JP2004087980A - 端面発光型半導体レーザ、電子機器、端面発光型半導体レーザの制御方法及び端面発光型半導体レーザの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロード・エリア型で横モードを安定な単一モードとできる端面発光型半導体レーザ及びその端面発光型半導体レーザを備える電子機器を提供すること。
また、その端面発光型半導体レーザの制御方法及びその端面発光型半導体レーザの製造方法を提供すること。
【解決手段】端面発光型半導体レーザ１の導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、ブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザ１であっても出射されたレーザ光の横モードを容易に単一化できる。
具体的には、第２クラッド層３ｂに屈折率格子を波長領域で形成し導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、新たに屈折率格子用の領域を形成しなくても、簡単に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばブロード・エリア型として用いられる端面発光型半導体レーザ及びその端面発光型半導体レーザを備える電子機器に関する。又、本発明は、その端面発光型半導体レーザの制御方法及びその端面発光型半導体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来端面発光型半導体レーザで高出力を得るためには、レーザ光出力がストライプ幅にほぼ比例して増すことからブロード・エリア型と呼ばれるチップ構造があり、そのストライプ幅を１０μｍ以上に拡大した構造が良く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ストライプ幅を１０μｍ以上に拡大すると横モードが単一化せず、多モードが混在した状態で発振が起きてしまう。
【０００４】
そのため、ニアフィールドパターン（ＮＦＰ）はストライプ幅に沿って一定とならず、また縦・横のモード状態は注入電流・環境温度等に依存して不安定である。このことから、集光スポット径が小さく絞れなかったり、安定に変調が掛けられなかったりといった欠点があり、光ディスク等のストレージ用途や通信用途には使用し難い。
【０００５】
従ってブロード・エリア型半導体レーザの応用は、横モードプロファイルや縦・横のモード安定性を重視しない、例えば固体レーザや倍周波発生器（ＳＨＧ）の励起用光源等に限定されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされるもので、ブロード・エリア型で横モードを安定な単一モードとできる端面発光型半導体レーザ及びその端面発光型半導体レーザを備える電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
また、その端面発光型半導体レーザの制御方法及びその端面発光型半導体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の主たる観点に係る端面発光型半導体レーザは、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備することを特徴とする。ここで、フォトニックバンドギャップとはいわゆる光学的伝搬禁止帯のことであり、波長のオーダーで屈折率を周期的に変動させるとき、光がその存在が許されないある周波数領域を持つことになり、その許されない周波数領域をフォトニックバンドギャップという。
【０００９】
本発明では、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備するので、その発振周波数に対する導波路の幅方向の波数ベクトルが存在できず、発振するレーザ光の横モードを容易に単一モードとすることができる。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記フォトニックバンドギャップは、導波路の幅方向に所定の屈折率を有する第１の領域と前記第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域とで、波長領域で周期的に形成される屈折率分布により形成することを特徴とする。これにより、導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップが形成され簡単に横モードを単一化できる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記周期的屈折率分布は、前記発振周波数を発振する活性層を挟むクラッド層の少なくとも一方に形成することを特徴とする。これにより、新たに前記周期的屈折率分布のための領域を形成しなくても発振するレーザ光の横モードをフォトニックバンドギャップにより容易に単一モードとすることができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記第１の領域は、空気孔により形成されていることを特徴とする。これにより、屈折率差を大きくできるのでフォトニックバンドギャップを大きく開かせることができ、確実に発振周波数をそのフォトニックバンドギャップ内に収容し横モードを容易に単一化できる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記空気孔は、前記活性層に届かない深さに形成された溝構造を具備することを特徴とする。これにより、活性層領域に空気との接触面を形成しないので、活性層における表面再結合による発光効率の低下を防止できる。また、エッチング処理等により簡単に周期的屈折率分布構造を形成でき、コストの低減及び製作時間の短縮化が図れる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記周期的屈折率分布は、前記クラッド層と屈折率の異なるガイド層と前記クラッド層との二層を、その合わせ面でお互いが凹凸形状で嵌合するように積層することによって形成することを特徴とする。これにより、例えば略波型形状の合わせ面部分を持つガイド層とクラッド層とで、フォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に形成することができ、レーザ光の横モードを容易に単一化できる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記周期的屈折率分布は、前記クラッド層と前記活性層との合わせ面でお互いが凹凸形状で嵌合するように積層することによって形成することを特徴とする。これにより、例えば略波型形状の合わせ面部分を持つクラッド層と活性層とで、より簡単な構成でフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に形成することができ、レーザ光の横モードを容易に単一化できる。
【００１６】
本発明の他の観点に係る電子機器は、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備する端面発光型半導体レーザを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明では、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備する端面発光型半導体レーザを備えるので、ストライプ幅を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、光ディスク等のストレージ用途や通信用途等に使用できる。
