(57)【要約】 【課題】  複数の半導体レーザ構成部に含まれる特定の層に対して、素子特性に影響を及ぼすことなく、同一の工程で不純物を拡散させることが可能なモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法および不純物拡散方法を提供する。【解決手段】  第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１被拡散領域５６内の第１配置部分７１に第１不純物含有体５４を配置し、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第１被拡散領域５６よりも不純物の拡散速度の高い第２被拡散領域５７内の第２配置部分７２に第２不純物含有体５５を配置した後、加熱して不純物を拡散させる。このとき、第１配置部分７１のうちで第１不純物含有体５４に接する第１接触部分７３の厚み方向一表面が、第１配置部分７１の厚み方向一表面全体に占める割合を、第２配置部分７２のうちで第２不純物含有体５５に接する第２接触部分７４の厚み方向一表面が、第２配置部分７２の厚み方向一表面全体に占める割合よりも大きくする。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料で形成される第１半導体層を含む第１被処理部と、第１半導体層とは互いに異なる半導体材料で形成される第２半導体層を含む第２被処理部とが基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体のうち、第１半導体層の少なくとも一部分を含んで第１被処理部に予め定められる第１被拡散領域と、第２半導体層の少なくとも一部分を含んで第２被処理部に予め定められ、第１被拡散領域よりも不純物の拡散速度の高い第２被拡散領域とに前記不純物を拡散させる不純物拡散方法であって、
第１被処理部の厚み方向一表面部のうち、第１被拡散領域に含まれる第１配置部分に、前記不純物を含有する第１不純物含有体を配置し、第２被処理部の厚み方向一表面部のうち、第２被拡散領域に含まれる第２配置部分に、前記不純物を含有する第２不純物含有体を配置する不純物含有体配置工程と、
第１不純物含有体が配置された第１被拡散領域と第２不純物含有体が配置された第２被拡散領域とを加熱して、第１および第２被拡散領域に前記不純物を拡散させる拡散工程とを含み、
第１配置部分のうちで第１不純物含有体に接する第１接触部分の厚み方向一表面が、第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合は、第２配置部分のうちで第２不純物含有体に接する第２接触部分の厚み方向一表面が、第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合よりも大きいことを特徴とする不純物拡散方法。
【請求項２】
不純物含有体配置工程は、
第１および第２配置部分を覆うように、前記不純物を含有する不純物層を形成する不純物層形成段階と、
第１配置部分のうちで第１接触部分を除く残余の部分、および第２配置部分のうちで第２接触部分を除く残余の部分に形成された不純物層を除去して、第１および第２不純物含有体を形成する除去段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の不純物拡散方法。
【請求項３】
第１被処理部は、第１半導体層である第１活性層と、第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第１半導体レーザ構成部であり、
第２被処理部は、第２半導体層である第２活性層と、第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第２半導体レーザ構成部であることを特徴とする請求項１または２に記載の不純物拡散方法。
【請求項４】
第１および第２活性層はそれぞれ、井戸層と、井戸層よりもエネルギバンドギャップの大きい障壁層とを含む量子井戸構造に形成され、
前記不純物は、亜鉛（Ｚｎ）であることを特徴とする請求項３に記載の不純物拡散方法。
【請求項５】
２つの第１クラッド層のうち、第１活性層と第１不純物含有体との間に介在される第１クラッド層は、Ａｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成され、
２つの第２クラッド層のうち、第２活性層と第２不純物含有体との間に介在される第２クラッド層は、Ａｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の不純物拡散方法。
【請求項６】
第１活性層は、ＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−ヒ素系化合物半導体材料によって形成され、
第２活性層は、ＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の不純物拡散方法。
【請求項７】
第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合を、第２接触部分の厚み方向一表面が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合で除した含有体面積比率は、８以上２０以下であり、
第１および第２不純物含有体の厚み方向における寸法は、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の不純物拡散方法。
【請求項８】
拡散工程では、第１および第２被拡散領域を、温度６００℃以上６４０℃以下で３０分間以上１８０分間以下加熱することを特徴とする請求項７に記載の不純物拡散方法。
【請求項９】
第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法であって、
基板の厚み方向一表面部に、半導体材料で形成される第１活性層と第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とを基板の厚み方向に積層して第１半導体レーザ構成部を形成し、第１活性層とは互いに異なる半導体材料で形成される第２活性層と第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とを基板の厚み方向に積層して第２半導体レーザ構成部を形成して、第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体を準備する準備工程と、
基板の厚み方向に垂直な共振器方向における第１活性層の一端部を含んで第１半導体レーザ構成部に予め定められる第１被拡散領域と、前記共振器方向における第２活性層の一端部を含んで第２半導体レーザ構成部に予め定められ、第１被拡散領域よりも不純物の拡散速度の高い第２被拡散領域とに前記不純物を拡散させて、第１および第２活性層の前記一端部に窓構造領域を形成する窓構造領域形成工程とを含み、
窓構造領域形成工程では、請求項３〜８のいずれか１つに記載の不純物拡散方法によって前記不純物を拡散させることを特徴とするモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法によって製造されることを特徴とするモノリシック型半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体レーザ構成部が１つの基板に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子およびその製造方法、ならびにそれに用いる不純物拡散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音楽、映像などのデジタル情報の記録媒体として、ＣＤ（Compact Disk）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の利用が広く進み、ＣＤおよびＤＶＤの記録再生装置の光ピックアップ光源として、半導体レーザ素子に対する需要が高まっている。ＣＤおよびＤＶＤの双方に互換性を持つ記録再生装置においては、光学系の簡略化および小型化のために、１つの基板にＣＤ用およびＤＶＤ用の２つの半導体レーザ構成部が設けられたモノリシック型半導体レーザ素子が必要となる。
【０００３】
図１１は、モノリシック型半導体レーザ素子１を示す断面図である。モノリシック型半導体レーザ素子１は、ＣＤ用の光ピックアップ光源として、発振波長７８０ｎｍ帯の第１半導体レーザ構成部２を備え、ＤＶＤ用の光ピックアップ光源として、発振波長６５０ｎｍ帯の第２半導体レーザ構成部３を備える。第１半導体レーザ構成部２の第１活性層４ａは、アルミニウム−ガリウム−ヒ素（ＡｌＧａＡｓ）系化合物半導体材料で形成され、第２半導体レーザ構成部３の活性層５ａは、アルミニウム−ガリウム−インジウム−リン（ＡｌＧａＩｎＰ）系化合物半導体材料で形成される。
【０００４】
ＣＤおよびＤＶＤの両方に確実に情報を記録するために、各半導体レーザ構成部２，３には、２００ｍＷ以上の出力での安定走行が求められる。これを達成するために、各半導体レーザ構成部２，３には、共振器端面部分での発熱を抑え、信頼性を向上することが求められる。共振器端面部分での発熱を抑えるために、各共振器端面には、内部で発生したレーザ光を吸収せずに外部に透過させる窓構造領域が形成される。
【０００５】
従来技術のモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法では、Ｎ型基板１１の厚み方向一表面部に各半導体レーザ構成部２，３の発光層４，５を形成した後、窓構造領域を形成し、さらにリッジ部６，７を形成して、絶縁層８およびＰ側電極９を形成する。さらにＮ型基板１１の厚み方向他表面部にＮ側電極１０を形成して、モノリシック型半導体レーザ素子１が得られる。
【０００６】
窓構造領域は、共振器端面の窓構造領域を形成しようとする領域のみに酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜を形成して加熱し、ＺｎＯ膜から亜鉛（Ｚｎ）を活性層４ａ，５ａに拡散させることによって形成される。第１半導体レーザ構成部２と第２半導体レーザ構成部３とは、発光層４，５、特に活性層４ａ，５ａの構成元素が異なるので、Ｚｎの拡散速度が異なる。したがって活性層４ａ，５ａに対して一定の濃度になるようにＺｎを拡散させるために要する加熱時間が異なるので、第１半導体レーザ構成部２の活性層４ａに対するＺｎの拡散工程と、第２半導体レーザ構成部３の活性層５ａに対するＺｎの拡散工程とを同時に行なうことは困難である。
【０００７】
Ｚｎの拡散工程を同時に行なうために、各半導体レーザ構成部に拡散制御層を設けて、発光層における不純物の拡散速度を調整する技術がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２６４４７号公報（第７−９頁，第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示の技術では、発光に寄与する活性層とは別に拡散制御層が設けられるので、素子抵抗が上昇するなどの問題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、複数の半導体レーザ構成部に含まれる特定の層に対して、素子特性に影響を及ぼすことなく、同一の工程で不純物を拡散させることが可能なモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法、およびそれに用いる不純物拡散方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、半導体材料で形成される第１半導体層を含む第１被処理部と、第１半導体層とは互いに異なる半導体材料で形成される第２半導体層を含む第２被処理部とが基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体のうち、第１半導体層の少なくとも一部分を含んで第１被処理部に予め定められる第１被拡散領域と、第２半導体層の少なくとも一部分を含んで第２被処理部に予め定められ、第１被拡散領域よりも不純物の拡散速度の高い第２被拡散領域とに前記不純物を拡散させる不純物拡散方法であって、
第１被処理部の厚み方向一表面部のうち、第１被拡散領域に含まれる第１配置部分に、前記不純物を含有する第１不純物含有体を配置し、第２被処理部の厚み方向一表面部のうち、第２被拡散領域に含まれる第２配置部分に、前記不純物を含有する第２不純物含有体を配置する不純物含有体配置工程と、
第１不純物含有体が配置された第１被拡散領域と第２不純物含有体が配置された第２被拡散領域とを加熱して、第１および第２被拡散領域に前記不純物を拡散させる拡散工程とを含み、
第１配置部分のうちで第１不純物含有体に接する第１接触部分の厚み方向一表面が、第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合は、第２配置部分のうちで第２不純物含有体に接する第２接触部分の厚み方向一表面が、第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合よりも大きいことを特徴とする不純物拡散方法である。
【００１２】
本発明に従えば、第１および第２被処理部が基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体に対して、不純物含有体配置工程において、第１被処理部の厚み方向一表面部のうちで第１被拡散領域に含まれる第１配置部分に第１不純物含有体が配置され、第２被処理部の厚み方向一表面部のうちで第２被拡散領域に含まれる第２配置部分に第２不純物含有体が配置される。このようにして第１および第２不純物含有体が形成された第１および第２被拡散領域が拡散工程で加熱されて、第１および第２被拡散領域に不純物が拡散される。第１配置部分のうちで第１不純物含有体に接する第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合（以下「第１不純物含有体割合」という）は、第２配置部分のうちで第２不純物含有体に接する第２接触部分が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合（以下「第２不純物含有体割合」という）よりも大きい。
【００１３】
このように第１不純物含有体割合が第２不純物含有体割合よりも大きいので、拡散工程で第１および第２被拡散領域が加熱されるとき、第２配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量（以下「第２不純物平均供給量」という）を、第１配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量（以下「第１不純物平均供給量」という）よりも少なくすることができる。これによって、第２被拡散領域における不純物の拡散速度が第１被拡散領域における不純物の拡散速度よりも高い場合に、第１不純物含有体から第１半導体層まで不純物が拡散されるのに要する時間と第２不純物含有体から第２半導体層まで不純物が拡散されるのに要する時間との間に差が生じることを抑制することが可能である。したがって拡散工程で第１および第２被拡散領域を加熱することで、第１半導体層の第１被拡散領域に含まれる部分と第２半導体層の第２被拡散領域に含まれる部分との両方に対して、不純物を拡散させることが可能である。
