JP4627132B2 - 半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置 - Google Patents

半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ装置、特に高出力・高信頼性を実現できる半導体レーザ装置およびそれを用いた光ディスク記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信装置や光記録装置などに用いられる半導体レーザ装置は、それらの高速化・大容量化といったニーズに伴って、半導体レーザ装置の様々な特性を向上させるための研究開発が進んでいる。
【０００３】
その中で、従来、ＣＤやＣＤ−Ｒ／ＲＷといった光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置に用いられる発振波長が７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置は、ＡｌＧａＡｓ系の材料により作製されており、リッジストライプ形状を有する装置が代表的である。
【０００４】
一般に、このような半導体レーザ装置は、電流狭窄層の積層時に、リッジストライプの側面近傍部がコンタクト層の庇下にあるため、そのリッジストライプの側面近傍に材料ガスが回り込みにくく、また、上記リッジストライプ側面の有する面方位により、結晶成長速度の遅い領域がある。その結果、上記リッジストライプの側面近傍部が完全に埋め込まれることなく、空洞部を有することになる。
【０００５】
上記内容は特開平３−６４９８０に開示されているが、その公報では上記空洞部の屈折率が低くて単一横モード発振がしにくい等という課題を解決するために、その空洞部をなくすための手段が提案されている。図８に概略図を示し、以下に簡単に説明する。
【０００６】
この半導体レーザ装置は、ＧａＡｓ基板５０１上に、ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層５０２、ＡｌＧａＡｓ活性層５０３、ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層５０４、ＧａＡｓコンタクト層５０５を順次積層する。さらに、ＳｉＯ２膜（図示していない）をスパッタし、このＳｉＯ２膜を通常のフォト工程によりストライプ状に形成する。その後、上記ＳｉＯ２をマスクとして化学エッチングにより上記コンタクト層５０５および第２クラッド層５０４をエッチングして、この第２クラッド層５０４をリッジストライプ形状にする。
【０００７】
そして、上記ＳｉＯ２膜を選択成長用マスクとして、上記リッジストライプ形状の第２クラッド層５０４の両側にＧａＡｓ電流狭窄層５０６を形成する。その後、上記ＳｉＯ２膜を除去して、上記コンタクト層５０５と一体となるように全面にコンタクト層５０５を積層する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では空洞部をなくすことにより横モード安定化が実現されている。しかしながら、本発明者が実際にこの従来技術を用いてＡｌＧａＡｓ系にて高出力半導体レーザ装置を試作したところ、最大光出力は約１８０ｍＷであり、このレベルで端面破壊が生じることが確認された。これは、活性なＡｌの存在によりレーザ端面にＡｌ酸化物が生じやすく、高出力化・高信頼性化・長寿命化への妨げとなっているからである。
【０００９】
また、上記従来例においては、上記コンタクト層５０５および上記第２クラッド層５０４を、エッチングによりリッジストライプ形状に形成する際に、エッチャントに工夫を加えている。これは、ストライプ状のコンタクト層５０５が、リッジストライプ形状をしている第２クラッド層５０４に対して、横方向にはみだして庇を形成しないようにするためである。しかし、この方法ではエッチャントおよびエッチング時間の管理が容易でないという欠点がある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、ＧａＡｓ基板を用いた高出力半導体レーザ装置、特にＣＤ−Ｒ／ＲＷ用等の７８０ｎｍ帯の高出力半導体レーザ装置において、単一横モードを実現させるとともに、高出力駆動状態において高信頼性・長寿命を有する半導体レーザ装置、および、その半導体レーザ装置を用いた光ディスク記録再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる半導体レーザ装置は、
