(57)【要約】【課題】出力波長が互いに異なる複数の半導体レーザ構造の光軸を精度よく合わせることができる半導体レーザ集積素子及びその作製方法を提供する。【解決手段】半導体レーザ集積素子１は、主面１１ａ及び裏面１１ｂを有する窒化ガリウム系半導体基板１１と、主面１１ａ上に設けられ、一対の共振端面１０ａ，１０ｂを有する光共振器１０と、裏面１１ｂ上に設けられ、一対の共振端面５０ａ，５０ｂを有する光共振器５０とを備える。主面１１ａ及び裏面１１ｂと、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角は４５°以上１３５°以下であり、光共振器１０は、主面１１ａ上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む活性層１７を有しており、光共振器５０は、裏面１１ｂ上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む活性層５７を有している。活性層１７，５７の発光波長のピーク波長は互いに異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面及び前記主面に沿った裏面を有する窒化ガリウム系半導体基板と、
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面上に設けられ、一対の共振端面を有する第１の光共振器と、
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面上に設けられ、一対の共振端面を有する第２の光共振器と
を備え、
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面と、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下であり、
前記第１の光共振器は、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む第１の活性層を有しており、
前記第２の光共振器は、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む第２の活性層を有しており、
前記第１の活性層の発光波長のピーク波長と、前記第２の活性層の発光波長のピーク波長とが互いに異なることを特徴とする、半導体レーザ集積素子。
【請求項２】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ｍ軸方向に６３°以上８０°以下又は１００°以上１１７°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項３】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面であり、
前記第２の活性層のインジウム組成が、前記第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項４】
前記第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、前記第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする、請求項３に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項５】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ａ軸方向に５９°以上８０°以下又は１００°以上１２１°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項６】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面であり、
前記第２の活性層のインジウム組成が、前記第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴とする、請求項１または５に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項７】
前記第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、前記第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする、請求項６に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項８】
前記第１及び第２の光共振器の光導波方向が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を前記主面及び前記裏面に投影した方向に沿って延びていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項９】
窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面の法線方向から見て、前記第１の光共振器の光導波方向と前記第２の光共振器の光導波方向とが互いに成す角は２°以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体レーザ集積素子。
【請求項１０】
主面及び前記主面に沿った裏面を有し、前記主面及び前記裏面と窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下である窒化ガリウム系半導体基板の前記主面上に、インジウムを含む第１の活性層を有する第１の半導体積層部をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第１の半導体積層部上に保護膜を形成する工程と、
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面上に、インジウムを含む第２の活性層を有する第２の半導体積層部をエピタキシャル成長させる工程と、
前記保護膜を除去したのち、前記第１の半導体積層部に第１の光導波路構造を形成するとともに、前記第２の半導体積層部に第２の光導波路構造を形成する工程と、
前記窒化ガリウム系半導体基板を劈開して、前記第１の光導波路構造と一対の共振端面とを有する第１の光共振器、及び前記第２の光導波路構造と一対の共振端面とを有する第２の光共振器を形成する工程と
を備え、
前記第１の活性層の発光波長と、前記第２の活性層の発光波長とが互いに異なることを特徴とする、半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１１】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ｍ軸方向に６３°以上８０°以下又は１００°以上１１７°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１２】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面であり、