【００１４】
また本発明は、不純物含有体配置工程は、
第１および第２配置部分を覆うように、前記不純物を含有する不純物層を形成する不純物層形成段階と、
第１配置部分のうちで第１接触部分を除く残余の部分、および第２配置部分のうちで第２接触部分を除く残余の部分に形成された不純物層を除去して、第１および第２不純物含有体を形成する除去段階とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、不純物層形成段階で第１および第２配置部分を覆うように不純物層を形成し、形成された不純物層のうち、第１配置部分のうちで第１接触部分を除く残余の部分、および第２配置部分のうちで第２接触部分を除く残余の部分に形成された不純物層を除去段階で除去して、第１および第２不純物含有体が形成される。これによって第１および第２不純物含有体を一括して形成することができる。
【００１６】
また本発明は、第１被処理部は、第１半導体層である第１活性層と、第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第１半導体レーザ構成部であり、
第２被処理部は、第２半導体層である第２活性層と、第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第２半導体レーザ構成部であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、第１半導体層である第１活性層と第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第１半導体レーザ構成部と、第２半導体層である第２活性層と第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第２半導体レーザ構成部とが、基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体に対して、不純物含有体配置工程で第１および第２不純物含有体が配置される。この第１および第２不純物含有体が配置された第１および第２被拡散領域が拡散工程で加熱されて、第１および第２被拡散領域に不純物が拡散される。
【００１８】
第１被処理部である第１半導体レーザ構成部における第１不純物含有体割合は、第２被処理部である第２半導体レーザ構成部における第２不純物含有体割合よりも大きいので、拡散工程で第１および第２被拡散領域が加熱されるとき、第２配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量である第２不純物平均供給量を、第１配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量である第１不純物平均供給量よりも少なくすることができる。これによって、拡散工程で第１および第２被拡散領域を加熱することで、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に不純物を拡散させることが可能であるので、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分を無秩序化してエネルギバンドギャップを大きくし、第１および第２活性層の両方に窓構造領域を形成することが可能である。
【００１９】
また本発明は、第１および第２活性層はそれぞれ、井戸層と、井戸層よりもエネルギバンドギャップの大きい障壁層とを含む量子井戸構造に形成され、
前記不純物は、亜鉛（Ｚｎ）であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、第１および第２活性層は、井戸層と障壁層とを含む量子井戸構造に形成される。この量子井戸構造の第１および第２活性層のうち、第１および第２被拡散領域に含まれる部分に、拡散工程で不純物として亜鉛（Ｚｎ）が拡散される。これによって、第１および第２被拡散領域に含まれる部分の第１および第２活性層の量子井戸構造が破壊されて無秩序化され、この部分のエネルギバンドギャップが、第１および第２被拡散領域を除く残余の領域に含まれる第１および第２活性層のエネルギバンドギャップよりも大きくなり、前記残余の領域で発生するレーザ光を吸収せずに透過させる窓構造領域が形成される。本発明では第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して拡散工程で亜鉛を拡散させることが可能であるので、拡散工程において同時に窓構造領域を形成することができる。
【００２１】
また本発明は、２つの第１クラッド層のうち、第１活性層と第１不純物含有体との間に介在される第１クラッド層は、Ａｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成され、
２つの第２クラッド層のうち、第２活性層と第２不純物含有体との間に介在される第２クラッド層は、Ａｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第１活性層と第１不純物含有体との間に介在される第１クラッド層がＡｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）によって形成され、第２活性層と第２不純物含有体との間に介在される第２クラッド層がＡｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）によって形成される。このように活性層と不純物含有体との間に介在する第１および第２クラッド層が同一の元素を含む半導体材料で形成されるので、これら第１および第２クラッド層に一定の速度で不純物を拡散させることができる。これによって、第１および第２クラッド層において不純物の拡散速度に差が生じることを防ぐことができるので、第１活性層における不純物の拡散速度が第２活性層における不純物の拡散速度よりも低い場合に、第１不純物含有体割合を第２不純物含有体割合よりも大きくすることで、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して、拡散工程でより確実に不純物を拡散させることが可能である。
【００２３】
また本発明は、第１活性層は、ＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−ヒ素系化合物半導体材料によって形成され、
第２活性層は、ＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、第１活性層がＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で形成され、第２活性層がＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１）で形成されるので、第１活性層から波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を発する第１半導体レーザ構成部が実現され、第２活性層から波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を発する第２半導体レーザ構成部が実現される。この第１活性層を形成するＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）は、第２活性層を形成するＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）よりも不純物の拡散係数が小さいが、第１不純物含有体割合は第２不純物含有体割合よりも大きいので、拡散工程での第１および第２被拡散領域の加熱によって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して不純物を拡散させて窓構造領域を形成することが可能である。
【００２５】
また本発明は、第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合を、第２接触部分の厚み方向一表面が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合で除した含有体面積比率は、８以上２０以下であり、
第１および第２不純物含有体の厚み方向における寸法は、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、第１不純物含有体割合を第２不純物含有体割合で除した含有体面積比率は、８以上２０以下であり、第１および第２不純物含有体の厚み方向における寸法（以下「厚み寸法」という）は３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１活性層がＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で形成され、第２活性層がＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）で形成される場合に含有体面積比率が８未満であると、第２不純物平均供給量と第１不純物平均供給量との差が充分でなく、拡散工程において第１活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間が、第２活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間よりも過度に長くなり、第１および第２活性層の対応する被拡散領域に含まれる部分に対して、同時に不純物を拡散させることができないおそれがある。含有体面積比率が２０を超えると、第２不純物平均供給量が第１不純物平均供給量よりも過度に小さくなって、第２活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間が、第１活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間よりも過度に長くなり、第１および第２活性層の対応する被拡散領域に含まれる部分に、同時に不純物を拡散させることができないおそれがある。前述のように含有体面積比率を８以上２０以下にすることによって、第１不純物平均供給量と第２不純物平均供給量との差を好適なものとすることができるので、第１活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間と第２活性層まで不純物が拡散されるのに要する時間との間の差を抑制し、拡散工程での加熱によって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分と、第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分との両方に対して、より確実に不純物を拡散させることが可能である。
【００２７】
また第１および第２不純物含有体の厚み寸法が３０ｎｍ未満であると、第１および第２不純物含有体に厚みむらが生じている場合、この厚みむらの影響によって第１および第２被拡散領域に供給される不純物の量にむらが生じるおそれがある。第１および第２不純物含有体の厚み寸法が３００ｎｍを超えると、第１および第２不純物含有体の形成工程での寸法精度が下がり、窓構造領域の形成におけるばらつきの原因となる。前述のように第１および第２不純物含有体の厚み寸法を３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下にすることによって、第１および第２被拡散領域に供給される不純物の量に対する第１および第２不純物含有体の厚みむらの影響を排除することができる。また第１および第２不純物含有体の寸法精度を高め、窓構造領域の形成におけるばらつきを抑制することができる。これによって、第１および第２半導体レーザ構成部の対応する被拡散領域に含まれる部分に供給される不純物の量を、第１および第２接触部分の厚み方向一表面が対応する第１および第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合に基づいて、より確実に調整することができる。したがって、含有体面積比率を８以上２０以下とし、第１および第２不純物含有体の厚み寸法を３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることによって、拡散工程において、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して、より確実に不純物を拡散させることができる。
【００２８】
また本発明は、拡散工程では、第１および第２被拡散領域を、温度６００℃以上６４０℃以下で３０分間以上１８０分間以下加熱することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、拡散工程では、第１および第２不純物含有体の配置された第１および第２被拡散領域が、温度６００℃以上６４０℃以下で３０分間以上１８０分間以下加熱される。第１および第２被拡散領域の加熱温度が６００℃未満であると、第１被拡散領域における不純物の拡散速度が第２被拡散領域における不純物の拡散速度に比べて過度に低くなり、拡散工程で第１および第２被拡散領域を加熱しても、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分と第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分との両方に対して不純物を拡散させることができないおそれがある。第１および第２被拡散領域の加熱温度が６４０℃を超えると、第１および第２被拡散領域外の領域に不純物が拡散したり、第１および第２半導体レーザ構成部に含まれる各層に結晶欠陥が生じたりするおそれがある。第１および第２被拡散領域の加熱時間が３０分間未満であると、第１および第２被拡散領域に対して不純物が拡散される時間が不足し、拡散工程での加熱によって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の全体にわたって不純物を拡散できないおそれがある。第１および第２被拡散領域の加熱時間が１８０分間を超えると、第１および第２被拡散領域外の領域に不純物が拡散したり、第１および第２半導体レーザ構成部に含まれる各層に結晶欠陥が生じたりするおそれがある。
【００３０】
前述のように第１および第２被拡散領域の加熱温度を６００℃以上６４０℃以下とし、第１および第２被拡散領域の加熱時間を３０分間以上１８０分間以下とすることによって、拡散工程での第１および第２被拡散領域の加熱によって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分と第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分との両方に対して、全体にわたってより確実に不純物を拡散させることができる。また第１および第２被拡散領域外の領域への不純物の拡散を抑制し、また第１および第２半導体レーザ構成部を構成する各層への結晶欠陥の発生を抑制することができる。