ＧａＡｓ基板上に、第１導電型の第１クラッド層と、量子井戸活性層と、第２導電型の第２クラッド層と、リッジストライプ形状の第２導電型の第３クラッド層を順次有すると共に、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層上に、その第３クラッド層よりも幅広のキャップ層を有し、上記第３クラッド層の両側に位置する第１導電型の第１電流ブロック層を有する半導体レーザ装置において、
上記量子井戸活性層はＩｎＧａＡｓＰからなり、
上記第１クラッド層と、第２クラッド層と、第３クラッド層は、Ｖ族元素としてＡｓのみを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、
上記第１電流ブロック層は、ＡｌＧａＡｓからなり、
上記第１電流ブロック層内に、庇の役割を果たしている上記キャップ層の下方で、かつ、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層近傍に、かつ、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層に略平行に、空洞部が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、横モードが安定し、高出力において高信頼性を有し、かつ、長寿命な７８０ｎｍ帯の高出力半導体レーザ装置を実現できる。これは、発振波長が７８０ｎｍ帯の量子井戸活性層において、Ｐを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎＧａＡｓＰの屈折率がＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体の屈折率よりも小さいためである。すなわち、この発明によれば、ＩｎＧａＡｓＰを量子井戸活性層に用いることによって、上記空洞部と上記量子井戸活性層との間の屈折率差が、従来のＡｌＧａＡｓ系の材料の活性層を用いた場合よりも小さくなって、単一横モードを安定に発振させるに足るだけの許容範囲内の屈折率差が得られるからである。
【００１３】
また、この半導体レーザ装置では、上記第１電流ブロック層内に空洞部を形成しているので、リッジストライプ形状の第３クラッドの上から庇が出ないようにする必要がなくて、上記リッジストライプ形状の第３クラッドを形成するためのエッチャントおよびエッチング時間の管理が容易になる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
１実施の形態では、上記第１クラッド層が、異なるＡｌ混晶比を有するＡｌＧａＡｓからなる２層からなり、その２層のうち上記量子井戸活性層に近い層のほうが他の層よりも高Ａｌ混晶比である。
【００２４】
上記実施の形態によれば、上記第１クラッド層を構成する異なるＡｌ混晶比を有するＡｌＧａＡｓからなる２層のうち、上記量子井戸活性層に近い層のほうが他の層よりも高Ａｌ混晶比であるので、ＧａＡｓ基板方向へ漏れ出そうとするレーザ光を効果的に遮って、高出力時のＧａＡｓ基板での光の吸収をさらに抑えることができる。したがって、さらに、半導体レーザ装置の高出力化・高信頼性化を達成できる。
【００２５】
１実施の形態では、上記量子井戸活性層が歪量子井戸活性層である。
【００２６】
上記実施の形態によれば、上記量子井戸活性層が歪量子井戸活性層であるので、さらに、半導体レーザ装置の低しきい電流値化・高出力化を達成できる。
【００２７】
１実施の形態では、上記量子井戸活性層内の井戸層が圧縮歪を有している。
【００２８】
上記実施の形態によれば、上記活性層内の井戸層が圧縮歪を有しているので、ＧａＡｓ基板上の、ＩｎＧａＡｓＰからなる圧縮歪量子井戸活性層を用いて７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を実現できる。また、上記ＩｎＧａＡｓＰからなる圧縮歪量子井戸活性層は、ＡｌＧａＡｓとは異なってＡｌの存在しない量子井戸活性層であるため、高出力化が可能で、さらに、上記空洞部を有するから、さらなる高信頼性、高出力な半導体レーザ装置が得られる。
【００２９】
１実施の形態では、上記井戸層の有している圧縮歪量が３．５％以内である。
【００３０】
上記実施の形態によれば、上記井戸層の有している圧縮歪量が３．５％以内であるので、より高出力、高信頼性、長寿命な半導体レーザ装置が得られる。
【００３１】
１実施の形態では、上記量子井戸活性層内のバリア層が引張歪を有している。
【００３２】
上記実施の形態によれば、上記量子井戸活性層内のバリア層が引張歪を有しているので、このバリア層によって、圧縮歪を有する井戸層に対してその歪量を補償することができる。したがって、より安定した結晶をもつ歪量子井戸活性層を形成することができる。したがって、より信頼性の高い半導体レーザ装置が実現できる。