前記第２の活性層のインジウム組成が、前記第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１３】
前記第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、前記第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする、請求項１２に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１４】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ａ軸方向に５９°以上８０°以下又は１００°以上１２１°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１５】
前記窒化ガリウム系半導体基板の前記主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、前記窒化ガリウム系半導体基板の前記裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面であり、
前記第２の活性層のインジウム組成が、前記第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴とする、請求項１０または１４に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１６】
前記第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、前記第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする、請求項１５に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２の光導波路構造を形成する工程において、前記第１及び第２の光導波路構造の光導波方向が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を前記主面及び前記裏面に投影した方向に沿って延びるように前記第１及び第２の光導波路構造を形成することを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の光導波路構造を形成する工程において、窒化ガリウム系半導体基板の前記主面及び前記裏面の法線方向から見て、前記第１の光導波路構造の光導波方向と前記第２の光導波路構造の光導波方向とが互いに成す角を２°以下とすることを特徴とする、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の半導体レーザ集積素子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ集積素子及びその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、青色、緑色、赤色等の各波長のうち、少なくとも２波長の発振波長を有するレーザ発光装置が記載されている。この特許文献１に記載されたレーザ発光装置は、非極性面または半極性面を結晶成長の主面とするＧａＮ系半導体レーザダイオードと、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体レーザダイオードとを備えており、これらの半導体レーザダイオードが支持基板上にボンディングされて実装されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ＧａＮ基板と、ＧａＮ基板上での結晶成長により形成された第１のレーザ構造部と、当該ＧａＮ基板とは異なる基板上での結晶成長により形成された後に上記ＧａＮ基板上に実装された一又は複数の第２のレーザ構造部とを備える多波長レーザが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８８５２７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、緑色の発振波長を有する半導体レーザが実用化されつつあることに伴い、青色、緑色、及び赤色といった互いに異なる出力波長を有する複数の半導体レーザ構造を一つの素子に集積させる方式が研究されている。例えば、特許文献１や特許文献２に記載された方式では、まず互いに出力波長が異なる複数の半導体レーザ素子を個別に形成し、これらの半導体レーザ素子を一つの基板上に実装することで集積化を図っている。しかしながら、このような方式では、複数の微細な半導体レーザ素子を、互いの光軸を合わせながら一つの基板上に実装することが極めて難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、出力波長が互いに異なる複数の半導体レーザ構造の光軸を精度よく合わせることができる半導体レーザ集積素子及びその作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明による半導体レーザ集積素子は、主面及び主面に沿った裏面を有する窒化ガリウム系半導体基板と、窒化ガリウム系半導体基板の主面上に設けられ、一対の共振端面を有する第１の光共振器と、窒化ガリウム系半導体基板の裏面上に設けられ、一対の共振端面を有する第２の光共振器とを備え、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面と、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下であり、第１の光共振器は、窒化ガリウム系半導体基板の主面上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む第１の活性層を有しており、第２の光共振器は、窒化ガリウム系半導体基板の裏面上にエピタキシャル成長されたインジウムを含む第２の活性層を有しており、第１の活性層の発光波長のピーク波長と、第２の活性層の発光波長のピーク波長とが互いに異なることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による半導体レーザ集積素子の作製方法は、主面及び主面に沿った裏面を有し、主面及び裏面と窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下である窒化ガリウム系半導体基板の主面上に、インジウムを含む第１の活性層を有する第１の半導体積層部をエピタキシャル成長させる工程と、第１の半導体積層部上に保護膜を形成する工程と、窒化ガリウム系半導体基板の裏面上に、インジウムを含む第２の活性層を有する第２の半導体積層部をエピタキシャル成長させる工程と、保護膜を除去したのち、第１の半導体積層部に第１の光導波路構造を形成するとともに、第２の半導体積層部に第２の光導波路構造を形成する工程と、窒化ガリウム系半導体基板を劈開して、第１の光導波路構造と一対の共振端面とを有する第１の光共振器、及び第２の光導波路構造と一対の共振端面とを有する第２の光共振器を形成する工程とを備え、第１の活性層の発光波長と、第２の活性層の発光波長とが互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