【００３１】
また本発明は、第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法であって、
基板の厚み方向一表面部に、半導体材料で形成される第１活性層と第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とを基板の厚み方向に積層して第１半導体レーザ構成部を形成し、第１活性層とは互いに異なる半導体材料で形成される第２活性層と第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とを基板の厚み方向に積層して第２半導体レーザ構成部を形成して、第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体を準備する準備工程と、
基板の厚み方向に垂直な共振器方向における第１活性層の一端部を含んで第１半導体レーザ構成部に予め定められる第１被拡散領域と、前記共振器方向における第２活性層の一端部を含んで第２半導体レーザ構成部に予め定められ、第１被拡散領域よりも不純物の拡散速度の高い第２被拡散領域とに前記不純物を拡散させて、第１および第２活性層の前記一端部に窓構造領域を形成する窓構造領域形成工程とを含み、
窓構造領域形成工程では、前記本発明の不純物拡散方法によって前記不純物を拡散させることを特徴とするモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３２】
本発明に従えば、準備工程において、基板の厚み方向一表面部に、第１活性層と第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とが基板の厚み方向に積層されて第１半導体レーザ構成部が形成され、第２活性層と第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とが基板の厚み方向に積層されて第２半導体レーザ構成部が形成され、第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体が準備される。準備された被処理体のうち、第１半導体レーザ構成部の第１活性層の共振器方向における一端部を含む第１被拡散領域と、第２半導体レーザ構成部の第２活性層の共振器方向における一端部を含む第２被拡散領域とに窓構造領域形成工程で不純物が拡散されて、第１および第２活性層の共振器方向における一端部に窓構造領域が形成される。窓構造領域形成工程では、前記本発明の不純物拡散方法によって不純物が拡散されるので、第１および第２不純物含有体が配置された第１および第２被拡散領域を拡散工程で加熱することで、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に不純物を拡散させ、窓構造領域を同時に形成することができる。したがって、第１および第２活性層のいずれか一方に窓構造領域を形成した後、もう一方の活性層に窓構造領域を形成する場合に比べて、製造工程を簡略化することができるので、モノリシック型半導体レーザ素子を容易に製造することができる。
【００３３】
また本発明は、前記本発明のモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法によって製造されることを特徴とするモノリシック型半導体レーザ素子である。
【００３４】
本発明に従えば、モノリシック型半導体レーザ素子は、前述のような優れた本発明のモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法によって製造される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、第１不純物含有体に接する第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合を、第２不純物含有体に接する第２部分の厚み方向一表面が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合よりも大きくすることによって、第１配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量を、第２配置部分の厚み方向一表面の単位面積あたりに供給される不純物の量よりも多くすることができる。これによって、第２被拡散領域における不純物の拡散速度が第１被拡散領域における不純物の拡散速度よりも高い場合に、第１および第２不純物含有体が配置された第１および第２被拡散領域を拡散工程で加熱することで、第１被処理部の第１半導体層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２被処理部の第２半導体層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して、不純物を拡散させることが可能になる。したがって、第１半導体層の第１被拡散領域に含まれる部分に不純物を拡散させる工程と、第２半導体層の第２被拡散領域に含まれる部分に不純物を拡散させる工程とを別々に行なう場合に比べて、不純物を拡散させるために要する工程を簡略化することが可能である。
【００３６】
また本発明によれば、不純物層形成段階で第１および第２配置部分を覆うように不純物層を形成して、第１配置部分のうちで第１接触部分を除く残余の部分および第２配置部分のうちで第２接触部分を除く残余の部分に形成された不純物層を除去して第１および第２不純物含有体を形成することによって、第１および第２不純物含有体を一括して形成することができるので、不純物を拡散させるために要する工程を一層簡略化することができる。
【００３７】
また本発明によれば、第１被処理部は、第１半導体層である第１活性層と第１活性層を挟持する２つの第１クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第１半導体レーザ構成部であり、第２被処理部は、第２半導体層である第２活性層と第２活性層を挟持する２つの第２クラッド層とが基板の厚み方向に積層される第２半導体レーザ構成部である。このような被処理体に対して、第１半導体レーザ構成部の厚み方向一表面部のうちで第１被拡散領域に含まれる第１配置部分に第１不純物含有体を配置し、第２半導体レーザ構成部の厚み方向一表面部のうちで第２被拡散領域に含まれる第２配置部分に第２不純物含有体を配置するときに、第１不純物含有体に接する第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合である第１不純物含有体割合を、第２半導体レーザ構成部の第２配置部分のうちで第２不純物含有体に接する第２接触部分の厚み方向一表面が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合である第２不純物含有体割合よりも大きくすることによって、拡散工程で第１および第２被拡散領域を加熱することで、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に不純物を拡散させて、窓構造領域を形成することが可能である。このような本発明の不純物拡散方法を用いて窓構造領域を形成することによって、第１および第２半導体層のいずれか一方に窓構造領域を形成した後、もう一方の半導体層に窓構造領域を形成する場合に比べて、第１および第２半導体レーザ構成部が１つの基板に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子を製造する工程を簡略化することが可能であるので、モノリシック型半導体レーザ素子を容易に製造することが可能である。
【００３８】
また本発明によれば、第１および第２活性層を量子井戸構造に形成し、この第１および第２活性層の第１および第２被拡散領域に含まれる部分に拡散工程で第１および第２不純物含有体から不純物として亜鉛（Ｚｎ）を拡散させるときに、第１不純物含有体割合を第２不純物含有体割合よりも大きくすることで、拡散工程での第１および第２被拡散領域の加熱によって、第１および第２被拡散領域に含まれる部分の第１および第２活性層の量子井戸構造を破壊して無秩序化し、窓構造領域を同時に形成することができる。このような不純物拡散方法を用いることによって、量子井戸構造の第１および第２活性層に窓構造領域が形成されるモノリシック型半導体レーザ素子の製造工程を簡略化し、モノリシック型半導体レーザ素子を容易に製造することが可能である。
【００３９】
また本発明によれば、第１活性層と第１不純物含有体との間に介在される第１クラッド層をＡｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で形成し、第２活性層と第２不純物含有体との間に介在される第２クラッド層をＡｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で形成することで、第１および第２クラッド層において不純物の拡散速度に差が生じることを防ぐことができるので、第１活性層における不純物の拡散速度が第２活性層における不純物の拡散速度よりも低い場合に、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分に、拡散工程での加熱によってより確実に不純物を拡散させることが可能である。したがって第１および第２活性層の両方に対して、拡散工程での加熱によって、より確実に窓構造領域を形成することができる。
【００４０】
また本発明によれば、第１活性層をＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で形成し、第２活性層をＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）で形成することで、第１活性層から波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を発する第１半導体レーザ構成部を実現し、第２活性層から波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を発する第２半導体レーザ構成部を実現することができる。また第１半導体レーザ構成部の第１被拡散領域に含まれる第１配置部分のうち、第１接触部分の厚み方向一表面が第１配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合は、第２半導体レーザ構成部の第２被拡散領域に含まれる第２配置部分のうち、第２接触部分の厚み方向一表面が第２配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合よりも大きいので、拡散工程では、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して不純物を拡散させて窓構造領域を形成することが可能である。このような不純物拡散方法を用いることによって、製造工程を簡略化し、第１半導体レーザ構成部から波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を発し、第２半導体レーザ構成部から波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を発するモノリシック型半導体レーザ素子を容易に製造することが可能である。
【００４１】
また本発明によれば、第１半導体レーザ構成部の第１活性層がＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で形成され、第２半導体レーザ構成部の第２活性層がＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１，ｊ＋ｋ＜１）で形成される場合に、第１半導体レーザ構成部の第１不純物含有体割合を第２半導体レーザ構成部の第２不純物含有体割合で除した含有体面積比率を８以上２０以下とし、第１および第２不純物含有体の厚み寸法を３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることによって、拡散工程において、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して、より確実に不純物を拡散させることができる。したがって、第１活性層および第２活性層の両方に対して、拡散工程での加熱によって、より確実に窓構造領域を形成することができる。
【００４２】
また本発明によれば、拡散工程において、第１および第２不純物含有体が配置された第１および第２被拡散領域を温度６００℃以上６４０℃以下で３０分間以上１８０分間以下加熱することによって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して、より確実に不純物を拡散させることができる。したがって第１および第２活性層の両方に対して、拡散工程での加熱によって、より確実に窓構造領域を形成することができる。
【００４３】
また本発明によれば、第１および第２半導体レーザ構成部の対応する被拡散領域に前記本発明の不純物拡散方法によって不純物を拡散することで、拡散工程での第１および第２被拡散領域の加熱によって、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分および第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分の両方に対して不純物を拡散させて、窓構造領域を形成することができる。したがって、製造工程を簡略化することができるので、モノリシック型半導体レーザ素子を容易に製造することができる。
【００４４】
また本発明によれば、第１および第２半導体レーザ構成部が基板の厚み方向一表面部に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子を、前述のような優れた本発明のモノリシック型半導体レーザ素子の製造方法で製造することによって、第１半導体レーザ構成部の第１活性層および第２半導体レーザ構成部の第２活性層の共振器方向における一端部に窓構造領域が形成されたモノリシック型半導体レーザ素子を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の第１実施形態の製造方法で製造される半導体レーザ素子２０を示す断面図である。半導体レーザ素子２０は、モノリシック型半導体レーザ素子であり、半導体基板２１と、複数のレーザ素子部２２，２３とを含んで構成される。本実施の形態において半導体レーザ素子２０は、２つのレーザ素子部、すなわち第１レーザ素子部２２と第２レーザ素子部２３とを含む。
【００４６】
半導体基板２１は、板状に形成され、厚み方向一表面部である厚み方向一方Ｚ１側の一表面部に、第１および第２レーザ素子部２２，２３が設けられる。後述するように第１レーザ素子部２２は第１半導体レーザ構成部２２Ａを含み、第２レーザ素子部２３は第２半導体レーザ構成部２３Ａを含む。半導体レーザ素子２０は、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが、半導体基板２１の厚み方向一表面部に設けられるモノリシック型半導体レーザ素子である。