【００３３】
１実施の形態では、上記バリア層の有している引張歪量が３．５％以内である。
【００３４】
上記実施の形態によれば、上記バリア層の有している引張歪量が３．５％以内であるので、より高出力、高信頼性、長寿命な半導体レーザ装置が得られる。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
１実施の形態では、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層の側面と上記空洞部との間に第１電流ブロック層が存在して、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層の側面が上記空洞部に露出していない。
【００３９】
上記実施の形態によれば、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層の側面が上記空洞部に露出していないから、上記第３クラッド層の側面が酸化するのを防止できて、半導体レーザ装置の信頼性を高くし、寿命を長くすることができる。
【００４０】
【００４１】
【００４２】
本発明の光ディスク記録再生装置は、上記半導体レーザ装置のうちのいずれか１つを備える。
【００４３】
上記光ディスク記録再生装置は、上記半導体レーザ装置を用いているので、高速で読み書きができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る実施の形態１の半導体レーザ装置の構造を示す図である。図２〜図４は、上記半導体レーザ装置の作製方法を説明する図である。
【００４５】
まず、図２に示すように、（１００）面を持つｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層１０２（層厚０．５μｍ）、第１クラッド層の一例としてのｎ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ下クラッド層１０３（層厚２．０μｍ）、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ下ガイド層１０４（層厚６５ｎｍ）、Ｉｎ０．１８３２Ｇａ０．８１６８Ａｓ０．６７６７Ｐ０．３２３３圧縮歪量子井戸層（歪０．１７％、層厚８０Å、２層）とＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ａｓ０．６１８８Ｐ０．３８１２引っ張り歪バリア層（歪−１．０％、基板側から層厚１００Å・５０Å・１００Åの３層）を交互に配置してなる多重歪量子井戸活性層１０５、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１上ガイド層１０６（層厚６５ｎｍ）、第２クラッド層の一例としてのｐ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層１０７（層厚０．１９１６μｍ）、ｐ−ＧａＡｓエッチングストップ層１０８（層厚３０Å）、第３クラッド層の一例としてのｐ−Ａｌ０．４８８５Ｇａ０．５１１５Ａｓ第２上クラッド層１０９（層厚１．２４２μｍ）、および、半導体層の一例としてのＧａＡｓキャップ層１１０（層厚０．７５μｍ）を順次有機金属化学気相成長法にて結晶成長させる。さらに、下記のメサストライプ部１２１ａ（図１，３，４を参照）を形成する部分に、レジストマスク１１１（マスク幅５．５μｍ）をストライプ方向が［０１１］方向を持つように写真工程により作製する。
【００４６】
次に、上記レジストマスク部１１１以外の部分をエッチングして、図３に示すように、メサストライプ部１２１ａを形成する。上記エッチングは硫酸と過酸化水素水の混合水溶液およびフッ酸を用いて二段階で行い、エッチングストップ層１０８直上まで行う。ＧａＡｓはフッ酸によるエッチングレートが非常に遅いということを利用し、エッチング面の平坦化およびメサストライプ部１２１ａの幅制御を可能にしている。エッチングの深さは１．９５μm、メサストライプ部１２１ａの最下部の幅は約２．５μmである。エッチング後、上記レジストマスク１１１（図２を参照）を除去する。このとき、上記キャップ層１１０の幅は、上記メサストライプ部１２１ａの最下部の幅よりも片側で０．８μｍほど幅広である。
【００４７】
続いて、図４に示すように、ｎ−Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ第１電流ブロック層１１２（層厚１．０μｍ）、ｎ−ＧａＡｓ第２電流ブロック層１１３（層厚０．３μｍ）、ｐ−ＧａＡｓ平坦化層１１４（層厚０．６５μｍ）を順次有機金属結晶成長させて、光・電流狭窄領域を形成する。
