(57)【要約】【課題】偏光角が０度から外れることを抑制することができる２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに２波長半導体レーザアセンブリを提供する。【解決手段】第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂは、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０の幅方向において、交互に設けられているとともに、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて増加しており、もう一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて減少している２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハである。（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）【選択図】図１
2014060323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地基板と、
前記下地基板上に形成された第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層と、
を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハにおいて、
前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層が燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなり、
前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層は、前記２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの幅方向において、交互に設けられているとともに、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて増加しており、もう一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて減少していることを特徴とする２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ。
（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【請求項２】
サセプタに下地基板を載置する工程と、前記下地基板上に、燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなる第一エピタキシャル成長層を成長させる工程と、前記第一エピタキシャル成長層の一部をウエットエッチングして、前記下地基板の第一領域に第一半導体レーザ用化合物半導体層が形成されると共に、前記第一領域以外の領域の前記下地基板が露出されたプロセス基板を製造する工程と、前記プロセス基板上に、燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなる第二エピタキシャル成長層を成長させる工程と、前記第二エピタキシャル成長層の一部をウエットエッチングして、前記第一領域以外の第二領域に第二半導体レーザ用化合物半導体層が形成されると共に、前記第一及び第二領域以外の領域の前記下地基板が露出された２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハを製造する工程と、を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの製造方法において、
前記第一エピタキシャル成長層の成長時と前記第二エピタキシャル成長層の成長時に前記サセプタを一方向に流れる原料ガス流路に臨ませると共に、前記プロセス基板の形成後、下地基板の向きを第一エピタキシャル層成長開始時の向きから半回転させて再セッティングし、第二エピタキシャル成長層を成長させるとともに、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層は、幅方向に対して、交互に設けられ、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層の幅方向に対するインジウム組成が、一端から他端に向けて増加し、もう一方の化合物半導体層の幅方向に対するインジウム組成が、一端から他端に向けて減少するように成長させることを特徴とする２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの製造方法。
（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【請求項３】
下地基板と、前記下地基板上に形成された第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層と、を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハをチップ状に切断して得られた２波長半導体レーザと、前記２波長半導体レーザが張り付けられたサブマウントと、を備えた２波長半導体レーザアセンブリであって、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層の応力が、幅方向において一端から他端に向けて増加しており、もう一方の化合物半導体層の応力が、幅方向において一端から他端に向けて減少しているとともに、前記サブマウントから前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層にかかる応力の分布に相反するように前記２波長半導体レーザの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のインジウム組成が分布していることを特徴とする２波長半導体レーザアセンブリ。
（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに２波長半導体レーザアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報技術の多様化により、コンパクトディスク（ＣＤ）やディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の複数の光ディスクの読み書きに対応した光ディスクドライブが開発されている。この光ディスクドライブの小型化や低コスト化の要請に伴い、光ディスクドライブの主要部である光ピックアップの部品点数の削減や製造工程の簡素化が求められている。
【０００３】
