特開2023-177523半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023177523
(43)【公開日】2023-12-14
(54)【発明の名称】半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/22 20060101AFI20231207BHJP
H01S 5/14 20060101ALI20231207BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20231207BHJP
【ＦＩ】
H01S5/22 610
H01S5/14
H01L21/205
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022090249
(22)【出願日】2022-06-02
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、環境省、革新的な省ＣＯ２実現のための部材や素材の社会実装・普及展開加速化事業委託業務、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】狩野 隆司
(72)【発明者】
【氏名】上田 章雄
(72)【発明者】
【氏名】大野 啓
(72)【発明者】
【氏名】石橋 明彦
【テーマコード（参考）】
5F045
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F045AA04
5F045AB14
5F045AB17
5F045AC08
5F045AC09
5F045AC12
5F045AC15
5F045AC19
5F045AD12
5F045AD13
5F045AD14
5F045AE29
5F045AF04
5F045AF13
5F045BB16
5F045CA10
5F045DA53
5F045DP15
5F045DP27
5F045DP28
5F045DQ10
5F045EF15
5F045EK07
5F045EK22
5F045EM09
5F173AA08
5F173AB46
5F173AD06
5F173AH22
5F173AP05
5F173AP06
5F173AP24
5F173AQ12
5F173AR07
5F173AR14
5F173MF02
5F173MF13
5F173MF28
5F173MF39
(57)【要約】
【課題】波長ビーム結合システムの発振性能を向上させる半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザダイオードバーは、基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板と、前記基板面に積層された第１導電型クラッド層、活性層、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、前記積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタと、を備え、前記複数のエミッタから出射されるレーザ光の波長分布は、前記複数のエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる。
【選択図】図６
【解決手段】半導体レーザダイオードバーは、基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板と、前記基板面に積層された第１導電型クラッド層、活性層、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、前記積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタと、を備え、前記複数のエミッタから出射されるレーザ光の波長分布は、前記複数のエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板と、
前記基板面に積層された第１導電型クラッド層、活性層、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、
前記積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタと、を備え、
前記複数のエミッタから出射されるレーザ光の波長分布は、前記複数のエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる、
半導体レーザダイオードバー。
前記基板面に積層された第１導電型クラッド層、活性層、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、
前記積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタと、を備え、
前記複数のエミッタから出射されるレーザ光の波長分布は、前記複数のエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる、
半導体レーザダイオードバー。
【請求項2】
前記複数のエミッタのうち前記配列方向の両端に位置する２つのエミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長差は、前記２つのエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光のゲインピーク波長差よりも小さい、
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項3】
前記複数のエミッタのうち、前記配列方向の両端に位置する２つのエミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長差は、前記２つのエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光のゲインピーク波長差よりも大きい、
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項4】
前記２つのエミッタの１つである第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記２つのエミッタの他の１つである第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも小さく、
前記オフ角分布に起因して前記第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記オフ角分布に起因して前記第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも小さい、
請求項２または３に記載の半導体レーザダイオードバー。
前記オフ角分布に起因して前記第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記オフ角分布に起因して前記第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも小さい、
請求項２または３に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項5】
前記２つのエミッタの１つである第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記２つのエミッタの他の１つである第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも大きく、
前記オフ角分布に起因して前記第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記オフ角分布に起因して前記第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも小さい、
請求項２または３に記載の半導体レーザダイオードバー。
前記オフ角分布に起因して前記第１端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、前記オフ角分布に起因して前記第２端エミッタから出射されるレーザ光のゲインピーク波長よりも小さい、
請求項２または３に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項6】
前記複数のエミッタのうち前記配列方向の両端に位置する２つのエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光のゲインピーク波長は、互いに等しい、
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項7】
前記基板面の各位置において、オフ角は略等しい、
請求項６に記載の半導体レーザダイオードバー。
請求項６に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項8】
前記複数のエミッタのうち前記配列方向の両端に位置する２つのエミッタの間の距離をＬｔとし、前記２つのエミッタから出射されるレーザ光のロック波長差をΔλＥＣ＿ｂａｒとしたとき、下記式を満たす、請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２）／Ｌｔ≦０．５２×１０－６
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２）／Ｌｔ≦０．５２×１０－６
【請求項9】
前記複数のエミッタのうち前記配列方向の両端に位置する２つのエミッタの間の距離をＬｔとし、前記２つのエミッタから出射されるレーザ光のロック波長差をΔλＥＣ＿ｂａｒとしたとき、下記式を満たす、請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２）／Ｌｔ≦０．３２×１０－６
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２）／Ｌｔ≦０．３２×１０－６
【請求項10】
前記配列方向は、前記窒化物半導体基板のａ軸方向と平行である、
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバー。
【請求項11】
請求項１に記載の半導体レーザダイオードバーと、
前記複数のエミッタから出射されたレーザ光を回折する回折格子と、
前記回折格子によって回折されたレーザ光の一部を反射する外部共振ミラーと、を備える
波長ビーム結合システム。
前記複数のエミッタから出射されたレーザ光を回折する回折格子と、
前記回折格子によって回折されたレーザ光の一部を反射する外部共振ミラーと、を備える
波長ビーム結合システム。
【請求項12】
基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板上に第１導電型クラッド層を積層し、
前記基板面の一部である第１領域の温度を、前記基板面の他の一部である第２領域の温度よりも高くした状態で、前記第１導電型クラッド層に活性層を積層し、
前記活性層に第２導電型クラッド層を積層する、
ことを含む、半導体基板の製造方法。
前記基板面の一部である第１領域の温度を、前記基板面の他の一部である第２領域の温度よりも高くした状態で、前記第１導電型クラッド層に活性層を積層し、
前記活性層に第２導電型クラッド層を積層する、
ことを含む、半導体基板の製造方法。
【請求項13】
前記第１導電型クラッド層に前記活性層を積層するとき、第１ヒータで前記第１領域を加熱し、第２ヒータで前記第２領域を加熱する、
請求項１２に記載の半導体基板の製造方法。
請求項１２に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項14】
前記窒化物半導体基板上に前記第１導電型クラッド層を積層するとき、前記窒化物半導体基板を自転させ、
前記第１導電型クラッド層に前記活性層を積層するとき、前記窒化物半導体基板の自転を停止させる、
請求項１３に記載の半導体基板の製造方法。
前記第１導電型クラッド層に前記活性層を積層するとき、前記窒化物半導体基板の自転を停止させる、
請求項１３に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項15】
前記窒化物半導体基板の裏面の縁部を支持し、かつ、前記裏面に対向し前記裏面との距離が変化する単一のまたは複数の傾斜面を有するトレイに、前記窒化物半導体基板を載置すること、をさらに含み、
前記第１導電型クラッド層に前記活性層を積層するとき、前記傾斜面の前記裏面に近い部分からの輻射熱で前記第１領域を加熱し、前記傾斜面の前記裏面から遠い部分からの輻射熱で前記第２領域を加熱する、
請求項１２に記載の半導体基板の製造方法。
前記第１導電型クラッド層に前記活性層を積層するとき、前記傾斜面の前記裏面に近い部分からの輻射熱で前記第１領域を加熱し、前記傾斜面の前記裏面から遠い部分からの輻射熱で前記第２領域を加熱する、
請求項１２に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項16】
請求項１２から１５のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された半導体基板に、ストライプ状に形成され、前記第１領域から前記第２領域に向かう方向に並べて配置された複数のエミッタを形成し、
前記半導体基板から、前記複数のエミッタを有する半導体レーザダイオードバーを切り出す、
ことを含む、半導体レーザダイオードバーの製造方法。
前記半導体基板から、前記複数のエミッタを有する半導体レーザダイオードバーを切り出す、
ことを含む、半導体レーザダイオードバーの製造方法。
【請求項17】
少なくとも１つの窒化物半導体基板を支持するサセプターと、
前記サセプターを介して前記窒化物半導体基板を加熱する第１ヒータおよび第２ヒータと、
前記サセプターに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、
前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える、
半導体基板製造装置。
前記サセプターを介して前記窒化物半導体基板を加熱する第１ヒータおよび第２ヒータと、
前記サセプターに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、
前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える、
半導体基板製造装置。
【請求項18】
前記サセプターは、複数の前記窒化物半導体基板を支持するように構成されており、
前記サセプターに支持されている複数の前記窒化物半導体基板を公転させる第２回転機構をさらに備え、
前記第１ヒータと前記第２ヒータは同心円状に配置されている、
請求項１７に記載の半導体基板製造装置。
前記サセプターに支持されている複数の前記窒化物半導体基板を公転させる第２回転機構をさらに備え、
前記第１ヒータと前記第２ヒータは同心円状に配置されている、
請求項１７に記載の半導体基板製造装置。
【請求項19】
前記第１回転機構は、前記原料供給装置によって活性層を形成するための原料が供給されるとき、前記窒化物半導体基板の自転を停止させて、前記窒化物半導体基板の第１領域が前記第１ヒータによって加熱され、前記窒化物半導体基板の第２領域が前記第２ヒータによって加熱されるように、前記窒化物半導体基板を位置決めする、
請求項１７又は１８に記載の半導体基板製造装置。
請求項１７又は１８に記載の半導体基板製造装置。
【請求項20】
窒化物半導体基板の裏面の縁部を支持し、かつ、前記裏面に対向し前記裏面との距離が変化する単一のまたは複数の傾斜面を有するトレイと、
前記トレイが載置されるサセプターと、
前記サセプターおよび前記トレイを介して前記窒化物半導体基板を加熱するヒータと、
前記トレイに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、
前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える、
半導体基板製造装置。
前記トレイが載置されるサセプターと、
前記サセプターおよび前記トレイを介して前記窒化物半導体基板を加熱するヒータと、
前記トレイに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、
前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える、
半導体基板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、波長が異なる複数のレーザ光を結合することで、高出力のレーザ光を出力する波長ビーム結合（ＷＢＣ：Wavelength Beam Combining）システムが開示されている。
【0003】
