JP3460648B2 - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクシステ
ムの光源等に用いられる半導体レーザ装置、特に二波長
半導体レーザ装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクシステムやレーザプリンタ、
光通信等の各分野で近年、半導体レーザ装置の需要が大
きく伸びてきており、同時に半導体レーザ装置に対して
より高性能・高機能・高信頼性が求められている。特に
光ディスクシステムの分野においては、７８０ｎｍ帯の
半導体レーザ装置を使うコンパクトディスク（ＣＤ）の
需要に加えて最近では６５０ｎｍ帯のデジタルビデオデ
ィスク（ＤＶＤ）に関する需要が大幅に増加してきてい
る。これらの機器に使われる半導体レーザ装置光源は、
従来は一光源からなることが多かったがＤＶＤ−ＲＯＭ
等に使われる光ピックアップでは、追記型ＣＤ（ＣＤ−
Ｒ）で記録した光ディスクを再生する必要性から７８０
ｎｍ帯と６５０ｎｍ帯の二光源を必要とする。通常は、
これらの二光源は別々のパッケージに入っているが、光
学系の構成の容易化・簡素化が可能であることから、１
パッケージ内に図１１に示すように同一基板上に集積さ
れた二光源の二波長半導体レーザ装置が構成されたもの
の開発が行われてきている。ここで二波長半導体レーザ
装置として、例えば日経エレクトロニクス１９９９年６
月２８日号（第７４６巻）第２９ページ〜第３０ページ
（NIKKEI ELECTRONICS1999.6.28 （No.746） p.29-3
0）に示されたものが知られている。

【０００３】図１１はこの二波長半導体レーザ装置の断
面構造図である。この半導体レーザ装置は二つの発光領
域からなり、一つ目の左のレーザ構造はｎ型ＧａＡｓ基
板１０１上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０２、７８
０ｎｍ帯のレーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸活性層１０３、凸型のリッジ状電流ストライプを有
し、かつｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層およびｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層を含むクラッド層１０４が順次形成され、
ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０４にはイオン注入によ
り高抵抗化した電流ブロック領域１０５が形成され、電
流ストライプとなるｐ型ＧａＡｓキャップ層１１７から
なり、二つめのレーザ構造は右側に示すように左側と同
じく共通のｎ型ＧａＡｓ基板１０１上にｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層１０７、６５０ｎｍ帯のレーザ光１１１
を出射するＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層１０８、
凸状のリッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層１０９、電流ブロック領域１１０、電流
ストライプとなるｐ型ＧａＡｓキャップ層１１８からな
る。素子全体には、ｎ側オーミック電極１１６、ｐ側オ
ーミック電極１１４、１１５を製作し、ｐｎ接合の順方
向に電流注入可能な構造となっている。

【０００４】このような構造を実現するためには、例え
ば図１２に示すような製造方法で製作する。すなわち、
図１２（ａ）に示すようにｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２０２、ＡｌＧａＡｓ多重
量子井戸活性層２０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層お
よびｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むクラッド層２０４を
有機金属気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法等の
結晶成長法により順次積層する。次に図１２（ｂ）に示
すようにクラッド層２０４の一部にイオン注入等により
高抵抗領域を形成して電流ブロック層２０５を形成した
後、図１２（ｃ）に示すように周期的なストライプ状の
領域をエッチングにより除去し、図１２（ｄ）に示すよ
うに、二波長のうちのもう一方のレーザ構造を製作する
ためにｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０７、ＡｌＧａ
ＩｎＰ多重量子井戸活性層２０８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むクラッ
ド層２０９を再びＭＯＶＰＥ法等の結晶成長法により順
次積層する。この後、左側と右側のレーザ構造をエッチ
ングにより分離して、図１２（ｅ）に示すようにｎ側電
極２１２とｐ側電極２１０、２１１を設け素子を完成す
る。ｎ型ＧａＡｓ基板を共通としてｐ側電極２１１に正
電圧を印加すると７８０ｎｍ帯のレーザ光が、ｐ側電極
２１０に正電圧を印加すると６５０ｎｍ帯のレーザ光が
図１２（ｅ）の半導体レーザ装置により得られることと
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの従来の構
造の半導体レーザ装置を実現する際に困難な課題として
は、以下のことがあげられる。

