JP2000294878A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2000294878A JP2000294878A JP11099464A JP9946499A JP2000294878A JP 2000294878 A JP2000294878 A JP 2000294878A JP 11099464 A JP11099464 A JP 11099464A JP 9946499 A JP9946499 A JP 9946499A JP 2000294878 A JP2000294878 A JP 2000294878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- semiconductor laser
- active layer
- ridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの発光領域の位置決めをセルフアライン
で行って、少ない結晶成長回数により、１つのチップで
２つの波長の光を発生する半導体レーザ素子を作製す
る。 【解決手段】 基板１上に、一対のクラッド層４、６で
挟まれた活性層５上にリッジ８、９埋め込み構造を有す
る第１の半導体積層構造が設けられ、その上に、一対の
クラッド層１１、１３で挟まれた活性層１２を有する第
２の半導体積層構造が設けられている。活性層１２は、
リッジの形状を反映し、屈折率の高い部分を有して成長
されている。
で行って、少ない結晶成長回数により、１つのチップで
２つの波長の光を発生する半導体レーザ素子を作製す
る。 【解決手段】 基板１上に、一対のクラッド層４、６で
挟まれた活性層５上にリッジ８、９埋め込み構造を有す
る第１の半導体積層構造が設けられ、その上に、一対の
クラッド層１１、１３で挟まれた活性層１２を有する第
２の半導体積層構造が設けられている。活性層１２は、
リッジの形状を反映し、屈折率の高い部分を有して成長
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録再生装
置に用いられる半導体レーザ素子及びその製造方法に関
する。
置に用いられる半導体レーザ素子及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光情報記録再生システムのキーデ
バイスとして、半導体レーザ素子は積極的に研究開発さ
れている。
バイスとして、半導体レーザ素子は積極的に研究開発さ
れている。
【０００３】そして、従来のコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）からさらに高密度化及び大容量化が要請されている
ことから、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が
実用化されてきている。このＤＶＤには、従来の光情報
システムや現在までのデータを継承及び活用する必要性
から、ＣＤの再生及びデータ読み出しが行えることが要
望されている。
Ｄ）からさらに高密度化及び大容量化が要請されている
ことから、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が
実用化されてきている。このＤＶＤには、従来の光情報
システムや現在までのデータを継承及び活用する必要性
から、ＣＤの再生及びデータ読み出しが行えることが要
望されている。
【０００４】ところで、ＤＶＤ用のピックアップでは波
長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子が用い
られ、ＣＤ用のピックアップでは波長７８０ｎｍ帯の半
導体レーザ素子が用いられている。一般に、波長が短い
場合には読み出し光のビーム径が小さくなるので、６３
５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子でもほとんど
のＣＤ、例えば音楽用のＣＤやＣＤ−ＲＯＭの再生及び
データの読み出しは可能である。しかし、ＣＤ−Ｒにつ
いては、記録ディスクの反射率が６３５ｎｍ〜６５０ｎ
ｍの波長の光に対して低いため、再生及びデータの読み
出しが不可能である。
長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子が用い
られ、ＣＤ用のピックアップでは波長７８０ｎｍ帯の半
導体レーザ素子が用いられている。一般に、波長が短い
場合には読み出し光のビーム径が小さくなるので、６３
５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子でもほとんど
のＣＤ、例えば音楽用のＣＤやＣＤ−ＲＯＭの再生及び
データの読み出しは可能である。しかし、ＣＤ−Ｒにつ
いては、記録ディスクの反射率が６３５ｎｍ〜６５０ｎ
ｍの波長の光に対して低いため、再生及びデータの読み
出しが不可能である。
【０００５】そこで、ＤＶＤ及びＣＤの両方に対して再
生及びデータ読み出しを可能にするために、１つのピッ
クアップ内にＣＤ用とＤＶＤ用の２つの半導体レーザ素
子を内蔵したピックアップが考案されて実用化されてい
る。
生及びデータ読み出しを可能にするために、１つのピッ
クアップ内にＣＤ用とＤＶＤ用の２つの半導体レーザ素
子を内蔵したピックアップが考案されて実用化されてい
る。
【０００６】しかしながら、このピックアップは、１つ
のピックアップ内に２つの半導体レーザ素子を内蔵して
いるためにサイズが大きくなり、さらに、部品点数の増
加によりコストが高くなるという問題があった。
のピックアップ内に２つの半導体レーザ素子を内蔵して
いるためにサイズが大きくなり、さらに、部品点数の増
加によりコストが高くなるという問題があった。
【０００７】これを解決するために、例えば特開平３−
３０３８８号公報には、図３に示すように、１チップ内
に各々異なる波長の光を発生する２つの発光領域を備え
た半導体レーザ素子が提案されている。なお、この図に
おいて、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板、１０２はｎ型Ｇａ