一般に、ＷＢＣシステムは、半導体レーザダイオード（ＬＤ：Laser diode）バー、回折格子、及び外部共振ミラーを有する。ＬＤバーは、複数のエミッタを有し、各エミッタからレーザ光が出射される。複数のレーザ光は、回折格子において、レーザ光毎に異なる回折角で回折され、外部共振ミラーに向けて出射される。外部共振ミラーに入射したレーザ光の一部は、垂直反射され、回折格子を介してＬＤバーの各エミッタに戻る。その結果、各エミッタと外部共振ミラーとの間で外部共振（すなわち、レーザ発振）が生じる。一方、外部共振ミラーに入射されたレーザ光の他の一部は、外部共振ミラーを透過し、出力される。
【0004】
このように、ＷＢＣシステムは、各エミッタから出射されるレーザ光を、回折格子及び外部共振ミラーにより合成して出力するので、高出力のレーザ光を出力できる。
【0005】
エミッタ毎に異なるロック波長のレーザ光が外部共振ミラーからエミッタに戻る。ロック波長は、エミッタと回折格子との位置関係によって一意に決まる。すなわち、外部共振ミラーとエミッタとの間において、当該エミッタの位置に応じたロック波長でレーザ発振が生じる。
【0006】
エミッタから出射されるレーザ光は、所定の波長分布を有する。所定の波長分布のうちの発光強度のピークを示す波長（いわゆる、ゲインピーク波長）が、ロック波長と大きく相違する場合、レーザ発振が生じなくなる虞がある。ＷＢＣシステムから高出力のレーザ光を得るためには、できるだけ多くのエミッタと外部共振ミラーとの間でレーザ発振を生じさせて発振性能を向上させる必要がある。
【0007】
特許文献２には、ＬＤバーの製造時に使用される窒化物半導体基板のオフ角の大きさに応じて、各エミッタにおけるゲインピーク波長が変化することを利用した製造方法が開示されている。特許文献２の製造方法では、複数のエミッタが、窒化物半導体基板のオフ角の主軸方向に沿って配列するように形成することで、各エミッタのゲインピーク波長を、ロック波長に近づけている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１５－１０６７０７号公報
【特許文献2】特開２０２１－１７７５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
窒化物半導体基板のオフ角分布は、窒化物半導体基板によって様々であり、窒化物半導体基板のオフ角の主軸方向とエミッタの配列方向とを調整するだけでは、各エミッタのゲインピーク波長がロック波長に近づけることができない場合もある。
【0010】
本開示は、波長ビーム結合システムの発振性能を向上させる半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示の一態様に係る半導体レーザダイオードバーは、基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板と、前記基板面に積層された第１導電型クラッド層、活性層、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、前記積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタと、を備え、前記複数のエミッタから出射されるレーザ光の波長分布は、前記複数のエミッタから前記オフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる。
【0012】
本開示の一態様に係る波長ビーム結合システムは、上述の半導体レーザダイオードバーと、前記複数のエミッタから出射されたレーザ光を回折する回折格子と、前記回折格子によって回折されたレーザ光の一部を反射する外部共振ミラーと、を備える。
【0013】
本開示の一態様に係る半導体基板の製造方法は、基板面にオフ角分布を有する窒化物半導体基板上に第１導電型クラッド層を積層し、前記基板面の一部である第１領域の温度を、前記基板面の他の一部である第２領域の温度よりも高くした状態で、前記第１導電型クラッド層に活性層を積層し、前記活性層に第２導電型クラッド層を積層する、ことを含む。
【0014】
本開示の一態様に係る半導体レーザダイオードバーの製造方法は、上述の製造方法によって製造された半導体基板に、ストライプ状に形成され、前記第１領域から前記第２領域に向かう方向に並べて配置された複数のエミッタを形成し、前記半導体基板から、前記複数のエミッタを有する半導体レーザダイオードバーを切り出す、ことを含む。
【0015】
本開示の一態様に係る半導体基板製造装置は、少なくとも１つの窒化物半導体基板を支持するサセプターと、前記サセプターを介して前記窒化物半導体基板を加熱する第１ヒータおよび第２ヒータと、前記サセプターに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える。
【0016】
本開示の一態様に係る半導体基板製造装置は、窒化物半導体基板の裏面の縁部を支持し、かつ、前記裏面に対向し前記裏面との距離が変化する単一のまたは複数の傾斜面を有するトレイと、前記トレイが載置されるサセプターと、前記サセプターおよび前記トレイを介して前記窒化物半導体基板を加熱するヒータと、前記トレイに支持されている前記窒化物半導体基板を自転させる第１回転機構と、前記窒化物半導体基板の基板面に原料ガスを供給する原料供給装置と、を備える。
【発明の効果】
【0017】
本開示によれば、波長ビーム結合システムの発振性能を向上させる半導体レーザダイオードバー、波長ビーム結合システム、半導体基板の製造方法、半導体レーザダイオードバーの製造方法、及び、半導体基板製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係る波長ビーム結合システムの概略図。
【図2】レーザ光の電流注入発光スペクトルの一例を示す図。
【図3】ロック波長とゲインピーク波長との関係を示す図。
【図4】波長ビーム結合システムに搭載される半導体レーザダイオードバーの構成及びゲインピーク波長について説明する図。
【図5】第１実施形態に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図6】半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図7】半導体レーザダイオードバーの切り出し例を説明する図。
【図8】実施例に係る半導体基板のゲインピーク波長分布を示す図である。
【図9】実施例に係る半導体基板のゲインピーク波長分布を示す図である。
【図10】実施例に係る半導体基板のゲインピーク波長分布を示す図である。
【図11】実施例に係る半導体基板のゲインピーク波長分布を示す図である。
【図12】実施例に係る半導体基板のａ軸方向の各位置におけるゲインピーク波長を示すグラフ。
【図13】実施例に係る半導体基板のａ軸方向の各位置における波長差に関するパラメータを示すグラフ。
【図14】第１ウェハの基板面が有するオフ角分布の一例を説明する図。
【図15】第１ウェハに対する第１加熱制御による効果を説明する図。
【図16】第１ウェハに対する第２加熱制御による効果を説明する図。
【図17】第２ウェハの基板面が有するオフ角分布の一例を説明する図。
【図18】第２ウェハに対する第３加熱制御による効果を説明する図。
【図19】第２ウェハに対する第４加熱制御による効果を説明する図。
【図20】第３ウェハの基板面が有するオフ角分布の一例を説明する図。
【図21】第３ウェハに対する第５加熱制御による効果を説明する図。
【図22】第３ウェハに対する第６加熱制御による効果を説明する図。
【図23】第４ウェハの基板面が有するオフ角分布の一例を説明する図。
【図24】第４ウェハに対する第７加熱制御による効果を説明する図。
【図25】第４ウェハに対する第８加熱制御による効果を説明する図。
【図26】第２実施形態に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図27】第２実施形態に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図28】第３実施形態に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図29】第３実施形態に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図30】第４実施形態に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図31】第４実施形態に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図32】変形例１に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図33】変形例１に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図34】変形例２に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図35】変形例２に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図36】変形例３に係る半導体基板製造装置の概略図。
【図37】変形例３に係る半導体基板製造装置のサセプター近傍を示す平面図。
【図38】第５実施形態に係る半導体基板製造装置が備えるトレイを示す図。
【図39】変形例４に係る半導体基板製造装置が備えるトレイを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本開示の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0020】
【0021】
ＷＢＣシステム１は、ＬＤバー１００、回折格子２００、及び、外部共振ミラー３００を備えている。ＷＢＣシステム１は、ＬＤバー１００を複数個備えていてもよい。なお、ＬＤバー１００と回折格子との間には、ビームツイスターユニット（ＢＴＵ：Beam Twister Lens Unit）等の光学レンズ４００が設けられてもよい。
【0022】
ＬＤバー１００は、レーザーダイオードバーアレイであり、ＬＤバー１００には、エミッタ１０１がストライプ状に複数形成されている。エミッタ１０１は、導波路方向に延在している。また、複数のエミッタ１０１は、導波路方向と直交する方向に並べて配置されている。以下、エミッタ１０１が並ぶ方向を「配列方向」と称す。また、ＬＤバー１００における配列方向の両端に位置する２つのエミッタ１０１のうちの一方端のエミッタ１０１を「第１端エミッタ」と称し、他方端のエミッタ１０１を「第２端エミッタ」と称す。
【0023】
電源供給部（不図示）から複数のエミッタ１０１に電圧が供給されることで、各エミッタ１０１のレーザ光出射端面からレーザ光が出射される。
【0024】
回折格子２００は、複数のエミッタ１０１から出射されたレーザ光をエミッタ１０１の位置に応じた所定の回折角でそれぞれ回折し、外部共振ミラー３００に向けて出射する。回折格子２００は、例えば、図１に示されているように、反射型回折格子である。なお、回折格子２００は、透過型回折格子であってもよい。
【0025】
外部共振ミラー３００は、回折格子２００によって回折されたレーザ光の一部を反射する。その反射光は、回折格子２００を介してＬＤバー１００の各エミッタ１０１に戻り、ＬＤバー１００のレーザ光非出射端面で反射される。このようにして、ＬＤバー１００の各エミッタ１０１と外部共振ミラー３００との間で外部共振が生じる。一方、外部共振ミラー３００に入射したレーザ光の他の一部は、外部共振ミラーを透過し、出力される。
【0026】
＜ロック波長＞
ＬＤバー１００のエミッタ１０１から出射されるレーザ光のうち、回折格子２００の回折条件を満たし、かつ、外部共振ミラー３００によって垂直反射されるレーザ光が、出射元のエミッタ１０１に戻る。
ＬＤバー１００のエミッタ１０１から出射されるレーザ光のうち、回折格子２００の回折条件を満たし、かつ、外部共振ミラー３００によって垂直反射されるレーザ光が、出射元のエミッタ１０１に戻る。
【0027】
回折格子２００の回折条件は、回折格子２００の回折溝の周期をｄ、回折格子２００に対するレーザ光の入射角をα、回折格子２００に対するレーザ光の出射角をβ、レーザ光の波長をλ、次数をｍ（ｍは整数）とすると、下記式（１）で表される。なお、一般には、式（１）において、ｍが１となるように回折格子２００が配置される。
ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ ・・・・・・（１）
ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ ・・・・・・（１）
【0028】
この回折条件を満たす波長をロック波長と呼ぶ。ＬＤバー１００の複数のエミッタ１０１は、回折格子２００との位置関係がそれぞれ異なるので、回折格子２００に対して、エミッタ１０１から出射されるレーザ光が入射する角度（入射角α）はそれぞれ異なる。よって、式（１）に示されているように、ロック波長は、ＬＤバー１００のエミッタ１０１と回折格子２００との位置関係によって一意に決まる。
【0029】
エミッタ１０１に戻ったレーザ光は、ＬＤバー１００のレーザ光非出射端面で反射され、対応するエミッタ１０１から回折格子２００に向けて出射される。このようにして、各エミッタ１０１のレーザ光非出射端面と外部共振ミラー３００との間で、各エミッタ１０１に対応したロック波長でレーザ発振が生じる。
【0030】
＜ロック波長差＞
次に、ＬＤバー１００の配列方向両端に位置するエミッタ１０１同士のロック波長差（以下、単に「ロック波長差」と称することもある。）ΔλＥＣ＿ｂａｒについて、下記条件（ａ）－（ｅ）が満たされる場合を例に説明する。
（ａ）回折格子２００に、１ｍｍ当たり溝が３０００本形成されている。すなわち、回折格子の溝周期ｄは０．３３３μｍ。
（ｂ）各エミッタ１０１から出射されるレーザ光のピーク波長は、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲内。
（ｃ）複数のエミッタ１０１のうち、配列方向における中央部に位置するエミッタ１０１から出射されるレーザ光の入射角が４５°となるように、ＬＤバー１００が配置される。
（ｄ）ＬＤバー１００の配列方向における両端に位置するエミッタ１０１間距離は１０ｍｍ。
（ｅ）ＬＤバー１００と回折格子２００との間の距離は２．６ｍ。
次に、ＬＤバー１００の配列方向両端に位置するエミッタ１０１同士のロック波長差（以下、単に「ロック波長差」と称することもある。）ΔλＥＣ＿ｂａｒについて、下記条件（ａ）－（ｅ）が満たされる場合を例に説明する。
（ａ）回折格子２００に、１ｍｍ当たり溝が３０００本形成されている。すなわち、回折格子の溝周期ｄは０．３３３μｍ。
（ｂ）各エミッタ１０１から出射されるレーザ光のピーク波長は、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の範囲内。
（ｃ）複数のエミッタ１０１のうち、配列方向における中央部に位置するエミッタ１０１から出射されるレーザ光の入射角が４５°となるように、ＬＤバー１００が配置される。
（ｄ）ＬＤバー１００の配列方向における両端に位置するエミッタ１０１間距離は１０ｍｍ。
（ｅ）ＬＤバー１００と回折格子２００との間の距離は２．６ｍ。
【0031】
条件（ａ）－（ｅ）が満たされる場合、配列方向両端に位置するエミッタ１０１同士のロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒは、約１．０ｎｍと計算される。
【0032】
また、条件（ｅ）に代えて、ＬＤバー１００と回折格子２００との間の距離が、１．３ｍであるという条件が満たされ、かつ、条件（ａ）－（ｄ）が満たされる場合、ロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒは、約２．０ｎｍと計算される。
【0033】
つまり、ＬＤバー１００の構成が同じであれば、ＬＤバー１００と回折格子２００との間の距離に応じて、ロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒは変化する。
【0034】
＜レーザ発振可能な波長域＞
次に、レーザ発振可能な波長について説明する。
次に、レーザ発振可能な波長について説明する。
【0035】
エミッタ１０１から出射される光のうち、レーザ発振することができる光は、レーザ光の自然放射増幅光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）の発光強度が所定強度以上となる波長の光である。この所定強度以上の発光強度となる波長の範囲は、レーザ発振前における電流注入発光（ＥＬ：Electro-luminescence）スペクトルをＡＳＥスペクトルとみなせば、ＥＬスペクトルに基づいて見積もることができる。
【0036】
【0037】
ＥＬスペクトルは、概ね正規分布に近い形状を有し、発光強度が最大となるピーク波長に対して概ね左右対称な形状を有している。なお、ＡＳＥスペクトルにおけるピーク強度を示す波長がゲインピーク波長であるので、ＥＬスペクトルのピーク波長は、ゲインピーク波長に対応する。
【0038】
発光強度がピーク強度の約８０％以上となる波長は、レーザ発振可能な波長である。例えば、ＬＤバー１００が、ＧａＮ系半導体発光素子であり、かつ、バンド端発光によりレーザ光を発光する場合、ＥＬスペクトルにおいて、ピーク強度の８０％以上の発光強度となる波長幅は３．２ｎｍである。言い換えると、発振可能な波長域は、ゲインピーク波長の±１．６ｎｍの範囲である。
