JP2010109147A - 発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率が低下するのを抑制することが可能な発光素子を提供する。
【解決手段】この２波長半導体レーザ素子１００（発光素子）は、（０００１）面からなる平坦部１０ａと、（１、１、−２、１０）面からなる傾斜部１０ｂとを含むｎ型ＧａＮ基板１０と、平坦部１０ａの表面上に形成される発光層３３を含む青色半導体レーザ素子部３０と、傾斜部１０ｂの表面上に形成されるとともに青色半導体レーザ素子部３０と異なる波長を発振する発光層５３を含む緑色半導体レーザ素子部５０とを備える。そして、青色半導体レーザ素子部３０および緑色半導体レーザ素子部５０は、それぞれ、窒化物系半導体からなる発光層３３および５３により構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子およびその製造方法に関し、特に、異なる発光波長を有する複数の半導体発光素子部を備えた発光素子およびその製造方法に関する。

従来、異なる発光波長を有する複数の半導体発光素子部が形成された発光素子およびその製造方法が知られている（たとえば特許文献１参照）。

上記特許文献１には、１つの半導体基板上に波長の異なる２つの半導体レーザが集積化された半導体レーザ素子およびその製造方法が開示されている。この特許文献１に記載の半導体レーザ素子の製造方法では、まず、ｎ型ＧａＮ基板の表面上に、ｎ型ＧａＮ基板の主表面と平行な平坦面およびｎ型ＧａＮ基板の主表面から所定の角度だけ傾斜した傾斜面を有するようなｎ型クラッド層を形成している。その後、ｎ型クラッド層の平坦面および傾斜面上にＩｎ組成が異なる活性層をそれぞれ積層することによって、平坦面上に形成されたレーザ素子部と傾斜面上に形成されたレーザ素子部とで異なる波長を発振する半導体レーザ素子を形成している。なお、ｎ型クラッド層にｎ型ＧａＮ基板の主表面から傾斜した傾斜面を形成するプロセスでは、所定のエッチング条件に設定された反応性イオンエッチングを用いている。これにより、ｎ型クラッド層の表面に平坦面に対して所望の傾斜角度に調整された傾斜面を形成している。

特開２００３−１０１１５６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子およびその製造方法では、ｎ型ＧａＮ基板の表面上に形成されたＡｌＧａＮ（ｎ型クラッド層）の平坦面の一部にエッチングにより傾斜面を形成するため、エッチングにより傾斜面を形成する分、半導体素子層の傾斜面は平坦面の部分よりも結晶性が悪くなると考えられる。すなわち、もともとｎ型ＧａＮ基板の表面上に結晶成長されたＡｌＧａＮは、ｎ型ＧａＮ基板と比較して結晶性がそれほど良くないので、そのＡｌＧａＮにエッチングにより傾斜面を形成すると、傾斜面の結晶性はさらに悪くなると考えられる。この状態で、ＡｌＧａＮ（ｎ型クラッド層）の傾斜面上に活性層などの半導体層を結晶成長させた場合、活性層内に結晶欠陥や転位などが発生しやすくなる。このため、活性層内に発生した結晶欠陥や転位に起因して半導体レーザ素子の発光効率が低下するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、発光効率が低下するのを抑制することが可能な発光素子およびその製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による発光素子は、第１結晶面からなる平坦部と、第１結晶面とは異なる第２結晶面からなる傾斜部とを含む基板と、平坦部の表面上に形成される第１活性層を含む第１半導体発光素子部と、傾斜部の表面上に形成されるとともに第１半導体発光素子部と異なる波長を発振する第２活性層を含む第２半導体発光素子部とを備え、第１半導体発光素子部および第２半導体発光素子部は、それぞれ、窒化物系半導体からなる第１活性層および第２活性層により構成されている。

この発明の第１の局面による発光素子では、上記のように、第２結晶面からなる傾斜部を含む基板と、傾斜部の表面上に形成される第２活性層を含む第２半導体発光素子部とを備えることによって、第２半導体発光素子部を、基板自体に形成された第２結晶面からなる傾斜部の表面上に半導体層を結晶成長させて形成することができる。本発明では、良好な結晶性を有する基板自体の傾斜部の表面上に、直接、第２活性層を含む半導体層を結晶成長させるので、結晶性の良好な第２活性層を形成することができる。この結果、第２半導体発光素子部の発光効率が低下するのを抑制することができる。

上記第１の局面による発光素子において、好ましくは、基板は、窒化物系半導体からなる。このように構成すれば、窒化物系半導体からなる基板自体の傾斜部の表面上に、同じ窒化物系半導体からなる第２活性層を含む第２半導体発光素子部を形成することができるので、第２活性層に、結晶欠陥や転位が発生するのを容易に抑制することができる。

上記第１の局面による発光素子において、好ましくは、第１半導体発光素子部の波長は、第２半導体発光素子部の波長よりも短い。このように構成すれば、たとえば、平坦部の表面上に形成された第１半導体発光素子部を青色光（波長：約４３５ｎｍ〜約４８０ｎｍ）を発光する発光素子として形成するとともに、傾斜部の表面上に形成された第２半導体発光素子部を緑色光（波長：約５００ｎｍ〜約５６０ｎｍ）を発光する発光素子として形成することができるので、共通の基板上に発振波長の異なる半導体発光素子部が一体的に設けられた発光素子を容易に形成することができる。

上記第１の局面による発光素子において、好ましくは、第１結晶面は（０００１）面または（０００１）面に対して１５°以下の傾斜角を有する面であり、第２結晶面は、面内に［１−１００］方向を含む結晶面である。このように構成すれば、平坦部の表面上に形成された第１半導体発光素子部の波長よりも長い波長を有する第２半導体発光素子部を基板の傾斜部に容易に形成することができる。