上記半導体レーザ集積素子及びその作製方法においては、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面のそれぞれに、光共振器が設けられる。主面及び裏面と窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下であり、主面及び裏面は非極性面（半極性面または無極性面）である為、これらの面上にインジウムを含むIII−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を成長させることで、結晶構造の歪みに起因するピエゾ電界を低減し、発光効率を高めることができる。
【００１０】
また、上記半導体レーザ集積素子及びその作製方法では、一枚の窒化ガリウム系半導体基板の主面上及び裏面上に活性層が設けられるが、この場合、主面及び裏面のそれぞれにおいて活性層等を結晶成長させ、通常の半導体プロセスを用いて半導体レーザ構造を形成することが可能である。したがって、別基板上に成長させた半導体レーザ素子を実装する従来のものと比較して、半導体レーザ構造同士の位置合わせを精度良く行うことができる。また、第１の活性層の発光波長のピーク波長と、第２の活性層の発光波長のピーク波長とが互いに異なるので、これらの半導体レーザ構造の出力波長を互いに異ならせることができる。すなわち、上記半導体レーザ集積素子及びその作製方法によれば、出力波長が互いに異なる複数の半導体レーザ構造の光軸を精度よく合わせることができる。
【００１１】
また、半導体レーザ集積素子及びその作製方法は、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ｍ軸方向に６３°以上８０°以下又は１００°以上１１７°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることが好ましい。
【００１２】
また、半導体レーザ集積素子及びその作製方法は、窒化ガリウム系半導体基板の主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、窒化ガリウム系半導体基板の裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面であり、第２の活性層のインジウム組成が、第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴としてもよい。窒化ガリウム系半導体基板の主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面である場合、裏面となる｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面の方が主面よりインジウムの取り込み度合いが高い。したがって、裏面上の第２の活性層のインジウム組成を主面上の第１の活性層のインジウム組成より大きくすることで、発光波長のピーク波長が互いに異なる第１及び第２の活性層を好適に得ることができる。
【００１３】
そして、例えば第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることによって、青色のレーザ光、及び緑色のレーザ光を出力できる半導体レーザ集積素子を得ることができる。
【００１４】
また、半導体レーザ集積素子及びその作製方法は、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対し、ａ軸方向に５９°以上８０°以下又は１００°以上１２１°以下の範囲内で傾斜した半極性面であることが好ましい。
【００１５】
また、半導体レーザ集積素子及びその作製方法は、窒化ガリウム系半導体基板の主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であり、窒化ガリウム系半導体基板の裏面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面であり、第２の活性層のインジウム組成が、第１の活性層のインジウム組成より大きいことを特徴としてもよい。窒化ガリウム系半導体基板の主面が窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面である場合、裏面となる｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面の方が主面よりインジウムの取り込み度合いが高い。したがって、裏面上の第２の活性層のインジウム組成を主面上の第１の活性層のインジウム組成より大きくすることで、発光波長のピーク波長が互いに異なる第１及び第２の活性層を好適に得ることができる。
【００１６】
そして、例えば第１の活性層の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、第２の活性層の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることによって、青色のレーザ光、及び緑色のレーザ光を出力できる半導体レーザ集積素子を得ることができる。
【００１７】
また、半導体レーザ集積素子は、第１及び第２の光共振器の光導波方向が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を主面及び裏面に投影した方向に沿って延びていることが好ましい。同様に、半導体レーザ集積素子の作製方法は、第１及び第２の光導波路構造を形成する工程において、第１及び第２の光導波路構造の光導波方向が、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を主面及び裏面に投影した方向に沿って延びるように第１及び第２の光導波路構造を形成することが好ましい。
【００１８】
また、半導体レーザ集積素子は、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面の法線方向から見て、第１の光共振器の光導波方向と第２の光共振器の光導波方向とが互いに成す角は２°以下であることを特徴としてもよい。同様に、半導体レーザ集積素子の作製方法は、第１及び第２の光導波路構造を形成する工程において、窒化ガリウム系半導体基板の主面及び裏面の法線方向から見て、第１の光導波路構造の光導波方向と第２の光導波路構造の光導波方向とが互いに成す角を２°以下とすることを特徴としてもよい。上述した本発明による半導体レーザ集積素子及びその作製方法によれば、このように複数の半導体レーザ構造の光軸が精度よく合わせられた半導体レーザ集積素子を提供できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による半導体レーザ集積素子及びその作製方法によれば、出力波長が互いに異なる複数の半導体レーザ構造の光軸を精度よく合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による半導体レーザ集積素子の一実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示された半導体レーザ集積素子１のII−II線に沿った側断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図９】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図１０】図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）図１に示された半導体レーザ集積素子１の作製工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明による半導体レーザ集積素子及びその作製方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ集積素子の構造を概略的に示す図面である。