【0039】
なお、同じ条件で、ピーク強度の９０％以上の発光強度となる波長幅は１．２ｎｍである。この波長幅で規定される波長範囲、すなわち、ゲインピーク波長の±０．６ｎｍの範囲では、レーザ発振が可能なだけでなく、レーザ発振により、より高強度のレーザ光が得られる。
【0040】
＜ロック波長とゲインピーク波長との関係＞
図３は、ロック波長とゲインピーク波長との関係を示す図である。縦軸は波長であり、横軸は、エミッタ１０１の配列方向に平行な軸上の位置（当該軸上の所定の一点からの距離）である。横軸に示される１および３８の数字は、一方端から数えたときのエミッタ１０１の並び順を示す番号である。つまり、第１端エミッタが１番目のエミッタ１０１であり、第２端エミッタが３８番目のエミッタ１０１である。また、Ｌｔは、複数のエミッタ１０１のうち配列方向両端に位置するエミッタ１０１間の距離、つまり、１番目のエミッタ１０１と３８番目のエミッタ１０１の間の距離である。Ｒ８０は、ＡＳＥスペクトルにおいて、ゲインピーク波長の発光強度の８０％以上の強度を示す波長範囲であり、Ｒ９０は、ＡＳＥスペクトルにおいて、ゲインピーク波長の発光強度の９０％以上の強度を示す波長範囲である。
図３は、ロック波長とゲインピーク波長との関係を示す図である。縦軸は波長であり、横軸は、エミッタ１０１の配列方向に平行な軸上の位置（当該軸上の所定の一点からの距離）である。横軸に示される１および３８の数字は、一方端から数えたときのエミッタ１０１の並び順を示す番号である。つまり、第１端エミッタが１番目のエミッタ１０１であり、第２端エミッタが３８番目のエミッタ１０１である。また、Ｌｔは、複数のエミッタ１０１のうち配列方向両端に位置するエミッタ１０１間の距離、つまり、１番目のエミッタ１０１と３８番目のエミッタ１０１の間の距離である。Ｒ８０は、ＡＳＥスペクトルにおいて、ゲインピーク波長の発光強度の８０％以上の強度を示す波長範囲であり、Ｒ９０は、ＡＳＥスペクトルにおいて、ゲインピーク波長の発光強度の９０％以上の強度を示す波長範囲である。
【0041】
配列方向における各位置において、ゲインピーク波長とロック波長との差を小さくすることで、ＬＤバー１００の複数のエミッタ１０１の中で、レーザ発振可能なエミッタ１０１の数を増やすことができる。
【0042】
ロック波長を示すロック波長直線が、全範囲にわたり、波長範囲Ｒ８０に収まる場合、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１においてレーザ発振が生じる。また、波長範囲Ｒ９０は、波長範囲Ｒ８０よりも発光強度が強い範囲であるので、ロック波長直線が波長範囲Ｒ９０に収まることで、好ましい条件下でレーザ発振され、より高強度のレーザ光が得られる。
【0043】
配列方向における各位置において、ゲインピーク波長とロック波長との差を無くす、すなわち、ゲインピーク波長を示すゲインピーク波長直線と、ロック波長直線とを一致させることがさらに好ましい。
【0044】
＜レーザ発振可能な波長差＞
次に、レーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏ及びＷＢＣシステム１に対するＬＤバー１００の配置条件について説明する。なお、レーザ発振可能な波長差とは、１つのＬＤバー１００が有する全てのエミッタ１０１からレーザ光が発振される場合における最大波長と最小波長との差である。換言すれば、波長範囲Ｒ８０または波長範囲Ｒ９０における、最大波長と最小波長との差である。
次に、レーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏ及びＷＢＣシステム１に対するＬＤバー１００の配置条件について説明する。なお、レーザ発振可能な波長差とは、１つのＬＤバー１００が有する全てのエミッタ１０１からレーザ光が発振される場合における最大波長と最小波長との差である。換言すれば、波長範囲Ｒ８０または波長範囲Ｒ９０における、最大波長と最小波長との差である。
【0045】
レーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏは、下記式（２．１）で表すことができる。
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２ ・・・・・・（２．１）
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２ ・・・・・・（２．１）
【0046】
よって、ロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒが２．０ｎｍ以下である場合、下記式（２．２）、すなわち下記式（２．３）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、すべてのエミッタ１０１において、レーザ発振が生じる。
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２≦２．０＋３．２ ・・・・・・（２．２）
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２≦５．２ ・・・・・・（２．３）
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２≦２．０＋３．２ ・・・・・・（２．２）
Δλ＿ｏ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２≦５．２ ・・・・・・（２．３）
【0047】
配列方向における単位長さ（１ｍｍ（＝１×１０６ｎｍ））当たりのレーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏ／Ｌｔは、下記（３．１）式を満たす。
Δλ＿ｏ／Ｌｔ＝５．２／Ｌｔ ・・・・・・（３．１）
Δλ＿ｏ／Ｌｔ＝５．２／Ｌｔ ・・・・・・（３．１）
【0048】
よって、ＬＤバー１００の配列方向両端に位置するエミッタ１０１間距離Ｌｔが１０ｍｍすなわち１０×１０６ｎｍである場合、下記式（３．２）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、各エミッタ１０１において、レーザ発振が生じる。
Δλ＿ｏ／Ｌｔ≦０．５２×１０－６ ・・・・・・（３．２）
Δλ＿ｏ／Ｌｔ≦０．５２×１０－６ ・・・・・・（３．２）
【0049】
以上、まとめると、下記式（４）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、各エミッタ１０１において、レーザ発振が生じる。
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２）／Ｌｔ≦０．５２×１０－６ ・・・・・・（４）
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２）／Ｌｔ≦０．５２×１０－６ ・・・・・・（４）
【0050】
次に、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まる場合における、レーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏｂ及びＷＢＣシステム１に対するＬＤバー１００の配置条件を説明する。
【0051】
ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まる場合における、レーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏｂは、下記式（５．１）で表すことができる。
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２ ・・・・・・（５．１）
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２ ・・・・・・（５．１）
【0052】
よって、ロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒが２．０ｎｍ以下である場合、下記式（５．２）、すなわち下記式（５．３）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、すべてのエミッタ１０１において、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるようにレーザ発振が生じる。
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２≦２．０＋１．２ ・・・・・・（５．２）
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２≦３．２ ・・・・・・（５．３）
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２≦２．０＋１．２ ・・・・・・（５．２）
Δλ＿ｏｂ＝ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２≦３．２ ・・・・・・（５．３）
【0053】
配列方向における単位長さ当たり（１ｍｍ（＝１×１０６ｎｍ））のレーザ発振可能な波長差Δλ＿ｏｂ／Ｌｔは、下記（６．１）式を満たす。
Δλ＿ｏｂ／Ｌｔ＝３．２／Ｌｔ ・・・・・・（６．１）
Δλ＿ｏｂ／Ｌｔ＝３．２／Ｌｔ ・・・・・・（６．１）
【0054】
よって、ＬＤバー１００の配列方向両端に位置するエミッタ１０１間距離Ｌｔが１０ｍｍすなわち１０×１０６ｎｍである場合、下記式（６．２）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、各エミッタ１０１において、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるようにレーザ発振が生じる。
Δλ＿ｏｂ／Ｌｔ≦０．３２×１０－６ ・・・・・・（６．２）
Δλ＿ｏｂ／Ｌｔ≦０．３２×１０－６ ・・・・・・（６．２）
【0055】
以上、まとめると、下記式（７）を満たすように、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に配置することで、各エミッタ１０１において、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるように、つまり、より高強度でレーザ発振が生じる。
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２）／Ｌｔ≦０．３２×１０－６ ・・・・・・（７）
（ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２）／Ｌｔ≦０．３２×１０－６ ・・・・・・（７）
【0056】
（ＬＤバー）
図４は、ＷＢＣシステム１に搭載されるＬＤバー１００の構成及びゲインピーク波長について説明する図である。図４の下部には、ＬＤバー１００の断面図が示されており、上部には、配列方向における位置毎のゲインピーク波長が示されている。
図４は、ＷＢＣシステム１に搭載されるＬＤバー１００の構成及びゲインピーク波長について説明する図である。図４の下部には、ＬＤバー１００の断面図が示されており、上部には、配列方向における位置毎のゲインピーク波長が示されている。
【0057】
ＬＤバー１００は、基板部１０、ｎ側半導体層２０、発光層３０、ｐ側半導体層４０、ｐ側電極５０、誘電体層６０、パッド電極７０、及び、ｎ側電極８０を備えている。
【0058】
基板部１０は、例えば、ｎ型のＧａＮ基板である。より具体的には、基板部１０は、（０００１）面を主面とするｎ型六方晶ＧａＮ基板である。
【0059】
ｎ側半導体層２０は、基板部１０上に積層されている第１導電型クラッド層である。ｎ側半導体層２０は、例えば、ＳｉがドープされたＡｌＧａＮで形成されているｎ型のクラッド層である。
【0060】
発光層３０は、ｎ側光ガイド層３１、活性層３２、及び、ｐ側光ガイド層３３がこの順に積層されて構成された積層構造を有する。
【0061】
ｎ側光ガイド層３１は、例えば、ｎ型ＧａＮで形成されている。ｎ型ＧａＮは、例えば、ＧａＮにＳｉがドープされて形成されている。
【0062】
活性層３２は、量子井戸層と障壁層とを有し、量子井戸層が障壁層で挟まれて形成されている。なお、活性層３２は、量子井戸層を１つのみ有していてもよいし、２つ以上有していてもよい。
【0063】
量子井戸層及び障壁層は、ＩｎＧａＮで形成されている。量子井戸層は、例えば、Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎで形成され、障壁層は、例えば、Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎで形成されている。
【0064】
ｐ側光ガイド層３３は、例えば、ｐ型ＧａＮで形成されている。ｐ型ＧａＮは、例えば、ＧａＮにＭｇがドープされて形成されている。
【0065】
ｐ側半導体層４０は、Ｐ型電子障壁層４１、ｐ側クラッド層４２、及び、ｐ側コンタクト層４３が積層された構造を有している。
【0066】
Ｐ型電子障壁層４１は、例えば、ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎで形成されている。ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎは、例えば、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５ＮにＭｇがドープされて形成されている。
【0067】
ｐ側クラッド層４２は、第２導電型クラッド層であり、例えば、ｐ型ＡｌＧａＮ層とｐ型ＧａＮ層との組を所定周期繰り返し積層して形成された歪超格子で構成されている。なお、ｐ側クラッド層４２は、ＡｌＧａＮにＭｇがドープされたＡｌＧａＮ層で構成されていてもよい。以下の説明では、ｐ側クラッド層４２が、ＡｌＧａＮにＭｇがドープされたＡｌＧａＮ層で構成されているとして説明する。
【0068】
ｐ側クラッド層４２には、ストライプ状に複数のリッジ部が形成されている。リッジ部は、ｐ側電極５０に向かって突出するとともに共振器長方向（図４における奥行き方向）に延在している。リッジ部の直下の部分が、エミッタ１０１を構成する。
【0069】
ｐ側クラッド層４２には、例えば、３８本のリッジ部が形成されており、配列方向における両端に位置するリッジ部間の距離は、１０ｍｍである。リッジ部の共振器長（長手方向寸法）は、例えば、１３００μｍである。
【0070】
ｐ側コンタクト層４３は、例えば、ＭｇがドープされたＧａＮ層で形成されている。
【0071】
ｐ側電極５０は、例えば、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３、又は、ＺｎＯなど、ｐ側コンタクト層４３とオーミック接触する透明導電酸化物材料もしくはパラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)もしくはＰｄ／Ｐｔの積層構造で形成されている。
【0072】
誘電体層６０は、ｐ側半導体層４０を覆う絶縁層である。誘電体層６０は、低屈折率材料は、例えば、ＳｉＯ２で形成されている。
【0073】
パッド電極７０は、ｐ側電極５０及び誘電体層６０を覆っている。パッド電極７０は、例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、または、Ａｕなどの金属材料で形成されている。
【0074】
ｎ側電極８０は、基板部１０の裏面に配置され、基板部１０とオーミック接触するオーミック電極である。ｎ側電極８０は、例えば、Ｔｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層で構成された積層構造を有する。
【0075】
活性層３２と基板部１０との間に積層される層によって、第１導電型クラッド層が構成される。また活性層３２を挟んで第１導電型クラッド層とは逆側に積層される層によって、第２導電型クラッド層が構成される。第１導電型クラッド層は、例えば、ｎ側半導体層２０およびｎ側光ガイド層３１を含んでもよい。また、第２導電型クラッド層は、例えば、ｐ側光ガイド層３３、Ｐ型電子障壁層４１およびｐ側クラッド層４２を含んでもよい。第１導電型クラッド層、活性層３２、および、第２導電型クラッド層は、積層構造体を構成する。
【0076】
ＬＤバー１００の各エミッタ１０１におけるゲインピーク波長は、図４の上部に例示されているように、配列方向の一端から他端にかけて徐々に大きく又は小さくなることが望ましい。なお、本実施形態のＬＤバー１００において、第１端エミッタと第２端エミッタとの間のゲインピーク波長差（以下、単に「ゲインピーク波長差」と称することもある。）は、５．２ｎｍ以下であり、望ましくは３．２ｎｍ以下である。ゲインピーク波長差が５．２ｎｍ以下であることで、ＷＢＣシステム１に搭載したとき、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１において、レーザ発振可能となる。ゲインピーク波長差が３．２ｎｍ以下であることで、ＷＢＣシステム１に搭載したとき、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１において、より高強度でレーザ発振可能となる。