【００４８】
上記キャップ層１１０が、上記メサストライプ部１２１ａよりも幅広で、このメサストライプ部１２１ａの側面近傍領域に対して庇の役割を果たしているため、上記第１電流ブロック層１１２の結晶成長時に、上記メサストライプ部１２１ａの側面近傍領域に成長ガスが入りこみにくくて、上記メサストライプ部１２１ａの側面近傍領域では結晶成長速度が遅くなる。また、上記メサストライプ部１２１ａ側面の面方位からも、上記メサストライプ部１２１ａの側面近傍領域では結晶成長速度が遅くなる。しかし、上記庇のない領域に関しては、結晶成長速度が遅くならない。そのため、上記メサストライプ部１２１ａの側面近傍には、つまり、リッジストライプ形状の第２上クラッド層１０９の側面近傍には，結晶成長がされない箇所が生じて、第１電流ブロック層１１２に閉じ込められるような空洞部１３０が生じることとなる。このとき、この空洞部１３０の最下面が、上記エッチングストップ層１０８より０．５μｍ離れており、また、上記空洞部１３０と上記メサストライプ部１２１ａの側面との距離が、０．３μｍである。
【００４９】
その後、写真工程により、上記メサストライプ部１２１ａの両側方の離れた領域１２１ｂ上にのみレジストマスク１１５を形成する。続いて、上記メサストライプ部１２１ａ上の第１、第２電流ブロック層１１２，１１３および平坦化層１１４をエッチングにより除去する。このエッチングには、アンモニアと過酸化水素水の混合水溶液および硫酸と過酸化水素水の混合水溶液を用いて、二段階でエッチングを行う。その後、上記レジストマスク１１５を除去して、図１に示すように、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１６（層厚２．０μｍ）を積層する。このようにして、図１に示す構造の半導体レーザ装置を作製することができる。
【００５０】
本実施の形態１の半導体レーザ装置においては、発振波長は７８０ｎｍであり、８５℃、２００ｍＷパルスの信頼性試験において５０００時間以上の安定な動作を確認した。従来のようなＡｌＧａＡｓ系の材料により作製された半導体レーザ装置では、横モードを安定させるために空洞部を埋め込んでいても、最大光出力は約１８０ｍＷであり、このレベルで端面破壊が生じていた。これは、活性なＡｌの存在により半導体レーザ装置の端面にＡｌ酸化物が生じやすく、高出力化・高信頼性化・長寿命化への妨げとなっているからであると考えられる。しかし、本実施の形態１では、メサストライプ部１２１ａ、すなわち、リッジストライプ形状の第３クラッド層としての第２上クラッド層１０９の両側面近傍に、このリッジストライプ１２１ａと略平行に、半導体層が積層されていない空洞部１３０を設け、ＩｎＧａＡｓＰを主成分とする量子井戸活性層１０５を用いることにより、上記空洞部１３０が存在するにも拘わらず、横モードを安定させることができた。発明者等はこの現象を詳細に検討した結果、量子井戸活性層１０５に用いているＩｎＧａＡｓＰ系の材料の屈折率がＡｌＧａＡｓ系の材料よりも小さいことが原因であることを見出した。すなわち、先述の空洞部１３０を有する半導体レーザ装置において、ＩｎＧａＡｓＰ系の材料を量子井戸活性層１０５に用いることによって、上記空洞部１３０と量子井戸活性層１０５との間の屈折率差が従来よりも小さくなって、単一横モードを安定に発振させるに足るだけの許容範囲内の屈折率差を有することになる。これにより、上記効果が得られたものと考えられる。さらには、この半導体レーザ装置を７０℃、２３０ｍＷで信頼性試験に投入したところ、１００００時間以上安定動作することを確認した。これは、上記量子井戸活性層１０５がＡｌを含まないため酸化が起きにくいことが理由であると考えられる。
【００５１】
また、本実施の形態１においては、上記空洞部１３０が上記エッチングストップ層１０８から０．３μｍ以上離れていて、上記量子井戸活性層１０５に空洞部１３０が近づきすぎていないため、光閉じ込めが強くなりすぎず、かつ、レーザ光が基板１０１に吸収されるのを抑えることができて、半導体レーザ装置の高出力化・高信頼性化という効果が得られた。一方、上記空洞部１３０のエッチングストップ層１０８からの距離が遠すぎると、上記光閉じ込め等の光学的効果が薄れるので、上記距離は０．６μｍ以下にする必要がある。したがって、上記距離は０．３〜０．６μｍが好適である。
【００５２】
