JP2002124734A

JP2002124734A - 半導体発光装置とその製造方法

Info

Publication number: JP2002124734A
Application number: JP2000315496A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ito; 義行伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】発光効率を高く、非点隔差が小さい波長の異
なる複数のレーザ素子を備えた半導体発光装置を提供す
る。【解決手段】ダブルヘテロ型の複数のレーザ素子を１
チップ上に集積した半導体装置において、各レーザ素子
は、ｎ型単ＧａＡｓ基板上に、ｎ型第１クラッド層、活
性層、ｐ型第２クラッド層および、ストライプ状の開口
部を有する電流ブロック層と該開口部を埋めるｐ型第３
クラッド層とを含む積層構造を持ち、上記電流ブロック
層として、共通する材料であって、いずれのレーザ素子
から発生するレーザ光のエネルギーより広いバンドギャ
ップを持ち、いずれのｐ型第３クラッド層より低い屈折
率を有する材料を使用することにより、各レーザ素子に
実屈折率ガイド構造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置に
関し、特に単一基板上に発振波長の異なる複数の半導体
レーザ素子を有する半導体発光装置の光導波路構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】これまでの光ディスクシステムでは、主
として７８０ｎｍ近傍に発振波長を持つＧａＡｌＡｓ系
半導体レーザが使用されてきたが、最近、より短波長の
６５０ｎｍ近傍に発振波長を持つＩｎＧａＡｌＰ系半導
体レーザが実用化され、これを用いたより高記録密度の
光ディスクシステムの実現が可能になった。

【０００３】ところで、この新しい光ディスクシステム
では従来の光ディスクシステムとの互換性が要求されて
いる。しかし、発振波長６５０ｎｍのＩｎＧａＡｌＰ系
半導体レーザのみで両者を再生することはシステム上困
難である。そこで、高記録密度の光ディスクシステムの
ピックアップには７８０ｎｍ帯用と６５０ｎｍ帯用の２
つのレーザチップが搭載されていた。このため、ピック
アップ構造は複雑にならざるをえなかった。

【０００４】最近、２種類の半導体レーザ素子を単一の
チップ上に作り込み、２種類の波長のレーザ光を１チッ
プから取り出せる半導体発光装置が開発され、ピックア
ップを大幅に簡素化することが可能になった。

【０００５】図９および図１０は、２種類の半導体レー
ザ素子が同一チップ上に形成された従来の半導体発光装
置を示す装置断面図である。また、図１１（ａ）、図１
１（ｂ）は、図９および図１０に示す各半導体発光装置
の斜視図である。これらの発光装置には、ストライプ状
の光導波路が形成されており、各レーザ光は、図中矢印
に示すように、手前端面の活性層部分から端面に垂直方
向に出射される。図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示す二
つの半導体発光装置は、ストライプ型光導波路の断面形
状に違いがあり、ここでは、前者を「凹状ストライプ
型」、後者を「凸状ストライプ型」と区別する。

【０００６】図９に示すように凹状ストライプ型発光装
置では、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０上にｎ型ＧａＡｓバッ
ファ層１１１が形成され、中央の分離溝１３７を挟んで
左側に発振波長７８０ｎｍの半導体レーザ素子Ｌ１１、
右側に発振波長６５０ｎｍの半導体レーザ素子Ｌ１２が
形成されている。なお、半導体レーザＬ１１とＬ１２の
配置が左右逆の場合もある。

【０００７】半導体レーザ素子Ｌ１１には、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層１１２、Ｇ
ａＡｌＡｓ活性層１１３、ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ
_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層１１４、ｐ型Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5
Ｐエッチングストップ層１１５が順に積層されており、
この上に、素子中央にストライプ状の開口を有するｎ型
ＧａＡｓブロック層１１６が形成され、さらにその開口
部を埋めるようにｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３３が被
覆され、その上にｐ型電極層１３４を有している。

【０００８】半導体レーザ素子Ｌ１２には、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層１２２、Ｉ
ｎＧａＰ活性層１２３、ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層１２４、ｐ型Ｉｎ_0.5Ｇａ
_0.5Ｐエッチングストップ層１２５が順に積層されてお
り、この上に素子中央にストライプ状の開口を有するｎ
型ＧａＡｓブロック層１２６と、開口部を埋めるように
被覆されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３３とｐ型電極
層１３５を有している。なお、ｎ型電極１３６は、二つ
のレーザ素子に共通する電極として基板裏面に形成され
ている。

【０００９】図１０に示す凸状ストライプ型発光装置の
場合も同様に、ｎ型ＧａＡｓ基板２５０上にｎ型ＧａＡ
ｓバッファ層２５１が形成され、その上に分離溝２７７
を介左右にレーザ素子が形成されている。左側の発振波
長７８０ｎｍの半導体レーザ素子Ｌ１３には、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層２５２、Ｇ
ａＡｌＡｓ活性層２５３の積層構造の上に、素子中央部
に凸状ストライプ型に形成されたｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3
Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層２５４、およびその両側
にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２７１を有する。またこ
の上にはｐ型ＧａＡｓコンタクト層２７３とｐ型電極層
２７４が形成されている。

【００１０】図中右側に形成される発振波長６５０ｎｍ
の半導体レーザ素子Ｌ１４も、同様に、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層２６２、Ｉ
ｎＧａＰ活性層２６３、凸状ストライプ型のｐ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層２６４、そ
の両側にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２７１が順次形成
され、さらにｐ型ＧａＡｓコンタクト層２７３とｐ型電
極層２７５が形成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】電流ブロック層の構造
は、発光端面から射出されるレーザビームの非点隔差に
大きく影響する。非点隔差は主にレーザビームの偏波面
の位相のずれによって生じる。非点隔差が大きいと、レ
ーザビームを十分に収束させることができないので、高
密度記録に必要な微細なビーム径の確保が困難となる。
非点隔差は、例えば、レーザビームの横モードの広がり
を狭めることでも抑制される。

【００１２】従来の半導体発光素子では、図９、図１０
に示すように、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザ素子
Ｌ１１、Ｌ１３と発振波長６５０ｎｍの半導体レーザ素
子Ｌ１２、Ｌ１４のいずれの場合も電流ブロック層とし
て、ＧａＡｓを使用している。このＧａＡｓ層は、電流
狭窄効果とともに、発生したレーザ光を吸収するため、
吸収による光閉じこめ効果を持ち、レーザビームの横モ
ードの広がりを抑制する。