そのため、従来は、ＣＤとＤＶＤとに対応した光ピックアップの光源として、ＣＤ用とＤＶＤ用とで別々の半導体レーザが用いられていたが、近年では、部品数の削減や製造工程の簡素化を図るべく、１つの下地基板上に２つの半導体レーザ用化合物半導体層が並置された２波長半導体レーザが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これら半導体レーザは、下地基板上に複数の半導体レーザ用化合物半導体層が集積された半導体レーザ用エピタキシャルウェハにダイシング加工等の機械加工を施して製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２９９３４号公報
【特許文献２】特開２００８−２１０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体レーザは、単波長半導体レーザであっても２波長半導体レーザであっても、実装時にははんだ等によりサブマウントに張り付けられるが、下地基板の材料とサブマウントの材料とが異なるため、これら材料の熱膨張係数差により半導体レーザ駆動時の温度上昇によって、応力等が半導体レーザ用化合物半導体層に加わることとなる。
【０００７】
単波長半導体レーザであれば、駆動時の温度上昇により応力が加わったとしても、図７（ａ）に示すように、レーザ光発振面側から見たときに、サブマウント７１、下地基板７２、及び半導体レーザ用化合物半導体層７３の中心軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が一致しているため、サブマウントから半導体レーザ用化合物半導体層７３に加わる応力は半導体レーザ用化合物半導体層の幅方向において均一である。ここで、幅方向とは、半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。
【０００８】
一方、２波長半導体レーザでは、図７（ｂ）に示すように、発振波長の異なる２つの半導体レーザ用化合物半導体層７３ａ、７３ｂが存在するため、レーザ光発振面側から見たときに、これらの中心軸Ｘ３とサブマウント７１及び下地基板７２それぞれの中心軸Ｘ１、Ｘ２が一致していないため、サブマウントから２つの半導体レーザ用化合物半導体層７３ａ、７３ｂにはそれぞれ幅方向において一端から他端に向けて増加又は減少した分布の応力（例えば、図２（ａ）（ｂ）のＦ１のように傾斜した応力分布）が加わってしまう。詳細については、後述する。
【０００９】
この場合、半導体レーザ用化合物半導体７３ａ、７３ｂのそれぞれにかかる応力が２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの幅方向に向かって傾斜しているため、半導体レーザ用化合物半導体層７３ａ、７３ｂから出射されるレーザ光の偏光角が０度からズレることになり、光ピックアップ時にデータの読み取り精度が低下する等の支障が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、２波長半導体レーザアセンブリの偏光角が０度から外れることを抑制することができる２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに２波長半導体レーザアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために創案された本発明は、下地基板と、前記下地基板上に形成された第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層と、を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハにおいて、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層が燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなり、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層は、前記２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの幅方向において、交互に設けられているとともに、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて増加しており、もう一方の化合物半導体層のインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて減少していることを特徴とする２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハである。（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【００１２】
また、本発明はサセプタに下地基板を載置する工程と、前記下地基板上に、燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなる第一エピタキシャル成長層を成長させる工程と、前記第一エピタキシャル成長層の一部をウエットエッチングして、前記下地基板の第一領域に第一半導体レーザ用化合物半導体層が形成されると共に、前記第一領域以外の領域の前記下地基板が露出されたプロセス基板を製造する工程と、前記プロセス基板上に、燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなる第二エピタキシャル成長層を成長させる工程と、前記第二エピタキシャル成長層の一部をウエットエッチングして、前記第一領域以外の第二領域に第二半導体レーザ用化合物半導体層が形成されると共に、前記第一及び第二領域以外の領域の前記下地基板が露出された２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハを製造する工程と、を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの製造方法において、前記第一エピタキシャル成長層の成長時と前記第二エピタキシャル成長層の成長時に前記サセプタを一方向に流れる原料ガス流路に臨ませると共に、前記プロセス基板の形成後、下地基板の向きを第一エピタキシャル層成長開始時の向きから半回転させて再セッティングし、第二エピタキシャル成長層を成長させるとともに、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層は、幅方向に対して、交互に設けられ、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層の幅方向に対するインジウム組成が、一端から他端に向けて増加し、もう一方の化合物半導体層の幅方向に対するインジウム組成が、一端から他端に向けて減少するように成長させることを特徴とする２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの製造方法である。（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【００１３】
