JP2001044561A - 半導体レーザアレイ及びその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光波長が相互に異なるレーザ光を出射する
複数個の半導体レーザ素子を有し、従来のものに比べ
て、簡単なプロセス工程で作製でき、しかも良好な特性
を有する半導体レーザアレイを提供する。 【解決手段】 本半導体レーザ素子アレイ２は、ＧａＡ
ｓ基板１上に形成されたストライプ状凹部１ａとストラ
イプ状凸部１ｂとに、それぞれ、６５０ｎｍのレーザ光
を発する第１レーザ部３と、７８０ｎｍのレーザ光を発
する第２レーザ部４とを備える。第１レーザ部は、凹部
上に第２レーザ部のＡｌＧａＡｓ系積層構造４ａと同じ
構成の第１の積層構造３ａと、その上にＡｌＧａＩｎＰ
系の第２の積層構造３ｂとを有する。第２レーザ部は、
凸部上にＡｌＧａＡｓ系積層構造４ａを有する。第１レ
ーザ部３の第２の積層構造３ｂの下層膜は、非成長面５
０を介して第２レーザ部４の積層構造４ａの同じ導電型
の膜に電気的に接触している。第１レーザ部及び第２レ
ーザ部は、それぞれ、ｐ側電極５及び６を有し、基板１
の裏面にｎ側共通電極７を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録再生装
置等に光源として用いられる半導体レーザアレイ及びそ
の作製方法に関し、更に詳細には、簡単なプロセス工程
で作製できる構成を備え、相互に異なる発光波長のレー
ザ光を出射する複数個の半導体レーザ素子を有する半導
体レーザアレイ及びその作製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】次世代の光ディスクであるデジタルビデ
オディスク（以下、ＤＶＤと表記する）は、映像記録と
して１３５分の動画を再生可能であること、また情報記
録として４．７Ｇバイトのデータを記録できること等の
理由から、従来のＣＤを受け継いで大きく発展すること
が期待されている。そして、ＤＶＤに記録された情報を
再生する再生装置は、ＤＶＤに記録された映像情報の再
生及びデータの読み出しに加えて、従来から広く使用さ
れてきたＣＤに記録された音楽情報、ＣＤ−ＲＯＭに記
録された情報、ＣＤ−Ｒに１回書き込みで記録された情
報を再生したり、データの読み出しを行ったりすること
が、要望されている。

【０００３】ところで、ＤＶＤは、従来のＣＤと比較し
て、以下の２点で大きな違いがある。まず、第１の違い
は、光ディスクの基板の厚さが、ＣＤの１．２ｍｍに対
して、０．６ｍｍであることである。これは、記録密度
を向上させるために、集光用レンズのＮＡを大きくした
時に、光ディスクの傾きに対する許容度を大きくするた
めである。第２の違いは、再生装置に設ける光ピックア
ップで使用する半導体レーザ装置の波長である。従来の
ＣＤでは半導体レーザ装置の発光波長は約７８０ｎｍで
あるのに対して、ＤＶＤでは発光波長が６３０ｎｍまた
は６５０ｎｍの半導体レーザ装置が使用されている。こ
れは、ＤＶＤでは集光スポットの大きさがＣＤより小さ
く、集光スポットの大きさが、波長に比例するためであ
る。

【０００４】しかし、情報を読み取る光ピックアップに
とって、ディスク基板の厚さが異なる２種類の光ディス
クに記録された情報を正確に読み取ることは、収差の点
で難しい。即ち、例えば基板厚さ０．６ｍｍで設計され
たＤＶＤ用レンズ系のままでは、基板厚さ１．２ｍｍの
光ディスク（ＣＤ）を読み取ることはできない。そこ
で、基板の厚さが異なる２種類の光ディスクに記録され
た情報を一つの光ピックアップで正確に読み取るため
に、各種の方法が考えられている。例えば、ＣＤ用とＤ
ＶＤ用の２種の対物レンズを設け、それぞれ切り替える
方法、２焦点のレンズを対物レンズに用いる方法、液晶
シャッタを使用する方法等である。