【００１３】しかし、活性層とＧａＡｓ電流ブロック層
との距離が比較的離れている凹状ストライプ型の発光素
子の場合には、電流狭窄効果を十分発揮できないばかり
かＧａＡｓ層の光吸収効果による光閉じこめ効果も不十
分となり、レーザビームの横モードが広がることにより
非点隔差を生じる場合があった。

【００１４】一方、そもそも電流ブロック層によるレー
ザ光の吸収はレーザ光を消費し、発光効率の低下を招く
ものであり好ましいものではない。

【００１５】本発明は、上述する課題に鑑み、単一基板
上に複数のレーザ素子を備える半導体発光装置におい
て、各レーザ素子の発光効率を犠牲にすることなく、非
点隔差を抑制できる実屈折率ガイド構造を備えた半導体
発光装置とその製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
の特徴は、単一半導体基板と、前記単一半導体基板上に
形成された複数のダブルヘテロ型レーザ素子を有し、各
前記レーザ素子が、順に積層された第１導電型第１クラ
ッド層、活性層、第２導電型第２クラッド層と、前記第
２導電型第２クラッド層上に形成されたストライプ状の
開口部を有する電流ブロック層と、前記開口部を埋める
第２導電型第３クラッド層とを有し、各前記レーザ素子
の前記電流ブロック層が、共通する材料で形成され、ど
の前記レーザ素子から発生するレーザ光のエネルギーよ
り広いバンドギャップを持ち、かつ前記第２導電型第３
クラッド層より低い屈折率を持つ層を有することであ
る。

【００１７】上記第１の特徴によれば、複数のレーザ素
子を１チップ上に集積した半導体発光装置において、電
流ブロック層が共通材料で形成されるので、複数レーザ
素子の形成工程を一部共通する工程で行うことができる
とともに、この電流ブロック層はいずれのレーザ光をも
吸収しないため、電流ブロック層での吸収による発光効
率の低下を抑制できる。また、電流ブロック層が、開口
部に埋め込まれた第２導電型第３クラッド層より屈折率
が低い材料であるため、屈折率差による光閉じこめ効果
で実屈折率導波路構造（実屈折ガイド構造）あるいはそ
れに準じた構造の形成が可能となり、レーザビームの非
点隔差を抑制できる。

【００１８】なお、電流ブロック層と第２導電型第３ク
ラッド層の実効的な屈折率差が、３×１０^−３以上あれ
ば、実屈折率ガイド構造の効果を十分得ることができ
る。

【００１９】上記本発明の特徴を有する半導体発光装置
は、上記複数のレーザ素子が、凹状ストライプ型光導波
路を有するものであってもよい。

【００２０】なお、凹状ストライプ型光導波路を有する
半導体発光装置において、前記第２導電型第３クラッド
層が、前記電流ブロック層の開口部を埋めるとともに前
記電流ブロック層を被覆するように形成されており、前
記第２導電型第２クラッド層の膜厚を、前記第２導電型
第３クラッド層に比較し相対的に薄くしてもよい。この
場合は、第２クラッド層が薄く形成されることにより、
活性層と電流ブロック層との距離を縮め、電流狭窄およ
び光閉じこめをより効果的に図り、非点隔差を抑制でき
る。

【００２１】また、凹状ストライプ型光導波路を有する
半導体発光装置において、前記電流ブロック層が、最上
層に前記第２導電型第３クラッド層と同組成の第１導電
型層を有していてもよい。この場合は、電流ブロック層
上に良好な結晶性の第２導電型第３クラッド層を形成で
きる。

【００２２】また、上記本発明の特徴を有する半導体発
光装置において、上記複数のレーザ素子が、凸状ストラ
イプ型光導波路を有するものであってもよい。

【００２３】また、上述するいずれの半導体発光装置に
おいて、前記電流ブロック層が、前記活性層に近い側か
らアンドープ層を有していてもよい。この場合は、電流
ブロック層中のキャリヤ濃度が低い結果、電流ブロック
層とその下層の第２導電型第３クラッド層間の接合部に
生じる空乏層を広げ、寄生容量を低減し、レーザの高周
波特性を改善できる。

【００２４】なお、上述するいずれかの半導体発光装置
において、前記複数のレーザ素子が有する前記電流ブロ
ック層は、すべて同一組成材料で、同一膜厚であること
が好ましい。同一組成、同一膜厚にすることにより、必
要なエッチング工程等を共通工程で行うことができるた
め、工程の省略化、エッチング制御の容易化を図ること
ができる。

【００２５】前記複数のレーザ素子のうち、最も短波長
のレーザ光が、６３０〜６９０ｎｍであってもよい。

【００２６】また、前記電流ブロック層が、ＩｎＡｌＰ
材料で形成されていてもよい。ＩｎＡｌＰの禁制帯幅は
５００ｎｍ付近にあるため、最も短波長のレーザ光が、
６３０〜６９０ｎｍの場合に、いずれのレーザ素子から
のレーザ光をも透過する。また、クラッド層に用いられ
るＩｎ（ＧａＡｌ）Ｐ材料等に較べ、屈折率が十分低
く、実屈折率ガイド構造の形成が容易となる。

【００２７】なお、ＩｎＡｌＰの組成比をＩｎ_０．５Ａ
ｌ_０．５Ｐとする場合は、クラッド層との格子整合を良
好にできる。また、十分な電流ブロック効果を得るため
には、電流ブロック層の厚みを０．１μｍ以上にするこ
とが望ましい。

【００２８】また、電流ブロック層として、ＡｌＧａＡ
ｓ材料を用いてもよい。特に、Ａｌ _ｘＧａ_１−ｘＡｓ
（ｘ＞０．８５）とする場合は、クラッド層に用いられ
るＩｎ（ＧａＡｌ）Ｐ材料等に較べ、屈折率を低くでき
るため、実屈折率ガイド構造の形成が可能となる。

【００２９】複数のレーザ素子が、発振波長７５０〜８
５０ｎｍのレーザ素子と発振波長６３０〜６９０ｎｍの
レーザ素子であってもよい。あるいは、例えば、一方の
レーザ素子の活性層がＧａＡｌＡｓであり、他方のレー
ザ素子の活性層がＩｎＧａＰであってもよい。

【００３０】また、各クラッド層として、Ｉｎ_0.5（Ｇ
ａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐを用いてもよい。この場合、電流
ブロック層としてＩｎＡｌＰを用いれば、両者間に十分
な実効的屈折率の差が得られ、実屈折率ガイド構造の効
果を十分に得ることができる。

