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JP2011077327A - Semiconductor laser integrated element and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2011077327A
JP2011077327A JP2009227690A JP2009227690A JP2011077327A JP 2011077327 A JP2011077327 A JP 2011077327A JP 2009227690 A JP2009227690 A JP 2009227690A JP 2009227690 A JP2009227690 A JP 2009227690A JP 2011077327 A JP2011077327 A JP 2011077327A
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JP
Japan
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gallium nitride
nitride based
based semiconductor
semiconductor laser
active layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009227690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Yoshizumi
祐介 善積
Yohei Shioya
陽平 塩谷
Takashi Kyono
孝史 京野
Masanori Ueno
昌紀 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2009227690A priority Critical patent/JP2011077327A/en
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Abstract

【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
A semiconductor laser integrated device capable of accurately aligning the optical axes of a plurality of semiconductor laser structures having different output wavelengths and a method for manufacturing the same.
A semiconductor laser integrated device 1 includes a gallium nitride semiconductor substrate 11 having a main surface 11a and a back surface 11b, an optical resonator 10 provided on the main surface 11a and having a pair of resonance end surfaces 10a and 10b, And an optical resonator 50 provided on the back surface 11b and having a pair of resonance end faces 50a and 50b. The angle formed between the main surface 11a and the back surface 11b and the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 ° or less, and the optical resonator 10 has an active layer 17 containing indium epitaxially grown on the main surface 11a. The optical resonator 50 has an active layer 57 containing indium epitaxially grown on the back surface 11b. The peak wavelengths of the emission wavelengths of the active layers 17 and 57 are different from each other.
[Selection] Figure 1

Description

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。   The present invention relates to a semiconductor laser integrated device and a manufacturing method thereof.

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。   Patent Document 1 describes a laser light emitting device having an oscillation wavelength of at least two out of each wavelength such as blue, green, and red. The laser light emitting device described in Patent Document 1 includes a GaN-based semiconductor laser diode having a nonpolar plane or a semipolar plane as a main surface for crystal growth, and an AlInGaP-based semiconductor laser diode. A diode is mounted on the support substrate by bonding.

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。   Patent Document 2 discloses a GaN substrate, a first laser structure formed by crystal growth on the GaN substrate, and the GaN after being formed by crystal growth on a substrate different from the GaN substrate. A multi-wavelength laser is described that includes one or more second laser structures mounted on a substrate.

特開2008−288527号公報JP 2008-288527 A 特開2008−294322号公報JP 2008-294322 A

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。   In recent years, as semiconductor lasers having a green oscillation wavelength have been put into practical use, a method of integrating a plurality of semiconductor laser structures having different output wavelengths such as blue, green, and red into one element has been studied. Yes. For example, in the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, first, a plurality of semiconductor laser elements having different output wavelengths are individually formed and integrated by mounting these semiconductor laser elements on one substrate. I am trying. However, in such a system, there is a problem that it is extremely difficult to mount a plurality of fine semiconductor laser elements on one substrate while aligning the optical axes of each other.

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。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a semiconductor laser integrated device capable of accurately aligning the optical axes of a plurality of semiconductor laser structures having different output wavelengths and a method for manufacturing the same. Objective.

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。   In order to solve the above problems, a semiconductor laser integrated device according to the present invention is provided on a main surface of a gallium nitride semiconductor substrate having a main surface and a back surface along the main surface, and a main surface of the gallium nitride semiconductor substrate. And a second optical resonator having a pair of resonant end faces provided on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate, a main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate, The angle formed between the back surface and the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal is not less than 45 ° and not more than 135 °, and the first optical resonator includes a first optical resonator containing indium epitaxially grown on the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate. The second optical resonator has a second active layer containing indium epitaxially grown on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate. Light emission The peak wavelength of the wavelength is different from the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer.

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。   The method for fabricating a semiconductor laser integrated device according to the present invention has a main surface and a back surface along the main surface, and an angle formed between the main surface and the back surface and the c-plane of the gallium nitride semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 °. A step of epitaxially growing a first semiconductor stacked portion having a first active layer containing indium on a main surface of a gallium nitride based semiconductor substrate, and a step of forming a protective film on the first semiconductor stacked portion And a step of epitaxially growing a second semiconductor laminated portion having a second active layer containing indium on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate, and after removing the protective film, the first semiconductor laminated portion has a first And forming the second optical waveguide structure in the second semiconductor laminate, and cleaving the gallium nitride based semiconductor substrate to form the first optical waveguide structure and a pair of resonance end faces And a step of forming a second optical resonator having a second optical waveguide structure and a pair of resonant end faces, the emission wavelength of the first active layer, The emission wavelengths of the two active layers are different from each other.

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。   In the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, an optical resonator is provided on each of the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate. The angle formed between the main surface and the back surface and the c-plane of the gallium nitride semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 ° or less, and the main surface and the back surface are nonpolar surfaces (semipolar surfaces or nonpolar surfaces). By growing an active layer made of a group III-V compound semiconductor containing indium on the surface, a piezo electric field due to distortion of the crystal structure can be reduced and luminous efficiency can be increased.

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。   In the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, an active layer is provided on the main surface and the back surface of a single gallium nitride semiconductor substrate. In this case, an active layer or the like is provided on each of the main surface and the back surface. It is possible to grow a crystal and form a semiconductor laser structure using a normal semiconductor process. Therefore, the semiconductor laser structures can be accurately aligned as compared with the conventional one in which the semiconductor laser element grown on another substrate is mounted. Moreover, since the peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer are different from each other, the output wavelengths of these semiconductor laser structures can be made different from each other. That is, according to the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, the optical axes of a plurality of semiconductor laser structures having different output wavelengths can be accurately aligned.