Ａｓバッファー層、１０３はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層、１０４はＡｌＧａＡｓ活性層、１０５はｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層、１０６はｐ型ＧａＡｓコンタクト
層、１０８はＺｎＳＳｅ層、１０９はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、１１０はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、１１
１はＧａＡｓ活性層、１１２はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層、１１３はｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１１５はＺ
ｎＳＳｅ層、１１６は第１電極、１１７は第２電極、１
１８は第３電極を示す。
３０３８８号公報には、図３に示すように、１チップ内
に各々異なる波長の光を発生する２つの発光領域を備え
た半導体レーザ素子が提案されている。なお、この図に
おいて、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板、１０２はｎ型Ｇａ
Ａｓバッファー層、１０３はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層、１０４はＡｌＧａＡｓ活性層、１０５はｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層、１０６はｐ型ＧａＡｓコンタクト
層、１０８はＺｎＳＳｅ層、１０９はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、１１０はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、１１
１はＧａＡｓ活性層、１１２はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層、１１３はｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１１５はＺ
ｎＳＳｅ層、１１６は第１電極、１１７は第２電極、１
１８は第３電極を示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３に示した半導体レーザ素子においては、２つの発光領
域を形成するために結晶成長の回数が４回と多い。さら
に、２つの発光領域の位置関係を決定するのがセルフア
ラインではないので、位置合わせが非常に煩雑になると
いう問題がある。
３に示した半導体レーザ素子においては、２つの発光領
域を形成するために結晶成長の回数が４回と多い。さら
に、２つの発光領域の位置関係を決定するのがセルフア
ラインではないので、位置合わせが非常に煩雑になると
いう問題がある。
【０００９】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、２つの波長帯の光を
発生することができ、簡単に作製することができる半導
体レーザ素子及びその製造方法を提供することを目的と
する。
決するためになされたものであり、２つの波長帯の光を
発生することができ、簡単に作製することができる半導
体レーザ素子及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子は、１チップ内に、各々異なる波長の光を発生する２
つの発光領域を備えている半導体レーザ素子であって、
基板上に、一対のクラッド層で挟まれた活性層上にリッ
ジ埋め込み構造を有する第１の半導体積層構造が設けら
れ、該第１の半導体積層構造上に、一対のクラッド層で
挟まれた活性層を有する第２の半導体積層構造が設けら
れ、該第２の半導体積層構造の活性層が該リッジの形状
を反映し、屈折率の高い部分を有して成長され、そのこ
とにより上記目的が達成される。
子は、１チップ内に、各々異なる波長の光を発生する２
つの発光領域を備えている半導体レーザ素子であって、
基板上に、一対のクラッド層で挟まれた活性層上にリッ
ジ埋め込み構造を有する第１の半導体積層構造が設けら
れ、該第１の半導体積層構造上に、一対のクラッド層で
挟まれた活性層を有する第２の半導体積層構造が設けら
れ、該第２の半導体積層構造の活性層が該リッジの形状
を反映し、屈折率の高い部分を有して成長され、そのこ
とにより上記目的が達成される。
【００１１】前記第１の半導体積層構造の活性層及びク
ラッド層がＡｌＧａＩｎＰ系材料からなり、前記第２の
半導体積層構造の活性層及びクラッド層がＡｌＧａＡｓ
系材料からなっていてもよい。
ラッド層がＡｌＧａＩｎＰ系材料からなり、前記第２の
半導体積層構造の活性層及びクラッド層がＡｌＧａＡｓ
系材料からなっていてもよい。
【００１２】前記第１の半導体積層構造の活性層が量子
井戸活性層であるのが好ましい。
井戸活性層であるのが好ましい。
【００１３】本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
１チップ内に、各々異なる波長の光を発生する２つの発
光領域を備えている半導体レーザ素子を製造する方法で
あって、第１導電型の基板上に、少なくとも第１導電型
のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、
エッチングストップ層、第２導電型の第２クラッド層及
び第２導電型の中間バンドギャップ層を成長させる工程
と、該中間バンドギャップ層及び該第２クラッド層をエ
ッチングしてリッジを形成する工程と、該リッジ上及び
その両側にわたって第２導電型の接続層、第２導電型の
クラッド層、活性層、第１導電型のクラッド層及び第１
導電型のキャップ層を液相成長法により成長させる工程
と、該キャップ層側のリッジ上部分と該基板側に第１導