【００３１】本発明の半導体発光装置の製造方法の特徴
は、順次第１導電型第１クラッド層、活性層、第２導電
型第２クラッド層および電流ブロック層を積層した第１
レーザ素子の積層構造と、順次第１導電型第１クラッド
層、活性層、第２導電型第２クラッド層および電流ブロ
ック層を積層した第２レーザ素子の積層構造を単一半導
体基板の相異なる領域に形成する工程と、前記第１レー
ザ素子の電流ブロック層と前記第２レーザ素子の電流ブ
ロック層とを、同時に選択的にエッチングし、それぞれ
のレーザ素子中央にストライプ状開口部を形成する工程
と、前記各レーザ素子のストライプ状開口部を埋めると
ともに各レーザの電流ブロック層を覆うように、凹状ス
トライプ型の第２導電型第３クラッド層を形成する工程
とを有し、前記電流ブロック層が、第１レーザ素子と第
２レーザ素子で共通する組成と厚みを有し、第１レーザ
素子および第２レーザ素子のいずれのレーザ素子から発
生するレーザ光のエネルギーより広いバンドギャップを
持ち、かついずれの前記第２導電型第３クラッド層より
屈折率が低いことである。

【００３２】上記製造方法の特徴によれば、凹状ストラ
イプ型光導波路を有するレーザ素子を１チップ上に集積
した半導体発光装置において、電流ブロック層での吸収
による発光効率の低下が少なく、電流ブロック層と開口
部を埋める第３クラッド層の屈折率差による光閉じこめ
効果を利用した実屈折率ガイド構造の形成が可能とな
る。また、電流ブロック層のエッチングは同一工程で行
われるので、工程の簡易化を図ることができる。

【００３３】本発明の半導体発光装置の別の製造方法の
特徴は、順次、第１導電型第１クラッド層、活性層、第
２導電型第２クラッド層および第２導電型第３クラッド
層を積層した第１レーザ素子の積層構造と、順次、第１
導電型第１クラッド層、活性層、第２導電型第２クラッ
ド層および第２導電型第２クラッド層を積層した第２レ
ーザ素子の積層構造を単一半導体基板上の相異なる領域
に形成する工程と、前記第１レーザ素子の第２導電型第
３クラッド層と、前記第２レーザ素子の第２導電型第３
クラッド層とを同時に選択的にエッチングし、各レーザ
素子中央に凸状ストライプ形状を形成する工程と、各レ
ーザ素子の前記凸状ストライプ形状の各第２導電型第３
クラッド層の両側に同時に電流ブロック層を形成する工
程とを有し、前記電流ブロック層が、前記第１レーザ素
子と前記第２レーザ素子で共通する組成と厚みを有し、
いずれのレーザ素子から発生するレーザ光のエネルギー
より広いバンドギャップを持ち、かつ前記第２導電型第
３クラッド層より低い屈折率を有することである。

【００３４】上記製造方法の特徴によれば、凹状ストラ
イプ型光導波路を有するレーザ素子を１チップ上に集積
した半導体発光装置において、電流ブロック層での吸収
による発光効率の低下が少なく、電流ブロック層と開口
部を埋める第３クラッド層の屈折率差による光閉じこめ
効果で実屈折率ガイド構造の形成が可能となる。また、
電流ブロック層のエッチングは同一工程で行われるの
で、工程の簡易化を図ることができる。また、第３クラ
ッド層のエッチング、電流ブロック層の形成とエッチン
グ工程を共通工程として行うことができるので、工程の
簡易化を図ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。

【００３６】（第１の実施の形態）第１の実施の形態で
は、凹状ストライプ型の発振波長７８０ｎｍのレーザ素
子Ｌ１と発振波長６５０ｎｍのレーザ素子Ｌ２を同一チ
ップ上に集積した半導体発光装置（半導体レーザチッ
プ）について説明する。

【００３７】第１の実施の形態に係る半導体発光装置で
は、各電流ブロック層として、隣接するクラッド層より
屈折率が小さく、しかも各レーザの発振波長エネルギー
より大きいエネルギーギャップを有する材料を用いてい
る。また、あわせてクラッド層の構造を工夫すること
で、電流ブロック層をより活性層に近づけ、電流狭窄効
果を高めた構造としている。以下、図面を参照しながら
より具体的にその構造を説明する。

【００３８】図１は、第１の実施の形態に係る半導体発
光装置の断面図である。ここに示す各層は、図１１の従
来例に示すように、手前から奥に延在する構造を有して
いる。

【００３９】図１に示すように、二つのレーザ素子Ｌ
１、Ｌ２は、裏面にｎ型電極３６を有する単一基板であ
るｎ型ＧａＡｓ基板１０上に分離溝３７で左右に分離形
成されており、それぞれほぼ同じ積層構造を有してい
る。

【００４０】例えば、図中左側の発振波長７８０ｎｍの
レーザ素子Ｌ１には、下側より、ｎ型ＧａＡｓバッファ
層１１を介して、ｎ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ
第１クラッド層１２を有し、この上に発光層となるＧａ
ＡｌＡｓ活性層（ｉ層）１３が形成されている。

【００４１】活性層１３上にはｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層１４が形成されているが、
従来の第２クラッド層に比較してその厚みは薄い。この
薄い第２クラッド層１４の上に、従来のｎ型ＧａＡｓ層
にかえて、よりバンドギャップの大きいｎ型Ｉｎ_0.5Ａ
ｌ_0.5Ｐで電流ブロック層１６が形成されている。開口
部およびその周囲の電流ブロック層１６を覆うように第
２クラッド層１４と同じ材料でｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ第３クラッド層３１が形成されている。な
お、ｐ型第２クラッド層上には、プロセスの要請上必要
となるｐ型Ｉｎ_0. ₅Ｇａ_0.5Ｐエッチングストップ層１５
が残っている。第３クラッド層３１上には、ｐ型Ｉｎ
_0.5Ｇａ_0.5Ｐコンタクト層３２、ｐ型ＧａＡｓ埋め込み
層３３およびｐ型電極３４が形成されている。

【００４２】図中右側の発振波長６５０ｎｍのレーザ素
子Ｌ２も、発光層（活性層）としてＩｎＧａＰを用いる
以外の基本的な構造は、発振波長７８０ｎｍのレーザ素
子Ｌ１と同じである。即ち、下層よりｎ型ＧａＡｓバッ
ファ層１１を介して、ｎ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）
_0.5Ｐ第１クラッド層２２、ＩｎＧａＰ活性層（ｉ層）
２３、ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッ
ド層２４が順に積層形成されており、第２クラッド層２
４の上に、ｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐで電流ブロック層２６
が形成されている。開口部およびその周囲の電流ブロッ
ク層２６を覆うようにｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）
_0.5Ｐ第３クラッド層３１が形成されており、ｐ型第２
クラッド層２４上には、プロセスの要請上必要となるｐ
型Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐエッチングストップ層２５が残って
いる。ｐ型第３クラッド層３１上には、ｐ型Ｉｎ_0.5Ｇ
ａ_0.5Ｐコンタクト層３２、ｐ型ＧａＡｓ埋め込み層３
３およびｐ型電極３５が形成されている。