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。   Further, in the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, the main surface and the back surface of the gallium nitride semiconductor substrate are 63 ° to 80 ° or 100 ° to 117 ° in the m-axis direction with respect to the c-plane of the gallium nitride semiconductor crystal. It is preferably a semipolar plane inclined within a range of 0 ° or less.

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。   In the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {H, 0, -H, L} plane (where H and L are natural numbers) of the gallium nitride based semiconductor crystal, The back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {-H, 0, H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer. May be a feature. When the main surface of the gallium nitride semiconductor substrate is the {H, 0, -H, L} plane of the gallium nitride semiconductor crystal, the {-H, 0, H, -L} plane serving as the back surface is the main surface. The degree of indium uptake is higher. Accordingly, by making the indium composition of the second active layer on the back surface larger than the indium composition of the first active layer on the main surface, the first and second active layers having different peak wavelengths of the emission wavelength are suitable. Can get to.

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。   For example, the peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. Thus, a semiconductor laser integrated device capable of outputting blue laser light and green laser light can be obtained.

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。   Further, in the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate are 59 ° to 80 ° or 100 ° to 121 ° in the a-axis direction with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. It is preferably a semipolar plane inclined within a range of 0 ° or less.

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。   Further, in the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof, the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {-H, -H, 2H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal (where H and L are natural numbers). The back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {H, H, -2H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer This may be a feature. When the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {-H, -H, 2H, -L} surface of the gallium nitride based semiconductor crystal, the {H, H, -2H, L} surface which is the back surface is the main surface. The degree of indium uptake is higher than the surface. Accordingly, by making the indium composition of the second active layer on the back surface larger than the indium composition of the first active layer on the main surface, the first and second active layers having different peak wavelengths of the emission wavelength are suitable. Can get to.

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。   For example, the peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. Thus, a semiconductor laser integrated device capable of outputting blue laser light and green laser light can be obtained.

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。   In the semiconductor laser integrated device, it is preferable that the optical waveguide directions of the first and second optical resonators extend along the direction in which the c-axis of the gallium nitride based semiconductor crystal is projected onto the main surface and the back surface. Similarly, in the method of manufacturing the semiconductor laser integrated device, in the step of forming the first and second optical waveguide structures, the optical waveguide direction of the first and second optical waveguide structures is the c-axis of the gallium nitride based semiconductor crystal. It is preferable to form the first and second optical waveguide structures so as to extend along the directions projected onto the main surface and the back surface.

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。   In addition, the semiconductor laser integrated device has the optical waveguide direction of the first optical resonator and the optical waveguide direction of the second optical resonator as viewed from the normal direction of the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate. The formed angle may be 2 ° or less. Similarly, the semiconductor laser integrated device manufacturing method includes the first optical waveguide in the first and second optical waveguide structure forming steps when viewed from the normal direction of the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate. The angle formed by the optical waveguide direction of the structure and the optical waveguide direction of the second optical waveguide structure may be 2 ° or less. According to the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof according to the present invention described above, it is possible to provide a semiconductor laser integrated device in which the optical axes of the plurality of semiconductor laser structures are accurately aligned.

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。   According to the semiconductor laser integrated device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the optical axes of a plurality of semiconductor laser structures having different output wavelengths can be aligned with high accuracy.

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。It is sectional drawing which shows the structure of one Embodiment of the semiconductor laser integrated element by this invention. 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。FIG. 2 is a side sectional view taken along line II-II of the semiconductor laser integrated device 1 shown in FIG. 1. (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。(A)-(c) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. 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。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown in FIG. (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。(A)-(c) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG. (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。(A), (b) It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor laser integrated element 1 shown by FIG.

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。   Embodiments of a semiconductor laser integrated device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

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。   1 and 2 are drawings schematically showing the structure of a semiconductor laser integrated device according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, a plurality of semiconductor lasers each outputting laser light having a wavelength of 430 [nm] or more and 480 [nm] or less and laser light having a wavelength of 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. A semiconductor laser integrated device 1 having a structure will be described.

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InAlGa1−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。 The semiconductor laser integrated element 1 includes a gallium nitride based semiconductor substrate 11. Gallium nitride based semiconductor substrate 11 is made of gallium nitride-based semiconductor In S Al T Ga 1-S -T N (0 ≦ S <1,0 ≦ T <1,0 ≦ S + T <1), for example, be composed of GaN or the like Can do. The gallium nitride based semiconductor substrate 11 has a main surface 11a and a back surface 11b along the main surface 11a. The main surface 11a and the back surface 11b are inclined with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal.

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。   As shown in FIG. 2, the inclination angles of the main surface 11a and the back surface 11b are determined by the normal vectors NV1 (main surface 11a) and NV2 (back surface 11b) indicating the normal axis Nx, and the c-axis vector indicating the c-axis direction. It is defined by angles α1 and α2 formed with VC. These angles α1 and α2 are in the range of 45 ° or more and 135 ° or less with respect to a reference plane Rx (that is, {0001} plane or {000-1} plane) orthogonal to the c-axis of the gallium nitride semiconductor crystal. be able to. The gallium nitride based semiconductor substrate 11 can be, for example, GaN. According to this angular range, the nonpolar (semipolar or nonpolar) nature of GaN can be provided.

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。   Furthermore, the main surface 11a and the back surface 11b are preferably inclined in the m-axis or a-axis direction with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. When tilted in the direction of the m-axis, the tilt angles α1 and α2 are preferably in the range of 63 ° to 80 ° or 100 ° to 117 °. Moreover, when it inclines in the direction of a axis | shaft, it is preferable that inclination-angle (alpha) 1 and (alpha) 2 exist in the range of 59 degrees or more and 80 degrees or less, or 100 degrees or more and 121 degrees or less. According to these angular ranges in which the main surface 11a and the back surface 11b are semipolar surfaces, an InGaN layer having an indium composition suitable for an active layer for generating light having a long wavelength of 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. Can provide.

