JP2011018701A - Multi-wavelength semiconductor laser and method of manufacturing the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-wavelength semiconductor laser with high precision, which eliminates the need for high-precision mechanical mounting for aligning optical axes of individual LDs differing in wavelength.SOLUTION: The multi-wavelength semiconductor laser includes: a semiconductor 10 made of GaAsxN1-x (0<x<1); first composition modulation buffer layers 20, 21 and 22 formed partially on the substrate and made of GaAsyN1-y (0≤y≤1); a second composition modulation buffer layer 30 formed on the substrate so as to be arranged in parallel with the first composition modulation buffer layers and made of GaAsyN1-z (0≤z≤1); a first semiconductor layer 40 formed partially on the first composition modulation buffer layers and including an active layer 42 made of a first nitride semiconductor; a second semiconductor layer 50 formed on the first composition modulation buffer layers so as to be arranged in parallel with the first semiconductor layer and including an active layer 52 made of a second nitride semiconductor having a narrower band gap than the first nitride semiconductor; and a third semiconductor layer 60 formed on the second composition modulation buffer layer and including an active layer 62 made of AlGaInP or GaInP.

Description

この発明は、波長の異なる光を発する多波長半導体レーザに関するものである。   The present invention relates to a multiwavelength semiconductor laser that emits light having different wavelengths.

赤色レーザ光（６３５ｎｍ）、緑色レーザ光（５３２ｎｍ）及び青色レーザ光（４７３ｎｍ）のＲＧＢ３色のレーザ光を出射する多波長半導体レーザが提案されている。従来の多波長半導体レーザとして、青色のレーザ光を出射する青色半導体レーザダイオード（以下、「ＬＤ」という）と、赤色のレーザ光を出射する赤色半導体ＬＤと、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）−ＬＤ及びそこから出射されるレーザ光の波長を変換する波長変換素子により構成された緑色のレーザ光を出射するＬＤとを同一パッケージ内に実装したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   A multi-wavelength semiconductor laser that emits RGB three-color laser light, that is, red laser light (635 nm), green laser light (532 nm), and blue laser light (473 nm) has been proposed. As a conventional multiwavelength semiconductor laser, a blue semiconductor laser diode (hereinafter referred to as “LD”) that emits blue laser light, a red semiconductor LD that emits red laser light, a DBR (Distributed Bragg Reflector) -LD, and There has been proposed one in which an LD that emits green laser light configured by a wavelength conversion element that converts the wavelength of laser light emitted therefrom is mounted in the same package (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−１８６０６６号公報（図１）Japanese Patent Laying-Open No. 2006-186066 (FIG. 1)

しかし、従来の多波長半導体レーザでは、ＲＧＢの各レーザ光を出射するＬＤが別個独立に形成されていた。これらのＬＤをサブマウント上に実装する際に、各ＬＤの光軸を揃えるため高精度な実装技術が必要となり、半導体レーザ光源として高い歩留まりを得ることが困難であるという問題があった。   However, in conventional multi-wavelength semiconductor lasers, LDs for emitting RGB laser beams have been formed independently. When mounting these LDs on the submount, a high-precision mounting technique is required to align the optical axes of the LDs, and it is difficult to obtain a high yield as a semiconductor laser light source.

また、赤色レーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む半導体層と、緑色レーザ光又は青色レーザ光を出射する窒化物半導体からなる活性層を含む半導体層とは、結晶構造及び格子定数が異なるため、１つの共通基板上にモノリシックに形成することはできなった。   A semiconductor layer including an active layer made of AlGaInP or GaInP that emits red laser light and a semiconductor layer containing an active layer made of a nitride semiconductor that emits green laser light or blue laser light have a crystal structure and a lattice constant. Therefore, it cannot be formed monolithically on one common substrate.

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、異なる波長のレーザ光を発する個々のＬＤの光軸を揃えるための高精度な機械的実装を必要とすることなく容易に高精度な多波長半導体レーザを得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be easily performed without requiring high-precision mechanical mounting for aligning the optical axes of individual LDs that emit laser beams having different wavelengths. A highly accurate multi-wavelength semiconductor laser is obtained.

この発明に係る多波長半導体レーザは、ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる基板と、前記基板上の一部に形成され、ＧａＡｓ_ｙＮ_１−ｙ（０≦ｙ≦１）からなる第１の組成変調バッファ層と、前記基板上に前記第１の組成変調バッファ層と並置して形成されたＧａＡｓ_ｚＮ_１−ｚ（０≦ｚ≦１）からなる第２の組成変調バッファ層と、前記第１の組成変調バッファ層上の一部に形成された第１の窒化物半導体からなる活性層を含む第１の半導体層と、前記第１の組成変調バッファ層上に前記第１の半導体層と並置して形成され、前記第１の窒化物半導体よりもバンドギャップが狭い第２の窒化物半導体からなる活性層を含む第２の半導体層と、前記第２の組成変調バッファ層上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む第３の半導体層とを備え、前記第１の組成変調バッファ層は、前記基板から前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層に向かってＮ原子含有量が高くなる傾斜組成で形成され、前記第２の組成変調バッファ層は、前記基板から前記第３の半導体層に向かってＮ原子含有量が低くなる傾斜組成で形成されていることを特徴とするものである。 A multiwavelength semiconductor laser according to the present invention is formed on a substrate made of GaAs _x N _1-x (0 <x <1) and a part of the substrate, and GaAs _y N _1-y (0 ≦ y ≦ 1). And a second composition comprising GaAs _z N _1-z (0 ≦ z ≦ 1) formed on the substrate in parallel with the first composition modulation buffer layer. A modulation buffer layer, a first semiconductor layer including an active layer made of a first nitride semiconductor formed in a part on the first composition modulation buffer layer, and the first composition modulation buffer layer A second semiconductor layer including an active layer formed in parallel with the first semiconductor layer and made of a second nitride semiconductor having a narrower band gap than the first nitride semiconductor; and the second composition AlGaInP or GaInP formed on the modulation buffer layer A first semiconductor layer including an active layer, and the first composition modulation buffer layer has a higher N atom content from the substrate toward the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. The second composition modulation buffer layer is formed with a gradient composition, and is formed with a gradient composition in which the N atom content decreases from the substrate toward the third semiconductor layer. .