【００４３】なお、上述する二つのレーザ素子の配置は
左右で置換してもよい。

【００４４】上述するように、第１の実施の形態に係る
半導体発光装置では、凹状ストライプ型の二つのレーザ
素子が単一の基板上に形成されており、どちらのレーザ
素子の電流ブロック層も、共通するｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5
Ｐで構成している。この材料は、各レーザの活性層から
発生するレーザ光より大きい、約５００ｎｍ帯域にバン
ドギャップを有している。よって、電流ブロック層での
レーザ光の吸収がほとんどないため、吸収による発光効
率の低下が生じない。同時に、Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐは、開
口部を埋めるｐ型第３クラッド層３１よりも十分屈折率
が低いため、実屈折率ガイド構造を構成し、横方向の光
の閉じ込め効果をもたらす。

【００４５】また、第１の実施の形態に係る半導体発光
装置では、ｐ型第２クラッド層１４、２４の膜厚を従来
より薄くし、その分だけ電流ブロック層を活性層１３、
２３に近づけた構成を採用している。このため、電流の
横方向への広がりが効果的に抑制され、電流狭窄効果が
向上する。なお、ｐ型第３クラッド層３１の存在は、発
光レーザを一部吸収するＧａＡｓ層３３を活性層から一
定以上離し、吸収による発光効率の低下を抑制するた
め、ｐ型第２クラッド層１４、２４に較べ膜厚を厚くし
ている。

【００４６】次に、図２（ａ）〜図３（ｈ）を参照し
て、第１の実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法
について説明する。

【００４７】まず、図２（ａ）に示すようにｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０上に発振波長７８０ｎｍのレーザ素子構造か
ら形成する。勿論、発振波長６５０ｎｍのレーザ素子構
造を先に形成してもよい。

【００４８】減圧ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical
Vapor Deposition）法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板１
０上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１１、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ₀ _.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層１２、Ｇａ
ＡｌＡｓ活性層１３、ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）
_0.5Ｐ第２クラッド層１４、ｐ型Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐエッ
チングストップ層１５、ｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ電流ブロ
ック層１６、およびｎ型ＧａＡｓキャップ層１７までを
連続するエピタキシャル成長法で順次積層形成する。成
長温度は、約５００℃〜８００℃度の範囲で各層の結晶
成長が良好に進行する条件とする。

【００４９】なお、ｐ型第２クラッド層１４のキャリア
濃度はドーパントの拡散を最小限に押さえるため、４×
１０¹⁷（ｃｍ^-3）程度に設定することが好ましい。

【００５０】ところで、電流ブロック層としてレーザ光
に対し透明な材料を用いる場合は、従来のような光吸収
による光閉じこめ効果が得られない。よって、非点隔差
の少ない良好なレーザビーム特性を得るためには、活性
層１３上のクラッド層と電流ブロック層が、光閉じこめ
効果をもつ実屈折率ガイド構造の光導波路を構成するこ
とが好ましい。実屈折率ガイド構造は、光導波路を構成
する各層の膜厚や屈折率、導波路形状等の調整によって
実現されるが、例えば電流ブロック層１６の厚みを０．
４μｍ、ｐ型第２クラッド層の厚みを０．２μｍとした
場合、ストライプ状のｐ型第３クラッド層３１とその両
側の電流ブロック層１６との屈折率差が３×１０^−３程
度以上あるため、実屈折率ガイド構造の効果を十分得る
ことができる。ここで用いる電流ブロック層材料Ｉｎ
_0.5Ａｌ_0.５Ｐは、ｐ型第３クラッド層材料に対し、こ
の条件を満たす十分な屈折率差を有する。

【００５１】なお、電流ブロック層１６は、約０．１〜
０．２μｍ以上の厚みがあれば、十分な電流狭窄効果を
発揮する。

【００５２】次に、図２（ｂ）に示すように、既知のフ
ォトリソグラフイー技術及びエッチング技術を用い、バ
ッファ層１１を残して、その上のエピタキシャル層１２
〜１７の一部をエッチング除去する。

【００５３】図２（ｃ）に示すように、段差のある基板
表面を覆うように、６５０ｎｍレーザ素子層を形成す
る。即ち、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型第１クラッ
ド層２２〜ｎ型ＧａＡｓキャップ層２７までを順次エピ
タキシャル成長する。この際の成長温度は７８０ｎｍレ
ーザ素子層とほぼ同じ温度で行う。この結晶成長によ
り、７８０ｎｍのレーザ側のエピタキシャル層に悪影響
を及ぼすことはない。

【００５４】６５０ｎｍレーザ素子層においても７８０
ｎｍレーザ素子層の場合と同様に、活性層２３上のｐ型
第２クラッド層２４と電流ブロック層２６が、実屈折率
ガイド構造を形成するように、Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ
_0.7）_0.5Ｐ層であるｐ型第２クラッド層２４に対し、屈
折率差が低いｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層を電流ブロック層
２６に用いる。各層の材料組成と膜厚は両レーザ素子で
共通なものとする。

【００５５】なお、６５０ｎｍレーザ素子層の活性層２
３としは、両側に光ガイド層を成長させ、その間に活性
層とバリヤ層を交互に積層配置した量子井戸構造を採用
してもよい。この場合は、より優れた発光特性を得るこ
とができる。

【００５６】図２（ｄ）に示すように、再び既知のフォ
トリソグラフイー技術及びエッチング技術を用い、ｎ型
第１クラッド層２２〜ｎ型ＧａＡｓキャップ層２７まで
の一部を除去する。

【００５７】図３（ｅ）に示すように、７８０ｎｍレー
ザ素子側、６５０ｎｍレーザ素子側の両領域に中央部を
開口するストライプ状のＳｉＯ_２マスク３０を形成し、
ウエットエッチング法を用いてキャップ層１７、２７、
および電流ブロック層１６、２６を両領域同時にエッチ
ングする。このエッチングはエッチングストップ層１
５、２５に達したところで止まる。なお、ウェットエッ
チングに限らずドライエッチングを用いてもかまわな
い。