図１，図２を参照しながら、４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下の波長のレーザ光、及び５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下の波長のレーザ光をそれぞれ出力する複数の半導体レーザ構造を備える半導体レーザ集積素子１を説明する。
【００２３】
半導体レーザ集積素子１は、窒化ガリウム系半導体基板１１を備える。窒化ガリウム系半導体基板１１は窒化ガリウム系半導体ＩｎＳＡｌＴＧａ１−Ｓ−ＴＮ（０≦Ｓ＜１、０≦Ｔ＜１、０≦Ｓ＋Ｔ＜１）からなり、例えばＧａＮ等からなることができる。窒化ガリウム系半導体基板１１は、主面１１ａ、及び主面１１ａに沿った裏面１１ｂを有する。主面１１ａ及び裏面１１ｂは、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対して傾斜している。
【００２４】
図２に示されるように、この主面１１ａ及び裏面１１ｂの傾斜角は、法線軸Ｎｘを示す法線ベクトルＮＶ１（主面１１ａ）及びＮＶ２（裏面１１ｂ）と、ｃ軸方向を示すｃ軸ベクトルＶＣとの成す角度α１，α２によって規定される。これらの角度α１，α２は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸に直交する基準平面Ｒｘ（すなわち｛０００１｝面又は｛０００−１｝面）に対して４５°以上１３５°以下の範囲内にあることができる。窒化ガリウム系半導体基板１１は例えばＧａＮであることができ、この角度範囲によればＧａＮの非極性（半極性または無極性）の性質を提供できる。
【００２５】
さらに、主面１１ａ及び裏面１１ｂは、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面に対してｍ軸又はａ軸の方向に傾斜していることが好ましい。ｍ軸の方向に傾斜している場合、傾斜角α１及びα２は６３°以上８０°以下又は１００°以上１１７°以下の範囲内にあることが好ましい。また、ａ軸の方向に傾斜している場合、傾斜角α１及びα２は５９°以上８０°以下又は１００°以上１２１°以下の範囲内にあることが好ましい。主面１１ａ及び裏面１１ｂが半極性面となるこれらの角度範囲によれば、５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下といった長波長の光を発生するための活性層に好適なインジウム組成のＩｎＧａＮ層を提供できる。
【００２６】
主面１１ａ及び裏面１１ｂがｍ軸方向に上記傾斜角範囲でもって傾斜している例としては、主面１１ａは窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であることができ、裏面１１ｂは窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面であることができる。主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛２，０，−２，１｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−２，０，２，−１｝面である場合、ｃ面に対する主面１１ａの傾斜角α１は７５°であり、ｃ面に対する裏面１１ｂの傾斜角α２は１０５°である。
【００２７】
また、主面１１ａ及び裏面１１ｂがａ軸方向に上記傾斜角範囲でもって傾斜している例としては、主面１１ａは窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面（但し、Ｈ及びＬは自然数）であることができ、裏面１１ｂは窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面であることができる。主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛１，１，−２，１｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−１，−１，２，−１｝面である場合、ｃ面に対する主面１１ａの傾斜角α１は７３°であり、ｃ面に対する裏面１１ｂの傾斜角α２は１０７°である。
【００２８】
本実施形態の半導体レーザ集積素子１は、窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａ上にエピタキシャル成長により形成された第１の半導体レーザ構造１Ａと、窒化ガリウム系半導体基板１１の裏面１１ｂ上にエピタキシャル成長により形成された第２の半導体レーザ構造１Ｂとを備える。第１の半導体レーザ構造１Ａは、一対の共振端面１０ａ，１０ｂを有する第１の光共振器１０を有し、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、一対の共振端面５０ａ，５０ｂを有する第２の光共振器５０を有する。第１の半導体レーザ構造１Ａは４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下といった波長範囲のレーザ光を出力し、第２の半導体レーザ構造１Ｂは５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下といった波長範囲のレーザ光を出力する。
【００２９】
第１の半導体レーザ構造１Ａは、窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａ上に設けられたｎ型半導体層１３と、ｎ型半導体層１３上に設けられたｎ型クラッド層１５と、ｎ型クラッド層１５上に設けられた活性層１７と、活性層１７上に設けられたｐ型クラッド層１９とを備える。また、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、窒化ガリウム系半導体基板１１の裏面１１ｂ上に設けられたｎ型クラッド層５５と、ｎ型クラッド層５５上に設けられた活性層５７と、活性層５７上に設けられたｐ型クラッド層５９とを備える。
【００３０】
