JP2001257413A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ装置及びその製造方法

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JP2001257413A
JP2001257413A JP2000069820A JP2000069820A JP2001257413A JP 2001257413 A JP2001257413 A JP 2001257413A JP 2000069820 A JP2000069820 A JP 2000069820A JP 2000069820 A JP2000069820 A JP 2000069820A JP 2001257413 A JP2001257413 A JP 2001257413A
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semiconductor laser
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Makoto Okada
眞琴 岡田
Koichi Kuronaga
康一 玄永
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】モノリシック構造の二波長半導体レーザ装置に
おいて、所望の反射率を有し一括形成の可能な端面膜を
提供すると共に、信頼性が高く所要の性能を満たし、か
つ生産性の高い二波長半導体レーザ装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】モノリシック構造の二波長半導体レーザ装
置において、共振器前端面１８には前端面膜１９を有
し、共振器後端面２１には多層膜からなる高反射端面膜
２２を有している。前端面膜１９は低屈折率材料を用い
て反射率２０％となるように膜厚を設定している。ま
た、高反射端面膜２２は低屈折率材料及び高屈折率材料
の薄膜を交互に積層し、反射率８０％になるように膜厚
を設定している。両端面膜の膜厚は両半導体レーザダイ
オードの発振波長の平均値λｍ＝（λ１＋λ２）／２を
用いて光学長ｄ＝（１／４+ｊ）ｘλｍより算出してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は前端面膜及び高反射
多層膜を備えた二波長発振を行う二波長レーザ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用化されている光ディスク・シス
テムは、主にコンパクトディスクにデータ記録・再生を
行うシステムと、より高密度なデータ記録・再生を行う
ＤＶＤシステムに分類できる。コンパクトディスク記録
媒体に用いられる光半導体レーザは７８０ｎｍ帯の発振
波長を有しており、ＤＶＤシステムに用いられる光半導
体レーザは６５０ｎｍ帯の発振波長を有している。上記
光半導体レーザは高い光出力を得るため、レーザの端面
に前端面低反射膜及び後端面高反射膜を形成して、共振
器の裏面から射出される光を前面側から効率よく取り出
している。この前端面低反射膜及び後端面高反射膜の層
厚は各々の発振波長を元に算出している。近年ＣＤ−
Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等と共にＤＶＤのような高密度記録メデ
ィアを併設したディスク装置が登場している。前記ディ
スク装置内部には７８０ｎｍ帯の発振波長を有する光半
導体レーザと６５０ｎｍ帯の発振波長を有する光半導体
レーザとを併設する場合もあるが、ディスク装置の小型
化に伴う光学系の縮小の要求から、一つの結晶構造内に
前記発振波長を有する２つの共振器を設ける二波長レー
ザが主流となりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら二波長レ
ーザの場合、前端面低反射膜及び後端面高反射膜の膜厚
を各々の波長λに適合させねばならず、製造工程におい
て不具合を生じていた。図３２及び図３３に従来の端面
膜形成工程を示す。図３２に示すように、同一チップ上
に交互に形成されている発振波長６５０ｎｍの半導体レ
ーザダイオード及び発振波長７８０ｎｍの半導体レーザ
ダイオードにおいて、６５０ｎｍのレーザダイオード５
１の前面端面部分は露出しており、他の部分及び７８０
ｎｍのレーザダイオードはマスク５２に覆われている。
露出した前面端面部分のレーザ発光部分５３はスパッタ
リング法を用いて単層反射膜５４を形成する。単層反射
膜５４の膜厚は６５０ｎｍの発振波長を元に算出してい
る。続いて図３３に示すように、７８０ｎｍレーザダイ
オード５５の前面端面のレーザ発光領域５６に所望の膜
厚の薄膜を形成するため、マスク５２をずらして前面端
面発光領域５６を露出させる。その後７８０ｎｍの発振
波長を元に計算された膜厚の単層反射膜を露出部分に形
成する。上記製造工程において両半導体レーザの間隔
は、光半導体素子の実効寸法及び前記光半導体素子の組
み込まれる光学系の要求から百ｕm前後である。したが
って前記マスク５２をもちいて端面膜を形成する製造方
法は、高い精度の微細加工を必要とするため効率が悪か
った。また各半導体レーザ毎に薄膜形成をおこなうため
作業効率が悪かった。半導体レーザの後端面に端面高反
射膜を形成する際も同様に作業効率が悪く、更にマスク
５２を移動する際、すでに形成している多層薄膜形成処
理により素子表面の平坦度合いが乱されるためきわめて
困難であった。
【０００４】また、遮蔽マスクなどを用いず薄膜を形成
する方式としては、特許公報に記載（特許番号第２８６
２０３７号）の光ＣＶＤ方式等を用いた薄膜形成法が用
いられるが、以下の問題が存在する。光ＣＶＤを用いる
手法では図３４に示すように、光源と薄膜を成長させる
レーザダイオード６１端面との間に薄膜成長速度制御用
の光量制御用ＮＤフィルタ６２を配置する。前述したよ
うに異なる発振波長の発光領域５３、５６は微小な間隔
を持って整列しているため、前記ＮＤフィルタ６２の通
過光６３は寸分たがわず所望の発光領域５３、５６に照
射される必要がある。したがって前記ＮＤフィルタ６２
及び前記発光領域５３、５６はきわめて高度な位置調整
を必要とする。調整ズレは光量の変化による薄膜形成の
狂いを生じ、生産性に多大な弊害を与えてしまう。ま
た、前記二つの形成工程においては、光半導体レーザに
成膜を行う過程で冶工具の構造及び製膜装置内部の反応
槽の仕組みなどが大掛りになり、融通の効き難い装置に
なってしまう。本願発明は上記問題点に鑑みてなされた
もので、信頼性が高く所要の性能を満たし、かつ生産性
の高い端面反射膜を一度に形成可能な二波長半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明の半導体レーザ
装置は、基板と、前記基板上に形成された第一の波長の
レーザ光を発振する第一のレーザ素子部と、前記基板上
