により駆動されるように構成されている。

光ピックアップ装置６００では、図２６に示すように、上記信号Ｓ３に応じて制御されたレーザ光を光ディスク６３５に照射する。また、光ピックアップ装置６００内の光検出部６３０から、信号生成回路７０３に向けて信号Ｓ４が出力される。また、後述するサーボ回路７０４からのサーボ信号Ｓ８により、光ピックアップ装置６００内の光学系６２０（ビームエキスパンダ６２３のアクチュエータおよび対物レンズ６２５を駆動する対物レンズアクチュエータ）が制御される。信号生成回路７０３は、光ピックアップ装置６００から出力された信号Ｓ４を増幅および演算処理して、再生信号を含む第１出力信号Ｓ５をコントローラ７０１に向けて出力するとともに、上記光ピックアップ装置６００のフィードバック制御および後述する光ディスク６３５の回転制御を行う第２出力信号Ｓ６をサーボ回路７０４に向けて出力する。

サーボ回路７０４は、図２６に示すように、信号生成回路７０３およびコントローラ７０１からの第２出力信号Ｓ６および信号Ｓ７に応じて、光ピックアップ装置６００内の光学系６２０を制御するサーボ信号Ｓ８およびディスク駆動モータ７０５を制御するモータサーボ信号Ｓ９を出力する。また、ディスク駆動モータ７０５は、モータサーボ信号Ｓ９に応じて、光ディスク６３５の回転速度を制御する。

ここで、光ディスク６３５に記録されている情報を再生する場合には、まず、ここでは説明を省略する光ディスク６３５の種類（ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど）を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、光ピックアップ装置６００内の半導体レーザ装置６１０から出射されるべき波長のレーザ光強度が一定になるように、コントローラ７０１からレーザ駆動回路７０２に向けて信号Ｓ２が出力される。さらに、上記で説明した光ピックアップ装置６００の半導体レーザ装置６１０、光学系６２０および光検出部６３０が機能することにより、光検出部６３０から再生信号を含む信号Ｓ４が信号生成回路７０３に向けて出力され、信号生成回路７０３は、再生信号を含む信号Ｓ５をコントローラ７０１に向けて出力する。コントローラ７０１は、信号Ｓ５を処理することにより、光ディスク６３５に記録されていた再生信号を抽出し、再生データＳ１０として出力する。この再生データＳ１０を用いて、たとええば、光ディスク６３５に記録されている映像、音声などの情報を、モニタやスピーカなどに出力することができる。また、光検出部６３０からの信号Ｓ４を基に、各部のフィードバック制御も行う。

また、光ディスク６３５に情報を記録する場合には、まず、上記同様の光ディスク６３５の種類（ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど）を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、記録される情報に応じた記録データＳ１に応じて、コントローラ７０１からレーザ駆動回路７０２に向けて信号Ｓ２が出力される。さらに、上記で説明した光ピックアップ装置６００の半導体レーザ装置６１０、光学系６２０および光検出部６３０が機能することにより、光ディスク６３５に情報を記録するとともに、光検出部６３０からの信号Ｓ４を基に、各部のフィードバック制御を行う。

このようにして、光ディスク装置７００を用いて、光ディスク６３５への記録および再生を行うことができる。

第７実施形態における光ディスク装置７００では、半導体レーザ装置６１０内部に半導体レーザ素子１００が実装されているので、ピエゾ電場が低減されて発光効率が向上され、かつ、欠陥集中領域１２に起因する電気抵抗の上昇が抑制された半導体レーザ素子１００を適用した光ディスク装置７００を得ることができる。

（第８実施形態）
図２１、図２７および図２８を参照して、本発明の第８実施形態によるプロジェクタ装置８００の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置８００では、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０を構成する個々の半導体レーザ素子が略同時に点灯される例について説明する。なお、プロジェクタ装置８００は、本発明の「光装置」の一例である。

本発明の第８実施形態によるプロジェクタ装置８００は、図２８に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０と、複数の光学部品からなる光学系８２０と、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０および光学系８２０を制御する制御部８５０とを備えている。これにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０から出射されたレーザ光が、光学系８２０により変調された後、外部のスクリーン８９０などに投影されるように構成されている。