【０００６】まず、図１２（ｃ）に示すように一方のレ
ーザ構造を作った後に周期的にストライプ状にもう一方
のレーザ構造を作るためにエッチングを行うが、この時
エッチングする領域の幅が狭いと十分にエッチャントが
回りきらず、レーザ構造近傍のｎ型ＧａＡｓ基板２０１
上に部分的にレーザ構造で使われた結晶成長層が残った
り、基板がストライプ上の除去する領域内でレーザ構造
近傍から遠くなるにつれて深くエッチングされて平坦で
なくなることが起こり得る。

【０００７】また、もう一方のレーザ構造を製作するた
めにストライプ状に除去した領域内にＭＯＶＰＥ法等の
結晶成長法により埋め込み成長を行うが、埋め込む領域
の幅が狭いと図１３に示すように最初に製作したレーザ
構造近傍の領域２１３（図１３中の破線で囲んだ領域）
のＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層２０８に歪や膜厚
の不均一が入ったり、埋め込み層中央付近の領域２１４
でのクラッド層２０９で歪や膜厚の不均一や結晶成長毎
に不安定な成長形状が現れ、所望のレーザ特性を損なっ
たり、二波長半導体レーザ装置の生産性を損なったりす
ることがあり、高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装
置を製作する方法としては不十分であり課題であった。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、エッチングや埋め込み成長でレーザ特
性や二波長半導体レーザ装置の生産性を損なう要因を取
り除き、高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装置の製
造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置の製造方法は、基板の上に複数の発光領域を有する第
１の半導体レーザ構造を形成する工程と、前記第１の半
導体レーザ構造に対し隣り合う少なくとも２つの発光領
域を含んでエッチングを施して凹部を形成する工程と、
前記凹部の上に複数の発光領域を有する第２の半導体レ
ーザ構造を形成する工程とを有するものである。

【００１０】この構成により、第１の半導体レーザ構造
に対し隣り合う少なくとも２つの発光領域を含んでエッ
チングを施して凹部を形成しているので、第２の半導体
レーザ構造を形成する際に結晶再成長の領域を従来より
も大きくとることができる。

【００１１】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
かかる構成につき、第２の半導体レーザ構造を形成する
工程の後に、前記第１の半導体レーザ構造および前記第
２の半導体レーザ構造の各々が有する隣り合う２つの発
光領域の間を境界として、前記第１の半導体レーザ構造
と前記第２の半導体レーザ構造とを一体として分離する
工程を有するものである。

【００１２】この構成により、さらに隣り合う２つの発
光領域の間を境界として、前記第１の半導体レーザ構造
と前記第２の半導体レーザ構造とを一体として分離して
いるので、１枚の基板から取れる半導体レーザ装置の数
を減らさずに半導体レーザ装置を基板より分離すること
ができる。

【００１３】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
かかる構成につき、第２の半導体レーザ構造を形成する
工程の後に、前記第１の半導体レーザ構造または前記第
２の半導体レーザ構造の各々が有する連続した３つの発
光領域のうち真ん中の発光領域上を境界の１つとして、
前記第１の半導体レーザ構造と前記第２の半導体レーザ
構造とを一体として分離する工程を有するものである。

【００１４】この構成により、さらに連続した３つの発
光領域のうち真ん中の発光領域上を境界の１つとして、
前記第１の半導体レーザ構造と前記第２の半導体レーザ
構造とを一体として分離しているので、真ん中の発光領
域より離れた他の２つの発光領域に対し、半導体レーザ
装置を基板より分離する際に与えるダメージを低減する
ことができる。

【００１５】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
かかる構成につき、基板の上に第１の半導体レーザ構造
を形成する工程の前に、基板に段差部を設ける工程を有
するものである。

【００１６】この構成により、さらに段差部の高い側の
基板上に凹部を設けた場合に凹部の深さを浅くすること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体レーザの製
造方法の実施の形態について図面を用いて説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の
形態である本発明の二波長半導体レーザ装置の製造方法
に関するものであり、その製造方法を用いて作製した二
波長半導体レーザ装置が図２に示されている。

【００１９】図２に示す２つの二波長半導体レーザ装置
は、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外レーザ
構造２１と波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色
レーザ構造２２とを同一のｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成
したものである。

【００２０】赤外レーザ構造２１は、ｎ型ＧａＡｓ基板
１上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、７８０ｎｍ帯の
レーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層
３、凸型のリッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層とを含むｐ
型クラッド層４が順次形成され、ｐ型クラッド層４には
イオン注入により高抵抗化した電流ブロック領域５が形
成されたものである。赤色レーザ構造２２は赤外レーザ
構造２１と同じく共通のｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層７、６５０ｎｍ帯のレーザ光を
出射するＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層８、凸状の
リッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド
層９が順次形成されたものである。これら２つのレーザ
構造に対してｐ側オーミック電極１０および１１を設
け、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側オーミック電極１
２を設けてｐｎ接合の順方向に電流注入可能となってい
る。

【００２１】このような構造を実現するために、以下に
示すような製造方法で製作する。すなわち、図１（ａ）
に示すようにｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層３、ｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャップ
層を含むｐ型クラッド層４をＭＯＶＰＥ法等の結晶成長
法により順次積層する。次に図１（ｂ）に示すようにｐ
型クラッド層４の一部にイオン注入等により高抵抗の電
流ブロック領域５を形成して赤外レーザ構造２１を形成
した後、図１（ｃ）に示すように周期的なストライプ状
の領域のうち２つの発光領域分をエッチングにより除去
して幅２００μｍ〜６００μｍの凹部２３が等間隔に並
ぶようにし、続いて図１（ｄ）に示すように、二波長の
うちのもう一方のレーザ構造を製作するためにｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層７、ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸
活性層８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド層９を再びＭＯＶ
ＰＥ法等の結晶成長法により順次積層して赤色レーザ構
造２２を形成する。この後、赤外レーザ構造２１と赤色
レーザ構造２２とを、１つのストライプ内に２つの発光
領域を含むようなストライプ領域としてエッチングによ
り分離し、図１（ｅ）に示すようにｎ側電極１２とｐ側
電極１０、１１を設けた後、図１（ｅ）中の一点鎖線で
示される境界で例えばへき開により素子分離を行い、図
２に示すように二波長半導体レーザ装置を完成する。ｎ
型ＧａＡｓ基板１を共通としてｐ側電極１１に正電圧を
印加すると７８０ｎｍ帯のレーザ光が、ｐ側電極１０に
正電圧を印加すると６５０ｎｍ帯のレーザ光が図２の二
波長半導体レーザにより得られることとなる。

【００２２】上記本発明の製造方法によれば、図１
（ｃ）に示すように周期的なストライプ状の領域のうち
２つの発光領域分をエッチングにより除去しているの
で、赤色レーザ構造２２を作製する際に結晶再成長の領
域を従来よりも大きくとることができ、その結果エッチ
ングの際にエッチャントが十分に回り込み、赤外レーザ
構造２１を形成した際の半導体層を除去できて形状のよ
い凹部２３を形成でき、凹部２３に結晶成長する赤色レ
ーザ構造２２について歪や膜厚の不均一および結晶成長
時に現れる不安定な成長形状を防止することができて特
性のよい二波長半導体レーザ装置を得ることができる。

【００２３】また、上記本発明の製造方法によれば、１
つのストライプ領域内に１つの波長帯のレーザの発光領
域を２つずつ周期的に設けてかつ素子分離を図１（ｅ）
に示すように分離しているので、１枚の基板から取れる
二波長半導体レーザ装置の数を減らすことなく二波長半
導体レーザ装置を基板より分離することができる。

【００２４】以上説明した本発明の製造方法により、結
果として高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００２５】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態である本発明の二波長半導体レーザ装置の製造方法
に関するものであり、その製造方法を用いて作製した二
波長半導体レーザ装置が図４に示されている。

【００２６】図４に示す２つの二波長半導体レーザ装置
は、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外レーザ
構造２１と波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色
レーザ構造２２とを同一のｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成
したものである。

【００２７】赤外レーザ構造２１はｎ型ＧａＡｓ基板１
上にｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、７８０ｎｍ帯のレ
ーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層３、
凸型のリッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むｐ型ク
ラッド層４が順次形成され、ｐ型クラッド層４にはイオ
ン注入により高抵抗化した電流ブロック領域５が形成さ
れたものである。赤色レーザ構造２２は右側に示すよう
に左側と同じく共通のｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層７、６５０ｎｍ帯のレーザ光を出
射するＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層８、凸状のリ
ッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド層
９からなる。これら２つのレーザ構造に対してｐ側オー
ミック電極１０および１１を設け、ｎ型ＧａＡｓ基板１
の裏面にｎ側オーミック電極１２を設けてｐｎ接合の順
方向に電流注入可能となっている。

【００２８】このような構造を実現するために、図３に
示すような製造方法で製作する。すなわち、図３（ａ）
に示すようにｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層３、ｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャップ
層を含むｐ型クラッド層４をＭＯＶＰＥ法等の結晶成長
法により順次積層する。次に図３（ｂ）に示すようにｐ
型クラッド層４の一部にイオン注入等により電流ブロッ
ク層５を形成して赤外レーザ構造２１を形成した後、図
３（ｃ）に示すように周期的なストライプ状の領域のう
ち３つの発光領域分をエッチングにより除去して幅２０
０μｍ〜６００μｍの凹部２３が等間隔に並ぶように
し、続いて図３（ｄ）に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層７、ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ型ＧａＡｓ
キャップ層を含むｐ型クラッド層９を再びＭＯＶＰＥ法
等の結晶成長法により順次積層して赤色レーザ構造２２
を作製する。この後、赤外レーザ構造２１と赤色レーザ
構造２２とを、１つのストライプ内に３つの発光領域を
それぞれ含むようなストライプ領域としてエッチングに
より分離して、図３（ｅ）に示すようにｎ側電極１２と
ｐ側電極１０、１１を設けた後、図３（ｅ）の一点鎖線
で示される境界で例えばへき開を用いて、３つの発光領
域のうち真ん中の１つをつぶす形で素子分離を行い、図
４に示すように二波長半導体レーザを完成する。

【００２９】ｎ側電極１２を共通としてｐ側電極１１に
正電圧を印加すると７８０ｎｍ帯のレーザ光が、ｐ側電
極１０に正電圧を印加すると６５０ｎｍ帯のレーザ光が
図４の半導体レーザデバイスにより得られることとな
る。

【００３０】上記本発明の製造方法によれば、図３
（ｃ）に示すように周期的なストライプ状の領域のうち
３つの発光領域分をエッチングにより除去しているの
で、赤色レーザ構造２２を作製する際に結晶再成長の領
域を従来よりも大きくとることができ、その結果エッチ
ングの際にエッチャントが十分に回り込み、赤外レーザ
構造２１を形成した際の半導体層を除去できて形状のよ
い凹部２３を形成でき、凹部２３に結晶成長する赤色レ
ーザ構造２２について歪や膜厚の不均一および結晶成長
時に現れる不安定な成長形状を防止することができて特
性のよい二波長半導体レーザ装置を得ることができる。

【００３１】また、上記本発明の製造方法によれば、１
つのストライプ領域内に１つの波長帯のレーザの発光領
域を３つずつ周期的に設けてかつ素子分離を図３（ｅ）
に示すように３つの発光領域のうち真ん中の１つをつぶ
す形で行っているので、真ん中の発光領域より離れた他
の２つの発光領域に対し、二波長半導体レーザ装置を基
板より分離する際に与えるダメージを低減することがで
きる。

【００３２】以上説明した本発明の製造方法により、結
果として高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００３３】（第３の実施の形態）図５は第３の実施の
形態である本発明の二波長半導体レーザ装置の製造方法
に関するものであり、その製造方法を用いて作製した二
波長半導体レーザ装置が図６に示されている。

【００３４】図６に示す２つの二波長半導体レーザ装置
は、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外レーザ
構造２１と波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色
レーザ構造２２とを同一のｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成
したものである。

【００３５】赤外レーザ構造２１は、ストライプ状の段
差部を有するｎ型ＧａＡｓ基板１の高い側の表面上にｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層２、７８０ｎｍ帯のレーザ光
を出射するＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層３、 凸型
のリッジ状電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層とｐ型ＧａＡｓキャップ層とを含むｐ型クラッ
ド層４が順次形成され、ｐ型クラッド層４にはイオン注
入により高抵抗化した電流ブロック領域５が形成された
ものである。赤色レーザ構造２２は右側に示すように、
ｎ型ＧａＡｓ基板１の低い側の表面上にｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層７、６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する
ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層８、凸状のリッジ状
電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
とｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド層９が順
次形成されたものである。これら２つのレーザ構造に対
してｐ側オーミック電極１０および１１を設け、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の裏面にｎ側オーミック電極１２を設けて
ｐｎ接合の順方向に電流注入可能となっている。

【００３６】この第３の実施の形態に示す二波長半導体
レーザの製造方法について図５を用い、以下に順を追っ
て説明する。

【００３７】まず、ストライプ状の段差を有するｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の高い側の表面上に第１の実施の形態と同
じ方法でＡｌＧａＡｓ系の赤外レーザ構造２１を形成す
る。

【００３８】次に、第１の実施の形態と同様に赤外レー
ザ構造２１に対して部分的にエッチングを施して２つの
発光領域分の、幅２００μｍ〜６００μｍの凹部２３を
設け、赤外レーザ構造２２を周期的にストライプ状に残
した後、図５（ａ）に示すようにｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層７、ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層８、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層を含むｐ型クラッド層９を再びＭＯＶＰＥ法等の結
晶成長法により順次積層して赤色レーザ構造２２を形成
する。この後、赤外レーザ構造２１と赤色レーザ構造２
２とを、１つのストライプ内に２つの発光領域をそれぞ
れ含むようなストライプ領域としてエッチングにより分
離し、図５（ｂ）に示すようにｎ側電極１２とｐ側電極
１０、１１を設けた後、図５（ｂ）の一点鎖線で示す境
界で例えばへき開により素子分離を行い、図６に示すよ
うに二波長半導体レーザを完成する。ｎ型ＧａＡｓ基板
１を共通としてｐ側電極１１に正電圧を印加すると電流
注入ストライプ６から活性層３に電流注入され、７８０
ｎｍ帯のレーザ光が、ｐ側電極１０に正電圧を印加する
と６５０ｎｍ帯のレーザ光が図６の半導体レーザデバイ
スにより得られることとなる。

【００３９】上記本発明の製造方法によれば、段差を有
するｎ型ＧａＡｓ基板１を使い、図５（ａ）に示すよう
に周期的なストライプ状の領域のうち２つの発光領域分
をエッチングにより除去しているので、凹部２３の深さ
を浅くすることができて赤色レーザ構造２２を作製する
際に結晶再成長の領域を従来よりも大きくとることがで
き、その結果エッチングの際にエッチャントがさらに十
分に回り込み、赤外レーザ構造２１を形成した際の半導
体層を除去できて形状のよい凹部２３を形成でき、凹部
２３に結晶成長する赤色レーザ構造２２について歪や膜
厚の不均一および結晶成長時に現れる不安定な成長形状
を防止することができて特性のよい二波長半導体レーザ
装置を得ることができる。