電型の電極を形成し、該接続層のリッジ上でない部分を
一部露出させるように該第１導電型のキャップ層から該
第２導電型の接続層上のクラッド層までをエッチングす
る工程と、露出された接続層部分上に第２導電型の電極
を形成する工程とを含み、そのことにより上記目的が達
成される。
１チップ内に、各々異なる波長の光を発生する２つの発
光領域を備えている半導体レーザ素子を製造する方法で
あって、第１導電型の基板上に、少なくとも第１導電型
のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、
エッチングストップ層、第２導電型の第２クラッド層及
び第２導電型の中間バンドギャップ層を成長させる工程
と、該中間バンドギャップ層及び該第２クラッド層をエ
ッチングしてリッジを形成する工程と、該リッジ上及び
その両側にわたって第２導電型の接続層、第２導電型の
クラッド層、活性層、第１導電型のクラッド層及び第１
導電型のキャップ層を液相成長法により成長させる工程
と、該キャップ層側のリッジ上部分と該基板側に第１導
電型の電極を形成し、該接続層のリッジ上でない部分を
一部露出させるように該第１導電型のキャップ層から該
第２導電型の接続層上のクラッド層までをエッチングす
る工程と、露出された接続層部分上に第２導電型の電極
を形成する工程とを含み、そのことにより上記目的が達
成される。
【００１４】以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】本発明にあっては、リッジ埋め込み構造を
有する第１の半導体積層構造の上に、ＬＰＥ（液相成
長）法で成長を行う。例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．３４．Ｎｏ．４， １５ Ｆｅｂｒｕ
ａｒｙ １９７９のＰ．２７１に示されるように、ＬＰ
Ｅ法によればリッジ側面の方がそれ以外の部分に比べて
成長レートが大きい。従って、屈曲部の層厚が厚くな
り、屈曲部の形状が平坦化されずにリッジ形状が反映さ
れる。これにより、後述する実施形態において図１
（ｄ）に示すように、第２の半導体積層構造の活性層１
２がリッジの形状を反映して屈曲部を有する形状に成長
する。
有する第１の半導体積層構造の上に、ＬＰＥ（液相成
長）法で成長を行う。例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．３４．Ｎｏ．４， １５ Ｆｅｂｒｕ
ａｒｙ １９７９のＰ．２７１に示されるように、ＬＰ
Ｅ法によればリッジ側面の方がそれ以外の部分に比べて
成長レートが大きい。従って、屈曲部の層厚が厚くな
り、屈曲部の形状が平坦化されずにリッジ形状が反映さ
れる。これにより、後述する実施形態において図１
（ｄ）に示すように、第２の半導体積層構造の活性層１
２がリッジの形状を反映して屈曲部を有する形状に成長
する。
【００１６】第１の半導体積層構造では、リッジ埋め込
み構造によるロスガイドによって光が閉じ込められ、さ
らに、リッジとそれを埋め込む層とのヘテロバリヤによ
り、電流狭窄の機能も与えることができる。例えば、後
述する実施形態において図１（ｄ）に示すように、リッ
ジをｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及びｐ型Ｇａ
ＩｎＰ中間バンドギャップ層９とし、それを埋め込むｐ
型ＧａＡｓ接続層１０を形成すれば、リッジ部のＡｌＧ
ａＩｎＰ第２クラッド層８とＧａＡｓ接続層１０との境
界にはホールに対するヘテロバリヤが存在するので、図
２に示すように、電流がｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャ
ップ層９にしか流れずに導波路部に閉じ込められる。
み構造によるロスガイドによって光が閉じ込められ、さ
らに、リッジとそれを埋め込む層とのヘテロバリヤによ
り、電流狭窄の機能も与えることができる。例えば、後
述する実施形態において図１（ｄ）に示すように、リッ
ジをｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及びｐ型Ｇａ
ＩｎＰ中間バンドギャップ層９とし、それを埋め込むｐ
型ＧａＡｓ接続層１０を形成すれば、リッジ部のＡｌＧ
ａＩｎＰ第２クラッド層８とＧａＡｓ接続層１０との境
界にはホールに対するヘテロバリヤが存在するので、図
２に示すように、電流がｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャ
ップ層９にしか流れずに導波路部に閉じ込められる。
【００１７】第２の半導体積層構造では、上記屈曲部の
層厚が他の部分よりも厚くなるので屈折率も高くなり、
光の導波路として機能させることができる。さらに、電
極を屈曲部の上部のみに形成することにより、その部分
に電流が流れやすくなる。
層厚が他の部分よりも厚くなるので屈折率も高くなり、
光の導波路として機能させることができる。さらに、電
極を屈曲部の上部のみに形成することにより、その部分
に電流が流れやすくなる。
【００１８】従って、２つの発光部の位置関係をセルフ
アラインにより決定することができ、位置合わせのため
に製造工程が複雑になることはない。さらに、１つの発
光領域を有する半導体レーザ素子を２つ並べた場合に比
べて発光領域を近づけることができ、２つの半導体レー
ザ素子を内蔵したピックアップに比べてサイズを小さく
することも可能である。
アラインにより決定することができ、位置合わせのため
に製造工程が複雑になることはない。さらに、１つの発
光領域を有する半導体レーザ素子を２つ並べた場合に比
べて発光領域を近づけることができ、２つの半導体レー
ザ素子を内蔵したピックアップに比べてサイズを小さく
することも可能である。
【００１９】第１の半導体積層構造の活性層及びクラッ
ド層にＡｌＧａＩｎＰ系材料を用い、第２の半導体積層
構造の活性層及びクラッド層にＡｌＧａＡｓ系材料を用
いることにより、波長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯及び波
長７８０帯の光を出射する半導体レーザ素子が得られる