また、本発明は下地基板と、前記下地基板上に形成された第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層と、を備えた２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハをチップ状に切断して得られた２波長半導体レーザと、前記２波長半導体レーザが張り付けられたサブマウントと、を備えた２波長半導体レーザアセンブリであって、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の一方の化合物半導体層の応力が、幅方向において一端から他端に向けて増加しており、もう一方の化合物半導体層の応力が、幅方向において一端から他端に向けて減少しているとともに、前記サブマウントから前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層にかかる応力の分布に相反するように前記２波長半導体レーザの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のインジウム組成が分布していることを特徴とする２波長半導体レーザアセンブリである。（ただし、前記幅方向とは、前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ光発振方向と前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層の成長方向に対して垂直な方向を示す。）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２波長半導体レーザアセンブリの偏光角が０度から外れることを抑制することができる２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに２波長半導体レーザアセンブリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの加工例を示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は２波長半導体レーザアセンブリのサブマウントから第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層に加わる応力を相殺又は低減するメカニズムを説明する図である。
【図３】２波長半導体レーザの製造方法を示す図である。
【図４】化合物半導体層のインジウム組成分布を傾斜させる方法を説明する図である。
【図５】第一半導体レーザ用化合物半導体層と第二半導体レーザ用化合物半導体層におけるインジウム組成分布を傾斜させる方法を説明する図である。
【図６】本発明に係る２波長半導体レーザの第一半導体レーザ用化合物半導体層と第二半導体レーザ用化合物半導体層におけるインジウム組成分布を示す図である。
【図７】２波長半導体レーザに固有の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
（本発明の作用の概要）
前述したように、サブマウント上に下地基板、及び２つの半導体レーザ用化合物半導体層を載置した際には、半導体レーザ用化合物半導体層７３ａ、７３ｂそれぞれに、幅方向において化合物半導体層の一端から他端に向けて増加又は減少した分布の応力をサブマウントから受けることになる。
【００１８】
本発明では、サブマウント上に貼り付ける前の２つの半導体レーザ用化合物半導体層に、サブマウントからかかる応力と相反する応力を２つの半導体レーザ用化合物半導体層に予め持たせておくことにより、下地基板及び２波長半導体レーザ用化合物半導体層をサブマウントに貼り付けたときに、サブマウントから２つの半導体レーザ用化合物半導体層に加わる応力を相殺又は低減し、偏光角が０度から外れることを抑制したものである。
【００１９】
（サブマウントから２つの化合物半導体層にかかる応力の説明）
まず、２波長半導体レーザ用アセンブリのサブマウントから２つの半導体レーザ用化合物半導体層にかかる応力について図２を用いて説明する。
【００２０】
図２のような２波長半導体レーザ用アセンブリは、サブマウント２２と下地基板２１、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂを構成する材料が異なる為、駆動した際の熱により、サブマウント２２から第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体１２ａ、１２ｂにＦ１（実線部分）のような応力がかかる。つまり、２波長半導体レーザ用アセンブリの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかる応力は幅方向に対して一端から他端へ増加又は減少した分布をもつことになる。これらのサブマウント２２から第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかる応力をＦ１とする。
【００２１】
より詳しくは、図２の（ａ）に示すように、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向に対して一端から他端へ増加した分布の応力がかかり、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向に対して一端から他端へ減少した分布の応力がかかる場合や、図２の（ｂ）に示すように、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向に対して一端から他端へ減少した分布の応力がかかり、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向に対して一端から他端へ増加した分布の応力がかかる場合がある。
【００２２】
本発明を完成させるに当たり、鋭意検討を重ねた結果、２波長半導体レーザアセンブリ２３のサブマウント２２から第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかる応力Ｆ１が幅方向において不均一であると、２波長半導体レーザアセンブリ２３の偏光角のズレが変化することから、２つの半導体レーザ用化合物半導体層をサブマウント２２に貼り付ける前に、予め第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにサブマウント２２からの応力Ｆ１に相反するような応力分布をもたせることで、２波長半導体レーザアセンブリ２３の偏光角ズレを抑制できる、という知見に至った。
【００２３】
具体的には、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにおけるインジウム（Ｉｎ）組成分布（Δθ分布）を変化させてＩｎ組成を応力Ｆ１に相反するように分布（Ｆ２、Ｆ３）させることで、応力Ｆ１を相殺または減少することが可能であることがわかった。
【００２４】
これらの知見に基づいて想到した、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ組成分布（Δθ分布）を調整する手法は以下の通りである。
【００２５】