【0077】
（半導体基板製造装置）
まず、本実施形態に係る半導体基板製造装置５００の概略を説明する。なお、本明細書では、右手系直交座標を使用して説明する。Ｘ軸及びＹ軸は水平に延在する。Ｚ軸は鉛直方向上向きを正として、鉛直に延在する。
まず、本実施形態に係る半導体基板製造装置５００の概略を説明する。なお、本明細書では、右手系直交座標を使用して説明する。Ｘ軸及びＹ軸は水平に延在する。Ｚ軸は鉛直方向上向きを正として、鉛直に延在する。
【0078】
【0079】
半導体基板製造装置５００は、窒化物半導体基板（以下、単に「ウェハ」と称す。）Ｗの基板面Ｗｓ上に層を形成することで、ＬＤバー１００の製造に用いられる半導体基板を製造する装置である。半導体基板製造装置５００は、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）により、ウェハＷの基板面Ｗｓに層をエピタキシャル成長させる。
【0080】
半導体基板製造装置５００は、原料供給装置５０１、フローチャネル５０２、サセプター５０３、ヒータ５０４、５０５、及び、制御部（不図示）を備えている。
【0081】
原料供給装置５０１は、制御部による制御の下、フローチャネル５０２内のウェハＷの基板面Ｗｓに向けて、半導体基板の製造に必要なガスを供給する。例えば、原料供給装置５０１は、フローチャネル５０２内の下段流路、中段流路、及び、上段流路を介して、それぞれ、第１原料含有ガスＧ１、第２原料含有ガスＧ２及び押えガスＧ３を供給する。また、フローチャネル５０２からは排気ガスＧ４が排出される。フローチャネル５０２は例えば石英で形成されている。
【0082】
第１原料含有ガスＧ１には、Ｎ（窒素）の原料となるＮＨ３（アンモニア）ガスが含まれている。
【0083】
第２原料含有ガスＧ２には、有機金属ガスが含まれる。有機金属ガスは、製造工程に応じて異なり、例えば、Ｇａ（ガリウム）の原料となるガス、Ｉｎ（インジウム）の原料となるガス、及び、Ａｌ（アルミニウム）の原料となるガスである。
【0084】
Ｇａ（ガリウム）の原料となるガスは、例えば、ＴＭＧ(トリメチルガリウム)ガスまたはＴＥＧ(トリエチルガリウム)ガスである。Ｉｎ（インジウム）の原料となるガスは、例えば、ＴＭＩ(トリメチルインジウム)ガスである。Ａｌ（アルミニウム）の原料となるガスは、ＴＭＡ(トリメチルアルミニウム)ガスである。
【0085】
第２原料ガスには、必要に応じて不純物の原料を含有する不純物ガスが含まれてもよい。不純物ガスは、例えば、ｎ型不純物であるＳｉ（シリコン）の原料となるガス、または、ｐ型不純物であるＭｇの原料であるガスである。
【0086】
Ｓｉ（シリコン）の原料となるガスは、例えば、ＳｉＨ４（モノシラン）ガスである。Ｍｇの原料となるガスは、例えば、Ｃｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム)ガスである。
【0087】
原料供給装置５０１は、第１原料含有ガスＧ１及び第２原料含有ガスＧ２とともに、輸送ガスを、下段流路及び中段流路を介して供給する。輸送ガスは、第１原料含有ガスＧ１及び第２原料含有ガスＧ２を、ウェハＷに向けて円滑に輸送するためのガスである。本実施形態では、形成する層に応じて、輸送ガスとして、Ｈ２（水素）、Ｎ２（窒素）、及び、Ｈ２（水素）とＮ２（窒素）との混合ガスのいずれかが用いられる。
【0088】
押えガスＧ３は、例えば、ＮＨ３（アンモニア）ガス、及び、Ｎ２（窒素）の混合ガスである。原料含有ガスＧ１及びＧ２は、基板面Ｗｓ付近の熱対流を受けて基板面Ｗｓから遠ざけられてしまう。押えガスＧ３がフローチャネル５０２内の上段流路を介して供給されることで、原料含有ガスＧ１及びＧ２を基板面Ｗｓ近傍に留めることができる。
【0089】
サセプター５０３は、例えば、ＳｉＣコートが施されたグラファイトで形成されている。サセプター５０３は、ウェハＷが載置される載置台であり、載置されたウェハＷを裏面側から支持する。サセプター５０３は、第１回転機構を備えている。
【0090】
第１回転機構は、例えば、サーボモーターであり、制御部による制御の下、ウェハＷの自転及び自転の停止を行う。また、第１回転機構は、ウェハＷの自転を停止する際、ヒータ５０４、５０５に対してウェハＷが所定の向きとなるように、位置決めする。半導体基板製造装置５００は、さらに、ウェハＷの向きを検出する回転停止位置センサを有していてもよい。これにより、第１回転機構は、サセプター５０３に載置されるウェハＷが交換されても、常に同じ向きにウェハＷを位置決めすることができる。
【0091】
ヒータ５０４、５０５は、それぞれ、サセプター５０３のＸ軸方向の後端側領域の直下、及び、Ｘ軸方向の前端側領域の直下に配置されている。よって、ヒータ５０４、５０５は、それぞれ、サセプター５０３のＸ軸方向の後端側領域、及び、前端側領域を介して、ウェハＷの基板面Ｗｓを加熱する。ヒータ５０４、５０５は、制御部によって個別に出力が制御される。
【0092】
制御部は、半導体基板製造装置５００の全体制御を行う。
【0093】
（半導体基板の製造方法）
本実施形態に係る半導体基板の製造方法について説明する。
本実施形態に係る半導体基板の製造方法について説明する。
【0094】
まず、ウェハＷを準備する。例えば、このウェハＷは、下記条件（ｆ）－（ｈ）を満たす。
（ｆ）直径約５０ｍｍ（２インチφ）
（ｇ）オリエンテーション・フラットがａ軸方向に沿って形成されている。
（ｈ）基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向は、ａ軸方向と反対向きである。
なお、（ｇ）のオリエンテーション・フラットがｍ軸方向に沿って形成されている場合は、（ｈ）の基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向は、ｍ軸方向と反対向きとする。
（ｆ）直径約５０ｍｍ（２インチφ）
（ｇ）オリエンテーション・フラットがａ軸方向に沿って形成されている。
（ｈ）基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向は、ａ軸方向と反対向きである。
なお、（ｇ）のオリエンテーション・フラットがｍ軸方向に沿って形成されている場合は、（ｈ）の基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向は、ｍ軸方向と反対向きとする。
【0095】
なお、オフ角の主軸方向とは、基板面Ｗｓにおいて、オフ角が小さい領域から大きい領域に向かう方向のことである。
【0096】
なお、ウェハＷとして、例えば、約７６ｍｍ（３インチφ）、または、約１０２ｍｍ（４インチφ）のウェハ等、直径が５０ｍｍよりも大きいウェハが使用されてもよい。
【0097】
なお、基板面Ｗｓに対して、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２が設定されている。例えば、ａ軸方向に沿って第２領域及び第１領域がこの順に配列されるように設定される（図６参照）。この場合、第１領域Ｒ１におけるオフ角は、第２領域Ｒ２におけるオフ角よりも小さい。
【0098】
次に、ウェハＷを、サセプター５０３に載置する。そして、第１回転機構は、サセプター５０３をＺ軸周りに回転させることで、ウェハＷを自転させる。また、ヒータ５０４、５０５は、互いに異なる出力で、サセプター５０３を介してウェハＷを加熱する。例えば、ヒータ５０４は、ヒータ５０５の出力よりも高い。なお、ウェハＷは自転しているので、基板面Ｗｓはほぼ均一に加熱される。以下、ヒータ５０５の出力に対するヒータ５０４の出力を「ヒータ出力比」と称す。
【0099】
次いで、原料供給装置５０１は、基板面Ｗｓに、第１原料含有ガスＧ１、第２原料含有ガスＧ２、及び、押えガスＧ３を供給し、積層構造体を形成する。
【0100】
加熱されている基板面Ｗｓに、第１原料含有ガスＧ１、第２原料含有ガスＧ２、及び、押えガスＧ３が供給されると、第１原料含有ガスＧ１及び第２原料含有ガスＧ２に含まれる気体化合物が分解される。そして、基板面Ｗｓ上に分解された元素からなるガスＧ５が滞留する。そして、ガスＧ５に含まれる元素が、基板面Ｗｓまたは基板面Ｗｓに積層された層に吸着され、層が形成される。
【0101】
まず、原料供給装置５０１は、基板面Ｗｓに、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＡガス（Ａｌ源）、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、ＳｉＨ４ガス（Ｓｉ源）とを含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、例えば、Ｈ２及びＮ２の混合ガスが用いられる。これにより、基板面Ｗｓ上にｎ側半導体層２０が形成される。
【0102】
次に、原料供給装置５０１は、サセプター５０３に、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、ＳｉＨ４ガス（Ｓｉ源）を含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、Ｈ２及びＮ２の混合ガスが用いられる。これにより、ｎ側半導体層２０上にｎ側光ガイド層３１が形成される。
【0103】
次に、第１回転機構は、サセプター５０３の回転を停止させ、ウェハＷの自転を停止させる。ここで、第１回転機構は、ウェハＷが所定の方向を向くように、位置決めする。例えば、第１回転機構は、第１領域Ｒ１のサセプター５０３に対する正射影が平面視でヒータ５０４の加熱面に収まり、かつ、第２領域Ｒ２のサセプター５０３に対する正射影が平面視でヒータ５０５の加熱面に収まるように、位置決めする。ここで、第１回転機構は、例えば、回転停止位置センサの検出結果に基づいて、位置決めしてもよい。
【0104】
これにより、第１領域Ｒ１が、ヒータ５０４で加熱され、第２領域Ｒ２が、ヒータ５０５で加熱されるようになる。このため、第１領域Ｒ１の温度が第２領域Ｒ２の温度よりも高くなる。
【0105】
なお、制御部は、活性層３２を形成するときに、ヒータ５０４の出力をヒータ５０５の出力よりも高くし、積層構造体のうち活性層３２以外の層を形成するときには、ヒータ５０４及びヒータ５０５の出力を互いに等しくしてもよい。
【0106】
そして、原料供給装置５０１は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に温度差が生じた状態で、サセプター５０３に、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＩガス(Ｉｎ源)及びＴＥＧガス（Ｇａ源）を含む第２原料含有ガスＧ２とを供給する。ここで、輸送ガスとしてＮ２ガスが用いられる。これにより、ｎ側光ガイド層３１上に活性層３２が積層される。
【0107】
なお、輸送ガスとして、Ｎ２ガスを用いることで、Ｉｎ元素がより効率的に層に取り込まれやすくなる。
【0108】
活性層３２が形成された後、第１回転機構は、サセプター５０３を回転させ、ウェハＷを再度自転させる。
【0109】
次に、原料供給装置５０１は、サセプター５０３に、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、Ｃｐ２Ｍｇガス(Ｍｇ源)を含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、Ｈ２及びＮ２の混合ガスが用いられる。これにより、活性層３２上にｐ側光ガイド層３３を積層する。
【0110】
次いで、原料供給装置５０１は、基板面Ｗｓに、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＡガス（Ａｌ源）、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、Ｃｐ２Ｍｇガス（Ｍｇ源）を含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、例えば、Ｈ２及びＮ２の混合ガスが用いられる。これにより、ｐ側光ガイド層３３上にＰ型電子障壁層４１が形成される。
【0111】
次に、原料供給装置５０１は、サセプター５０３に、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＡガス（Ａｌ源）、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、Ｃｐ２Ｍｇガス（Ｍｇ源）とを含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、例えば、Ｈ２及びＮ２の混合ガスを用いる。これにより、Ｐ型電子障壁層４１上にｐ側クラッド層４２が形成される。
【0112】
次に、原料供給装置５０１は、サセプター５０３に、ＮＨ３ガス（Ｎ源）を含む第１原料含有ガスＧ１と、ＴＭＧガス（Ｇａ源）、及び、Ｃｐ２Ｍｇガス（Ｍｇ源）を含む第２原料含有ガスＧ２を供給する。ここで、輸送ガスとして、Ｈ２及びＮ２の混合ガスが用いられる。これにより、ｐ側クラッド層４２上にｐ側コンタクト層４３が形成される。
【0113】
なお、ヒータ５０４、５０５は、ｎ側半導体層２０、ｎ側光ガイド層３１、ｐ側光ガイド層３３及びｐ側半導体層４０の形成時、基板面Ｗｓの温度が約１０００℃以上、１１００℃以下の範囲となるようにサセプター５０３を加熱する。また、活性層３２の形成時、ヒータ５０４、５０５により、基板面Ｗｓの第１領域及び第２領域の温度が、いずれも約８００℃付近となるようにサセプター５０３を加熱する。なお、基板面Ｗｓの温度は、層の成長温度に相当する。
【0114】
ｎ側半導体層２０、ｎ側光ガイド層３１、ｐ側光ガイド層３３及びｐ側半導体層４０の形成時にウェハＷが自転することで、半導体基板のこれらの層において元素の組成を均一にすることができる。
【0115】
以上の工程により、積層構造体を含む半導体基板が製造される。
【0116】
（ＬＤバーの製造方法）
次に、本実施形態に係るＬＤバー１００の製造方法について説明する。
次に、本実施形態に係るＬＤバー１００の製造方法について説明する。
【0117】
まず、半導体基板における積層構造体のｐ側半導体層４０をエッチングすることで、配ａ軸方向に並ぶように、複数のエミッタ１０１をストライプ状に形成する。これにより、積層構造体に、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に向かう方向に並ぶ複数のエミッタ１０１が形成される。また、積層構造体において、エミッタ１０１の配列方向がａ軸方向に平行となる。
【0118】
次いで、エミッタ１０１が形成された積層構造体上に、ｐ側電極５０、誘電体層６０、パッド電極７０を順に形成し、ウェハＷの裏面に、ｎ側電極８０を形成する。
【0119】
以下、半導体基板に、ｐ側電極５０、誘電体層６０、パッド電極７０、及び、ｎ側電極８０が形成されたものを、「ＬＤ基板」と称す。
【0120】
次に、ＬＤ基板からＬＤバー１００を切り出す。
【0121】
図７は、ＬＤ基板８００からのＬＤバー１００の切り出し例を説明する図である。図７に示されているＬＤ基板８００において、右側領域が第１領域Ｒ１であり、左側領域が第２領域Ｒ２である。図７の１００Ｒは、単位領域である。単位領域１００Ｒあたり、ＬＤバー１００が多数（例えば、１００本）切り出し可能である。
【0122】
ＬＤバー１００の両端に位置するエミッタ１０１間距離Ｌｔが１０ｍｍであるので、ＬＤ基板８００（直径約５０ｍｍ）に対して、ｍ軸方向中央部においてａ軸方向に４つの単位領域１００Ｒをレイアウトできる。
【0123】
このレイアウトに従って、切り出しを行うことで、ＬＤ基板８００（直径約５０ｍｍ）から、ａ軸方向において、最大で４本のＬＤバー１００を切り出すことができる。
【0124】
以上の工程により、ＬＤバー１００が製造される。
【0125】
そして、ＬＤバー１００、回折格子２００、及び、外部共振ミラー３００等を準備し、例えば、上述の条件（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）が満たされるように配置することで、ＷＢＣシステム１が形成される。以下、ＷＢＣシステム１は、上述の条件（ａ）－（ｅ）が満たされているとして説明する。
【0126】
＜ゲインピーク波長分布が変化する要因＞
ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長分布は、下記要因（１）及び（２）の影響を受けて変化する。
ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長分布は、下記要因（１）及び（２）の影響を受けて変化する。
【0127】
要因（１）
活性層３２（ＩｎＧａＮ層）が形成される際の成長温度が高くなるほど、活性層３２におけるＩｎ組成比率が減少する。活性層３２におけるＩｎ組成比率が低い部位の上に形成されるエミッタ１０１のゲインピーク波長は短くなる。
活性層３２（ＩｎＧａＮ層）が形成される際の成長温度が高くなるほど、活性層３２におけるＩｎ組成比率が減少する。活性層３２におけるＩｎ組成比率が低い部位の上に形成されるエミッタ１０１のゲインピーク波長は短くなる。