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。   As an example in which the main surface 11a and the back surface 11b are inclined in the m-axis direction within the above-mentioned inclination angle range, the main surface 11a is a {H, 0, -H, L} plane (where H And L is a natural number), and the back surface 11b can be a {-H, 0, H, -L} plane of a gallium nitride based semiconductor crystal. When the main surface 11a is the {2, 0, -2, 1} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal and the back surface 11b is the {-2, 0, 2, -1} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, c The inclination angle α1 of the main surface 11a with respect to the surface is 75 °, and the inclination angle α2 of the back surface 11b with respect to the c surface is 105 °.

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。   Further, as an example in which the main surface 11a and the back surface 11b are inclined in the a-axis direction within the above-mentioned inclination angle range, the main surface 11a is a {-H, -H, 2H, -L} plane of a gallium nitride based semiconductor crystal. (However, H and L are natural numbers), and the back surface 11b can be a {H, H, -2H, L} plane of a gallium nitride based semiconductor crystal. When the main surface 11a is the {1, 1, -2, 1} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal and the back surface 11b is the {-1, -1, 2, -1} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, The inclination angle α1 of the main surface 11a with respect to the c-plane is 73 °, and the inclination angle α2 of the back surface 11b with respect to the c-plane is 107 °.

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。   The semiconductor laser integrated device 1 of the present embodiment includes a first semiconductor laser structure 1A formed by epitaxial growth on the main surface 11a of the gallium nitride based semiconductor substrate 11, and an epitaxial growth on the back surface 11b of the gallium nitride based semiconductor substrate 11. And a formed second semiconductor laser structure 1B. The first semiconductor laser structure 1A includes a first optical resonator 10 having a pair of resonant end faces 10a and 10b, and the second semiconductor laser structure 1B includes a second pair of resonant end faces 50a and 50b. An optical resonator 50 is included. The first semiconductor laser structure 1A outputs laser light having a wavelength range of 430 [nm] to 480 [nm], and the second semiconductor laser structure 1B has a wavelength range of 500 [nm] to 550 [nm]. Outputs laser light.

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。   The first semiconductor laser structure 1A includes an n-type semiconductor layer 13 provided on the main surface 11a of the gallium nitride based semiconductor substrate 11, an n-type cladding layer 15 provided on the n-type semiconductor layer 13, and an n-type An active layer 17 provided on the cladding layer 15 and a p-type cladding layer 19 provided on the active layer 17 are provided. The second semiconductor laser structure 1B includes an n-type cladding layer 55 provided on the back surface 11b of the gallium nitride based semiconductor substrate 11, an active layer 57 provided on the n-type cladding layer 55, and an active layer 57. And a p-type cladding layer 59 provided thereon.

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。   The n-type semiconductor layer 13 is made of an n-type (first conductivity type) gallium nitride semiconductor, and can be made of, for example, GaN. The thickness of the n-type semiconductor layer 13 is 1000 [nm], for example. The n-type cladding layers 15 and 55 constitute part of the first and second optical resonators 10 and 50, respectively. The n-type cladding layers 15 and 55 are made of an n-type gallium nitride semiconductor, and can be made of, for example, GaN, AlGaN, InAlGaN, or the like. The n-type cladding layers 15 and 55 have a thickness of, for example, 1200 [nm]. The p-type cladding layers 19 and 59 constitute part of the first and second optical resonators 10 and 50, respectively. The p-type cladding layers 19 and 59 are made of a p-type (second conductivity type) gallium nitride semiconductor, and can be made of, for example, GaN, AlGaN, InAlGaN, or the like. The thickness of the p-type cladding layers 19 and 59 is, for example, 400 [nm].

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。   The active layer 17 is a first active layer in the present embodiment, and constitutes a part of the first optical resonator 10. The active layer 57 is a second active layer in the present embodiment, and constitutes a part of the second optical resonator 50. The active layers 17 and 57 may be formed of a single layer or may have a quantum well structure. If required, the quantum well structure can include alternating well layers and barrier layers. The well layer can be made of a III-V group compound semiconductor containing indium, such as InGaN, and the barrier layer can be made of InGaN, GaN, or the like having a larger band gap energy than the well layer. In one embodiment, the thickness of the well layer (InGaN) is, for example, 3 [nm], the thickness of the barrier layer (GaN) is, for example, 15 [nm], and the number of well layers is, for example, two. Can do. The emission wavelengths of the active layers 17 and 57 are controlled by the band gap of the well layer, the indium composition, the thickness thereof, and the like. The active layers 17 and 57 have different emission wavelengths, and the active layer 17 has an indium composition that generates blue light having a peak wavelength in the range of 430 [nm] to 480 [nm]. The active layer 57 may have an indium composition that generates green light having a peak wavelength in the range of 500 [nm] to 550 [nm]. In this case, the indium composition of the well layer of the active layer 57 is larger than the indium composition of the well layer of the active layer 17.

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。   Here, the main surface 11a is the {H, 0, -H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface 11b is the {-H, 0, H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. In this case, the {-H, 0, H, -L} plane has a higher degree of indium incorporation in the semiconductor layer grown thereon than the {H, 0, -H, L} plane. Therefore, as described above, the indium composition of the well layer of the active layer 57 formed on the back surface 11b can be easily made larger than the indium composition of the well layer of the active layer 17 formed on the main surface 11a. The main surface 11a is the {-H, -H, 2H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface 11b is the {H, H, -2H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. In this case, the {H, H, -2H, L} plane has a higher degree of indium incorporation in the semiconductor layer grown thereon than {-H, -H, 2H, -L}. Therefore, as described above, the indium composition of the well layer of the active layer 57 formed on the back surface 11b can be easily made larger than the indium composition of the well layer of the active layer 17 formed on the main surface 11a.