【００４７】
本実施の形態では、半導体基板２１は、Ｎ型半導体基板であり、たとえばガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）基板によって実現される。以下、半導体基板２１の厚み方向一方Ｚ１を単に厚み方向一方Ｚ１といい、厚み方向一方Ｚ１の反対方向である半導体基板２１の厚み方向他方Ｚ２を単に厚み方向他方Ｚ２といい、厚み方向一方Ｚ１と厚み方向他方Ｚ２とを含んで厚み方向Ｚという。
【００４８】
第１レーザ素子部２２と第２レーザ素子部２３とは、発振波長が互いに異なる。本実施の形態では、第１レーザ素子部２２は、第１活性層３４がＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−ヒ素（ＡｌＧａＡｓ）系化合物半導体材料で形成されるＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子部によって実現され、７８０ｎｍ帯に発振波長を有する。また第２レーザ素子部２３は、第２活性層４４がアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン（ＡｌＧａＩｎＰ）系化合物半導体材料で形成されるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子部によって実現され、６５０ｎｍ帯に発振波長を有する。「７８０ｎｍ帯」とは、７６５ｎｍ以上７７５ｎｍ以下の波長帯域を意味し、「６５０ｎｍ帯」とは、６４５ｎｍ以上６５５ｎｍ以下の波長帯域を意味する。
【００４９】
第１レーザ素子部２２は、第１半導体レーザ構成部２２Ａと、誘電膜２４と、第１Ｐ側電極２５と、Ｎ側電極２７とを含む。第１半導体レーザ構成部２２Ａは、半導体基板２１の厚み方向一表面部に順次積層される第１Ｎ型バッファ層３１、第１Ｎ型クラッド層３２、第１Ｎ側ガイド層３３、第１活性層３４、第１Ｐ側ガイド層３５、第１の第１Ｐ型クラッド層３６、第１エッチングマーカー層３７、第２の第１Ｐ型クラッド層３８および第１Ｐ型キャップ層３９を含む。第１活性層３４は、第１半導体層に相当する。
【００５０】
第２レーザ素子部２３は、第２半導体レーザ構成部２３Ａと、誘電膜２４と、第２Ｐ側電極２６と、Ｎ側電極２７とを含む。第２半導体レーザ構成部２３Ａは、半導体基板２１の厚み方向一表面部に順次積層される第２Ｎ型バッファ層４１、第２Ｎ型クラッド層４２、第２Ｎ側ガイド層４３、第２活性層４４、第２Ｐ側ガイド層４５、第１の第２Ｐ型クラッド層４６、第２エッチングマーカー層４７、第２の第２Ｐ型クラッド層４８、中間層４９および第２Ｐ型キャップ層５０を含む。第２活性層４４は、第２半導体層に相当する。
【００５１】
第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａは、厚み方向Ｚに垂直な一方向Ｘに延びて設けられる。この第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの延在方向にレーザ光が発せられる。以下、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの延在方向Ｘを「共振器方向」という。第１半導体レーザ構成部２２Ａと第２半導体レーザ構成部２３Ａとは、共振器方向Ｘおよび厚み方向Ｚに垂直な一方向Ｙに相互に間隔をあけて並んで配置される。以下、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの並ぶ方向を「配列方向」Ｙという。
【００５２】
第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの活性層３４，４４は、共振器方向Ｘの一方Ｘ１側の端部、図１では紙面に向かって手前側の端部に窓構造領域３４ａ，４４ａを有する。図１では、窓構造領域３４ａ，４４ａが形成される共振器方向一方Ｘ１側の端部の断面構成を示す。各活性層３４，４４の窓構造領域３４ａ，４４ａは、その活性層３３，４４のうちで窓構造領域３４ａ，４４ａを除く残余の領域に比べてエネルギギャップが大きく、その活性層３３，３４の共振器方向Ｘにおける両端部間の中間部で発生したレーザ光を吸収せずに外部に透過させる。このような窓構造領域３４ａ，４４ａを設けることによって、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの共振器方向一端部での発熱を抑え、たとえば２００ｍＷ以上の出力であっても、安定して光を出射させることの可能な第１および第２レーザ素子部２２，２３を実現することができる。
【００５３】
Ｎ側電極２７は、第１レーザ素子部２２と第２レーザ素子部２３とに共通し、半導体基板２１の厚み方向他表面部に、第１および第２レーザ素子部２２，２３にわたって設けられる。誘電膜２４は、第１および第２レーザ素子部２２，２３にわたって設けられ、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１リッジ部２８の厚み方向一表面部を除く部分、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２リッジ部２９の厚み方向一表面部を除く部分、および半導体基板２１の第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが設けられていない部分を覆う。
【００５４】
第１および第２Ｐ側電極２５，２６はそれぞれ、第１電極層２５ａ，２６ａと、第２電極層２５ｂ，２６ｂとを含む。第１Ｐ側電極２５の第１電極層２５ａは、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１リッジ部２８の厚み方向一表面部と、誘電膜２４の第１半導体レーザ構成部２２Ａを覆う部分の厚み方向一表面部とにわたって設けられる。第２Ｐ側電極２６の第１電極層２６ａは、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２リッジ部２９の厚み方向一表面部と、誘電膜２４の第２半導体レーザ構成部２３Ａを覆う部分の厚み方向一表面部とにわたって設けられる。第２電極層２５ｂ，２６ｂは、対応する第１電極層２５ａ，２６ａの厚み方向一表面部に設けられる。
【００５５】
図２は、本発明の第１実施形態の半導体素子２０の製造方法を示すフローチャートである。図３〜図１０は、第１実施形態の製造方法における各製造工程を示す図である。図３〜図５、図７〜図９は断面図であり、図６および図１０は斜視図である。図６の切断面線Ｓ５−Ｓ５における断面図が図５に相当し、図６の切断面線Ｓ７−Ｓ７における断面図が図７に相当し、図１０の切断面線Ｓ９−Ｓ９における断面図が図９に相当する。製造工程は、図３〜図５、図７〜図９の順で進む。図３〜図５、図７〜図９は、理解を容易にするために断面図を模式的に示し、各層の厚み寸法について誇張して示す。
【００５６】
まずステップａ１で、製造に必要な材料および装置を準備すると、ステップａ２に進み、製造作業を開始する。本実施の形態では、複数のモノリシック型半導体レーザ素子２０を同時に製造する。ステップａ２の準備工程では、前述の第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが半導体基板２１の厚み方向一表面部に設けられる被処理体（以下「ウエハ」ともいう）５１を準備する。半導体基板２１の厚み方向一表面部には、第１半導体レーザ構成部２２Ａが配置される第１レーザ構成部配置領域５２と、第２半導体レーザ構成部２３Ａが配置される第２レーザ構成部配置領域５３とが予め設定される。第１および第２レーザ構成部配置領域５２，５３は、半導体基板２１の厚み方向一表面部の一部分に設定される。第２レーザ構成部配置領域５３は、半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１レーザ構成部配置領域５４以外の領域であって、第１レーザ構成部配置領域５２に隣合う領域である。
【００５７】
ステップａ２では、具体的には、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを半導体基板２１の厚み方向一表面部に形成して、被処理体５１を形成する。さらに具体的に述べると、まず図３に示すように、Ｎ型半導体基板２１の厚み方向一表面部に、たとえば有機金属化学気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；略称ＭＯＣＶＤ）装置などの成膜装置によって、第１半導体レーザ構成部２２Ａを構成する各層、すなわち第１Ｎ型バッファ層３１、第１Ｎ型クラッド層３２、第１Ｎ側ガイド層３３、第１活性層３４、第１Ｐ側ガイド層３５、第１の第１Ｐ型クラッド層３６、第１エッチングマーカー層３７、第２の第１Ｐ型クラッド層３８および第１Ｐ型キャップ層３９を順次エピタキシャル成長させて形成する。このようにして第１半導体レーザ構成部２２Ａを構成する各層が半導体基板２１の厚み方向に積層して形成される。第１半導体レーザ構成部２２Ａを構成する各層は、第１および第２レーザ構成部配置領域５２，５３を含む半導体基板２１の厚み方向一表面部全体にわたって形成される。
【００５８】
第１半導体レーザ構成部２２Ａを構成する各層は、半導体材料、具体的には化合物半導体材料によって形成される。本実施の形態では、Ｎ型半導体基板２１はＮ型ＧａＡｓ基板によって実現され、第１Ｎ型バッファ層３１はＮ型ＧａＡｓ層によって実現され、第１Ｎ型クラッド層３２はＮ型ＡｌｍＧａ１−ｍＡｓ（０＜ｍ＜１）層によって実現され、第１Ｎ側ガイド層３３はＡｌｍＧａ１−ｍＡｓ（０＜ｍ＜１）層によって実現され、第１Ｐ側ガイド層３５はＡｌｍＧａ１−ｍＡｓ（０＜ｍ＜１）層によって実現され、第１の第１Ｐ型クラッド層３６はＰ型ＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、第１エッチングマーカー層３７はＧａｎＩｎ１−ｎＰ（０＜ｎ＜１）層によって実現され、第２の第１Ｐ型クラッド層３８はＰ型ＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、第１Ｐ型キャップ層３９はＰ型ＧａＡｓ層によって実現される。
【００５９】
第１Ｎ型クラッド層は、２つの第１クラッド層のうちの一方に相当し、第１の第１Ｐ型クラッド層３６および第２の第１Ｐ型クラッド層３８は、もう一方の第１クラッド層を構成する。もう一方の第１クラッド層を構成する第１および第２の第１Ｐ型クラッド層３６，３８は、前述のように、Ａｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成される。化合物半導体材料は、構成元素を並べた組成式によって表される。組成式において、各元素に付された添字は各元素の組成比を表す。
【００６０】
本実施形態では、もう一方の第１クラッド層を構成する第１の第１Ｐ型クラッド層３６と第２の第１Ｐ型クラッド層３８との間には、第１エッチングマーカー層３７が介在するが、第１および第２の第１Ｐ型クラッド層３６，３８と、第１エッチングマーカー層３７とにおいて、拡散速度に大きな差はない。これは、これらの構成材料が近い、つまり第１および第２の第１Ｐ型クラッド層３６，３８がＡｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成され、第１エッチングマーカー層３７がＧａｎＩｎ１−ｎＰ（０＜ｎ＜１）で表されるガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されるためである。
【００６１】
第１活性層３４は、図示しないが、第１井戸層（以下「第１ウェル層」ともいう）と、第１井戸層よりもエネルギバンドギャップの大きい第１障壁層（以下「第１バリア層」ともいう）とを含む量子井戸構造に形成される。第１活性層３４は、第１井戸層と第１障壁層とが厚み方向Ｚに交互に積層されて構成される。第１活性層３４を構成する第１井戸層および第１障壁層は、ＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）によって形成される。このように第１活性層３４をＡｌｈＧａ１−ｈＡｓ（０＜ｈ＜１）で形成することによって、第１活性層３４から波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を発する第１半導体レーザ構成部２２Ａが実現される。
【００６２】
次いで図４に示すように、以上のようにして形成された第１半導体レーザ構成部２２Ａを構成する各層のうち、半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１レーザ構成部配置領域５２以外の領域に形成された部分を除去して、第１半導体レーザ構成部２２Ａを形成する。各層の除去は、たとえばフォトリソグラフィ段階とエッチング段階とを順に行なうことによって実施される。このようにして第１半導体レーザ構成部２２Ａが形成された段階では、半導体基板２１の厚み方向一表面部のうち、第２レーザ構成部配置領域５３は、厚み方向一方Ｚ１に露出した状態となり、第１レーザ構成部配置領域５３は、厚み方向一表面部が第１半導体レーザ構成部２２Ａで覆われた状態となる。
【００６３】
次いで、形成された第１半導体レーザ構成部２２Ａを覆うように半導体基板２１の厚み方向一方Ｚ１側から、第２半導体レーザ構成部２３Ａの各層、すなわち半導体第２Ｎ型バッファ層４１、第２Ｎ型クラッド層４２、第２Ｎ側ガイド層４３、第２活性層４４、第２Ｐ側ガイド層４５、第１の第２Ｐ型クラッド層４６、第２エッチングマーカー層４７、第２の第２Ｐ型クラッド層４８、中間層４９および第２Ｐ型キャップ層５０を順次エピタキシャル成長させて形成する。第２半導体レーザ構成部２３Ａを構成する各層は、たとえばＭＯＣＶＤ装置などの成膜装置によって形成される。
【００６４】
このようにして第２半導体レーザ構成部２３Ａを構成する各層が半導体基板２１の厚み方向に積層して形成される。第２半導体レーザ構成部２３Ａを構成する各層は、半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１レーザ構成部配置領域５２を除く残余の領域であって、第２レーザ構成部配置領域５３を含む領域と、第１半導体レーザ構成部２２Ａの厚み方向一方Ｚ１に露出する表面部とにわたって形成される。
【００６５】
第２半導体レーザ構成部２３Ａを構成する各層は、半導体材料、具体的には化合物半導体材料によって形成される。本実施の形態では、第２Ｎ型バッファ層４１はＮ型ＧａＡｓ層によって実現され、第２Ｎ型クラッド層４２はＮ型ＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｍ＜１）層によって実現され、第２Ｎ側ガイド層４３はＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、第２Ｐ側ガイド層４５はＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、第１の第２Ｐ型クラッド層４６はＰ型ＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、第２エッチングマーカー層４７はＧａｎＩｎ１−ｎＰ（０＜ｎ＜１）層によって実現され、第２の第２Ｐ型クラッド層４８はＰ型ＡｌｍＧａｎＩｎ１−ｍ−ｎＰ（０＜ｍ＜１，０＜ｎ＜１，ｍ＋ｎ＜１）層によって実現され、中間層４９はＧａｎＩｎ１−ｎＰ（０＜ｎ＜１）層によって実現され、第２Ｐ型キャップ層５０はＰ型ＧａＡｓ層によって実現される。