【0128】
要因（２）
半導体基板におけるゲインピーク波長分布は、ウェハＷの基板面Ｗｓのオフ角分布に応じて変化する。例えば、ウェハＷの主面であるＣ面（（０００１）面）に対してオフ角が大きくなるほど、その位置の上には、活性層３２を形成する工程において、Ｉｎが堆積しにくくなる。よって、基板面Ｗｓにおけるオフ角が大きい位置において、活性層３２のＩｎ組成比率が減少する。活性層３２におけるＩｎ組成比率が低い部位の上に形成されるエミッタ１０１のゲインピーク波長が短くなる。よって、基板面Ｗｓにおける位置によってオフ角が異なる場合、活性層３２の成長温度が基板面Ｗｓ全域において均一であったとしても、位置毎にゲインピーク波長が異なる。
半導体基板におけるゲインピーク波長分布は、ウェハＷの基板面Ｗｓのオフ角分布に応じて変化する。例えば、ウェハＷの主面であるＣ面（（０００１）面）に対してオフ角が大きくなるほど、その位置の上には、活性層３２を形成する工程において、Ｉｎが堆積しにくくなる。よって、基板面Ｗｓにおけるオフ角が大きい位置において、活性層３２のＩｎ組成比率が減少する。活性層３２におけるＩｎ組成比率が低い部位の上に形成されるエミッタ１０１のゲインピーク波長が短くなる。よって、基板面Ｗｓにおける位置によってオフ角が異なる場合、活性層３２の成長温度が基板面Ｗｓ全域において均一であったとしても、位置毎にゲインピーク波長が異なる。
【0129】
＜ゲインピーク波長差の上限＞
ＬＤ基板８００のａ軸方向両端に形成された２つのエミッタ１０１におけるゲインピーク波長差Δλｓｕｂについて説明する。
ＬＤ基板８００のａ軸方向両端に形成された２つのエミッタ１０１におけるゲインピーク波長差Δλｓｕｂについて説明する。
【0130】
ＬＤ基板８００の切出対象領域におけるａ軸方向の最大寸法をＬｓｕｂとすると、ＬＤ基板８００からａ軸方向において、最大で、Ｌｓｕｂ／Ｌｔ本、ＬＤバー１００が切り出し可能である。なお、Ｌｔは、ＬＤバー１００の両端に位置するエミッタ１０１間距離であるが、配列方向におけるＬＤバー１００の寸法とみなすことができる。
【0131】
ＬＤバー１００の両端に位置するエミッタ１０１間のゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、下記式（８）で表すことができる。
Δλ＿ｇ＝Δλｓｕｂ／（Ｌｓｕｂ／Ｌｔ） ・・・・・・（８）
Δλ＿ｇ＝Δλｓｕｂ／（Ｌｓｕｂ／Ｌｔ） ・・・・・・（８）
【0132】
エミッタ１０１がレーザ発振可能となる波長差Δλ＿ｏは、式（２．１）で表すことができるので、下記式（９）を満たすことで、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１においてレーザ発振可能となる。
Δλ＿ｇ≦ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２ ・・・・・・（９）
Δλ＿ｇ≦ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋３．２ ・・・・・・（９）
【0133】
なお、下記式（１０）を満たすことで、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１において、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるようにレーザ発振可能となる。
Δλ＿ｇ≦ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２ ・・・・・・（１０）
Δλ＿ｇ≦ΔλＥＣ＿ｂａｒ＋１．２ ・・・・・・（１０）
【0134】
本実施形態では、活性層３２を形成する際に、ヒータ５０４、ヒータ５０５の出力に差を設け、基板面Ｗｓの第１領域と第２領域とにおいて成長温度に差を設けている。よって、ＬＤバー１００を、ＷＢＣシステム１に搭載したとき、要因（１）により、ゲインピーク波長分布をロック波長分布に近づけることができる。すなわち、上述の式（９）、より望ましくは式（１０）を満たすことができる。
【0135】
【0136】
発明者らは、半導体基板７１０及び半導体基板７２０をそれぞれ下記条件（ｉ）及び（ｊ）の下で製造し、半導体基板７３０、及び、半導体基板７４０を下記条件（ｋ）の下で製造した。
（ｉ）ヒータ出力比が１（１００％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を同じヒータ出力で加熱。
（ｊ）ヒータ出力比が１．１（１１０％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域を、第２領域に対するヒータ出力の１．１倍のヒータ出力で加熱。
（ｋ）ヒータ出力比が１．０６（１０６％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１を、第２領域Ｒ２に対するヒータ出力の１．０６倍のヒータ出力で加熱。
（ｉ）ヒータ出力比が１（１００％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を同じヒータ出力で加熱。
（ｊ）ヒータ出力比が１．１（１１０％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域を、第２領域に対するヒータ出力の１．１倍のヒータ出力で加熱。
（ｋ）ヒータ出力比が１．０６（１０６％）。すなわち、活性層３２の形成時、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１を、第２領域Ｒ２に対するヒータ出力の１．０６倍のヒータ出力で加熱。
【0137】
なお、半導体基板７１０～７４０の製造時、下記条件（ｌ）及び（ｍ）を満たすウェハＷを使用し、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２をヒータ５０４、５０５でそれぞれ加熱した。
（ｌ）直径約５０ｍｍ（２インチφ）
（ｍ）基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向が第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に向かう。
（ｌ）直径約５０ｍｍ（２インチφ）
（ｍ）基板面Ｗｓにおけるオフ角の主軸方向が第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に向かう。
【0138】
図８～図１１は、それぞれ半導体基板７１０～７４０のゲインピーク波長分布を示す図である。図８～図１１において、半導体基板７１０～７４０の右側領域が第１領域Ｒ１に対応し、左側領域が第２領域Ｒ２に対応する。
【0139】
図８には、右側領域から左側領域に向けて次第にゲインピーク波長が小さくなっていることが示されている。このゲインピーク波長分布は、基板面Ｗｓのオフ角分布に起因している。
【0140】
図９には、右側領域から左側領域に向けて次第にゲインピーク波長が大きくなっていることが示されている。このゲインピーク波長分布は、活性層３２の形成時に、成長温度が第１領域Ｒ１で高く、第２領域Ｒ２で低かったことに起因する。
【0141】
図９の結果により、ヒータ出力比を変更することで、基板面Ｗｓにおけるゲインピーク波長分布が自在に変更できることが分かった。
【0142】
図１０及び図１１には、ウェハＷの基板面Ｗｓの全領域においてほぼ一様のゲインピーク波長分布となっていることが示されている。ヒータ出力比を１．０６とすることで、基板面Ｗｓのオフ角分布に起因するゲインピーク波長分布を均し、一様のゲインピーク波長分布に変更できることが分かった。
【0143】
＜ゲインピーク波長差の検討＞
次に、半導体基板７１０～７４０におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇについて説明する。
次に、半導体基板７１０～７４０におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇについて説明する。
【0144】
例えば、ＷＢＣシステム１において、ＬＤバー１００の配列方向両端に位置するエミッタ１０１同士のロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒは、約１．０ｎｍである。
【0145】
上述の式（９）を踏まえると、半導体基板から製造されたＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときに、すべてのエミッタ１０１においてレーザ発振を生じさせるためには、Δλ＿ｇは、４．２ｎｍ（＝１．０ｎｍ＋３．２ｎｍ）以下でなければならない。
【0146】
また、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときに、すべてのエミッタ１０１において、ロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるようにレーザ発振を生じさせるためには、式（１０）より、Δλ＿ｇは、２．２ｎｍ（＝１．０ｎｍ＋１．２ｎｍ）以下でなければならない。
【0147】
図１２は、半導体基板７１０～７４０のａ軸方向の各位置におけるゲインピーク波長を示すグラフである。図１３は、半導体基板７１０～７４０のａ軸方向の各位置における波長差パラメータを示すグラフである。波長差パラメータは、最も長いゲインピーク波長を基準値としたときの基準値とゲインピーク波長との差の絶対値である。
【0148】
【0149】
図１２には、図８～図１１の結果が直接反映されている。例えば、「１００％」のグラフは、ａ軸方向に沿って進む程、ゲインピーク波長が大きくなる傾向を示し、「１１０％」のグラフは、ａ軸方向に沿って進む程、ゲインピーク波長が小さくなる傾向を示している。また、「１０６％－１」、及び、「１０６％－２」のグラフは、ａ軸方向においてゲインピーク波長が略一様であることを示す。
【0150】
図１３には、半導体基板７１０（「１００％」）の基板面Ｗｓのａ軸方向において、ゲインピーク波長差が、最大で約１９ｎｍであることが示されている。半導体基板７１０に対して、ａ軸方向に並ぶようにエミッタ１０１を形成し、かつ、ａ軸方向においてＬＤバー１００を４本切り出す場合、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、約４．８ｎｍ（＝１９ｎｍ÷４）になる。すなわち、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、４．２ｎｍよりも大きくなる。
【0151】
よって、半導体基板７１０から製造されたＬＤバー１００が、ＷＢＣシステム１に搭載した場合、レーザ発振が生じないエミッタ１０１が存在することになる。
【0152】
図１３には、半導体基板７２０（「１１０％」）の基板面Ｗｓのａ軸方向において、ゲインピーク波長差が、最大で約１２ｎｍであることが示されている。半導体基板７２０に対して、ａ軸方向に並ぶようにエミッタ１０１を形成し、かつ、ａ軸方向においてＬＤバー１００を４本切り出す場合、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、約３．０ｎｍ（＝１２ｎｍ÷４）である。すなわち、半導体基板７２０から製造されたＬＤバー１００におけるΔλ＿ｇは、４．２ｎｍ以下であるものの、２．２ｎｍよりは大きい。
【0153】
よって、半導体基板７２０から製造されたＬＤバー１００が、ＷＢＣシステム１に搭載された場合、すべてのエミッタ１０１でレーザ発振が生じる。ただし、一部のエミッタ１０１から出射される光は、波長範囲Ｒ９０に収まらずにレーザ発振する。つまり、より高強度でのレーザ発振はされないことになる。
【0154】
図１３には、半導体基板７３０の基板面Ｗｓのａ軸方向において、ゲインピーク波長差が、最大で約７ｎｍであることが示されている。半導体基板７３０に対して、ａ軸方向に並ぶようにエミッタ１０１を形成し、かつ、ａ軸方向においてＬＤバー１００を４本切り出す場合、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、約１．８ｎｍ（＝７ｎｍ÷４）である。すなわち、半導体基板７３０から製造されたＬＤバー１００におけるΔλ＿ｇは、２．２ｎｍ以下である。
【0155】
図１３には、半導体基板７４０の基板面Ｗｓのａ軸方向において、ゲインピーク波長差が、最大で約４ｎｍであることが示されている。半導体基板７４０に対して、ａ軸方向に並ぶようにエミッタ１０１を形成し、かつ、ａ軸方向においてＬＤバー１００を４本切り出す場合、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、約１．０ｎｍ（＝４ｎｍ÷４）である。すなわち、半導体基板７４０から製造されたＬＤバー１００におけるΔλ＿ｇは、２．２ｎｍ以下である。
【0156】
よって、半導体基板７３０または７４０から製造されたＬＤバー１００が、ＷＢＣシステム１に搭載された場合、すべてのエミッタ１０１でロック波長が波長範囲Ｒ９０に収まるようにレーザ発振が生じる。
【0157】
したがって、ヒータ５０４、５０５のヒータ出力比を適度に設定することで、製造されるＬＤバー１００のゲインピーク波長分布をＷＢＣシステム１のロック波長分布に近づけることができ、発振特性を向上させることができる。
【0158】
本開示の発明者らは、半導体基板７１０、７３０、７４０におけるゲインピーク波長のオフ角依存性を示す波長・オフ角パラメータを算出した。波長・オフ角パラメータは、半導体基板のａ軸方向におけるゲインピーク波長勾配を、ａ軸方向におけるオフ角勾配（単位は、「ｎｍ／°」）で除算することで算出される。波長・オフ角パラメータは、絶対値が大きいほど、基板面Ｗｓのオフ角分布の影響が大きいことを意味する。半導体基板７１０、７３０、７４０における波長・オフ角パラメータのその算出結果が、下記表１に示されている。
【0159】
【表1】
【0160】
半導体基板７１０の波長・オフ角パラメータの絶対値が大きいのに対して、半導体基板７３０、７４０の波長・オフ角パラメータの絶対値は微小である。つまり、ヒータ５０４、５０５のヒータ出力比を適度な値にすることで、基板面Ｗｓのオフ角分布の影響を打ち消して、半導体基板に望ましいゲインピーク波長分布を形成することができる。
【0161】
また、発明者らは、半導体基板７１０、７２０、７３０、７４０からＬＤバー１００を製造したときの歩留まり率Ｙ８０、Ｙ９０を調べた。
【0162】
歩留まり率Ｙ８０は、半導体基板から製造されたすべてのＬＤバー１００のうちのゲインピーク波長差Δλ＿ｇが４．２ｎｍ以内であるＬＤバー１００の割合である。ＬＤバー１００においてゲインピーク波長差Δλ＿ｇが４．２ｎｍ以内であるとき、すべてのエミッタ１０１においてレーザ発振可能である。
【0163】
歩留まり率Ｙ９０は、半導体基板から製造されたすべてのＬＤバー１００のうちのゲインピーク波長差Δλ＿ｇが２．２ｎｍ以内であるＬＤバー１００の割合である。ＬＤバー１００においてゲインピーク波長差Δλ＿ｇが２．２ｎｍ以内であるとき、すべてのエミッタ１０１において、より高強度でレーザ発振可能である。
【0164】
【表2】
【0165】
半導体基板７１０の歩留まり率Ｙ８０は、３８．３％であるのに対して、半導体基板７３０及び７４０の歩留まり率Ｙ８０は、それぞれ８３．３％、及び、９１．７％であった。
【0166】
また、半導体基板７１０の歩留まり率Ｙ９０は、２５．０％であるのに対して、半導体基板７３０及び７４０の歩留まり率Ｙ９０は、それぞれ６３．３％、及び、６８．３％であった。
【0167】
このように、ヒータ出力比を１００％から１０６％に変更することで、歩留まり率Ｙ８０、Ｙ９０のいずれも、２倍以上になった。よって、ヒータ出力比を適切に制御することで、ＷＢＣシステム１に搭載するＬＤバー１００として適したゲインピーク波長分布を有するＬＤバー１００を効率的に製造することができる。
【0168】
（加熱制御例）
以下、ヒータ５０４、５０５による第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に対する加熱制御について、４種類のウェハに対する加熱を例に挙げて説明する。以下の説明において、４種類のウェハを、それぞれ、第１ウェハＷ１、第２ウェハＷ２、第３ウェハＷ３、及び、第４ウェハＷ４とする。
以下、ヒータ５０４、５０５による第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に対する加熱制御について、４種類のウェハに対する加熱を例に挙げて説明する。以下の説明において、４種類のウェハを、それぞれ、第１ウェハＷ１、第２ウェハＷ２、第３ウェハＷ３、及び、第４ウェハＷ４とする。
【0169】
＜第１ウェハに対する加熱制御＞
図１４～１６を参照しつつ、第１ウェハＷ１に対する加熱制御について説明する。図１４は、第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図１５及び図１６は、第１ウェハＷ１に対する第１加熱制御及び第２加熱制御による効果を説明する図である。
図１４～１６を参照しつつ、第１ウェハＷ１に対する加熱制御について説明する。図１４は、第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図１５及び図１６は、第１ウェハＷ１に対する第１加熱制御及び第２加熱制御による効果を説明する図である。