また、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０は、図２７に示すように、約６５５ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子８０５と、約５３０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子１０５と、約４８０ｎｍの波長を有する青色半導体レーザ素子１０６とが、Ｃｕなどの導電性を有する材料からなるサブマウント６５２の上面上に載置されて構成されている。ここで、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６は、上記第４実施形態の製造プロセス（図２１参照）と同様の製造プロセスを用いて形成されている。また、赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６は、各々が有するｎ側電極４５ａ、４５ｂおよび６９７ａが、Ａｕ−Ｓｎ半田などからなる接合層６１９を介してサブマウント６５２の上面上に固定されている。また、サブマウント６５２は、下面が接合層６１９を介してヘッダ６１１ａ上に接合されている。

また、リード６１３は、ワイヤ９１１を介して緑色半導体レーザ素子１０５のｐ型半導体層と導通するｐ側パッド電極３１ａと電気的に接続されており、リード６１４は、ワイヤ９１２を介して青色半導体レーザ素子１０６のｐ型半導体層と導通するｐ側パッド電極３１ｂと電気的に接続されている。また、リード６１５は、ワイヤ９１３を介して赤色半導体レーザ素子８０５のｐ側パッド電極６９７ｂと電気的に接続されている。これにより、リード６１６と、ｎ側電極４５ａ、４５ｂおよび６９７ａとがヘッダ６１１ａを介して共に電気的に接続されており、赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６のカソードコモンの結線が実現されている。

また、図２８に示すように、光学系８２０において、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０から出射されたレーザ光は、凹レンズと凸レンズとからなる分散角制御レンズ８２２により所定ビーム径を有する平行光に変換された後、フライアイインテグレータ８２３に入射される。また、フライアイインテグレータ８２３では、蝿の目状のレンズ群からなる２つのフライアイレンズが向き合うように構成されており、液晶パネル８２９、８３３および８４０に入射する際の光量分布が均一となるように分散角制御レンズ８２２から入射される光に対してレンズ作用を付与する。すなわち、フライアイインテグレータ８２３を透過した光は、液晶パネル８２９、８３３および８４０のサイズに対応したアスペクト比（たとえば１６：９）の広がりをもって入射できるように調整されている。

また、フライアイインテグレータ８２３を透過した光は、コンデンサレンズ８２４によって集光される。また、コンデンサレンズ８２４を透過した光のうち、赤色光のみがダイクロイックミラー８２５によって反射される一方、緑色光および青色光はダイクロイックミラー８２５を透過する。

そして、赤色光は、ミラー８２６を経てレンズ８２７による平行化の後に入射側偏光板８２８を介して液晶パネル８２９に入射される。この液晶パネル８２９は、赤色用の画像信号（Ｒ画像信号）に応じて駆動されることにより赤色光を変調する。

また、ダイクロイックミラー８３０では、ダイクロイックミラー８２５を透過した光のうちの緑色光のみが反射される一方、青色光はダイクロイックミラー８３０を透過する。

そして、緑色光は、レンズ８３１による平行化の後に入射側偏光板８３２を介して液晶パネル８３３に入射される。この液晶パネル８３３は、緑色用の画像信号（Ｇ画像信号）に応じて駆動されることにより緑色光を変調する。

また、ダイクロイックミラー８３０を透過した青色光は、レンズ８３４、ミラー８３５、レンズ８３６およびミラー８３７を経て、さらにレンズ８３８によって平行化がなされた後、入射側偏光板８３９を介して液晶パネル８４０に入射される。この液晶パネル８４０は、青色用の画像信号（Ｂ画像信号）に応じて駆動されることにより青色光を変調する。

その後、液晶パネル８２９、８３３および８４０によって変調された赤色光、緑色光および青色光は、ダイクロイックプリズム８４１により合成された後、出射側偏光板８４２を介して投写レンズ８４３へと入射される。また、投写レンズ８４３は、投写光を被投写面（スクリーン８９０）上に結像させるためのレンズ群と、レンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズームおよびフォーカスを調整するためのアクチュエータを内蔵している。

また、プロジェクタ装置８００では、制御部８５０によって赤色半導体レーザ素子８０５の駆動に関するＲ信号、緑色半導体レーザ素子１０５の駆動に関するＧ信号および青色半導体レーザ素子１０６の駆動に関するＢ信号としての定常的な電圧が、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０の各レーザ素子に供給されるように制御される。これによって、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０の赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６は、実質的に同時に発振されるように構成されている。また、制御部８５０によってＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０の赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６の各々の光の強度を制御することによって、スクリーン８９０に投写される画素の色相や輝度などが制御されるように構成されている。これにより、制御部８５０によって所望の画像がスクリーン８９０に投写される。

このようにして、本発明の第１実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０が搭載されたプロジェクタ装置８００が構成されている。