本発明により、異なる波長のレーザ光を発する個々のＬＤの光軸を揃えるための高精度な機械的実装を必要とすることなく容易に高精度な多波長半導体レーザを得ることができる。   According to the present invention, a highly accurate multi-wavelength semiconductor laser can be easily obtained without requiring highly accurate mechanical mounting for aligning the optical axes of individual LDs that emit laser beams of different wavelengths.

この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the multiwavelength semiconductor laser in embodiment of this invention.

図１は、この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの構成を示す断面図である。また、図２−１９は、この発明の実施の形態における多波長半導体レーザの製造工程を示す断面図であり、図２０はこの発明の実施の形態における多波長半導体レーザの変形例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a multiwavelength semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. FIG. 2-19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the multi-wavelength semiconductor laser in the embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a cross-sectional view showing a modification of the multi-wavelength semiconductor laser in the embodiment of the present invention. It is.

まず、図１を参照して、この発明の実施の形態における多波長半導体レーザ１００の構造について説明する。ｎ型ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ（０＜ｘ＜１）混晶からなる基板１０上の一部に、ｎ型ＧａＡｓ_ｙＮ_１−ｙ（０≦ｙ≦１）混晶からなる第１の組成変調バッファ層２０が形成されている。基板１０上に第１の組成変調バッファ層２０と並置して、ｎ型ＧａＡｓ_ｚＮ_１−ｚ（０≦ｚ≦１）混晶からなる第２の組成変調バッファ層３０が形成されている。 First, referring to FIG. 1, the structure of multiwavelength semiconductor laser 100 according to an embodiment of the present invention will be described. First composition made of n-type GaAs _y N _1-y (0 ≦ y ≦ 1) mixed crystal on a part of substrate 10 made of n-type GaAs _x N _1-x (0 <x <1) mixed crystal A modulation buffer layer 20 is formed. A second composition modulation buffer layer 30 made of an n-type GaAs _z N _1-z (0 ≦ z ≦ 1) mixed crystal is formed on the substrate 10 in parallel with the first composition modulation buffer layer 20.

第１の組成変調バッファ層２０上の一部に、青色光を発する第１の窒化物半導体からなる活性層を含む第１の半導体層４０（青色ＬＤ部）が形成されている。第１の組成変調バッファ層２０上に第１の半導体層４０と並置して、第１の窒化物半導体よりもバンドギャップが狭い緑色光を発する第２の窒化物半導体からなる活性層を含む第２の半導体層５０（緑色ＬＤ部）が形成されている。第２の組成変調バッファ層３０上に、赤色光を発するＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む第３の半導体層６０（赤色ＬＤ部）が形成されている。   A first semiconductor layer 40 (blue LD portion) including an active layer made of a first nitride semiconductor emitting blue light is formed on a part of the first composition modulation buffer layer 20. A first layer including an active layer made of a second nitride semiconductor that emits green light having a narrower band gap than the first nitride semiconductor, juxtaposed with the first semiconductor layer 40 on the first composition modulation buffer layer 20. Two semiconductor layers 50 (green LD portions) are formed. A third semiconductor layer 60 (red LD portion) including an active layer made of AlGaInP or GaInP that emits red light is formed on the second composition modulation buffer layer 30.

また、基板１０の裏面にｎ側電極７０が形成されている。第１、第２及び第３の半導体層４０，５０，６０上にそれぞれｐ側電極８１，８２，８３が形成されている。   An n-side electrode 70 is formed on the back surface of the substrate 10. P-side electrodes 81, 82, and 83 are formed on the first, second, and third semiconductor layers 40, 50, and 60, respectively.

ここで、第１の組成変調バッファ層２０は、基板１０から第１及び第２の半導体層４０，５０に向かってＮ原子含有量が高くなる傾斜組成で形成されている。第１及び第２の半導体層４０，５０が形成される表面２０ａはＧａＮに近い組成で形成されている。また、第２の組成変調バッファ層３０は、基板１０側から第３の半導体層６０に向かってＮ原子含有量が低くなる傾斜組成で形成されている。第３の半導体層６０が形成されている表面３０ａはＧａＡｓに近い組成で形成されている。即ち、第１の組成変調バッファ層２０のＮ原子平均含有量は基板１０のＮ原子含有量よりも高く、第２の組成変調バッファ層３０のＮ原子平均含有量は基板１０のＮ原子含有量よりも低い。なお、第１及び第２の組成変調バッファ層２０，３０は、超格子バッファ層で形成してもよい。   Here, the first composition modulation buffer layer 20 is formed with a gradient composition in which the N atom content increases from the substrate 10 toward the first and second semiconductor layers 40 and 50. The surface 20a on which the first and second semiconductor layers 40 and 50 are formed is formed with a composition close to GaN. The second composition modulation buffer layer 30 is formed with a gradient composition in which the N atom content decreases from the substrate 10 side toward the third semiconductor layer 60. The surface 30a on which the third semiconductor layer 60 is formed is formed with a composition close to GaAs. That is, the N atom average content of the first composition modulation buffer layer 20 is higher than the N atom content of the substrate 10, and the N atom average content of the second composition modulation buffer layer 30 is the N atom content of the substrate 10. Lower than. The first and second composition modulation buffer layers 20 and 30 may be formed of superlattice buffer layers.

また、第１の組成変調バッファ層２０の表面２０ａは最稠密面で形成することが望ましく、ＧａＮに近い組成で構成される第１の組成変調バッファ層２０の表面２０ａは、（０００１）面に対して＜１−１００＞方向に０．１度以上１度以下のオフ角を有するように形成することが好ましい。   Further, it is desirable that the surface 20a of the first composition modulation buffer layer 20 is a close-packed surface, and the surface 20a of the first composition modulation buffer layer 20 configured with a composition close to GaN has a (0001) plane. On the other hand, it is preferably formed so as to have an off angle of 0.1 degree or more and 1 degree or less in the <1-100> direction.

なお、基板１０の組成は、ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ(０．２＜ｘ＜０．８)で形成することが好ましく、ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ(０．４＜ｘ＜０．６)で形成することがさらに好ましい。 The composition of the substrate 10 is preferably formed of GaAs _x N _1-x (0.2 <x <0.8), and GaAs _x N _1-x (0.4 <x <0.6). More preferably, it is formed.