【0170】
第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓは、ａ軸方向における前端側領域（図１４の右側領域）よりも後端側領域（図１４の左側領域）においてオフ角が大きくなるオフ角分布を有している。また、ａ軸方向前端から後端にかけてオフ角の変化量が比較的大きい。
【0171】
活性層３２の形成時に第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓの全域を均一に加熱して半導体基板を製造し、その半導体基板からＬＤバー１００を製造した場合、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなる波長特性を有する（図１５及び図１６の破線）。これは、ＬＤバー１００におけるａ軸方向後端のエミッタ１０１（すなわち、第１端エミッタ）のゲインピーク波長は、ａ軸方向前のエミッタ１０１（すなわち、第２端エミッタ）のゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。この波長特性は、第１ウェハＷ１のオフ角分布に起因する。この波長特性の傾きＤｔｈ１は、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇが式（９）を満たさない程度に大きい。
【0172】
＜＜第１加熱制御＞＞
そこで、制御部は、基板面Ｗｓのａ軸方向の前端側領域を第１領域Ｒ１、及び、ａ軸方向の後端側領域を第２領域Ｒ２に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度となるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。また、基準成長温度は、例えば、８００℃である。
そこで、制御部は、基板面Ｗｓのａ軸方向の前端側領域を第１領域Ｒ１、及び、ａ軸方向の後端側領域を第２領域Ｒ２に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度となるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。また、基準成長温度は、例えば、８００℃である。
【0173】
このように加熱制御することで、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１（前端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が減少する。よって、第１ウェハＷ１から製造されるＬＤバー１００において、ａ軸方向前端側のエミッタ１０１（第２端エミッタ）のゲインピーク波長が短くなる。
【0174】
その結果、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなり、かつ、傾きＤｔｈ１よりも小さい傾きを有する波長特性を有するようになる（図１５の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。
【0175】
＜＜第２加熱制御＞＞
制御部は、第１加熱制御とは別の加熱制御を行ってもよい。制御部は、第１加熱制御と同様に、第１領域Ｒ１、及び、第２領域Ｒ２を設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、かつ、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。
制御部は、第１加熱制御とは別の加熱制御を行ってもよい。制御部は、第１加熱制御と同様に、第１領域Ｒ１、及び、第２領域Ｒ２を設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、かつ、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。
【0176】
このように加熱制御することで、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１（前端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が減少するとともに、第２領域Ｒ２（後端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が増加する。よって、第１ウェハＷ１から製造されるＬＤバー１００において、ａ軸方向前端側のエミッタ１０１（第２端エミッタ）のゲインピーク波長は短くなり、ａ軸方向後端側のエミッタ１０１（第１端エミッタ）のゲインピーク波長が長くなる。
【0177】
その結果、ＬＤバー１００の波長特性は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が小さくなり、かつ、傾きＤｔｈ１よりも絶対値が小さい傾きを有する波長特性を有するようになる（図１６の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも大きいことを意味する。
【0178】
いずれの加熱制御を経た場合も、ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓのオフ角分布に起因するゲインピーク波長差よりも小さい。すなわち、上述の第１加熱制御または第２加熱制御に従って、第１ウェハＷ１の基板面Ｗｓを加熱することで、ゲインピーク波長差Δλ＿ｇが、式（９）を満たす、より望ましくは、式（１０）を満たすＬＤバー１００が得られる。
【0179】
＜第２ウェハに対する加熱制御＞
図１７～１９を参照しつつ、第２ウェハＷ２に対する加熱制御について説明する。図１７は、第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図１８及び図１９は、第２ウェハＷ２に対する第３加熱制御及び第４加熱制御による効果を説明する図である。
図１７～１９を参照しつつ、第２ウェハＷ２に対する加熱制御について説明する。図１７は、第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図１８及び図１９は、第２ウェハＷ２に対する第３加熱制御及び第４加熱制御による効果を説明する図である。
【0180】
第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓは、ａ軸方向における前端側領域よりも後端側領域においてオフ角が大きくなるオフ角分布を有している。一方、第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓにおけるａ軸方向前端から後端にわたるオフ角の変化量が、第１ウェハＷ１よりも大きい。
【0181】
もし、活性層３２の形成時に第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓの全域を均一に加熱して半導体基板を製造し、その半導体基板からＬＤバー１００を製造した場合、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなる波長特性を有する（図１８及び図１９の破線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。しかし、この波長特性の傾きＤｔｈ２に基づくゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときのロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒに基づくロック波長直線（図３参照）の傾きよりも小さくなる。
【0182】
＜＜第３加熱制御＞＞
そこで、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第２領域Ｒ２、及び、後端側領域を第１領域Ｒ１に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度となるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも所定温度低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。
そこで、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第２領域Ｒ２、及び、後端側領域を第１領域Ｒ１に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度となるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも所定温度低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。
【0183】
このように加熱制御することで、基板面Ｗｓの第２領域Ｒ２（前端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が増加する。よって、第２ウェハＷ２から製造されるＬＤバー１００において、ａ軸方向前端側のエミッタ１０１（第２端エミッタ）のゲインピーク波長が長くなる。
【0184】
その結果、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなり、かつ、傾きＤｔｈ２よりも大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図１８の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。
【0185】
＜＜第４加熱制御＞＞
制御部は、第４加熱制御を行ってもよい。第４加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。すなわち、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第１領域Ｒ１、及び、ａ軸方向の後端側領域を第２領域Ｒ２に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度となるように、ヒータ５０５の出力を設定する。
制御部は、第４加熱制御を行ってもよい。第４加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。すなわち、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第１領域Ｒ１、及び、ａ軸方向の後端側領域を第２領域Ｒ２に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度となるように、ヒータ５０５の出力を設定する。
【0186】
このように加熱制御することで、第２ウェハＷ２から製造されるＬＤバー１００において、第２端エミッタのゲインピーク波長は短くなり、第１端エミッタのゲインピーク波長が長くなる。
【0187】
その結果、ＬＤバー１００の波長特性は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が小さくなり、かつ、傾きＤｔｈ２よりも絶対値が大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図１９の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも大きいことを意味する。
【0188】
第３加熱制御または第４加熱制御を経て製造されたＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓのオフ角分布に起因するゲインピーク波長差よりも大きい。また、ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、式（９）を満たし、より望ましくは、式（１０）を満たす。
【0189】
すなわち、上述の第３加熱制御または第４加熱制御に従って、第２ウェハＷ２の基板面Ｗｓを加熱することで、ゲインピーク波長分布をロック波長分布に近づけることができる。よって、第３加熱制御または第４加熱制御を経て製造されたＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したとき、より強い発光強度を示す波長がロック波長として選択されるので、レーザ発振性能がより一層向上する。
【0190】
＜第３ウェハに対する加熱制御＞
図２０～２２を参照しつつ、第３ウェハＷ３に対する加熱制御について説明する。図２０は、第３ウェハＷ３の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図２１及び図２２は、第３ウェハＷ３に対する第５加熱制御及び第６加熱制御による効果を説明する図である。
図２０～２２を参照しつつ、第３ウェハＷ３に対する加熱制御について説明する。図２０は、第３ウェハＷ３の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図２１及び図２２は、第３ウェハＷ３に対する第５加熱制御及び第６加熱制御による効果を説明する図である。
【0191】
第３ウェハＷ３において、基板面Ｗｓのオフ角の主軸方向とａ軸方向とがほぼ直交している。よって、ａ軸方向の前端側領域と後端側領域とにおいてオフ角はほぼ同じである。
【0192】
もし、活性層３２の形成時に第３ウェハＷ３の基板面Ｗｓの全域を均一に加熱して半導体基板を製造し、その半導体基板からＬＤバー１００を製造した場合、ＬＤバー１００は、ａ軸方向においてゲインピーク波長がほぼ一定値となる波長特性を有する（図２１及び図２２の破線）。すなわち、第１端エミッタのゲインピーク波長と第２端エミッタのゲインピーク波長は、互いに略等しい。この波長特性の傾きＤｔｈ３は微小であり、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときのロック波長差ΔλＥＣ＿ｂａｒに基づくロック波長直線（図３参照）の傾きよりもはるかに小さくなる。
【0193】
＜＜第５加熱制御＞＞
そこで、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第２領域Ｒ２、及び、後端側領域を第１領域Ｒ１に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。
そこで、制御部は、基板面Ｗｓの前端側領域を第２領域Ｒ２、及び、後端側領域を第１領域Ｒ１に設定する。そして、制御部は、第１領域Ｒ１が基準成長温度よりも所定温度高くなるようにヒータ５０４の出力を設定し、第２領域Ｒ２が基準成長温度よりも低くなるように、ヒータ５０５の出力を設定する。このとき、ヒータ出力比は、例えば、１０６％である。
【0194】
このように加熱制御することで、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１（後端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が減少するとともに、第２領域Ｒ２（前端側領域）上の活性層３２におけるＩｎ組成比率が増加する。よって、第３ウェハＷ３にから製造されるＬＤバー１００において、第２端エミッタのゲインピーク波長が長くなるともに、第１端エミッタのゲインピーク波長が短くなる。
【0195】
その結果、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなり、かつ、傾きＤｔｈ３よりも大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図２１の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。
【0196】
＜＜第６加熱制御＞＞
制御部は、第６加熱制御を行ってもよい。第６加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。
制御部は、第６加熱制御を行ってもよい。第６加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。
【0197】
このように加熱制御することで、第３ウェハＷ３から製造されるＬＤバー１００において、第２端エミッタのゲインピーク波長は短くなり、第１端エミッタのゲインピーク波長が長くなる。
【0198】
その結果、ＬＤバー１００の波長特性は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が小さくなり、かつ、傾きＤｔｈ３よりも絶対値が大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図２２の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも大きいことを意味する。
【0199】