【０００５】これらの方法により、基板厚さが異なる２
種類の光ディスクに記録された情報を読み出すことを可
能にして、ＤＶＤ再生装置で、ＤＶＤの読み出しに加え
て、従来のＣＤ及びＣＤ−ＲＯＭの読み出しを図ること
が検討されているが、しかし、これらの方法では、現
在、流通しているＣＤ−Ｒを読み出すことは難しい。何
故ならば、１回書き込みのＣＤ−Ｒは、記録方式として
波長７８０ｎｍの光に反応する色素を使用しているから
である。従って、そのタイプのＣＤ−Ｒには読み取りの
ための半導体レーザ装置として、発光波長が７８０ｎｍ
の半導体レーザ装置が必要である。

【０００６】そこで、ＣＤ−Ｒも読み出すことが可能で
あるＤＶＤ用光ピックアップとして、次のような構成の
ＤＶＤ用光ピックアップが提案されている。まず、第１
の案は、ＣＤ用の光ピックアップとＤＶＤ用の光ピック
アップの２つを、一つの再生装置に備えることである。
この案では、２つの光ピックアップは、構造及び機能が
相互に独立していて、ＤＶＤ専用の光ピックアップ装置
は、発光波長６３０ｎｍまたは６５０ｎｍの半導体レー
ザ装置及びＮＡ０．６の対物レンズを有する光学系を備
え、一方、ＣＤ専用ピックアップ装置は発光波長７８０
ｎｍの半導体レーザ装置及びＮＡ０．４５の対物レンズ
を有する光学系を備える。しかし、この案は、２つの独
立した光ピックアップを一つの再生装置に備えるので、
再生装置の大型化およびコストアップを招く。

【０００７】そこで、第２の案として、発光波長７８０
ｎｍ、及び発光波長６３０ｎｍまたは６５０ｎｍの２種
類の光を出す半導体レーザ装置を備えた、１個の光ピッ
クアップを搭載したＤＶＤの再生装置が提案されてい
る。

【０００８】このように、２種類の発光波長のレーザ光
を発光する半導体レーザとしては、以下のような構造が
提案されている。 １）第１は、半導体レーザパッケージに、異なる発光波
長でレーザ光を発光する半導体レーザ素子を２種類装備
することである。 ２）第２は、図７に示すように、同一基板上で相互に隣
接する２つの半導体レーザチップ１００及び１０１の出
射端面のコート膜１０２及び１０３の膜厚を変えて、異
なる波長で発振させる案である。図７中、各半導体レー
ザチップ１００及び１０１の活性層は、それぞれ、１０
４及び１０５である。 ３）第３は、図８に示すように、同一基板上で相互に隣
接する半導体レーザ２００及び２０１のそれぞれの活性
層２０２及び２０３の下部の溝２０４及び２０５の幅を
変え、かつ各活性層のＡｌ含有量を変えて発振波長を変
える案である。

【０００９】４）第４は、図９に示すように、基板上
に、第１の活性層３００と第２及び第３のクラッド層３
０１、３０２からなるダブルへテロ接合を持ち、その上
部に第２の活性層３０３と第４及び第５のクラッド層３
０４、３０５からなるダブルへテロ接合を持つ半導体レ
ーザ装置を形成する案である。なお、図９中、３０６は
基板、３０７はバッファ層、３０８はリブ側面部、３０
９はコンタクト層、３１０は電極である。

【００１０】５）第５は、図１０に示すように、基板４
０６上に第１の活性層４００と上部及び下部クラッド層
４０１、４０２からなる第１のダブルへテロ接合構造を
有し、第１のダブルへテロ接合構造の下部に第２の活性
層４０３と上部及び下部クラッド層４０４、４０５から
なる第２のダブルヘテロ接合構造を持つ半導体レーザ装
置を備える案である。第一の活性層を有する半導体レー
ザ部は、ＶＳＩＳ構造を有し、一方、第二の活性層を有
する半導体レーザ部は、リッジ構造を有する。なお、図
１０中、４０７は基板、４０６はステム、４０８はコン
タクト層、４０９は電極、４１０はワイヤである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以下に説明す
るように、上述した従来の解決手段には、それぞれ、問
題があった。第１の案の構成には、発光スポットの問題
がある。即ち、一つの光ピックアップで、同一のレンズ
を用いて２つの相互に異なる波長の光を使うためには、
発光スポット間の距離が少なくとも１００μｍ以下であ
ることが必要がある。通常形状のパッケージでは、半導
体レーザチップを並べて載置するため、発光スポット間
の距離は１００μｍ以上となり、また、半導体レーザチ
ップのパッケージへの貼り付けは、数１０μｍ程度の誤
差を含むので、第１の案の構成を採用するためには、技
術的に解決すべき課題が多い。