青色ＬＤ部である第１の半導体層４０では、第１の組成変調バッファ層２０上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、第１の窒化物半導体であるＩｎＧａＮを含む活性層４２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３、及びｐ型コンタクト層４４が順次積層されており、ｐ型コンタクト層４４上にはｐ側電極８１が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３及びｐ型コンタクト層４４にはリッジ導波路が形成されている。青色ＬＤ部の活性層４２は、ＩｎＧａＮのＩｎ組成が２０〜３０原子％であり、厚みが１〜１０ｎｍである。   In the first semiconductor layer 40 that is the blue LD portion, the n-type AlGaN cladding layer 41, the active layer 42 containing InGaN that is the first nitride semiconductor, and the p-type AlGaN cladding on the first composition modulation buffer layer 20. A layer 43 and a p-type contact layer 44 are sequentially stacked, and a p-side electrode 81 is formed on the p-type contact layer 44. A ridge waveguide is formed in the p-type AlGaN cladding layer 43 and the p-type contact layer 44. The active layer 42 of the blue LD portion has an In composition of InGaN of 20 to 30 atomic% and a thickness of 1 to 10 nm.

また、緑色ＬＤ部である第２の半導体層５０では、第１の組成変調バッファ層２０上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５１、第２の窒化物半導体であるＩｎＧａＮを含む活性層５２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４が順次積層されており、ｐ型コンタクト層５４上にはｐ側電極８２が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５３及びｐ型コンタクト層５４にはリッジ導波路が形成されている。緑色ＬＤ部の活性層５２は、ＩｎＧａＮのＩｎ組成が３０〜５０原子％であり、厚みが１〜１０ｎｍである。   In the second semiconductor layer 50 that is the green LD portion, the n-type AlGaN cladding layer 51, the active layer 52 containing InGaN that is the second nitride semiconductor, and the p-type are formed on the first composition modulation buffer layer 20. An AlGaN cladding layer 53 and a p-type contact layer 54 are sequentially stacked, and a p-side electrode 82 is formed on the p-type contact layer 54. A ridge waveguide is formed in the p-type AlGaN cladding layer 53 and the p-type contact layer 54. The active layer 52 of the green LD portion has an In composition of InGaN of 30 to 50 atomic% and a thickness of 1 to 10 nm.

また、赤色ＬＤ部である第３の半導体層６０では、第２の組成変調バッファ層３０上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６１、ＧａＩｎＰを含む活性層６２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６３、及びｐ型コンタクト層６４が順次積層されており、ｐ型コンタクト層６４上には、ｐ側電極８３が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６３及びｐ型コンタクト層６４にはリッジ導波路が形成されている。   In the third semiconductor layer 60 that is the red LD portion, the n-type AlGaInP cladding layer 61, the active layer 62 containing GaInP, the p-type AlGaInP cladding layer 63, and the p-type are formed on the second composition modulation buffer layer 30. Contact layers 64 are sequentially stacked, and a p-side electrode 83 is formed on the p-type contact layer 64. A ridge waveguide is formed in the p-type AlGaInP cladding layer 63 and the p-type contact layer 64.

なお、上記第１、第２及び第３の半導体層４０，５０，６０の各活性層４２，５２，６２は、ウェル層とバリア層を順次積層した多重量子井戸構造で形成するのが好ましい。また、各活性層とｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層との間にＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure）層を設けてもよい。また、各半導体層４０，５０，６０の発光点はほぼ同一の平面上にある。ここで、「ほぼ同一の平面」とは、光学設計上許容できる誤差を含んでもよいことを意味する。   The active layers 42, 52 and 62 of the first, second and third semiconductor layers 40, 50 and 60 are preferably formed in a multiple quantum well structure in which a well layer and a barrier layer are sequentially stacked. Further, an SCH (Separate Confinement Heterostructure) layer may be provided between each active layer and the n-type cladding layer and the p-type cladding layer. The light emitting points of the semiconductor layers 40, 50, 60 are on substantially the same plane. Here, “substantially the same plane” means that an error allowable in optical design may be included.

このような構造を備えた多波長半導体レーザ１００は、青色ＬＤ部である第１の半導体層４０上に形成されたｐ側電極８１とｎ側電極７０との間に所定の電圧を印加することにより活性層４２から青色レーザ光が放射される。同様に、緑色ＬＤ部である第２の半導体層５０上に形成されたｐ側電極８２とｎ側電極７０との間に所定の電圧を印加することにより活性層５２から緑色レーザ光が放射され、第３の半導体層６０上に形成されたｐ側電極８３とｎ側電極７０との間に所定の電圧を印加することにより活性層６２から赤色レーザ光が放射される。   The multiwavelength semiconductor laser 100 having such a structure applies a predetermined voltage between the p-side electrode 81 and the n-side electrode 70 formed on the first semiconductor layer 40 that is the blue LD portion. As a result, blue laser light is emitted from the active layer 42. Similarly, green laser light is emitted from the active layer 52 by applying a predetermined voltage between the p-side electrode 82 and the n-side electrode 70 formed on the second semiconductor layer 50 that is the green LD portion. A red laser beam is emitted from the active layer 62 by applying a predetermined voltage between the p-side electrode 83 and the n-side electrode 70 formed on the third semiconductor layer 60.

次に、図２−１９を参照して、本実施の形態における多波長半導体レーザ１００の製造方法について説明する。   Next, with reference to FIGS. 2-19, the manufacturing method of the multiwavelength semiconductor laser 100 in this Embodiment is demonstrated.