第５加熱制御または第６加熱制御を経て製造されるＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、ａ軸方向において、第３ウェハＷ３の基板面Ｗｓのオフ角分布に起因するゲインピーク波長差よりも大きい。また、ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、式（９）を満たし、より望ましくは、式（１０）を満たす。
【0200】
すなわち、上述の第５加熱制御または第６加熱制御に従って、第３ウェハＷ３の基板面Ｗｓを加熱することで、配列方向におけるゲインピーク波長分布をロック波長分布に近づけることができる。よって、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したとき、より強い発光強度を示す波長がロック波長として選択されるので、レーザ発振性能がより一層向上する。
【0201】
＜第４ウェハに対する加熱制御＞
図２３～２５を参照しつつ、第４ウェハＷ４に対する加熱制御について説明する。図２３は、第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図２４及び図２５は、第４ウェハＷ４に対する第７加熱制御及び第８加熱制御による効果を説明する図である。
図２３～２５を参照しつつ、第４ウェハＷ４に対する加熱制御について説明する。図２３は、第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓが有するオフ角分布を説明する図である。図２４及び図２５は、第４ウェハＷ４に対する第７加熱制御及び第８加熱制御による効果を説明する図である。
【0202】
第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓの全域においてオフ角は均一である。すなわち、第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓの各位置においてオフ角が略等しい。
【0203】
もし、活性層３２の形成時に第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓの全域を均一に加熱して半導体基板を製造し、その半導体基板からＬＤバー１００を製造した場合、ＬＤバー１００は、ａ軸方向においてゲインピーク波長が一定値を示す波長特性を有する（図２４及び図２５の破線）。すなわち、第１端エミッタのゲインピーク波長と第２端エミッタのゲインピーク波長は、互いに略等しい。なお、この波長特性の傾きＤｔｈ４は、ほぼ０である。
【0204】
＜＜第７加熱制御＞＞
そこで、制御部は、第７加熱制御を行う。第７加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第５加熱制御と同じである。
そこで、制御部は、第７加熱制御を行う。第７加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第５加熱制御と同じである。
【0205】
このように加熱制御することで、よって、第４ウェハＷ４から製造されるＬＤバー１００において、第２端エミッタのゲインピーク波長が長くなるともに、第１端エミッタのゲインピーク波長が短くなる。
【0206】
その結果、ＬＤバー１００は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が大きくなり、かつ、傾きＤｔｈ４よりも大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図２４の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも小さいことを意味する。
【0207】
＜＜第８加熱制御＞＞
また、制御部は、第８加熱制御を行ってもよい。第８加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。
また、制御部は、第８加熱制御を行ってもよい。第８加熱制御は、領域設定及び出力設定が上述の第２加熱制御と同じである。
【0208】
このように加熱制御することで、第４ウェハＷ４から製造されるＬＤバー１００において、第２端エミッタのゲインピーク波長は短くなり、第１端エミッタのゲインピーク波長が長くなる。
【0209】
その結果、ＬＤバー１００の波長特性は、ａ軸方向前端に向かうにつれてゲインピーク波長が小さくなり、かつ、傾きＤｔｈ４よりも絶対値が大きい傾きを有する波長特性を有するようになる（図２５の実線）。これは、ＬＤバー１００における第１端エミッタのゲインピーク波長は、第２端エミッタのゲインピーク波長よりも大きいことを意味する。
【0210】
第７加熱制御または第８加熱制御を経て製造されたＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓのオフ角分布に起因するゲインピーク波長差よりも大きい。また、ＬＤバー１００におけるゲインピーク波長差Δλ＿ｇは、式（９）を満たし、より望ましくは、式（１０）を満たす。
【0211】
すなわち、上述の第７加熱制御または第８加熱制御に従って、第４ウェハＷ４の基板面Ｗｓを加熱することで、配列方向におけるゲインピーク波長分布をロック波長分布に近づけることができる。よって、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したとき、より強い発光強度を示す波長がロック波長として選択されるので、レーザ発振性能がより一層向上する。
【0212】
（まとめ）
実施形態によれば、実施形態に係るＬＤバー１００を製造することができる。ＬＤバー１００は、基板面Ｗｓにオフ角分布を有するウェハＷと、基板面Ｗｓに積層された第１導電型クラッド層、活性層３２、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタ１０１と、を備える。ＬＤバー１００において、複数のエミッタ１０１から出射されるレーザ光の波長分布は、複数のエミッタ１０１からオフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる。
実施形態によれば、実施形態に係るＬＤバー１００を製造することができる。ＬＤバー１００は、基板面Ｗｓにオフ角分布を有するウェハＷと、基板面Ｗｓに積層された第１導電型クラッド層、活性層３２、および、第２導電型クラッド層を含む積層構造体と、積層構造体にストライプ状に形成され、導波路方向と直交する配列方向に並べて配置された複数のエミッタ１０１と、を備える。ＬＤバー１００において、複数のエミッタ１０１から出射されるレーザ光の波長分布は、複数のエミッタ１０１からオフ角分布に起因して出射されるレーザ光の波長分布と異なる。
【0213】
すなわち、ウェハＷのオフ角分布に関わらず、ＬＤバー１００における配列方向におけるゲインピーク波長分布を、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときのロック波長分布に近づけることができる。したがって、各エミッタ１０１において、ゲインピーク波長に近い波長でレーザ発振することになるので、ＷＢＣシステム１の発振性能を向上させることができる。
【0214】
具体的には、式（９）が満たされるとき、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１においてレーザ発振するようになる。式（１０）が満たされるとき、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１において、レーザ光のピーク強度の９０％以上を示す波長において、レーザ発振するようになる。
【0215】
ＬＤバー１００を、式（４）が満たされるように、ＷＢＣシステム１に搭載することで、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１においてレーザ発振させることができる。
【0216】
ＬＤバー１００を、式（９）が満たされるように、ＷＢＣシステム１に搭載することで、ＬＤバー１００のすべてのエミッタ１０１において、レーザ光のピーク強度の９０％以上を示す波長において、レーザ発振するようになる。
【0217】
また、上述のＬＤバー１００が搭載されることで、発振性能が高いＷＢＣシステム１が実現する。
【0218】
実施形態によれば、第１導電型クラッド層に、基板面Ｗｓの第１領域Ｒ１の温度を、第２領域Ｒ２の温度よりも高くした状態で、活性層３２を積層し、活性層３２上に、第２導電型クラッド層を積層する。
【0219】
これにより、ＬＤバー１００における配列方向におけるゲインピーク波長分布を、基板面Ｗｓのオフ角分布に起因して出射される光のゲインピーク波長分布と異なるものとし、ＬＤバー１００をＷＢＣシステム１に搭載したときのロック波長分布に近づけることができる。
【0220】
本実施形態では、第１導電型クラッド層に活性層３２を積層するとき、ヒータ５０４で、第１領域Ｒ１を加熱し、ヒータ５０５で第２領域Ｒ２を加熱している。また、本実施形態では、ウェハＷ上に第１導電型クラッド層を積層するとき、ウェハＷを自転させており、第１導電型クラッド層に活性層３２を積層するとき、ウェハの自転を停止させる。
【0221】
よって、ヒータ５０４、５０５に対して、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置をそれぞれ合わせることで、活性層３２の形成時に、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２を異なる温度で加熱できる。また、積層構造体の活性層３２以外の層を形成するときには、ウェハＷを自転させることで、それらの層において、元素の組成及び層の厚さを均一にすることができる。
【0222】
実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、少なくとも１つのウェハＷを支持するサセプター５０３と、サセプター５０３を介してウェハＷを加熱するヒータ５０４およびヒータ５０５と、サセプター５０３に支持されているウェハＷを自転させる第１回転機構と、ウェハＷの基板面Ｗｓに原料ガスを供給する原料供給装置５０１とを備える。
【0223】
よって、上述のＬＤバー１００の製造に用いられる半導体基板を製造できる。
【0224】
第１回転機構は、原料供給装置５０１によって活性層３２を形成するための原料が供給されるとき、ウェハＷの自転を停止させて、ウェハＷの第１領域Ｒ１がヒータ５０４によって加熱され、ウェハＷの第２領域Ｒ２がヒータ５０５によって加熱されるように、ウェハＷを位置決めする。
【0225】
よって、第１領域Ｒ１の温度が、第２領域Ｒ２の温度よりも高い状態で、活性層３２を形成することができる。
【0226】
実施形態によれば、上述の半導体基板に対して、ストライプ状に形成され、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２に向かう方向に並べて配置された複数のエミッタ１０１を形成し、ＬＤバーを切り出すことで、上述のＬＤバー１００を製造できる。
【0227】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
以下、第２実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
【0228】
【0229】
第１実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、２つのヒータ５０４、５０５を備えているのに対して、第２実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、３つのヒータ５０４～５０６を備えている。例えば、ヒータ５０４～５０６は、Ｘ軸方向に沿ってヒータ５０４、５０６、５０５の順に並ぶように配置されている。
【0230】
（半導体基板の製造方法）
制御部は、少なくとも活性層３２を形成するときには、ヒータ５０４の出力を最も高くし、ヒータ５０５の出力を最も低くする。
制御部は、少なくとも活性層３２を形成するときには、ヒータ５０４の出力を最も高くし、ヒータ５０５の出力を最も低くする。
【0231】
また、制御部は、ウェハＷの基板面Ｗｓを３つの領域に分け、基板面Ｗｓのオフ角分布に応じて、３つの領域に対して、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、第３領域Ｒ３を設定する。３つの領域は、基板面Ｗｓのａ軸方向の前端側領域、後端側領域、及び、それらの間に位置する中央領域である。
【0232】
図２７には、オフ角の主軸方向がａ軸方向とは反対向きであるウェハＷが例示されている。また、図２７には、そのウェハＷに対して、ａ軸方向前端領域が第１領域Ｒ１、後端側領域が第２領域Ｒ２、及び、中央領域が第３領域Ｒ３に設定されていることが例示されている。
【0233】
第１回転機構は、活性層３２の形成に際して、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、第３領域Ｒ３が、ヒータ５０４、ヒータ５０５、及び、ヒータ５０６でそれぞれ加熱されるように位置決めし、ウェハＷの自転を停止させる。これにより、ａ軸方向に沿って、成長温度の勾配を設けることができる。
【0234】
このように温度勾配が設けられた状態で、半導体基板製造装置５００は、活性層３２を形成する。
【0235】
（ＬＤバーの製造方法）
第２実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
第２実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
【0236】
以上説明した通り、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第１実施形態と比べて、活性層３２の形成時に、ウェハＷの基板面Ｗｓの成長温度勾配をより精密に制御できる。
【0237】
［第３実施形態］
以下、第３実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
以下、第３実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
【0238】
【0239】
第３実施形態では、サセプター５０３は、複数のウェハＷを支持するように構成されている。例えば、サセプター５０３には、最大３つのウェハＷが載置可能である。
【0240】
第３実施形態では、第１回転機構は、複数のウェハＷを個別に自転させる。
【0241】
また、サセプター５０３は、第１回転機構に加えて、第２回転機構を備えている。第２回転機構は、複数のウェハＷを鉛直軸（Ｚ軸）周りに公転させる。
【0242】
第１実施形態では、ヒータ５０４、ヒータ５０５がＸ軸方向に並ぶように配置されていたが、第３実施形態では、ヒータ５０４、ヒータ５０５が、同心円状に配置されている。例えば、ヒータ５０４は、円形の加熱面を有し、ヒータ５０５は、ヒータ５０４の加熱面の周囲を囲む環状の加熱面を有する（図２９参照）。
【0243】
（半導体基板の製造方法）
ウェハＷがサセプター５０３に載置されると、第１回転機構は、複数のウェハＷをそれぞれ自転させるとともに、第２回転機構は、複数のウェハＷをＺ軸周りに公転させる。そして、ウェハＷが自転及び公転した状態で、ｎ側半導体層２０及びｎ側光ガイド層３１を順に形成する。
ウェハＷがサセプター５０３に載置されると、第１回転機構は、複数のウェハＷをそれぞれ自転させるとともに、第２回転機構は、複数のウェハＷをＺ軸周りに公転させる。そして、ウェハＷが自転及び公転した状態で、ｎ側半導体層２０及びｎ側光ガイド層３１を順に形成する。
【0244】
ｎ側光ガイド層３１が形成された後、第１回転機構は、第１領域Ｒ１、及び、第２領域Ｒ２が、ヒータ５０４、及び、ヒータ５０５でそれぞれ加熱されるように位置決めし、ウェハＷの自転を停止させる。ａ軸方向に沿って、第１領域Ｒ１、及び、第２領域Ｒ２が並ぶように、ウェハＷの基板面Ｗｓに対して領域設定を行っておくことで、ａ軸方向に沿って、成長温度の勾配を設けることができる。
【0245】
このように温度勾配が設けられた状態で、半導体基板製造装置５００は、活性層３２を形成する。なお、活性層３２が形成されている間、第２回転機構は、ウェハＷの公転を継続する。
【0246】
（ＬＤバーの製造方法）
第３実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
第３実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
【0247】
以上説明した通り、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0248】
第３実施形態によれば、サセプター５０３は、複数のウェハＷを支持するように構成されており、サセプター５０３に支持されている複数のウェハＷを公転させる第２回転機構を備えている。さらに、ヒータ５０４とヒータ５０４は同心円状に配置されている。
【0249】
これにより、複数のウェハＷ上に同時に積層構造体を形成する際、元素組成及び厚さが均一になるように各層を形成することができる。
【0250】
よって、第３実施形態によれば、第１実施形態と比べて、短時間で高品質な半導体基板を数多く製造できる。
【0251】
［第４実施形態］
以下、第４実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