ので、ＤＶＤの再生や読み出しと共に、ＣＤ−Ｒ及びＣ
Ｄ−ＲＯＭを含むＣＤの再生及びデータ読み出しが可能
となる。
ド層にＡｌＧａＩｎＰ系材料を用い、第２の半導体積層
構造の活性層及びクラッド層にＡｌＧａＡｓ系材料を用
いることにより、波長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍ帯及び波
長７８０帯の光を出射する半導体レーザ素子が得られる
ので、ＤＶＤの再生や読み出しと共に、ＣＤ−Ｒ及びＣ
Ｄ−ＲＯＭを含むＣＤの再生及びデータ読み出しが可能
となる。
【００２０】本発明の半導体レーザ素子の製造にあって
は、例えば、後述する実施形態において図１に示すよう
に、第１の成長工程によりｎ型クラッド層４からｐ型中
間バンドギャップ層９までを成長させ、ｐ型クラッド層
及び中間バンドギャップ層９をエッチングしてリッジを
形成する。ここで、ｐ型クラッド層として第１クラッド
層６と第２クラッド層８とを形成し、両者の間にエッチ
ングストップ層７を設ければ、エッチングの制御が容易
である。そして、第２の成長工程によりｐ型接続層１０
からｎ型キャップ層１４までを成長させる。そして、キ
ャップ層１４側のリッジ上部分及び基板側１にｎ型電極
１５、１６を形成し、キャップ層１４からｐ型クラッド
層１１までを一部エッチングして、露出された接続層１
０部分上にｐ型電極１７を形成する。このように、２回
の結晶成長により異なる波長の光を発生する２つの発光
領域を備え、後述する図２に示すように、各発光領域か
ら独立して光を出射させることができる半導体レーザ素
子が得られる。
は、例えば、後述する実施形態において図１に示すよう
に、第１の成長工程によりｎ型クラッド層４からｐ型中
間バンドギャップ層９までを成長させ、ｐ型クラッド層
及び中間バンドギャップ層９をエッチングしてリッジを
形成する。ここで、ｐ型クラッド層として第１クラッド
層６と第２クラッド層８とを形成し、両者の間にエッチ
ングストップ層７を設ければ、エッチングの制御が容易
である。そして、第２の成長工程によりｐ型接続層１０
からｎ型キャップ層１４までを成長させる。そして、キ
ャップ層１４側のリッジ上部分及び基板側１にｎ型電極
１５、１６を形成し、キャップ層１４からｐ型クラッド
層１１までを一部エッチングして、露出された接続層１
０部分上にｐ型電極１７を形成する。このように、２回
の結晶成長により異なる波長の光を発生する２つの発光
領域を備え、後述する図２に示すように、各発光領域か
ら独立して光を出射させることができる半導体レーザ素
子が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００２２】図１（ｄ）に、実施形態１の半導体レーザ
素子の構造を示す。
素子の構造を示す。
【００２３】この半導体レーザ素子は、波長６３５ｎｍ
〜６５０ｎｍ帯の光を出射する発光領域と波長７８０帯
の光を出射する発光領域とを備えている。
〜６５０ｎｍ帯の光を出射する発光領域と波長７８０帯
の光を出射する発光領域とを備えている。
【００２４】ｎ−ＧａＡｓ基板１上には、ｎ型ＧａＡｓ
バッファー層２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層３が設け
られ、その上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪み量子井戸活性層５及びｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６が設けられている。そ
の上にはＧａＩｎＰエッチングストップ層７を介してｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及びｐ型ＧａＩｎＰ
中間バンドギャップ層９からなるリッジが設けられ、リ
ッジ上及びその両側にわたってｐ型ＧａＡｓ接続層１０
が設けられている。その上にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１１、ＡｌＧａＡｓ活性層１２及びｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層１３及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１４が設け
られ、キャップ層１４側のリッジ上部分及び基板１側に
はｎ型電極１５、１６が設けられている。さらに、ｎ型
ＧａＡｓキャップ層１４からｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１１までがエッチングにより一部除去されてｐ型Ｇａ
Ａｓ接続層１１のリッジ上でない部分が一部露出されて
おり、その露出部上にｐ型電極１７が設けられている。
活性層１２はリッジ形状を反映して屈曲部を有する形状
に形成されている。
バッファー層２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層３が設け
られ、その上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪み量子井戸活性層５及びｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６が設けられている。そ
の上にはＧａＩｎＰエッチングストップ層７を介してｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及びｐ型ＧａＩｎＰ
中間バンドギャップ層９からなるリッジが設けられ、リ
ッジ上及びその両側にわたってｐ型ＧａＡｓ接続層１０
が設けられている。その上にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１１、ＡｌＧａＡｓ活性層１２及びｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層１３及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１４が設け