先ず、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂは、燐化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＰ）又は燐化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）からなる化合物半導体層（後述する第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５、並びに第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９がこれに当たる）を含むと良い。
【００２６】
そして、この第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂが燐化ガリウムインジウム又は燐化アルミニウムガリウムインジウムからなり、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０の幅方向において交互に設けられた第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの幅方向のＩｎ組成分布は、それぞれ第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向に対して一端から他端へ増加又は減少した分布とし、その隣に位置する第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向に対して一端から他端へ減少又は増加した分布とし、且つ、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの応力Ｆ１に相反するように傾斜した分布とすることが好ましい。
【００２７】
これらにより、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの幅方向のＩｎ組成分布（Ｆ２、Ｆ３）をもたせることで、後にサブマウント２２からうける応力Ｆ１を相殺または減少させるように形成することができる。
【００２８】
本実施の形態では、下地基板１１として、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）基板を用い、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂとして、ＣＤ用半導体レーザ用化合物半導体層とＤＶＤ用半導体レーザ用化合物半導体層を形成した例を示す。
【００２９】
第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａは、ＣＤ用半導体レーザ用化合物半導体層であり、下地基板１１上に形成されたｎ型の燐化アルミニウムガリウムインジウム（ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ）からなる第一ＣＤ用クラッド層１３と、第一ＣＤ用クラッド層１３上に形成された砒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）からなる多重量子井戸（ＭＱＷ）構造のＣＤ用活性層１４と、ＣＤ用活性層１４上に形成されたｐ型の燐化アルミニウムガリウムインジウム（ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ）からなる第二ＣＤ用クラッド層１５と、第二ＣＤ用クラッド層１５上に形成されたｐ型の砒化ガリウム（ｐ−ＧａＡｓ）からなるＣＤ用コンタクト層１６と、を含む。
【００３０】
第一ＣＤ用クラッド層１３、ＣＤ用活性層１４、及び第二ＣＤ用クラッド層１５は、ＣＤ用半導体レーザ用化合物半導体層を構成する要部であり、ｎ型とｐ型の第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５でＣＤ用活性層１４を挟み、ダブルヘテロ構造とすることで高い発光効率を得るようになっている。第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５は、共に同じ材料で構成されているが、ドーピングの有無や種類によりｎ型又はｐ型とされる。
【００３１】
ＣＤ用コンタクト層１６は、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａと電極とを接続するためのものである。
【００３２】
第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂは、ＤＶＤ用半導体レーザ用化合物半導体層であり、下地基板１１上に形成されたｎ−ＡｌＧａＩｎＰからなる第一ＤＶＤ用クラッド層１７と、第一ＤＶＤ用クラッド層１７上に形成されたＧａＩｎＰからなるＭＱＷ構造のＤＶＤ用活性層１８と、ＤＶＤ用活性層１８上に形成されたｐ−ＡｌＧａＩｎＰからなる第二ＤＶＤ用クラッド層１９と、第二ＤＶＤ用クラッド層１９上に形成されたｐ−ＧａＡｓからなるＤＶＤ用コンタクト層２０と、を含む。
【００３３】
第一ＤＶＤ用クラッド層１７、ＤＶＤ用活性層１８、及び第二ＤＶＤ用クラッド層１９は、ＤＶＤ用半導体レーザ用化合物半導体層を構成する要部であり、ｎ型とｐ型の第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９でＤＶＤ用活性層１８を挟み、ダブルヘテロ構造とすることで高い発光効率を得るようになっている。第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９は、共に同じ材料で構成されているが、ドーピングの有無や種類によりｎ型又はｐ型とされる。
【００３４】
ＤＶＤ用コンタクト層２０は、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂと電極とを接続するためのものである。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０にダイシング加工等の機械加工を施して２波長半導体レーザ２１とし、これをサブマウント２２に張り付けた場合には、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにはラインＦ１で示すような応力分布の一部（実線部）が加わると考えられる。
【００３６】
この応力Ｆ１を相殺又は低減するためには、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの応力分布を、それぞれラインＦ２、Ｆ３で示すような応力分布とする必要があり、そのためにＦ２、Ｆ３で示すようなＩｎ組成分布をもたせる。
【００３７】