【００１２】また、第２及び第３の案の半導体レーザ装
置では、波長差が大きく取れないという問題点がある。
即ち、第２及び第３の案の半導体レーザ装置では、２つ
の半導体レーザ素子の活性層を、すなわち活性層１０４
と１０５とを、又は活性層２０２と２０３とを１回のエ
ピタキシャル成長工程で成長させるため、同一の材料系
を使うことが必要になる。従って、Ａｌ混晶比に多少の
差異を設けることはできるものの、７８０ｎｍ帯であれ
ばＡｌＧａＡｓを使用するので、その波長差は、高々１
０ｎｍ程度に過ぎない。ＤＶＤ再生用光ピックアップが
ＣＤ−Ｒと互換性を有するためには、７８０ｎｍと、６
３０ｎｍまたは６５０ｎｍ帯の発光波長のレーザ光を発
光する必要があり、第２及び第３の案では、この波長差
を満足することはできない。６００ｎｍ帯の光を発生さ
せるには、活性層及びクラッド層に、それぞれ、ＧａＩ
ｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰを用いる必要があり、活性層及
びクラッド層からなる２つのダブルヘテロ構造を全く異
なる材料で構成する必要がある。

【００１３】また、図９に示す第４の半導体レーザは、
通常、リッジ構造と呼ばれるタイプの構造である。この
積層構造は、気相成長法（有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法））で成長
させ、形成する。この構造の場合、本発明者らの同様な
実験では、リブ側面部３０８を成長させ、ＳｉＯ₂ を除
去した後の表面は平坦ではなく、凸型の形状となる。こ
の後、ＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法にてｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層３０９、クラッド層３０５、活性層３０３及
びクラッド層３０４を成長すると、その下地であるｐ−
ＧａＡｓコンタクト層の３０９及びリブ側面部３０８の
形状をそのまま保ったまま成長するため、活性層３０３
が湾曲した構造となる。このように、活性層３０３が湾
曲した構造では、半導体レーザを高温にて動作させたと
きの信頼性が悪くなり、実際の光ピックアップに組み込
んで使用することは難しい。

【００１４】また、図１０に示す第５の案の半導体レー
ザは、通常、ＶＳＩＳ構造と呼ばれるタイプのレーザで
あるが、結晶成長工程の間にエッチング工程が入り、プ
ロセス工程が複雑なことから、製造コストが高いという
問題がある。

【００１５】以上の説明から判るように、２種類の発光
波長の光を出す従来の半導体レーザアレイには、それぞ
れ種々の問題がある。そこで、本発明の目的は、発光波
長が相互に異なるレーザ光を出射する複数の発光部を有
し、従来のものに比べて、簡単なプロセス工程で作製で
き、しかも良好な特性を有する半導体レーザアレイ及び
その作製方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体レーザアレイは、同一の半導体
基板上に形成され、それぞれ独立してレーザ光を出射す
る複数個の半導体レーザ素子を備え、半導体レーザ素子
のうち少なくとも２個の第１半導体レーザ素子及び第２
半導体レーザ素子が相互に異なる発光波長のレーザ光を
出射する半導体レーザアレイであって、半導体基板は、
ストライプ状に延在する凸部と、凸部から段差になって
下方に設けられ、凸部に隣接して延在する凹部とを基板
面に備え、基板の凸部上には、第１半導体レーザ素子の
積層構造が形成され、基板の凹部上には、第１半導体レ
ーザ素子の積層構造と同じ構成の下部積層構造と、下部
積層構造の上にあって、それと電気的に分離された上部
積層構造とからなる第２半導体レーザ素子の積層構造が
形成され、凸部の角に接して形成された第１半導体レー
ザ素子の積層構造の非成長面を介して、第２の半導体レ
ーザ素子の上部積層構造の下層膜と、下層膜と同じ導電
型であって、第１半導体レーザ素子の積層構造の基板に
接する膜とが電気的に接続され、第１半導体レーザ素子
及び第２半導体レーザ素子は、それぞれ、第１半導体レ
ーザ素子の積層構造上及び第２半導体レーザ素子の上部
積層構造上に電極を有し、かつ、基板裏面に共通電極を
有することを特徴としている。