【００６６】
第２Ｎ型クラッド層４２は、２つの第２クラッド層のうちの一方に相当し、第１の第２Ｐ型クラッド層４６および第２の第２Ｐ型クラッド層４８は、もう一方の第２クラッド層を構成する。もう一方の第２クラッド層を構成する第１および第２の第２Ｐ型クラッド層４６，４８は、前述のように、Ａｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成される。第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの各層において、符号ｍおよびｎは、同一でもよく、異なってもよい。
【００６７】
第２半導体レーザ構成部２３Ａにおいても第１半導体レーザ構成部２２Ａと同様に、本実施形態では、もう一方の第２クラッド層を構成する第１の第２Ｐ型クラッド層４６と第２の第２Ｐ型クラッド層４８との間には、第２エッチングマーカー層４７が介在するが、第１および第２の第２Ｐ型クラッド層４６，４８と、第２エッチングマーカー層４７とにおいて、拡散速度に大きな差はない。これは、これらの構成材料が近い、つまり第１および第２の第２Ｐ型クラッド層４６，４８がＡｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で表されるアルミニウム−ガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成され、第２エッチングマーカー層４７がＧａｎＩｎ１−ｎＰ（０＜ｎ＜１）で表されるガリウム−インジウム−リン系化合物半導体材料によって形成されるためである。
【００６８】
本実施の形態では、第１半導体レーザ構成部２２Ａにおける、もう一方の第１クラッド層３６，３８と、第２半導体レーザ構成部２３Ａにおける、もう一方の第２クラッド層４６，４８とは、同一の材料によって形成される。また第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１エッチングマーカー層３７と、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２エッチングマーカー層４７とは、同一の材料によって形成される。
【００６９】
第２活性層４４は、図示しないが、第２井戸層（以下「第２ウェル層」ともいう）と、第２井戸層よりもエネルギバンドギャップの大きい第２障壁層（以下「第２バリア層」ともいう）とを含む量子井戸構造に形成される。第２活性層４４は、第２井戸層と第２障壁層とが厚み方向Ｚに交互に積層されて構成される。第２活性層４４を構成する第２井戸層および第２障壁層は、ＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１）で形成される。より詳細には、第２井戸層はＧａｋ１Ｉｎ１−ｋ１Ｐ（０＜ｋ１＜１）によって形成され、第２障壁層はＡｌｊＧａｋ２Ｉｎ１−ｊ−ｋ２Ｐ（０＜ｊ＜１，０＜ｋ２＜１）によって形成される。このように第２活性層４４を構成する各層をＡｌｊＧａｋＩｎ１−ｊ−ｋＰ（０≦ｊ＜１，０＜ｋ＜１）で形成することによって、第２活性層４４から波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を発する第２半導体レーザ構成部２３Ａを実現することができる。
【００７０】
次いで図５に示すように、以上のようにして形成された第２半導体レーザ構成部２３Ａを構成する各層のうち、半導体基板２１の厚み方向一表面部の第２レーザ構成部配置領域５３以外の領域に形成された部分を除去して、第２半導体レーザ構成部２３Ａを形成する。各層の除去は、たとえばフォトリソグラフィ段階とエッチング段階とを順に行なうことによって実施される。このようにして第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが形成される。
【００７１】
第１半導体レーザ構成部２２Ａと第２半導体レーザ構成部２３Ａとは、第１半導体レーザ構成部２２Ａの厚み方向一方Ｚ１側の表面から第１活性層３４の厚み方向一方Ｚ１側の表面までの半導体基板２１の厚み方向における距離と、第２半導体レーザ構成部２３Ａの厚み方向一方Ｚ１側の表面から第２活性層４４の厚み方向一方Ｚ１側の表面までの半導体基板２１の厚み方向における距離とが、同一になるように形成される。このようにしてステップａ２で第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが形成されて、被処理体５１が形成されると、ステップａ３に進む。
【００７２】
ステップａ３の不純物含有体配置工程では、図６および図７に示すように、第１半導体レーザ構成部２２Ａの厚み方向一表面部に第１不純物含有体５４を配置し、半導体レーザ構成部２３Ａの厚み方向一表面部に第２不純物含有体５５を配置する。具体的には、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１Ｐ型キャップ層３９の厚み方向一表面部に第１不純物含有体５４を形成し、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２Ｐ型キャップ層５０の厚み方向一表面部に第２不純物含有体５５を形成する。図６では、理解を容易にするために、第１および第２不純物含有体５４，５５を斜線で示す。
【００７３】
第１半導体レーザ構成部２２Ａには第１被拡散領域５６が予め定められる。第１被拡散領域５６は、第１活性層３４の少なくとも一部分を含んで、第１半導体レーザ構成部２２Ａの一部分に設定される。本実施の形態では、第１被拡散領域５６は、第１活性層３４の窓構造領域３４ａを形成するべく予め定める部分（以下「第１窓領域形成部分」という）を含み、第１半導体レーザ構成部２２Ａのうちで第１窓領域形成部分が厚み方向Ｚに投影される部分に設定される。
【００７４】
第２半導体レーザ構成部２３Ａには第２被拡散領域５７が予め定められる。第２被拡散領域５７は、第２活性層４４の少なくとも一部分を含んで、第２半導体レーザ構成部２３Ａの一部分に設定される。本実施の形態では、第２被拡散領域５７は、第２活性層４４の窓構造領域４４ａを形成するべく予め定める部分（以下「第２窓領域形成部分」という）を含み、第２半導体レーザ構成部２３Ａのうちで第２窓領域形成部分が厚み方向Ｚに投影される部分に設定される。第１および第２被拡散領域５６，５７は、本実施の形態では共振器方向Ｘにおける位置および寸法が同一になるように設定される。
【００７５】
第１不純物含有体５４は、第１半導体レーザ構成部２２Ａの厚み方向一表面部のうち、第１被拡散領域５６に含まれる第１配置部分７１に配置される。第２不純物含有体５５は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの厚み方向一表面部のうち、第２被拡散領域５７に含まれる第２配置部分７２に配置される。第１および第２不純物含有体５４，５５は、同一の不純物、本実施の形態では亜鉛（Ｚｎ）を含有する。
【００７６】
第１被拡散領域５６と第２被拡散領域５７とは、第１および第２不純物含有体５４，５５に含有される不純物の拡散速度が互いに異なる、つまり単位体積あたりに同量の不純物が供給されるときに、単位時間あたりに拡散される不純物の量が異なる。本実施の形態では、第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度は、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度よりも高い。「拡散速度」とは、不純物を熱拡散によって拡散させるときの拡散速度をいう。第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度と、第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度との関係は、第１および第２被拡散領域５６，５７を構成する各層の拡散係数から導くことができる。本実施の形態では、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを構成する各層が前述の化合物半導体材料で形成されるので、第２被拡散領域５７は、第１被拡散領域５６に比べて、第１および第１不純物含有体５４，５５に含有される不純物の拡散速度が高い。
【００７７】
さらに具体的に述べると、不純物の拡散速度は不純物が拡散される層の結晶構造に大きく左右されるが、本実施形態のように第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１Ｐ型クラッド層３６，３８および第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２Ｐ型クラッド層４６，４８を双方ともにＡｌＧａＩｎＰにて形成した場合は、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１と第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２とは近い数値である。具体的には、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１を第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２で除した拡散速度比率Ｖ１／Ｖ２は、おおよそ０.５以上１.０未満の値となる。
【００７８】
本実施形態のように第１半導体レーザ構成部２２Ａおよび第２半導体レーザ構成部２３Ａの活性層３４，４４より上部の構造、つまりＰ側ガイド層３５，４５からＰ型キャップ層３９，５０までの構造をほぼ同構造として、活性層３４，４４のみ別構造としたとき、前記拡散速度比率Ｖ１／Ｖ２は１．０にごく近い値となる。つまり第１および第２不純物拡散領域５６，５７における不純物の拡散速度の有意差は、活性層部分での拡散速度の差、つまり第１活性層３４における拡散速度と第２活性層４４における拡散速度との差が大きなウエイトとなる。
【００７９】
第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１配置部分７１のうちで第１不純物含有体５４に接する第１接触部分７３の厚み方向一表面が、第１配置部分７１の厚み方向一表面全体に占める割合（以下「第１不純物含有体割合」という）Ｐ１は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２配置部分７２のうちで第２不純物含有体５５に接する第２接触部分７４の厚み方向一表面が、第２配置部分７２の厚み方向一表面全体に占める割合（以下「第２不純物含有体割合」という）Ｐ２よりも大きい（Ｐ１＞Ｐ２）。
【００８０】
本実施の形態では、第１不純物含有体５４は、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１配置部分７１全体にわたって配置される。第２不純物含有体５５は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２配置部分７２の一部分に配置される。より詳細には、第２不純物含有体５５は、複数の不純物含有部５５ａを含む。このように複数の不純物含有部が第１または第２配置部分７１，７２に配置される場合、前述の不純物含有体割合Ｐ１，Ｐ２は、対応する配置部分７１，７２のうちで各不純物含有部に接する部分の厚み方向一表面の面積の合計を、その配置部分７１，７２の厚み方向一表面の全面積で除した値になる。
【００８１】
前述のように本実施の形態では、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１を第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２で除した拡散速度比率Ｖ１／Ｖ２は、０．５以上１．０未満である。したがって第１不純物含有体割合Ｐ１を第２不純物含有体割合Ｐ２で除した含有体面積比率は、８以上２０以下に選ばれる。含有体面積比率は、前記範囲に限定されないが、８以上２０以下であることが好ましい。また第１不純物含有体５４の厚み寸法ｔ１および第２不純物含有体５５の厚み寸法ｔ２は、いずれも３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下に選ばれる。第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み寸法ｔ１，ｔ２は、前記範囲に限定されないが、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
第２不純物含有体５５を構成する各不純物含有部５５ａは、ドット状、より詳細には円形状のドット状に形成される。各不純物含有部５５ａの直径Ｒは、たとえば２μｍである。第２不純物含有体５５を構成する不純物含有部５５ａは、本実施形態では一定間隔おきに形成される。隣合う２つの不純物含有部５５ａの中心間距離（以下「ピッチ」という）Ｗは、たとえば１０μｍである。本実施の形態では、不純物含有部５５ａのピッチＷは、共振器方向Ｘおよび配列方向Ｙのいずれも同一である。不純物含有部５５ａのピッチＷは、第２被拡散領域５７の共振器方向Ｘにおける寸法ｄ１および配列方向Ｙにおける寸法ｄ２に応じて選ばれる。
【００８３】
第２不純物含有体５５は、たとえば第２被拡散領域５７の共振器方向Ｘの寸法ｄ１を基準にして、共振器方向Ｘの寸法ｄ１の１０％以上２０％以下に不純物含有部５５ａのピッチＷを選び、この範囲内にて、第１接触部分７３の厚み方向一表面が第１配置部分７１の厚み方向一表面全体に占める割合である第１不純物含有体割合Ｐ１を、第２接触部分７４の厚み方向一表面が第２配置部分７２の厚み方向一表面全体に占める割合である第２不純物含有体割合Ｐ２で除した含有体面積比率を８以上２０以下として形成される。
【００８４】
第１および第２不純物含有体５４，５５は、たとえばリフトオフ法を用いて形成される。この場合、リフトオフ用レジストパターン形成段階と、不純物層形成段階と、リフトオフ段階とを順に行なうことで、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成する。
【００８５】
リフトオフ用レジストパターン形成段階では、リフトオフ用レジストパターンを、フォトリソグラフィ技術を用いて形成する。具体的には、半導体基板２１、ならびに第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一方Ｚ１の表面部全体にレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いてレジスト膜の一部分を露光し、現像してレジスト膜のうちで露光部分と非露光部分とのいずれか一方を除去してパターニングする。
【００８６】