（第１の組成変調バッファ層形成工程）
まず、図２に示すように、ＧａＡｓＮ基板１０表面の一部に開口部１１ａを設けたＳｉＯ_２膜１１を形成する。なお、ＳｉＯ_２膜１１はＳｉＮ膜等他の膜であってもよい（以後の工程においても同様）。そして、図３に示すように、基板１０をＧａＡｓＮ層の成長温度に昇温し、例えば、Ａｓ原料であるＡｓＨ_３ガス、Ｇａ原料であるＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、及びＮ原料であるＮＨ_３ガスをキャリアガスであるＨ_２ガスとともに、反応容器内に所定量供給することにより、ＧａＡｓＮ層２１をＧａＡｓＮ基板１０上の一部及びＳｉＯ_２膜１１上にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法でエピタキシャル成長させる。このとき、ＧａＡｓＮ層２１の組成が、基板１０側から表面２１ａに向かってＮ原子含有量が高くなり、表面２１ａでＧａＮに近い組成となるように、ＧａＡｓＮ層２１の成長に合わせて、Ｎ原料であるＮＨ_３ガスの流量を漸次増加させ、Ａｓ原料であるＡｓＨ_３ガスの流量を漸次減少させる。その後、基板１０上のＳｉＯ_２膜１１及びこのＳｉＯ_２膜１１上に積層されたＧａＡｓＮ層２１をドライエッチングで除去することにより、図４に示すように、基板１０上に第１の組成変調バッファ層２０を形成する。 (First Composition Modulation Buffer Layer Formation Step)
First, as shown in FIG. 2, an SiO ₂ film 11 having an opening 11a formed on a part of the surface of the GaAsN substrate 10 is formed. The SiO ₂ film 11 may be another film such as a SiN film (the same applies to the subsequent processes). Then, as shown in FIG. 3, the temperature of the substrate 10 is raised to the growth temperature of the GaAsN layer. For example, AsH ₃ gas that is an As source, TMG (trimethylgallium) gas that is a Ga source, and NH ₃ that is an N source. A predetermined amount of gas is supplied into the reaction vessel together with H ₂ gas as a carrier gas, so that the GaAsN layer 21 is partially deposited on the GaAsN substrate 10 and the SiO ₂ film 11 by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method. Epitaxially grow. At this time, the N raw material is grown in accordance with the growth of the GaAsN layer 21 so that the composition of the GaAsN layer 21 increases from the substrate 10 side toward the surface 21a so that the N atom content increases and the surface 21a has a composition close to GaN. The NH ₃ gas flow rate is gradually increased, and the AsH ₃ gas flow rate of the As raw material is gradually decreased. Thereafter, the SiO ₂ film 11 on the substrate 10 and the GaAsN layer 21 laminated on the SiO ₂ film 11 are removed by dry etching, so that the first composition modulation buffer is formed on the substrate 10 as shown in FIG. Layer 20 is formed.

（第２の組成変調バッファ層形成工程）
次に、図５に示すように、第２の組成変調バッファ層３０を形成する領域に開口部１２ａが形成されたＳｉＯ_２膜１２を新たに基板１０上に形成する。その後、図６に示すように、第１の組成変調バッファ層形成工程と同様に、基板１０をＧａＡｓＮ層の成長温度に昇温し、例えば、Ａｓ原料であるＡｓＨ_３ガス、Ｇａ原料であるＴＭＧガス、及びＮ原料であるＮＨ_３ガスをキャリアガスであるＨ_２ガスとともに反応容器内に所定量供給することにより、第２の組成変調バッファ層３０となるＧａＡｓＮ層３１をＧａＡｓＮ基板１０上の一部及びＳｉＯ_２膜１２上にＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル成長させる。このとき、ＧａＡｓＮ層３１の組成が、基板１０側から表面３１ａに向かってＮ原子含有量が低くなり、表面３１ａでＧａＡｓに近い組成となるように、ＧａＡｓＮ層３１の成長に合わせて、Ｎ原料であるＮＨ_３ガスの流量を漸次減少させ、Ａｓ原料であるＡｓＨ_３ガスの流量を漸次増加させる。その後、基板１０上のＳｉＯ_２膜１２及びこのＳｉＯ_２膜１２上に積層されたＧａＡｓＮ層３１を除去することにより、図７に示すように、基板１０上に第２の組成変調バッファ層３０を形成する。 (Second composition modulation buffer layer forming step)
Next, as shown in FIG. 5, a SiO ₂ film 12 having an opening 12 a formed in a region where the second composition modulation buffer layer 30 is formed is newly formed on the substrate 10. Thereafter, as shown in FIG. 6, as in the first composition modulation buffer layer forming step, the substrate 10 is heated to the growth temperature of the GaAsN layer and, for example, AsH ₃ gas, which is an As material, or TMG, which is a Ga material. By supplying a predetermined amount of gas and NH ₃ gas, which is an N raw material, together with H ₂ gas, which is a carrier gas, into the reaction vessel, the GaAsN layer 31 that becomes the second composition modulation buffer layer 30 is formed on the GaAsN substrate 10. The epitaxial growth is performed on the portion and the SiO ₂ film 12 by the MOCVD method. At this time, the N raw material is grown in accordance with the growth of the GaAsN layer 31 so that the composition of the GaAsN layer 31 is such that the N atom content decreases from the substrate 10 side toward the surface 31a and becomes close to GaAs on the surface 31a. The flow rate of NH ₃ gas is gradually decreased, and the flow rate of AsH ₃ gas as the As raw material is gradually increased. Thereafter, by removing the SiO ₂ film 12 on the substrate 10 and the GaAsN layer 31 laminated on the SiO ₂ film 12, the second composition modulation buffer layer 30 is formed on the substrate 10 as shown in FIG. Form.

（第１の半導体層形成工程）
次いで、図８に示すように、第１の組成変調バッファ層２０上の一部に開口部１３ａを有するＳｉＯ_２膜１３からなる保護膜を基板１０の表面に形成する。このとき、第１及び第２の組成変調バッファ層２０，３０上であって、後の工程で第２及び第３の半導体層５０，６０を形成する領域は必ず上記保護膜によって覆われるようにしておく。 (First semiconductor layer forming step)
Next, as shown in FIG. 8, a protective film made of the SiO ₂ film 13 having an opening 13 a in a part on the first composition modulation buffer layer 20 is formed on the surface of the substrate 10. At this time, the regions on the first and second composition modulation buffer layers 20 and 30 where the second and third semiconductor layers 50 and 60 are to be formed in a later process must be covered with the protective film. Keep it.

その後、図９に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、第１の組成変調バッファ層２０上にｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、ＩｎＧａＮを含む活性層４２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３、及びｐ型コンタクト層４４を順次積層して、第１の半導体層４０を形成する。例えば、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の成長温度は１１００℃、活性層４２の成長温度は７４０℃、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の成長温度は１１００℃である。そして、図１０に示すように、ＳｉＯ_２膜１３をドライエッチングにより除去する。 Thereafter, as shown in FIG. 9, an n-type AlGaN cladding layer 41, an active layer 42 containing InGaN, a p-type AlGaN cladding layer 43, and a p-type contact layer 44 are formed on the first composition modulation buffer layer 20 by MOCVD. Are sequentially stacked to form the first semiconductor layer 40. For example, the growth temperature of the n-type AlGaN cladding layer 41 is 1100 ° C., the growth temperature of the active layer 42 is 740 ° C., and the growth temperature of the p-type AlGaN cladding layer 43 is 1100 ° C. Then, as shown in FIG. 10, the SiO ₂ film 13 is removed by dry etching.