【００１７】本発明の半導体レーザアレイでは、第１半
導体レーザ素子の積層構造の非成長面を介して、第２の
半導体レーザ素子の積層構造の下層膜と、下層膜と同じ
導電型の第１半導体レーザ素子の積層構造の膜とが電気
的に接続することにより、基板裏面に設けた共通電極が
機能するので、電極構造が簡単になると共に半導体レー
ザアレイ自体を小型化することができる。

【００１８】本発明では、相互に異なる発光波長のレー
ザ光を出射する半導体レーザ素子の数は２つ以上でも良
く、半導体基板のステップ数を増やすことによって２つ
以上の異なる発光波長を出射する半導体レーザアレイを
実現することができる。本発明は、第１及び第２半導体
レーザ素子の積層構造の材料系のいかんを問わず適用で
き、例えば第１半導体レーザ素子の活性層及び第２半導
体レーザ素子の活性層には、相互に異なる化合物半導体
系を使用することができる。例えば、活性層としてＡｌ
ＧａＩｎＰ系の活性層を有する発光波長６５０ｎｍの第
１半導体レーザ素子と、活性層としてＡｌＧａＡｓ系の
活性層を有する発光波長７８０ｎｍの第２半導体レーザ
素子とを有する半導体レーザアレイにも好適に適用でき
る。

【００１９】本発明に係る半導体レーザアレイの作製方
法は、半導体基板の基板面に、ストライプ状に延在する
凸部と、凸部から段差になって下方に設けられ、凸部に
隣接して延在する凹部とを形成する工程と、エピタキシ
ャル成長法により、凸部の角に接して非成長面を形成し
つつ、第１半導体レーザ素子の積層構造を基板面に形成
する工程と、第１半導体レーザ素子の積層構造上に、エ
ピタキシャル成長法により、第２半導体レーザ素子の積
層構造を形成する工程と、凸部上の第２の半導体レーザ
素子の積層構造をエッチングして、第１の半導体レーザ
素子の積層構造の電極形成層を露出させ、電極形成層を
エッチングしてストライプリッジを形成する工程と、第
２の半導体レーザ素子の積層構造の電極形成層をエッチ
ングして、ストライプリッジを形成する工程と、形成し
た各ストライプリッジ上に電極を形成する工程とを有す
ることを特徴としている。

【００２０】本発明方法で、電極形成層とは、その上に
オーミック接触の電極が形成される層であって、例えば
コンタクト層、キャップ層等を言う。本発明方法では、
相互に発光波長の異なるレーザ光を出射する第１半導体
レーザ素子及び第２半導体レーザ素子を作製する際、従
来のように、第１及び第２半導体レーザ素子の積層構造
を形成するために、一方を覆うエッチングマスクを形成
し、他方をエッチングする工程が必要でないから、従来
に比べて著しくプロセス工程数を減らすことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、実
施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザアレイの実
施形態の一例であって、図１は本実施形態例の半導体レ
ーザアレイの斜視断面図、及び図２は本実施形態例の半
導体レーザアレイの層構造を示す詳細図である。本実施
形態例の半導体レーザアレイ２は、図１に示すように、
ＧａＡｓ（１００）１０°オフ基板１上に１段のステッ
プ状に形成されたストライプ状凹部１ａとストライプ状
凸部１ｂに、それぞれ、６５０ｎｍのレーザ光を発する
第１レーザ部３と、７８０ｎｍのレーザ光を発する第２
レーザ部４とを備える。第１レーザ部３は、凹部１ａ上
に第２レーザ部４のＡｌＧａＡｓ系積層構造４ａと同じ
構成の下部積層構造３ａと、その上にＡｌＧａＩｎＰ系
の上部積層構造３ｂとを有する。第２レーザ部４は、凸
部１ｂ上にＡｌＧａＡｓ系積層構造４ａを有し、第１レ
ーザ部３の上部積層構造３ｂの下層膜は非成長面５０を
介して第２レーザ部４の積層構造４ａの同じ導電型の膜
に電気的に接触している。また、第１レーザ部３及び第
２レーザ部４は、それぞれ、ｐ側電極５及び６を上部積
層構造３ｂ及び積層構造４ａ上に有し、基板１の裏面に
ｎ側共通電極７を有し、ｐ側電極５及び６には電気的接
続をとるワイヤ８を備えている。