図２（ａ）の場合でいうと、ラインＦ１で示した応力分布は、それぞれ第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａと第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂは幅方向において、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの化合物半導体層の一端から他端に向けて増加した分布の応力を、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの化合物半導体層の一端から他端に向けて減少した分布の応力をサブマウントから受けることから、これに即して第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ組成分布（Ｆ２、Ｆ３）を規定した。
【００３８】
これにより、２波長半導体レーザ２１をサブマウント２２に張り付けた場合に、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの持つ応力（Ｆ２、Ｆ３）で第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂに加わる応力（Ｆ１）を相殺又は低減することができるのである。
【００３９】
下地基板１１と第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５、並びに第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９の格子定数に大きな差があると転位が発生するのであるが、転位が発生しない程度に歪みを入れることで、第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５、並びに第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９に圧縮歪みや膨張歪みが入ることになる。これによって、下地基板１１から第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５、並びに第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９が受ける応力（Ｆ２、Ｆ３）が変わることになり、サブマウントから第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂに加わる応力（Ｆ１）に相反する手段となるのである。
【００４０】
なお、サブマウントから第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂに加わる応力（Ｆ１）は、図２（ａ）（ｂ）に示すような応力分布を有していることから、これに合わせて第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａにおけるＩｎ組成分布と第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂにおけるＩｎ組成分布とが相反した分布となっていることが好ましい。
【００４１】
これを実現するためには、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａにおけるＩｎ組成分布と第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂにおけるＩｎ組成分布とが幅方向において、化合物半導体層の一端から他端に向けて増加又は減少したＩｎ組成分布をもつようになっている必要がある。
【００４２】
例えば、図２の（ａ）に示すように、サブマウントから受ける応力が、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向において一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ増加する傾斜をもち、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向において一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ減少する分布Ｆ１である場合には、２波長半導体レーザアセンブリの幅方向に対して、左側に位置する第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａのＩｎ組成は、一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ減少した分布をもたせ、右側に位置する第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂのＩｎ組成は、一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ増加した分布をもたせるように成長及び載置させると良い。
【００４３】
サブマウントからの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかる応力を、２波長半導体レーザアセンブリに貼り付ける２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハのＩｎ組成によって、相殺または低減するためには、２波長半導体レーザアセンブリを作製する際に、想定されるサブマウントからの応力に応じて、貼り付ける第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ組成分布がサブマウントからの応力を相殺または低減されるようにサブマウントに載置する必要がある。
【００４４】
図２の（ａ）のように、サブマウントの幅方向において、左側に位置する化合物半導体層を、Ｉｎ組成が一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ減少した傾斜をもつ第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａとし、右側に位置する化合物半導体層を、Ｉｎ組成が一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ増加した傾斜をもつ第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂとするためには、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハをダイシングする際に、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａがサブマウントの幅方向において左側にくるように、印を付したマスクを施す等して、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの左右のペアを適宜選定して下地基板１１を切断し、その後サブマウントに２波長半導体レーザ２１を貼り付けると良い。
【００４５】