【００４０】また、上記本発明の製造方法によれば、１
つのストライプ領域内に１つの波長帯のレーザの発光領
域を２つずつ周期的に設けてかつ素子分離を図６に示す
ように行っているので、１枚の基板から取れる二波長半
導体レーザ装置の数を減らすことなく二波長半導体レー
ザ装置を基板より分離することができる。

【００４１】以上説明した本発明の製造方法により、結
果として高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００４２】（第４の実施の形態）図７は第４の実施の
形態である本発明の二波長半導体レーザ装置の製造方法
に関するものであり、その製造方法を用いて作製した二
波長半導体レーザ装置が図８に示されている。

【００４３】図８に示す２つの二波長半導体レーザ装置
は、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外レーザ
構造２１と波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色
レーザ構造２２とを同一のｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成
したものである。

【００４４】赤外レーザ構造２１は、ストライプ状の段
差部を境界として高い側の表面と低い側の表面とを有す
るｎ型ＧａＡｓ基板１の高い側の表面上にｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２、７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する
ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層３、 凸型のリッジ状
電流ストライプを有するｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層と
ｐ型ＧａＡｓキャップ層とを含むｐ型クラッド層４が順
次形成され、ｐ型クラッド層４にはイオン注入により高
抵抗化した電流ブロック領域５が形成されたものであ
る。赤色レーザ構造２２は右側に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の低い側の表面上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層７、６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射するＡｌＧａ
ＩｎＰ多重量子井戸活性層８、凸状のリッジ状電流スト
ライプを有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド層９が順次形成さ
れたものである。これら２つのレーザ構造に対してｐ側
オーミック電極１０および１１を設け、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の裏面にｎ側オーミック電極１２を設けてｐｎ接合
の順方向に電流注入可能となっている。

【００４５】この第４の実施の形態に示す二波長半導体
レーザの製造方法について図７を用い、以下に順を追っ
て説明する。

【００４６】ストライプ状の段差を有するｎ型ＧａＡｓ
基板１上に第２の実施の形態と同じ手順で３つの発光領
域分の、幅２００μｍ〜６００μｍの凹部２３を設け、
ＡｌＧａＡｓ系の赤外レーザ構造２１のエピタキシャル
層を周期的にストライプ状に残した後、図７（ａ）に示
すようにｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７、ＡｌＧａＩ
ｎＰ多重量子井戸活性層８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層およびｐ型ＧａＡｓキャップ層を含むｐ型クラッド
層９を再びＭＯＶＰＥ法等の結晶成長法により順次積層
して赤色レーザ構造２２を製造する。この後、赤外レー
ザ構造２１と赤色レーザ構造２２とを、１つのストライ
プ内に３つの発光領域をそれぞれ含むようなストライプ
領域としてエッチングにより分離し、図７（ｂ）に示す
ようにｎ側電極１２とｐ側電極１０、１１を設けた後、
図７（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域で例えばへき開に
より、３つの発光領域のうち真ん中の１つをつぶす形で
素子分離を行い、図８に示すように二波長半導体レーザ
を完成する。ｎ型ＧａＡｓ基板１を共通としてｐ側電極
１１に正電圧を印加すると電流注入ストライプ６から活
性層３に電流注入され、７８０ｎｍ帯のレーザ光が、ｐ
側電極１０に正電圧を印加すると６５０ｎｍ帯のレーザ
光が図８の二波長半導体レーザにより得られることとな
る。

【００４７】上記本発明の製造方法によれば、段差を有
するｎ型ＧａＡｓ基板１を使い、図７（ａ）に示すよう
に周期的なストライプ状の領域のうち３つの発光領域分
をエッチングにより除去しているので、凹部２３の深さ
を浅くすることができて赤色レーザ構造２２を作製する
際に結晶再成長の領域を従来よりも大きくとることがで
き、その結果エッチングの際にさらにエッチャントが十
分に回り込み、赤外レーザ構造２１を形成した際の半導
体層を除去できて形状のよい凹部２３を形成でき、凹部
２３に結晶成長する赤色レーザ構造２２について歪や膜
厚の不均一および結晶成長時に現れる不安定な成長形状
を防止することができて特性のよい二波長半導体レーザ
装置を得ることができる。