に形成された第二の波長のレーザ光を発振する第二のレ
ーザ素子部と、前記第一のレーザ素子部の前端面及び、
前記第二のレーザ素子部の前端面に一括形成された同一
膜厚の前端面膜と、前記第一のレーザ素子部の後端面及
び、前記第二のレーザ素子部の後端面に一括形成された
同一膜厚の複数の薄膜からなる後端面膜とを具備し、前
記前端面膜の膜厚及び前記後端面膜の複数の薄膜が、前
記第一の波長及び前記第二の波長の平均波長λｍに対す
る光学長ｄ＝（１／４+ｊ）ｘλｍ（ｊ＝０，１，２・
・）であることを特徴とする。また、前記前端面膜は３
〜３７％の反射率を有し、前期後端面膜は７５％以上の
反射率を有することを特徴とする。前記前端面膜は屈折
率ｎ＜１．８の低屈折率材料からなり、前記後端面膜は
屈折率ｎ＜１．８の低屈折率材料の薄膜と屈折率ｎ＞
１．９の高屈折率材料の薄膜との積層からなることを特
徴とする。更には、前記前端面膜はＡｌ ２Ｏ３からな
り、前記後端面膜は低屈折率材料のＡｌ２Ｏ３あるいは
ＳｉＯ２からなる薄膜と、高屈折率材料のＳｉＮ４ある
いはＳｉからなる薄膜の積層であることを特徴とする。
【０００６】本願発明の半導体レーザ装置の製造方法
は、基板上に第一の波長のレーザ光を発振する第一のレ
ーザ素子部を形成する工程と、前記基板上に第二の波長
のレーザ光を発振する第二のレーザ素子部を形成する工
程と、前記第一のレーザ素子部の前端面及び、前記第二
のレーザ素子部の前端面にＥＣＲスパッタ法を用いて同
一膜厚の前端面膜を一括形成する工程と、前記第一のレ
ーザ素子部の後端面及び、前記第二のレーザ素子部の後
端面にＥＣＲスパッタ法を用いて同一膜厚の複数の薄膜
からなる後端面膜を一括形成する工程とを具備すること
を特徴とする。本願発明により信頼性が高く所要の性能
を満たし、かつ生産性の高い半導体レーザ装置を提供す
ることが可能になる。また、端面膜を一度に形成可能で
あり、製造工程数が少なく成膜装置の省スペース化を可
能とした半導体レーザ装置の製造方法を提供することが
可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本願発明は６５０ｎｍ帯の発振波
長λ１と７８０ｎｍ帯の発振波長λ２との二つの発振波
長領域を１チップに具備したモノリシック構造の二波長
半導体レーザ装置において、発振波長λ１のレーザダイ
オードをＤＶＤ−ＲＯＭ用途、発振波長λ２のレーザダ
イオードをＣＤ−ＲＯＭ用途等に用いる場合、最大７０
度の環境下で１０ｍＷの光発振出力を前記二つのレーザ
ダイオードについて等しく得ることを可能とする。この
ため、両レーザダイオードの端面膜は両発振波長の平均
値λｍ＝（λ１＋λ２）／２を設計数値として算出した
膜厚を有することを特徴としている。両レーザダイオー
ドの端面膜が等しい膜厚を有するため、両レーザダイオ
ードへ一括成膜できる。したがって波長帯域ごとの成膜
に応じた専用の冶具セットを不要とする等、工程を簡略
化し生産性の高いモノリシック構造の二波長レーザ装置
を提供することができる。以下に本発明における実施の
形態を実施例を用いて説明する。本発明の第一の実施例
における二波長半導体レーザ装置について説明する。図
１は第一の実施例における二波長半導体レーザ装置を示
す概略図である。６５０ｎｍ帯レーザダイオードと７８
０ｎｍ帯レーザダイオードは同一基板上に形成され、６
５０ｎｍ帯レーザダイオードのレーザ発光領域１、７８
０ｎｍ帯レーザダイオードの発光領域２は酸性溶液によ
るウェットエッチングあるいはドライガスエッチング等
によって物理的に分離されている。これによりニ波長半
導体レーザ装置は各々のレーザダイオードの独立駆動を
容易にしてＣＤ用あるいはＤＶＤ用途として省スペース
に最適なレーザ光源となり、互いの発熱の影響を排除で
きることで長寿命化を可能とし、且つ電気的な洩れなど
を無くすことで省電力化を計る構造を有する。
【０００８】図２は、レーザ発光領域１を有する６５０
ｎｍ帯レーザダイオードの積層構造を示している。ｎ型
ＧａＡｓ基板３上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型
ＩｎＧａＡｌＰ第一クラッド層５、ＩｎＧａＡｌ光ガイ
ド層６、ＩｎＧａＡｌ／ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸活
性層７、ＩｎＧａＡｌ光ガイド層８、ｐ型ＩｎＧａＡｌ
Ｐ第二クラッド層９、ＩｎＧａＰエッチングストップ層
１０を順次形成している。エッチングストップ層１０上
にはｐ型ＩｎＧａＡｌＰ第三クラッド層１１がリッジ状
に形成しており、その両側にはｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１２を、上面にはｐ型ＩｎＧａＰ通電容易層１３を
有している。電流ブロック層１２及び通電容易層１３上
には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４を形成しており、
コンタクト層１４上にはＰ型電極１５を、またｎ型Ｇａ
Ａｓ基板３下面にはｎ型電極１６を有している。本実施
例における光半導体レーザはＳＢＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖ
ｅｌｙ Ｂｕｒｉｅｄ Ｒｉｄｇｅ）構造であり、リッ
ジ幅を３〜６ｕｍ以下にすることで高出力時において単
一横モードの維持出来るレーザダイオードを生産性良く
形成することができる。このため、集光レンズなどによ
り光ディスク上に発振レーザ光を狭スポット域へと絞り
こむことが可能であり、光ディスク用途の高出力レーザ
ダイオードとして好適である。
【０００９】図３に６５０ｎｍ帯レーザダイオードの多
重量子井戸活性層７付近のＡｌ組成を示す。横軸に各層
を、縦軸にＡｌ組成を示している。各クラッド層５、
９、１１のＡｌ組成は０．７、光ガイド層６、８及び活
性層７のうちバリア層のＡｌ組成は０．５であり、活性
層７のうち井戸層のＡｌ組成は０．１５である。井戸層
厚Ｌｗは３〜８ｎｍ、バリア層厚Ｌｂは２〜５ｎｍ、光
ガイド層厚は１０〜４０ｕｍであり、広がり角２０〜２
５度の範囲に設計している。これにより、ＣＷ発振３０
ｍＷ以上の光出力を安定に得ることができる。図４にレ
ーザ発光領域２を有する７８０ｎｍ帯レーザダイオード
の積層構造を示す。ｎ型ＧａＡｓ基板3上にｎ型ＧａＡ
ｓバッファ層４、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ第一クラッド層
５、ＩｎＧａＡｌ光ガイド層６、バルク構造のＧａＡｌ
Ａｓ活性層１７、ＩｎＧａＡｌ光ガイド層８、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｌＰ第二クラッド層９、ＩｎＧａＰエッチングス
トップ層１０を順次形成している。エッチングストップ
層１０上にはｐ型ＩｎＧａＡｌＰ第三クラッド層１１を
リッジ状に形成しており、その両側にはｎ型ＧａＡｓ電