られ、キャップ層１４側のリッジ上部分及び基板１側に
はｎ型電極１５、１６が設けられている。さらに、ｎ型
ＧａＡｓキャップ層１４からｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１１までがエッチングにより一部除去されてｐ型Ｇａ
Ａｓ接続層１１のリッジ上でない部分が一部露出されて
おり、その露出部上にｐ型電極１７が設けられている。
活性層１２はリッジ形状を反映して屈曲部を有する形状
に形成されている。
【００２５】この半導体レーザは、例えば以下のように
して作製することができる。
して作製することができる。
【００２６】まず、図１（ａ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２、ｎ型Ｇ
ａＩｎＰバッファー層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪み量子井戸活性層
５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６、ＧａＩｎＰ
エッチングストップ層７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラ
ッド層８及びｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層９を
順次積層する。本実施形態では、ｎ−ＧａＡｓ基板１上
に、ＭＢＥ法により厚み０．２５μｍのｎ型ＧａＡｓバ
ッファー層２、厚み０．２５μｍのｎ型ＧａＩｎＰバッ
ファー層３、厚み１．２μｍのｎ型（Ａｌ0.72Ｇａ）Ｉ
ｎＰクラッド層４、歪み量子井戸活性層５として（Ａｌ
0.5Ｇａ）ＩｎＰ（厚み５００オングストローム）＋
［ＧａＩｎＰ（厚み５０オングストローム×４、Δａ／
ａ＝＋０．２２％）＋（Ａｌ0.5Ｇａ）ＩｎＰ（厚み５
０オングストローム×３）］＋（Ａｌ0.5Ｇａ）ＩｎＰ
（厚み５００オングストローム）、厚み０．１７μｍの
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６、厚み８０オング
ストロームのＧａＩｎＰエッチングストップ層７、厚み
１．０３μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及
び厚み０．０５μｍのｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャッ
プ層９を順次積層した。成長条件は、ｎ型ＧａＡｓバッ
ファー層２の成長は基板温度６００℃、成長レート１μ
ｍ／ｈｒ、Ｖ／IIIフラックス比はIII族リッチの値の３
倍〜４倍を行い、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層３からｐ
型ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層９までの成長は基板
温度４８０℃〜４９０℃、成長レート１μｍ／ｈｒ、Ｖ
／IIIフラックス比はIII族リッチの値の１．５倍で行っ
た。
Ａｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２、ｎ型Ｇ
ａＩｎＰバッファー層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪み量子井戸活性層
５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６、ＧａＩｎＰ
エッチングストップ層７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラ
ッド層８及びｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層９を
順次積層する。本実施形態では、ｎ−ＧａＡｓ基板１上
に、ＭＢＥ法により厚み０．２５μｍのｎ型ＧａＡｓバ
ッファー層２、厚み０．２５μｍのｎ型ＧａＩｎＰバッ
ファー層３、厚み１．２μｍのｎ型（Ａｌ0.72Ｇａ）Ｉ
ｎＰクラッド層４、歪み量子井戸活性層５として（Ａｌ
0.5Ｇａ）ＩｎＰ（厚み５００オングストローム）＋
［ＧａＩｎＰ（厚み５０オングストローム×４、Δａ／
ａ＝＋０．２２％）＋（Ａｌ0.5Ｇａ）ＩｎＰ（厚み５
０オングストローム×３）］＋（Ａｌ0.5Ｇａ）ＩｎＰ
（厚み５００オングストローム）、厚み０．１７μｍの
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層６、厚み８０オング
ストロームのＧａＩｎＰエッチングストップ層７、厚み
１．０３μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８及
び厚み０．０５μｍのｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャッ
プ層９を順次積層した。成長条件は、ｎ型ＧａＡｓバッ
ファー層２の成長は基板温度６００℃、成長レート１μ
ｍ／ｈｒ、Ｖ／IIIフラックス比はIII族リッチの値の３
倍〜４倍を行い、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層３からｐ
型ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層９までの成長は基板
温度４８０℃〜４９０℃、成長レート１μｍ／ｈｒ、Ｖ
／IIIフラックス比はIII族リッチの値の１．５倍で行っ
た。
【００２７】次に、図１（ｂ）に示すように、フォトリ
ソグラフィー及びエッチングにより第２クラッド層８及
び中間バンドギャップ層９をリッジ形状に形成する。こ
のとき、第２クラッド層８とエッチングストップ層７と
の選択エッチングによりエッチングを制御性良く停止さ
せることができる。リッジの幅は２μｍ〜５μｍにする
のが好ましく、リッジの高さは０．５μｍ〜１．５μｍ
にするのが好ましい。本実施形態では、幅４μｍ、高さ
１．０８μｍのリッジを形成した。