【００２２】第２レーザ部４は、図２に示すように、Ｇ
ａＡｓ（１００）１０°オフ基板１の凸部１ｂ上に、順
次、エピタキシャル成長した、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
１０、ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓクラッド層１３、Ａｌ
_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ活性層１４、ｐ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａ
ｓクラッド層１５、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１６
の積層構造４ａを備えている。コンタクト層１６上に
は、ｐ側電極６と、ｐ側電極６と電気的に接続するワイ
ヤ８を有する。

【００２３】第１レーザ部３は、ＧａＡｓ（１００）１
０°オフ基板１の凹部１ａ上に、順次、エピタキシャル
成長した、ｎ−ＧａＡｓバッファ層１０、ｎ−Ａｌ_0.45
Ｇａ _0.55Ａｓクラッド層１３、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ活
性層１４、ｐ−Ａｌ_0.45Ｇａ _0.55Ａｓクラッド層１５、
及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１６からなる、第２レー
ザ部４の積層構造４ａの延長である下部積層構造３ａを
備えている。更に、第１レーザ部３は、下部積層構造３
ａ上に、順次、エピタキシャル成長した、ｎ−Ｇａ_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐエッチングストップ層１７、ｎ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１８、ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐバッファ層１
９、ｎ−（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド
層２０、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ_0.5 ガイ
ド層２１、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ−Ｇａ
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ多重量子井戸層２２、（Ａｌ_0.5 Ｇａ
_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐガイド層２１、ｐ−（Ａｌ _0.7 Ｇ
ａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層２４、ｐ−Ｇａ_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐ中間層２５、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層
２６からなる上部積層構造３ｂを備えている。コンタク
ト層２６上には、ｐ側電極５とｐ側電極５と電気的に接
続するワイヤ８を有する。

【００２４】本実施形態例の半導体レーザアレイ２で
は、第２レーザ部４の積層構造の非成長面５０を介し
て、第１レーザ部３の上部積層構造３ｂのｎ−コンタク
ト層１８が第２レーザ部４のｎ−バッファ層１０に電気
的に接続しているので、ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側共
通電極７を持つことが出来る。これにより、電極構造が
簡単になると共に半導体レーザアレイ２自体を小型化す
ることができる。また、本実施形態例の半導体レーザア
レイ２の構成は、次に述べるように、従来に比べて工程
数の少ないプロセス工程で形成することができる。

【００２５】次に、図３から図６を参照して、本発明方
法により本実施形態例の半導体レーザアレイ２の作製方
法を説明する。図３（ａ）から（ｄ）、図４（ｅ）から
（ｇ）及び図５（ｈ）から（ｊ）は、それぞれ、本実施
形態例の半導体レーザアレイを作製する際の工程毎の斜
視断面図、及び図６は図３（ｄ）の詳細図である。ま
ず、図３（ａ）に示すように、ＧａＡｓ（１００）１０
°オフ基板１にレジスト膜を塗布し、幅Ｗが１００μｍ
のストライプを１００μｍの間隔Ｐで形成するようにパ
ターニングして、マスク９を形成する。次いで、マスク
９を使って湿式エッチングを行い、図３（ｂ）に示すよ
うに、ＧａＡｓ基板１の表面を深さ１μｍから１０μｍ
程度削り取り、１段のステップ状に凹部１ａと凸部１ｂ
とを形成する。ここで、ストライプ方向は［０１−１］
方向である。

【００２６】マスク９を除去した後、ＭＯＣＶＤ法によ
り、図３（ｃ）に示すように、詳しくは図６に示すよう
に、基板１の凹部１ａ及び凸部１ｂ上全面に、ｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層１０、ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓクラッ
ド層１３、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ活性層１４、ｐ−Ａｌ
_0.45Ｇａ_0.55Ａｓクラッド層１５、及びｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１６を、順次、エピタキシャル成長させ、発
光波長７８０ｎｍの第２レーザ部４の積層構造４ａを凸
部１ｂ上に、積層構造４ａと同じ構造の下部積層構造３
ａを凹部１ａ上に形成する。積層構造４ａの成長時の基
板の温度は８００℃である。このとき（３１１）Ｂ面
に、図６に示すように、非成長面５０が現れる。