流ブロック層１２を、上面にはｐ型ＩｎＧａＰ通電容易
層１３を有している。電流ブロック層１２及び通電容易
層１３上には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４を形成し
ており、コンタクト層１４上にはＰ型電極１５を、また
ｎ型ＧａＡｓ基板１６下面にはｎ型電極１６を有してい
る。
【００１０】７８０ｎｍ半導体レーザダイオードの活性
層１７付近のＡｌ組成を図５に示す。活性層は単層の井
戸構造であり、Ａｌ組成は０．１〜０．２であり、層厚
は０．０１ｕｍ〜１ｕｍである。この構造はバンドギャ
ップ不連続を緩和し且つ高い生産性を得ることができ
る。また、Ａｌ組成及び活性層厚を上記範囲内で調整す
ることにより、光ディスク用途に好適な水平広がり角度
＝７度〜１０度、垂直広がり角度＝２０度〜３０度を有
し、且つ信頼性の高い７８０ｎｍ発振レーザダイオード
となる。上記に示すように、本実施例における二波長レ
ーザのクラッド層は６５０ｎｍ帯レーザダイオード及び
７８０ｎｍ帯レーザダイオード共にＩｎＧａＡｌＰを用
いているため、各々の素子のリッジを同時にパターニン
グして形成することが可能となり、各レーザ光のビーム
の向きをリッジのマスクパターンとほぼ同等な高精度に
揃えることができる。次に本発明の特徴である端面膜構
造を図６に示す。半導体レーザ装置２０の共振器前端面
１８には反射率２０％の前端面膜１９を、共振器後端面
２１には反射率８０％の多層膜からなる高反射端面膜２
２を有している。この両端面膜１９、２２の反射率の組
み合わせは信頼性が高く、且つＤＶＤ−ＲＯＭ用途レー
ザに必要なモニタ電流を得ることを可能とする。第１の
実施例はこの前端面膜１９及び高反射端面膜２２の膜厚
を両レーザダイオードの発振波長の平均値を元に算出し
ていることを特徴とする。
【００１１】前端面膜１９は、屈折率ｎ＜１．８、好ま
しくは１．７以下の低屈折率材料からなる。低屈折率材
料を用いることにより、比較的膜厚が厚く制御性の良い
単層膜を形成することができ、かつ、高い生産性を得る
ことができる。低屈折率材料としてはＡｌ２Ｏ３が好ま
しい。Ａｌ２Ｏ３の線膨張係数６．６は基板材料のＧａ
Ａｓの線膨張係数７．７に近似しているため、Ａｌ２Ｏ
３の前端面膜１９はＧａＡｓを主な構成物質とする素子
に対して馴染みが良く、密着性も非常によい。前端面膜
１９の膜厚は、発振波長λ１＝７８０ｎｍのレーザダイ
オードと発振波長λ２＝６５０ｎｍのレーザダイオード
の平均発振波長λｍ＝（λ１＋λ２）／２、すなわちλ
ｍ＝７１５ｎｍを用いて、光学膜厚ｄ＝（１／４+ｊ）
ｘλｍ（ｊ＝０、１、２・・）の式により算出する。平
均波長を用いることにより、６５０ｎｍ発振レーザダイ
オード及び７８０ｎｍ発振レーザダイオードの両前端面
に、同一膜厚で２０％の反射率を有する前端面膜１９を
形成することができる。前端面膜１９の形成はＥＣＲ
（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ）スパッタ法による一括成膜である。ＥＣＲ
スパッタ法は特開平９−１６２４９６や参考文献（田中
清武他、第４４回応用物理学関係連合講演会講演予稿
集、３１−ＮＧ−７、１９９７年）により提案されてい
る。この方法により製造工程の簡略化が可能となり、か
つ従来の大掛かりな成膜装置を用いる必要もない。また
一括形成することで、レーザ発光領域へのダメージを低
減した成膜を可能とし、信頼性が高い半導体レーザ装置
を提供することができる。
【００１２】一方、半導体レーザ装置の共振器後端面２
１には高反射端面膜２２を有している。高反射端面膜２
２は前記前端面膜１９と同様の材質からなる第一層膜２
３、屈折率２．０以上の高屈折率材料からなる第二層膜
２４、屈折率１．７以下の低屈折率材料からなる第三層
膜２５、屈折率２．０以上の高屈折率材料からなる第四
層膜２６、第三層膜２５の低屈折率材料を用いた第五層
膜２７を共振器後端面２１側から順次積層している。高
反射端面膜２２の反射率は７５〜８５％、好ましくは８
０％である。高反射端面膜２２の材料は好ましくはＡｌ
２Ｏ３、ＳｉＮ ２、ＳｉＯ２、Ｓｉであり、共振器後端
面、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ２、ＳｉＯ２、Ｓｉ、ＳｉＯ２
の順に積層している。低屈折率材料であるＡｌ２Ｏ３の
屈折率は１．７、ＳｉＯ２の屈折率は１．５であり、高
屈折率材料であるＳｉの屈折率は４．５、ＳｉＮ２の屈
折率は２．０である。上記低屈折率材料膜及び高屈折率
材料膜の膜厚は、レーザダイオードの発振波長λ１＝７
８０ｎｍ及びλ２＝６５０ｎｍの平均値λｍ＝（λ１＋
λ２）／２、すなわちλｍ＝７１５を用いて、光学膜厚
ｄ＝（１／４+ｊ）ｘλｍ（ｊ＝０、１、２・・）によ
り算出する。平均波長を用いることにより、６５０ｎｍ
発振レーザダイオード及び７８０ｎｍ発振レーザダイオ
ードの両端面に、同一膜厚の高反射端面膜２２を一括形
成することができる。高反射端面膜２２は薄膜積層数を
５層以下とすることで積層膜数の増大による弊害を除去
できる。すなわち、高反射端面膜２２と半導体層との
間、あるいは高反射端面膜２２内の薄膜層間でのストレ
スを減少したり、膜はがれを防止したり、素子端面の劣
化を防ぐことができる。また、光吸収性を有するが高い
屈折率であるＳｉ材を一層加えることで高反射端面膜２
２は所望の反射率８０％を有している。最外膜の第五層
膜２７は、積算の反射率が８０％となるように膜厚を調
整している。
【００１３】本実施例の高反射端面膜２２の形成方法は
前端面膜１９と同様にＥＣＲスパッタ法を用いている。
この方法により薄膜材料であるＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，
Ｓｉ，ＳｉＮ４は、Ａｌ及びＳｉの二つのターゲットを
使用し、成膜時に必要とする材料ガスをＯ２，Ｎ２各々
に逐次切りかえることで所望の材質を成膜できる。材質
ごとの専用ターゲットを揃えて成膜する工程に比べると
飛躍的な生産性の向上が可能となる。前端面膜１９の反
射率２０％及び高反射端面膜２２の反射率８０％の組み
合わせは信頼性が高く、且つＤＶＤ−ＲＯＭ用途レーザ
に必要なモニタ電流を得ることを可能にする。また、前
端面膜１９及び高反射端面膜２２の膜厚に多少のばらつ
きが生じた場合でも反射率は所要の値から逸脱すること
はない。したがって生産性の非常に優れた端面膜を提供
することができる。一方、前端面膜１９及び高反射端面
膜２２の膜厚が平均波長を用いて算出したものでない場
合、すなわち発振波長λ１＝６５０ｎｍあるいはλ２＝
７８０ｎｍを用いて算出した場合は膜厚のばらつきと共
に反射率もばらつくため、信頼性を有する半導体レーザ
装置を提供することができない。以下にこれについて検
証している。
【００１４】まず前端面膜１９について、膜厚のばらつ
きに対する反射率の関係を試算した結果を図７乃至図９
に示す。図７は設計波長７１５ｎｍを元に膜厚を算出
し、反射率Ｒ＝２０％を得る場合の反射率の変化を示し
ている。膜厚にばらつきがない場合、６５０ｎｍレーザ
ダイオードにおける反射率Ｒ６５０＝１９％、７８０ｎ
ｍ半導体レーザにおける反射率Ｒ７８０＝２２％であ
る。膜厚が算出した値から±５％のばらつきを有してい
る場合でも反射率は１５％〜２５％以内に収まる。した
がって、設計中心波長７１５ｎｍを元に算出した膜厚
は、±５％のばらつきを生じても適切な反射率を有す
る。次に設計波長λ１＝６５０ｎｍを用いて反射率Ｒ＝
２０％を得る膜厚とした場合の膜厚のばらつきに対する
反射率の関係を図８に示す。膜厚のばらつきが±５％の
範囲において、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザの反
射率Ｒ６５０は実用範囲１５％〜２５％に収まるが、発
振波長７８０ｎｍの半導体レーザの反射率Ｒ ７８０は膜
厚が所望の値より負にばらついた場合、実用範囲１５％
〜２５％を越えてしまう。また、設計波長λ２＝７８０
ｎｍを用いて反射率Ｒ＝２０％を得る膜厚とした場合の
膜厚のばらつきに対する反射率の関係を図９に示す。膜
厚のばらつきが±５％の範囲において、発振波長７８０
ｎｍの半導体レーザの反射率Ｒ７８０は実用範囲１５％
〜２５％に収まるが、発振波長６５０ｎｍの半導体レー
ザの反射率Ｒ６５０は膜厚が所望の値より正にばらつい
た場合、反射率の実用範囲１５％〜２５％を越えてしま
う。
【００１５】以上により設計波長λｍ＝７１５の平均波
長を用いて算出した膜厚を有する前端面膜１９は膜厚が
ばらついても適切な反射率を有する。次に高反射膜端面
膜２２について、上記と同様に検証を行う。高反射膜端
面膜２２は５層の多層膜からなるため、個々の薄膜の膜
厚誤差による反射率のズレが積算され、全体の反射率と
して制御し難い結果を及ぼす可能性も無視できない。図
１０乃至図１２に高反射膜端面膜２２について、膜厚の
ばらつきに対する反射率の関係を示している。まず、設
計波長λｍ＝７１５ｎｍの平均波長を用いて反射率およ
そ８０％を得る膜厚とした場合の反射率を図１０に示
す。膜厚にばらつきがない場合、６５０ｎｍ半導体レー
ザにおける反射率Ｒ６５０＝８０％、７８０ｎｍ半導体
レーザにおける反射率Ｒ７８０＝７９％となり、両半導
体レーザの反射率は実用範囲である８０±５％以内に収
まる。また、膜厚が算出した値から±５％のばらつきを
有している場合でも反射率は８０±５％以内に収まる。
したがって、設計波長７１５ｎｍを元に算出した膜厚
は、±５％のばらつきを生じても適切な反射率を有す
る。次に設計波長λ１＝６５０ｎｍを用いて反射率およ
そ８０％を得る膜厚とした場合の膜厚のばらつきに対す
る反射率の関係を図１１に示す。膜厚のばらつきが±５
％の範囲において、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザ
の反射率Ｒ６５０は実用範囲である８０±５％を越えて
しまう。また、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザの反
射率Ｒ７８０は膜厚が所望の値より負にばらついた場
合、反射率の実用範囲８０±５％を越えてしまう。
【００１６】また、設計波長λ２＝７８０ｎｍを用いて
反射率およそ８０％を得る膜厚とした場合の膜厚のばら
つきに対する反射率の関係を図１２に示す。膜厚のばら
つきが±５％の範囲において、発振波長７８０ｎｍの半
導体レーザの反射率は実用範囲８０±５％に収まるが、
発振波長６５０ｎｍの半導体レーザの反射率は膜厚が所
望の値より正にばらついた場合、反射率の実用範囲８０
±５％を越えてしまう。従って設計波長λｍ＝７１５ｎ
ｍを用いて算出した膜厚を有する高反射端面膜２２は、
膜厚にばらつきが生じても実用範囲内の反射率を有す
る。以上により、平均値λｍ＝７１５ｎｍを用いて端面
膜厚を算出することにより、両半導体レーザダイオード
に同一膜厚で所望の反射率を有する端面膜を一括形成す
ることができる。更に端面膜の膜厚が算出した値から±
５％のばらつきを生じても両レーザダイオードは実用範
囲内の反射率を有することができる。以上の膜厚の端面
膜を有する二波長半導体レーザ装置は７０℃の温度条件
下で１０ｍＷ〜２０ｍＷを定常的に発振可能であり、光
吸収が少なく低損失である。次に第二の実施例について
説明する。第２の実施例における二波長半導体レーザの
端面膜構造を図１３に示す。第２の実施例は両半導体レ
ーザダイオードの発振波長の平均値λｍ＝（λ１＋λ
２）／２、すなわちλｍ＝７１５ｎｍを用いて、前端面
膜４０の反射率が数％〜１０％、高反射端面膜３０の反
射率が９０％以上となる膜厚を有する点で第二の実施例
と異なる。また、高反射端面膜３０が低屈折率膜及び高
屈折率膜の９層の積層構造からなる点も第１の本実施例
と異なる。平均波長を用いて算出した端面膜の膜厚を有
することにより、ＤＶＤ−ＲＯＭ用途及び倍速以上のＣ
Ｄ−Ｒ用途光源に最適な半導体レーザ装置を提供するこ
とができる。
【００１７】第２の実施例における二波長レーザは第１
の実施例と同様に同一素子上に形成され、各々のレーザ
発光領域は酸性溶液によるウェットエッチングあるいは
ドライガスエッチング等によって物理的に分離されてい
る。発振波長６５０ｎｍのレーザダイオードの積層構造
は第１の実施例と同様の構造であり、活性層にＩｎＧａ
Ａｌ／ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸活性層を有してい
る。また、ＳＢＲ（Ｓｅｌｃｔｉｖｅｌｙ Ｂｕｒｉｅ
ｄ Ｒｉｄｇｅ）構造であり、リッジ幅を３〜６ｕｍ以
下にすることで高出力時において単一横モードの維持出
来るレーザを生産性良く形成することができる。積層構
造の詳細については第１の実施例と同様であるため説明
を省略する。発振波長７８０ｎｍのレーザダイオードの
積層構造は、図１４に示している。第１の実施例と同様
の構造には同一の番号を付している。ｎ型ＧａＡｓ基板
３上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＩｎＧａＡｌ
Ｐ第一クラッド層５、ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６、Ｇａ
ＡｌＡｓからなる多重量子井戸活性層４２、ＡｌＧａＡ
ｓ光ガイド層８、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ第二クラッド層
９、ＩｎＧａＰエッチングストップ層１０を順次積層し
ている。エッチングストップ層１０上にｐ型ＩｎＧａＡ
ｌＰ第三クラッド層１１がリッジ状に形成しており、そ
の両側にはｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１２を、上面に
はｐ型ＩｎＧａＰ通電容易層１３を有している。電流ブ
ロック層１２及び通電容易層１３上には、ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１４を形成しており、コンタクト層１４上
にはＰ型電極１５を、またｎ型ＧａＡｓ基板１６下面に
はｎ型電極１６を有している。第２の実施例の構造はＳ
ＢＲ構造である。活性層はバルク構造を有する第１の実
施例とは異なり、ＡｌＧａＡｓからなる多重量子井戸構
造を有している。活性層の井戸層はＡｌｘ１Ｇａ
１−ｘ１Ａｓ、バリア層及び光ガイド層はＡｌｘ２Ｇａ
１− ｘ２Ａｓである。図１５に多重量子井戸構造のＡｌ
組成を示す。井戸層のＡｌ組成は０．１５、光ガイド層
及びバリア層のＡｌ組成は０．５であり、井戸層厚Ｌ Ｗ
３〜８ｎｍ数ｎｍ、バリア層厚Ｌｂ２〜５ｎｍである
が、適宜各パラメータを調整可能である。これにより連
続発振３０ｍＷ以上で水平広がり角度７度〜１０度、垂
直広がり角度２０度〜２５度の光ディスク用途として好
適なレーザダイオードを得ることができる。
【００１８】次に本発明の特徴である端面膜構造につい
て説明する。図１３にその構造を示すが、第１の実施例
と同様の構造には同じ符号を付している。上記両半導体
レーザの共振器前端面１８には反射率数％〜１０％の前
端面膜４０を、共振器後端面２１には反射率９０％以上
の高反射端面膜３０を有している。この端面膜の反射率
の組み合わせにより、７８０ｎｍ帯のレーザダイオード
は３０ｍＷ以上の高出力レーザ発振を可能とし、倍速以
上のＣＤ−Ｒ用途光源となる。また、６５０ｎｍ帯のレ
ーザダイオードはＤＶＤ−ＲＯＭ用途に最適な光源とな
る。前端面膜４０は、第１の実施例と同様に屈折率ｎ＜
１．８好ましくは１．７以下の低屈折率材料からなり、
例えばＡｌ２Ｏ３である。低屈折率材料を用いることに
より、比較的厚い膜厚で制御性の良い単層膜を形成する
ことができる。また、生産性も向上する。Ａｌ２Ｏ３の
線膨張係数６．６は、基板材料のＧａＡｓの線膨張係数
７．７に近似している。従ってＧａＡｓを主な構成物質
とするレーザダイオード端面に接する薄膜として馴染み
が良く、堅固な密着性を有する。前端面膜４０の膜厚
は、両レーザダイオードの発振波長の平均値λｍ＝（λ
１＋λ２）／２、すなわちλｍ＝７１５ｎｍを用いて、
ｄ（膜厚）＝（１／４+ｊ）ｘλｍ（ｊ＝０、１、２・
・）から算出される。上記膜厚を有する半導体レーザ装
置は、６５０ｎｍ発振レーザダイオード及び７８０ｎｍ
発振レーザダイオードの両前端面において数％〜１０％
の反射率を有する。これにより、第１の実施例に比べて
多くのレーザ光を前端面から取り出すことができ、レー
ザダイオードへの負担が軽減される。また、共振器前端
面１８に前端面膜４０をＥＣＲスパッタ法により一括形
成することが可能である。この方法によりレーザ発光領
域へのダメージを低減した成膜を可能とし、信頼性の高
い素子を提供することができる。
【００１９】共振器後端面２１側には、反射率９０％以
上の高反射端面膜３０を有している。共振器後端面２１
側から屈折率１．７以下の低屈折率材料を用いた第一層
膜３１、屈折率２．０以上の高屈折率材料を用いた第二
層膜３２、低屈折率材料を用いた第三層膜３３、第二層
膜と同様の高屈折率材料を用いた第四層膜３４、第三層
膜と同様の低屈折率材料を用いた第五層膜３５、高屈折
率材料を用いた第六層膜３６、第三層膜と同様の低屈折
率材料を用いた第七層膜３７、第六層膜と同様の高屈折
率材料を用いた第八層膜３８、第三層膜と同様の低屈折
率材料を用いた第九層膜３９の９層からなる。好ましく
はＡｌ２Ｏ３、ＳｉＮ２、ＳｉＯ２、Ｓｉの材料からな
り、半導体素子、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ２、ＳｉＯ２、Ｓ
ｉＮ２、ＳｉＯ２、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ、ＳｉＯ２の
順に積層している。上記低屈折率材料及び高屈折率材料
からなる薄膜の膜厚は、前端面膜４０と同様にレーザダ
イオードの発振波長λ１＝７８０ｎｍ及びλ２＝６５０
ｎｍの平均値λｍ＝（λ１＋λ２）／２、すなわちλｍ
＝７１５を用いて、光学膜厚ｄ＝（１／４+ｊ）ｘλｍ
（ｊ＝０、１、２・・）から算出される。なお、最外層
の第九層膜３９は第八層膜３８までの膜を酸化等の化学
変化から保護する目的で成膜している。また、第八層ま
での反射率を維持するために全反射膜となるように膜厚
を算出している。算出には平均波長７１５ｎｍを用いて
いる。
【００２０】第二の実施例では全体の薄膜積層数を９層
以下とし、光吸収のあるＳｉ材を用いて第六層膜３６及
び第八層膜３８を形成することにより反射率９０％以上
の膜を形成している。高反射端面膜３０は、ＥＣＲスパ
ッタ法を用いてＡｌ及びＳｉの二つのターゲットを使用
し、成膜時に必要な材料ガスをＯ２あるいはＮ２に逐次
切りかえて所望の膜厚を形成している。材質ごとの専用
ターゲットを揃えて成膜する従来の工程に比べると飛躍
的な生産性の向上が可能となる。また、反射率数％〜１
０％の前端面膜４０及び反射率９０％以上の高反射端面
膜３０の組み合わせにより、ＤＶＤ−ＲＯＭ用途光源に
最適な６５０ｎｍ帯レーザダイオード、倍速以上のＣＤ
−Ｒ光源に最適な７８０ｎｍ帯レーザダイオードを提供
することができる。また、上記の高反射端面膜３０の膜
厚及び低屈折率膜４０の膜厚に多少のばらつきが生じた
場合でも反射率は所要の値から逸脱することはない。し
たがって生産性の非常に優れた端面膜を提供することが
できる。第一の実施例と同様に、前端面膜４０及び高反
射端面膜３０が平均波長を用いて算出した膜厚を有する
ことにより、膜厚に多少のずれを生じても所望の反射率
を得られることを以下に示す。
【００２１】まず前端面膜４０について、膜厚のばらつ
きに対する反射率の関係を試算した結果を図１６乃至図
２１に示す。図１６及び図１７は設計波長７１５ｎｍを
元に膜厚を算出した場合のレーザダイオードの反射率を
示している。発振波長λ１＝６５０ｎｍレーザダイオー
ドにおける反射率Ｒ＝６％、発振波長λ２＝７８０ｎｍ
における反射率Ｒ＝１０％となるように膜厚を計算して
いる。この場合でも前端面膜４０は同一膜厚で一括形成
可能である。所望の膜厚を形成する場合、６５０ｎｍ半
導体レーザにおける反射率はＲ６５０≒６％（図１
６）、７８０ｎｍ半導体レーザにおける反射率Ｒ780≒
１１％（図１７）となる。また、膜厚が±５％のばらつ
きを有している場合、６５０ｎｍ半導体レーザにおける
反射率は実用範囲である３％≦Ｒ６５０≦１０％に収ま
り（図１６）、７８０ｎｍ半導体レーザにおける反射率
は５％≦Ｒ７８０≦１５％（図１７）に収まる。したが
って、設計波長７１５ｎｍを元に算出した膜厚は、±５
％のばらつきを生じても適切な反射率を有する。次に、
設計波長λ１＝６５０ｎｍを用いた場合の膜厚のばらつ
きに対する反射率の関係をを図１８及び図１９に示す。
膜厚のばらつきが±５％の範囲において、発振波長６５
０ｎｍの半導体レーザダイオードの反射率は、膜厚が負
にばらついた場合に反射率Ｒ＝６％の実用範囲３％≦Ｒ
６５０≦１０％を越えてしまう（図１８）。また、発振
波長７８０ｎｍの半導体レーザダイオードの反射率は、
膜厚が負にばらついた場合、反射率Ｒ＝１０の実用範囲
５％≦Ｒ７８０≦１５％を越えてしまう（図１９）。
【００２２】また、発振波長λ１＝７８０ｎｍを用いた
場合の膜厚のばらつきに対する反射率の関係を図２０及
び図２１に示す。膜厚のばらつきが±５％の範囲におい
て、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザの反射率は、膜
厚が正にばらついた場合に反射率Ｒ＝６の実用範囲３％
≦Ｒ６５０≦１０％を越えてしまう（図２０）。また、
発振波長７８０ｎｍの半導体レーザの反射率は、膜厚が
正にばらついた場合、反射率Ｒ＝１０の実用範囲５％≦
Ｒ７８０≦１５％を越えてしまう（図２１）。以上によ
り前端面膜４０は平均波長を用いて算出した膜厚を有す
ることにより、膜厚に多少のずれを生じても所望の反射
率を得られるが、平均波長を用いて算出を行わない場
合、膜厚のばらつきと共に反射率は実用範囲を越えてし
まう。次に高反射膜端面膜３０について同様に検証を行
う。高反射膜端面膜３０は９層の多層膜からなるため、
個々の薄膜の膜厚誤差による反射率のズレが積算され、
全体の反射率として制御し難い結果を及ぼす可能性も無
視出来ない。図２２乃至図２３に高反射膜端面膜３０に
ついて、膜厚のばらつきに対する反射率の関係を示して
いる。まず、設計波長λｍ＝７１５ｎｍを用いて反射率
Ｒ≧９０％を得る膜厚とした場合の膜厚のばらつきに対
する反射率の変化を図２１に示す。所望の膜厚を有する
場合、６５０ｎｍ半導体レーザダイオードにおける反射
率Ｒ６５０≒９５％、７８０ｎｍ半導体レーザにおける
反射率Ｒ780≒９７％である。また、膜厚が算出した値
から±５％のばらつきを有している場合でも両半導体レ
ーザの反射率は実用範囲である９０〜１００％以内に収
まる。したがって、設計波長７１５ｎｍを元に算出した
膜厚は、±５％のばらつきを生じても実用範囲内の反射
率を有する。
【００２３】次に、設計波長λ１＝６５０ｎｍを用いて
反射率Ｒ≧９０％を得る膜厚とした場合の膜厚のばらつ
きに対する反射率の関係を図２３に示す。膜厚のばらつ
きが±５％の範囲において、発振波長６５０ｎｍの半導
体レーザダイオードの反射率は実用範囲９０％≦Ｒ
６５０≦１００％に収まるが、発振波長７８０ｎｍの半
導体レーザダイオードの反射率は膜厚が所望の値より負
にばらついた場合、反射率の実用範囲９０％≦Ｒ７８０
≦１００％を越えてしまう。また、設計波長にλ２＝７
８０ｎｍを用いた場合の膜厚のばらつきに対する反射率
の関係を図２４に示す。膜厚のばらつきが±５％の範囲
において、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザダイオー
ドの反射率は実用範囲９０％≦Ｒ７８０≦１００％に収
まるが、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザの反射率は
実用範囲９０％≦Ｒ６５０≦１００％に納まらない。し
たがって、λ２＝７８０ｎｍを用いて算出した膜厚で
は、実用範囲内の反射率を有さない。以上により高反射
膜端面膜３０は平均波長を用いて算出した膜厚を有する
ことにより、膜厚に多少のずれを生じても所望の反射率
を得られるが、平均波長を用いて算出を行わない場合、
膜厚のばらつきと共に反射率は実用範囲を越えてしま
う。
【００２４】以上により、端面膜は発振波長の平均値λ
ｍ＝（λ１＋λ２）／２、すなわちλｍ＝７１５ｎｍを
用いて算出した膜厚を有する事により、膜厚にばらつき
を生じても実用範囲内の反射率を有することができる。
また、発振波長λ１及び発振波長λ２の２つの半導体レ
ーザ対してＥＥＣＲスパッタ法を用いて一括して端面膜
を形成することが可能になる。また、前端面反射率１０
％、後端面反射率９０％以上の高い反射率を有するレー
ザダイオードを容易に得ることができる。次に第三の実
施例について説明する。第三の実施例における半導体レ
ーザの端面構造を図２５に示す。第三の実施例は発振波
長６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの両半導体レーザの発振波
長の平均値λｍ＝（λ１＋λ２）／２、すなわちλｍ＝
７１５ｎｍを用いて反射率８≦Ｒ≦２０％の前端面膜４
１、あるいは反射率２９≦Ｒ≦３２％の前端面膜４１を
与える膜厚を有する点で第二の実施例と異なる。端面膜
の膜厚を上記反射率を満たす膜厚とすることで、さまざ
まな利点を有する二波長モノリシック構造レーザダイオ
ードを提供することができる。例えば、前端面膜４１が
８≦Ｒ≦２０％の反射率を有する場合、ＤＶＤ−ＲＯＭ
用途６５０ｎｍ帯レーザダイオード構造においてはレー
ザ照射対象からの反射光雑音を低減することが可能とな
り、ＣＤ−Ｒ用途として高出力を必要とする７８０ｎｍ
帯レーザダイオード構造においては射出光の妨げを抑え
ることが可能になる。また、２９≦Ｒ≦３２％の反射率
を有する場合、光ディスクからの反射光の影響をより低
減することが可能となる。
【００２５】発振波長６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの両半
導体レーザダイオードの積層構造は第二の実施例と同様
である。両半導体レーザダイオードはＳＢＲ構造であ
り、活性層は多重量子井戸構造を有する。６５０ｎｍ半
導体レーザダイオードは活性層にＩｎＧａＡｌ／ＩｎＧ
ａＡｌＰ材料を用いており、７８０ｎｍ半導体レーザダ
イオードはＡｌＧａＡｓ系材料を用いている。両ダイオ
ードの積層構造の詳細な説明は省略する。半導体レーザ
ダイオードの高反射端面膜３０の構造も第二の実施例と
同様の積層構造である。低屈折率材料の薄膜と高屈折率
材料の薄膜からなる９層の積層構造を有し、光吸収があ
り高屈折率材料のＳｉ材を第六層３６及び第八層３８に
用いている。第三の実施例の特徴である前端面膜４１は
第二の実施例と同様に１．７以下の低屈折率材料からな
り、例えばＡｌ２Ｏ３を用いる。前端面膜４１は、反射
率が８≦Ｒ≦２０％あるいは、２９≦Ｒ≦３２％となる
ように膜厚を形成する。反射率が８≦Ｒ≦２０％、場合
６５０ｎｍ発振レーザダイオードは８％、７８０ｎｍ発
振レーザダイオードは２０％の反射率を有する。両半導
体レーザの前端面膜の膜厚を同一にすることで、ＥＣＲ
スパッタ法による一括形成が可能となる。この成膜方法
によりレーザ発光領域へのダメージを低減することがで
き、信頼性が高い素子を提供することができる。
【００２６】まず、反射率８≦Ｒ≦２０％の前端面膜４
１について、膜厚のばらつきに対する反射率の関係を図
２６乃至図２８に示す。設計波長に平均波長λｍ＝７１
５を用いて算出した膜厚を有する場合を図２６に示す。
所望の膜厚を有する場合６５０ｎｍ半導体レーザにおけ
る反射率Ｒ６５ ０≒２０％、７８０ｎｍ半導体レーザに
おける反射率Ｒ７８０≒８％である。膜厚が算出した値
から±５％のばらつきを有している場合、６５０ｎｍ半
導体レーザにおける反射率は１５≦Ｒ６５０≦２５％の
実用範囲に収まり、７８０ｎｍ半導体レーザにおける反
射率は３≦Ｒ７８０≦１３％の実用範囲に収まる。した
がって、設計中心波長７１５ｎｍを元に算出した膜厚
は、±５％のばらつきを生じても適切な反射率を有す
る。次に、設計波長λ１＝６５０ｎｍにおける反射率が
８≦Ｒ≦２０％となるように膜厚を形成した場合の膜厚
のばらつきに対する反射率の関係を図２７に示す。膜厚
のばらつきが±５％の範囲において、発振波長６５０ｎ
ｍの半導体レーザの反射率は実用範囲１５≦Ｒ６５０≦
２５％に収まらず、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザ
の反射率も実用範囲３≦Ｒ７８０≦１３％に収まらな
い。
【００２７】また、設計波長λ２＝７８０ｎｍにおける
反射率が８≦Ｒ≦２０％となるように膜厚を形成した場
合の膜厚のばらつきに対する反射率の関係を図２８に示
す。膜厚のばらつきが±５％の範囲において、発振波長
７８０ｎｍの半導体レーザダイオードの反射率は実用範
囲３≦Ｒ７８０≦１３％を越えてしまい、発振波長６５
０ｎｍの半導体レーザダイオードの反射率は膜厚が所望
の値より負にばらついた場合、実用範囲１５≦Ｒ６５０
≦２５％を越えてしまう。以上により平均波長λｍ＝７
１５ｎｍを用いて算出した膜厚を有する場合、両半導体
レーザは反射率８≦Ｒ≦２０％を得ることができる。ま
た、膜厚に多少のばらつきが生じても反射率は実用範囲
内に収まる。次に反射率２９≦Ｒ≦３２％の前端面膜４
１について、膜厚のばらつきに対する反射率の関係を図
２９乃至図３１に示す。まず、設計波長に平均波長λｍ
＝７１５ｎｍを用いて算出した膜厚を有する時の膜厚の
ばらつきに対する反射率の関係を図２９に示す。膜厚に
ばらつきがない場合、６５０ｎｍ半導体レーザダイオー
ドにおける反射率Ｒ６５０≒２９％、７８０ｎｍ半導体
レーザにおける反射率Ｒ７８０≒３０％である。膜厚が
算出した値から±５％のばらつきを有している場合、６
５０ｎｍ半導体レーザダイオードにおける反射率は２４
≦Ｒ６５０≦３７％の実用範囲に収まり、７８０ｎｍ半
導体レーザダイオードにおける反射率は２４≦Ｒ７８０
≦３７の実用範囲に収まる。したがって、設計中心波長
７１５ｎｍを元に算出した膜厚は、±５％のばらつきを
生じても適切な反射率を有する。
【００２８】次に、設計膜厚λ１＝６５０ｎｍを用いて
算出した膜厚を有する場合の膜厚のばらつきに対する両
半導体レーザダイオードの反射率の関係を図３０に示
す。膜厚のばらつきが±５％の範囲において、発振波長
６５０ｎｍの半導体レーザの反射率は実用範囲の２４≦
Ｒ６５０≦３７％である。しかし、発振波長７８０ｎｍ
の半導体レーザの反射率は膜厚が所望の値より負にばら
ついた場合、反射率の実用範囲の２４≦Ｒ７８０≦３７
％に収まらない。また、設計波長λ２＝７８０ｎｍを用
いて算出した膜厚を有する場合の膜厚のばらつきに対す
る反射率の関係を図３１に示す。膜厚のばらつきが±５
％の範囲において、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザ
の反射率は実用範囲２４≦Ｒ７８ ０≦３７％に収まる
が、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザの反射率は膜厚
が所望の値より正にばらついた場合、反射率の実用範囲
２４≦Ｒ６５０≦３７％を越えてしまう。以上により平
均波長λｍ＝７１５ｎｍを用いて算出した膜厚を有する
場合、両半導体レーザは反射率２９≦Ｒ≦３２％を得る
ことができる。また、膜厚に多少のばらつきが生じても
反射率は実用範囲内に収まる。以上により、発振波長の
平均値λｍ＝（λ１＋λ２）／２、すなわちλｍ＝７１
５ｎｍを用いて算出した端面膜の膜厚を有する事によ
り、発振波長λ１及び発振波長λ２の２つの半導体レー
ザを有する二波長半導体レーザに対して一括して端面膜
を形成することが可能になる。また、前端面反射率８≦
Ｒ≦２０％又は２９≦Ｒ≦３２％、後端面反射率９０％
以上の高い反射率を有するレーザダイオードを容易に得
ることが可能となる。更に端面膜の膜厚が算出した値か
ら±５％のばらつきを生じても両レーザダイオードは実
用範囲内の反射率を有することができる。
【００２９】第一の実施例乃至第三の実施例の半導体レ
ーザダイオードにおいて、上記に示した積層構造はこれ
に限るものではなく、別の構造を用いることも可能であ
る。積層構造の材料はこれに限るものではなく、他の材
料を用いることも可能である。また、前端面膜や高反射
端面膜に用いる材料もこれに限るものではなく、他の材
料を用いることも可能である。また、前端面膜及び高反
射端面膜の積層数もこれに限るものではなく、適宜変更
可能である。以上により、モノリシック構造の二波長半
導体レーザ装置において、各半導体レーザダイオードの
端面膜の膜厚を各発振波長の平均値を用いて算出するこ
とにより、同一膜厚で所望の反射率を有する端面膜を得
ることが可能となる。また、端面膜を一括して形成でき
るため、製造工程を簡略化することができる。また、信
頼性が高く所要の性能を満たし、かつ生産性の高い二波
長半導体レーザ装置を提供することができる。
【００３０】
【発明の効果】本願発明の半導体レーザ装置により、所
望の反射率を有し一括形成の可能な端面膜を提供するこ
とができる。これにより、信頼性が高く所要の性能を満
たし、かつ生産性の高い二波長半導体レーザ装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二波長半導体レーザ構造を示す概略図
【図２】本発明の第一の実施例における発振波長６５０
ｎｍレーザダイオードの積層構造を示す断面図
【図３】本発明の第一の実施例における発振波長６５０
ｎｍレーザダイオードのエネルギーバンドギャップを示
す図
【図４】本発明の第一の実施例における発振波長７８０
ｎｍレーザダイオードの積層構造を示す断面図
【図５】本発明の第１の実施例における発振波長７８０
ｎｍレーザダイオードのエネルギーバンドギャップを示
す図
【図６】本発明の第一の実施例における二波長半導体レ
ーザ構造の端面膜構造を示す図
【図７】本発明の第一の実施例における前端面膜の波長
別の反射率変化を示す図
【図８】本発明の第一の実施例における前端面膜の波長
別の反射率変化を示す図
【図９】本発明の第一の実施例における前端面膜の波長
別の反射率変化を示す図
【図１０】本発明の第一の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図１１】本発明の第一の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図１２】本発明の第一の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図１３】本発明の第二の実施例における二波長半導体