ソグラフィー及びエッチングにより第２クラッド層８及
び中間バンドギャップ層９をリッジ形状に形成する。こ
のとき、第２クラッド層８とエッチングストップ層７と
の選択エッチングによりエッチングを制御性良く停止さ
せることができる。リッジの幅は２μｍ〜５μｍにする
のが好ましく、リッジの高さは０．５μｍ〜１．５μｍ
にするのが好ましい。本実施形態では、幅４μｍ、高さ
１．０８μｍのリッジを形成した。
【００２８】続いて、図１（ｃ）に示すように、ＬＰＥ
法によりｐ型ＧａＡｓ接続層１０、ｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層１１、ＡｌＧａＡｓ活性層１２、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１３及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１４を
成長させる。本実施形態では、厚み０．２μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓ接続層１０、厚み０．５μｍのｐ型Ａｌ0.55Ｇａ
Ａｓクラッド層１１、屈曲部の厚みが８００オングスト
ロームのＡｌ0.1ＧａＡｓ活性層１２、厚み１μｍのｎ
型Ａｌ0.55ＧａＡｓクラッド層１３及び厚み０．５μｍ
のｎ型ＧａＡｓキャップ層１４を順次積層した。ＬＰＥ
法による成長条件は、基板温度８００℃、ソーク温度８
００℃、ソーク時間２ｈｒ、温度勾配１℃／ｍｉｎとし
た。
法によりｐ型ＧａＡｓ接続層１０、ｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層１１、ＡｌＧａＡｓ活性層１２、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１３及びｎ型ＧａＡｓキャップ層１４を
成長させる。本実施形態では、厚み０．２μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓ接続層１０、厚み０．５μｍのｐ型Ａｌ0.55Ｇａ
Ａｓクラッド層１１、屈曲部の厚みが８００オングスト
ロームのＡｌ0.1ＧａＡｓ活性層１２、厚み１μｍのｎ
型Ａｌ0.55ＧａＡｓクラッド層１３及び厚み０．５μｍ
のｎ型ＧａＡｓキャップ層１４を順次積層した。ＬＰＥ
法による成長条件は、基板温度８００℃、ソーク温度８
００℃、ソーク時間２ｈｒ、温度勾配１℃／ｍｉｎとし
た。
【００２９】次に、キャップ層１４側のリッジ上部分及
び基板１側にｎ型電極１５、１６を形成する。
び基板１側にｎ型電極１５、１６を形成する。
【００３０】その後、フォトリソグラフィー及びエッチ
ングによりキャップ層１４からｐ型クラッド層１１まで
を一部除去して接続層１１のリッジ上でない部分を一部
露出させ、その露出部上にｐ型電極１７を形成する。
ングによりキャップ層１４からｐ型クラッド層１１まで
を一部除去して接続層１１のリッジ上でない部分を一部
露出させ、その露出部上にｐ型電極１７を形成する。
【００３１】このようにして作製された半導体レーザ素
子において、下部の発光領域では、リッジ埋め込み構造
によるロスガイドによって光が閉じ込められる。さら
に、リッジ部のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８とＧａ
Ａｓ接続層１０との境界にはホールに対するヘテロバリ
ヤが存在するので、電流がｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギ
ャップ層９にしか流れずに導波路部に閉じ込められる。
子において、下部の発光領域では、リッジ埋め込み構造
によるロスガイドによって光が閉じ込められる。さら
に、リッジ部のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８とＧａ
Ａｓ接続層１０との境界にはホールに対するヘテロバリ
ヤが存在するので、電流がｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギ
ャップ層９にしか流れずに導波路部に閉じ込められる。
【００３２】上部の発光領域では、活性層１２の屈曲部
の層厚が他の部分よりも厚くなるので屈折率が高くな
り、光の導波路として機能させることができる。さら
に、ｎ型電極１５が屈曲部の上のみに形成されているの
で、その部分に電流が流れやすくなる。
の層厚が他の部分よりも厚くなるので屈折率が高くな
り、光の導波路として機能させることができる。さら
に、ｎ型電極１５が屈曲部の上のみに形成されているの
で、その部分に電流が流れやすくなる。
【００３３】この半導体レーザ素子においては、図２
（ａ）に示すように、ｎ型電極１５とｐ型電極１７との
間に電流（図中、矢印で示す）を流すことで７８０ｎｍ
の波長の光が出射され、図２（ｂ）に示すように、ｎ型
電極１６とｐ型電極１７との間に電流（図中、矢印で示
す）を流すことで６３５ｎｍ〜６５０ｎｍの波長の光が
出射される。
（ａ）に示すように、ｎ型電極１５とｐ型電極１７との
間に電流（図中、矢印で示す）を流すことで７８０ｎｍ
の波長の光が出射され、図２（ｂ）に示すように、ｎ型
電極１６とｐ型電極１７との間に電流（図中、矢印で示
す）を流すことで６３５ｎｍ〜６５０ｎｍの波長の光が
出射される。
【００３４】２つの発光領域はセルフアラインにより制
御性良く位置決めすることができ、発光領域間の間隔を
１．２μｍ程度と小さくすることができる。
御性良く位置決めすることができ、発光領域間の間隔を
１．２μｍ程度と小さくすることができる。
【００３５】さらに、この実施形態では、２回の結晶成
長により異なる波長の光を出射可能な２つの発光領域を
有する半導体レーザ素子を作製することができる。な
お、１回目の結晶成長をＭＯＣＶＤ法により行ってもよ
く、各層の層厚や混晶比、材料系等も上述したものに限
られず、適宜変更可能である。
長により異なる波長の光を出射可能な２つの発光領域を
有する半導体レーザ素子を作製することができる。な
お、１回目の結晶成長をＭＯＣＶＤ法により行ってもよ