また、本実施の形態１において、上記キャップ層１１０の幅は、上記メサストライプ部１２１ａの最下部の幅よりも片側で０．７μｍほど幅広であるが、上記キャップ層１１０の幅が、上記メサストライプ部１２１ａの最下部の幅よりも片側で０．４８μｍ以上、１．０８μｍ以下の範囲で幅広であると、図５および６から明らかなように、空洞部１３０を形成でき、かつ、この空洞部１３０を上記エッチングストップ層１０８から０．３μｍ離れて形成することができて、つまり、最適な位置、大きさの空洞部１３０を形成できて、高出力駆動状態での安定した横モード発振に対して、高信頼性、長寿命が得られた。図５は、庇の大きさ（上記キャップ層１１０の幅とメサストライプ部１２１ａの最下部の幅との差の１／２で表す。）が０．４８μｍ以上の場合に、空洞部が作製されるが（図５中の黒丸部）、０．４８μｍに満たない場合、空洞部が作製されないこと（図５中の白丸部）を示している。また、図６は、上記庇の大きさが１．０８μｍを越える場合、上記第１電流ブロック層１１２が庇下において成長しにくくて、上記エッチングストップ層１０８上に０．３μｍ以上成長させることができないことを示している。そのため、上記キャップ層１１０の幅は、上記の如く、上記メサストライプ部１２１ａの最下部の幅よりも片側で０．４８μｍ以上、１．０８μｍ以下の範囲で幅広であることが必要である。
【００５３】
また、本実施の形態１においては、上記第２上クラッド層１０９がリッジストライプ形状を有しているが、その形状が逆メサであるため、高出力駆動状態での安定した横モード発振に対して、より好適な位置に上記空洞部１３０が存在して、上記の効果が得られた。ここでいう逆メサとは、上記リッジストライプの延びる方向に垂直な断面において、上記リッジストライプが基板に向かって幅狭になっていく形状、もしくはくびれている形状を言う。
【００５４】
また、本実施の形態１においては、上記下クラッド層１０３が単一のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓで構成されているが、例えば、下クラッド層を、第１下クラッド層と第２下クラッド層とを順に積層して構成し、上記第１下クラッド層をＡｌ０．４４５Ｇａ０．５５５Ａｓで形成し、上記第２下クラッド層をＡｌ０．５６１Ｇａ０．４３９Ａｓで形成してもよい。このように、下クラッド層を、順に積層された二段階の上記第１、第２下クラッド層で構成し、かつ、第２下クラッド層のＡｌ混晶比を高くすると、ＧａＡｓ基板１０１方向へ漏れ出すレーザ光を効果的に遮蔽するので、高出力時のＧａＡｓ基板１０１での光の吸収をさらに抑えることができ、さらに半導体レーザ装置の高出力化・高信頼性化という効果が得られた。
【００５５】
また、本実施の形態１においては、ＧａＡｓ基板１０１上にＩｎＧａＡｓＰからなる上記圧縮歪量子井戸層を設けており、これにより、特に７８０ｎｍ帯において高信頼性・長寿命な高出力半導体レーザ装置が実現され、さらに、上記空洞部１３０を有するので、さらなる高信頼性を有する高出力な半導体レーザ装置が得られた。また、上記圧縮歪量子井戸層の圧縮歪量が０．１７％と、３．５％以内であるので、より好適に上記効果が得られた。ここでいう歪量とは、ＧａＡｓ基板１０１の格子定数をａＧａＡｓ、上記圧縮歪量子井戸層の格子定数をａ１とすると、（ａ１−ａＧａＡｓ）／ａＧａＡｓで表される。この値が正であれば圧縮歪、負であれば引っ張り歪と呼ばれる。
【００５６】
また、本実施の形態１において、７８０ｎｍ帯として上記圧縮歪量子井戸層の組成比を変化させて歪量を増加させた場合、歪量３．５％を越える領域においては試作された半導体レーザ装置の信頼性が悪くなる傾向が見られたため、安定した膜厚でレーザを作製するためには、上記圧縮歪量子井戸層の歪量は３．５％以内であることが望ましいことが分った。
【００５７】
また、本実施の形態１においては、上記多重量子井戸活性層１０５中に、ＩｎＧａＡｓＰからなる引張歪バリア層を設けて、圧縮歪を有する上記圧縮歪量子井戸層に対してその歪量を補償しているので、より安定した結晶をもつ多重量子井戸活性層１０５を作製することができて、高信頼性の半導体レーザ装置が実現された。また、上記引張歪量が３．５％以内であることにより、より好適に上記効果が得られた。また、上記引張歪量を増加させた場合、歪量３．５％を越える領域においては試作された半導体レーザ装置の信頼性が悪くなる傾向が見られたため、安定した膜厚でレーザを作製するためには、引張歪バリア層（障壁層）の歪量は３．５％以内であることが望ましいことが分った。
【００５８】
また、本実施の形態１においては、上記空洞部１３０が上記メサストライプ部１２１ａの側面に接しておらず、その側面上に０．５μｍの上記第１電流ブロック層１１２が存在しているために、第２上クラッド層１０９を構成するＡｌＧａＡｓが空洞部１３０に露出して酸化してしまうことを防ぐことができて、半導体レーザ装置の高信頼性化・長寿命という効果が得られた。
【００５９】