あるいは、図２の（ｂ）に示すように、サブマウントから受ける応力が、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向において一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ減少する傾斜をもち、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向において一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ増加する分布Ｆ１である場合には、２波長半導体レーザアセンブリの幅方向に対して、左側に位置する第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂのＩｎ組成は、一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ増加した分布をもたせ、右側に位置する第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａのＩｎ組成は、一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ減少した分布をもたせるように成長及び載置させると良い。
【００４６】
この場合には、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハをダイシングする際に、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂがサブマウントの幅方向において左側にくるように、印を付したマスクを施す等して、第二及び第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂ、１２ａの左右のペアを適宜選定して下地基板１１を切断し（つまり図２（ａ）とは第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの左右のペアが入れ替わることになる）、その後サブマウントに２波長半導体レーザ２１を貼り付けると良い。
【００４７】
このダイシング時の第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの左右ペアの選定により、サブマウントから第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかる応力に相反するような、Ｉｎ組成分布をもつ第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂを載置することができる。
【００４８】
ここで、応力分布及びＩｎ組成分布の測定方法について説明する。
【００４９】
応力分布は、例えば、化合物半導体層に対する光弾性測定やひずみ解析等によって測定することができる。光弾性測定では、化合物半導体層を透過した光の位相の複屈折によるズレ量を測定し、位相のズレ量の相関から応力分布を求められる。また、ひずみ解析では化合物半導体層にひずみゲージを張り付けた状態で、ひずみを矯正し、矯正の際の化合物半導体層からの抵抗値をひずみゲージで測定することで、応力分布を得られる。
【００５０】
Ｉｎ組成分布は、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハの幅方向で複数個所測定したΔθの分布であり、Δθは、ＸＲＤ（Ｘ-ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定による下地基板と第一または第二半導体レーザ用化合物半導体層の回析角の差で算出される。
【００５１】
この２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０の製造方法は、図３に示すように、サセプタに下地基板１１を載置する工程と、下地基板１１上に、ＧａＩｎＰ又はＡｌＧａＩｎＰを有する第一エピタキシャル成長層３１ａを成長させる工程と、第一エピタキシャル成長層３１ａの一部をウエットエッチングして、下地基板１１の第一領域３２ａに第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａが形成されると共に、第一領域３２ａ以外の領域３３の下地基板１１が露出されたプロセス基板３４を製造する工程と、プロセス基板３４上に、ＧａＩｎＰ又はＡｌＧａＩｎＰを有する第二エピタキシャル成長層３１ｂを成長させる工程と、第二エピタキシャル成長層３１ｂの一部をウエットエッチングして、第一領域３２ａ以外の第二領域３２ｂに第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂが形成されると共に、第一及び第二領域３２ａ、３２ｂ以外の領域３５の下地基板１１が露出された２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０を製造する工程と、を備え、第一エピタキシャル成長層３１ａの成長時と第二エピタキシャル成長層３１ｂの成長時にサセプタを一方向に流れる原料ガス流路に臨ませると共に、プロセス基板３４の形成後、下地基板１１の向きを第一エピタキシャル層３１ａ成長開始時の向きから半回転させて再セッティングし、第二エピタキシャル成長層３１ｂを成長させることで、第一及び第二化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ組成が幅方向において一端から他端に向けて増加又は減少するように成長させる。
【００５２】
サセプタに下地基板１１を載置する工程では、サセプタの中心方向に対して垂直な方向が後に形成される前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層のレーザ発振方向となるように、下地基板を載置する。
【００５３】
第一エピタキシャル成長層３１ａを成長させる工程では、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により、第一ＣＤ用クラッド層１３となる第一層３６と、ＣＤ用活性層１４となる第二層３７と、第二ＣＤ用クラッド層１５となる第三層３８と、ＣＤ用コンタクト層１６となる第四層３９と、を順次成長させる。
【００５４】
このとき、図４に示すような有機金属気相成長装置（ＭＯＶＰＥ装置）５０を用いて第一エピタキシャル成長層３１ａを成長させる。ＭＯＶＰＥ装置５０は、原料ガスを供給すると共に一方向に流れる原料ガス流路５１と、載置した複数の下地基板１１を原料ガス流路５１に臨ませて配置する公転自在なサセプタ５２と、を主に備える。なお、下地基板１１は自公転しない。
【００５５】
ＭＯＶＰＥ装置５０（公転炉）では、原料ガス流路５１がサセプタ５２の上流側から下流側に一方向に流れるため、第一エピタキシャル成長層３１ａのいずれかの層の成長に供された後にサセプタ５２の下流側を流れる原料ガス濃度は、上流側を流れる原料ガス濃度よりも低くなる。特に、Ｉｎはその濃度が薄くなり易いため、Ｉｎ組成分布は傾斜した分布になり易い。
【００５６】
通常は、上流側と下流側とで原料ガス濃度が変化すると均一な組成比で層を成長させることができなくなるが、本発明では、これを利用して第一及び第二ＣＤ用クラッド層１３、１５、並びに第一及び第二ＤＶＤ用クラッド層１７、１９のＩｎ組成分布を、図２（ａ）の場合において、第一化合物半導体層１２ａのＩｎ組成が幅方向において一端から他端に向けて減少しており、第二化合物半導体層１２ｂのＩｎ組成が、幅方向において一端から他端に向けて増加している、即ち片流れの（傾斜した）分布となるようにした。