上記第１の局面による発光素子において、好ましくは、第１半導体発光素子部は、第１光導波路を含み、第２半導体発光素子部は、第２光導波路を含み、第２光導波路は、第２半導体発光素子部の中央部よりも第１光導波路側の領域に形成されている。このように構成すれば、半導体素子層の厚み方向における第１光導波路と第２光導波路との距離をより短くすることができるので、第１半導体発光素子部の第１光導波路下部に形成される発光点と、第２半導体発光素子部の第２光導波路下部に形成される発光点とをより近づけて配置することができる。

この発明の第２の局面による発光素子の製造方法は、第１結晶面からなる平坦部と、第１結晶面とは異なる第２結晶面からなる傾斜部とを含む基板を形成する工程と、平坦部の表面上に窒化物系半導体からなる第１活性層を含む第１半導体発光素子部と、傾斜部上に第１半導体発光素子部と異なる波長を発振する窒化物系半導体からなる第２活性層を含む第２半導体発光素子部とを形成する工程とを備える。

この発明の第２の局面による発光素子の製造方法では、上記のように、第２結晶面からなる傾斜部を含む基板を形成する工程と、傾斜部上に窒化物系半導体からなる第２活性層を含む第２半導体発光素子部を形成する工程とを備えることによって、第２半導体発光素子部を、基板自体に形成された第２結晶面からなる傾斜部の表面上に半導体層を結晶成長させて形成することができる。すなわち、良好な結晶性を有する基板自体の傾斜部の表面上に第２活性層を含む半導体層を結晶成長させることができるので、結晶欠陥や転位などの発生が低減された第２活性層を形成することができる。これにより、発光素子に、発光効率の低下が抑制された第２半導体発光素子部を形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２および図３は、図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の詳細構造を示した断面図である。まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による２波長半導体レーザ素子１００の構造について説明する。なお、この第１実施形態では、発光素子の一例である２波長半導体レーザ素子に本発明を適用した場合について説明する。

本発明の第１実施形態による２波長半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１０上に、約４８０ｎｍの発振波長を有する青色半導体レーザ素子部３０と約５３０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子部５０とがＢ方向に所定の間隔を隔てて形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１０は、本発明の「基板」の一例であり、青色半導体レーザ素子部３０および緑色半導体レーザ素子部５０は、それぞれ、本発明の「第１半導体発光素子部」および「第２半導体発光素子部」の一例である。また、青色半導体レーザ素子部３０および緑色半導体レーザ素子部５０は、それぞれ、Ｂ方向に約１００μｍの素子幅を有している。

ここで、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１０は、ｃ面（（０００１）面）からなる平坦部１０ａと、平坦部１０ａに対してａ軸方向（Ｂ方向）に約１８°傾斜した（１、１、−２、１０）面からなる傾斜部１０ｂとにより上面が形成されている。そして、青色半導体レーザ素子部３０は、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａの表面上に形成されるとともに、緑色半導体レーザ素子部５０は、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂの表面上に形成されている。なお、（０００１）面は、本発明の「第１結晶面」の一例であり、（１、１、−２、１０）面は、本発明の「第２結晶面」の一例である。

また、青色半導体レーザ素子部３０は、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０上に、約１μｍの厚みを有するＡｌ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるバッファ層３１が形成されている。バッファ層３１上に、約１．９μｍの厚みを有するＡｌ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層３２と、発光層３３と、約０．４５μｍの厚みを有するＡｌ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層３４と、約３０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｐ型コンタクト層３５とが形成されている。また、ｐ型クラッド層３４のＢ方向の略中央部に形成された凸部およびｐ型コンタクト層３５によって、光導波路を構成するためのリッジ４０が形成されている。また、リッジ４０は、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに共振器方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるように形成されている。また、ｐ型コンタクト層３５上に、ｐ型コンタクト層３５から近い順に約３ｎｍの厚みを有するＰｄ層および約１０ｎｍの厚みを有するＡｕ層からなるｐ側オーミック電極３６が形成されている。なお、ＧａＮ、ＡｌＧａＮおよびＩｎＧａＮは、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体」の一例である。

発光層３３は、図２に示すように、ｎ型クラッド層３２から近い順に、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎからなるｎ型キャリアブロック層３３ａと、約８０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０３Ｇａ_０．９７Ｎからなるｎ型光ガイド層３３ｂと、ＭＱＷ活性層３３ｃと、約８０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０３Ｇａ_０．９７Ｎからなるｐ型光ガイド層３３ｄと、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎからなるｐ型キャリアブロック層３３ｅとから構成されている。ＭＱＷ活性層３３ｃは、各々が約２．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．２５Ｇａ_０．７５Ｎからなる３層の量子井戸層３３ｆと、各々が約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎからなる３層の量子障壁層３３ｇとが交互に積層されている。なお、ＭＱＷ活性層３３ｃは、単層または単一量子井戸（ＳＱＷ）構造などであってもよい。なお、ＭＱＷ活性層３３ｃは、本発明の「第１活性層」の一例である。

また、図１に示すように、ｐ型クラッド層３４の平坦部の上面とリッジ４０の側面（ｐ型クラッド層３４の凸部およびｐ型コンタクト層３５の両側面）とｐ側オーミック電極３６の側面とを覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層３７が形成されている。また、ｐ側オーミック電極３６の上面に接触するように、約１０ｎｍの厚みを有するＴｉ層と約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極３８が形成されている。

また、緑色半導体レーザ素子部５０は、ｎ型ＧａＮ基板１０上に、Ｃ方向に約１μｍの厚みを有するＡｌ_０．０１Ｇａ_０．９９Ｎからなるバッファ層５１が形成されている。バッファ層５１上に、約１．９μｍの厚みを有するＡｌ_０．０３Ｇａ_０．９７Ｎからなるｎ型クラッド層５２と、発光層５３と、約０．４５μｍの厚みを有するＡｌ_０．０３Ｇａ_０．９７Ｎからなるｐ型クラッド層５４と、約３０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｐ型コンタクト層５５とが形成されている。また、ｐ型クラッド層５４のＢ方向の略中央部に形成された凸部およびｐ型コンタクト層５５によって、光導波路を構成するためのリッジ６０が形成されている。また、リッジ６０は、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに共振器方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるように形成されている。また、ｐ型コンタクト層５５上に、ｐ型コンタクト層５５から近い順に約３ｎｍの厚みを有するＰｄ層および約１０ｎｍの厚みを有するＡｕ層からなるｐ側オーミック電極５６が形成されている。