【００５８】両レーザ素子のキャップ層１７、２７およ
び第ｐ型第３クラッド層１６、２６は、同じ材料を用い
ほぼ同じ厚さに設計されているため、両領域のエッチン
グはほぼ同じ時間で終えることができる。したがってど
ちらかのエッチングストップ層がオーバーエッチングに
より除去され、ｐ型第２クラッド層や活性層までエッチ
ングが達してしまうという心配はない。

【００５９】次に、図３（ｆ）に示すように、エッチン
グ除去後の基板表面に、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｐ
型第３クラッド層３１、ｐ型コンタクト層３２、ＧａＡ
ｓコンタクト層３３を連続するエピタキシャル成長法で
形成する。なお、この際の成長温度は７８０ｎｍレーザ
素子層、６５０ｎｍレーザ素子層の成長温度とほぼ同じ
温度で行う。ただし、ドーパントの拡散等の影響が出な
い範囲においてさらに高温で成長を行うことにより、ｐ
型第３クラッド層３１の結晶性を向上させてもよい。こ
の場合はこの後に続くプロセスのマージンを増大でき
る。

【００６０】次に、図３（ｇ）に示すように、リフトオ
フ法またはウエットエッチング法を用いて７８０ｎｍレ
ーザ素子側、６５０ｎｍレーザ素子側の両領域に独立の
電極３４および電極３５を形成する。また、基板１０裏
面を研磨し共通電極３６を形成する。この後、窒素雰囲
気中で熱処理を行い各電極の合金化を行う。

【００６１】最後に、図３（ｈ）に示すように、ドライ
エッチング法もしくはウェットエッチング法を用いて、
分離溝３７を形成する。この後、基板（ウェハ）をスト
ライプ状光導波路に垂直な面でバー状にへき開し、光射
出部となる端面を取り出す。端面保護膜を施した上で、
チップ分離を行う。

【００６２】なお、ｐ型第２クラッド層１４、２４上に
は、プロセスの要請上必要となるｐ型Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ
エッチングストップ層１５が残っているが、このエッチ
ングストップ層１１５は、別の製造方法を用いることで
取り除くこともできる。

【００６３】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、第１の実施の形態と同様に、凹状ストライプ型の発
振波長７８０ｎｍのレーザ素子Ｌ１と発振波長６５０ｎ
ｍのレーザ素子Ｌ２を同一チップ上に集積した半導体発
光装置に関するものである。

【００６４】図４に、第２の実施の形態に係る半導体発
光装置（半導体レーザチップ）の断面図を示す。同図に
示すように、各レーザ素子の電流ブロック層が、複数の
層で形成されていることに特徴がある。これ以外の基本
的なレーザ素子の構造および組成は第１の実施の形態に
係る半導体発光装置と共通する。

【００６５】発振波長７８０ｎｍのレーザ素子Ｌ１も、
発振波長６５０ｎｍのレーザ素子Ｌ２も同じ電流ブロッ
ク層構造を有し、ブロック層１６、２６として、活性層
に近い方からアンドープＩｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層１６ａ、２
６ａ、ｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層１６ｂ、２６ｂ、ｎ型Ｉ
ｎ_0.5（Ｇａ_.０．３Ａｌ_0．７）_０．５Ｐ層１６ｃ、２
６ｃの順にエピタキシャル層を積層させている。

【００６６】まず、電流ブロック層をアンドープ層１６
ａ、２６ａで構成することにより、電流ブロック層１
６、２６内のキャリヤ濃度が下がるため、ｐ型第２クラ
ッド層１５、２５の間で逆バイアスとなる接合付近に発
生する空乏層が広がり、寄生容量が低減される。この結
果レーザの周波数特性を改善できる。

【００６７】また、電流ブロック層の上層に設けたｎ型
Ｉｎ_0.5（Ｇａ_.０．３Ａｌ_0．７） _０．５Ｐ層１６ｃ、
２６ｃは、電流ブロック層上に形成するｐ型第３クラッ
ド層３１と同じ組成を持つため、ｐ型第３クラッド層３
１の結晶成長を良好なものにできる。

【００６８】（第３の実施の形態）第３の実施の形態で
は、凸状ストライプ型の発振波長７８０ｎｍのレーザ素
子Ｌ３と発振波長６５０ｎｍのレーザ素子Ｌ４を同一チ
ップ上に集積した半導体発光装置において、各電流ブロ
ック層として、隣接するクラッド層より屈折率が小さ
く、しかも各レーザの発振波長エネルギーより大きいエ
ネルギーギャップを有する材料を用いた半導体発光素子
について説明する。以下、図面を参照しながらより具体
的にその構造を説明する。

【００６９】図５は、第３の実施の形態に係る半導体発
光装置（半導体レーザチップ）の断面図である。ここに
示す各層は、図１１の従来例に示すように、手前から奥
に延在する構造を有している。

【００７０】図５に示すように、二つのレーザ素子Ｌ
３、Ｌ４は、裏面にｎ型電極７６を有する単一基板であ
るｎ型ＧａＡｓ基板５０上に分離溝７７で左右に分離形
成されており、それぞれほぼ同じ積層構造を有してい
る。

【００７１】発振波長７８０ｎｍのレーザ素子Ｌ３に
は、下側より、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５１を介して、
ｎ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第１クラッド層５
２、ＧａＡｌＡｓ活性層（ｉ層）５３、ｐ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層５４、ｐ型
Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.５Ｐエッチングストップ層５５が順次積
層形成され、この上に、凸状ストライプ型に加工された
ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第３クラッド層５
６と、このｐ型第３クラッド層５６の両サイドに形成さ
れたｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ電流ブロック層７１を有す
る。

【００７２】第３クラッド層５６の露出面上には、ｐ型
Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐコンタクト層５７が形成され、これら
と電流ブロック層７１を覆うようにｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層７３が形成され、その上にｐ型電極７４を有して
いる。

【００７３】図中右側の発振波長６５０ｎｍのレーザ素
子Ｌ３も、発光層（活性層）としてＩｎＧａＰを用いる
以外の基本的な構造は、発振波長７８０ｎｍのレーザ素
子Ｌ３と共通する。即ち、下層よりｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層５１を介して、ｎ型第１クラッド層６２、ＩｎＧａ
Ｐ活性層（ｉ層）６３、ｐ型第２クラッド層６４が積層
形成されており、エッチングストップ層６５を挟んで凸
状ストライプ型のｐ型第３クラッド層６６が形成され、
その両サイドにｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐである電流ブロッ
ク層７１が形成されている。さらに第３クラッド層７１
上には、ｐ型コンタクト層５７、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層７３およびｐ型電極７５が形成されている。