く、各層の層厚や混晶比、材料系等も上述したものに限
られず、適宜変更可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、異なる波長の光を発生する２つの発光領域を有す
る半導体レーザ素子を２回という少ない結晶成長回数で
作製することができる。また、２つの発光領域の位置決
めをセルフアラインにより容易に行うことができる。
には、異なる波長の光を発生する２つの発光領域を有す
る半導体レーザ素子を２回という少ない結晶成長回数で
作製することができる。また、２つの発光領域の位置決
めをセルフアラインにより容易に行うことができる。
【００３７】さらに、ＡｌＧａＡｓ系材料とＡｌＧａＩ
ｎＰ系材料を用いることにより、波長６３５ｎｍ〜６５
０ｎｍ帯及び波長７８０ｎｍ帯の光を出射可能な半導体
レーザ素子が得られる。この半導体レーザ素子を使用す
ることにより、ＤＶＤのみでなく、ＣＤ−ＲＯＭ及びＣ
Ｄ−Ｒを含むＣＤの再生及びデータ読み出しが可能とな
る。さらに、各発光領域の間隔を小さくすることができ
るので、ピックアップのサイズを小さくし、部品点数を
少なくして製造コストの低廉化を図ることができる。
ｎＰ系材料を用いることにより、波長６３５ｎｍ〜６５
０ｎｍ帯及び波長７８０ｎｍ帯の光を出射可能な半導体
レーザ素子が得られる。この半導体レーザ素子を使用す
ることにより、ＤＶＤのみでなく、ＣＤ−ＲＯＭ及びＣ
Ｄ−Ｒを含むＣＤの再生及びデータ読み出しが可能とな
る。さらに、各発光領域の間隔を小さくすることができ
るので、ピックアップのサイズを小さくし、部品点数を
少なくして製造コストの低廉化を図ることができる。
【図１】実施形態の半導体レーザ素子の製造工程を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図２】実施形態の半導体レーザ素子の電流経路を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図３】従来の半導体レーザ素子の断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＧａＡｓバッファー層 ３ ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層 ４ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪み量子井戸活性層 ６ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層 ７ ＧａＩｎＰエッチングストップ層 ８ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層 ９ ｐ型ＧａＩｎＰ中間バンドギャップ層 １０ ｐ型ＧａＡｓ接続層 １１ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １２ ＡｌＧａＡｓ活性層 １３ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 １４ ｎ型ＧａＡｓキャップ層 １５、１６ ｎ型電極 １７ ｐ型電極
Claims (4)
- 【請求項１】 １チップ内に、各々異なる波長の光を発
生する２つの発光領域を備えている半導体レーザ素子で
あって、 基板上に、一対のクラッド層で挟まれた活性層上にリッ
ジ埋め込み構造を有する第１の半導体積層構造が設けら
れ、該第１の半導体積層構造上に、一対のクラッド層で
挟まれた活性層を有する第２の半導体積層構造が設けら
れ、該第２の半導体積層構造の活性層が該リッジの形状
を反映し、屈折率の高い部分を有して成長されている半
導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記第１の半導体積層構造の活性層及び
クラッド層がＡｌＧａＩｎＰ系材料からなり、前記第２
の半導体積層構造の活性層及びクラッド層がＡｌＧａＡ
ｓ系材料からなる請求項１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記第１の半導体積層構造の活性層が量
子井戸活性層である請求項１または請求項２に記載の半
導体レーザ素子。 - 【請求項４】 １チップ内に、各々異なる波長の光を発
生する２つの発光領域を備えている半導体レーザ素子を
製造する方法であって、 第１導電型の基板上に、少なくとも第１導電型のクラッ
ド層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、エッチン
グストップ層、第２導電型の第２クラッド層及び第２導
電型の中間バンドギャップ層を成長させる工程と、 該中間バンドギャップ層及び該第２クラッド層をエッチ
ングしてリッジを形成する工程と、 該リッジ上及びその両側にわたって第２導電型の接続
層、第２導電型のクラッド層、活性層、第１導電型のク
ラッド層及び第１導電型のキャップ層を液相成長法によ
り成長させる工程と、 該キャップ層側のリッジ上部分と該基板側に第１導電型
の電極を形成し、該接続層のリッジ上でない部分を一部
露出させるように該第１導電型のキャップ層から該第２
導電型の接続層上のクラッド層までをエッチングする工
程と、 露出された接続層部分上に第２導電型の電極を形成する
工程とを含む半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099464A JP2000294878A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099464A JP2000294878A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294878A true JP2000294878A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14248043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11099464A Withdrawn JP2000294878A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294878A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6771586B2 (en) | 2001-01-19 | 2004-08-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same |