発光層５３は、図３に示すように、ｎ型クラッド層５２から近い順に、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ_０．１０Ｇａ_０．９０Ｎからなるｎ型キャリアブロック層５３ａと、約８０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｎ型光ガイド層５３ｂと、ＭＱＷ活性層５３ｃと、約８０ｎｍの厚みを有するＩｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｐ型光ガイド層５３ｄと、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎからなるｐ型キャリアブロック層５３ｅとから構成されている。ＭＱＷ活性層５３ｃは、各々が約２．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．５５Ｇａ_０．４５Ｎからなる３層の量子井戸層５３ｆと、各々が約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．２５Ｇａ_０．７５Ｎからなる３層の量子障壁層５３ｇとが交互に積層されている。なお、ＭＱＷ活性層５３ｃは、単層またはＳＱＷ構造などであってもよい。なお、ＭＱＷ活性層５３ｃは、本発明の「第２活性層」の一例である。

また、図１に示すように、ｐ型クラッド層５４の平坦部の上面とリッジ６０の側面とｐ側オーミック電極５６の側面とを覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層５７が形成されている。また、ｐ側オーミック電極５６の上面に接触するように、約１０ｎｍの厚みを有するＴｉ層と約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極５８が形成されている。

また、ｎ型ＧａＮ基板１０の下面（（０００−１）面）上に、ｎ型ＧａＮ基板１０から近い順に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層と約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層と約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極１１が形成されている。

また、青色半導体レーザ素子部３０および緑色半導体レーザ素子部５０は、共振器方向（図１の紙面に垂直な方向）の端部に一対の共振器端面（光出射面および光反射面）が形成されている。また、一対の共振器端面には、製造プロセスにおける端面コート処理により、ＡｌＮ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜などからなる誘電体多層膜が形成されている。ここで、誘電体多層膜は、ＧａＮ，ＡｌＮ、ＢＮ，Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＭｇＦ_２や、これらの混成比の異なる材料であるＴｉ_３Ｏ_５やＮｂ_２Ｏ_３などからなる多層膜を用いることができる。

図４〜図８は、図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。次に、図１〜図８を参照して、第１実施形態による２波長半導体レーザ素子１００の製造プロセスについて説明する。

第１実施形態による２波長半導体レーザ素子１００の製造プロセスでは、まず、図４に示すように、約３００μｍの厚みを有するとともにｃ面（（０００１）面）が主表面のｎ型ＧａＮ基板１０を準備する。そして、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面上に、フォトリソグラフィを用いてＳｉＯ_２などからなるレジスト７１をパターニングする。なお、レジスト７１は［１−１００］方向にストライプ状に延びるとともに、Ｂ方向に間隔が約２００μｍ（好ましくは約１００μｍ〜約４００μｍ）の周期でパターニングされる。続いて、レジスト７１の表面上およびレジスト７１間に露出するｎ型ＧａＮ基板１０の表面上を覆うように所定の厚みを有するレジスト７２を塗布する。その後、マスクパターン（図示せず）をマスクとして図５に示す露光範囲に露光することにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面上に直接接触する領域のレジスト７２の表面に傾斜部７２ａを形成する。この際、露光時間を制御しながら照射を行うことにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の上面に対して約１８°傾斜するように傾斜部７２ａを形成する。また、傾斜部７２ａは、Ｂ１側のレジスト７１近傍からＢ２側のレジスト７１に向かってＣ１方向に傾斜するように形成される。

その後、レジスト７２に対してイオンミリング法によるドライエッチングやウェットエッチングなどを用いて、レジスト７２のエッチングを行う。この際、レジスト７２は、傾斜部７２ａの傾斜形状を保った状態でＣ１方向にエッチングされる。そして、図６に示すように、エッチングの進行とともにｎ型ＧａＮ基板１０の表面がエッチングされる。

ここで、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１０は、傾斜部７２ａの傾斜形状（図５参照）を保った状態でＣ１方向にエッチングされる。そして、ｎ型ＧａＮ基板１０のエッチング部分が所定の深さに達したところでエッチングを停止する。この結果、図６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０に、レジスト７１が形成されている平坦部１０ａ（（０００１）面）と異なる結晶面（（１、１、−２、１０）面））からなる傾斜部１０ｂが形成される。その後、ｎ型ＧａＮ基板１０上に残されたレジスト７１および７２を除去して、ｎ型ＧａＮ基板１０の上面（平坦部１０ａおよび傾斜部１０ｂ）を全て露出させる。このようにしてｎ型ＧａＮ基板１０を準備する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面の結晶状態は良好であるので、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面をエッチングして傾斜部１０ｂを形成する場合の傾斜部１０ｂの表面の結晶状態は、クラッド層などをエッチングして半導体層に傾斜部を形成する場合の傾斜面の結晶状態よりも良好である。

次に、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０の上面（平坦部１０ａおよび傾斜部１０ｂ）上に、バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、発光層３３（５３）（詳細は図２および図３を参照）、ｐ型クラッド層３４、ｐ型コンタクト層３５を順次成長させて半導体素子層を形成する。

上記半導体素子層の形成において、具体的には、まず、基板温度を約１１３５℃の成長温度に保持した状態で、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）を含んだＨ_２からなるキャリアガスを約１００ｈＰａの圧力下で反応炉内に供給して、ｎ型ＧａＮ基板１０上にバッファ層３１を成長させる。この際、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａ上のバッファ層３１は、（０００１）面の主表面を有しながらＣ２方向に結晶成長するとともに、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂ上のバッファ層３１は、（１、１、−２、１０）面からなる主表面を有しながらＣ２方向に結晶成長する。