【００７４】なお、レーザ素子Ｌ３、Ｌ４の配置は左右
逆にしてもよい。

【００７５】上述するように、第３の実施の形態に係る
半導体発光装置では、凸状ストライプ型の二つのレーザ
素子が単一の基板上に形成されており、どちらのレーザ
素子の電流ブロック層７１も、共通材料であるｎ型Ｉｎ
_0.5Ａｌ_0.5Ｐで構成している。この材料は、各レーザの
活性層から発生するレーザ光のエネルギーに対しより大
きなエネルギーの禁制帯幅を持つ。よって、電流ブロッ
ク層でのレーザ光の吸収がほとんどないため、吸収によ
る発光効率の低下が生じない。また、Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ
は、開口部を埋め込むｐ型第３クラッド層よりも屈折率
が十分低いため、実屈折率ガイド構造が形成され、横方
向の光の閉じ込め効果をもたらす。

【００７６】次に、図６（ａ）〜図７（ｈ）を参照し
て、第３の実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法
について説明する。

【００７７】まず、図６（ａ）に示すようにｎ型ＧａＡ
ｓ基板５０上に発振波長７８０ｎｍのレーザ素子構造か
ら形成する。勿論、発振波長６５０ｎｍのレーザ素子構
造を先に形成してもよい。

【００７８】減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ
基板５０上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５１、ｎ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ層である第１クラッド層５
２、ＧａＡｌＡｓ活性層５３、ｐ型Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐである第２クラッド層５４、ｐ型Ｉｎ_0.5
Ｇａ_0.５Ｐであるエッチングストップ層５５、ｐ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐである第３クラッド層５
６、ｐ型Ｉｎ_0.5Ｇａ_0. _５Ｐであるコンタクト層５７、
およびｎ型ＧａＡｓキャップ層５８までを連続するエピ
タキシャル成長法で積層形成する。第１の実施の形態の
場合と同様に、成長温度は５００℃〜８００℃の範囲で
各層が良好な結晶成長を示す条件とする。

【００７９】なお、ｐ型第２クラッド層５４のキャリア
濃度はドーパントの拡散を最小限に押さえるため、４×
１０¹⁷（ｃｍ^-3）程度に設定することが好ましい。

【００８０】この後、図６（ｂ）に示すように、既知の
フォトリソグラフイー技術及びエッチング技術を用い、
バッファ層５１を残して、その上のエピタキシャル層５
２〜５８の一部をエッチング除去する。

【００８１】次に、図６（ｃ）に示すように、段差のあ
る基板表面を覆うように、６５０ｎｍレーザ素子層を形
成する。即ち、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型第１ク
ラッド層６２〜ｎ型ＧａＡｓキャップ層６８までを連続
形成する。なお、各エピタキシャル層の組成は、活性層
を除き、７８０ｎｍレーザ素子層と共通する材料を用い
ることができる。また、この際の成長温度は７８０ｎｍ
レーザ素子層とほぼ同じ温度で行う。この結晶成長によ
り、７８０ｎｍのレーザ素子側のエピタキシャル層に悪
影響を及ぼすことはない。

【００８２】図６（ｄ）に示すように、再び既知のフォ
トリソグラフイー技術及びエッチング技術を用い、ｎ型
第１クラッド層６２〜ｎ型ＧａＡｓキャップ層６８まで
の一部を除去する。

【００８３】次に、図７（ｅ）に示すように、７８０ｎ
ｍレーザ素子領域、６５０ｎｍレーザ素子領域の各中央
部にストライプ状のＳｉＯ₂マスク７０を形成し、これ
をエッチングマスクとして、ウエットエッチング法を用
いてキャップ層５８、６８、ｐ型コンタクト層５７、６
７、ｐ型第３クラッド層５６、６６を両領域同時にエッ
チングする。このエッチングはエッチングストップ層５
５および６５に達したところで止まる。ここでエッチン
グする両レーザ素子のキャップ層５８、６８、ｐ型コン
タクト層５７、６７、ｐ型第３クラッド層５６、６６
は、同じ材料を用い、ほぼ同じ厚さに設計しておくこと
が好ましい。両領域のエッチングはほぼ同じ時間で終え
ることができ、どちらかのエッチングストップ層がオー
バーエッチングにより除去され、ｐ型第２クラッド層や
活性層までエッチングが達してしまうという心配はな
い。

【００８４】次に、図７（ｆ）に示すように、減圧ＭＯ
ＣＶＤ法を用いて、基板表面にＩｎ _0.5Ａｌ_0.5Ｐ層から
なる電流ブロック層７１とｎ型ＧａＡｓキャップ層７２
を形成する。これらの層は、エピタキシャル成長面上に
ほぼ選択的に成長する。

【００８５】このようにして、７８０ｎｍレーザ素子、
６５０ｎｍレーザ素子の両領域に同時に同じ材料で電流
ブロック層７１が形成される。すでに説明したように、
この電流ブロック層であるＩｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層は、両レ
ーザ素子の発振波長より広いエネルギー帯域のバンドギ
ャップを有するため、発振レーザの吸収がほとんどな
く、吸収ロスをなくし、発光効率をより高めることがで
きる。

【００８６】また、光導波路を実屈折率ガイド構造とす
るためには、導波路を構成する各層の屈折率、膜厚、導
波路形状等を考慮する必要があるが、電流ブロック層と
してＩｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐを使用する場合、ｐ型Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐからなる第３クラッド層５
６、６６に対して各層における膜厚の組み合わせの広い
範囲において３×１０^-3以上の大きな屈折率差が得られ
るため、実屈折率ガイド構造とすることが容易になる。

【００８７】ところで、従来のようにレーザ光を吸収す
るＧａＡｓ材料で電流ブロック層を構成する場合は、光
吸収効果による光の閉じこめがレーザ光の横モードの広
がりを抑制していた。これに対し、ここでは電流ブロッ
ク層として透明材料を用い、電流ブロック層とクラッド
層との屈折率差を用いて反射型の光閉じこめを利用した
実屈折率ガイド構造を形成する。この構造では吸収によ
る光損失がないが、発光端面におけるレーザ光スポット
の横モードは吸収により光閉じこめの場合に較べ広がっ
てしまう傾向がある。

【００８８】一方、一般にレーザ光のスポット径とスポ
ットの広がり角には相関関係があり、レーザビームの横
モードが広がると水平方向の広がり角は狭くなる関係に
ある。よって、横モードを狭める補正を行うことにより
レーザビームの広げ、非点隔差を抑制できる。