（第２の半導体層形成工程）
次に、図１１に示すように、第１の組成変調バッファ層２０上の一部に開口部１４ａを有するＳｉＯ_２膜１４からなる保護膜を基板１０の表面に形成する。このとき、第２の組成変調バッファ層３０上であって、後の工程で第３の半導体層６０を形成する領域は必ず上記保護膜によって覆われるようにしておく。そして、例えばＲＩＥ法により、ＳｉＯ_２膜１４の開口部１４ａを介して第１の組成変調バッファ層２０の表面を少なくとも１分子層以上エッチングにより除去する。 (Second semiconductor layer forming step)
Next, as shown in FIG. 11, a protective film made of the SiO ₂ film 14 having an opening 14 a in a part on the first composition modulation buffer layer 20 is formed on the surface of the substrate 10. At this time, a region on the second composition modulation buffer layer 30 where the third semiconductor layer 60 is to be formed in a later step is always covered with the protective film. Then, the surface of the first composition modulation buffer layer 20 is removed by etching at least one molecular layer through the opening 14a of the SiO ₂ film 14 by, for example, RIE.

そして、図１２に示すように、ＭＯＣＶＤ法により第１の組成変調バッファ層２０上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５１、ＩｎＧａＮを含む活性層５２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４を順次積層して第２の半導体層５０を形成する。例えば、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の成長温度は１１００℃、活性層４２の成長温度は６２０℃、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の成長温度は１１００℃である。そして、図１３に示すように、ＳｉＯ_２膜１４をドライエッチングにより除去する。 Then, as shown in FIG. 12, an n-type AlGaN cladding layer 51, an active layer 52 containing InGaN, a p-type AlGaN cladding layer 53, and a p-type contact layer 54 are formed on the first composition modulation buffer layer 20 by MOCVD. Are sequentially stacked to form the second semiconductor layer 50. For example, the growth temperature of the n-type AlGaN cladding layer 41 is 1100 ° C., the growth temperature of the active layer 42 is 620 ° C., and the growth temperature of the p-type AlGaN cladding layer 43 is 1100 ° C. Then, as shown in FIG. 13, the SiO ₂ film 14 is removed by dry etching.

なお、第３の半導体層６０の形成前であれば、第１の半導体層４０と第２の半導体層５０のいずれを先に形成しても構わない。ただし、第１の半導体層４０の方が第２の半導体層５０よりも結晶成長温度が高いので、第１の半導体層４０を先に形成することが好ましい。   Note that either the first semiconductor layer 40 or the second semiconductor layer 50 may be formed first as long as the third semiconductor layer 60 is not formed. However, since the crystal growth temperature of the first semiconductor layer 40 is higher than that of the second semiconductor layer 50, it is preferable to form the first semiconductor layer 40 first.

（第３の半導体層形成工程）
そして、第２の半導体層形成工程と同様に、図１４に示すように、第２の組成変調バッファ層３０上に開口部１５ａが形成されたＳｉＯ_２膜１５を形成する。そして、例えばＲＩＥ法により、ＳｉＯ_２膜１５の開口部１５ａを介して第２の組成変調バッファ層３０の表面を少なくとも１分子層以上エッチングにより除去する。 (Third semiconductor layer forming step)
Then, as in the second semiconductor layer forming step, as shown in FIG. 14, an SiO ₂ film 15 having an opening 15a formed on the second composition modulation buffer layer 30 is formed. Then, the surface of the second composition modulation buffer layer 30 is removed by etching at least one molecular layer through the opening 15a of the SiO ₂ film 15 by, for example, the RIE method.

そして、図１５に示すように、基板を６００〜７００℃に昇温し、ＭＯＣＶＤ法により第２の組成変調バッファ層３０上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６１、ＧａＩｎＰを含む活性層６２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６３及びｐ型コンタクト層６４を順次積層して第３の半導体層６０を形成する。そして、図１６に示すように、ＳｉＯ_２膜１５をドライエッチングにより除去する。 Then, as shown in FIG. 15, the temperature of the substrate is raised to 600 to 700 ° C., and the n-type AlGaInP cladding layer 61, the active layer 62 containing GaInP, and the p-type AlGaInP are formed on the second composition modulation buffer layer 30 by MOCVD. The third semiconductor layer 60 is formed by sequentially laminating the clad layer 63 and the p-type contact layer 64. Then, as shown in FIG. 16, the SiO ₂ film 15 is removed by dry etching.

（リッジ形成工程）
その後、図１７に示すように、表面にレジストを塗布し、リソグラフィによりメサ部の形状に対応したレジストパターン１６を形成する。このレジストパターン１６をマスクとして、例えば塩素系ガスを用いて第１、第２及び第３の半導体層４０，５０，６０に形成されたｐ型コンタクト層４４，５４，６４及びｐ型クラッド層４３，５３，６３を同じ工程でエッチングすることにより、図１８に示すように、光導波層となるリッジを形成する。その後、図１９に示すように有機溶剤を用いてレジストパターン１６を除去する。なお、各半導体層４０，５０，６０をそれぞれ別工程でエッチングしてそれぞれのリッジ導波路を形成してもよいが、本実施の形態のように各半導体層４０，５０，６０を同じ工程でエッチングすることにより、リッジ形成工程を大幅に短縮することができる。 (Ridge formation process)
Thereafter, as shown in FIG. 17, a resist is applied to the surface, and a resist pattern 16 corresponding to the shape of the mesa portion is formed by lithography. Using this resist pattern 16 as a mask, the p-type contact layers 44, 54, 64 and the p-type cladding layer 43 formed on the first, second, and third semiconductor layers 40, 50, 60 using, for example, chlorine-based gas. , 53 and 63 are etched in the same process, thereby forming a ridge to be an optical waveguide layer as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 19, the resist pattern 16 is removed using an organic solvent. Each semiconductor layer 40, 50, 60 may be etched in a separate process to form each ridge waveguide. However, as in the present embodiment, each semiconductor layer 40, 50, 60 is formed in the same process. Etching can greatly shorten the ridge formation step.