なお、上記空洞部１３０と、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層としての第２上クラッド層１０９の側面との距離が０．９μｍを越えると、空洞部が埋まってしまう虞があるので、上記距離は０．９μｍ以下であるのが望ましい。
【００６０】
また、本実施の形態１においては、上記メサストライプ部１２１ａの最下部の幅を１．５〜３．０μｍにすることにより、より安定な単一横モードのレーザ光を発振させる効果が得られた。
【００６１】
（実施の形態２）
図７は、本発明にかかる実施の形態２の光ディスク記録再生装置の構造を示した図である。この光ディスク記録再生装置は、光ディスク４０１にデータを書き込んだり、書き込まれたデータを再生するためのものであり、その際用いられる発光素子として、先に説明した実施の形態１の半導体レーザ装置４０２を備えている。
【００６２】
この光ディスク記録再生装置においては、書き込みの際に、半導体レーザ装置４０２から出射された信号光がコリメートレンズ４０３により平行光とされ、ビームスプリッタ４０４を透過して、λ／４偏光板４０５で偏光状態が調節された後、対物レンズ４０６で集光されて光ディスク４０１に照射される。一方、読み出し時には、データ信号がのっていないレーザ光が書き込み時と同じ経路をたどって光ディスク４０１に照射される。このレーザ光がデータの記録された光ディスク４０１の表面で反射されて、レーザ光照射用対物レンズ４０６、λ／４偏光板４０５を経た後、ビームスプリッタ４０４で反射されて、９０°角度を変えた後、再生光用対物レンズ４０７で集光されて、信号検出用受光素子４０８に入射する。この信号検出用受光素子４０８によって、入射したレーザ光の強弱によって、記録されたデータ信号が電気信号に変換されて、信号光再生回路４０９において元の信号に再生される。
【００６３】
本実施の形態２の光ディスク記録再生装置は、従来よりも高い光出力で動作する半導体レーザ装置４０２を用いているため、光ディスクの回転数を従来より高速化してもデータの読み書きが可能である。従って、特に書き込み時に問題となっていた光ディスクへのアクセス時間が従来の半導体レーザ装置を用いた装置よりも格段に短くなり、より快適に操作できる光ディスク記録再生装置を提供することができた。
【００６４】
なお、ここでは、実施の形態１の半導体レーザ装置を記録再生型の光ディスク装置に適用した例について説明したが、同じ波長７８０ｎｍ帯を用いる光ディスク記録装置、光ディスク再生装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６５】
なお、本発明の半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、例えば、井戸層・バリア層の層厚や層数など、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明によれば、量子井戸活性層はＩｎＧａＡｓＰからなり、第１クラッド層と、第２クラッド層と、第３クラッド層と、第１電流ブロック層はＶ族元素としてＡｓのみを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、上記第１電流ブロック層内に、リッジストライプ形状の第３クラッド層近傍に、かつ、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層に略平行に、空洞部を設けているので、横モードが安定し、高出力において高信頼性を有し、かつ、長寿命な７８０ｎｍ帯の高出力半導体レーザ装置を実現できる。
【００６７】
また、本発明の半導体レーザ装置では、上記第１電流ブロック層内に空洞部を形成しているので、リッジストライプ形状の第３クラッドの上から庇が出ないようにする必要がなくて、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層を形成するためのエッチャントおよびエッチング時間の管理が容易になる。
【００６８】
また、本発明の光ディスク記録再生装置は、上記半導体レーザ装置を用いているので、高速で読み書きができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置をリッジストライプ方向に対して垂直な面で切断した断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置における第１回結晶成長マスクプロセス終了後の状態の断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置におけるメサストライプ形成エッチングプロセス終了後の状態の断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置における電流ブロック層埋め込み結晶成長プロセス終了後の状態の断面図である。
【図５】 本発明の半導体レーザ装置の庇の大きさと空洞部の有無およびリッジストライプからの距離の関係を示すグラフである。
【図６】 本発明の半導体レーザ装置の庇の大きさと、エッチングストップ層から空洞部までの距離との関係を示すグラフである。
【図７】 本発明の実施の形態２の光ディスク記録再生装置の概略図である。
【図８】 従来の半導体レーザ装置の断面図である。
【符号の説明】
１０１ ＧａＡｓ基板
１０２ バッファ層
１０３ 下クラッド層
１０４ 下ガイド層
１０５ 多重歪量子井戸活性層
１０６ 第１上ガイド層
１０７ 第１上クラッド層
１０８ エッチングストップ層
１０９ 第２上クラッド層
１１０ キャップ層
１１１ レジストマスク
１１２ 第１電流ブロック層
１１３ 第２電流ブロック層
１１４ 平坦化層
１１５ レジストマスク
１１６ キャップ層
１２１ａ メサストライプ部
１２１ｂ 上記メサストライプ部両側
１３０ 空洞部
４０１ 光ディスク
４０２ 半導体レーザ装置
４０３ コリメートレンズ
４０４ ビームスプリッタ
４０５ 偏光板
４０６ レーザ光照射用対物レンズ
４０７ 再生光用対物レンズ
４０８ 信号検出用受光素子
４０９ 信号光再生回路

Claims (9)

  1. ＧａＡｓ基板上に、第１導電型の第１クラッド層と、量子井戸活性層と、第２導電型の第２クラッド層と、リッジストライプ形状の第２導電型の第３クラッド層を順次有すると共に、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層上に、その第３クラッド層よりも幅広のキャップ層を有し、上記第３クラッド層の両側に位置する第１導電型の第１電流ブロック層を有する半導体レーザ装置において、
    上記量子井戸活性層はＩｎＧａＡｓＰからなり、
    上記第１クラッド層と、第２クラッド層と、第３クラッド層は、Ｖ族元素としてＡｓのみを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、
    上記第１電流ブロック層は、ＡｌＧａＡｓからなり、
    上記第１電流ブロック層内に、庇の役割を果たしている上記キャップ層の下方で、かつ、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層近傍に、かつ、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層に略平行に、空洞部が設けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 請求項１に記載の半導体レーザ装置において、上記第１クラッド層が、異なるＡｌ混晶比を有するＡｌＧａＡｓからなる２層からなり、その２層のうち上記量子井戸活性層に近い層のほうが他の層よりも高Ａｌ混晶比であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  3. 請求項１または２に記載の半導体レーザ装置において、上記量子井戸活性層が歪量子井戸活性層であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置において、上記量子井戸活性層内の井戸層が圧縮歪を有していることを特徴とする半導体レーザ装置。
  5. 請求項４に記載の半導体レーザ装置において、上記井戸層の有している圧縮歪量が３．５％以内であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置において、上記量子井戸活性層内のバリア層が引張歪を有していることを特徴とする半導体レーザ装置。
  7. 請求項６に記載の半導体レーザ装置において、上記バリア層の有している引張歪量が３．５％以内であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置において、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層の側面と上記空洞部との間に第１電流ブロック層が存在して、上記リッジストライプ形状の第３クラッド層の側面が上記空洞部に露出していないことを特徴とする半導体レーザ装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置を備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
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