【００８９】横モードを狭め、水平方向の広がり角を広
げる方法としては、１）電流ブロック層の開口幅を小さ
くし、ストライプ状光導波路の幅を狭くするか、２）ｐ
型第２クラッド層の厚さを小さくする、という方法が考
えられる。しかし、光導波路の幅を狭くすると素子抵抗
が上がり動作電圧が上昇する等、特性に悪影響を及ぼし
かねず、一方第２クラッド層の厚みを薄くすることは電
流ブロック層による吸収損失の影響もほとんどなく、特
性に悪影響を与える要因も考えられないので、ｐ型第２
クラッド層の厚さを相対的に薄くすることが望ましい。
そこで、これらを考慮にいれ、ここでは、電流ブロック
層５６、６６を約０．３μｍ、ｐ型第２クラッド層５
４、６４を約０．１５μｍと設定する。

【００９０】なお、電流ブロック効果自体は、電流ブロ
ック層の厚みが約０．１〜０．２μｍ以上であれば十分
得られる。

【００９１】電流ブロック層の成長温度は７８０ｎｍレ
ーザ素子層の成長時とほぼ同等の温度で行う他、ドーパ
ントの拡散等の影響が出ない範囲においてさらに高温で
成長させることもできる。この場合は、（１１１）エピ
タキシャル成長面に対する電流ブロック層の結晶性が向
上し、以降のプロセス上のマージンを増大できる。

【００９２】次に図７（ｇ）に示すように、両レーザ素
子領域のマスク層７０とキャップ層５８、６８、キャッ
プ層７２をエッチング除去し、エッチング除去後の基板
表面に、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層７３を形成する。なお、キャップ層７２の除去
後からＧａＡｓコンタクト層７３の形成までは、Ｉｎ
_0.5Ａｌ_0.5Ｐ電流ブロック層が酸化しやすいことを考慮
し、すみやかに行うことが望ましい。

【００９３】図７（ｈ）に示すように、リフトオフ法、
ウエットエッチング法またはドライエッチング法を用い
て７８０ｎｍレーザ素子側、６５０ｎｍレーザ素子側の
両領域に独立の電極７４および電極７５を形成する。ま
た、基板５０裏面を研磨し共通電極７６を形成する。こ
の後、窒素雰囲気中で熱処理を行い各電極の合金化を行
う。続いて、ドライエッチング法を用いて、分離溝７７
を形成する。

【００９４】この後、基板（ウェハ）を作製した光導波
路ストライプに垂直な面でバー状にへき開し、光射出部
となる端面を取り出す。端面保護膜を施した上で、基板
をチップごとに切断分離する。

【００９５】（第４の実施の形態）第４の実施の形態
は、第３の実施の形態と同様に、凸状ストライプ型の発
振波長７８０ｎｍのレーザ素子Ｌ３と発振波長６５０ｎ
ｍのレーザ素子Ｌ４を同一チップ上に集積した半導体発
光装置に関するものである。

【００９６】図８に、第４の実施の形態に係る半導体発
光装置（半導体レーザチップ）の断面図を示す。同図に
示すように、各レーザ素子の電流ブロック層が、複数の
層で形成されていることに特徴がある。これ以外の基本
的なレーザ素子の構造および組成は第３の実施の形態に
係る半導体発光装置と共通する。

【００９７】発振波長７８０ｎｍのレーザ素子Ｌ３も、
発振波長６５０ｎｍのレーザ素子Ｌ４も同じ電流ブロッ
ク層構造を有し、活性層に近い方からアンドープＩｎ
_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層７１ａ、ｎ型Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ層７１ｂ
の順にエピタキシャル層を積層している。

【００９８】電流ブロック層をアンドープ層７１ａで構
成し、そのキャリヤ濃度を低下することにより、電流ブ
ロック層７１ａとｐ型第２クラッド層５４、６４の接合
部に発生する空乏層を広げ、寄生容量を低減し、レーザ
の周波数特性を改善できる。

【００９９】以上、説明するように、第１〜第４の実施
の形態に沿って、本発明の内容の具体的態様について説
明したが、これらは、複数のレーザ素子を１チップに集
積した半導体発光装置において、各レーザ素子の発光効
率を犠牲にすることなく電流狭窄効果と実屈折率ガイド
による良好な非点隔差の確保を可能にする。これらの半
導体発光装置は、ＣＤ、ＤＶＤ両規格の光ディスクの読
み込みあるいは書き込みが可能で、しかも１チップによ
る小型で簡易な構造のピックアップを提供できる。

【０１００】なお、上述する実施の形態の説明では、い
ずれも単一基板上に発振波長７８０ｎｍと、発振波長６
５０ｎｍの２つのダブルヘテロ型レーザ素子を形成する
場合について説明したが、集積するレーザ素子の数は２
つに限られない。また集積するレーザ素子の発振波長も
ここに挙げる６５０ｎｍと７８０ｎｍに限られるもので
はなく、例えばＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＧａＰ、Ｚｎ
ＳＳｅ、ＧａＮまたはそれ以外の材料を活性層に用いた
種々の波長のレーザ素子を形成してもよい。また、電流
ブロック層の材料としては、ＩｎＡｌＰ以外にもＡｌＧ
ａＰといった材料を用いることもできる。なお、ここで
は、クラッド層としてＩｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ
を用いているが、クラッド層の種類がこれに限られない
ことは当業者には明らかである。また、第１クラッド層
をｎ型、第２クラッド層と第３クラッド層をｐ型として
いるが、導電型は、一律に逆に設定されていてもよい。
これ以外にも材料の置換、層厚などのサイズの変更等種
々の改良が可能なことは当業者に自明である。

【０１０１】

【発明の効果】以上に説明するように、本発明の半導体
発光装置によれば、ダブルヘテロ型の複数のレーザ素子
を１チップに形成した半導体発光装置において、各レー
ザ素子の電流ブロック層を、いずれのレーザ素子から発
生するレーザ光のエネルギーより広いバンドギャップを
持ち、かつ屈折率がいずれの第２導電型第３クラッド層
より低い、共通する材料で形成することにより、同一チ
ップ上の全てのレーザ素子において、実屈折率導波路構
造を実現し、高効率で収束性の高いレーザ光の発光を可
能にする。よって、例えば複数の規格を持つ光ディスク
システムに対し、高性能で簡易な構造のピックアップを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装
置の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装
置の製造方法を示す各工程での装置断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装
置の製造方法を示す各工程での装置断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装
置の断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装
置の断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装
置の製造方法を示す各工程での装置断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装
置の製造方法を示す各工程での装置断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る半導体発光装
置の断面図である。