| US7512167B2 (en) | 2004-09-24 | 2009-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| US7773654B2 (en) * | 2004-03-30 | 2010-08-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and fabrication method thereof |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11099464A patent/JP2000294878A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6771586B2 (en) | 2001-01-19 | 2004-08-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same |
| US7773654B2 (en) * | 2004-03-30 | 2010-08-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and fabrication method thereof |
| US7512167B2 (en) | 2004-09-24 | 2009-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| US7961768B2 (en) | 2004-09-24 | 2011-06-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| US20110211609A1 (en) * | 2004-09-24 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3950878B2 (ja) | 多波長半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US7141827B2 (en) | Semiconductor light emitting device and optical disc apparatus using the same | |
| JP2008091713A (ja) | 二波長半導体レーザ装置 | |
| JP2004349286A (ja) | 半導体レーザ素子、半導体レーザ装置、光ピックアップ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JP2004193330A (ja) | モノリシック多波長レーザ素子とその製法 | |
| JP2002217499A (ja) | 半導体レーザ素子、その製造方法、およびそれを用いた光ピックアップ | |
| JP3928583B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| JP2003188478A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法並びに光ディスク再生記録装置 | |
| JP2006080307A (ja) | 半導体レーザアレイ及びその製造方法、多波長半導体レーザ装置 | |
| JP2000294878A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2011181690A (ja) | 発光装置およびそれを用いた光装置 | |
| JP3818815B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2009302582A (ja) | 二波長半導体レーザ装置 | |
| US20040089873A1 (en) | Semiconductor laser device and method of fabricating the same | |
| JP4062648B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP3709077B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法、並びに、ピックアップ装置 | |
| JP4043105B2 (ja) | 半導体レーザー素子及びその製造方法 | |
| JP4123554B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP4617600B2 (ja) | ２波長半導体レーザ装置 | |
| JP3493276B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| KR100360143B1 (ko) | 반도체 레이저 소자 및 그의 제조방법 | |
| JP2004172199A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| WO1997041625A1 (fr) | Laser a semi-conducteurs et son procede de fabrication | |
| JP3872627B2 (ja) | マルチビーム型半導体光デバイス装置 | |
| JP2000232255A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |