JP2002223038A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コストが安く、歩留まりが高く、発光が安定
した高出力半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 基板上に形成された第１導電型クラッド
層１０２と、活性層１０４と、第１導電型クラッド層１
０２よりも屈折率が大きい第１の第２導電型クラッド層
１０６及びリッジ状に形成された第２の第２導電型クラ
ッド層１０８と、第２の第２導電型クラッド層１０８の
両横側に形成された、第２の第２導電型クラッド層１０
８よりもバンドギャップが小さい、第１導電型半導体か
らなる電流ブロック層１０９と、を備えることを特徴と
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、半導体レーザ装置
に関し、特に、ＩｎＧａＡｌＰ系またはＡｌＧａＡｓ系
材料を用いた高出力半導体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの半
導体レーザ装置は、ＤＶＤ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓ
ａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などへの実用化が進められてい
る。例えば、波長約６５０ｎｍの半導体レーザ装置が、
ＤＶＤ−ＲＯＭ等で、ディスクの読み取りに用いられて
いる。

【０００３】この読み取り用のレーザ装置では、図４に
示すように、活性層４０４の図中上側の光吸収層（電流
ブロック層）４０９により導波モードを制御する構造が
多く用いられてきた。これは例えば、図４に示すよう
に、光吸収層４０９の図中下部と、リッジ部分４０８の
図中下部と、に実効的に屈折率の差を形成し、リッジ部
分４０８の図中下部にレーザ光４１を閉じこめる構造で
ある。この構造は、レーザ装置としては製造が容易な構
造であり、この構造を用いると、歩留まりが高く、コス
トが安くなる。

【０００４】図４の従来のレーザ装置の構造をやや詳し
く説明すれば、以下の通りである。図４の装置は、ｎ型
ＧａＡｓ基板４０１上にｎ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａ
ｌ_{０ ．７}）_０．５Ｐからなるｎ型クラッド層４０２、Ｉ
ｎ_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ_{０ ．６}）_０．５Ｐからなる第
１のガイド層４０３、Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐ／Ｉｎ
_０．５（Ｇａ_０．５Ａｌ_０．５）_０．５ＰからなるＭＱ
Ｗ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＱｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性
層４０４、Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ_０．６）_０．５
Ｐからなる第２のガイド層４０５、ｐ型Ｉｎ_０．５（Ｇ
ａ_０．３Ａｌ_{０ ．７}）_０．５Ｐからなる第１のｐ型クラ
ッド層４０６、ｐ型Ｉｎ_０．５Ｇａ_{０． ５}Ｐからなるエ
ッチングストップ層４０７が順次形成されている。この
エッチングストップ層４０７の上には、リッジ状の、ｐ
型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_{０ ．７}）_０．５Ｐ層から
なる第２のｐ型クラッド層（リッジ部分）４０８が形成
されている。そして、このリッジ部分４０８の両横側は
ｎ型ＧａＡｓからなる光吸収層（電流ブロック層）４０
９で埋めこまれている。これらのリッジ部分４０８、光
吸収層４０９上にはコンタクト層４１０が形成されてい
る。ここで、リッジ部分４０８の幅は、レーザ装置の動
作電圧のしきい値を下げるため、上辺を１．５〜３．０
μｍ、底辺を３．５〜６．０μｍ程度にしている。

【０００５】また、最近では、ディスクの読み取りだけ
ではなく、書き込みにも用いることができる半導体レー
ザ装置の開発もさかんに進められており、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ等で用いられている。このように半導体レーザ装置を
書き込みにも用いるためには、読み取り用の半導体レー
ザ装置よりも、高出力にする必要がある。例えば、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭに用いられる読み取り用半導体レーザ装置の
光出力は約１０ｍＷ程度で足りるのに対し、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭに用いられている書き込み用高出力半導体レーザ装
置の光出力は約５０ｍＷ程度必要である。

【０００６】従来、このような書き込み用高出力半導体
レーザ装置は、高出力で安定した発光を得るために構造
を複雑にせざるをえず、読み取り用半導体レーザ装置と
別の構造を用いざるを得なかった。そして、書き込み用
高出力半導体レーザ装置は、読み取り用半導体レーザ装
置に比べて、コストが高くなるのが避けられず、歩留ま
りも悪かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の書き込み用高出
力半導体レーザ装置を、読み取り用半導体レーザ装置と
同様の構成にすることができれば都合が良いのは明らか
である。しかし、これは実際上極めて困難であると考え
られていた。なぜなら、従来の読み取り用半導体レーザ
装置には、高出力の発光を得ようとすると発光が不安定
になるという問題があったからである。すなわち、図４
の読み取り用半導体レーザ装置では、電流を増加させれ
ば一応高出力を得ることは出来たが、光出力の飽和領
域、つまり電流を増加させても光出力が増加しにくい領
域が現れることがあった。これは、キンクと呼ばれる現
象であり、ホールバーニングなどの影響で、通常のレー
ザ発振である基本モードの発振４１に加え、高次モード
の発振４２が起こり易くなり、横モードが不安定になる
ことに起因する。ところが、レーザ装置では、レーザ光
を光学系によって微少スポットに絞って使用するので、
発光の安定性が必要である。従って、横モードが不安定
な図４の装置を高出力レーザ装置として用いることは極
めて困難であった。このため、高出力レーザ装置におい
ては、図４とは異なる複雑な構造を用いざるを得なかっ
た。しかし本発明者は、構造が簡単でコストが安く歩留
まりが高いという読み取り用半導体レーザの利点に着目
して、書き込み用高出力半導体レーザのコストを抑え、
歩留まりを高くすべく、各種のシミュレーションや実験
を行った。その結果本発明者は、読み取り用半導体レー
ザ装置と同様の基本構造では書き込み用高出力半導体レ
ーザ装置は作れないという当業者の従来の技術常識に反
し、読み取り用半導体レーザ装置と同様の基本構造を用
いても書き込み用高出力半導体レーザ装置を作れること
を独自に知得した。即ち、本発明者は、図４に示す光吸
収層４０９により導波モードを制御する構造を用いて、
活性層４０４の図中上側のクラッド層４０６、４０８の
屈折率を、活性層４０４の図中下側のクラッド層４０３
の屈折率よりも所定の値だけ大きくしたものには、高出
力でも発光が安定するという利点が得られることを独自
に知得した。その結果、高い歩留まりで、かつ、安いコ
ストで書き込み用高出力半導体レーザ装置を得られるこ
とを独自に知得するに至った。

【０００８】本発明はこのことに着目してなされたもの
である。つまり、この方法は、従来の技術常識とは異な
った本発明者の独自のシミュレーションと実験の結果に
よって得られたものであり、本発明者の独自の知得に基
づくものである。

【０００９】本発明は、コストが安く、歩留まりが高
く、発光が安定した高出力半導体レーザ装置を提供する
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装
置は、基板と、前記基板上に形成された第１導電型クラ
ッド層と、前記第１導電型クラッド層上に形成された活
性層と、前記活性層上に形成された、前記第１導電型ク
ラッド層よりも屈折率が大きい第１の第２導電型クラッ
ド層と、前記第１の第２導電型クラッド層上にリッジ状
に形成された、前記第１導電型クラッド層よりも屈折率
が大きい第２の第２導電型クラッド層と、前記第２の第
２導電型クラッド層の両横側に形成された、前記第２の
第２導電型クラッド層よりもバンドギャップが小さい、
第１導電型半導体からなる電流ブロック層と、を備える
ことを特徴とする。

【００１１】また本発明は、基板と、前記基板上に形成
された第１導電型クラッド層と、前記第１導電型クラッ
ド層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成され
た、前記第１導電型クラッド層よりも屈折率が大きい第
１の第２導電型クラッド層と、前記第１の第２導電型ク
ラッド層上に形成され、一部にストライプ状の溝が形成
された、前記第２の第２導電型クラッド層よりもバンド
ギャップが小さい、第１導電型半導体からなる電流ブロ
ック層と、前記溝と前記電流ブロック層上に形成され
た、前記第１導電型クラッド層よりも屈折率が大きい第
２の第２導電型クラッド層と、を備えることを特徴とす
る。