【００１８】
本発明の他の観点に係る端面発光型半導体レーザの制御方法は、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に形成し、発振するレーザ光の横モードを前記フォトニックバンドギャップにより単一モードとすることを特徴とする。
【００１９】
本発明では、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に形成し、そのフォトニックバンドギャップにより発振周波数に対する導波路幅方向の波数ベクトルの存在を排除し、発振するレーザ光の横モードを単一モードとするので、ストライプ幅を１０μｍ以上に拡大しても発振するレーザ光の横モードを容易に単一モードとすることができる。
【００２０】
本発明の他の観点に係る端面発光型半導体レーザの製造方法は、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に生成するように、前記幅方向に所定の屈折率を有する第１の領域と前記第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域とで、波長領域で周期的な屈折率分布を有するように半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上下に電極を形成する工程とを具備することを特徴とする。ここで半導体層とは、例えば活性層、グラッド層及びガイド層等をいう。
【００２１】
本発明では、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に生成するように、前記幅方向に所定の屈折率を有する第１の領域と前記第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域とで、波長領域で周期的な屈折率分布を有するように半導体層を形成する工程と半導体層の上下に電極を形成する工程とを具備するので、高出力でも容易にレーザ光の横モードが単一モードとされた端面発光型半導体レーザを製造できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下に実施形態を説明するにあたっては、端面発光型半導体レーザの例としてゲインガイド型の端面発光型半導体レーザについて説明するが、これに限られるものではなくインデックス・ガイド型の端面発光型半導体レーザ等であってもよい。
【００２３】
図１は本発明の第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図、図２は図１の内ｐ電極及び絶縁層を除いた状態の説明図、図３は本発明の第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図、図４は図３の次の工程であるレジスト形成工程の説明図、図５は図４の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図、図６は図５の次の工程である絶縁層及びストライプ形成工程の説明図、図７は図６の次の工程であるｐ電極形成工程の説明図及び図８は図７の次の工程である基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【００２４】
図１に示すように、端面発光型半導体レーザ１は、結晶成長の種結晶である例えばＧａＡｓから形成される基板２、その基板２に結晶成長され活性層を挟みこんで光やキャリアを閉じ込める一対のクラッド層３内の基板側の第１クラッド層３ａ、又クラッド層３に挟まれレーザ光を発振する例えばｐ−ＧａＡｓから形成される活性層４、その活性層４に結晶成長される第２クラッド層３ｂ、更に第２クラッド層３ｂに結晶成長され後述するｐ電極と半導体との接触を電気的に確実なものとするコンタクト層５、そのｐ電極が導波路方向（図１のＺ方向）にストライプ構造となるようにコンタクト層５の一部を覆う絶縁層６、そしてその絶縁層６及び一部のコンタクト層５に蒸着等により形成されたｐ電極７、更に基板２の第１クラッド層３ａ側と反対側に蒸着等により形成されたｎ電極８及び導波路方向に垂直なへき開により形成される対向する一対の反射鏡面９等を具備する。
【００２５】
ここで、基板２はクラッド層３や活性層４を結晶成長させるためのものであり、規則正しい格子をきれいに保ち原子同士をしっかり形成しながら積み重ねるためのものである。
【００２６】
また、活性層４の略中央部にはレーザ光が発光する発光領域１１がｐ電極７のストライプ幅より少し広がって形成され、この発光領域１１の反射鏡面９の一方からレーザ光が出射される。
【００２７】
更に第１クラッド層３ａは例えばｎ−ＡｌＧａＡｓにより形成されており第２クラッド層３ｂは例えばｐ−ＡｌＧａＡｓにより形成されている。
【００２８】
また、第２クラッド層３ｂには図１及び図２に示すように導波路の幅方向（図１のＸ方向）に周期的に形成された所定の屈折率の第１の領域として、例えば空気が充填された空気溝１０がコンタクト層５に連通して形成され、その周期的に形成された空気溝１０の間の第２クラッド層３ｂが第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域となっている。ただし、空気溝１０は第２クラッド層３ｂではその下の層である活性層４との境界線の直前で止まっている。これによって、活性層領域に表面が形成されないので、表面再結合により発光効率が低下するのを防止できる。また、加工劣化による信頼性の低下を避けることもできることとなる。
【００２９】
ここで、屈折率の低い第１の領域として空気溝１０を形成したが空気の代わりに窒素ガスや高分子材料等を充填しても良い。ただし、フォトニックバンドギャップの広さは屈折率格子（以下周期的な屈折率分布を「屈折率格子」と言う。）の振幅（屈折率の差）が大きいほど広くなるので、屈折率の低い第１の領域に空気溝１０を形成し屈折率格子とするのが、フォトニックバンドギャップの広さを大きくすると言う観点等からは最も望ましい。フォトニックバンドギャップが狭いと導波路の幅方向への伝搬を禁止できる入射光波の振動数の許容値が小さくなってしまうからである。
【００３０】
また、図１及び図２では空気溝１０による屈折率格子が反射鏡面９の横幅（Ｘ方向）の略全長に掛けて形成されているが、少なくとも発光領域１１に形成されていれば横幅（Ｘ方向）の略全長に掛けて形成されていなくても良い。
【００３１】
更に空気溝１０は、図２に示すように一方の反射鏡面９から他方の反射鏡面９まで導波路に沿って共振器長の全長に渡って形成されているが、これに限らず共振器長の一部であっても良い。
【００３２】
また、屈折率格子の周期Λは発振波長領域であるが詳しくは入射光波の波長がλ_０のとき、次のように設計される。
ここでｎ_ｅｆｆは、共振器内をストライプ幅方向（導波路の幅方向、図１及び図２のＸ方向）に伝搬する光波が実効的に感じる屈折率であり、各々の場所の屈折率を光波モードの分布で重み付けし平均することにより求まる値である。
【００３３】
例えば第２クラッド層３ｂの屈折率をｎ_ｃ、空気溝１０の屈折率をｎ_ａ、空気溝１０の幅をＷとすると溝のある第２クラッド層３ｂ部分の平均の屈折率は以下のようである。