【００４８】また、上記本発明の製造方法によれば、１
つのストライプ領域内に１つの波長帯のレーザの発光領
域を３つずつ周期的に設けてかつ素子分離を図７（ｂ）
に示すように３つの発光領域のうち真ん中の１つをつぶ
す形で行っているので、真ん中の発光領域より離れた他
の２つの発光領域に対し、二波長半導体レーザ装置を基
板より分離する際に与えるダメージを低減することがで
きる。

【００４９】以上説明した本発明の製造方法により、結
果として高性能かつ安価な二波長半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００５０】なお、上記第１から第４の実施の形態にお
いて二波長半導体レーザを構成する基板にＧａＡｓ基板
を用いたが基本的に半導体基板等の結晶成長可能な基板
であれば同じ製造方法による効果が期待可能で、例えば
Ｓｉ基板上のＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板上のＧａＮ基板、
サファイア基板、ＧａＰ基板やＩｎＰ基板等を用いても
良い。

【００５１】また、上記第１から第４の実施の形態にお
いて半導体基板の成長初期面については特に記載してい
ないが、ＤＶＤ用の赤色半導体レーザ素子で良く用いら
れる（１００）面から１０°程度傾斜させた基板を用い
て、ＧａＩｎＰ量子井戸活性層の結晶成長時の自然超格
子の生成を抑制したり、生成の程度をコントロールする
ことにより、発振波長やレーザの温度特性を制御してい
るが、このような用途も考えて特に半導体基板として、
（１００）面から７°以上２０°以下傾斜させた基板を
用いるのも効果的である。

【００５２】また、上記第１から第４の実施の形態にお
いて、二波長半導体レーザ装置の材料にＡｌＧａＡｓ系
とＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いて説明したが、これら
の材料以外にＩｎＧａＡｓＰ系、ＺｎＭｇＳＳｅ系、Ａ
ｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮ系等の材料を用いても
同様の効果が実現できる。

【００５３】さらに、上記第１から第４の実施の形態に
おいて、ＡｌＧａＡｓおよびＡｌＧａＩｎＰで構成され
る半導体レーザの導波構造の少なくとも１つの発光領域
が、図９および図１０に示すような実屈折率導波構造で
あるように構成しても同様の効果が実現できる。なお、
図９および図１０において、５および１３はそれぞれＡ
ｌＧａＡｓおよびＡｌＧａＩｎＰよりなり、かつそれぞ
れｐ型クラッド層４および９より屈折率が小さな電流ブ
ロック領域を表し、６ａ、１４ａはそれぞれそれぞれＡ
ｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰよりなるｐ型第二クラッド
層を表し、６ｂ、１４ｂはそれぞれｐ型ＧａＡｓよりな
るｐ型キャップ層を表す。

【００５４】また、上記第１から第４の実施の形態にお
いて、二波長の半導体レーザ構造を同一基板の上に形成
する代わりに、同一波長で異なる構造を有する半導体レ
ーザ構造を同一基板の上に形成してもよい。例えば、発
振波長がともに７８０ｎｍの、５ｍＷ程度の低出力レー
ザ素子と５０ｍＷ程度の高出力レーザ素子とを同一基板
の上に形成してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、赤
色レーザ構造を作製する際に結晶再成長の領域を従来よ
りも大きくとることができてエッチングの際にエッチャ
ントが十分に回り込み、赤外レーザ構造を形成した際の
半導体層を除去できて形状のよい凹部を形成でき、凹部
に結晶成長する赤色レーザ構造について歪や膜厚の不均
一および結晶成長時に現れる不安定な成長形状を防止す
ることができて特性のよい二波長半導体レーザ装置を得
ることができる。