【００１２】本発明の半導体レーザ装置では、例えば、
前記第１導電型クラッド層、前記第１の第２導電型クラ
ッド層、前記第２の第２導電型クラッド層、および、前
記活性層を、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体とし、前記電流ブ
ロック層をＡｌＧａＡｓ系半導体とすることができる。
ここで、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体とは、Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡ
ｌ_{１−ｘ−ｙ}Ｐ（０≦ｘ＋ｙ≦１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１）からなる半導体を意味し、例えば、ＩｎＧａＰと
ＩｎＧａＡｌＰのＭＱＷ構造もこれに含まれる。また、
ＡｌＧａＡｓ系半導体とは、Ａｌ_ｓＧａ_１−ｓＡｓ（０
≦ｓ≦１）からなる半導体を意味し、例えば、ＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓのＭＱＷ構造もこれに含まれる。

【００１３】また、前記第１導電型クラッド層、前記第
１の第２導電型クラッド層、前記第２の第２導電型クラ
ッド層を、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体とし、前記電流ブロ
ック層、前記活性層をＡｌＧａＡｓ系半導体とすること
もできる。

【００１４】また、前記第１導電型クラッド層、前記第
１の第２導電型クラッド層、前記第２の第２導電型クラ
ッド層、前記活性層、および、前記電流ブロック層をＡ
ｌＧａＡｓ系半導体とすることもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本実施形態の高出力半導体レーザ
装置は、活性層の一方側の光吸収層により導波モードを
制御する構造を用い、活性層の一方側のクラッド層の屈
折率を、活性層の他方側のクラッド層の屈折率よりも大
きくすることにより、高出力でも発光が安定するように
したことを特徴の１つとする。本実施形態の高出力半導
体レーザ装置は、製造が容易な構造であり、コストが安
く、歩留まりも高い。

【００１６】以下、図面を参照にしつつ、レーザ装置の
形状を変えた３つの実施形態について説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態の半導体レーザ装置の構造を示す図であ
る。ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上には、ｎ型Ｉｎ
_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５Ｐからなる
ｎ型クラッド層１０２、Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ
_０．６）_０．５Ｐからなる第１のガイド層１０３、Ｉｎ
_０．５Ｇａ_０．５Ｐ／Ｉｎ_{０． ５}（Ｇａ_０．５Ａｌ
_０．５）_０．５ＰからなるＭＱＷ活性層１０４、Ｉｎ
_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ_０．６）_０．５Ｐからなる第２
のガイド層１０５、ｐ型Ｉｎ_{０ ．５}（Ｇａ_０．３Ａｌ
_０．７）_０．５Ｐからなる第１のｐ型クラッド層１０
６、ｐ型Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐからなるエッチングス
トップ層１０７が順次形成されている。このエッチング
ストップ層１０７の上には、リッジ状の、ｐ型Ｉｎ_０
．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）_０．５Ｐからなる第２の
ｐ型クラッド層（リッジ部分）１０８が形成されてい
る。そして、リッジ部分１０８の両横側はｎ型ＧａＡｓ
からなる電流ブロック層（光吸収層）１０９で埋めこま
れている。これらのリッジ部分１０８、電流ブロック層
１０９上には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０が形成
されている。

【００１８】図１のレーザ装置の特徴の１つは、ｐ型Ｉ
ｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７） _０．５Ｐからなるｐ
型クラッド層１０６、１０８のＡｌ組成が、ｎ型Ｉｎ
_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５Ｐからなる
ｎ型クラッド層１０２のＡｌ組成よりも低く、ｐ型クラ
ッド層１０６、１０８の屈折率が、ｎ型クラッド層１０
２の屈折率よりも約０．０３大きくなるように構成され
ていることである。なお、ここで、ｐ型クラッド層１０
６、１０８とは、第１のｐ型クラッド層１０６と、第２
のｐ型クラッド層１０８を意味している。そして、図１
のレーザ装置では、製造工程を簡単にするため、第１の
ｐ型クラッド層１０６と、第２のｐ型クラッド層１０８
の材質を同じにし、屈折率を等しくしている。

【００１９】また、この第１のｐ型クラッド層１０６と
第２のｐ型クラッド層１０８との間にあるエッチングス
トップ層１０７は、リッジ部分１０８を形成するための
層である。すなわち、エッチングストップ層１０７上に
形成したｐ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）
_０．５Ｐをウエットエッチングしてリッジ部分１０８を
形成する際、Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐからなるエッチン
グストップ層１０７のエッチング速度がＩｎ_０．５（Ｇ
ａ_０．３Ａｌ_０．７）_０．５Ｐのエッチング速度よりも
小さいことを利用して、エッチングストップ層１０７で
エッチングを止めることができる。そして、このエッチ
ング終了後に、リッジ部分１０８の両横側に電流ブロッ
ク層１０９を形成し、それらの上にｐ型コンタクト層１
１０を形成する。

【００２０】図１の半導体レーザ装置では、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０１の図中下側に形成されるｎ型電極（図示せ
ず）と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０の図中上側に
形成されるｐ型電極（図示せず）と、から活性層１０４
に電流が注入される。ここで、電流ブロック層１０９は
ｎ型半導体なので、ｐ型電極からの電流はこの電流ブロ
ック層１０９には流れず、第２のｐ型クラッド層１０８
を流れて、第１のｐ型クラッド層１０６から活性層１０
４に注入される。つまり、電流ブロック層１０９は、第
２のｐ型クラッド層（リッジ部分）１０８直下に電流を
狭窄する働きをする。また、この電流ブロック層１０９
はＧａＡｓからなるので、Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ
_０．７）_０．５Ｐからなる第２のｐ型クラッド層１０８
よりもバンドギャップが小さく、光吸収層にもなる。そ
して、この光吸収層１０９は、リッジ部分１０８の下部
とその両側とに実効的に屈折率の差を形成し、レーザ光
１１をリッジ部分１０８の下部に閉じこめる働きをして
いる。このように、光吸収層１０９は、吸収により導波
モードを制御している。以上のようにして、リッジ部分
１０８の直下に電流が注入され、リッジ部分１０８の直
下の活性層１０４付近から、波長約６５０ｎｍのレーザ
光１１が放射される。なお、この装置のように活性層１
０４が薄いと、レーザ光１１は、図１のように、活性層
１０４の周辺にしみ出す。

【００２１】以上説明した図１の半導体レーザ装置は、
基板１０１と、前記基板１０１上に形成されたｎ型クラ
ッド層（第１導電型クラッド層）１０２と、前記ｎ型ク
ラッド層１０２上に形成された活性層１０４と、前記活
性層１０４上に形成された、前記ｎ型クラッド層１０２
よりも屈折率が大きい第１のｐ型クラッド層（第１の第
２導電型クラッド層）１０６と、前記第１のｐ型クラッ
ド層１０６上にリッジ状に形成された、前記ｐ型クラッ
ド層１０２よりも屈折率が大きい第２のｐ型クラッド層
（第２の第２導電型クラッド層）１０８と、前記第２の
ｐ型クラッド層１０８の両横側に形成された、前記第２
のｐ型クラッド層１０８よりもバンドギャップが小さい
ｎ型半導体（第１導電型半導体）からなる電流ブロック
層（光吸収層）１０９と、を備えた構造のものとして把
握することができる。

【００２２】以上説明した図１の半導体レーザ装置で
は、第１のｐ型クラッド層１０６および第２のｐ型クラ
ッド層１０８の屈折率を、ｎ型クラッド層１０２の屈折
率よりも大きくしたので、高出力まで発光が安定する。
このメカニズムは、以下のように説明される。