【００５７】
第一エピタキシャル成長層３１ａを成長させ、第二領域３２ａまでウエットエッチングして、プロセス基板３４を形成した後の第二エピタキシャル成長層３１ｂを成長させる工程では、第一エピタキシャル成長層３１ａと同様にＭＯＶＰＥ法により、第一ＤＶＤ用クラッド層１７となる第五層４０と、ＤＶＤ用活性層１８となる第六層４１と、第二ＤＶＤ用クラッド層１９となる第七層４２と、ＤＶＤ用コンタクト層２０となる第八層４３と、を順次成長させる。
【００５８】
このとき、第一エピタキシャル成長層３１ａと同様にＭＯＶＰＥ装置５０を用いて第二エピタキシャル成長層３１ｂを成長させるのであるが、プロセス基板３４の形成後、図５に示すように、第一エピタキシャル成長層３１ａの成長時とは下地基板１１の向きを、第一エピタキシャル成長層３１ａの成長開始時の向きから半回転させて再セッティングし、第二エピタキシャル成長層３１ｂを成長させる。
【００５９】
これにより、第一化合物半導体層１２ａのインジウム組成が幅方向において一端から他端に向けて減少しており、第二化合物半導体層１２ｂのインジウム組成が、幅方向において一端から他端に向けて増加した分布となり、その結果として、サブマウントから第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａと第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂにかかる応力と相反した分布となる。
【００６０】
なお、Ｉｎ組成分布の傾斜を調整するには、成長時におけるヒータ温度や原料流量等の条件を適宜変更すれば良い。
【００６１】
実際の２波長半導体レーザ２１の第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにおけるＩｎ組成分布（Δθ分布）を図６に示す。前述したようにＸＲＤ測定装置を用いて測定した。ここでは、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの幅方向を測定方向とした。
【００６２】
図６を見ると、想定した通りに、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａにおけるＩｎ組成分布と第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂにおけるＩｎ組成分布とが一端から他端に向けて増加又は減少した分布となっていることが分かる。
【００６３】
このようにして製造された２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０にダイシング加工等の機械加工を施すと２波長半導体レーザ２１が得られる。そして、この２波長半導体レーザ２１をサブマウント２２上に張り付けると、図２に（ａ）示すような２波長半導体レーザアセンブリ２３となる。
【００６４】
つまり、２波長半導体レーザアセンブリ２３は、２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ１０をチップ状に切断して得られた２波長半導体レーザ２１と、２波長半導体レーザ２１が張り付けられたサブマウント２２と、を備え、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向において応力分布が一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ増加する傾斜をもち、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向において一端（図２（ａ）の左側）から他端（図２（ａ）の右側）へ減少した応力が、前記サブマウント２２から前記第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂにかかるとともに、この応力分布に相反するように前記２波長半導体レーザの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ組成が一端から他端に向けて増加又は減少した分布をもつことを特徴とする。
【００６５】
これにより、２波長半導体レーザ２１の第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂがそれぞれ持つ応力分布により、サブマウント２２から第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂの幅方向にかかる応力を相殺又は低減することができる。また、これらの第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層を用いて形成された２波長半導体レーザアセンブリの偏光角を測定したところ、偏光角にズレが生じていないことが確認された。
【００６６】
なお、本実施例においては、図２（ａ）場合について説明したが、図２の（ｂ）に示すように、サブマウントから受ける応力が、第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ｂの幅方向において一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ減少する傾斜をもち、第一半導体レーザ用化合物半導体層１２ａの幅方向において一端（図２（ｂ）の左側）から他端（図２（ｂ）の右側）へ増加する分布Ｆ１である場合もある。その場合には、本発明の製造方法を応用し（ダイシング時の選定ペアを変更する等）、第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層１２ａ、１２ｂのＩｎ分布を、それぞれ図２（ｂ）のラインＦ２、Ｆ３で示すようなＩｎ組成分布とすることで、サブマウントから第一及び第二半導体レーザ用化合物半導体層が受ける応力を相殺又は低減することができる。
【００６７】
以上のように、本発明によれば、偏光角が０度から外れることを抑制することができる２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに２波長半導体レーザアセンブリを提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  ２波長半導体レーザ用エピタキシャルウェハ
１１  下地基板
１２ａ  第一半導体レーザ用化合物半導体層
１２ｂ  第二半導体レーザ用化合物半導体層
１３  第一ＣＤ用クラッド層
１４  ＣＤ用活性層
１５  第二ＣＤ用クラッド層
１６  ＣＤ用コンタクト層
１７  第一ＤＶＤ用クラッド層
１８  ＤＶＤ用活性層
１９  第二ＤＶＤ用クラッド層
２０  ＤＶＤ用コンタクト層
２１  ２波長半導体レーザ
２２  サブマウント
２３  ２波長半導体レーザアセンブリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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