レジスト膜の露光は、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一表面部のうちで、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成するべく予め定める部分を除く残余の部分にレジスト膜が残存するように行なわれる。具体的には、レジスト膜は、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１配置部分７１の第１接触部分７３および第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２配置部分７２の第２接触部分７４に形成されたレジスト膜が除去され、第１配置部分７１のうちで第１接触部分７３を除く残余の部分、および第２配置部分７２のうちで第２接触部分７４を除く残余の部分に形成されたレジスト膜が残存するように、露光される。これによって現像が終了した段階では、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成するべく予め定める部分に形成されたレジスト膜が除去され、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成するべく予め定める部分を除く残余の部分にレジスト膜が残存するレジストパターンが形成される。
【００８７】
不純物層形成段階では、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一表面部のうちでレジスト膜が形成されていない部分、ならびにレジスト膜の厚み方向一表面部に、スパッタなどの方法によって、不純物を含有する不純物層を成膜する。これによって第１および第２配置部分を覆うように不純物層が形成される。不純物層は、本実施の形態では酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜によって実現される。
【００８８】
リフトオフ段階では、レジスト膜とともに、不純物層のうちでレジスト膜を厚み方向一方Ｘ１から覆う部分（以下「除去部分」という）を除去する。本実施の形態では、前述のようにして不純物層が形成された被処理体５１を、アセトンなどの有機溶媒またはリムーバーに浸漬して超音波洗浄機にて超音波振動を与えることによって、レジスト膜とともに除去部分を除去する。このようにしてリフトオフ段階を実施する。リフトオフ段階においてレジスト膜は、第１配置部分７１のうちで第１接触部分７３を除く残余の部分、および第２配置部分７２のうちで第２接触部分７４を除く残余の部分に残存するので、リフトオフ段階でレジスト膜とともに除去部分を除去することによって、第１配置部分７１のうちで第１接触部分７３を除く残余の部分、および第２配置部分７２のうちで第２接触部分７４を除く残余の部分に形成された不純物層が除去されて、第１および第２不純物含有体５４，５５が形成される。
【００８９】
以上のように本実施の形態では、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの第１および第２配置部分７１，７２を覆うように不純物層を形成する不純物層形成段階と、形成された不純物層のうち、第１配置部分７１のうちで第１接触部分７３を除く残余の部分、および第２配置部分７２のうちで第２接触部分７４を除く残余の部分に形成された不純物層を除去して、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成する除去段階とを行なうことによって、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成する。前述のリフトオフ法を用いる場合、リフトオフ用レジストパターン形成段階とリフトオフ段階とが、除去段階に相当する。
【００９０】
このようにして第１および第２不純物含有体５４，５５を形成した後、被処理体５１の厚み方向一表面部全体に、たとえばプラズマ化学気相成長（Plasma Chemical Vapor 
Deposition；略称ＰＣＶＤ）法によって不図示の揮発防止用絶縁膜を成膜する。具体的には、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一表面部のうちで第１および第２不純物含有体５４，５５が形成される部分を除く残余の部分、第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み方向一表面部、ならびに半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの形成される部分を除く残余の部分に、揮発防止用絶縁膜を形成する。
【００９１】
揮発防止用絶縁膜は、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを覆うように形成される。このように第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを覆うように揮発防止用絶縁膜を形成することによって、後述するステップａ４の拡散工程における熱処理中に、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを構成する各層から、ヒ素（Ａｓ）が抜け出してしまうことを避けることができる。揮発防止用絶縁膜は、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜によって実現される。揮発防止用絶縁膜の厚み寸法は、たとえば０．２μｍである。このようにステップａ３で揮発防止用絶縁膜を形成すると、ステップａ４に進む。
【００９２】
ステップａ４の拡散工程では、第１不純物含有体５４が配置された第１被拡散領域５６と第２不純物含有体５５が配置された第２被拡散領域５７とを加熱して、第１および第２被拡散領域５６，５７に不純物を拡散させる。具体的には、第１および第２不純物含有体５４，５５が配置された被処理体５１を加熱して、第１および第２被拡散領域５６，５７に不純物を拡散させる。このようにして第１および第２被拡散領域５６，５７に不純物を拡散させることによって、第１活性層３４の共振器方向Ｘにおける一端部に窓構造領域３４ａが形成され、第２活性層４４の共振器方向Ｘにおける一端部に窓構造領域４４ａが形成される。ステップａ３の不純物含有体配置工程とステップａ４の拡散工程は、窓構造領域形成工程に相当する。
【００９３】
本実施の形態では、ステップａ４の拡散工程は、熱処理によるＺｎの拡散工程である。このときの条件は、たとえば第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度（以下「処理温度」ともいう）が６２０℃であり、第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱時間（以下「処理時間」ともいう）が１２０分間である。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度および加熱時間はこれに限定されないが、本実施の形態では、加熱温度は６００℃以上６４０℃以下であることが好ましく、加熱時間は３０分間以上１８０分間以下であることが好ましい。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度は被処理体５１の加熱温度に略等しく、本実施の形態では被処理体５１の加熱温度を６００℃以上６４０℃以下に選ぶことによって、第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度が６００℃以上６４０℃以下に調整される。
【００９４】
このようにして第１および第２被拡散領域５６，５７に不純物を拡散させた後、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一表面部に残存する第１および第２不純物含有体５４，５５、ならびに揮発防止用絶縁膜を、たとえばフッ素系エッチャントを用いたエッチングによって除去する。このようにしてステップａ４で第１および第２不純物含有体５４，５５、ならびに揮発防止用絶縁膜を除去すると、ステップａ５に進む。
【００９５】
ステップａ５のリッジ部形成工程では、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａに、リッジ部２８，２９を形成する。ステップａ５では、まず図８に示すように、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａのリッジ部２８，２９を形成するべく予め定める部分に、リッジ用マスク６１を形成する。図８では、リッジ部２８，２９が形成された段階を示す。リッジ部２８，２９が形成された段階では、図８に示すようにリッジ用マスク６１が残存する。リッジ用マスク６１は、リッジ部２８，２９から配列方向Ｙに離隔してリッジ部２８，２９の両側方に形成される電流狭窄部６０を形成するべく予め定める部分にも形成される。
【００９６】
リッジ用マスク６１は、絶縁膜形成段階と、フォトリソグラフィ段階と、エッチング段階とを順に行なうことで形成される。絶縁膜形成段階では、被処理体５１の厚み方向一表面部全体、すなわち第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一表面部、ならびに半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが形成されていない部分に、ＳｉＯ２などの絶縁材料から成るマスク用絶縁膜を、たとえばＰＣＶＤ法によって成膜する。
【００９７】
フォトリソグラフィ段階では、マスク用絶縁膜の厚み方向一表面部全体にレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いてレジスト膜の一部分を露光して現像し、第１および第２リッジ部２８，２９、ならびに電流狭窄部６０を形成するべく予め定める部分以外の部分に形成されたマスク用絶縁膜を除去して、レジストマスクを形成する。エッチング段階では、たとえば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；略称ＲＩＥ）装置を用いて、レジストマスクに覆われていない部分のマスク用絶縁膜を除去し、リッジ用マスク６１を形成する。
【００９８】
このようにして形成されたリッジ用マスク６１を用いて、ドライエッチングによって、リッジ用マスク６１で覆われていない部分の第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａをエッチングし、リッジ部２８，２９および電流狭窄部６０を形成する。第１半導体レーザ構成部２２Ａは、リッジ用マスク６１で覆われていない部分のうちで、第１エッチングマーカー層３７とそれよりも厚み方向一方Ｚ１側に設けられる層とがエッチングによって除去される。第２半導体レーザ構成部２３Ａは、リッジ用マスク６１で覆われていない部分のうちで、第２エッチングマーカー層４７とそれよりも厚み方向一方Ｚ１側に設けられる層とがエッチングによって除去される。ドライエッチングは、たとえば誘導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma；略称ＩＣＰ）法による反応性イオンエッチングによって実現される。
【００９９】
リッジ部２８，２９を形成するための第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａのエッチングには、ウェットエッチングとドライエッチングとを併用してもよいが、ウェットエッチングとドライエッチングとを併用せずに、本実施形態のようにドライエッチングのみによってエッチングを行なうことが好ましい。このようにドライエッチングのみによる処理を実施することで、リッジ形状の垂直性を維持することができ、製造されるモノリシック型半導体レーザ素子２０の量子効率特性の向上効果、およびキンクの発生を抑止する効果を得ることができる。
【０１００】
このようにしてリッジ部２８，２９を形成した後、リッジ用マスク６１を除去し、被処理体であるウエハ５１の厚み方向一方Ｚ１側の表面部全体、すなわち第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの露出する表面部、ならびに半導体基板２１の厚み方向一表面部のうちで第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａが形成されていない部分に、誘電膜２４を成膜する。誘電膜２４は、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜によって実現される。
【０１０１】
次いで図９および図１０に示すように、形成された誘電膜２４のうち、電流の導通部となる第１および第２リッジ部２８，２９の厚み方向一方Ｚ１側の表面部、すなわち第１リッジ部２８の第１Ｐ型キャップ層３９および第２リッジ部２９の第２Ｐ型キャップ層５０の厚み方向一方Ｚ１側の表面部に形成された誘電膜２４を除去して、誘電膜２４をパターニングする。本実施の形態では、窓構造領域３４ａ，４４ａへの電流の注入を防ぐために、第１および第２リッジ部２８，２９の厚み方向一表面部に形成された誘電膜２４のうち、第１および第２リッジ部２８，２９の厚み方向一表面部の窓構造領域３４ａ，４４ａが形成される第１および第２被拡散領域５６，５７に含まれる部分に形成された誘電膜２４は、除去されずに残存するようにパターニングされる。誘電膜２４のパターニングは、フォトリソグラフィ段階とエッチング段階とを順に行なうことによって実施される。エッチング段階は、たとえばＲＩＥ装置を用いてドライエッチングによって実施されてもよく、たとえばフッ素系のエッチャントを用いてウェットエッチングによって実施されてもよい。このようにしてステップａ５で誘電膜２４をパターニングすると、ステップａ６に進む。
【０１０２】
ステップａ６の電極形成工程では、Ｎ側電極２７およびＰ側電極２５，２６を形成する。具体的には、ステップａ６では、まず、たとえば基板研磨装置によってＮ型半導体基板２１を研磨して、Ｎ型半導体基板２１の厚み寸法を所望の値まで削減する。次いで、Ｎ型半導体基板２１の厚み方向他方Ｚ２側の表面部にＮ側電極２７を形成する。Ｎ側電極２７は、たとえば金（Ａｕ）−ゲルマニウム（Ｇｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金層、モリブデン（Ｍｏ）層および金（Ａｕ）層が、この順に厚み方向他方Ｚ２に積層されて構成される積層構造に形成される。Ｎ側電極２７を構成する各層は、たとえばスパッタまたは蒸着によって形成される。
【０１０３】
このようにしてＮ側電極２７を構成する各層を形成した後、アニールを行ない、Ｎ型半導体基板２１とＮ側電極２７との間にオーミックコンタクトを形成する。アニール条件は、たとえば被処理体５１の加熱温度（以下「処理温度」」という）が４４０℃であり、被処理体５１の加熱時間（以下「処理時間」ともいう）が１０分間である。アニール条件は、これに限定されるものではなく、Ｎ型半導体基板２１とＮ側電極２７との間にオーミックコンタクトが形成されるように適切な条件が選ばれる。
【０１０４】