次に、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌと、ＧｅＨ_４（モノゲルマン）とを含んだＨ_２からなるキャリアガスを反応炉内に供給して、バッファ層３１上にｎ型クラッド層３２を成長させる。その後、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを含んだＨ_２ガスを反応炉内に供給して、ｎ型クラッド層３２上にｎ型キャリアブロック層３３ａを成長させる。

次に、基板温度を約８００℃の成長温度に下げて保持した状態で、反応炉内にＮＨ_３ガスを約４００ｈＰａの圧力下で供給したＮ_２ガス雰囲気中にて、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）およびＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）を供給して、ｎ型光ガイド層３３ｂ、ＭＱＷ活性層３３ｃ（３層の量子井戸層３３ｆおよび量子障壁層３３ｇを交互に積層する）およびｐ型光ガイド層３３ｄを成長させる。続いて、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを反応炉内に供給して、ｐ型キャリアブロック層３３ｅを成長させる。これにより、発光層３３（詳細は図２を参照）が形成される。

ここで、第１実施形態では、発光層３３が下層から上層に向かってＣ２方向に結晶成長する際、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａに対応する領域では、ＭＱＷ活性層３３ｃを構成する量子井戸層３３ｆは、略（０００１）面からなる主表面を有した状態で結晶成長するとともに、約２５％のＩｎ組成を有するように形成される。一方、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂに対応する領域では、ＭＱＷ活性層５３ｃ（図３参照）を構成する量子井戸層５３ｆ（図３参照）は、略（１、１、−２、１０）面からなる主表面を有した状態で結晶成長するとともに、約５５％のＩｎ組成を有するように形成される。すなわち、傾斜部１０ｂの表面上に積層される量子井戸層３３ｆは、平坦部１０ａの表面上に積層される量子井戸層３３ｆよりも原料ガスからのＩｎの取り込み量が多い状態で結晶成長する。

次に、基板温度を約１０００℃の成長温度に上昇させて保持した状態で、反応炉内にＮＨ_３ガスを約１００ｈＰａの圧力下で供給したＨ_２ガスおよびＮ_２ガス雰囲気中にて、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを供給して、発光層３３上にｐ型クラッド層３４およびｐ型コンタクト層３５を成長させる。その後、ｐ型コンタクト層３５上に、真空蒸着法を用いて、ｐ側オーミック電極３６となる金属層を形成する。

その後、図７に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側オーミック電極３６上に、ＳｉＯ_２からなるマスク層７３を形成する。続いて、フォトリソグラフィを用いて、マスク層７３上に、［１−１００］方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるとともにＢ方向に約１．５μｍの幅を有するレジスト７４をパターニングする。この際、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａに対応する領域のｐ側オーミック電極３６上、および、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂに対応する領域のｐ側オーミック電極５６上に、ストライプ状のレジスト７４が形成される。

その後、レジスト７４をマスクとしてドライエッチングすることにより、凸部を有するｐ型クラッド層３４（５４）を形成する。これにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａに対応する領域の半導体素子層にリッジ４０が形成されるとともに、傾斜部１０ｂに対応する領域の半導体素子層にリッジ６０が形成される（図１参照）。

次に、フォトリソグラフィとドライエッチングとにより、ｎ型ＧａＮ基板１０上に、青色半導体レーザ素子部３０（図１参照）を構成するレーザ素子の部分と、緑色半導体レーザ素子部５０（図１参照）を構成するレーザ素子の部分とがＢ方向に所定の間隔を隔てて形成される。

その後、図８に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ型クラッド層３４の平坦部とリッジ４０の側面とｐ側オーミック電極３６の側面とを覆うように、電流ブロック層３７を形成する。同様に、ｐ型クラッド層５４の平坦部とリッジ６０の側面とｐ側オーミック電極５６の側面とを覆うように、電流ブロック層５７を形成する。その後、真空蒸着法を用いて、ｐ側オーミック電極３６の上面と電流ブロック層３７の上面とを覆うｐ側パッド電極３８を形成する。同様に、ｐ側オーミック電極５６の上面と電流ブロック層５７の上面とを覆うｐ側パッド電極５８を形成する。

その後、図８に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１０の下面を研磨した後、ｎ型ＧａＮ基板１０の下面上にｎ側電極１１を形成する。最後に、［１−１００］方向に約８００μｍの共振器長を有するようにウェハをＢ方向に劈開（バー状劈開）するとともに、破線８００の位置で共振器方向（［１−１００］方向）に沿って素子分割（チップ化）を行う。このようにして、図１に示した２波長半導体レーザ素子１００が多数形成される。

第１実施形態では、上記のように、（１、１、−２、１０）面からなる傾斜部１０ｂを含むｎ型ＧａＮ基板１０と、傾斜部１０ｂの表面上に形成される発光層５３を含む緑色半導体レーザ素子部５０とを備えることによって、緑色半導体レーザ素子部５０を、ｎ型ＧａＮ基板１０に形成された（１、１、−２、１０）面からなる傾斜部１０ｂの表面上に半導体層（バッファ層５１〜ｐ型コンタクト層５５）を結晶成長させて形成することができる。上記第１実施形態では、良好な結晶性を有するｎ型ＧａＮ基板１０の表面をエッチングして傾斜部１０ｂを形成されるので、ＡｌＧａＮに傾斜部を形成する場合と比べて、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂの結晶性が低下する度合いが少ない。この状態で、傾斜部１０ｂの表面上に発光層５３を含む半導体層（バッファ層５１〜ｐ型コンタクト層５５）を結晶成長させることができるので、結晶性の低下が抑制された発光層５３（ＭＱＷ活性層５３ｃ）を形成することができる。この結果、緑色半導体レーザ素子部５０の発光効率が低下するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、平坦部１０ａの表面上に形成された青色半導体レーザ素子部３０の波長が、傾斜部１０ｂの表面上に形成された緑色半導体レーザ素子部５０の波長よりも短いことによって、共通のｎ型ＧａＮ基板１０上に発振波長の異なる半導体発光素子部が一体的に設けられた２波長半導体レーザ素子１００を容易に形成することができる。