尚、λ_０＝８５０ｎｍとし、ｐ−ＧａＡｓの活性層４の屈折率を３．６、ｐ−ＡｌＧａＡｓの第２クラッド層３ｂの屈折率を３．３、Ｗを仮にΛ／２とすれば、Λは１２０ｎｍ（全体に活性層４の屈折率を適用した場合）〜２００ｎｍ（全体に第２クラッド層３ｂの平均の屈折率を適用した場合）程度の寸法範囲を取ることとなり、電子線ビーム描画法や干渉露光法等を用いることでフォトレジストに対するパターンの形成が十分可能なサイズとなる。
【００３４】
また、図１及び図２における空気溝１０のサイズは説明の都合上決めたものであり実際のサイズを現すわけではない。他の図面でも同様である。
【００３５】
更にコンタクト層５は、半導体である第２クラッド層３ｂと金属であるｐ電極７との間の電子をスムースに橋渡しするものでオーミック接触を取るものであり、ＧａＡｓに対し例えば亜鉛（Ｚｎ）のような不純物を高濃度にドープしたものが使われる。
【００３６】
また、ｐ電極７及びｎ電極８は例えば金をベースにした多層構造であり、半導体面との機械的接触を良くしたり、電極金属である金が半導体と混じり過ぎないようにしている。
【００３７】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１の動作及び制御方法についてフォトニックバンドギャップを中心に簡単に説明する。
【００３８】
まず、レーザ光はストライプ状のｐ電極７に沿って活性層４中にできている反転分布領域に導かれながら、半導体結晶中の導波路を進行／増幅をし、結晶境界の端面にできている平行な反射鏡面９で反射を繰り返し発振／生成される。
【００３９】
このとき、出射側の反射鏡面９の発光領域１１がブロード・エリア型のように広く例えば１０μｍ程度以上有ると導波路の幅方向に、高次モードに含まれる波数ベクトルが存在できることとなるが、第２クラッド層３ｂ中の導波路の幅方向（図１及び２のＸ方向）に形成された屈折率格子によりブラッグ反射が生じ、その屈折率差等の格子条件により定められたフォトニックバンドギャップが導波路の幅方向に生成されることとなる。
【００４０】
ここで、発振周波数が生成されたフォトニックバンドギャップの略中央を占めるように屈折率格子の格子条件例えば周期Λ等が定められているので、フォトニックバンドギャップ中の発振周波数の光は存在できず、レーザ光が発振／生成される導波路の幅方向には、高次モードに含まれる波数ベクトルが存在できないこととなり、出射されるレーザ光の横モードの単一化が図れることとなる。
【００４１】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、図３に示すように充分に洗浄した種結晶である例えばＧａＡｓ基板を用意し、この上にｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３ａを例えば化学的反応を利用した成長法であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により結晶成長させる。以下同様にｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３ａの上にｐ−ＧａＡｓ活性層４、その上にｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３ｂ、更にその上にコンタクト層５を結晶成長させる。
【００４３】
次に、図４に示すようにコンタクト層５の上にフォトレジストを塗布し、電子線ビーム描画等により空気溝１０の部分となる所を除いてフォトレジスト１２を形成する。その後、例えば塩素系ガスによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　ＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングし、更にフォトレジスト１２を除去して図５に示すようにコンタクト層５及び第２クラッド層３ｂに連通する空気溝１０を形成する。この際、活性層４に届かないようにすることが大切である。活性層４の領域に表面を作ると表面再結合により発光効率が低下する等不都合が生じるからである。
【００４４】
また、フォトレジスト１２に形成したパターンをマスクとしてエッチングを行う方法としては色々有るが、垂直形状を維持して高いアスペクト比が必要であるため、選択比が大きくとれるＲＩＥ法が望ましい。
【００４５】
次に、コンタクト層５の上に絶縁層６を蒸着或いはスパッタリングし、最終的にストライプ幅となる分だけリフトオフ法又はエッチング法により除去し、図１及び図６に示すように発光領域１１より少し小さく中央部分を除いて、その両側に形成する。
【００４６】
更に図７に示すように、ｐ電極７となる電極層を絶縁層６及び絶縁層６が除去されたコンタクト層５に蒸着し形成する。その後、基板２を研磨し厚さを１００μｍ程度にし、研磨表面をエッチング等できれいに整えｎ電極８となる電極層を蒸着して図８に示すように形成する。
【００４７】
以上で半導体レーザとしての積層構造は略できあがったが、端面発光半導体レーザとして製品化するためには、例えば鏡としての機能を持たせるバー状へき開、反射鏡面９の保護等のための端面コート、個別のチップに分離するペレット化、ヒートシンク上にハンダ付けするダイ・ボンド及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【００４８】
このように本実施形態によれば、端面発光型半導体レーザ１の導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、ブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザ１であっても出射されたレーザ光の横モードを容易に単一化できる。
【００４９】
具体的には、第２クラッド層３ｂに屈折率格子を波長領域で形成し導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、新たに屈折率格子用の領域を形成しなくても、簡単に出射されるレーザ光の横モードを単一化できる。
【００５０】
また、相対的に屈折率の低い第１の領域を空気孔としたので、フォトニックバンドギャップを大きく開くことができ、確実に発振周波数をそのフォトニックバンドギャップ内に収容できる。
【００５１】
更に第１の領域の空気孔を活性層４に届かない程度の深さに形成された溝構造としたので、活性層領域に空気との接触面ができず活性層における表面再結合による発光効率の低下等の不都合を防止しながら、レーザ光の横モードを単一化できる。
【００５２】
また、第２クラッド層３ｂに屈折率格子を波長領域で形成したので、新たに屈折率格子用の領域を形成しなくてもよく、製造工程の削減や製造時間の短縮化が可能となる。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るゲインガイド型の端面発光型半導体レーザについて説明する。
【００５４】
図９は本発明の第２の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図、図１０は図９の内波型形状の合わせ面より上を除いた状態の説明図、図１１は本発明の第２の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図、図１２は図１１の次の工程であるレジスト形成工程の説明図、図１３は図１２の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図、図１４は図１３の次の工程である結晶再成長工程の説明図、図１５は図１４の次の工程である絶縁層、ストライプ形成及びｐ電極形成工程の説明図及び図１６は基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【００５５】
図９に示すように、端面発光型半導体レーザ１０１は、基本的構造は一部を除けば第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザ１と同様であり、例えばｎ−ＧａＡｓから形成される基板１０２、その基板１０２に結晶成長された一対のクラッド層１０３内の基板側のｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓから形成される第１クラッド層１０３ａ、又その第１クラッド層１０３ａに結晶成長されたｎ−Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ａｓから形成されるガイド層１１３、そのガイド層１１３に結晶成長されたｎ−Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ａｓから形成されるバッファ層１１４、更にそのバッファ層１１４に結晶成長されたｐ−ＧａＡｓから形成される厚さ０．２μｍ程度の活性層１０４、その活性層１０４に結晶成長されるｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓから形成される第２クラッド層１０３ｂ、その第２クラッド層１０３ｂに結晶成長されたコンタクト層１０５、そのコンタクト層１０５の一部を覆う絶縁層１０６、そしてその絶縁層１０６及び一部のコンタクト層１０５に形成されたｐ電極１０７、更に基板１０２の第１クラッド層１０３ａ側と反対の面に形成されたｎ電極１０８及び一対の反射鏡面１０９等を具備する。
【００５６】
ここで、基板１０２及び活性層１０４の略中央部に形成された発光領域１１１は第１の実施形態の基板２及び発光領域１１と同様であり説明を省略する。
【００５７】
第１クラッド層１０３ａは、第１の実施形態の第１クラッド層３ａと異なり図９及び図１０に示すようにガイド層１１３との合わせ面部分で導波路の幅方向（図９および図１０のＸ方向）にクラッド層凹部１１５及びクラッド層凸部１１６が連続する例えば波型形状を形成しており、その振幅は例えば０．１５μｍ程度である。
【００５８】
また、そのクラッド層凹部１１５及びクラッド層凸部１１６が連続する図９及び図１０に示す周期Λは、第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザ１の屈折率格子の周期Λを求める方法と同様の方法により求めることができるので説明を省略する。
【００５９】
更に、第１クラッド層１０３ａのガイド層１１３との合わせ面部分での波型形状は、図１０に示すように一方の反射鏡面１０９から他方の反射鏡面１０９まで導波路に沿って（図１０のＺ方向）共振器長の全長に渡って形成されているが、これに限らず共振器長の一部であっても良い。
【００６０】
次にガイド層１１３は、図１０に示すようなガイド層１１３との合わせ面部分が波型形状に形成された第１クラッド層１０３ａにそのまま結晶成長されたもので、クラッド層凹部１１５にガイド層凸部１１８が、クラッド層凸部１１６にガイド層凹部１１７が完全に密着し、いわば両者が嵌合するように第１クラッド層１０３ａの波型形状の振幅、周期等を同じに形成されている。
【００６１】
また、ガイド層１１３の厚さは略は略０．１５μｍであり、図９に示すようにクラッド層凸部１１６の先端がバッファ層１１４にほとんど届いている。
【００６２】
以上の第１クラッド層１０３ａによるクラッド層凸部１１６と、ガイド層１１３によるガイド層凸部１１８との組み合わせにより、所定の屈折率の第１の領域であるクラッド層凸部１１６とそれより屈折率の高い第２の領域であるガイド層凸部１１８とが波長領域で周期的に形成され、屈折率格子が第１クラッド層１０３ａとガイド層１１３との接合部分で形成されることとなる。
【００６３】
尚、図９及び図１０では屈折率格子が反射鏡面９の横幅（Ｘ方向）の略全長に渡って形成されているが、少なくとも発光領域１１１に形成されていれば横幅（Ｘ方向）の略全長に渡って形成されていなくても良い。
【００６４】
また、屈折率格子として波型形状を説明したがこれに限られるものではなく溝形状や鋸歯形状等であっても、波長領域で屈折率の周期的分布が導波路の幅方向に形成できれば良い。
【００６５】
更に図９及び図１０中の波型形状のサイズは説明の都合上決めたものであり実際のサイズを現すわけではない。他の図面でも同様である。
【００６６】
次にバッファ層１１４は、厚さが０．１μｍ程度であり、キャリアを活性層１０４に閉じ込めると共にガイド層１１３まで光の漏れを導くものである。キャリアの閉じ込めと光を導くことの作用の程度はＡｌとＧａの組成で決まり、Ａｌの濃度を上げればキャリアの活性層１０４への閉じ込めは強くなるが、同時に光も閉じ込められるためガイド層１１３に到達しにくくなるという相反した条件となる。
【００６７】
従って上述した０．１μｍ程度の厚さはキャリアの閉じ込めと光を導くことの両方を勘案してバッファ層１１４の組成比と共に決められたものである。
【００６８】
また、第２クラッド層１０３ｂは第１の実施形態と異なり空気溝１０による屈折率格子は形成されていない。
【００６９】
更にコンタクト層１０５、絶縁層１０６、ｐ電極１０７及びｎ電極１０８は第１の実施形態のコンタクト層５、絶縁層６、ｐ電極７及びｎ電極８と同様であるので説明は、省略する。
【００７０】
尚、ガイド層１１３と第１クラッド層１０３ａによる波型形状により屈折率格子を形成したが、これに限られるものでなく第１クラッド層１０３ａに結晶成長させた活性層１０４にバッファ層を結晶成長させ、更にガイド層を結晶成長させてそのガイド層に第２クラッド層１０３ｂを結晶成長させることによって、ガイド層と第２クラッド層１０３ｂとの合わせ面で相互に凹凸部分が嵌合するように波型形状を設け、第１クラッド層１０３ａの場合と同様に、導波路の幅方向に屈折率格子を形成することもできる。
【００７１】
また、第１クラッド層１０３ａとガイド層１１３とでまず第１番目の屈折率格子を導波路の幅方向に形成し、更に第２クラッド層１０３ｂと別のガイド層とで２番目の屈折率格子を導波路の幅方向に形成することもできる。これによって、導波路の幅方向へのフォトニックバンドギャップが強化され、横モードの単一化がより確実なものとできる。
【００７２】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１０１の動作及び制御方法については、第１の実施形態のゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１の動作及び制御方法と屈折率格子が形成されている場所が第２クラッド層３ｂ中から第１クラッド層１０３ａとガイド層１１３との波型形状の組み合わせ部分に変わるだけで、導波路の幅方向（図９及び図１０のＸ方向）に形成された屈折率格子によりブラッグ反射が生じ、その屈折率差等の格子条件により定められたフォトニックバンドギャップが導波路の幅方向に生成される等は同様であり、その説明を省略する。
【００７３】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１０１の製造方法について説明する。
【００７４】
まず、図１１に示すように充分に洗浄した種結晶である例えばｎ−ＧａＡｓ基板１０２を用意し、この上にｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ第１クラッド層１０３ａを例えば化学的反応を利用した成長法であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により結晶成長させる。
【００７５】
次に、図１２に示すように第１クラッド層１０３ａの上にフォトレジストを塗布し、電子線ビーム描画等によりクラッド層凹部１１５の部分となる所を除いてフォトレジスト１１２を形成する。その後第１クラッド層１０３ａ及びフォトレジスト１１２を、例えば塩素系ガスによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等によりエッチングし、更にフォトレジストを除去して図１３に示すように、クラッド層凹部１１５とクラッド層凸部１１６とが連続する波型形状を次のガイド層１１３との合わせ面部分に、その振幅が０．１５μｍ程度で周期Λが発振周波数が生成されるフォトニックバンドギャップの略中央にくるように形成する。
【００７６】
また、その波型形状が形成された第１クラッド層１０３ａにｎ−Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ａｓガイド層１１３を、更にそのガイド層１１３に厚さ０．１μｍ程度のｎ−Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ａｓバッファ層１１４を、またそのバッファ層１１４に厚さ０．２μｍ程度のｐ−ＧａＡｓ活性層１０４、その活性層１０４にｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ第２クラッド層１０３ｂ、その第２クラッド層１０３ｂにコンタクト層１０５を夫々結晶成長させる。これにより、クラッド層凹部１１５にガイド層凸部１１８が、クラッド層凸部１１６にガイド層凹部１１７が完全に密着して第１クラッド層１０３ａとガイド層１１３とにより、導波路の幅方向に屈折率格子が形成されることとなる。
【００７７】
次に、コンタクト層１０５の上に絶縁層１０６を蒸着或いはスパッタリングし、最終的にストライプ幅となる分だけリフトオフ法又はエッチング法により除去し、図９及び図１５に示すように発光領域１１１より少し小さく中央部分を除いて、その両側に絶縁層１０６を形成する。
【００７８】
更に図１５に示すように、ｐ電極１０７となる電極層を絶縁層１０６及び絶縁層１０６が除去されたコンタクト層１０５に蒸着し形成する。その後、基板１０２を研磨し厚さを１００μｍ程度にし、研磨表面をエッチング等できれいに整えｎ電極１０８となる電極層を蒸着して図１６に示すように形成する。
【００７９】
以上で半導体レーザとしての積層構造は略できあがったが、端面発光型半導体レーザとして製品化するためには、例えば鏡としての機能を持たせるバー状へき開、反射鏡面１０９の保護等のための端面コート、個別のチップに分離するペレット化、ヒートシンク上にハンダ付けするダイ・ボンド及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【００８０】
このように本実施形態によれば、端面発光型半導体レーザ１０１の導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、ブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザであっても出射されたレーザ光の横モードを容易に単一化できる。
【００８１】
具体的には、第１クラッド層１０３ａとガイド層１１３とを合わせ面部分で波型形状に組み合わせて屈折率格子を波長領域で形成し、導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、出射されたレーザ光の横モードを確実に単一化できる。
【００８２】
次に、本発明の第３の実施形態に係るゲインガイド型の端面発光型半導体レーザについて説明する。
【００８３】
図１７は本発明の第３の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図、図１８は図１７の内基板に結晶成長された第１クラッド層の活性層との合わせ面より上を除いた状態の説明図、図１９は本発明の第３の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図、図２０は図１９の次の工程であるレジスト形成工程の説明図、図２１は図２０の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図、図２２は図２１の次の工程である結晶再成長工程の説明図、図２３は図２２の次の工程である絶縁層、ストライプ形成及びｐ電極形成工程の説明図及び図２４は基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【００８４】
図１７に示すように、端面発光型半導体レーザ２０１は、基本的構造は第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザ１と同様であり、例えばＧａＡｓから形成される基板２０２、その基板２０２に結晶成長された一対のクラッド層２０３内の基板側のｎ−ＡｌＧａＡｓから形成される第１クラッド層２０３ａ、又その第１クラッド層２０３ａに結晶成長されたｐ−ＧａＡｓから形成される活性層２０４、その活性層２０４に結晶成長されるｐ−ＡｌＧａＡｓから形成される第２クラッド層２０３ｂ、その第２クラッド層２０３ｂに結晶成長されたコンタクト層２０５、そのコンタクト層２０５の一部を覆う絶縁層２０６、そしてその絶縁層２０６及び一部のコンタクト層２０５に形成されたｐ電極２０７、更に基板２０２の第１クラッド層２０３ａ側と反対の面に形成されたｎ電極２０８及び一対の反射鏡面２０９等を具備する。
【００８５】
ここで、基板２０２及び活性層２０４の略中央部に形成された発光領域２１１は第１の実施形態の基板２及び発光領域１１と同様であり説明を省略する。
【００８６】
第１クラッド層２０３ａは、第１の実施形態の第１クラッド層３ａと異なり図１７及び図１８に示すように、活性層２０４との合わせ面部分で導波路の幅方向（図１７および図１８のＸ方向）にクラッド層凹部２１５及びクラッド層凸部２１６が連続する例えば波型形状を形成している。
【００８７】
また、そのクラッド層凹部２１５及びクラッド層凸部２１６が連続する図１７及び図１８に示す周期Λは、第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザ１の屈折率格子の周期Λを求める方法と同様の方法により求めることができるので説明を省略する。
【００８８】
更に、第１クラッド層２０３ａの活性層２０４との合わせ面部分での波型形状は、図１８に示すように一方の反射鏡面２０９から他方の反射鏡面２０９まで導波路に沿って（図１８のＺ方向）共振器長の全長に渡って形成されているが、これに限らず共振器長の一部であっても良い。
【００８９】
次に活性層２０４は、図１８に示すような活性層２０４との合わせ面部分が波型形状に形成された第１クラッド層２０３ａにそのまま結晶成長されたものである。
【００９０】
また、活性層２０４は第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との合わせ面部分で、クラッド層凹部２１５に活性層凸部２１８が、クラッド層凸部２１６に活性層凹部２１７が完全に密着し、いわば両者が嵌合するように第１クラッド層２０３ａの波型形状の振幅、周期等と同じに形成されている。