次いで、第１および第２Ｐ側電極２５，２６を形成する。具体的には、まず被処理体５１の厚み方向一方Ｚ１側の表面部全体に、たとえば蒸着またはスパッタによって、第１電極層２５ａ，２６ａを形成する。第１電極層２５ａ，２６ａは、たとえば金（Ａｕ）−亜鉛（Ｚｎ）合金層およびモリブデン（Ｍｏ）層が、この順に厚み方向一方Ｚ１に積層させて構成される積層構造に形成される。このようにして第１電極層２５ａ，２６ａを形成した後、アニールを行ない、リッジ部２８，２９と第１電極層２５ａ，２６ａとの間にオーミックコンタクトを形成する。アニール条件は、たとえば被処理体５１の加熱温度が４４０℃であり、被処理体５１の加熱時間が１０分間である。アニール条件は、これに限定されるものではなく、リッジ部２８，２９と第１電極層２５ａ，２６ａとの間にオーミックコンタクトが形成されるように適切な条件が選ばれる。
【０１０５】
次いで、第１電極層２５ａ，２６ａの厚み方向一方Ｚ１側の表面部に、たとえば鍍金によって第２電極層２５ｂ，２６ｂを形成する。第２電極層２５ｂ，２６ｂは、たとえば金（Ａｕ）層によって実現される。形成された第１電極層２５ａ，２６ａおよび第２電極層２５ｂ，２６ｂのうち、第１および第２Ｐ側電極２５，２６を形成するべく予め定める部分を除く残余の部分に形成された部分を、フォトリソグラフィ段階とエッチング段階とを順に行なうことによって除去し、第１および第２Ｐ側電極２５，２６を形成する。これによって第１および第２レーザ素子部２２，２３が形成される。このようにしてステップａ６で第１および第２レーザ素子部２２，２３を形成すると、ステップａ７に進む。
【０１０６】
ステップａ７の素子分離工程では、被処理体５１を予め定める第１および第２切断ライン６２，６３で切断して、個々のモノリシック型半導体レーザ素子２０に分割する。具体的には、まず第１および第２レーザ素子部２２，２３の共振器方向Ｘにおける端面部分にコート膜を形成するために、第１および第２レーザ素子部２２，２３の共振器方向Ｘにおける両端面がむき出しになるように、被処理体であるウエハ５１を予め定める第１切断ライン６２で切断して、ウエハ５１から、第１および第２レーザ素子部２２，２３が形成された部分を短冊状に切出す。このように短冊状に切出されたウエハ（以下「切出しウエハ」という）５１ａでは、複数のモノリシック型半導体レーザ素子２０が配列方向Ｙに並んで配置される。
【０１０７】
この切出しウエハ５１ａに含まれる各第１および第２レーザ素子部２２，２３の共振器方向Ｘにおける両端面部分に、保護し、また反射率を調整するための不図示の端面コート膜を、たとえば電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron Resonance；略称ＥＣＲ）スパッタ装置または電子ビーム（Electron Beam；略称ＥＢ）蒸着装置などの成膜装置によって成膜する。端面コート膜が形成された切出しウエハ５１ａを、第１および第２レーザ素子部２２，２３がそれぞれ１つずつ含まれるように、予め定める第２切断ライン６３で切断して、モノリシック型半導体レーザ素子２０毎に分離する。これによって、前述の図１に示すモノリシック型半導体レーザ素子２０が得られる。図１０では、ウエハ５１を第２切断ライン６３で切断した状態を示す。本実施の形態では、第１レーザ素子部２２と第２レーザ素子部２３とは発振波長が互いに異なるので、発振波長の異なる２つのレーザ素子部２２，２３が１つの半導体基板２１に設けられる、いわゆる２波長モノリシック型半導体レーザ素子２０が得られる。このようにしてモノリシック型半導体レーザ素子２０を製造すると、ステップａ８に進み、製造作業を終了する。
【０１０８】
以上のように本発明の第１実施形態によれば、ステップａ３の不純物含有体配置工程で、前述の図６および図７に示す第１および第２不純物含有体５４，５５が配置されるとき、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１配置部分７１のうちで第１不純物含有体５４に接する第１接触部分７３の厚み方向一表面が第１配置部分７１の厚み方向一表面全体に占める割合である第１不純物含有体割合Ｐ１は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２配置部分７２のうちで第２不純物含有体５５に接する第２接触部分７４の厚み方向一表面が第２配置部分７２の厚み方向一表面全体に占める割合である第２不純物含有体割合Ｐ２よりも大きい値に選ばれる。
【０１０９】
このように第１不純物含有体割合Ｐ１を第２不純物含有体割合Ｐ２よりも大きくすることで、同一時間において、第２半導体レーザ構成部２３Ａの第２配置部分の厚み方向一方Ｚ１側の表面の単位面積あたりに供給される不純物の量である第２不純物平均供給量を、第１半導体レーザ構成部２２Ａの第１配置部分の厚み方向一方Ｚ１側の表面の単位面積あたりに供給される不純物の量である第１不純物平均供給量よりも少なくすることができる。
【０１１０】
これによって、本実施の形態のように第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度が第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度よりも高い場合に、第１不純物含有体５４から第１活性層３４まで不純物が拡散されるのに要する時間と、第２不純物含有体５５から第２活性層４４まで不純物が拡散されるのに要する時間との間に差が生じることを抑制することが可能である。換言すると、本実施の形態では、同時に、つまり同一の工程で、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と、第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、厚み方向全体にわたって不純物を拡散させることが可能である。したがって拡散工程において被処理体５１を加熱することで、第１活性層３４と第２活性層４４との両方に対して不純物を拡散させることが可能であり、同一の工程で窓構造領域３４ａ，４４ａを形成することが可能である。
【０１１１】
具体的に述べると、本実施形態では、第１半導体レーザ構成部２２Ａおよび第２半導体レーザ構成部２３Ａの活性層３４，４４より上部の構造、つまり各活性層３４，４４と対応する不純物含有体５４，５５との間に介在するＰ側ガイド層３５，４５からＰ型キャップ層３９，５０までの構造をほぼ同構造として、活性層３４，４４のみ別構造とするので、前記拡散速度比率Ｖ１／Ｖ２は１．０にごく近い値となる。つまり本実施形態では、第１活性層３４と第１不純物含有体５４との間に介在する層３５〜３９で構成される積層体と、第２活性層４４と第２不純物含有体５５との間に介在する層４５〜５０で構成される積層体とは、ほぼ同様の材料で形成され、ほぼ同構造であるので、不純物の拡散速度もほぼ同じとなり、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１は、第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２にごく近い値となる。
【０１１２】
このように本実施形態では第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１は、第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２にごく近い値にすることができるが、第１活性層３４と第２活性層４４とは異なる材料で形成され、拡散速度が異なるので、この活性層３４，４４における不純物の拡散速度の差によって第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度Ｖ２の方が第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度Ｖ１よりもわずかに高くなる。この拡散速度の差の最後の調整として、本実施形態における不純物拡散方法が好適に用いられる。本実施形態によれば、第１不純物含有体割合Ｐ１を第２不純物含有体割合Ｐ２よりも大きくして第１および第２被拡散領域５６，５７を加熱するので、同一の工程で、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と、第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、厚み方向全体にわたって不純物を拡散させることが可能である。
【０１１３】
本実施の形態において第１および第２活性層３４，４４は、井戸層が障壁層で挟持される量子井戸構造に形成される。この量子井戸構造は不純物の拡散によって無秩序化されて、無秩序化された部分のエネルギバンドギャップが、無秩序化されていない部分のエネルギバンドギャップよりも大きくなる。具体的には、不純物であるＺｎの拡散によって量子井戸構造が破壊されて井戸層と障壁層とが融合し、この融合によってエネルギバンドギャップが大きくなる。不純物であるＺｎは、第１および第２不純物含有体５４，５５から厚み方向他方Ｚ２に拡散される。このように不純物が厚み方向他方Ｚ２に拡散されるのに伴って、第１および第２活性層３４，４４の無秩序化が厚み方向他方Ｚ２に進行する。
【０１１４】
前述のように本実施の形態では、拡散工程で、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と、第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、厚み方向全体にわたって不純物を拡散させることができるので、第１および第２活性層３４，４４を同時に無秩序化して、第１および第２活性層３４，４４の両方に窓構造領域３４ａ，４４ａを同時に形成することができる。したがって第１および第２活性層３４，４４のいずれか一方に窓構造領域３４ａ，４４ａを形成した後、もう一方の活性層に窓構造領域を形成する場合に比べて、モノリシック型半導体レーザ素子２０を製造する工程を簡略化することが可能であるので、モノリシック型半導体レーザ素子２０を容易に製造することが可能である。
【０１１５】
第１および第２不純物含有体５４，５５の形成パターン、具体的には第１および第２不純物含有体５４，５５の形状、第１および第２不純物含有体割合Ｐ１，Ｐ２、ならびに拡散工程における熱処理条件は、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの両方に対して、同時に窓構造領域３４ａ，４４ａを所望の出来栄えに形成するために、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの構成元素を考慮して、最適な組合わせになるように選ばれる。
【０１１６】
本実施の形態では、第１活性層３４と第１不純物含有体５４との間に介在される第１クラッド層である、もう一方の第１クラッド層３６，３８は、Ａｌｘ１Ｇａｙ１Ｉｎ１−ｘ１−ｙ１Ｐ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１，ｘ１＋ｙ１＜１）で形成され、第２活性層４４と第２不純物含有体５５との間に介在される第２クラッド層である、もう一方の第２クラッド層４６，４８は、Ａｌｘ２Ｇａｙ２Ｉｎ１−ｘ２−ｙ２Ｐ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１，ｘ２＋ｙ２＜１）で形成される。このように活性層３４，４４と不純物含有体５４，５５との間に介在する第１および第２クラッド層３６，３８，４６，４８が同一の元素を含む半導体材料で形成されるので、これら第１および第２クラッド層３６，３８，４６，４８に一定の速度で不純物を拡散させることができる。
【０１１７】
これによって、活性層３４，４４と不純物含有体５４，５５との間に介在する第１および第２クラッド層３６，３８，４６，４８において不純物の拡散速度に差が生じることを防ぐことができる。したがって、本実施形態のように第１活性層３４における不純物の拡散速度が第２活性層４４における不純物の拡散速度よりも低い場合に、第１不純物含有体割合Ｐ１を第２不純物含有体割合Ｐ２よりも大きくすることで、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分および第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分の両方に対して、拡散工程での加熱によって、より確実に不純物を拡散させて、窓構造領域３４ａ，４４ａを形成することができる。
【０１１８】
また本実施の形態では、第１不純物含有体割合Ｐ１を第２不純物含有体割合Ｐ２で除した含有体面積比率は８以上２０以下である。含有体面積比率が８未満であると、第２不純物平均供給量と第１不純物平均供給量との差が充分でないので、拡散工程において第１活性層３４まで不純物が拡散されるのに要する時間が、第２活性層４４まで不純物が拡散されるのに要する時間よりも過度に長くなる。このように拡散に要する時間の差が大きくなると、第１および第２活性層３４，４４の対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分に対して、同時に不純物を拡散させることができないおそれがある。含有体面積比率が２０を超えると、含有体面積比率が８未満である場合とは逆に、第２不純物平均供給量が第１不純物平均供給量よりも過度に小さくなって、第２活性層４４まで不純物が拡散されるのに要する時間が、第１活性層３４まで不純物が拡散されるのに要する時間よりも過度に長くなる。この場合も第１および第２活性層３４，４４の対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分に、同時に不純物を拡散させることができないおそれがある。
【０１１９】
前述のように本実施の形態では含有体面積比率が８以上２０以下に選ばれるので、第１不純物平均供給量と第２不純物平均供給量との差を好適なものとすることができる。これによって、第１活性層３４まで不純物が拡散されるのに要する時間と第２活性層４４まで不純物が拡散されるのに要する時間との間に生じる差を小さく抑制することができるので、拡散工程での加熱によって、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と、第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、より確実に不純物を拡散させることが可能である。
【０１２０】
また本実施の形態では、第１不純物含有体５４の厚み寸法ｔ１および第２不純物含有体５５の厚み寸法ｔ２はいずれも、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み寸法ｔ１，ｔ２が３０ｎｍ未満であると、第１および第２不純物含有体５４，５５に厚みむらが生じている場合、この厚みむらの影響によって第１および第２被拡散領域５６，５７に供給される不純物の量、具体的には第１不純物平均供給量および第２不純物平均供給量にむらが生じるおそれがある。第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み寸法ｔ１，ｔ２が３００ｎｍを超えると、第１および第２不純物含有体５４，５５の形成工程での寸法精度が下がり、窓構造領域３４ａ，４４ａの形成におけるばらつきの原因となる。
【０１２１】