また、第１実施形態では、平坦部１０ａが（０００１）面からなるとともに、傾斜部１０ｂが面内に［１−１００］方向を含む（１、１、−２、１０）面であるように構成することによって、傾斜部１０ｂの表面上に、青色半導体レーザ素子部３０の発振波長（約４８０ｎｍ）よりも長い波長（約５３０ｎｍ）を有する緑色半導体レーザ素子部５０を容易に形成することができる。なお、両素子部（３０および５０）の光導波路は［１−１００］方向に形成されるので、両素子部には（１−１００）面からなる共振器端面が形成される。この面は、ｎ型ＧａＮ基板１０において劈開性を有しているので、容易に共振器を形成することができる。

（第１実施形態の変形例）
図９は、本発明の第１実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図９を参照して、この第１実施形態の変形例では、上記第１実施形態と異なり、緑色半導体レーザ素子部１１０のリッジ１６０が素子のＢ方向の中央部から青色半導体レーザ素子部３０側（Ｂ１側）に寄せられて形成される場合について説明する。

本発明の第１実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子１５０は、図９に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０上に、上記第１実施形態と同様の素子構造を有する青色半導体レーザ素子部３０および緑色半導体レーザ素子部１１０が形成されている。なお、緑色半導体レーザ素子部１１０は、本発明の「第２半導体発光素子部」の一例である。

ここで、第１実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子１５０では、緑色半導体レーザ素子部１１０のリッジ１６０が、傾斜部１０ｂ上に形成された緑色半導体レーザ素子部１１０のＢ方向の中央部よりも青色半導体レーザ素子部３０のリッジ４０側（Ｂ１側）に寄せられて形成されている。これにより、青色半導体レーザ素子部３０の発光点（リッジ４０下部の発光層３３の部分）の位置と、緑色半導体レーザ素子部１１０の発光点（リッジ１６０下部の発光層５３の部分）の位置とが、Ｃ方向に近づけられるように構成されている。なお、第１実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子１５０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第１実施形態の変形例では、上記のように、リッジ１６０を、傾斜部１０ｂの表面上に形成された緑色半導体レーザ素子部１１０のＢ方向の中央部よりも青色半導体レーザ素子部３０のリッジ４０側（Ｂ１側）の領域に形成することによって、半導体レーザ素子部の厚み方向（Ｃ方向）におけるリッジ４０とリッジ１６０との距離をより短くすることができるので、青色半導体レーザ素子部３０のリッジ４０下部に形成される発光点と、緑色半導体レーザ素子部１１０のリッジ１６０下部に形成される発光点とをＣ方向により近づけて配置することができる。

（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態による２波長半導体レーザ素子を構成する青色半導体レーザ素子部の発光層の詳細構造を示した断面図である。図１１〜図１３は、それぞれ、図１０に示した第２実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。まず、図１および図１０を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子部２３０と緑色半導体レーザ素子部５０とを別々の製造プロセスで形成して２波長半導体レーザ素子２００を形成する場合について説明する。なお、第２実施形態による２波長半導体レーザ素子２００の外見的な構造は、図１に示した上記第１実施形態による２波長半導体レーザ素子１００と略同じである。

本発明の第２実施形態による２波長半導体レーザ素子２００は、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０上に、青色半導体レーザ素子部２３０と緑色半導体レーザ素子部５０とが形成されている。なお、青色半導体レーザ素子部２３０は、本発明の「第１半導体発光素子部」の一例である。

ここで、第２実施形態では、青色半導体レーザ素子部２３０の発光層２３３は、図１０に示すように、各々が約２．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．３Ｇａ_０．７Ｎからなる３層の量子井戸層２３３ｆと、各々が約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＧａＮからなる３層の量子障壁層２３３ｇとが交互に積層されたＭＱＷ活性層２３３ｃを有している。なお、ＭＱＷ活性層２３３ｃは、本発明の「第１活性層」の一例である。なお、第２実施形態による２波長半導体レーザ素子２００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図１、図３〜図７および図１０〜図１３を参照して、第２実施形態による２波長半導体レーザ素子２００の製造プロセスについて説明する。

まず、図４〜図６に示した製造プロセスを用いて、平坦部１０ａおよび傾斜部１０ｂを有するｎ型ＧａＮ基板１０（図６参照）を準備する。その後、ｎ型ＧａＮ基板１０の表面上に、バッファ層３１〜ｐ型コンタクト層３５までの各層を積層する。

ここで、第２実施形態の製造プロセスでは、発光層２３３（図１１参照）を下層から上層に向かってＣ２方向に結晶成長させる際、基板温度を約７７０℃の成長温度に保持する制御を行う。これにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａに対応する領域において、ＭＱＷ活性層２３３ｃ（図１０参照）を構成する３層からなる量子井戸層２３３ｆの各々が、約３０％のＩｎ組成を有するように結晶成長する。

その後、図１１に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａに対応する領域のｐ型コンタクト層３５上にレジスト２４１をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト２４１をマスクとして、ｐ型コンタクト層３５からｎ型ＧａＮ基板１０までをドライエッチングすることにより、青色半導体レーザ素子部２３０（図１参照）となる部分を残す。

レジスト２４１を除去した後、図１２に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａおよび青色半導体レーザ素子部２３０となる素子構造の表面全体を覆うようにＳｉＯ_２からなる選択成長用マスク２０１をパターニングする。これにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂのみがＣ２方向に露出される。