【００９１】
以上の第１クラッド層２０３ａによるクラッド層凸部２１６と、活性層２０４による活性層凸部２１８との組み合わせにより、所定の屈折率の第１の領域であるクラッド層凸部２１６とそれより屈折率の高い第２の領域である活性層凸部２１８とが波長領域で周期的に形成され、屈折率格子が第１クラッド層２０３ａと活性層２１３との接合部分で形成されることとなる。
【００９２】
更に活性層２０４は、図１７に示すように第２クラッド層２０３ｂとの合わせ面部分でも、第１クラッド層２０３ａの波型形状と同様な振幅及び周期Λ等の波型形状を形成しており、第２クラッド層２０３ｂと活性層２０４との接合部分でも導波路の幅方向に屈折率格子が形成されている。
【００９３】
尚、図１７及び図１８では屈折率格子が反射鏡面２０９の横幅（Ｘ方向）の略全長に渡って形成されているが、少なくとも発光領域２１１に形成されていれば横幅（Ｘ方向）の略全長に渡って形成されていなくても良い。
【００９４】
また、屈折率格子として波型形状を説明したがこれに限られるものではなく鋸歯形状等であっても、波長領域で屈折率の周期的分布が導波路の幅方向に形成できれば良い。
【００９５】
更に図１７及び図１８中の波型形状のサイズは説明の都合上決めたものであり実際のサイズを現すわけではない。他の図面でも同様である。
【００９６】
次に、第２クラッド層２０３ｂは第１の実施形態と異なり空気溝１０による屈折率格子ではなく、第１クラッド層２０３ａとの合わせ面で活性層２０４に形成された波型形状の振幅及び周期Λ等と同じ波型形状が、活性層２０４との合わせ面部分に形成されている。
【００９７】
更にコンタクト層２０５、絶縁層２０６、ｐ電極２０７及びｎ電極２０８は第１の実施形態のコンタクト層５、絶縁層６、ｐ電極７及びｎ電極８と同様であるので説明は、省略する。
【００９８】
尚、第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との波型形状の組み合わせ部分と第２クラッド層２０３ｂと活性層２０４との波型形状の組み合わせ部分とにより両側に屈折率格子を形成したが、これに限られるものでなく例えば第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との波型形状の組み合わせ部分にのみ導波路の幅方向に屈折率格子を形成することもできる。
【００９９】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ２０１の動作及び制御方法については、第１の実施形態のゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１の動作及び制御方法と、屈折率格子が形成されている場所が第２クラッド層３ｂ中から、第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との波型形状の組み合わせ部分と第２クラッド層２０３ｂと活性層２０４との波型形状の組み合わせ部分とに変わるだけで、導波路の幅方向（図１７及び図１８のＸ方向）に形成された屈折率格子によりブラッグ反射が生じ、その屈折率差等の格子条件により定められたフォトニックバンドギャップが導波路の幅方向に生成される等は同様であり、その説明は省略する。
【０１００】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ２０１の製造方法について説明する。
【０１０１】
まず、図１９に示すように充分に洗浄した種結晶である例えばＧａＡｓ基板２０２を用意し、この上にｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０３ａを例えば化学的反応を利用した成長法であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により結晶成長させる。
【０１０２】
次に、図２０に示すように第１クラッド層２０３ａの上にフォトレジストを塗布し、電子線ビーム描画等によりクラッド層凹部２１５の部分となる所を除いてフォトレジスト２１２を形成する。その後第１クラッド層２０３ａ及びフォトレジスト２１２を、例えば塩素系ガスによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等によりエッチングし、更にフォトレジストを除去して図２１に示すように、クラッド層凹部２１５とクラッド層凸部２１６とが連続する波型形状を次の活性層２０４との合わせ面部分に、形成する。
【０１０３】
ここで、波型形状はその周期Λ等を生成されるフォトニックバンドギャップの略中央に発振周波数がくるように形成する。
【０１０４】
また、図２２に示すように波型形状が形成されたｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０３ａにｐ−ＧａＡｓ活性層２０４、その活性層２０４にｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層２０３ｂ、その第２クラッド層２０３ｂにコンタクト層２０５を夫々結晶成長させる。これにより、クラッド層凹部２１５に活性層凸部２１８が、クラッド層凸部２１６に活性層凹部２１７が完全に密着して第１クラッド層２０３ａと活性層２０４とにより、導波路の幅方向に屈折率格子が形成されることとなる。
【０１０５】
更に図２２に示すように、活性層２０４と第２クラッド層２０３ｂとの合わせ面部分でも、第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との合わせ面部分での波型形状と同じ振幅及び周期Λ等により、同じ形状の波型形状が形成される。
【０１０６】
次に、コンタクト層２０５の上に絶縁層２０６を蒸着或いはスパッタリングし、最終的にストライプ幅となる分だけリフトオフ法又はエッチング法により除去し、図１７及び図２３に示すように発光領域２１１より少し小さく中央部分を除いて、その両側に絶縁層２０６を形成する。
【０１０７】
更に図２３に示すように、ｐ電極２０７となる電極層を絶縁層２０６及び絶縁層２０６が除去されたコンタクト層２０５に蒸着し形成する。その後、基板２０２を研磨し厚さを１００μｍ程度にし、研磨表面をエッチング等できれいに整えｎ電極２０８となる電極層を蒸着して図２４に示すように形成する。
【０１０８】
以上で半導体レーザとしての積層構造は略できあがったが、端面発光型半導体レーザとして製品化するためには、例えば鏡としての機能を持たせるバー状へき開、反射鏡面２０９の保護等のための端面コート、個別のチップに分離するペレット化、ヒートシンク上にハンダ付けするダイ・ボンド及び外気と遮断するキャップ・シール等の工程が必要である。
【０１０９】
このように本実施形態によれば、端面発光型半導体レーザ２０１の導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成したので、ブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザであっても出射されるレーザ光の横モードを容易に単一化できる。
【０１１０】