レーザ構造の端面膜構造を示す図
【図１４】本発明の第二の実施例における発振波長７８
０ｎｍレーザダイオードの積層構造を示す断面図
【図１５】本発明の第二の実施例における発振波長７８
０ｎｍレーザダイオードのエネルギーバンドギャップを
示す図
【図１６】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図１７】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図１８】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図１９】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２０】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２１】本発明の第二の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２２】本発明の第二の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図２３】本発明の第二の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図２４】本発明の第二の実施例における高反射端面膜
の波長別の反射率変化を示す図
【図２５】本発明の第三の実施例における二波長半導体
レーザ構造の端面膜構造を示す図
【図２６】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２７】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２８】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図２９】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図３０】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図３１】本発明の第三の実施例における前端面膜の波
長別の反射率変化を示す図
【図３２】従来の端面膜形成の工程を示す図
【図３３】従来の端面膜形成の工程を示す図
【図３４】従来の端面膜形成の工程を示す図
【符号の説明】
１、２…レーザ発光領域 ３…ｎ−ＧａＡｓ基板 ４…ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ５…ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第一クラッド層 ６、８…ＩｎＧａＡｌ光ガイド層 ７…ＩｎＧａＡｌ／ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸活性層 ９…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第二クラッド層 １０…ＩｎＧａＰエッチングストップ層 １１…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第三クラッド層 １２…ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １３…ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層 １４…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １５…ｐ型電極 １６…ｎ型電極 １８…共振器前端面 １９…前端面膜 ２０…半導体レーザ装置 ２１…共振器後端面 ２２…高反射端面膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玄永 康一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター Ｆターム(参考） 5F073 AA13 AA45 AA53 AA74 AA83 AB06 BA05 CA05 CA14 DA33 DA35

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板と、前記基板上に形成された第一の波
    長のレーザ光を発振する第一のレーザ素子部と、前記基
    板上に形成された第二の波長のレーザ光を発振する第二
    のレーザ素子部と、前記第一のレーザ素子部の前端面及
    び、前記第二のレーザ素子部の前端面に一括形成された
    同一膜厚の前端面膜と、前記第一のレーザ素子部の後端
    面及び、前記第二のレーザ素子部の後端面に一括形成さ
    れた同一膜厚の複数の薄膜からなる後端面膜と、を具備
    し、前記前端面膜の膜厚及び前記後端面膜の複数の薄膜
    は、前記第一の波長及び前記第二の波長の平均波長λに
    対する光学長ｄ＝（１／４+ｊ）ｘλ（ｊ＝０，１，２
    ・・）であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項２】前記前端面膜は３〜３７％の反射率を有
    し、前期後端面膜は７５％以上の反射率を有することを
    特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項３】前記前端面膜は屈折率ｎ＜１．８の低屈折
    率材料からなり、前記後端面膜は屈折率ｎ＜１．８の低
    屈折率材料の薄膜と屈折率ｎ＞１．９の高屈折率材料の
    薄膜との積層からなることを特徴とする請求項１に記載
    の半導体レーザ装置。
  4. 【請求項４】前記前端面膜はＡｌ２Ｏ３からなり、前記
    後端面膜は低屈折率材料のＡｌ２Ｏ３あるいはＳｉＯ２
    からなる薄膜と、高屈折率材料のＳｉＮ４あるいはＳｉ
    からなる薄膜の積層であることを特徴とする請求項３に
    記載の半導体レーザ装置。
  5. 【請求項５】基板上に第一の波長のレーザ光を発振する
    第一のレーザ素子部を形成する工程と、前記基板上に第
    二の波長のレーザ光を発振する第二のレーザ素子部を形
    成する工程と、前記第一のレーザ素子部の前端面及び、
    前記第二のレーザ素子部の前端面にＥＣＲスパッタ法を
    用いて同一膜厚の前端面膜を一括形成する工程と、前記
    第一のレーザ素子部の後端面及び、前記第二のレーザ素
    子部の後端面にＥＣＲスパッタ法を用いて同一膜厚の複
    数の薄膜からなる後端面膜を一括形成する工程と、を具
    備することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
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