（電極形成工程）
そして、図示しない工程により、第１、第２及び第３の半導体層４０，５０，６０上にそれぞれｐ側電極８１，８２，８３を形成する。さらに、基板１０の裏面研磨を行った後、基板１０の裏面にｎ側電極７０を形成する。 (Electrode formation process)
Then, p-side electrodes 81, 82, and 83 are formed on the first, second, and third semiconductor layers 40, 50, and 60, respectively, by a process that is not shown. Further, after polishing the back surface of the substrate 10, the n-side electrode 70 is formed on the back surface of the substrate 10.

以上の工程により、図１に示すような多波長半導体レーザ１００を製造することができる。なお、上記の工程では、第１及び第２の組成変調バッファ層２０，３０を形成した後に、各半導体層４０，５０，６０を形成したが、第１の組成変調バッファ層２０の形成後に第１及び第２の半導体層４０，５０を形成し、その後、第２の組成変調バッファ層３０の形成後に第３の半導体層６０を形成してもよい。   Through the above steps, a multiwavelength semiconductor laser 100 as shown in FIG. 1 can be manufactured. In the above process, the semiconductor layers 40, 50, 60 are formed after the first and second composition modulation buffer layers 20, 30 are formed. However, after the first composition modulation buffer layer 20, the first composition modulation buffer layers 20 are formed. The first and second semiconductor layers 40 and 50 may be formed, and then the third semiconductor layer 60 may be formed after the second composition modulation buffer layer 30 is formed.

このように、本実施の形態では、ＧａＡｓＮ混晶からなる基板１０上にＧａＡｓＮ混晶からなる第１の組成変調バッファ層２０と第２の組成変調バッファ層３０を形成した。そして、この第１の組成変調バッファ層２０の組成が基板１０から第１及び第２の半導体層４０，５０が形成される表面２０ａに向かってＮ原子含有量が高くなる傾斜組成とした。さらに、第２の組成変調バッファ層３０の組成が基板１０から第３の半導体層６０が形成される表面３０ａに向かってＮ原子含有量が低くなる傾斜組成とした。   As described above, in the present embodiment, the first composition modulation buffer layer 20 and the second composition modulation buffer layer 30 made of GaAsN mixed crystal are formed on the substrate 10 made of GaAsN mixed crystal. The composition of the first composition modulation buffer layer 20 is a gradient composition in which the N atom content increases from the substrate 10 toward the surface 20a on which the first and second semiconductor layers 40 and 50 are formed. Further, the composition of the second composition modulation buffer layer 30 is a gradient composition in which the N atom content decreases from the substrate 10 toward the surface 30a on which the third semiconductor layer 60 is formed.

これにより、１つの共通基板１０上に、結晶構造及び格子定数の異なるＧａＮ系材料（窒化物半導体）からなる活性層を含む第１の半導体層４０（青色ＬＤ部）及び第２の半導体層５０（緑色ＬＤ部）と、ＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む半導体層６０（赤色ＬＤ部）とをモノリシックに形成した多波長半導体レーザを得ることができる。   Accordingly, the first semiconductor layer 40 (blue LD portion) and the second semiconductor layer 50 including active layers made of GaN-based materials (nitride semiconductors) having different crystal structures and lattice constants on one common substrate 10. A multi-wavelength semiconductor laser in which a (green LD portion) and a semiconductor layer 60 (red LD portion) including an active layer made of AlGaInP or GaInP are monolithically formed can be obtained.

その結果、従来の多波長半導体レーザ光源を製造する際に必要であった機械的実装が不要となり、容易に高精度な多波長半導体レーザを得ることができる。さらに、１つの基板上にモノリシックに３つのＬＤ部を形成することができるので、小型で軽量な多波長半導体レーザを得ることができる。   As a result, the mechanical mounting required for manufacturing the conventional multi-wavelength semiconductor laser light source becomes unnecessary, and a highly accurate multi-wavelength semiconductor laser can be easily obtained. Furthermore, since three LD portions can be formed monolithically on one substrate, a small and lightweight multi-wavelength semiconductor laser can be obtained.

また、１つの基板１０上に複数のＬＤ部を形成することにより、ｎ側電極７０も１つにすることができ、ワイヤボンディング工程を短縮することができる。   In addition, by forming a plurality of LD portions on one substrate 10, the n-side electrode 70 can be made one, and the wire bonding process can be shortened.

また、本実施の形態において、ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ混晶材料からなる基板１０の組成をｘ＝０．５を中心としたＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ（０．４＜ｘ＜０．６）とすることにより、第１及び第２の組成変調バッファ層２０，３０の組成をｘ＝０（ＧａＮ）及びｘ＝１（ＧａＡｓ）のいずれの組成にも容易に変調できるので、窒化物半導体からなる第１及び第２の半導体層４０，５０と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる第３の半導体層６０とを第１及び第２のバッファ層２０，３０上に容易に形成することができる。 In the present embodiment, the composition of the substrate 10 made of a GaAs _x N _1-x mixed crystal material is set to GaAs _x N _1-x (0.4 <x <0.6) with x = 0.5 as the center. Thus, the composition of the first and second composition modulation buffer layers 20 and 30 can be easily modulated to any composition of x = 0 (GaN) and x = 1 (GaAs). The first and second semiconductor layers 40 and 50 and the third semiconductor layer 60 made of an AlGaInP-based material can be easily formed on the first and second buffer layers 20 and 30.

さらに、第１の組成変調バッファ層２０の表面２０ａを、（０００１）面に対して＜１−１００＞方向に０．１度以上１度以下のオフ角を設けることにより、表面２０ａ上に形成されるｎ型クラッド層４１，５１の平坦性及び結晶性が向上する。その結果、青色ＬＤ部を形成する第１の半導体層４０及び緑色ＬＤ部を形成する第２の半導体層５０の電気特性が向上し、信頼性が向上する。   Further, the surface 20a of the first composition modulation buffer layer 20 is formed on the surface 20a by providing an off angle of 0.1 degrees to 1 degree in the <1-100> direction with respect to the (0001) plane. The flatness and crystallinity of the n-type cladding layers 41 and 51 to be improved. As a result, the electrical characteristics of the first semiconductor layer 40 forming the blue LD portion and the second semiconductor layer 50 forming the green LD portion are improved, and the reliability is improved.