【００２７】続いて、図３（ｄ）に示すように、詳しく
は図６に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、積層構造４
ａ及び下部積層構造３ａ上に、ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ
エッチングストップ層１７、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層
１８、ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5Ｐバッファ層１９、ｎ−
（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層２０、
（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ_0.5 ガイド層２
１、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ） _0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ−Ｇａ_0.5 Ｉ
ｎ_0.5 Ｐ多重量子井戸層２２、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5）_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐガイド層２１、ｐ−（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層２４、ｐ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5
Ｐ中間層２５、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２６を、
順次、エピタキシャル成長させて、６５０ｎｍの第１レ
ーザ部３の上部積層構造３ｂを形成する。尚、上部積層
構造３ｂの成長時の基板の温度は７００℃である。

【００２８】上部積層構造３ｂを形成する際、図６に示
すように、ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐエッチングストップ
層１７、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層１８、及びｎ−Ｇａ
_0.5Ｉｎ_0.5 Ｐバッファ層１９、並びに、ｐ−Ｇａ_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐ中間層２５、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層
２６の成長時には、（３１１）Ｂ面に非成長面５０が現
れるが、ｎ−（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラ
ッド層２０、（Ａｌ_{0. 5} Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐガイ
ド層２１、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5Ｐ−Ｇａ
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ多重量子井戸層２２、及びｐ−（Ａｌ
_0.7 Ｇａ_0.3 ）_{0. 5} Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層２４の成長時
には非成長面５０が現れない。

【００２９】次に、レジストを塗布し、図４（ｅ）に示
すように、ストライプ状にパターニングして、基板１の
凸部１ｂ上の上部積層構造３ｂを露出させるマスク３１
を形成する。

【００３０】次に、ＧａＡｓのみを削り取る選択性エッ
チャントを用いて、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２６を取
り除く。続いて、ＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰを削り
取り、ＧａＡｓを削らない選択性エッチャントを用い
て、上部積層構造３ｂのｐ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ中間層
２５、ｐ−（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッ
ド層２４、（Ａｌ_0.5 Ｇａ _0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐガイド
層２１、（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ−Ｇａ
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ多重量子井戸層２２、（Ａｌ_0.5 Ｇａ
_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐガイド層２１、ｎ−（Ａｌ_0.7 Ｇ
ａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層２０、及びｎ−Ｇａ
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐバッファ層１９を削除し、ｎ−ＧａＡｓ
コンタクト層１８を露出させる。

【００３１】更に、ＧａＡｓのみを削りとる選択性エッ
チャントを用いてｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ _0.5 Ｐエッチングス
トップ層１７までエッチングして、ｎ−ＧａＡｓコンタ
クト層１８を取り除き、続いてＡｌＧａＩｎＰとＧａＩ
ｎＰを削りＧａＡｓを削らない選択性エッチャントを用
いてｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐエッチングストップ層１７
を取り除く。これにより、図４（ｆ）に示すように、基
板１の凸部１ｂ上に第２レーザ部４の積層構造４ａのｐ
−ＧａＡｓコンタクト層１６を露出させることができ
る。

【００３２】マスク３１を取り除いた後、ストライプリ
ッジを形成し、それぞれ、６５０ｎｍの第１レーザ部３
及び７３０ｎｍの第２レーザ部４を形成する工程に移行
する。第１レーザ部３及び第２レーザ部４のストライプ
リッジの形成方法は、ボロン注入等により電流非注入領
域を作る方法、ストライプリッジをｎ−ＧａＡｓで埋め
込む方法等、レーザアレイではない通常のレーザにおい
て行われる形成方法を適用することができるが、本実施
形態例では、ストライプリッジのみを形成させるエアリ
ッジタイプのレーザ部の形成方法を説明する。

【００３３】まず、７３０ｎｍの第２レーザ部４のスト
ライプリッジを形成する。それには、レジスト膜を成膜
し、図４（ｇ）に示すように、ｐ−ＧａＡｓコンタクト
層１６のストライプ４０の形成領域の両脇をそれぞれエ
ッチングにより削り取るようにパターニングしたエッチ
ングマスク４１を形成する。

【００３４】次いで、図５（ｈ）に示すように、エッチ
ングマスク４１を使って、湿式エッチングによりコンタ
クト層１６を幅５μｍから４０μｍ削り取り、ストライ
プリッジ４０を形成する。

【００３５】次に、同様にして、湿式エッチングにより
コンタクト層２６を幅５μｍから４０μｍ削り取り、６
５０ｎｍの第１レーザ部３のストライプリッジ４２を形
成する。