【００２３】レーザ発振は活性層１０４付近で起こる。
このレーザ発振としては、基本モードの発振１１が通常
である。しかし、電流注入を増加し、光出力を増加する
と、この基本モードの発振１１に加え、高次モードの発
振１２が起こり易くなる。このように高次モードの発振
１２が起こりやすくなると、発光が不安定になる。この
ような発光の不安定性はキンクの発生の原因になる。こ
こで、図１の半導体レーザ装置では、活性層１０４の上
側のｐ型クラッド層１０６、１０８の屈折率を、下側の
ｎ型クラッド層１０２の屈折率よりも大きくしている。
そして、一般的に、光は屈折率の高い領域に集まる性質
がある。従って、図１の装置では、従来のレーザ装置の
基本モードの発振１１’、高次モードの発振１２’より
も、導波モード全体が上側に寄せられる。よって、高次
モードの発振１２は電流ブロック層１０９側に寄せられ
る。すると、電流ブロック層１０９の影響により、高次
モードの発振１２が起こりにくくなる。ここで、基本モ
ードの発振１１も上側に寄せられるが、基本モードの発
振１１が起こる領域の上側には電流ブロック層１０９が
ほとんど存在せず、基本モードの発振１１は電流ブロッ
ク層の影響を受けずらい。このように、図２のレーザ装
置では、高次モードの発振１２を抑制し、高出力まで発
光を安定にすることができる。

【００２４】以上のように、図１の半導体レーザ装置
は、高出力まで発光を安定にすることができるので、高
出力での使用に適したものとなる。

【００２５】また、前述のように、光吸収層１０９によ
り導波モードを制御する構造は製造が容易な構造であ
り、図１の半導体レーザ装置は、低コスト、かつ、高い
歩留まりで製造することができる。

【００２６】また、図１の半導体レーザ装置は、製造プ
ロセスを従来の装置（図４）と大きく変える必要が無
く、生産性にも優れている。

【００２７】また、図１の半導体レーザ装置は、低出力
で使用することも可能であるから、１つの装置で低出力
から高出力までの使用が可能である。

【００２８】次に、上述の屈折率差の範囲について検討
する。すなわち、本実施形態では、ｐ型クラッド層１０
６、１０８の屈折率をｎ型クラッド層１０２の屈折率よ
りも大きくし、ｐ型クラッド層１０６、１０８とｎ型ク
ラッド層１０２との屈折率差を約０．０３としたが、こ
の屈折率差は他の値にすることも可能であるので、この
差の範囲について検討する。

【００２９】本発明者の実験によれば、この屈折率差
は、望ましくは０．０１以上０．０７以下、さらに望ま
しくは０．０２以上０．０４以下が良いことが判明して
いる。この理由は、以下のように解析される。

【００３０】まず、屈折率差が小さすぎると、上述のよ
うな高次モードの発振１２を抑制する効果が得られなく
なってしまう。なぜなら、屈折率差が小さすぎると、高
次モードの発振１２は下側に寄せられ、従来のレーザ装
置の高次モードの発振１２’との差が少なくなってしま
うからである。このため、屈折率差は望ましくは０．０
１以上、さらに望ましくは０．０２以上が良い。

【００３１】次に、屈折率差が大きすぎると、基本モー
ドの発振１１も電流ブロック層１０９の影響を受けるよ
うになってしまい、しきい値電流が高くなってしまう。
また、前述のように電流ブロック層１０９は光の吸収層
でもあるので、基本モードの発振１１の一部が電流ブロ
ック層１０９で吸収されてしまう。このため、屈折率差
は望ましくは０．０７以下、さらに望ましくは０．０４
以下が良い。

【００３２】以上のように、ｐ型クラッド層１０６、１
０８とｎ型クラッド層１０２との屈折率差は、望ましく
は０．０１以上０．０７以下、さらに望ましくは０．０
２以上０．０４以下が良い。