この状態で、図１２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂの表面上に、緑色半導体レーザ素子部５０（図１参照）を構成するバッファ層５１〜ｐ型コンタクト層５５までの各層を順次積層する。なお、バッファ層５１〜ｐ型コンタクト層５５までの各層は、マスク２０１上にも積層される。

ここで、第２実施形態の製造プロセスでは、発光層５３を下層から上層に向かってＣ２方向に結晶成長させる際、基板温度を約７５０℃の成長温度に保持する制御を行う。これにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂに対応する領域において、ＭＱＷ活性層５３ｃ（図３参照）を構成する３層からなる量子井戸層５３ｆの各々が、約５５％のＩｎ組成を有するように結晶成長する。

その後、マスク２０１上に積層されたバッファ層５１〜ｐ型コンタクト層５５の部分およびマスク２０１を除去する。そして、ｐ側オーミック電極３６および５６を形成した後、図７に示した上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、平坦部１０ａの表面上に形成された素子構造の部分にリッジ２４０（図１３参照）を形成するとともに、傾斜部１０ｂの表面上に形成された素子構造の部分にリッジ６０（図１３参照）を形成する。

続いて、図１３に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａおよび青色半導体レーザ素子部２３０となる素子構造の表面全体と、緑色半導体レーザ素子部５０となる素子構造の上面の所定領域（リッジ６０を中心としたＢ１方向およびＢ２方向の所定の領域）とを覆うようにレジスト２０２ａおよび２０２ｂをパターニングする。そして、レジスト２０２ａおよび２０２ｂをマスクとして、ｐ型クラッド層５４から傾斜部１０ｂまでをドライエッチングすることにより、レジスト２０２ｂとＢ方向に略同じ幅を有する半導体素子部を形成する。これにより、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂの表面上に、緑色半導体レーザ素子部５０を構成するレーザ素子の部分が形成される。その後、レジスト２０２ａおよび２０２ｂを除去する。

なお、第２実施形態による２波長半導体レーザ素子２００のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、ｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａの表面上に青色半導体レーザ素子部２３０となる素子構造を形成した後に、ｎ型ＧａＮ基板１０の傾斜部１０ｂの表面上に緑色半導体レーザ素子部５０となる素子構造を形成する製造プロセスを用いることによって、青色半導体レーザ素子部２３０を構成するＭＱＷ活性層２３３ｃを結晶成長させる条件と、緑色半導体レーザ素子部５０を構成するＭＱＷ活性層５３ｃを結晶成長させる条件とを異ならせた状態で、発光層２３３および５３をそれぞれ形成することができる。これにより、上記第１実施形態の場合と異なり、より適切に調整された条件下で緑色半導体レーザ素子部５０のＭＱＷ活性層５３ｃを形成することができるので、傾斜部１０ｂの表面上に形成される緑色半導体レーザ素子部５０のレーザ特性をより向上させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の変形例）
図１４は、本発明の第２実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図３および図１４を参照して、この第２実施形態の変形例では、上記第２実施形態と異なり、緑色半導体レーザ素子部２５５を形成する際に緑色半導体レーザ素子部２５５の発光層２５３の厚みが、上記第２実施形態における緑色半導体レーザ素子部５０の発光層５３の厚みよりも大きい場合について説明する。なお、緑色半導体レーザ素子部２５５は、本発明の「第２半導体発光素子部」の一例である。

ここで、第２実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子２５０では、図１４に示すように、緑色半導体レーザ素子部２５５に発光層２５３が形成されている。また、発光層２５３は、図３に示すように、各々が約３．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．５５Ｇａ_０．４５Ｎからなる３層の量子井戸層２５３ｆと、各々が約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＧａＮからなる３層の量子障壁層５３ｇとが交互に積層されたＭＱＷ活性層２５３ｃを有している。なお、ＭＱＷ活性層２５３ｃは、本発明の「第２活性層」の一例である。なお、第２実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子２５０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。

第２実施形態の変形例では、上記のように、量子井戸層２５３ｆの厚み（約３．５ｎｍ）を、上記第２実施形態における量子井戸層５３ｆの厚み（約２．５ｎｍ）よりも大きくしてＭＱＷ活性層２５３ｃを形成することによって、レーザ動作時に半極性面からなる（１、１、−２、１０）面を主表面とする発光層２５３に発生するピエゾ電場や自発分極などの内部電場をより一層低減することができるので、緑色半導体レーザ素子部２５５をより高出力化させることができる。

（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図１５を参照して、この第３実施形態では、上記第２実施形態と同様の製造プロセスを用いて形成した２波長半導体レーザ素子３３０に、赤色光（波長：約５８０ｎｍ〜約７５０ｎｍ）を発光する赤色半導体レーザ素子３７０を接合してＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００を形成する場合について説明する。

本発明の第３実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００は、図１５に示すように、青色半導体レーザ素子部２３０と緑色半導体レーザ素子部５０とがＢ方向に所定の間隔を隔てて形成された２波長半導体レーザ素子３３０に、赤色半導体レーザ素子３７０が接合されている。

ここで、第３実施形態では、青色半導体レーザ素子部２３０と緑色半導体レーザ素子部５０との間におけるｎ型ＧａＮ基板１０の平坦部１０ａの表面上に、ＳｉＯ_２からなる絶縁層３０１が形成されている。また、絶縁層３０１の表面上に、Ａｕなどからなる電極層３０２が形成されている。そして、赤色半導体レーザ素子３７０のｐ側パッド電極３７８が、ＡｕＳｎ半田などからなる導電性接着層３０３を介して電極層３０２の部分に接合されている。