【００５６】また、本発明によれば、１枚の基板から取
れる二波長半導体レーザ装置の数を減らすことなく二波
長半導体レーザ装置を基板より分離することができる。

【００５７】本発明によれば、真ん中の発光領域より離
れた他の２つの発光領域に対し、二波長半導体レーザ装
置を基板より分離する際に与えるダメージを低減するこ
とができる。

【００５８】上記本発明の製造方法によれば、凹部の深
さを浅くすることができてエッチングの際にエッチャン
トがさらに十分に回り込み、赤外レーザ構造を形成した
際の半導体層を除去できて形状のよい凹部を形成でき、
凹部に結晶成長する赤色レーザ構造について歪や膜厚の
不均一および結晶成長時に現れる不安定な成長形状を防
止することができて特性のよい二波長半導体レーザ装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造方法を示す断面図

【図２】同製造方法により製造された半導体レーザ装置
を示す断面図

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造方法を示す断面図

【図４】同製造方法により製造された半導体レーザ装置
を示す断面図

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造方法を示す断面図

【図６】同製造方法により製造された半導体レーザ装置
を示す断面図

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造方法を示す断面図

【図８】同製造方法により製造された半導体レーザ装置
を示す断面図

【図９】実屈折導波構造を用いた半導体レーザ装置の１
例の断面図

【図１０】実屈折導波構造を用いた半導体レーザ装置の
１例の断面図

【図１１】従来の半導体レーザ装置の構成の断面図

【図１２】同半導体レーザ装置の製造方法を示す断面図

【図１３】同製造方法において生じる膜厚の不均一を示
す断面図

【符号の説明】

１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３ ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層 ４、９ ｐ型クラッド層 ５ 電流ブロック領域 ７ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ８ ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層 １０、１１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 ２１ 赤外レーザ構造 ２２ 赤色レーザ構造 ２３ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 直樹 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−272177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−111592（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−224522（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−289127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−67992（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−65277（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−275915（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90691（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−23759（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の上に複数の発光領域を有する第１
   の半導体レーザ構造を形成する工程と、前記第１の半導
   体レーザ構造に対し隣り合う少なくとも２つの発光領域
   を含んでエッチングを施して凹部を形成する工程と、前
   記凹部の上に複数の発光領域を有する第２の半導体レー
   ザ構造を形成する工程とを有する半導体レーザ装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の半導体レーザ構造を形成する
   工程が、２つの発光領域を有する第２の半導体レーザ構
   造を形成する工程である請求項１記載の半導体レーザ装
   置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の半導体レーザ構造を形成する
   工程が、３つの発光領域を有する第２の半導体レーザ構
   造を形成する工程である請求項１記載の半導体レーザ装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２の半導体レーザ構造を形成する
   工程の後に、前記第１の半導体レーザ構造および前記第
   ２の半導体レーザ構造の各々が有する隣り合う２つの発
   光領域の間を境界として、前記第１の半導体レーザ構造
   と前記第２の半導体レーザ構造とを一体として分離する
   工程を有する請求項１記載の半導体レーザ装置の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記第２の半導体レーザ構造を形成する
   工程の後に、前記第１の半導体レーザ構造または前記第
   ２の半導体レーザ構造の各々が有する連続した３つの発
   光領域のうち真ん中の発光領域上を境界の１つとして、
   前記第１の半導体レーザ構造と前記第２の半導体レーザ
   構造とを一体として分離する工程を有する請求項１記載
   の半導体レーザ装置の製造方法。
6. 【請求項６】 基板の上に第１の半導体レーザ構造を形
   成する工程の前に、基板に段差部を設ける工程を有する
   請求項１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１の半導体レーザ構造がＡｌＧａ
   Ａｓ系の材料からなり、前記第２の半導体レーザ構造が
   ＡｌＧａＩｎＰ系の材料からなる請求項１、４および５
   のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記基板として、（１００）面から７°
   以上２０°以下傾斜させた基板を用いる請求項１または
   ６記載の半導体レーザ装置の製造方法。