【図９】従来の半導体発光装置の構成例を示す装置断面
図である。

【図１０】従来の別の半導体発光装置の構成例を示す装
置断面図である。

【図１１】従来の半導体発光装置の構成例を示す装置斜
視図である。

【符号の説明】

１０ｎ型ＧａＡｓ基板１１ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、２２ｎ型第１クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）１３ＧａＡｌＡｓ活性層２３ＩｎＧａＰ活性層１４、２４ｐ型第２クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）１５、２５ｐ型エッチングストップ層（Ｉｎ_0.5Ｇａ
_0.5Ｐ）１６、２６ｎ型電流ブロック層（Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ）１７、２７ｎ型キャップ層（Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ）３１ｐ型第３クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）３２ｐ型コンタクト層（Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ）３３ｐ型コンタクト層（ＧａＡｓ）３４、３５ｐ電極３７分離溝１６ａ、２６ａアンドープ電流ブロック層（Ｉｎ_0.5
Ａｌ_0.5Ｐ）１６ｂ、２６ｂｎ型電流ブロック層（Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5
Ｐ）１６ｃ、２６ｃｎ型電流ブロック層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ
_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ）５０ｎ型ＧａＡｓ基板５１ｎ型ＧａＡｓバッファ層５２、６２ｎ型第１クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）５３ＧａＡｌＡｓ活性層６３ＩｎＧａＰ活性層５４、６４ｐ型第２クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）５５、６５ｐ型エッチングストップ層（Ｉｎ_0.5Ｇａ
_0.5Ｐ）５６、６６ｐ型第２クラッド層（Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａ
ｌ_0.7）_0.5Ｐ）５７、６７ｐ型コンタクト層（Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ）７１ｎ型電流ブロック層（Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ）７３ｐ型コンタクト層（ＧａＡｓ）７４、７５ｐ電極７７分離溝７１ａアンドープ電流ブロック層（Ｉｎ_0.5Ａｌ
_0.5Ｐ）７１ｂｎ型電流ブロック層（Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一半導体基板と、前記単一半導体基板上に形成された複数のダブルヘテロ
型レーザ素子とを有し、各前記レーザ素子は、順に積層された第１導電型第１ク
ラッド層、活性層、第２導電型第２クラッド層と、前記
第２導電型第２クラッド層上に形成され、ストライプ状
の開口部を有する電流ブロック層と、前記開口部を埋め
る第２導電型第３クラッド層とを有し、各前記レーザ素子の前記電流ブロック層は、共通する材
料で形成されており、どの前記レーザ素子から発生する
レーザ光のエネルギーより広いバンドギャップを持ち、
かつ前記第２導電型第３クラッド層より低い屈折率を持
つ層を有する半導体発光装置。
【請求項２】前記複数のダブルヘテロ型レーザ素子
が、凹状ストライプ型光導波路を有するものである請求項１
に記載の半導体発光装置。
【請求項３】前記第２導電型第３クラッド層が、前記
電流ブロック層の開口部を埋めるとともに前記電流ブロ
ック層を被覆するように形成されており、前記第２導電型第２クラッド層が、前記第２導電型第３
クラッド層に比較し、相対的に膜厚が薄い請求項２に記
載の半導体発光装置。
【請求項４】前記電流ブロック層が、最上層に前記第
２導電型第３クラッド層と同組成の第１導電型層を有す
る請求項２または３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】前記複数のダブルヘテロ型レーザ素子
が、凸状ストライプ型光導波路を有するものである請求項１
に記載の半導体発光装置。
【請求項６】前記電流ブロック層が、アンドープ層を
有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
載の半導体発光装置。
【請求項７】前記複数のダブルヘテロ型レーザ素子が
有する前記電流ブロック層が、すべて同一組成材料で、
同一膜厚である請求項１から６のいずれかに記載の半導
体発光装置。
【請求項８】前記電流ブロック層が、ＩｎＡｌＰ材料
またはＡｌＧａＡｓ材料で形成されている請求項１から
７のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項９】前記複数のダブルヘテロ型レーザ素子
が、発振波長７５０〜８５０ｎｍのレーザ素子と発振波
長６３０〜６９０ｎｍのレーザ素子である請求項１から
８のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１０】順次第１導電型第１クラッド層、活性
層、第２導電型第２クラッド層および電流ブロック層を
積層した第１レーザ素子の積層構造と、順次第１導電型
第１クラッド層、活性層、第２導電型第２クラッド層お
よび電流ブロック層を積層した第２レーザ素子の積層構
造を単一半導体基板の相異なる領域に形成する工程と、前記第１レーザ素子の電流ブロック層と前記第２レーザ
素子の電流ブロック層とを、同時に選択的にエッチング
し、それぞれのレーザ素子中央にストライプ状開口部を
形成する工程と、前記各レーザ素子の該ストライプ状開口部を埋めるとと
もに各レーザの電流ブロック層を覆うように、凹状スト
ライプ型の第２導電型第３クラッド層を形成する工程と
を有し、前記電流ブロック層が、第１レーザ素子と第２レーザ素
子で共通する組成と厚みを有し、第１レーザ素子および
第２レーザ素子のいずれのレーザ素子から発生するレー
ザ光のエネルギーより広いバンドギャップを持ち、かつ
いずれの前記第２導電型第３クラッド層より屈折率が低
いことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】順次、第１導電型第１クラッド層、活
性層、第２導電型第２クラッド層および第２導電型第３
クラッド層を積層した第１レーザ素子の積層構造と、順
次、第１導電型第１クラッド層、活性層、第２導電型第
２クラッド層および第２導電型第３クラッド層を積層し
た第２レーザ素子の積層構造を単一半導体基板上の相異
なる領域に形成する工程と、前記第１レーザ素子の第２導電型第３クラッド層と、前
記第２レーザ素子の第２導電型第３クラッド層とを同時
に選択的にエッチングし、各レーザ素子中央に凸状スト
ライプ形状を形成する工程と、各レーザ素子の該凸状ストライプ形状の各第２導電型第
３クラッド層の両側に同時に電流ブロック層を形成する
工程とを有し、前記電流ブロック層が、前記第１レーザ素子と前記第２
レーザ素子で共通する組成と厚みを有し、いずれのレー
ザ素子から発生するレーザ光のエネルギーより広いバン
ドギャップを持ち、かついずれの前記第２導電型第３ク
ラッド層より屈折率が低いことを特徴とする半導体発光
装置の製造方法。