また、図１５に示すように、赤色半導体レーザ素子３７０は、ｎ型ＧａＡｓ基板３１０の下面上に、約５μｍの厚みを有するＳｉドープＧａＡｓからなるｎ型コンタクト層３７１が形成されている。ｎ型コンタクト層３７１の下面上に、ＳｉドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層３７２と、ＡｌＧａＩｎＰ障壁層およびＧａＩｎＰ井戸層が交互に積層された発光層３７３、および、ＺｎドープＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層３７４とが形成されている。また、ｐ型クラッド層３７４の凸部の下面上には、ＺｎドープＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層３７５が形成されている。また、ｐ型クラッド層３７４の凸部およびｐ型コンタクト層３７５によってリッジ３８０が形成されている。また、ｐ型コンタクト層３７５上には、ｐ側オーミック電極３７６が形成されている。

また、ｐ型クラッド層３７４の平坦部の下面とリッジ３８０の側面（ｐ型クラッド層３７４の凸部およびｐ型コンタクト層３７５の両側面）とｐ側オーミック電極３７６の側面とを覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層３７７が形成されている。また、ｐ側オーミック電極３７６の上面に接触するように、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極３７８が形成されている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板３１０の上面上に、ｎ型ＧａＡｓ基板３１０側から近い順に、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層からなるｎ側電極３７９が形成されている。

また、図１５に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００のｎ側電極３０４は、導電性接着層３０５を介して基台３６０に電気的に接続されている。

また、青色半導体レーザ素子部２３０は、ｐ側パッド電極３８にワイヤボンディングされた金属線３２１を介してリード端子（図示せず）に接続される。また、緑色半導体レーザ素子部５０は、ｐ側パッド電極５８にワイヤボンディングされた金属線３２２を介してリード端子（図示せず）に接続される。また、赤色半導体レーザ素子３７０は、電極層３０２にワイヤボンディングされた金属線３２３を介してリード端子（図示せず）に接続される。また、赤色半導体レーザ素子３７０は、ｎ側電極３７９にワイヤボンディングされた金属線３２４を介して基台３６０に接続される。これにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００は、各半導体レーザ素子のｐ側電極が互いに絶縁されたリード端子側に接続されるとともに、ｎ側電極が共通の端子（基台３６０）に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。

第３実施形態では、上記のように、青色半導体レーザ素子部２３０と緑色半導体レーザ素子部５０とからなる２波長半導体レーザ素子３３０に、赤色半導体レーザ素子３７０を接合することによって、各々のレーザ素子特性がより向上された２波長半導体レーザ素子３３０と赤色半導体レーザ素子３７０とからＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００を形成することができるので、発光効率が低下するのを抑制されたＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００を容易に形成することができる。

（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図１６を参照して、この第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ａ面（（１１−２０）面）を主表面とするｎ型ＧａＮ基板４１０を使用して２波長半導体レーザ素子４００を形成する場合について説明する。

本発明の第４実施形態による２波長半導体レーザ素子４００は、図１６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板４１０上に、約５３０ｎｍの波長を有する緑色半導体レーザ素子部４５０と約４８０ｎｍの波長を有する青色半導体レーザ素子部４３０とがＢ方向に所定の間隔を隔てて形成されている。なお、緑色半導体レーザ素子部４５０および青色半導体レーザ素子部４３０は、それぞれ、本発明の「第１半導体発光素子部」および「第２半導体発光素子部」の一例である。

ここで、第４実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板４１０は、ａ面（（１１−２０）面）からなる平坦部４１０ａと、平坦部４１０ａに対してｃ軸方向（Ｂ方向）に約９°傾斜した（２２−４１）面からなる傾斜部４１０ｂとを有している。そして、緑色半導体レーザ素子部４５０は平坦部４１０ａの表面上に形成されるとともに、青色半導体レーザ素子部４３０は傾斜部４１０ｂの表面上に形成されている。なお、（１１−２０）面は、本発明の「第１結晶面」の一例である。また、（２２−４１）面は、本発明の「第２結晶面」の一例である。

なお、第４実施形態による２波長半導体レーザ素子４００を構成する緑色半導体レーザ素子部４５０および青色半導体レーザ素子部４３０の詳細な素子構造（発光層の厚みやＩｎ組成など）は、それぞれ、上記第１実施形態に示した緑色半導体レーザ素子部５０および青色半導体レーザ素子部３０と同様である。また、第４実施形態による製造プロセスについても上記第１実施形態と同様である。

第４実施形態では、上記のように、緑色半導体レーザ素子部４５０を、ｎ型ＧａＮ基板４１０のａ面（（１１−２０）面）からなる主表面を有する平坦部４１０ａの表面上に形成することによって、緑色半導体レーザ素子部４５０の発光層５３を無極性面（ａ面）からなる主表面上に結晶成長させて形成することができるので、発光層５３に発生するピエゾ電場をより一層低減させることができる。これにより、緑色半導体レーザ素子部４５０の発光効率をより一層向上させることができる。

また、第４実施形態では、平坦部４１０ａおよび傾斜部４１０ｂが面内に［１−１００］方向を含むことによって、傾斜部１０ｂの表面上に、青色半導体レーザ素子部４３０および緑色半導体レーザ素子部４５０の光導波路は［１−１００］方向に形成されるので、両素子部には（１−１００）面からなる共振器端面が形成される。この面は、ｎ型ＧａＮ基板４１０において劈開性を有しているので、容易に共振器を形成することができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

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

たとえば、上記第１および第２実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１０の（０００１）面からなる平坦部１０ａの表面上に青色半導体レーザ素子部３０を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、（０００１）面に対してａ軸方向のオフ角度が１５°以下の面を用いて青色半導体レーザ素子部３０を形成してもよい。また、傾斜部１０ｂについては、（０００１）面に対してａ軸方向のオフ角度が１５°以上３０°以下の面を用いて緑色半導体レーザ素子部５０を形成してもよい。このような傾斜部としては、たとえば、（０００１）面に対してａ軸方向に約１８°傾斜する（１１−２８）面や、約２３°傾斜する（１１−２６）面などが用いられる。なお、平坦部１０ａのオフ角度は、傾斜部１０ｂのオフ角度よりも小さいのが好ましい。さらには、オフ方向がａ軸方向以外のたとえば［１−１００］方向であるような平坦部および傾斜部が形成された基板を用いてもよい。