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。   The first semiconductor laser structure 1 </ b> A further includes a first light guide layer 21 between the n-type cladding layer 15 and the active layer 17. Similarly, the second semiconductor laser structure 1 </ b> B further includes a first light guide layer 61 between the n-type cladding layer 55 and the active layer 57. The first semiconductor laser structure 1 </ b> A further includes a second light guide layer 23 between the active layer 17 and the p-type cladding layer 19. Similarly, the second semiconductor laser structure 1B further includes a second light guide layer 63 between the active layer 57 and the p-type cladding layer 59. The first light guide layers 21 and 61 and the second light guide layers 23 and 63 confine light in the vicinity of the active layers 17 and 57 without escaping light to the gallium nitride based semiconductor substrate 11 to reduce the threshold current. Is provided.

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。   The first light guide layer 21 can include a first layer 31 made of GaN or InGaN and a second layer 33 made of InGaN. The first layer 31 is provided on the n-type cladding layer 15, and the second layer 33 is provided between the first layer 31 and the active layer 17. The first light guide layer 61 can include a first layer 71 made of GaN or InGaN and a second layer 73 made of InGaN. The first layer 71 is provided on the n-type cladding layer 55, and the second layer 73 is provided between the first layer 71 and the active layer 57.

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。   The indium composition of the second layer 33 is larger than the indium composition of the first layer 31 and smaller than the indium composition of the InGaN well layer in the active layer 17. Similarly, the indium composition of the second layer 73 is larger than that of the first layer 71 and smaller than that of the InGaN well layer in the active layer 57. In one embodiment, the first layers 31 and 71 can be made of n-type GaN, and the second layers 33 and 73 can be made of n-type InGaN. The thickness of the first layers 31 and 71 is, for example, 200 [nm], and the thickness of the second layers 33 and 73 is, for example, 65 [nm].

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。   The second light guide layer 23 can include a first layer 35 made of GaN or InGaN and a second layer 37 made of InGaN. The first layer 35 is provided on the active layer 17, and the second layer 37 is provided between the active layer 17 and the first layer 35. The second light guide layer 63 can include a first layer 75 made of GaN or InGaN and a second layer 77 made of InGaN. The first layer 75 is provided on the active layer 57, and the second layer 77 is provided between the active layer 57 and the first layer 75.

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。   The indium composition of the second layer 37 is larger than the indium composition of the first layer 35 and smaller than the indium composition of the InGaN well layer in the active layer 17. Similarly, the indium composition of the second layer 77 is larger than the indium composition of the first layer 75 and smaller than the indium composition of the InGaN well layer in the active layer 57. In one embodiment, the first layers 35 and 75 are made of p-type GaN, and the second layers 37 and 77 are made of undoped InGaN. The thickness of the first layers 35 and 75 is, for example, 200 [nm], and the thickness of the second layers 37 and 77 is, for example, 65 [nm].

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。   The first semiconductor laser structure 1 </ b> A further includes an electron block layer 27. The electron blocking layer 27 is provided so as to divide the second light guide layer 23 into two in the layer thickness direction. In the present embodiment, the electron blocking layer 27 is provided between the first layer 35 and the second layer 37. Yes. The second semiconductor laser structure 1B further includes an electron block layer 67. The electron blocking layer 67 is provided so as to divide the second light guide layer 63 into two in the layer thickness direction. In the present embodiment, the electron blocking layer 67 is provided between the first layer 75 and the second layer 77. Yes. The electron block layers 27 and 67 can be made of p-type AlGaN, for example. The thickness of the electron block layers 27 and 67 is, for example, 20 [nm].

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。   Each of the first semiconductor laser structure 1A and the second semiconductor laser structure 1B further includes p-type contact layers 41 and 81 provided on the p-type cladding layers 19 and 59, respectively. The p-type contact layers 41 and 81 can be made of, for example, GaN, AlGaN, or the like. A part of the p-type cladding layer 19 and the p-type contact layer 41 have a ridge shape extending in a predetermined optical waveguide direction, and the side surface of the ridge shape and the surface of the p-type cladding layer 19 are covered with an insulating film 47. ing. Similarly, a part of the p-type cladding layer 59 and the p-type contact layer 81 have a ridge shape extending in a predetermined optical waveguide direction, and the side surface of the ridge shape and the surface of the p-type cladding layer 59 are insulating films 87. Covered by.

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。   The extending directions of these ridges, that is, the optical waveguide directions of the first and second optical resonators 10 and 50, extend along the direction in which the c-axis of the gallium nitride based semiconductor crystal is projected onto the main surface 11a and the back surface 11b. Yes. Further, the ridge of the first optical resonator 10 and the ridge of the second optical resonator 50 can be formed on one gallium nitride based semiconductor substrate 11 by etching or the like. For example, the first light is viewed from the normal direction of the main surface 11a and the back surface 11b of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 (in other words, the thickness direction of the gallium nitride based semiconductor substrate 11). The angle formed by the optical waveguide direction of the resonator 10 and the optical waveguide direction of the second optical resonator 50 can be 2 ° or less.

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。   The first semiconductor laser structure 1 </ b> A further includes an anode electrode 45. The anode electrode 45 is provided on the ridge of the first optical resonator 10 and is in contact with the p-type contact layer 41 through the opening of the insulating film 47. The second semiconductor laser structure 1B further includes an anode electrode 85. The anode electrode 85 is provided on the ridge of the second optical resonator 50 and is in contact with the p-type contact layer 81 through the opening of the insulating film 87.

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。   The semiconductor laser integrated device 1 further includes a cathode electrode 99. The cathode electrode 99 is a cathode electrode common to the first semiconductor laser structure 1 A and the second semiconductor laser structure 1 B, and is provided on the side surface 11 c of the gallium nitride based semiconductor substrate 11. The side surface 11 c is a side surface of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 along the optical waveguide direction of the first and second optical resonators 10 and 50.