【００３６】次に、図５（ｊ）に示すように、７３０ｎ
ｍの第２レーザ部４のストライプリッジ４０及び６５０
ｎｍの第１レーザ部３のストライプリッジ４２にＰ側電
極５を形成し、基板１の裏面に共通ｎ電極７を形成す
る。以上の工程を経て本実施形態例の半導体レーザ素子
２を形成することができる。

【００３７】上述したように、本発明方法は、相互に発
光波長の異なるレーザ光を出射できる第１レーザ部３及
び第２レーザ部４を備えた半導体レーザアレイ２を形成
する際、従来のように、第１レーザ部３又は第２レーザ
部４を形成するために、一方を覆うエッチングマスクを
形成し、他方をエッチングする工程が必要でないから、
従来に比べて著しくプロセス工程数を減らすことができ
る。

【００３８】なお、本実施形態例ではＧａＡｓ系の材料
とＡｌＧａＩｎＰ系の材料の例を挙げたが、他の材料、
例えばＧａＩｎＡｓＰ、ＺｎＳＳｅ、ＧａＮ等、他の系
統の材料を使用してもよい。また、成長方法は、ＭＯＣ
ＶＤ法に限らず、ＭＢＥ法、ＭＯＭＢＥ法、ＣＢＥ法等
が使用できる。また、本実施形態例では、基板としてＧ
ａＡｓ（１００）から１０°傾斜させたＧａＡｓ（１０
０）１０°オフ基板を用いたが、傾斜させていない基
板、或いは傾斜角の異なる傾斜基板も使用できる。ま
た、本実施形態例では、発光部の間隔が１００μｍとな
るように、ストライプの幅Ｗを１００μｍ、その間隔Ｐ
を１００μｍとした例を挙げたが、発光部の間隔、スト
ライプ幅Ｗ、及びその間隔Ｐの大きさは、特に限定する
ものではない。

【００３９】本実施形態例では、２つの相互に異なる発
光波長を出射する２つの発光部を有する半導体レーザア
レイの例を挙げたが、発光部の数は２つ以上でも良く、
構造基板のステップ数を増やすことによって２つ以上の
異なる発光波長を出射する半導体レーザも実現できる。
更には、本実施形態例の半導体レーザアレイをピックア
ップに組込み、２重焦点のレンズを用いることにより、
単一の光路で６３５ｎｍの光と７８０ｎｍの光を発生さ
せることが可能となる。従って、現在、流通しているＣ
Ｄ−Ｒを含めた全てのＤＶＤ、ＣＤ関連のディスクを読
み出すことが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステップ状に凹凸を形成した半導体基板を用いて、第１
及び第２半導体レーザ素子の積層構造を形成することに
より、基板裏面に共通電極をとることができ、且つ半導
体レーザ素子の積層構造の結晶成長を行う間にエッチン
グやマスクパターニング等のプロセス工程を必要としな
いことから、異なる発光波長をそれぞれ出射する複数の
半導体レーザ素子を有する高信頼性の半導体レーザアレ
イを容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の半導体レーザ装置の斜視断面図で
ある。