ｎ型半導体層１３はｎ型（第１導電型）の窒化ガリウム系半導体からなり、例えばＧａＮからなることができる。ｎ型半導体層１３の厚さは例えば１０００［ｎｍ］である。ｎ型クラッド層１５及び５５は、それぞれ第１、第２の光共振器１０，５０の一部を構成する。ｎ型クラッド層１５，５５はｎ型の窒化ガリウム系半導体からなり、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。ｎ型クラッド層１５，５５の厚さは例えば１２００［ｎｍ］である。ｐ型クラッド層１９及び５９は、それぞれ第１、第２の光共振器１０，５０の一部を構成する。ｐ型クラッド層１９，５９はｐ型（第２導電型）の窒化ガリウム系半導体からなり、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層１９，５９の厚さは例えば４００［ｎｍ］である。
【００３１】
活性層１７は、本実施形態における第１の活性層であり、第１の光共振器１０の一部を構成する。活性層５７は、本実施形態における第２の活性層であり、第２の光共振器５０の一部を構成する。活性層１７，５７は、単一層からなることができ、或いは量子井戸構造を有することができる。必要な場合には、量子井戸構造は、交互に配列された井戸層及び障壁層を含むことができる。井戸層はインジウムを含むIII−Ｖ族化合物半導体、例えばＩｎＧａＮ等からなることができ、障壁層は井戸層よりバンドギャップエネルギーの大きいＩｎＧａＮ又はＧａＮ等からなることができる。一実施例では、井戸層（ＩｎＧａＮ）の厚さは例えば３［ｎｍ］であり、障壁層（ＧａＮ）の厚さは例えば１５［ｎｍ］であり、井戸層の数は例えば２つであることができる。活性層１７，５７の発光波長は、井戸層のバンドギャップやインジウム組成、その厚さ等によって制御される。活性層１７及び５７は発光波長のピーク波長が互いに異なっており、活性層１７は波長４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下の範囲のピーク波長を有する青色光を発生するようなインジウム組成とされることができ、活性層５７は波長５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下の範囲のピーク波長を有する緑色光を発生するようなインジウム組成とされることができる。この場合、活性層５７の井戸層のインジウム組成は、活性層１７の井戸層のインジウム組成より大きい。
【００３２】
ここで、主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面である場合、｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面より｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面の方がその上に成長される半導体層のインジウムの取り込み度合いが高い。したがって、上述したように裏面１１ｂ上に形成される活性層５７の井戸層のインジウム組成を、主面１１ａ上に形成される活性層１７の井戸層のインジウム組成より大きくすることが容易にできる。また、主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面である場合、｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝より｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面の方がその上に成長される半導体層のインジウムの取り込み度合いが高い。したがって、上述したように裏面１１ｂ上に形成される活性層５７の井戸層のインジウム組成を、主面１１ａ上に形成される活性層１７の井戸層のインジウム組成より大きくすることが容易にできる。
【００３３】
また、第１の半導体レーザ構造１Ａは、ｎ型クラッド層１５と活性層１７との間に、第１光ガイド層２１を更に備える。同様に、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、ｎ型クラッド層５５と活性層５７との間に、第１光ガイド層６１を更に備える。また、第１の半導体レーザ構造１Ａは、活性層１７とｐ型クラッド層１９との間に、第２光ガイド層２３を更に備える。同様に、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、活性層５７とｐ型クラッド層５９との間に、第２光ガイド層６３を更に備える。第１光ガイド層２１，６１及び第２光ガイド層２３，６３は、窒化ガリウム系半導体基板１１に光を逃がすことなく活性層１７，５７付近に光を閉じ込め、しきい値電流を低減する為に設けられる。
【００３４】
第１光ガイド層２１は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮからなる第１の層３１と、ＩｎＧａＮからなる第２の層３３とを含むことができる。第１の層３１はｎ型クラッド層１５上に設けられ、第２の層３３は第１の層３１と活性層１７との間に設けられる。また、第１光ガイド層６１は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮからなる第１の層７１と、ＩｎＧａＮからなる第２の層７３とを含むことができる。第１の層７１はｎ型クラッド層５５上に設けられ、第２の層７３は第１の層７１と活性層５７との間に設けられる。
【００３５】
なお、第２の層３３のインジウム組成は、第１の層３１のインジウム組成より大きく、活性層１７内のＩｎＧａＮ井戸層のインジウム組成より小さい。同様に、第２の層７３のインジウム組成は、第１の層７１のインジウム組成より大きく、活性層５７内のＩｎＧａＮ井戸層のインジウム組成より小さい。一実施例では、第１の層３１，７１はｎ型ＧａＮからなり、第２の層３３，７３はｎ型ＩｎＧａＮからなることができる。第１の層３１，７１の厚さは例えば２００［ｎｍ］であり、第２の層３３，７３の厚さは例えば６５［ｎｍ］である。
【００３６】
第２光ガイド層２３は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮからなる第１の層３５と、ＩｎＧａＮからなる第２の層３７とを含むことができる。第１の層３５は活性層１７上に設けられ、第２の層３７は活性層１７と第１の層３５との間に設けられる。また、第２光ガイド層６３は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮからなる第１の層７５と、ＩｎＧａＮからなる第２の層７７とを含むことができる。第１の層７５は活性層５７上に設けられ、第２の層７７は活性層５７と第１の層７５との間に設けられる。
【００３７】
なお、第２の層３７のインジウム組成は、第１の層３５のインジウム組成より大きく、活性層１７内のＩｎＧａＮ井戸層のインジウム組成より小さい。同様に、第２の層７７のインジウム組成は、第１の層７５のインジウム組成より大きく、活性層５７内のＩｎＧａＮ井戸層のインジウム組成より小さい。一実施例では、第１の層３５，７５はｐ型ＧａＮからなり、第２の層３７，７７はアンドープＩｎＧａＮからなる。第１の層３５，７５の厚さは例えば２００［ｎｍ］であり、第２の層３７，７７の厚さは例えば６５［ｎｍ］である。
【００３８】
第１の半導体レーザ構造１Ａは、電子ブロック層２７を更に備える。電子ブロック層２７は、第２光ガイド層２３を層厚方向に二分割するように設けられており、本実施形態では、第１の層３５と第２の層３７との間に設けられている。また、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、電子ブロック層６７を更に備える。電子ブロック層６７は、第２光ガイド層６３を層厚方向に二分割するように設けられており、本実施形態では、第１の層７５と第２の層７７との間に設けられている。電子ブロック層２７，６７は例えばｐ型ＡｌＧａＮからなることができる。電子ブロック層２７，６７の厚さは例えば２０［ｎｍ］である。
【００３９】
第１の半導体レーザ構造１Ａ及び第２の半導体レーザ構造１Ｂのそれぞれは、ｐ型クラッド層１９，５９上に設けられたｐ型コンタクト層４１，８１を更に備える。ｐ型コンタクト層４１，８１は、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層１９の一部、及びｐ型コンタクト層４１は所定の光導波方向に延びるリッジ形状をしており、該リッジ形状の側面およびｐ型クラッド層１９の表面は絶縁膜４７によって覆われている。同様に、ｐ型クラッド層５９の一部、及びｐ型コンタクト層８１は所定の光導波方向に延びるリッジ形状をしており、該リッジ形状の側面およびｐ型クラッド層５９の表面は絶縁膜８７によって覆われている。
【００４０】
これらのリッジの延伸方向、すなわち第１及び第２の光共振器１０，５０の光導波方向は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を主面１１ａ及び裏面１１ｂに投影した方向に沿って延びている。また、第１の光共振器１０のリッジ、及び第２の光共振器５０のリッジは、一枚の窒化ガリウム系半導体基板１１上においてエッチング等により形成されることができるので、これらのリッジ同士の位置合わせは容易であり、例えば窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａ及び裏面１１ｂの法線方向（換言すれば、窒化ガリウム系半導体基板１１の厚さ方向）から見て、第１の光共振器１０の光導波方向と第２の光共振器５０の光導波方向とが互いに成す角を２°以下とすることが可能である。
【００４１】
第１の半導体レーザ構造１Ａは、アノード電極４５を更に備える。アノード電極４５は第１の光共振器１０のリッジ上に設けられており、絶縁膜４７の開口を介してｐ型コンタクト層４１に接触している。また、第２の半導体レーザ構造１Ｂは、アノード電極８５を更に備える。アノード電極８５は第２の光共振器５０のリッジ上に設けられており、絶縁膜８７の開口を介してｐ型コンタクト層８１に接触している。
【００４２】
半導体レーザ集積素子１は、カソード電極９９を更に備える。カソード電極９９は、第１の半導体レーザ構造１Ａ及び第２の半導体レーザ構造１Ｂに共通のカソード電極であり、窒化ガリウム系半導体基板１１の側面１１ｃ上に設けられる。この側面１１ｃは、第１及び第２の光共振器１０，５０の光導波方向に沿った、窒化ガリウム系半導体基板１１の側面である。
【００４３】
以上の構成を備える半導体レーザ集積素子１の作製方法について、以下に説明する。なお、各半導体層は有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長されるものとし、原料には、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、及びシラン（ＳｉＨ４）を用いる。
【００４４】
まず、図３（ａ）に示すように、ウェハ状の窒化ガリウム系半導体基板１０１を準備する。窒化ガリウム系半導体基板１０１は、半導体レーザ集積素子１において窒化ガリウム系半導体基板１１となるものであり、その組成や主面１０１ａ及び裏面１０１ｂの面方位は前述した窒化ガリウム系半導体基板１１と同じである。本実施形態では、例えば、窒化ガリウム結晶の（０００１）面から、ｍ軸方向に７５°傾斜した｛２０−２１｝面を主面１０１ａとする窒化ガリウム基板を窒化ガリウム系半導体基板１０１として用いることができる。なお、この場合、窒化ガリウム系半導体基板１０１の裏面１０１ｂの面方位は｛−２０２−１｝となる。窒化ガリウム系半導体基板１０１は、主面１０１ａ上と裏面１０１ｂ上との相互のアライメント精度を高めるため、その厚さが２００［μｍ］まで薄くされた両面研磨基板であることが好ましい。
【００４５】
この窒化ガリウム系半導体基板１０１を、｛２０−２１｝面（すなわち主面１０１ａ）が成長面となるように反応炉内のサセプタ上に配置した後、以下の成長手順で各半導体層をエピタキシャル成長させる（図３（ｂ）を参照）。まず、ＧａＮといったｎ型の窒化ガリウム系半導体からなるｎ型半導体層１３を主面１０１ａ上にエピタキシャル成長させる。ｎ型半導体層１３の厚さは例えば１０００［ｎｍ］である。次に、ＩｎＡｌＧａＮといったｎ型の窒化ガリウム系半導体からなるｎ型クラッド層１５をｎ型半導体層１３上にエピタキシャル成長させる。ｎ型クラッド層１５の厚さは例えば１２００［ｎｍ］である。続いて、第１光ガイド層２１を構成する第１の層３１及び第２の層３３をｎ型クラッド層１５上に順にエピタキシャル成長させる。第１の層３１は例えばｎ型のＧａＮ又はＩｎＧａＮからなり、第２の層３３は例えばアンドープＩｎＧａＮからなる。第１の層３１の厚さは例えば２００［ｎｍ］であり、第２の層３３の厚さは例えば６５［ｎｍ］である。
【００４６】
続いて、第１光ガイド層２１の第２の層３３上に活性層１７（第１の活性層）をエピタキシャル成長させる。活性層１７の組成や構造は前述したものと同様である。活性層１７を例えば多重量子井戸構造とする場合、例えばＧａＮからなる障壁層（一実施例では厚さ１５［ｎｍ］）と、例えばＩｎＧａＮからなる井戸層（一実施例では厚さ３［ｎｍ］）とを交互に成長させる。井戸層の発光波長のピーク波長は例えば４４０［ｎｍ］である。
【００４７】
続いて、第２光ガイド層２３を構成する第２の層３７と、電子ブロック層２７と、第２光ガイド層２３を構成する第１の層３５とを活性層１７上に順にエピタキシャル成長させる。第２の層３７は例えばアンドープＩｎＧａＮからなり、第２の層３３は例えばｐ型のＧａＮ又はＩｎＧａＮからなる。また、電子ブロック層２７は例えばｐ型ＡｌＧａＮからなる。第２の層３７の厚さは例えば６５［ｎｍ］であり、電子ブロック層２７の厚さは例えば２０［ｎｍ］であり、第１の層３５の厚さは例えば２００［ｎｍ］である。
【００４８】
続いて、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮといったｐ型の窒化ガリウム系半導体からなるｐ型クラッド層１９を、第１の層３５上にエピタキシャル成長させる。ｐ型クラッド層１９の厚さは例えば４００［ｎｍ］である。そして、ｐ型ＧａＮといったｐ型の窒化ガリウム系半導体からなるコンタクト層４１を、ｐ型クラッド層１９上にエピタキシャル成長させる。コンタクト層４１の厚さは例えば５０［ｎｍ］である。
【００４９】
以上の工程を経て、第１の半導体積層部１０３が主面１０１ａ上に形成される。第１の半導体積層部１０３は、ｎ型半導体層１３、ｎ型クラッド層１５、第１光ガイド層２１、活性層１７、第２光ガイド層２３、電子ブロック層２７、ｐ型クラッド層１９、及びコンタクト層４１を含む。
【００５０】
続いて、図３（ｃ）に示すように、第１の半導体積層部１０３上（本実施形態ではコンタクト層４１上）に保護膜１０５を形成する。保護膜１０５は、例えばＳｉＯ２によって構成されることができる。一実施例では、第１の半導体積層部１０３上に、プラズマＣＶＤ法を用いて厚さ５００［ｎｍ］のＳｉＯ２膜を保護膜１０５として形成する。なお、この保護膜１０５は、後の工程において窒化ガリウム系半導体基板１０１の裏面１０１ｂ上に別の半導体層を成長させる際に、第１の半導体積層部１０３を保護するために設けられる。
【００５１】
続いて、窒化ガリウム系半導体基板１０１を裏返し（図４（ａ））、裏面１０１ｂを仕上げ研磨したのち、裏面１０１ｂが成長面となるように、窒化ガリウム系半導体基板１０１を反応炉室内のサセプタ上に配置する。
【００５２】
続いて、第１の半導体積層部１０３の対応する半導体層と同様の厚さ及び組成でもって、ｎ型クラッド層５５、第１光ガイド層６１の第１の層３１、第１光ガイド層６１の第２の層３３、活性層５７（第２の活性層）、第２光ガイド層６３の第２の層３７、電子ブロック層６７、第２光ガイド層６３の第１の層３５、ｐ型クラッド層５９、及びコンタクト層８１をこの順で裏面１０１ｂ上にエピタキシャル成長させることにより、第２の半導体積層部１０７を形成する（図４（ｂ））。なお、第２の半導体積層部１０７では、活性層５７の井戸層の発光波長のピーク波長は例えば５２０［ｎｍ］である。
【００５３】
続いて、第１、第２の半導体積層部１０３，１０７が形成された窒化ガリウム系半導体基板１０１をフッ酸に浸すことにより、保護膜１０５を除去する。そして、図５（ａ）に示すように、第１の半導体積層部１０３上にレジスト膜１０９を塗布する。また、図５（ｂ）に示すように、第２の半導体積層部１０７上にもレジスト膜を塗布したのち、通常のフォトリソグラフィ技術により、リッジを形成するためのレジストパターン１１１を形成する。なお、レジストパターン１１１の長手方向（すなわち光導波方向）は、窒化ガリウム系半導体基板１０１のｃ軸を裏面１０１ｂに投影した方向に沿っていることが好ましい。
【００５４】
続いて、図６（ａ）に示すように、例えばレジストパターン１１１をマスクとして、Ｃｌ２を用いたドライエッチングを第２の半導体積層部１０７に施す。このとき、エッチング深さは例えば４５０［ｎｍ］であり、電子ブロック層６７が露出する程度であることが好ましい。これにより、第２の半導体レーザ構造１Ｂのリッジ形状が形成され、第２の光導波路構造が形成される。
【００５５】
続いて、図６（ｂ）に示すように、第２の半導体積層部１０７の表面を覆うように絶縁膜８７を形成する。絶縁膜８７は、例えばプラズマＣＶＤ法によってＳｉＯ２を３００［ｎｍ］の厚さに成膜することにより形成される。その後、アセトンによる超音波洗浄を行い、リッジ上の絶縁膜８７をレジストパターン１１１と共に除去（リフトオフ）して開口部を形成する（図７（ａ））。
【００５６】
続いて、図７（ｂ）に示すように、第２の半導体積層部１０７のリッジ上（すなわちコンタクト層８１上）に、アノード電極８５を形成する。すなわち、第１の半導体積層部１０３上にレジスト膜を塗布して第１の半導体積層部１０３を保護したのち、第２の半導体積層部１０７の表面にレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第２の半導体積層部１０７のリッジ部分に開口を有するものである。そして、アノード電極８５となるＮｉ及びＡｕ（共に厚さ１０［ｎｍ］）を順に真空蒸着する。その後、アセトンによる超音波洗浄を行い、レジストパターンを除去（リフトオフ）してアノード電極８５を形成する。
【００５７】
続いて、図８（ａ）に示すように、第２の半導体積層部１０７及びアノード電極８５をレジスト膜１１３によって保護した後、窒化ガリウム系半導体基板１０１を裏返す。そして、図８（ｂ）に示すように、第１の半導体積層部１０３上に、リッジを形成するためのレジストパターン１１５を形成する。なお、レジストパターン１１５の長手方向（すなわち光導波方向）は、窒化ガリウム系半導体基板１０１のｃ軸を主面１０１ａに投影した方向に沿っていることが好ましい。また、第２の半導体積層部１０７に形成されたリッジの長手方向に対し、レジストパターン１１５の長手方向を合わせ、これらの方向が互いに成す角を２°以下とすることが好ましい。これにより、第１の半導体積層部１０３の光導波方向と、第２の半導体積層部１０７の光導波方向とが互いに成す角を２°以下とすることができる。
【００５８】
続いて、レジストパターン１１５をマスクとして、Ｃｌ２を用いたドライエッチングを第１の半導体積層部１０３に施す。このとき、エッチング深さは例えば４５０［ｎｍ］であり、電子ブロック層２７が露出する程度であることが好ましい。これにより、第１の半導体レーザ構造１Ａのリッジ形状が形成され、第１の光導波路構造が形成される。
【００５９】
続いて、図９（ａ）に示すように、第１の半導体積層部１０３の表面を覆うように絶縁膜４７を形成する。絶縁膜４７は、例えばプラズマＣＶＤ法によってＳｉＯ２を３００［ｎｍ］の厚さに成膜することにより形成される。その後、アセトンによる超音波洗浄を行い、リッジ上の絶縁膜４７をレジストパターン１１５と共に除去（リフトオフ）して開口部を形成する（図９（ｂ））。
【００６０】
続いて、図１０に示すように、第１の半導体積層部１０３のリッジ上（すなわちコンタクト層４１上）に、アノード電極４５を形成する。すなわち、第２の半導体積層部１０７上にレジスト膜を塗布して第２の半導体積層部１０７を保護したのち、第１の半導体積層部１０３の表面にレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第１の半導体積層部１０３のリッジ部分に開口を有するものである。そして、アノード電極４５となるＮｉ及びＡｕ（共に厚さ１０［ｎｍ］）を順に真空蒸着する。その後、アセトンによる超音波洗浄を行い、レジストパターンを除去（リフトオフ）してアノード電極４５を形成する。
【００６１】
続いて、図１１（ａ）に示すように、第１の半導体積層部１０３及び第２の半導体積層部１０７が形成された窒化ガリウム系半導体基板１０１を、リッジの長手方向と直交する方向にブレーカ１１７によって劈開（一次劈開）する。これにより、第１の光導波路構造と一対の共振端面１０ａ，１０ｂとを有する第１の光共振器１０（図１及び図２を参照）、及び第２の光導波路構造と一対の共振端面５０ａ，５０ｂとを有する第２の光共振器５０（図１及び図２を参照）が形成されるとともに、第１の光共振器１０を含む第１の半導体レーザ構造１Ａと、第２の光共振器５０を含む第２の半導体レーザ構造１Ｂとをそれぞれ複数有する、棒状の半導体レーザバー１１９が作製される（図１１（ｂ））。
【００６２】
続いて、半導体レーザバー１１９の一対の劈開面の双方に、反射膜を形成する。一般的に、半導体レーザ素子の反射膜は、単一の波長（共振波長）が反射率のピークとなるように、２種類の屈折率の材料を交互に積層して反射率を高める。しかし、本実施形態では、第１の半導体レーザ構造１Ａの出力波長（４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下）と、第２の半導体レーザ構造１Ｂの出力波長（５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下）との双方に対して高い反射率を実現するため、それぞれの波長域が反射率のピークとなるように、２種類の反射膜を重ねて形成するとよい。
【００６３】