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(NH)、及びシラン(SiH)を用いる。 A method for manufacturing the semiconductor laser integrated device 1 having the above configuration will be described below. Each semiconductor layer is epitaxially grown by metal organic vapor phase epitaxy, and raw materials include trimethylgallium (TMGa), trimethylaluminum (TMAl), trimethylindium (TMIn), ammonia (NH 3 ), and silane ( SiH 4 ) is used.

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。   First, as shown in FIG. 3A, a wafer-like gallium nitride based semiconductor substrate 101 is prepared. The gallium nitride based semiconductor substrate 101 becomes the gallium nitride based semiconductor substrate 11 in the semiconductor laser integrated element 1, and the composition and the plane orientation of the main surface 101a and the back surface 101b are the same as those of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 described above. is there. In this embodiment, for example, a gallium nitride substrate having a {20-21} plane inclined by 75 ° in the m-axis direction from the (0001) plane of the gallium nitride crystal as the main surface 101a is used as the gallium nitride based semiconductor substrate 101. Can do. In this case, the plane orientation of the back surface 101b of the gallium nitride based semiconductor substrate 101 is {−202-1}. The gallium nitride based semiconductor substrate 101 is preferably a double-sided polished substrate whose thickness is reduced to 200 [μm] in order to improve mutual alignment accuracy between the main surface 101a and the back surface 101b.

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。   After this gallium nitride based semiconductor substrate 101 is placed on a susceptor in the reactor so that the {20-21} plane (ie, the main surface 101a) is the growth plane, each semiconductor layer is epitaxially grown by the following growth procedure. (See FIG. 3 (b)). First, an n-type semiconductor layer 13 made of an n-type gallium nitride semiconductor such as GaN is epitaxially grown on the main surface 101a. The thickness of the n-type semiconductor layer 13 is 1000 [nm], for example. Next, an n-type cladding layer 15 made of an n-type gallium nitride semiconductor such as InAlGaN is epitaxially grown on the n-type semiconductor layer 13. The thickness of the n-type cladding layer 15 is, for example, 1200 [nm]. Subsequently, the first layer 31 and the second layer 33 constituting the first light guide layer 21 are sequentially epitaxially grown on the n-type cladding layer 15. The first layer 31 is made of, for example, n-type GaN or InGaN, and the second layer 33 is made of, for example, undoped InGaN. The thickness of the first layer 31 is, for example, 200 [nm], and the thickness of the second layer 33 is, for example, 65 [nm].

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。   Subsequently, the active layer 17 (first active layer) is epitaxially grown on the second layer 33 of the first light guide layer 21. The composition and structure of the active layer 17 are the same as those described above. When the active layer 17 has a multiple quantum well structure, for example, a barrier layer made of, for example, GaN (thickness 15 nm in one embodiment) and a well layer, for example, made of InGaN (thickness 3 nm in one embodiment). ) And grow alternately. The peak wavelength of the emission wavelength of the well layer is, for example, 440 [nm].

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。   Subsequently, the second layer 37 constituting the second light guide layer 23, the electron blocking layer 27, and the first layer 35 constituting the second light guide layer 23 are epitaxially grown in order on the active layer 17. The second layer 37 is made of, for example, undoped InGaN, and the second layer 33 is made of, for example, p-type GaN or InGaN. The electron block layer 27 is made of, for example, p-type AlGaN. The thickness of the second layer 37 is, for example, 65 [nm], the thickness of the electron blocking layer 27 is, for example, 20 [nm], and the thickness of the first layer 35 is, for example, 200 [nm].

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。   Subsequently, a p-type cladding layer 19 made of a p-type gallium nitride semiconductor such as p-type InAlGaN is epitaxially grown on the first layer 35. The thickness of the p-type cladding layer 19 is, for example, 400 [nm]. Then, a contact layer 41 made of a p-type gallium nitride semiconductor such as p-type GaN is epitaxially grown on the p-type cladding layer 19. The thickness of the contact layer 41 is, for example, 50 [nm].

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。   Through the above steps, the first semiconductor stacked unit 103 is formed on the main surface 101a. The first semiconductor stack 103 includes an n-type semiconductor layer 13, an n-type cladding layer 15, a first light guide layer 21, an active layer 17, a second light guide layer 23, an electron block layer 27, a p-type cladding layer 19, And a contact layer 41.

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SiO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SiO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。 Subsequently, as shown in FIG. 3C, a protective film 105 is formed on the first semiconductor stacked portion 103 (in this embodiment, on the contact layer 41). The protective film 105 can be made of, for example, SiO 2 . In one embodiment, a SiO 2 film having a thickness of 500 [nm] is formed as the protective film 105 on the first semiconductor stacked portion 103 by plasma CVD. This protective film 105 is provided to protect the first semiconductor stacked portion 103 when another semiconductor layer is grown on the back surface 101b of the gallium nitride based semiconductor substrate 101 in a later step.

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。   Subsequently, the gallium nitride based semiconductor substrate 101 is turned over (FIG. 4A), the back surface 101b is finish-polished, and then the gallium nitride based semiconductor substrate 101 is placed on the susceptor in the reaction chamber so that the back surface 101b becomes the growth surface. To place.

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。   Subsequently, the n-type cladding layer 55, the first layer 31 of the first light guide layer 61, and the first light guide layer 61 have the same thickness and composition as the corresponding semiconductor layers of the first semiconductor stacked portion 103. Second layer 33, active layer 57 (second active layer), second layer 37 of second light guide layer 63, electron blocking layer 67, first layer 35 of second light guide layer 63, p The second cladding layer 107 is formed by epitaxially growing the mold cladding layer 59 and the contact layer 81 in this order on the back surface 101b (FIG. 4B). In the second semiconductor stacked portion 107, the peak wavelength of the emission wavelength of the well layer of the active layer 57 is, for example, 520 [nm].