【００３３】また、以上説明した、図１のレーザ装置で
は、第１のｐ型クラッド層１０６と、第２のｐ型クラッ
ド層１０８の屈折率を等しくしたが、これを変えること
も可能である。この場合も、ｎ型クラッド層１０２と第
１のｐ型クラッド層１０６との屈折率差は、望ましくは
０．０１以上０．０７以下、さらに望ましくは０．０２
以上０．０４以下が良く、かつ、ｎ型クラッド層１０２
と第２のｐ型クラッド層１０８との屈折率差は、望まし
くは０．０１以上０．０７以下、さらに望ましくは０．
０２以上０．０４以下が良い。

【００３４】以上検討した屈折率差は、例えば、ｎ型Ｉ
ｎ_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ_{０．７ ５}）_０．５Ｐクラッ
ド層のＡｌ組成を変化させることで制御できる。

【００３５】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
半導体レーザ装置が第１の実施の形態と異なる点は、図
２からわかるように、ｐ型クラッド層２０８の形状が異
なることである。この装置は、エッチングストップ層２
０７、電流ブロック層２０９を成長後、それらの中心部
にエッチングによりストライプ状の溝を形成し、その後
ｐ型クラッド層２０８を成長したもので、内部ストライ
プ構造と呼ばれる半導体レーザ装置である。光吸収層２
０９により導波モードを制御する点は、第１の実施の形
態（図１）と同様である。

【００３６】図２は、本発明の第２の実施の形態の半導
体レーザ装置の構造を示す図である。ｎ型ＧａＡｓ基板
２０１上には、ｎ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ
_０．７５）_０．５Ｐからなるｎ型クラッド層２０２、Ｉ
ｎ_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ_０．６）_０．５Ｐからなる第
１のガイド層２０３、Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐ／Ｉｎ
_{０． ５}（Ｇａ_０．５Ａｌ_０．５）_０．５ＰからなるＭＱ
Ｗ活性層２０４、Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．４Ａｌ_０．６）
_０．５Ｐからなる第２のガイド層２０５、ｐ型Ｉｎ_０
．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）_０．５Ｐからなる第１の
ｐ型クラッド層２０６、ｐ型Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐか
らなるエッチングストップ層２０７、ｎ型ＧａＡｓから
なる電流ブロック層２０９が順次形成されている。そし
て、電流ブロック層２０９とエッチングストップ層２０
７の中心部には、エッチングによりストライプ状の溝が
形成されている。このストライプ状の溝には、ｐ型Ｉｎ
_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）_０．５Ｐからなる第２
のｐ型クラッド層２０８が形成されている。また、この
第２のｐ型クラッド層２０８は、電流ブロック層２０９
上にも形成されている。そして、この第２のｐ型クラッ
ド層２０８の上には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０
が形成されている。

【００３７】図２の半導体レーザ装置のストライプ状の
溝周辺は、まず１回目の結晶成長で、第１のｐ型クラッ
ド層２０６、エッチングストップ層２０７、電流ブロッ
ク層２０９を順次形成し、次に、この電流ブロック層２
０９上の全面に酸化膜を形成してこの酸化膜をストライ
プ状に抜いた後このストライプ部分から電流ブロック層
２０９、エッチングストップ層２０７をエッチングし、
次に、２回目の結晶成長で、第２のｐ型クラッド層２０
８、ｐ型コンタクト層２１０を順次形成して、得ること
ができる。

【００３８】また、図２の半導体レーザ装置は、第１の
実施の形態と同様に、ｐ型Ｉｎ_{０． ５}（Ｇａ_０．３Ａｌ
_０．７）_０．５Ｐからなる第１のｐ型クラッド層２０６
および第２のｐ型クラッド層２０８のＡｌ組成が、ｎ型
Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ_０．７５）_０．５Ｐから
なるｎ型クラッド層２０２のＡｌ組成よりも低くなるよ
うに構成され、第１のｐ型クラッド層２０６および第２
のｐ型クラッド層２０８の屈折率が、ｎ型クラッド層２
０８の屈折率よりも約０．０３大きく構成されている。

【００３９】図２のレーザ装置でも、第１の実施の形態
と同様のメカニズムにより、基本モードの発振２３、高
次モードの発振２４が、従来のレーザ装置の基本モード
の発振２１、高次モードの発振２２よりも上側に寄せら
れる。