（第９実施形態）
図２７、図２９および図３０を参照して、本発明の第９実施形態によるプロジェクタ装置９００の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置９００では、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０を構成する個々の半導体レーザ素子が時系列的に点灯される例について説明する。なお、プロジェクタ装置９００は、本発明の「光装置」の一例である。

本発明の第９実施形態によるプロジェクタ装置９００は、図２９に示すように、上記第８実施形態で用いたＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０と光学系９２０と、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０および光学系９２０を制御する制御部９５０とを備えている。これにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０からのレーザ光が、光学系９２０により変調された後、スクリーン９９０などに投影されるように構成されている。

また、光学系９２０において、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０から出射されたレーザ光は、それぞれ、レンズ９２２により平行光に変換された後、ライトパイプ９２４に入射される。

ライトパイプ９２４は内面が鏡面となっており、レーザ光は、ライトパイプ９２４の内面で反射を繰り返しながらライトパイプ９２４内を進行する。この際、ライトパイプ９２４内での多重反射作用によって、ライトパイプ９２４から出射される各色のレーザ光の強度分布が均一化される。また、ライトパイプ９２４から出射されたレーザ光は、リレー光学系９２５を介してデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）素子９２６に入射される。

ＤＭＤ素子９２６は、マトリクス状に配置された微小なミラー群からなる。また、ＤＭＤ素子９２６は、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ９８０に向かう第１の方向Ａと投写レンズ９８０から逸れる第２の方向Ｂとに切り替えることにより各画素の階調を表現（変調）する機能を有している。各画素位置に入射されるレーザ光のうち第１の方向Ａに反射された光（ＯＮ光）は、投写レンズ９８０に入射されて被投写面（スクリーン９９０）に投写される。また、ＤＭＤ素子９２６によって第２の方向Ｂに反射された光（ＯＦＦ光）は、投写レンズ９８０には入射されずに光吸収体９２７によって吸収される。

また、プロジェクタ装置９００では、制御部９５０によりパルス電源がＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０に供給されるように制御されることによって、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０の赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６は、時系列的に分割されて１素子ずつ周期的に駆動されるように構成されている。また、制御部９５０によって、光学系９２０のＤＭＤ素子９２６は、赤色半導体レーザ素子８０５、緑色半導体レーザ素子１０５および青色半導体レーザ素子１０６の駆動状態とそれぞれ同期しながら、各画素（Ｒ、ＧおよびＢ）の階調に合わせて光を変調するように構成されている。

具体的には、図３０に示すように、赤色半導体レーザ素子８０５（図２７参照）の駆動に関するＲ信号、緑色半導体レーザ素子１０５（図２７参照）の駆動に関するＧ信号、および青色半導体レーザ素子１０６（図２７参照）の駆動に関するＢ信号が、互いに重ならないように時系列的に分割された状態で、制御部９５０（図２９参照）によって、ＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０の各レーザ素子に供給される。また、このＢ信号、Ｇ信号およびＲ信号に同期して、制御部９５０からＢ画像信号、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号がそれぞれＤＭＤ素子９２６に出力される。

これにより、図３０に示したタイミングチャートにおけるＢ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子１０６の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子９２６により青色光が変調される。また、Ｂ信号の次に出力されるＧ信号に基づいて、緑色半導体レーザ素子１０５の緑色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｇ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子９２６により緑色光が変調される。さらに、Ｇ信号の次に出力されるＲ信号に基づいて、赤色半導体レーザ素子８０５の赤色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｒ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子９２６により赤色光が変調される。その後、Ｒ信号の次に出力されるＢ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子１０６の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、再度、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子９２６により青色光が変調される。上記の動作が繰り返されることによって、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号およびＲ画像信号に基づいたレーザ光照射による画像が、被投写面（スクリーン９９０）に投写される。

このようにして、本発明の第９実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置８１０が搭載されたプロジェクタ装置９００が構成されている。

なお、上述の第１〜第９実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態では、欠陥集中領域１２を（１１−２０）面に沿って形成したが、限られない。本発明では、欠陥集中領域１２を（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面（Ｈ、Ｋの少なくとも一方は０でない整数。以下同じ）に沿って形成してもよい。

また、上記第１〜第９実施形態では、欠陥集中領域１２は、貫通転位が面状に集合したものであってもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、欠陥集中領域１２が基板１０の凹部６０から下面１６に貫通していたが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体素子層２０からｎ側電極４５までの電流通路を横切って、電気抵抗の上昇を招く程度に欠陥集中領域１２が延びていればよく、欠陥集中領域１２の一部が基板１０の凹部６０から下面１６に貫通していなくてもよい。