具体的には、第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との合わせ面部分を波型形状に組み合わせて屈折率格子を波長領域で導波路の幅方向に形成し、更に活性層２０４と第２クラッド層２０３ｂとの合わせ面部分を第１クラッド層２０３ａと活性層２０４との合わせ面部分での波型形状と同じ形状となるように組み合わせて屈折率格子を波長領域で導波路の幅方向に形成したので、導波路の幅方向にフォトニックバンドギャップを生成でき、出射されたレーザ光の横モードを確実に単一化できる。
【０１１１】
また、活性層２０４と第２クラッド層２０３ｂとの合わせ面部分の波型形状は、波型形状が形成された第１クラッド層２０３ａに活性層２０４及び第２クラッド層２０３ｂをそのまま結晶成長させて形成することとしたので、製造工程の削減及び活性層の劣化等を防ぎながら確実に横モードを単一化できる。
【０１１２】
次に、本発明の第４の実施形態に係るゲインガイド型の端面発光型半導体レーザを備えた電子機器について、その例として光磁気記録再生装置について説明する。尚、この光磁気記録再生装置に備えられたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザは端面発光型半導体レーザ１で説明するが、これに限られるものではなく端面発光型半導体レーザ１０１及び端面発光型半導体レーザ２０１のいずれであっても良い。
【０１１３】
図２５は本発明の第４の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【０１１４】
光磁気記録再生装置３０１は、図２５に示すように例えばＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（ＣＤ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）等の光ディスクを回転させるスピンドルモータ３０２、光ディスクから情報を読込んだり書き込んだりするピックアップユニット３０３、外部の情報を取り入れたり逆に外部に情報を出力するインターフェース部３０４及びこれらを制御する制御部３０５等から構成されている。
【０１１５】
ここで、ピックアップユニット３０３は図２５に示すように、横モードが単一であるレーザ光を出射するブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザ１、その端面発光型半導体レーザ１から出射されたレーザ光をトラッキング・サーボに必要な３スポットを生じさせるグレーティング３０６、往路のレーザ光を略１００％透過させる偏光ＢＳ（ＰＢＳ：ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　ｂｅａｍ　ｓｐｌｉｔｔｅｒ）３０７、偏光ＢＳ３０７を透過したレーザ光を平行光にするコリメータ・レンズ（ＣＬ：ｃｏｌｉｉｍａｔｏｒ　ｌｅｎｓ）３０８、コリメータ・レンズ３０８により平行光にされたレーザ光を円偏光に変換するλ／４板３０９、λ／４板３０９により円偏光にされたレーザ光をＣＤ−ＲＷ等の光ディスク３１０に焦点を結ぶ対物レンズ３１１、復路で偏光ＢＳ３０７によって反射されたレーザ光に焦点サーボに必要な非点収差を発生させるシリンドリカル・レンズ３１２及びピット信号等を受け取るパターン分割ＰＤ（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）３１３等により構成される。
【０１１６】
次に、このように構成されたゲインガイド型の端面発光型半導体レーザ１を備えた電子機器の例である光磁気記録再生装置３０１の動作について、光学的動作を中心に簡単に説明する。
【０１１７】
まず、光磁気記録再生装置３０１の電源が投入されると制御部３０５の指示によりスピンドルモータ３０２が所定の回転数で回転し、同時にスレッドモータ（図示しない）を駆動させ、所定の光ディスク３１０の位置にピックアップユニット３０３を移動させる。
【０１１８】
また、制御部３０５の制御下端面発光型半導体レーザ１が共振され、導波路の幅方向に形成された波長領域の屈折率格子により生成されたフォトニックバンドギャップにより、高次モードに含まれる導波路の幅方向の波数ベクトルが存在できなくなり、横モードがシングルモード化された１Ｗ以上の高出力のレーザ光が発光領域１１から出射される。
【０１１９】
更に端面発光型半導体レーザ１から出射されたレーザ光はグレーティング３０６を通り、偏光ＢＳ３０７を透過しコリメータ・レンズ３０８により平行光にされ、λ／４板３０９で円偏光になり、対物レンズ３１１により光ディスク３１０例えばＣＤ−ＲＷ等の所定位置に、高出力レーザ光の焦点が結ばれ必要な情報が書き込まれることとなる。
【０１２０】
また、再生の場合は光ディスク３１０により反射されたレーザ光が復路に入り逆コースを偏光ＢＳ３０７までたどり、偏光ＢＳ３０７で略１００％シリンドリカル・レンズ３１２方向に反射され、シリンドリカル・レンズ３１２に入射し非点収差を発生させ、パターン分割ＰＤ３１３に入射する。
【０１２１】
更にレーザ光が入射したパターン分割ＰＤ３１３は、ピット信号、トラッキング信号及びフォーカス信号等を受け取り、それらの信号情報を制御部３０５に出力する。
【０１２２】
制御部３０５は、入力された信号情報をインターフェース部３０４に出力し、外部の表示装置等の電子機器に情報が出力され、或いは光磁気記録再生装置３０１に表示装置等の出力手段があるときはこれらにより信号情報が表示情報等に変換される。
【０１２３】
このように本実施形態によれば、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備する端面発光型半導体レーザを備えるので、ストライプ幅を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、高回転・高転送速度での書き込み（光磁気記録、相変化とも）が可能となる。
【０１２４】
また、携帯用電子機器では特に部品の軽量、小型化が要望されるが端面発光型半導体レーザ１を備えれば、端面発光型半導体レーザを高出力で横モードが単一化したレーザ光を出射できる小型軽量のチップ構造にでき、部品の軽量、小型化がより図られることとなる。
【０１２５】
なお、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。
【０１２６】
例えば、上述した実施形態では端面発光型半導体レーザ１を備える電子機器の例として光磁気記録再生装置３０１について説明したがこれに限られるものではなく、レーザ加工装置でも発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備する端面発光型半導体レーザを備えることによって、ストライプ幅を１０μｍ以上に拡大し高出力としても、横モードを単一モードとすることができ、集光スポット径を微細化することができるので精密な加工が可能となる。また、レーザ・ビーム・プリンタ用光源としても、その高出力で横モードが単一化したレーザ光により印刷速度の向上を図ることができる。
【０１２７】