【００４０】図２の内部ストライプ構造のレーザ装置で
は、基本モードの発振２３も電流ブロック層２０９の影
響を受け易いが、ストライプ幅を調整することにより第
１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００４１】（第３の実施の形態）第３の実施の形態の
半導体レーザ装置は、図３に示すように、１つの基板１
０１上に、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置Ｄ
（右側）と、ＣＤ用の７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置Ｃ
（左側）を組み合わせて集積化した多波長集積化半導体
レーザ装置である。

【００４２】図３中右側に示す半導体レーザ装置Ｄは、
波長約６５０ｎｍの高出力レーザ装置で、第１の実施の
形態の半導体レーザ装置と同じ構造である。ここで、第
１の実施の形態と同じ構成材料については、同じ番号で
示している。このレーザ装置Ｄでは、図中下側のｎ電極
３００と図中上側のｐ電極３１０Ｄとから電流が注入さ
れる。

【００４３】図３中左側に示す半導体レーザ装置Ｃは、
波長約７８０ｎｍの高出力レーザ装置である。活性層３
０４はＡｌＧａＡｓ系半導体からなる。その他の構造は
第１の実施の形態（図１）と同様であり、第１の実施の
形態と同じ構成材料については、同じ番号を示してい
る。このレーザ装置Ｃでは、図中下側のｎ電極３００と
図中上側のｐ電極３１０Ｃとから電流が注入される。な
お、図３から分かるように、図中下側のｎ電極３００
は、両レーザ装置の共通電極となっている。

【００４４】図３中右側のレーザ装置Ｄと、左側のレー
ザ装置Ｃとは、図に示すように、溝で分離されており、
別々に駆動できるようになっている。

【００４５】本実施形態では、図３に示すように、ＤＶ
Ｄ用の高出力レーザＤの基本構造と、ＣＤ用の高出力レ
ーザＣとの基本構造を同一にすることにより、これらを
集積化した２波長集積化半導体レーザ装置が実現でき
た。このような集積化レーザ装置では、リッジ部分１０
８の両横側の光吸収層１０９により導波モードを制御す
る構造が、特に有効である。すなわち、図３の装置は、
Ｃ、Ｄ両装置において、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰをエッチン
グして形成されるリッジ部分１０８が同じ材料であり、
リッジ部分１０８を同時に形成できる。このため、リッ
ジ部分１０８の間隔、すなわち発光点間隔がマスクの精
度と正確さで制作可能である。そして、これにより、ビ
ーム間隔を任意に、しかも高精度で制作可能になり、光
学設計が容易になる。このように光学系の設計が容易な
２波長集積化レーザ装置を実現することにより、ＤＶＤ
システムにおいて、２つの半導体レーザを用いる必要が
無くなる。そして、光学系が簡単になり、小型化、低コ
スト化の実現が可能になる。

【００４６】また、図３の装置は、製造プロセスを従来
の装置（図４）と大きく変える必要が無く、生産性にも
優れている。

【００４７】また、本実施形態では、ＤＶＤ用の高出力
レーザＤ、ＣＤ用の高出力レーザＣに第１の実施の形態
と同様の構造を用いたが、第２の実施の形態と同様の構
造を用いても、同様の効果が得られる。

【００４８】以上説明した第１〜第３の実施の形態のレ
ーザ装置では、レーザ装置出力端面に光を吸収しない窓
領域を設けることもできる。この窓領域を設ければ、光
の吸収による熱破壊を防止できるので、高出力まで端面
破壊しないレーザ装置を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、活性層の一方側の光吸
収層により導波モードを制御する半導体レーザ装置にお
いて、活性層の一方側のクラッド層の屈折率を、活性層
の他方側のクラッド層の屈折率よりも大きくしたので、
コストが安く、歩留まりが高く、発光が安定した高出力
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】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ装置
の断面模式図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の半導体レーザ装置
の断面模式図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の半導体レーザ装置
の断面模式図。