以下、第４実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
【0252】
【0253】
第４実施形態では、サセプター５０３は、多数のウェハＷを支持するように構成されている。例えば、サセプター５０３は、環状の載置面を有し、載置面には１２個のウェハＷが載置可能である（図３１参照）。
【0254】
第４実施形態では、第３実施形態と同様、第１回転機構は、複数のウェハＷを個別に自転させる。また、サセプター５０３は、複数のウェハＷを鉛直軸（Ｚ軸）周りに公転させる第２回転機構を備えている。
【0255】
また、第４実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、３つのヒータ５０４、５０５、５０６を備えており、それらは、同心円状に配置されている。例えば、ヒータ５０４、５０５、５０６は、環状の加熱面を有しており、ヒータ５０４が最も内側、ヒータ５０５が最も外側に配置されている。
【0256】
第４実施形態では、フローチャネル５０２は、第１原料含有ガスＧ１、第２原料含有ガスＧ２、及び、押えガスＧ３を、サセプター５０３の中心部から外側に向けて放射状に流すように構成されている。このように構成されることで、原料ガスを多数のウェハＷの基板面Ｗｓに対して均一に供給することができる。
【0257】
（半導体基板の製造方法）
制御部は、第２実施形態と同様、少なくとも活性層３２を形成するときには、ヒータ５０４の出力を最も高くし、ヒータ５０５の出力を最も低くする。また、制御部は、第２実施形態と同様に、ウェハＷの基板面Ｗｓに対して領域設定を行う。また、第１回転機構による自転制御、及び、第２回転機構による公転制御は、第３実施形態と同様である。
制御部は、第２実施形態と同様、少なくとも活性層３２を形成するときには、ヒータ５０４の出力を最も高くし、ヒータ５０５の出力を最も低くする。また、制御部は、第２実施形態と同様に、ウェハＷの基板面Ｗｓに対して領域設定を行う。また、第１回転機構による自転制御、及び、第２回転機構による公転制御は、第３実施形態と同様である。
【0258】
これにより、ウェハＷの基板面Ｗｓにおいて、ａ軸方向に沿って、成長温度の勾配を設けることができる。このように温度勾配が設けられた状態で、半導体基板製造装置５００は、活性層３２を形成する。
【0259】
（ＬＤバーの製造方法）
第４実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
第４実施形態に係る半導体基板の製造方法によって製造された半導体基板からＬＤ基板８００を形成し、ＬＤ基板８００からＬＤバー１００を切り出す。
【0260】
以上説明した通り、第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0261】
第４実施形態によれば、サセプター５０３は、第３実施形態よりも多くのウェハＷを支持することができるので、短時間で高品質な半導体基板をさらに数多く製造することができる。
【0262】
［変形例１］
以下、変形例１について、主に第２実施形態と異なる点を説明する。
以下、変形例１について、主に第２実施形態と異なる点を説明する。
【0263】
【0264】
変形例１に係る半導体基板製造装置５００は、シャワー方式の装置である。
【0265】
フローチャネル５０２は、第１原料含有ガスＧ１、及び、第２原料含有ガスＧ２を、基板面Ｗｓの上側からウェハＷに供給するように構成されている。なお、変形例１では、原料供給装置５０１は、押えガスＧ３を供給しなくてもよい。
【0266】
また、フローチャネル５０２は、排気ガスＧ４を、サセプター５０３の下方（Ｚ軸方向負側）に向けて排気するように構成されている。
【0267】
変形例１によれば、第２実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0268】
［変形例２］
以下、変形例２について、主に第３実施形態と異なる点を説明する。
以下、変形例２について、主に第３実施形態と異なる点を説明する。
【0269】
【0270】
変形例２に係る半導体基板製造装置５００は、変形例１と同様、シャワー方式の装置である。
【0271】
フローチャネル５０２は、第１原料含有ガスＧ１、及び、第２原料含有ガスＧ２を、基板面Ｗｓの上側からサセプター５０３上の複数のウェハＷに供給するように構成されている。なお、変形例２では、変形例１と同様、原料供給装置５０１は、押えガスＧ３を供給しなくてもよい。
【0272】
また、フローチャネル５０２は、排気ガスＧ４を、サセプター５０３の下方（Ｚ軸方向負側）に向けて排気するように構成されている。
【0273】
変形例２によれば、第３実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0274】
［変形例３］
以下、変形例３について、主に第４実施形態と異なる点を説明する。
以下、変形例３について、主に第４実施形態と異なる点を説明する。
【0275】
【0276】
変形例３に係る半導体基板製造装置５００は、変形例１と同様、シャワー方式の装置である。
【0277】
フローチャネル５０２は、第１原料含有ガスＧ１、及び、第２原料含有ガスＧ２を、基板面Ｗｓの上側から、サセプター５０３上に円状に配列された多数のウェハＷに供給するように構成されている。なお、変形例３では、変形例１と同様、原料供給装置５０１は、押えガスＧ３を供給しなくてもよい。
【0278】
また、フローチャネル５０２は、排気ガスＧ４を、サセプター５０３の下方（Ｚ軸方向負側）に向けて排気するように構成されている。
【0279】
変形例３によれば、第３実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0280】
なお、変形例３において、サセプター５０３は、円状の載置面を有していてもよい。また、多数のウェハＷは、図３７中に破線で示されるウェハＷを含んでもよい。つまり、多数のウェハＷは、サセプター５０３の載置面に円環状に配列されるのではなく、円形の領域内に敷き詰められるように配置されてもよい。
【0281】
この場合、半導体基板製造装置５００は、活性層３２を形成する際に、各ウェハＷの基板面Ｗｓに対して、ａ軸方向に沿って成長温度の勾配を設けることができるように配置された複数のヒータを有するとともに、それらのヒータの温度制御を行う。さらに、第１回転機構は、活性層３２を形成する際に、その複数のヒータによって、各ウェハＷの基板面Ｗｓに対して、ａ軸方向に沿って成長温度の勾配が設けられるように位置決めする。
【0282】
［第５実施形態］
以下、第５実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
以下、第５実施形態について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。
【0283】
（半導体基板製造装置）
第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、図５に示される半導体基板製造装置５００と同様の構成を備えている。すなわち、第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、原料供給装置５０１、フローチャネル５０２、サセプター５０３、ヒータ５０４、５０５、及び、制御部を備えている。第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、さらに、ウェハＷが載置される部品であるトレイ５０７を備えている。図３８は、トレイ５０７の側面図およびトレイ５０７に載置されたウェハＷの平面図である。
第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、図５に示される半導体基板製造装置５００と同様の構成を備えている。すなわち、第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、原料供給装置５０１、フローチャネル５０２、サセプター５０３、ヒータ５０４、５０５、及び、制御部を備えている。第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、さらに、ウェハＷが載置される部品であるトレイ５０７を備えている。図３８は、トレイ５０７の側面図およびトレイ５０７に載置されたウェハＷの平面図である。
【0284】
サセプター５０３には、トレイ５０７が載置される。第１回転機構は、トレイ５０７に支持されているウェハＷを自転させる。
【0285】
第５実施形態では、複数のヒータ５０４、５０５は、同一の出力となるように制御される。ただし、第５実施形態にかかる半導体基板製造装置５００は、ヒータを１つだけ備えていてもよく、例えば、ヒータ５０４のみを備えてもよい。この場合、ヒータ５０４は、サセプター５０３の載置面全体を均等に加熱することができる発熱面を有する。いずれの場合も、ヒータは、トレイ５０７を介してウェハＷを加熱する。
【0286】
トレイ５０７は、２段ザグリ構造を有しており、支持部５０８を備えている。
【0287】
支持部５０８は、ウェハＷの裏面とトレイ５０７との間に隙間が生じるように、ウェハＷの裏面の縁部を支持する。これにより、加熱されたトレイ５０７からの輻射熱によりウェハＷが加熱される。
【0288】
なお、ウェハＷをサセプター５０３の載置面に直接載置して積層構造体を形成する場合、ウェハＷにｎ側半導体層２０が形成された後、ウェハＷ（ＧａＮ層）とｎ側半導体層２０（ＡｌＧａＮ層）との格子定数の差に起因して、ウェハＷが反ってしまう。よって、ウェハＷの中心部のみがサセプター５０３と接触し、ウェハＷの縁部がサセプター５０３に接触しなくなる。例えば、単一のヒータを用いてサセプター５０３を均一に加熱する場合、ウェハＷにおいて、中心部から縁部に向かうほど成長温度が低下する同心円状の温度分布が生じる。しかしながら、トレイ５０７を使用することで、半導体基板の製造中にウェハＷに反りが生じたとしても、同心円状の温度分布の発生を防ぐことができる。
【0289】
本実施形態では、トレイ５０７は、傾斜面５０９を備えている。傾斜面５０９は、支持部５０８の内側に位置しており、ウェハＷが支持部５０８に支持された状態において、ウェハＷの裏面との距離が変化するように形成されている。例えば、傾斜面５０９は、Ｘ軸方向後端からＸ軸方向前端にむけて、深くなるように形成されている。
【0290】
例えば、ａ軸方向がＸ軸方向と平行になるように、トレイ５０７にウェハＷを載置し、そのトレイ５０７をサセプター５０３に載置された場合、ウェハＷのうち、傾斜面５０９と対向する部位が傾斜面５０９からの輻射熱により加熱される。ただし、ウェハＷにおいてａ軸方向後端に向かうほど、傾斜面５０９との距離が短くなる。よって、ウェハＷにおいて、ａ軸方向後端に向かうほど成長温度が高くなるように温度勾配が設けられる。
【0291】
ウェハＷの裏面と傾斜面５０９との距離が、１０μｍ大きくなると、成長温度が約１℃低下する。なお、活性層３２の形成時、成長温度が１℃変化すると、その活性層３２の上方に形成されるエミッタ１０１のゲインピーク波長は、約２ｎｍ変化する。例えば、この割合（２ｎｍ／℃）に基づいて、傾斜面５０９の角度が設定されてもよい。
【0292】
第５実施形態に係る半導体基板製造装置５００は、ウェハＷの裏面の縁部を支持し、かつ、ウェハＷの裏面に対向し裏面との距離が変化する傾斜面５０９を有するトレイ５０７と、トレイ５０７が載置されるサセプター５０３と、サセプター５０３およびトレイ５０７を介してウェハＷを加熱するヒータ５０４と、トレイ５０７に支持されているウェハＷを自転させる第１回転機構と、ウェハＷの基板面Ｗｓに原料ガスを供給する原料供給装置５０１と、を備える。
【0293】
よって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、１つのヒータを用いるだけで、ウェハＷに対して成長温度の勾配を設けることができる。
【0294】
また、ウェハＷがサセプター５０３に直接配置されないので、サセプター５０３の載置面が損傷されにくい。また、半導体基板が完成した場合、トレイごと半導体基板製造装置５００から取り出すことができるので、作業効率が高まる。
【0295】
［変形例４］
以下、変形例４について、主に第５実施形態と異なる点を説明する。
以下、変形例４について、主に第５実施形態と異なる点を説明する。
【0296】
（半導体基板製造装置）
図３９は、変形例４に係る半導体基板製造装置５００が備えるトレイ５０７を示す図である。
図３９は、変形例４に係る半導体基板製造装置５００が備えるトレイ５０７を示す図である。
【0297】
変形例４のトレイ５０７は、傾斜面５１０を複数個有する。具体的には、支持部５０８の内側において、複数の所定領域が規定され、各所定領域において、Ｘ軸方向後端から前端に向かうほど深くなるように、傾斜面５１０が形成されている。
【0298】
例えば、ａ軸方向がＸ軸方向と平行になるように、ウェハＷをトレイ５０７に載置し、そのトレイ５０７をサセプター５０３に載置した場合、ウェハＷの各傾斜面５１０と対向する領域（以下、「傾斜対向領域」と称す。）は、各傾斜面５１０からの輻射熱により加熱される。ここで、各傾斜対向領域において、ａ軸方向後端に向かうほど成長温度が高くなるように温度勾配が設けられる。
【0299】
トレイ５０７を用いて半導体基板を製造し、半導体基板にａ軸方向に並ぶようにエミッタ１０１を形成する。さらに、ｐ側電極５０、誘電体層６０、パッド電極７０、及び、ｎ側電極８０を形成することで、ＬＤ基板８００を形成する。その後、ＬＤ基板８００に対して、傾斜対向領域に対応するように単位領域１００Ｒ（図７参照）を設定し、切り出しを行う。これにより、エミッタ１０１の配列方向において、適度にゲインピーク波長差が生じているＬＤバー１００が得られる。
【0300】
変形例４によれば、第５実施形態と同様の作用効果が得られる。また、トレイ５０７は、複数の傾斜面５１０を備えているので、所定領域単位で温度勾配が生じるように、ウェハＷを加熱することができる。よって、ＬＤバー１００単位で精密にゲインピーク波長分布を調整することができる。
【0301】
［その他の変形例］
第１～第４実施形態、及び、変形例１～３に係る半導体基板製造装置５００は、フェースアップ方式の装置であり、基板面ＷｓがＺ軸正方向を向くようにウェハＷがサセプター５０３に配置されていた。しかしながら、本開示は、基板面ＷｓがＺ軸負方向を向くようにウェハＷが配置されるフェースダウン方式の半導体基板製造装置にも適用可能である。
第１～第４実施形態、及び、変形例１～３に係る半導体基板製造装置５００は、フェースアップ方式の装置であり、基板面ＷｓがＺ軸正方向を向くようにウェハＷがサセプター５０３に配置されていた。しかしながら、本開示は、基板面ＷｓがＺ軸負方向を向くようにウェハＷが配置されるフェースダウン方式の半導体基板製造装置にも適用可能である。
【0302】
第５実施形態及び変形例４のトレイ５０７は、第２～第４実施形態、及び、変形例１～３にも適用可能である。すなわち、第２～第４実施形態、及び、変形例１～３に係る半導体基板製造装置５００は、第５実施形態または変形例４のトレイ５０７を備えていてもよい。
【0303】
なお、ウェハＷのオリエンテーション・フラットは、必ずしも、ａ軸方向に沿って形成されていなくてもよい。
【0304】
上記各実施形態及び各変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0305】
本開示は、高出力かつ高品質のレーザ光の出射が求められる半導体レーザ素子に好適である。
【符号の説明】
【0306】
１ 波長ビーム結合（ＷＢＣ）システム
１０ 基板部
２０ ｎ側半導体層
３０ 発光層
３１ ｎ側光ガイド層
３２ 活性層
３３ ｐ側光ガイド層
４０ ｐ側半導体層
４１ Ｐ型電子障壁層
４２ ｐ側クラッド層
４３ ｐ側コンタクト層
５０ ｐ側電極
６０ 誘電体層
７０ パッド電極
８０ ｎ側電極
１００ 半導体レーザバー
１０１ エミッタ
２００ 回折格子
３００ 外部共振ミラー
４００ 光学レンズ
５００ 半導体基板製造装置
５０１ 原料供給装置
５０２ フローチャネル
５０３ サセプター
５０４、５０５、５０６ ヒータ
５０７ トレイ
５０８ 支持部
５０９、５１０ 傾斜面
Ｇ１ 第１原料含有ガス
Ｇ２ 第２原料含有ガス
Ｇ３ 押えガス
Ｇ４ 排気ガス
Ｇ５ ガス
Ｗ ウェハ
Ｗｓ 基板面
１０ 基板部
２０ ｎ側半導体層
３０ 発光層
３１ ｎ側光ガイド層
３２ 活性層
３３ ｐ側光ガイド層
４０ ｐ側半導体層
４１ Ｐ型電子障壁層
４２ ｐ側クラッド層
４３ ｐ側コンタクト層
５０ ｐ側電極
６０ 誘電体層
７０ パッド電極
８０ ｎ側電極
１００ 半導体レーザバー
１０１ エミッタ
２００ 回折格子
３００ 外部共振ミラー
４００ 光学レンズ
５００ 半導体基板製造装置
５０１ 原料供給装置
５０２ フローチャネル
５０３ サセプター
５０４、５０５、５０６ ヒータ
５０７ トレイ
５０８ 支持部
５０９、５１０ 傾斜面
Ｇ１ 第１原料含有ガス
Ｇ２ 第２原料含有ガス
Ｇ３ 押えガス
Ｇ４ 排気ガス
Ｇ５ ガス
Ｗ ウェハ
Ｗｓ 基板面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】