【図２】実施形態例の半導体レーザ装置の層構造を示す
詳細図である。

【図３】図３（ａ）から（ｄ）は、それぞれ、実施形態
例の半導体レーザ装置を作製する際の工程毎の斜視断面
図である。

【図４】図４（ｅ）から（ｇ）は、それぞれ、図３
（ｄ）に続いて、実施形態例の半導体レーザ装置を作製
する際の工程毎の斜視断面図である。

【図５】図５（ｈ）から（ｊ）は、それぞれ、図４
（ｇ）に続いて、実施形態例の半導体レーザ装置を作製
する際の工程毎の斜視断面図である。

【図６】図３（ｄ）の詳細図である。

【図７】従来の半導体レーザ装置の構成を示す縦断面図
である。

【図８】別の従来の半導体レーザ装置の構成を示す縦断
面図である。

【図９】更に別の従来の半導体レーザ装置の構成を示す
縦断面図である。

【図１０】更に別の従来の半導体レーザ装置の構成を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１……ＧａＡｓ（１００）基板、１ａ……凸部、１ｂ…
…凹部、２……実施形態例の半導体レーザ素子、３……
６５０ｎｍのレーザ光を発する第１レーザ部、３ａ……
第１レーザ部の第１の積層構造、３ｂ……第１レーザ部
の第２の積層構造、４……７８０ｎｍのレーザ光を発す
る第２レーザ部、４ｂ……第２レーザ部の積層構造、５
……第１レーザ部のｐ側電極、６……第２レーザ部のｐ
側電極、７……ｎ側共通電極、８……ワイヤ、９……エ
ッチングマスク、１０……ｎ−ＧａＡｓバッファ層、１
３……ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓクラッド層、１４……
Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ活性層、１５……ｐ−Ａｌ_0.45Ｇ
ａ_0.55Ａｓクラッド層、１６……ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層、１７……ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐエッチングスト
ップ層、１８……ｎ−ＧａＡｓコンタクト層、１９……
ｎ−Ｇａ_0.5 Ｉｎ_{0. 5} Ｐバッファ層、２０……ｎ−（Ａ
ｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層、２１……
（Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ_0.5 ガイド層、２
２……（Ａｌ _0.5 Ｇａ_0.5 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ−Ｇａ_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐ多重量子井戸層、２４……ｐ−（Ａｌ_0.7 Ｇ
ａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐクラッド層、２５……ｐ−Ｇａ
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ中間層、２６……ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層、３１……エッチングマスク、４０……第２レーザ
部のストライプリッジ、４１……エッチングマスク、４
２……第１レーザ部のストライプリッジ、５０……非成
長面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の半導体基板上に形成され、それぞ
   れ独立してレーザ光を出射する複数個の半導体レーザ素
   子を備え、半導体レーザ素子のうち少なくとも２個の第
   １半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子が相互に
   異なる発光波長のレーザ光を出射する半導体レーザアレ
   イであって、 半導体基板は、ストライプ状に延在する凸部と、凸部か
   ら段差になって下方に設けられ、凸部に隣接して延在す
   る凹部とを基板面に備え、 基板の凸部上には、第１半導体レーザ素子の積層構造が
   形成され、 基板の凹部上には、第１半導体レーザ素子の積層構造と
   同じ構成の下部積層構造と、下部積層構造の上にあっ
   て、それと電気的に分離された上部積層構造とからなる
   第２半導体レーザ素子の積層構造が形成され、 凸部の角に接して形成された第１半導体レーザ素子の積
   層構造の非成長面を介して、第２の半導体レーザ素子の
   上部積層構造の下層膜と、下層膜と同じ導電型であっ
   て、第１半導体レーザ素子の積層構造の基板に接する膜
   とが電気的に接続され、 第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子は、そ
   れぞれ、第１半導体レーザ素子の積層構造上及び第２半
   導体レーザ素子の上部積層構造上に電極を有し、かつ、
   基板裏面に共通電極を有することを特徴とする半導体レ
   ーザアレイ。
2. 【請求項２】 第１半導体レーザ素子の活性層と第２半
   導体レーザ素子の活性層とは、それぞれ、相互に異なる
   化合物半導体材料系で形成されていることを特徴とする
   半導体レーザアレイ。
3. 【請求項３】 第１半導体レーザ素子の活性層がＡｌＧ
   ａＩｎＰ系の材料からなり、第２半導体レーザ素子の活
   性層がＡｌＧａＡｓ系の材料からなることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の半導体レーザアレイ。
4. 【請求項４】 半導体基板の基板面に、ストライプ状に
   延在する凸部と、凸部から段差になって下方に設けら
   れ、凸部に隣接して延在する凹部とを形成する工程と、 エピタキシャル成長法により、凸部の角に接して非成長
   面を形成しつつ、第１半導体レーザ素子の積層構造を基
   板面に形成する工程と、 第１半導体レーザ素子の積層構造上に、エピタキシャル
   成長法により、第２半導体レーザ素子の積層構造を形成
   する工程と、 凸部上の第２の半導体レーザ素子の積層構造をエッチン
   グして、第１の半導体レーザ素子の積層構造の電極形成
   層を露出させ、電極形成層をエッチングしてストライプ
   リッジを形成する工程と、 第２の半導体レーザ素子の積層構造の電極形成層をエッ
   チングして、ストライプリッジを形成する工程と、 形成した各ストライプリッジ上に電極を形成する工程と
   を有することを特徴とする半導体レーザアレイの作製方
   法。