【図４】従来の半導体レーザ装置の断面模式図。

【符号の説明】

１０１、２０１、４０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０２、２０２ ｎ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．２５Ａｌ
_０．７５）_０．５Ｐからなるｎ型クラッド層 ４０２ ｎ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）
_０．５Ｐからなるｎ型クラッド層 １０４、２０４、４０４ Ｉｎ_０．５Ｇａ_０．５Ｐ／Ｉ
ｎ_０．５（Ｇａ_０．５Ａｌ_０．５）_０．５ＰからなるＭ
ＱＷ活性層 ３０４ ＡｌＧａＡｓ系半導体からなる活性層 １０６、２０６、４０６ ｐ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３
Ａｌ_０．７）_０．５Ｐからなる第１のｐ型クラッド層 １０８、４０８ ｐ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ
_０．７）_０．５Ｐからなる第２のｐ型クラッド層（リッ
ジ部分） ２０８ ｐ型Ｉｎ_０．５（Ｇａ_０．３Ａｌ_０．７）
_０．５Ｐからなる第２のｐ型クラッド層 １０９、２０９、４０９ ｎ型ＧａＡｓからなる電流ブ
ロック層（光吸収層） Ｃ ＣＤ用の７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置 Ｄ ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置

Claims (9)

【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１導電型クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成された、前記第１導電型クラッド層
   よりも屈折率が大きい第１の第２導電型クラッド層と、 前記第１の第２導電型クラッド層上にリッジ状に形成さ
   れた、前記第１導電型クラッド層よりも屈折率が大きい
   第２の第２導電型クラッド層と、 前記第２の第２導電型クラッド層の両横側に形成され
   た、前記第２の第２導電型クラッド層よりもバンドギャ
   ップが小さい、第１導電型半導体からなる電流ブロック
   層と、 を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】基板と、 前記基板上に形成された第１導電型クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成された、前記第１導電型クラッド層
   よりも屈折率が大きい第１の第２導電型クラッド層と、 前記第１の第２導電型クラッド層上に形成され、一部に
   ストライプ状の溝が形成された、前記第２の第２導電型
   クラッド層よりもバンドギャップが小さい、第１導電型
   半導体からなる電流ブロック層と、 前記溝と前記電流ブロック層上に形成された、前記第１
   導電型クラッド層よりも屈折率が大きい第２の第２導電
   型クラッド層と、 を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】前記第１導電型クラッド層と前記第１の第
   ２導電型クラッド層との屈折率の差、および、前記第１
   導電型クラッド層と前記第２の第２導電型クラッド層と
   の屈折率の差が、０．０１以上、０．０７以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体
   レーザ装置。
4. 【請求項４】前記第１導電型クラッド層、前記第１の第
   ２導電型クラッド層、前記第２の第２導電型クラッド
   層、および、前記活性層が、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体か
   らなり、前記電流ブロック層がＡｌＧａＡｓ系半導体か
   らなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
   かに記載の半導体レーザ装置。
5. 【請求項５】前記第１導電型クラッド層、前記第１の第
   ２導電型クラッド層、前記第２の第２導電型クラッド層
   が、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体からなり、前記電流ブロッ
   ク層、前記活性層がＡｌＧａＡｓ系半導体からなること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
   半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】前記第１導電クラッド層、前記第１の第２
   導電型クラッド層、前記第２の第２導電型クラッド層、
   前記活性層、および、前記電流ブロック層がＡｌＧａＡ
   ｓ系半導体からなることを特徴とする請求項１乃至請求
   項３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】前記第１の第２導電型クラッド層と前記第
   ２の第２導電型クラッド層の材質が同じで、屈折率が等
   しいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか
   に記載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】レーザ装置出力端面に光を吸収しない窓領
   域を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のい
   ずれかに記載の半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】波長の異なる複数個の、請求項１乃至請求
   項８のいずれかに記載の半導体レーザ装置を集積化し
   た、多波長集積化半導体レーザ装置。