また、上記第４実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板４１０の（１１−２０）面からなる平坦部４１０ａの表面上に緑色半導体レーザ素子部４５０を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、（１１−２０）面以外の非極性面（（１、１、−２、Ｌ）面（Ｌ＞０））を用いて緑色半導体レーザ素子部４５０を形成してもよい。また、上記非極性面に対してｃ軸方向（［０００１］方向）のオフ角度が１５°以下の面を用いて緑色半導体レーザ素子部４５０を形成してもよい。また、傾斜部４１０ｂについては、（１１−２０）面や上記非極性面に対してｃ軸方向のオフ角度が１５°以上５５°以下の面を用いて青色半導体レーザ素子部４３０を形成してもよい。このような傾斜部としては、たとえば、（１１−２０）面に対してｃ軸方向に約３２°傾斜する（１１−２２）面や、約５１°傾斜する（１１−２４）面などが用いられる。なお、平坦部４１０ａのオフ角度は、傾斜部４１０ｂのオフ角度よりも小さいのが好ましい。さらには、オフ方向がｃ軸方向以外のたとえば［１−１００］方向であるような平坦部および傾斜部が形成された基板を用いてもよい。

また、上記第３実施形態では、２つの半導体レーザ素子部（２３０および５０）からなる２波長半導体レーザ素子３３０に対して、１つの赤色半導体レーザ素子３７０を接合することによりＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、同一の成長用基板上に２つ以外の複数の半導体レーザ素子からなる多波長レーザ素子部を形成するとともに、この多波長レーザ素子部とは異なる波長のレーザ光を出射する１つまたは２つ以上の半導体レーザ素子を多波長レーザ素子部に接合することによって、集積型の半導体レーザ素子を形成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、平坦な活性層上に、リッジ部を有する上部クラッド層を形成し、誘電体のブロック層をリッジ部の側面に形成したリッジ導波型半導体レーザを形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体のブロック層を有するリッジ導波型半導体レーザや、埋め込みヘテロ構造（ＢＨ）の半導体レーザや、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成した利得導波型の半導体レーザを形成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、発光素子の一例である２波長半導体レーザ素子またはＲＧＢ３波長半導体レーザ素子に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、発光素子の一例であるＬＥＤ素子に本発明を適用してもよい。たとえば、上記第３実施形態において示したＲＧＢ３波長半導体レーザ素子３００と同様に、青色ＬＥＤチップと緑色ＬＥＤチップとが一体的に形成されたｎ型ＧａＮ基板１０上に、赤色ＬＥＤチップを接合して白色ＬＥＤチップを形成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、青色半導体レーザ素子部および緑色半導体レーザ素子部を用いて２波長半導体レーザ素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、紫外光（波長：約３５０ｎｍ〜約４８０ｎｍ）を発光する半導体レーザ素子と青色半導体レーザ素子、または、紫外光を発光する半導体レーザ素子と緑色半導体レーザ素子などを用いて２波長半導体レーザ素子を形成してもよい。この場合、基板の平坦部の表面上に形成される半導体レーザ素子の発光ピーク波長が、傾斜部の表面上に形成される半導体レーザ素子の発光ピーク波長よりも短波長であるのが好ましい。

本発明の第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の詳細構造を示した断面図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の詳細構造を示した断面図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。 本発明の第２実施形態による２波長半導体レーザ素子を構成する青色半導体レーザ素子部の詳細構造を示した断面図である。 図１０に示した第２実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１０に示した第２実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 図１０に示した第２実施形態による２波長半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第２実施形態の変形例による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。 本発明の第４実施形態による２波長半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。

符号の説明

１０ ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１０ａ 平坦部
１０ｂ 傾斜部
３０、２３０ 青色半導体レーザ素子部（第１半導体発光素子部）
３３ｃ、２３３ｃ ＭＱＷ活性層（第１活性層）
５０、１１０、２５５ 緑色半導体レーザ素子部（第２半導体発光素子部）
５３ｃ、２５３ｃ ＭＱＷ活性層（第２活性層）
４３０ 青色半導体レーザ素子部（第２半導体発光素子部）
４５０ 緑色半導体レーザ素子部（第１半導体発光素子部）

Claims (6)

1. 第１結晶面からなる平坦部と、前記第１結晶面とは異なる第２結晶面からなる傾斜部とを含む基板と、
   前記平坦部の表面上に形成される第１活性層を含む第１半導体発光素子部と、
   前記傾斜部の表面上に形成されるとともに前記第１半導体発光素子部と異なる波長を発振する第２活性層を含む第２半導体発光素子部とを備え、
   前記第１半導体発光素子部および前記第２半導体発光素子部は、それぞれ、窒化物系半導体からなる前記第１活性層および前記第２活性層により構成されている、発光素子。
2. 前記基板は、窒化物系半導体からなる、請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第１半導体発光素子部の波長は、前記第２半導体発光素子部の波長よりも短い、請求項１または２に記載の発光素子。
4. 前記第１結晶面は（０００１）面または前記（０００１）面に対して１５°以下の傾斜角を有する面であり、前記第２結晶面は、面内に［１−１００］方向を含む結晶面である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
5. 前記第１半導体発光素子部は、第１光導波路を含み、前記第２半導体発光素子部は、第２光導波路を含み、
   前記第２光導波路は、前記第２半導体発光素子部の中央部よりも前記第１光導波路側の領域に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
6. 第１結晶面からなる平坦部と、前記第１結晶面とは異なる第２結晶面からなる傾斜部とを含む基板を形成する工程と、
   前記平坦部の表面上に窒化物系半導体からなる第１活性層を含む第１半導体発光素子部と、前記傾斜部上に前記第１半導体発光素子部と異なる波長を発振する窒化物系半導体からなる第２活性層を含む第２半導体発光素子部とを形成する工程とを備える、発光素子の製造方法。

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