続いて、図１１（ｃ）に示すように、第１、第２の半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂの光導波方向に沿って、半導体レーザバー１１９を劈開（二次劈開）する。これにより、一組の第１、第２の半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂ並びに窒化ガリウム系半導体基板１１を備えるチップが作製される。こうして作製されたチップを、図１２（ａ）に示すようにメタルマスク１２１上に並べる。このメタルマスク１２１には、カソード電極９９（図１）のための複数の開口１２１ａが形成されている。そして、真空蒸着法により、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉ、及びＡｕをそれぞれ２０［ｎｍ］、２００［ｎｍ］、５０［ｎｍ］、３００［ｎｍ］の厚みとなるよう、メタルマスク１２１の開口１２１ａを介して各チップの窒化ガリウム系半導体基板１１の側面に蒸着する。こうして、窒化ガリウム系半導体基板１１の側面上にカソード電極９９が形成され、本実施形態の半導体レーザ集積素子１が完成する（図１２（ｂ））。
【００６４】
本実施形態の半導体レーザ集積素子１及びその作製方法による効果について説明する。上述した半導体レーザ集積素子１及びその作製方法においては、窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａ及び裏面１１ｂのそれぞれに、光共振器１０，５０が設けられる。主面１１ａ及び裏面１１ｂと窒化ガリウム系半導体結晶のｃ面とのなす角が４５°以上１３５°以下であり、主面１１ａ及び裏面１１ｂは非極性面（半極性面または無極性面）である為、これらの面上にインジウムを含む活性層１７，５７を成長させることで、結晶構造の歪みに起因するピエゾ電界を低減し、発光効率を高めることができる。
【００６５】
また、上述した半導体レーザ集積素子１及びその作製方法では、一枚の窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａ上及び裏面１１ｂ上に活性層１７，５７が設けられるが、この場合、主面１１ａ上及び裏面１１ｂのそれぞれにおいて活性層１７，５７を含む半導体積層部１０３，１０７を結晶成長させ、通常の半導体プロセスを用いて半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂを形成することが可能である。したがって、別基板上に成長させた半導体レーザ素子を実装する従来のものと比較して、半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂ同士の位置合わせを精度良く行うことができる。また、活性層１７の発光波長のピーク波長と、活性層５７の発光波長のピーク波長とが互いに異なるので、これらの半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂの出力波長を互いに異ならせることができる。すなわち、本実施形態の半導体レーザ集積素子１及びその作製方法によれば、出力波長が互いに異なる複数の半導体レーザ構造１Ａ，１Ｂの光軸を精度よく合わせることができる。
【００６６】
また、本実施形態においては、窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面であり、活性層５７のインジウム組成が、活性層１７のインジウム組成より大きいことが好ましい。前述したように、窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，０，−Ｈ，Ｌ｝面より｛−Ｈ，０，Ｈ，−Ｌ｝面の方がインジウムの取り込み度合いが高いので、裏面１１ｂ上の活性層５７のインジウム組成を主面１１ａ上の活性層１７のインジウム組成より大きくすることで、発光波長のピーク波長が互いに異なる活性層１７，５７を好適に得ることができる。そして、例えば活性層１７の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、活性層５７の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることによって、青色のレーザ光、及び緑色のレーザ光を出力できる半導体レーザ集積素子１を得ることができる。
【００６７】
或いは、本実施形態においては、窒化ガリウム系半導体基板１１の主面１１ａが窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面であり、裏面１１ｂが窒化ガリウム系半導体結晶の｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面であってもよい。前述したように、窒化ガリウム系半導体結晶の｛−Ｈ，−Ｈ，２Ｈ，−Ｌ｝面より｛Ｈ，Ｈ，−２Ｈ，Ｌ｝面の方がインジウムの取り込み度合いが高いので、裏面１１ｂ上の活性層５７のインジウム組成を主面１１ａ上の活性層１７のインジウム組成より大きくすることで、発光波長のピーク波長が互いに異なる活性層１７，５７を好適に得ることができる。そして、例えば活性層１７の発光波長のピーク波長が４３０［ｎｍ］以上４８０［ｎｍ］以下であり、活性層５７の発光波長のピーク波長が５００［ｎｍ］以上５５０［ｎｍ］以下であることによって、青色のレーザ光、及び緑色のレーザ光を出力できる半導体レーザ集積素子１を得ることができる。
【００６８】
また、本実施形態のように、光共振器１０，５０の各光導波方向は、窒化ガリウム系半導体結晶のｃ軸を主面１１ａ及び裏面１１ｂに投影した方向に沿って延びていることが好ましい。これにより、光導波方向に垂直な劈開面（共振端面）を容易に形成することができる。
【００６９】
また、本実施形態のように、活性層５７より発光波長が短い活性層１７を有する第１の半導体積層部１０３を、活性層５７を有する第２の半導体積層部１０７より先にエピタキシャル成長させることが好ましい。このように、インジウム組成が小さく耐熱性が高い活性層１７を先に成長させることで、インジウム組成が大きく耐熱性が低い活性層５７へのダメージを低減できる。
【符号の説明】
【００７０】
１…半導体レーザ集積素子、１Ａ…第１の半導体レーザ構造、１Ｂ…第２の半導体レーザ構造、１０…第１の光共振器、５０…第２の光共振器、１０ａ，１０ｂ，５０ａ，５０ｂ…共振端面、１１，１０１…窒化ガリウム系半導体基板、１１ａ，１０１ａ…主面、１１ｂ，１０１ｂ…裏面、１１ｃ…側面、１３…ｎ型半導体層、１５，５５…ｎ型クラッド層、１７，５７…活性層、１９，５９…ｐ型クラッド層、２１，６１…第１光ガイド層、２３，６３…第２光ガイド層、２７，６７…電子ブロック層、３１，７１…第１の層、３３，７３…第２の層、３５，７５…第１の層、３７，７７…第２の層、４１，８１…ｐ型コンタクト層、４５，８５…アノード電極、４７，８７…絶縁膜、５０…第２の光共振器、９９…カソード電極、１０３…第１の半導体積層部、１０５…保護膜、１０７…第２の半導体積層部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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