また、本実施の形態によれば、第１、第２及び第３の半導体層４０，５０，６０の発光点がほぼ同一平面上になるように多波長半導体レーザ１００を構成したので、多波長半導体レーザ１００を光源とするレーザ光源の光学系設計が容易になる。   In addition, according to the present embodiment, the multiwavelength semiconductor laser 100 is configured so that the light emitting points of the first, second, and third semiconductor layers 40, 50, 60 are substantially on the same plane. An optical system design of a laser light source using the semiconductor laser 100 as a light source becomes easy.

さらに、本実施の形態によれば、結晶成長温度の高い青色ＬＤ部となる第１の半導体層４０及び緑色ＬＤ部となる第２の半導体層５０を先に形成した後に、赤色ＬＤ部となる第３の半導体層６０を形成したので、第３の半導体層６０よりも結晶成長温度が高い第１及び第２の半導体層４０，５０の結晶成長中に第３の半導体層６０の層構造が崩れることなく、電気特性及び信頼性の高いＬＤ部を形成することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, after the first semiconductor layer 40 that becomes the blue LD portion having a high crystal growth temperature and the second semiconductor layer 50 that becomes the green LD portion are formed first, the red LD portion is obtained. Since the third semiconductor layer 60 is formed, the layer structure of the third semiconductor layer 60 is increased during crystal growth of the first and second semiconductor layers 40 and 50 having a crystal growth temperature higher than that of the third semiconductor layer 60. An LD portion with high electrical characteristics and reliability can be formed without breaking down.

また、第１及び第２の半導体層４０，５０を形成する前に、第３の半導体層６０が形成される領域にＳｉＯ_２膜１３，１４からなる保護膜を形成したことにより、結晶成長温度の高い第１及び第２の半導体層４０，５０の形成中に、第２の組成変調バッファ層３０から構成原子であるＧａ、Ａｓ及びＮ原子が蒸発することを抑制できるので、後の工程で形成する第３の半導体層６０の結晶性を向上させることができる。 In addition, before the first and second semiconductor layers 40 and 50 are formed, the protective film made of the SiO ₂ films 13 and 14 is formed in the region where the third semiconductor layer 60 is formed. During the formation of the first and second semiconductor layers 40 and 50 having a high height, it is possible to prevent the constituent atoms Ga, As, and N atoms from evaporating from the second composition modulation buffer layer 30. The crystallinity of the third semiconductor layer 60 to be formed can be improved.

さらに、上記ＳｉＯ_２膜１３，１４を除去した後、更に第２の組成変調バッファ層３０の表面３０ａの第３の半導体層６０が形成される領域を少なくとも１分子層以上エッチングした。これにより、第１及び第２の半導体層４０，５０の形成中に第２の組成変調バッファ層３０の表面から構成原子が蒸発したとしても、第２の組成変調バッファ層３０の表面３０ａを清浄化できる。従って、後の工程で第２の組成変調バッファ層３０上に形成する第３の半導体層６０の結晶性及び電気特性を向上させることができる。 Further, after the SiO ₂ films 13 and 14 were removed, at least one molecular layer or more of the region where the third semiconductor layer 60 was formed on the surface 30a of the second composition modulation buffer layer 30 was etched. Thereby, even if constituent atoms evaporate from the surface of the second composition modulation buffer layer 30 during the formation of the first and second semiconductor layers 40 and 50, the surface 30a of the second composition modulation buffer layer 30 is cleaned. Can be Accordingly, the crystallinity and electrical characteristics of the third semiconductor layer 60 formed on the second composition modulation buffer layer 30 in a later step can be improved.

なお、図２０に示す多波長半導体レーザ２００のように、第１の組成変調バッファ層２１，２２が第１の半導体層４０と第２の半導体層５０との間で分離している構造であっても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Note that, as in the multiwavelength semiconductor laser 200 shown in FIG. 20, the first composition modulation buffer layers 21 and 22 are separated between the first semiconductor layer 40 and the second semiconductor layer 50. However, the same effect as this embodiment can be obtained.

また、本実施の形態で示した青色ＬＤ部である第１の半導体層４０、緑色ＬＤ部である第２の半導体層５０、及び赤色ＬＤ部である第３の半導体層６０に加えて、ＧａＡｓ系材料やＧａＮ系材料からなる高周波半導体素子や、ＡｌＮ系材料からなる紫外光を発する紫外光ＬＤ素子等を、本実施の形態と同様の組成変調バッファ層を介して基板１０上に形成してもよい。   In addition to the first semiconductor layer 40 that is the blue LD portion, the second semiconductor layer 50 that is the green LD portion, and the third semiconductor layer 60 that is the red LD portion described in this embodiment, GaAs A high-frequency semiconductor element made of a GaN-based material or a GaN-based material, an ultraviolet light LD element that emits ultraviolet light made of an AlN-based material, or the like is formed on the substrate 10 through the same composition modulation buffer layer as in the present embodiment. Also good.

このように１つの基板１０上に、組成変調バッファ層を介して複数のＬＤ素子を形成することにより、他の半導体素子との複合化を容易にすることができ、小型の多機能半導体デバイスを容易に得ることができる。   In this manner, by forming a plurality of LD elements on one substrate 10 via a composition modulation buffer layer, it is possible to easily combine with other semiconductor elements, and a small multifunction semiconductor device can be obtained. Can be easily obtained.

１０ 基板、 １３，１４ ＳｉＯ_２膜（保護膜）、 ２０，２１，２２ 第１の組成変調バッファ層、 ３０ 第２の組成変調バッファ層、 ４０ 第１の半導体層、 ４２，５２，６２ 活性層、 ５０ 第２の半導体層、 ６０ 第３の半導体層、 １００，２００ 多波長半導体レーザ。 10 substrate, 13, 14 SiO ₂ film (protective film), 20, 21, 22 first composition modulation buffer layer, 30 second composition modulation buffer layer, 40 a first semiconductor layer, 42, 52 and 62 the active layer 50 Second semiconductor layer, 60 Third semiconductor layer, 100, 200 Multi-wavelength semiconductor laser.