また、上述した実施形態では端面発光型半導体レーザ１、１０１及び２０１の例としてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系の特定の組成を用いて構成や製造方法等を説明したがこれに限られるものではなく、他の材料系や他の組成であっても良い。例えば代表的な材料系として、赤色波長であればＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ系、青色波長であればＧａＮ／ＡｌＧａＮ系、通信波長帯の赤外波長であればＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系等であっても、発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備することによって、容易に高出力なブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザで横モードを単一化できることとなる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では高出力なブロード・エリア型の端面発光型半導体レーザのレーザ光の横モードを安定な単一モードにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図である。
【図２】図１の内ｐ電極及び絶縁層を除いた状態の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図である。
【図４】図３の次の工程であるレジスト形成工程の説明図である。
【図５】図４の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図である。
【図６】図５の次の工程である絶縁層及びストライプ形成工程の説明図である。
【図７】図６の次の工程であるｐ電極形成工程の説明図である。
【図８】図７の次の工程である基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図である。
【図１０】図９の内波型形状の合わせ面より上を除いた状態の説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図である。
【図１２】図１１の次の工程であるレジスト形成工程の説明図である。
【図１３】図１２の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図である。
【図１４】図１３の次の工程である結晶再成長工程の説明図である。
【図１５】図１４の次の工程である絶縁層、ストライプ形成及びｐ電極形成工程の説明図である。
【図１６】図１５の次の工程である基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの概略斜視図である。
【図１８】図１７の内基板に結晶成長された第１クラッド層と活性層との合わせ面より上を除いた状態の説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る端面発光型半導体レーザの製造プロセスのうち結晶成長工程の説明図である。
【図２０】図１９の次の工程であるレジスト形成工程の説明図である。
【図２１】図２０の次の工程であるエッチング及びレジスト除去工程の説明図である。
【図２２】図２１の次の工程である結晶再成長工程の説明図である。
【図２３】図２２の次の工程である絶縁層、ストライプ形成及びｐ電極形成工程の説明図である。
【図２４】図２３の次の工程である基板裏面研磨及びｎ電極形成工程の説明図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る電子機器の例である光磁気記録再生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１０１、２０１　端面発光型半導体レーザ
２、１０２、２０２　基板
３、１０３、２０３　クラッド層
３ａ、１０３ａ、２０３ａ　第１クラッド層
３ｂ、１０３ｂ、２０３ｂ　第２クラッド層
４、１０４、２０４　活性層
５、１０５、２０５　コンタクト層
６、１０６、２０６　絶縁層
７、１０７、２０７　ｐ電極
８、１０８、２０８　ｎ電極
９、１０９、２０９　反射鏡面
１０　空気溝
１１、１１１、２１１　発光領域
１２、１１２、２１２　フォトレジスト
１１３　ガイド層
１１４　バッファ層
３０１　光磁気記録再生装置
３０２　スピンドルモータ
３０３　ピックアップユニット
３０４　インターフェース部
３０５　制御部

Claims (10)

1. 発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
2. 請求項１に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記フォトニックバンドギャップは、導波路の幅方向に所定の屈折率を有する第１の領域と前記第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域とで、波長領域で周期的に形成される屈折率分布により形成することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
3. 請求項２に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記周期的屈折率分布は、前記発振周波数を発振する活性層を挟むクラッド層の少なくとも一方に形成することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
4. 請求項３に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記第１の領域は、空気孔により形成されていることを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
5. 請求項４に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記空気孔は、前記活性層に届かない深さに形成された溝構造を具備することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
6. 請求項２に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記周期的屈折率分布は、前記クラッド層と屈折率の異なるガイド層と前記クラッド層との二層を、その合わせ面でお互いが凹凸形状で嵌合するように積層することによって形成することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
7. 請求項２に記載の端面発光型半導体レーザにおいて、
   前記周期的屈折率分布は、前記クラッド層と前記活性層との合わせ面でお互いが凹凸形状で嵌合するように積層することによって形成することを特徴とする端面発光型半導体レーザ。
8. 発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に具備する端面発光型半導体レーザを備えることを特徴とする電子機器。
9. 発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に形成し、発振するレーザ光の横モードを前記フォトニックバンドギャップにより単一モードとすることを特徴とする端面発光型半導体レーザの制御方法。
10. 発振周波数に対応するフォトニックバンドギャップを導波路の幅方向に生成するように、前記幅方向に所定の屈折率を有する第１の領域と前記第１の領域に対し相対的に屈折率の高い第２の領域とで、波長領域で周期的な屈折率分布を有するように半導体層を形成する工程と、
    前記半導体層の上下に電極を形成する工程と
    を具備することを特徴とする端面発光型半導体レーザの製造方法。

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