前述のように本実施の形態では、第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み寸法ｔ１，ｔ２が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下に選ばれるので、第１および第２被拡散領域５６，５７に供給される不純物の量に対する第１および第２不純物含有体５４，５５の厚みむらの影響を排除することができる。たとえば第１および第２不純物含有体５４，５５をスパッタ装置で成膜して形成する場合、スパッタ装置で成膜される膜の厚み分布の影響を排除することができる。これによって、厚み方向Ｚに関しては、第１および第２不純物含有体５４，５５からの不純物の供給量を充分に確保することができるので、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分に供給される不純物の量を、第１不純物含有体割合Ｐ１と第２不純物含有体割合Ｐ２とに基づいて、より確実に調整することができる。
【０１２２】
また第１および第２不純物含有体５４，５５の厚み寸法ｔ１，ｔ２が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることによって、第１および第２不純物含有体５４，５５の寸法精度を高め、窓構造領域３４ａ，４４ａの形成におけるばらつきを抑制することができる。この点からも、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分に供給される不純物の量を、第１不純物含有体割合Ｐ１と第２不純物含有体割合Ｐ２とに基づいて、より確実に調整することができる。
【０１２３】
したがって、拡散工程での加熱によって、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分および第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分の両方に対して、より確実に不純物を拡散させることができる。本実施形態では第１および第２不純物含有体５４，５５を一括して形成するので、第１不純物含有体５４の厚み寸法ｔ１と第２不純物含有体５５の厚み寸法ｔ２とは略等しいが、異なってもよい。
【０１２４】
また本実施の形態では、拡散工程における第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度、すなわち被処理体５１の加熱温度は６００℃以上６４０℃以下である。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度が６００℃未満であると、第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度が第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度に比べて過度に低く、拡散工程で第１および第２被拡散領域５６，５７を加熱しても、第１活性層の第１被拡散領域に含まれる部分と第２活性層の第２被拡散領域に含まれる部分との両方に対して不純物を拡散させることができないおそれがある。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度が６４０℃を超えると、第１および第２被拡散領域５６，５７外の領域に不純物が拡散したり、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａに含まれる各層に結晶欠陥が生じたりするおそれがある。
【０１２５】
前述のように本実施の形態では、被処理体５１の加熱温度は６００℃以上６４０℃以下に選ばれ、第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱温度が６００℃以上６４０℃以下に選ばれるので、拡散工程での第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱によって、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、全体にわたってより確実に不純物を拡散させることができる。また第１および第２被拡散領域５６，５７外の領域への不純物の拡散を抑制することができる。また第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの各層への結晶欠陥の発生を抑制することができる。
【０１２６】
また本実施の形態では、拡散工程における第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱時間は３０分間以上１８０分間以下である。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱時間が３０分間未満であると、第１および第２被拡散領域５６，５７に対して不純物が拡散される時間が不足し、拡散工程で加熱しても、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分および第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分の全体にわたって不純物を拡散できないおそれがある。第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱時間が１８０分間を超えると、第１および第２被拡散領域５６，５７外の領域に不純物が拡散したり、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａに含まれる各層に結晶欠陥が生じたりするおそれがある。
【０１２７】
前述のように本実施の形態では、第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱時間は３０分間以上１８０分間以下に選ばれるので、拡散工程での第１および第２被拡散領域５６，５７の加熱によって、第１および第２活性層３４，４４の両方の活性層の対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分の全体にわたって、より確実に不純物を拡散させることができる。また第１および第２被拡散領域５６，５７外の領域への不純物の拡散を抑制し、また第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを構成する各層への結晶欠陥の発生を抑制することができる。
【０１２８】
また本実施の形態では、第２不純物含有体５５を構成する不純物含有部５５ａは、一定間隔おきに形成される。第２不純物含有体５５は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの厚み方向一方Ｚ１側の表面部の第２被拡散領域５７に含まれる第２配置部分７２の一部分に形成されるので、第２被拡散領域５７に供給される不純物は、第２半導体レーザ構成部２３Ａの各層を厚み方向他方Ｚ２に拡散されるだけでなく、厚み方向Ｚに交差する方向にも拡散される。つまり不純物は放射状に拡散される。本実施の形態では、前述のように不純物含有部５５ａが一定間隔おきに形成されるので、第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分の厚み方向Ｚに交差する方向の全体にわたって不純物を拡散させることができる。これによって第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分全体にわたって一定の濃度で不純物を拡散させることができるので、一定の性質を有する窓構造領域４４ａを形成することができる。したがって半導体レーザ構成部の厚み方向一表面部の一部分に不純物含有体を形成する場合には、本実施形態のように複数の不純物含有部を一定間隔おきに配置して不純物含有体を形成することが好ましい。
【０１２９】
また本実施形態では、ステップａ３において、不純物層形成段階で第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａの厚み方向一方Ｚ１の表面部に不純物層を形成した後、形成された不純物層のうち、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成するべく予め定める部分を除く部分に形成された不純物層を除去段階で除去して、第１および第２不純物含有体５４，５５を形成する。これによって第１および第２不純物含有体５４，５５を一括して形成することができるので、不純物を拡散させるために要する工程を一層簡略化することができる。第１および第２不純物含有体５４，５５は、これに限定されず、別々に形成されてもよい。
【０１３０】
以上に述べた本発明の第１実施形態では、第１および第２レーザ素子部２２，２３は、異なる発振波長で発振するが、これに限定されず、同一の発振波長で発振するように構成されてもよい。またモノリシック型半導体レーザ素子は、２つのレーザ素子部を備えるが、これに限定されず、３つ以上のレーザ素子部を備えてもよい。この場合、３つ以上のレーザ素子部は、互いに異なる発振波長で発振するように構成されてもよく、同一の発振波長で発振するように構成されてもよい。
【０１３１】
３つ以上のレーザ素子部が設けられる場合、被処理体５１は、レーザ素子部の数と同数の半導体レーザ構成部を備える。このように３つ以上の半導体レーザ構成部を備える場合にも、不純物含有体配置工程において各半導体レーザ構成部の厚み方向一表面部のうち、被拡散領域に含まれる配置部分に不純物含有体を配置するときに、配置部分のうちで不純物含有体に接する接触部分の厚み方向一表面が、配置部分の厚み方向一表面全体に占める割合を、各半導体レーザ構成部の被拡散領域における不純物の拡散速度を考慮して適宜に選択することによって、拡散工程で各半導体レーザ構成部の活性層の被拡散領域に含まれる部分に対して、全体にわたって同時に不純物を拡散させることができる。
【０１３２】
また第１実施形態では、第１および第２不純物含有体５４，５５は、不純物として亜鉛（Ｚｎ）を含有し、このＺｎが拡散工程で第１および第２被拡散領域５６，５７に拡散される。第１および第２被拡散領域５６，５７に拡散される不純物は、亜鉛（Ｚｎ）に限定されず、拡散によって第１および第２活性層３４，４４を無秩序化することのできるものであればよく、たとえばマグネシウム（Ｍｇ）であってもよい。不純物がＭｇである場合、第１および第２不純物含有体５４，５５は、たとえば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜によって実現される。
【０１３３】
また第１実施形態では、半導体基板２１は、Ｎ型の導電性を有するＮ型半導体基板であるが、これに限定されず、Ｐ型の導電性を有するＰ型半導体基板であってもよい。半導体基板２１がＰ型半導体基板である場合、第１および第２半導体レーザ構成部２２Ａ，２３Ａを構成する各層の導電性は、第１実施形態における導電性と逆になるように選ばれる。
【０１３４】
以上のように本発明の第１実施形態では、本発明の不純物拡散方法によって、第１および第２活性層３４，４４の対応する被拡散領域５６，５７に含まれる部分に不純物を拡散させる。前述の不純物含有体配置工程および拡散工程は、本発明の不純物拡散方法を構成する。本発明の不純物拡散方法によれば、前述のように第１不純物含有体割合を第２不純物含有体割合よりも大きくすることで、第２不純物平均供給量を第１不純物平均供給量よりも少なくすることができる。これによって、第２被拡散領域５７における不純物の拡散速度が第１被拡散領域５６における不純物の拡散速度よりも高い場合に、第１不純物含有体５４から第１活性層３４まで不純物が拡散されるのに要する時間と第２不純物含有体５５から第２活性層４４まで不純物が拡散されるのに要する時間との間に差が生じることを抑制することが可能である。
【０１３５】
このように第１および第２活性層３４，４４まで不純物が拡散されるのに要する時間に差が生じることを抑制することが可能であるので、拡散工程で第１および第２被拡散領域５６，５７を加熱することによって、第１活性層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分と第２活性層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分との両方に対して、全体にわたって不純物を拡散させることが可能である。したがって、第１半導体層３４の第１被拡散領域５６に含まれる部分に不純物を拡散させる工程と、第２半導体層４４の第２被拡散領域５７に含まれる部分に不純物を拡散させる工程とを別々に行なう場合に比べて、不純物を拡散させるために要する工程を簡略化することができる。
【０１３６】
このような本発明の不純物拡散方法は、モノリシック型半導体レーザ素子の製造に限定されず、第１半導体層を含む第１被処理部と、第１半導体層とは互いに異なる半導体材料で形成される第２半導体層を含む第２被処理部とが、基板の厚み方向一表面部に設けられる被処理体に対して、第１および第２半導体層の少なくとも一部分を含む被拡散領域に不純物を拡散させる場合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の第１実施形態の製造方法で製造される半導体レーザ素子２０を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の半導体素子２０の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図４】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図５】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図６】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図７】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図８】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図９】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図１０】第１実施形態の製造方法における製造工程を示す図である。
【図１１】モノリシック型半導体レーザ素子１を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
２０  半導体レーザ素子
２１  Ｎ型半導体基板
２２  第１レーザ素子部
２２Ａ  第１半導体レーザ構成部
２３  第２レーザ素子部
２３Ａ  第２半導体レーザ構成部
２４  絶縁膜
２５  第１Ｐ側電極
２６  第２Ｐ側電極
２７  Ｎ側電極
２８  第１リッジ部
２９  第２リッジ部
３４  第１活性層
４４  第２活性層
５１  被処理体
７１  第１配置部分
７２  第２配置部分
７３  第１接触部分
７４  第２接触部分
【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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