Claims (8)

ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる基板と、
前記基板上の一部に形成され、ＧａＡｓ_ｙＮ_１−ｙ（０≦ｙ≦１）からなる第１の組成変調バッファ層と、
前記基板上に前記第１の組成変調バッファ層と並置して形成されたＧａＡｓ_ｚＮ_１−ｚ（０≦ｚ≦１）からなる第２の組成変調バッファ層と、
前記第１の組成変調バッファ層上の一部に形成された第１の窒化物半導体からなる活性層を含む第１の半導体層と、
前記第１の組成変調バッファ層上に前記第１の半導体層と並置して形成され、前記第１の窒化物半導体よりもバンドギャップが狭い第２の窒化物半導体からなる活性層を含む第２の半導体層と、
前記第２の組成変調バッファ層上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む第３の半導体層とを備え、
前記第１の組成変調バッファ層は、前記基板から前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層に向かってＮ原子含有量が高くなる傾斜組成で形成され、
前記第２の組成変調バッファ層は、前記基板から前記第３の半導体層に向かってＮ原子含有量が低くなる傾斜組成で形成されていることを特徴とする多波長半導体レーザ。 A substrate made of GaAs _x N _1-x (0 <x <1);
A first composition modulation buffer layer formed on a part of the substrate and made of GaAs _y N _1-y (0 ≦ y ≦ 1);
A second composition modulation buffer layer made of GaAs _z N _1-z (0 ≦ z ≦ 1) formed on the substrate in parallel with the first composition modulation buffer layer;
A first semiconductor layer including an active layer made of a first nitride semiconductor formed in a part on the first composition modulation buffer layer;
A second layer including an active layer made of a second nitride semiconductor formed on the first composition modulation buffer layer in parallel with the first semiconductor layer and having a narrower band gap than the first nitride semiconductor; A semiconductor layer of
A third semiconductor layer including an active layer made of AlGaInP or GaInP formed on the second composition modulation buffer layer,
The first composition modulation buffer layer is formed with a gradient composition in which the N atom content increases from the substrate toward the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
The multi-wavelength semiconductor laser, wherein the second composition modulation buffer layer is formed with a gradient composition in which the N atom content decreases from the substrate toward the third semiconductor layer. 前記第１の組成変調バッファ層の表面は、（０００１）面に対して＜１−１００＞方向に０．１度以上１度以下のオフ角を有すること特徴とする請求項１に記載の多波長半導体レーザ。   The surface of the first composition modulation buffer layer has an off angle of 0.1 degrees or more and 1 degree or less in the <1-100> direction with respect to the (0001) plane. Wavelength semiconductor laser. 前記第１、第２及び第３の半導体層の発光点はほぼ同一平面上にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の多波長半導体レーザ。   3. The multiwavelength semiconductor laser according to claim 1, wherein the light emitting points of the first, second and third semiconductor layers are substantially on the same plane. 前記第１の組成変調バッファ層は、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間で分離していることを特徴とする請求項１−３の何れか１項に記載の多波長半導体レーザ。   4. The multiple according to claim 1, wherein the first composition modulation buffer layer is separated between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. 5. Wavelength semiconductor laser. ＧａＡｓ_ｘＮ_１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる基板上の一部に、ＧａＡｓ_ｙＮ_１−ｙ（０≦ｙ≦１）からなる第１の組成変調バッファ層を形成する工程と、
前記基板上に前記第１の組成変調バッファ層と並置して、ＧａＡｓ_ｚＮ_１−ｚ（０≦ｚ≦１）からなる第２の組成変調バッファ層を形成する工程と、
前記第１の組成変調バッファ層上の一部に、第１の窒化物半導体からなる活性層を含む第１の半導体層を形成する工程と、
前記第１の組成変調バッファ層上に前記第１の半導体層と並置して、前記第１の窒化物半導体よりもバンドギャップが狭い第２の窒化物半導体からなる活性層を含む第２の半導体層を形成する工程と、
前記第１及び第２の半導体層を形成した後に、前記第２の組成変調バッファ層上にＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる活性層を含む第３の半導体層を形成する工程とを備えることを特徴とする多波長半導体レーザの製造方法。 Forming a first composition modulation buffer layer made of GaAs _y N _1-y (0 ≦ y ≦ 1) on a part of the substrate made of GaAs _x N _1-x (0 <x <1);
Forming a second composition modulation buffer layer made of GaAs _z N _1-z (0 ≦ z ≦ 1) on the substrate in parallel with the first composition modulation buffer layer;
Forming a first semiconductor layer including an active layer made of a first nitride semiconductor on a part of the first composition modulation buffer layer;
A second semiconductor including an active layer made of a second nitride semiconductor having a narrower band gap than the first nitride semiconductor, juxtaposed with the first semiconductor layer on the first composition modulation buffer layer Forming a layer;
Forming a third semiconductor layer including an active layer made of AlGaInP or GaInP on the second composition modulation buffer layer after forming the first and second semiconductor layers. A manufacturing method of a multiwavelength semiconductor laser. 前記第１の組成変調バッファ層を、前記基板から前記第１及び第２の半導体層に向かってＮ原子含有量が高くなる傾斜組成で形成し、
前記第２の組成変調バッファ層を、前記基板から前記第３の半導体層に向かってＮ原子含有量が低くなる傾斜組成で形成することを特徴とする請求項５に記載の多波長半導体レーザの製造方法。 Forming the first composition modulation buffer layer with a gradient composition in which the N atom content increases from the substrate toward the first and second semiconductor layers;
6. The multiwavelength semiconductor laser according to claim 5, wherein the second composition modulation buffer layer is formed with a gradient composition in which the N atom content decreases from the substrate toward the third semiconductor layer. Production method. 前記第１及び第２の半導体層を形成する前に、前記第２の組成変調バッファ層上であって、前記第３の半導体層を形成する領域に保護膜を形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の多波長半導体レーザの製造方法。   Before forming the first and second semiconductor layers, a protective film is formed on the second composition modulation buffer layer and in a region where the third semiconductor layer is formed. Item 7. The method for producing a multiwavelength semiconductor laser according to Item 5 or 6. 前記第３の半導体層を形成する前に、前記保護膜を除去し、更に前記第３の半導体層を形成する領域に対応する前記第２の組成変調バッファ層の表面を少なくとも１分子層以上エッチングにより除去することを特徴とする請求項７に記載の多波長半導体レーザの製造方法。   Before forming the third semiconductor layer, the protective film is removed, and at least one molecular layer or more is etched on the surface of the second composition modulation buffer layer corresponding to the region where the third semiconductor layer is to be formed. The method of manufacturing a multi-wavelength semiconductor laser according to claim 7, wherein the method is removed by the step.

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