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。   Subsequently, the protective film 105 is removed by immersing the gallium nitride based semiconductor substrate 101 on which the first and second semiconductor stacked portions 103 and 107 are formed in hydrofluoric acid. Then, as illustrated in FIG. 5A, a resist film 109 is applied on the first semiconductor stacked portion 103. Further, as shown in FIG. 5B, after a resist film is applied also on the second semiconductor stacked portion 107, a resist pattern 111 for forming a ridge is formed by a normal photolithography technique. The longitudinal direction of the resist pattern 111 (that is, the optical waveguide direction) is preferably along the direction in which the c-axis of the gallium nitride based semiconductor substrate 101 is projected on the back surface 101b.

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、Cl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。 Subsequently, as illustrated in FIG. 6A, for example, dry etching using Cl 2 is performed on the second semiconductor stacked unit 107 using the resist pattern 111 as a mask. At this time, the etching depth is, for example, 450 [nm], and it is preferable that the electron blocking layer 67 is exposed. Thereby, the ridge shape of the second semiconductor laser structure 1B is formed, and the second optical waveguide structure is formed.

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SiO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))。 Subsequently, as illustrated in FIG. 6B, an insulating film 87 is formed so as to cover the surface of the second semiconductor stacked portion 107. The insulating film 87 is formed, for example, by depositing SiO 2 to a thickness of 300 [nm] by plasma CVD. Thereafter, ultrasonic cleaning with acetone is performed, and the insulating film 87 on the ridge is removed (lifted off) together with the resist pattern 111 to form an opening (FIG. 7A).

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。   Subsequently, as shown in FIG. 7B, an anode electrode 85 is formed on the ridge (that is, on the contact layer 81) of the second semiconductor stacked unit 107. That is, after a resist film is applied on the first semiconductor multilayer portion 103 to protect the first semiconductor multilayer portion 103, a resist pattern is formed on the surface of the second semiconductor multilayer portion 107. This resist pattern has an opening in the ridge portion of the second semiconductor stacked portion 107. Then, Ni and Au (both having a thickness of 10 [nm]) to be the anode electrode 85 are sequentially vacuum deposited. Thereafter, ultrasonic cleaning with acetone is performed, and the resist pattern is removed (lifted off) to form the anode electrode 85.

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。   Subsequently, as shown in FIG. 8A, after the second semiconductor stacked portion 107 and the anode electrode 85 are protected by the resist film 113, the gallium nitride based semiconductor substrate 101 is turned over. Then, as shown in FIG. 8B, a resist pattern 115 for forming a ridge is formed on the first semiconductor stacked portion 103. The longitudinal direction of resist pattern 115 (that is, the optical waveguide direction) is preferably along the direction in which the c-axis of gallium nitride based semiconductor substrate 101 is projected onto main surface 101a. The longitudinal direction of the resist pattern 115 is preferably aligned with the longitudinal direction of the ridge formed in the second semiconductor stacked portion 107, and the angle formed by these directions is preferably 2 ° or less. Thereby, the angle formed by the optical waveguide direction of the first semiconductor multilayer portion 103 and the optical waveguide direction of the second semiconductor multilayer portion 107 can be made 2 ° or less.

続いて、レジストパターン115をマスクとして、Cl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。 Subsequently, dry etching using Cl 2 is performed on the first semiconductor stacked portion 103 using the resist pattern 115 as a mask. At this time, the etching depth is, for example, 450 [nm], and it is preferable that the electron blocking layer 27 is exposed. Thereby, the ridge shape of the first semiconductor laser structure 1A is formed, and the first optical waveguide structure is formed.

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SiO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))。 Subsequently, as illustrated in FIG. 9A, an insulating film 47 is formed so as to cover the surface of the first semiconductor stacked unit 103. The insulating film 47 is formed, for example, by depositing SiO 2 to a thickness of 300 [nm] by plasma CVD. Thereafter, ultrasonic cleaning with acetone is performed, and the insulating film 47 on the ridge is removed (lifted off) together with the resist pattern 115 to form an opening (FIG. 9B).

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。   Subsequently, as illustrated in FIG. 10, an anode electrode 45 is formed on the ridge of the first semiconductor stacked unit 103 (that is, on the contact layer 41). That is, after a resist film is applied on the second semiconductor multilayer portion 107 to protect the second semiconductor multilayer portion 107, a resist pattern is formed on the surface of the first semiconductor multilayer portion 103. This resist pattern has an opening in the ridge portion of the first semiconductor stacked portion 103. Then, Ni and Au (both having a thickness of 10 nm) to be the anode electrode 45 are sequentially vacuum deposited. Thereafter, ultrasonic cleaning with acetone is performed, and the resist pattern is removed (lifted off) to form the anode electrode 45.

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))。   Subsequently, as shown in FIG. 11A, the gallium nitride based semiconductor substrate 101 on which the first semiconductor stacked portion 103 and the second semiconductor stacked portion 107 are formed is broken in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the ridge. Cleavage (primary cleavage) is performed by 117. Thus, the first optical resonator 10 (see FIGS. 1 and 2) having the first optical waveguide structure and the pair of resonance end faces 10a and 10b, and the second optical waveguide structure and the pair of resonance end faces 50a. , 50b are formed, a first semiconductor laser structure 1A including the first optical resonator 10 and a second optical resonance are formed. Bar-shaped semiconductor laser bars 119 each having a plurality of second semiconductor laser structures 1B including the device 50 are produced (FIG. 11B).

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。   Subsequently, a reflection film is formed on both of the pair of cleavage surfaces of the semiconductor laser bar 119. In general, the reflection film of a semiconductor laser element increases the reflectance by alternately laminating two kinds of refractive index materials so that a single wavelength (resonance wavelength) has a peak in reflectance. However, in the present embodiment, the output wavelength (430 [nm] or more and 480 [nm] or less) of the first semiconductor laser structure 1A and the output wavelength (500 [nm] or more and 550 [nm] of the second semiconductor laser structure 1B). In order to realize a high reflectance with respect to both of the above and the following), it is preferable to form two types of reflective films so that each wavelength region has a peak reflectance.