また、上記第１〜第９実施形態の半導体レーザ素子では、基板１０の上面１５を非極性面である（１０−１０）面としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、欠陥集中領域１２が（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面に沿って形成される場合に、基板１０の上面１５は、［０００１］方向に沿った軸を中心に、［Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０］方向から［Ｋ、−Ｈ、Ｈ−Ｋ、０］方向に約３０°以上約６０°以下傾斜した非極性面であってもよい。たとえば、欠陥集中領域１２が、（１１−２０）面に沿って形成される場合、基板１０の上面１５は、［０００１］方向に沿った軸を中心に、［１１−２０］方向から［１−１００］方向に約３０°以上約６０°以下傾斜した（１０−１０）面から（２−１−１０）面の間の非極性面であってもよい。あるいは、欠陥集中領域１２が、（１−１００）面に沿って形成される場合、基板１０の上面１５は、［０００１］方向に沿った軸を中心に、［１−１００］方向から［１１−２０］方向に約３０°以上約６０°以下傾斜した（１０−１０）面から（２−１−１０）面の間の非極性面であってもよい。特に、基板１０の上面１５を非極性面とすることで、窒化物系半導体素子層に発生するピエゾ電場をほとんど０にすることができる。

また、上記第１〜第９実施形態の半導体レーザ素子では、基板１０の上面１５を非極性面である（１０−１０）面としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、欠陥集中領域１２が（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面に沿って形成される場合に、基板１０の上面１５は、［Ｋ、−Ｈ、Ｈ−Ｋ、０］方向に沿った軸を中心に、［Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０］方向から［０００１］方向に約３０°以上約７５°以下傾斜した面であってもよい。あるいは、欠陥集中領域１２が（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面に沿って形成される場合に、基板１０の上面１５は、［Ｋ、−Ｈ、Ｈ−Ｋ、０］方向に沿った軸を中心に、［Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０］方向から［０００−１］方向に約３０°以上約７５°以下傾斜した面であってもよい。

また、上記第１および第３実施形態の半導体レーザ素子では、凹部６０の底面６０ａと側面６０ｂとの両方に欠陥集中領域１２が現れていたが、本発明はこれに限られない。たとえば、図３１に示す第１変形例のように、凹部６０および６１の各々の底面６０ａおよび６１ａにのみ欠陥集中領域１２が現れていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態の半導体レーザ素子では、凹部６０および６１の形状が、矩形状の断面形状であったが、本発明はこれに限られない。たとえば、図３２に示す第２変形例のように、凹部６０および６１の各々の底面６０ａおよび６１ａから上面１５までの間に段差を有する階段状の形状であってもよい。

また、上記第１〜第３実施形態の半導体レーザ素子では、凹部６０および６１の形状が、矩形状の断面形状であったが、本発明はこれに限られない。たとえば、図３３に示す第３変形例および図３４に示す第４変形例のように、凹部６０および６１の各々の側面６０ｂおよび６１ｂが斜めに傾斜した面からなるメサ形状であってもよい。このとき、図３３で示す形状では、凹部６０および６１の各々の底面６０ａおよび６１ａと側面６０ｂおよび６１ｂとのなす角度は、鈍角であり、図３４で示す形状では、凹部６０および６１の底面６０ａおよび６１ａと側面６０ｂおよび６１ｂとのなす角度は、鋭角である。

また、上記第１〜第４実施形態の半導体レーザ素子では、凹部６０および６１の形状が、矩形状の断面形状であったが、本発明はこれに限られない。たとえば、図３５に示す第５変形例のように、凹部６０および６１の各々の底面６０ａおよび６１ａの一部に凸部６０ｄおよび６１ｄを有していてもよい。

また、上記第１〜第９実施形態の半導体レーザ素子では、素子層２０と非素子層４０とは、非素子層４０の薄い層４０ａで繋がっていたが、本発明はこれに限られない。本発明では、素子層２０と非素子層４０との間の薄い層４０ａが途中で切れ、素子層２０と非素子層４０が分断されていてもよい。

また、上記第１〜第９実施形態では、本発明の「窒化物系半導体素子」を半導体レーザ素子に適用した例について説明したが、上記第１および第２実施形態と同様の基板１０を用いて、ＬＥＤ素子や電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を形成してもよい。この場合、ノーマリーオフ化が必要な電源デバイスにおいて、活性層におけるクラックや欠陥に起因するリーク電流の発生を抑制することができる。