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))。   Subsequently, as shown in FIG. 11C, the semiconductor laser bar 119 is cleaved (secondary cleaving) along the optical waveguide direction of the first and second semiconductor laser structures 1A and 1B. As a result, a chip including a pair of first and second semiconductor laser structures 1A and 1B and a gallium nitride based semiconductor substrate 11 is manufactured. The chips thus manufactured are arranged on a metal mask 121 as shown in FIG. The metal mask 121 has a plurality of openings 121a for the cathode electrode 99 (FIG. 1). Then, Ti, Al, Ti, and Au are deposited through the openings 121a of the metal mask 121 so that the thicknesses of Ti, Al, Ti, and Au are 20 [nm], 200 [nm], 50 [nm], and 300 [nm], respectively. Are deposited on the side surfaces of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 of each chip. Thus, the cathode electrode 99 is formed on the side surface of the gallium nitride based semiconductor substrate 11, and the semiconductor laser integrated device 1 of this embodiment is completed (FIG. 12B).

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。   The effects of the semiconductor laser integrated device 1 and the manufacturing method thereof according to this embodiment will be described. In the semiconductor laser integrated device 1 and the manufacturing method thereof described above, the optical resonators 10 and 50 are provided on the main surface 11a and the back surface 11b of the gallium nitride based semiconductor substrate 11, respectively. The angle formed between the main surface 11a and the back surface 11b and the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 ° or less, and the main surface 11a and the back surface 11b are nonpolar surfaces (semipolar surfaces or nonpolar surfaces). Therefore, by growing the active layers 17 and 57 containing indium on these surfaces, the piezo electric field due to the distortion of the crystal structure can be reduced and the luminous efficiency can be increased.

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。   In the semiconductor laser integrated device 1 and the manufacturing method thereof described above, the active layers 17 and 57 are provided on the main surface 11a and the back surface 11b of one gallium nitride based semiconductor substrate 11. In this case, the main surface 11a The semiconductor stacked portions 103 and 107 including the active layers 17 and 57 can be crystal-grown on the upper and back surfaces 11b, respectively, and the semiconductor laser structures 1A and 1B can be formed using a normal semiconductor process. Therefore, the semiconductor laser structures 1A and 1B can be accurately aligned as compared with the conventional one in which the semiconductor laser element grown on another substrate is mounted. Moreover, since the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 17 and the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 57 are different from each other, the output wavelengths of these semiconductor laser structures 1A and 1B can be made different from each other. That is, according to the semiconductor laser integrated device 1 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the optical axes of the plurality of semiconductor laser structures 1A and 1B having different output wavelengths can be accurately aligned.

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。   In the present embodiment, the main surface 11a of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 is the {H, 0, -H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface 11b is the {- H, 0, H, -L} plane, and the indium composition of the active layer 57 is preferably larger than the indium composition of the active layer 17. As described above, the {-H, 0, H, -L} plane has a higher degree of indium uptake than the {H, 0, -H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. By making the indium composition of the active layer 57 larger than the indium composition of the active layer 17 on the main surface 11a, the active layers 17 and 57 having different peak wavelengths of the emission wavelength can be suitably obtained. For example, the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 17 is not less than 430 [nm] and not more than 480 [nm], and the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 57 is not less than 500 [nm] and not more than 550 [nm]. Thus, the semiconductor laser integrated element 1 that can output blue laser light and green laser light can be obtained.

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。   Alternatively, in the present embodiment, the main surface 11a of the gallium nitride based semiconductor substrate 11 is the {-H, -H, 2H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface 11b is the gallium nitride based semiconductor crystal. It may be a {H, H, -2H, L} plane. As described above, the {H, H, -2H, L} plane has a higher degree of indium incorporation than the {-H, -H, 2H, -L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal. By making the indium composition of the active layer 57 larger than the indium composition of the active layer 17 on the main surface 11a, the active layers 17 and 57 having different emission wavelength peak wavelengths can be suitably obtained. For example, the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 17 is not less than 430 [nm] and not more than 480 [nm], and the peak wavelength of the emission wavelength of the active layer 57 is not less than 500 [nm] and not more than 550 [nm]. Thus, the semiconductor laser integrated element 1 that can output blue laser light and green laser light can be obtained.

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。   Further, as in this embodiment, the optical waveguide directions of the optical resonators 10 and 50 preferably extend along the direction in which the c-axis of the gallium nitride based semiconductor crystal is projected onto the main surface 11a and the back surface 11b. . Thereby, a cleavage plane (resonance end face) perpendicular to the optical waveguide direction can be easily formed.

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。   Further, as in the present embodiment, the first semiconductor multilayer portion 103 having the active layer 17 having a light emission wavelength shorter than that of the active layer 57 may be epitaxially grown before the second semiconductor multilayer portion 107 having the active layer 57. preferable. As described above, by growing the active layer 17 having a small indium composition and high heat resistance, damage to the active layer 57 having a large indium composition and low heat resistance can be reduced.

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser integrated element, 1A ... 1st semiconductor laser structure, 1B ... 2nd semiconductor laser structure, 10 ... 1st optical resonator, 50 ... 2nd optical resonator, 10a, 10b, 50a, 50b ... resonance end face, 11, 101 ... gallium nitride based semiconductor substrate, 11a, 101a ... main face, 11b, 101b ... back face, 11c ... side face, 13 ... n-type semiconductor layer, 15, 55 ... n-type cladding layer, 17, 57 ... active layer, 19, 59 ... p-type cladding layer, 21, 61 ... first light guide layer, 23, 63 ... second light guide layer, 27, 67 ... electron blocking layer, 31, 71 ... first layer, 33, 73 ... second layer, 35, 75 ... first layer, 37, 77 ... second layer, 41, 81 ... p-type contact layer, 45, 85 ... anode electrode, 47, 87 ... insulating film, 50: second optical resonator, 99: cathode electrode, 103 First stacked semiconductor layer, 105 ... protective layer, 107 ... second semiconductor lamination portion.