また、上記第５実施形態では、溝部８０の両側の内側面にそれぞれ沿った切断面（破線９６および９７）で基板１０１を分断することにより、凹部６０を含まない半導体レーザ素子５００を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図２１に示すように、溝部８０の一方の内側面に沿った切断面（破線９６または９７）で基板１０１を分断することにより、凹部６０を含む半導体レーザ素子を形成してもよい。この場合、溝部８０の内側面のうち、欠陥集中領域１２を含まない方の内側面に沿った切断面（破線９６）で基板１０１を分断することにより、欠陥集中領域１２で基板１０１が欠けることによる半導体レーザ素子の破損を抑制することができるので、歩留まりを向上させることができる。

１０ 基板
１２ 欠陥集中領域
１５ 上面（第１面）
１６ 下面（第２面）
２０ 半導体素子層
２４ 発光層（発光素子層）
４０ 非素子層
４５ ｎ側電極（電極）
５０ リッジ部（電流注入部）
６０、６１ 凹部
７０ 電流通路領域
７１ 非電流通路領域（他領域）
８０ 溝部
１００ ウェハ基板
６００ 光ピックアップ装置（光装置）
６２０、８２０、９２０ 光学系
７００ 光ディスク装置（光装置）
８００、９００ プロジェクタ装置（光装置）

Claims (8)

1. 窒化物系半導体からなる基板と、
   前記基板上に形成される窒化物系半導体からなる素子層と、
   前記素子層とは反対側の前記基板の表面に形成される電極とを備え、
   前記基板は、
   非極性面または半極性面からなる第１面と、
   前記第１面の反対側の面である第２面と、
   前記第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、前記第２面に貫通する欠陥集中領域と、
   前記素子層が形成された前記第１面と前記第２面とを有し、前記欠陥集中領域を境界として前記基板の他領域と分離されている電流通路領域とを含み、
   前記欠陥集中領域は、前記第１面上には露出しておらず、
   前記電極は、前記電流通路領域における前記第２面上に形成されている、窒化物系半導体素子。
2. 前記素子層は、電流注入部を含み、
   前記電流注入部の幅方向の中心は、前記電流通路領域における前記第２面の上方に位置している、請求項１に記載の窒化物系半導体素子。
3. 前記基板は、前記他領域として非電流通路領域をさらに含み、
   前記電極は、前記電流通路領域における前記第２面上から前記非電流通路領域における前記第２面上に亘って形成されている、請求項１または２に記載の窒化物系半導体素子。
4. 前記素子層は、電流注入部を含み、
   前記欠陥集中領域は、前記第２面に向かって、前記電流注入部に近づく方向に傾斜し、
   前記電流注入部の幅方向の中心は、前記第１面の幅方向の中心よりも、前記欠陥集中領域から離れる方向に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体素子。
5. 前記基板は、前記第１面の側端部側に形成される凹部をさらに含み、
   前記欠陥集中領域は、前記凹部から前記第２面へ貫通する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体素子。
6. 前記凹部の深さは、前記素子層の厚みよりも大きい、請求項５に記載の窒化物系半導体素子。
7. 窒化物系半導体からなる基板と、前記基板上に形成される窒化物系半導体からなる発光素子層と、前記発光素子層とは反対側の前記基板の表面に形成される電極とを含む窒化物系半導体素子と、
   前記窒化物系半導体素子の出射光を制御する光学系とを備え、
   前記基板は、
   非極性面または半極性面からなる第１面と、
   前記第１面の反対側の面である第２面と、
   前記第１面から前記第２面に向かって前記第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、前記第２面に貫通する欠陥集中領域と、
   前記発光素子層が形成された前記第１面と前記第２面とを有し、前記欠陥集中領域を境界として前記基板の他領域と分離されている電流通路領域とを有し、
   前記欠陥集中領域は、前記第１面上には露出しておらず、
   前記電極は、前記電流通路領域における前記第２面上に形成されている、光装置。
8. 非極性面または半極性面からなる第１面から、前記第１面の法線方向に対して傾いた方向に延びるとともに、前記第１面の反対側の面である第２面へ貫通する欠陥集中領域を有する窒化物系半導体からなるウェハ基板を形成する工程と、
   前記第１面上に窒化物系半導体からなる素子層を形成する工程と、
   前記ウェハ基板を複数の素子に分断する工程とを備え、
   前記分断する工程は、前記素子の前記第１面上に前記欠陥集中領域が露出しないように前記ウェハ基板を分断する工程を含む、窒化物系半導体素子の製造方法。

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