Claims (18)

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。
A gallium nitride based semiconductor substrate having a main surface and a back surface along the main surface;
A first optical resonator provided on the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate and having a pair of resonance end faces;
A second optical resonator provided on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate and having a pair of resonant end faces;
An angle formed by the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate and the c plane of the gallium nitride based semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 ° or less,
The first optical resonator has a first active layer containing indium epitaxially grown on the main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate,
The second optical resonator has a second active layer containing indium epitaxially grown on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate,
The semiconductor laser integrated device, wherein a peak wavelength of an emission wavelength of the first active layer and a peak wavelength of an emission wavelength of the second active layer are different from each other.
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。   The main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate are inclined with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal within a range of 63 ° to 80 ° or 100 ° to 117 ° in the m-axis direction. 2. The semiconductor laser integrated device according to claim 1, wherein the semiconductor laser integrated device is a polar surface. 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。
The main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {H, 0, -H, L} plane (where H and L are natural numbers) of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is A {-H, 0, H, -L} plane of a gallium nitride based semiconductor crystal,
3. The semiconductor laser integrated device according to claim 1, wherein the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer.
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。   The peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. The semiconductor laser integrated device according to claim 3, wherein the semiconductor laser integrated device is provided. 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。   The main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate are inclined with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal within a range of 59 ° to 80 ° or 100 ° to 121 ° in the a-axis direction. 2. The semiconductor laser integrated device according to claim 1, wherein the semiconductor laser integrated device is a polar surface. 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。
The main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is a {-H, -H, 2H, -L} plane (where H and L are natural numbers) of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the gallium nitride based semiconductor substrate The back surface is the {H, H, -2H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal,
6. The semiconductor laser integrated device according to claim 1, wherein the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer.
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。   The peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. The semiconductor laser integrated device according to claim 6, wherein the semiconductor laser integrated device is provided. 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。   2. The optical waveguide directions of the first and second optical resonators extend along a direction in which a c-axis of a gallium nitride based semiconductor crystal is projected onto the main surface and the back surface. The semiconductor laser integrated device according to any one of? 7. 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。   The angle formed by the optical waveguide direction of the first optical resonator and the optical waveguide direction of the second optical resonator as viewed from the normal direction of the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is 2 The semiconductor laser integrated device according to claim 1, wherein the semiconductor laser integrated device is equal to or less than 0 °. 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。
The main surface of the gallium nitride semiconductor substrate having a main surface and a back surface along the main surface, and an angle formed by the main surface and the back surface and the c-plane of the gallium nitride semiconductor crystal is 45 ° or more and 135 ° or less Epitaxially growing a first semiconductor stacked portion having a first active layer containing indium on a surface;
Forming a protective film on the first semiconductor stacked portion;
Epitaxially growing a second semiconductor stacked portion having a second active layer containing indium on the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate;
Forming the first optical waveguide structure in the first semiconductor stacked portion after removing the protective film, and forming the second optical waveguide structure in the second semiconductor stacked portion;
A first optical resonator having the first optical waveguide structure and a pair of resonant end faces, and a second optical waveguide structure and a pair of resonant end faces, cleaved from the gallium nitride based semiconductor substrate. Forming a second optical resonator,
A method of manufacturing a semiconductor laser integrated device, wherein an emission wavelength of the first active layer and an emission wavelength of the second active layer are different from each other.
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。   The main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate are inclined with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal within a range of 63 ° to 80 ° or 100 ° to 117 ° in the m-axis direction. The method of manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 10, wherein the semiconductor laser integrated device is a polar surface. 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。
The main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is the {H, 0, -H, L} plane (where H and L are natural numbers) of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is A {-H, 0, H, -L} plane of a gallium nitride based semiconductor crystal,
12. The method for manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 10, wherein the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer.
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。   The peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. The method for producing a semiconductor laser integrated device according to claim 12, wherein the semiconductor laser integrated device is provided. 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。   The main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate are inclined with respect to the c-plane of the gallium nitride based semiconductor crystal within a range of 59 ° to 80 ° or 100 ° to 121 ° in the a-axis direction. The method of manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 10, wherein the semiconductor laser integrated device is a polar surface. 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。
The main surface of the gallium nitride based semiconductor substrate is a {-H, -H, 2H, -L} plane (where H and L are natural numbers) of the gallium nitride based semiconductor crystal, and the gallium nitride based semiconductor substrate The back surface is the {H, H, -2H, L} plane of the gallium nitride based semiconductor crystal,
15. The method for manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 10, wherein the indium composition of the second active layer is larger than the indium composition of the first active layer.
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。   The peak wavelength of the emission wavelength of the first active layer is 430 [nm] or more and 480 [nm] or less, and the peak wavelength of the emission wavelength of the second active layer is 500 [nm] or more and 550 [nm] or less. The method for manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 15, wherein the method is provided. 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。   In the step of forming the first and second optical waveguide structures, the optical waveguide direction of the first and second optical waveguide structures projects the c-axis of the gallium nitride based semiconductor crystal onto the main surface and the back surface. 17. The method of manufacturing a semiconductor laser integrated element according to claim 10, wherein the first and second optical waveguide structures are formed so as to extend along a direction. 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。   In the step of forming the first and second optical waveguide structures, when viewed from the normal direction of the main surface and the back surface of the gallium nitride based semiconductor substrate, the optical waveguide direction of the first optical waveguide structure and the first 18. The method of manufacturing a semiconductor laser integrated device according to claim 10, wherein an angle formed by the optical waveguide directions of the two optical waveguide structures is 2 ° or less.
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