(57)【要約】【課題】高い信頼性と高い偏光比を実現できるリッジ型構造の半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置は、基板２３の上方に設けられた第１のｎ型クラッド層２１と、第１の量子井戸活性層２５と、少なくとも一部が第１のｎ型クラッド層２１よりも格子定数の大きな第１のｐ型クラッド層１３、１５とを有する第１の半導体レーザと、基板２３の上方に設けられた第２のｎ型クラッド層３４と、第２の量子井戸活性層３６と、少なくとも一部が第２のｎ型クラッド層３４よりも格子定数の大きな第２のｐ型クラッド層２６、２８とを有する第２の半導体レーザとを備えている。第１の半導体レーザと第２の半導体レーザとは発振波長が異なる。【選択図】図３
2010103268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上方に設けられたｎ型クラッド層と、
前記ｎ型クラッド層の上に設けられた井戸層を有する量子井戸活性層と、
前記量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記ｎ型クラッド層よりも格子定数の大きなｐ型クラッド層とを備えている半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記ｎ型クラッド層と前記ｐ型クラッド層とは互いに組成の異なるＡｌＧａＩｎＰで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記量子井戸活性層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ(１＞ｘ≧０)からなる前記井戸層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ｙ＞ｘ≧０）からなる障壁層とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記量子井戸活性層がＡｌｚＧａＩｎＰ(１＞ｚ≧０)からなる前記井戸層及び障壁層を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記ｎ型クラッド層の格子定数は前記半導体基板よりも小さく、前記ｐ型クラッド層の格子定数は前記半導体基板よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記量子井戸活性層の上方に設けられたエッチングストップ層をさらに備え、
前記ｐ型クラッド層は前記量子井戸活性層と前記エッチングストップとの間に設けられた第１のｐ型クラッド層と、前記エッチングストップ層の上に設けられた第２のｐ型クラッド層とで構成されており、
前記第１のｐ型クラッド層及び前記第２のｐ型クラッド層の格子定数は共に前記ｎ型クラッド層の格子定数より大きいことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
半導体基板と、
前記半導体基板の上方に設けられた第１のｎ型クラッド層と、前記第１のｎ型クラッド層の上に設けられ、第１の井戸層を有する第１の量子井戸活性層と、前記第１の量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記第１のｎ型クラッド層よりも格子定数の大きな第１のｐ型クラッド層とを有する第１の半導体レーザと、
前記半導体基板の上方に設けられた第２のｎ型クラッド層と、前記第２のｎ型クラッド層の上に設けられ、第２の井戸層を有する第２の量子井戸活性層と、前記第２の量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記第２のｎ型クラッド層よりも格子定数の大きな第２のｐ型クラッド層とを有し、前記第１の半導体レーザとは発振波長が異なる第２の半導体レーザとを備えている二波長半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記第１のｎ型クラッド層及び前記第２のｎ型クラッド層と前記第１のｐ型クラッド層及び前記第２のｐ型クラッド層とは互いに組成の異なるＡｌＧａＩｎＰで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の二波長半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記第１のｎ型クラッド層と前記第２のｎ型クラッド層とは互いに同一の組成を有しており、
前記第１のｐ型クラッド層と前記第２のｐ型クラッド層とは互いに同一の組成を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の二波長半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記第１の量子井戸活性層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ(１＞ｘ≧０)からなる前記第１の井戸層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ｙ＞ｘ≧０）からなる第１の障壁層とを含み、
前記第２の量子井戸活性層はＡｌｚＧａＩｎＰ(１＞ｚ≧０)からなる前記第２の井戸層及び第２の障壁層を含むことを特徴とする請求項７〜９のうちいずれか１つに記載の二波長半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記第１のｎ型クラッド層及び前記第２のｎ型クラッド層の格子定数は前記半導体基板よりも小さく、前記第１のｐ型クラッド層及び前記第２のｐ型クラッド層の格子定数は前記半導体基板よりも大きいことを特徴とする請求項７〜１０のうちいずれか１つに記載の二波長半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記第１の量子井戸活性層及び前記第２の量子井戸活性層の端部には、不純物の拡散により無秩序化されてなる端面窓構造が設けられていることを特徴とする請求項７〜１１のうちいずれか１つに記載の二波長半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクシステム等に用いられる半導体レーザに関し、ＧａＡｓ基板上に形成したリッジ型構造で、ＡｌＧａＩｎＰ系クラッド層を備えている半導体レーザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤやＣＤなどの光ディスクの読み込みあるいは書き込みピックアップ用の光源には、波長６５０ｎｍ帯もしくは波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザが用いられている。レーザ光を光ディスクに効率良く照射するためにはレーザ光をレンズで集光する必要がある。基板に水平な方向の拡がり角を制御するための構造としては、電流狭窄層として誘電体膜を用いたリッジ導波路構造が主流である。
【０００３】
半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型クラッド層、量子井戸活性層、ｐ型クラッド層を順次積層したダブルヘテロ構造であり、通常、活性層に対してｎ型ＧａＡｓ基板とは反対側に積層されたｐ型クラッド層の上部にストライプ状のリッジ構造が形成される。リッジ構造の周囲にはＳｉＯ２膜等の誘電体膜がリッジ構造部に電流が集中するように形成される。このような半導体レーザは、一般に、リッジ構造がサブマウントに対向するようにサブマウントに半田材を介してボンディングされる。この構成は放熱性に優れるため広く採用されている。
【０００４】
また、光ピックアップでは、高いＳ／Ｎ（ＳＮ比）を得ることができるようにできるだけ高い偏光比とすることが望まれる。しかしながら、リッジ部がサブマウントに近接することにより、半田材との熱膨張係数の差などによりリッジ部が応力を受けやすくなることから、屈折率の異方性（複屈折）が生じ、その結果として一部の光においてＴＥモードからＴＭモードへ伝播モードが変動し、偏光比が低下する。偏光比は、発光点近傍の活性層の近くに形成される絶縁膜や電極の熱膨張係数や組み立て等のストレスの影響を受け易いため、その制御は、半導体レーザ装置を生産する上での大きな課題のひとつである。高い偏光比を実現する手段としては、半導体レーザの活性層に用いる半導体層の組成を制御してクラッド層とは格子定数の異なる歪量子井戸活性層を形成することでＴＥモードあるいはＴＭモードのいずれかの選択性を高めることが一般的である。
【０００５】
ところで、現在コンパクトディスク(ＣＤ)用の光源として用いられる発振波長が７８０ｎｍ帯の赤外半導体レーザと、デジタルバーサタイルディスク(ＤＶＤ)用の光源として用いられる発振波長が６５０ｎｍ帯の赤色半導体レーザとをモノリシックに集積した２波長の半導体レーザ装置が、低コスト、小型化という観点から新しい光ピックアップの光源として注目されている。２波長半導体レーザを光ピックアップの光源として採用する場合は、特に高密度なＤＶＤを読み書きする６５０ｎｍ帯光ディスク用半導体レーザ中心の光学設計されることが多い。通常、６５０ｎｍ帯光ディスク用半導体レーザはＴＥモードでの発振動作が支配的であり、ＴＥモード光の利用を前提とした偏光光学系で光学設計されている。したがって、光学系の小型化、低コスト化の観点から共通の光学部品を使用する７８０ｎｍ帯半導体レーザについても６５０ｎｍ帯と同じＴＥモードで発振動作させる必要がある。
【０００６】
一方、高出力２波長半導体レーザにおいて、製造コストの削減及び高出力化に対応するための構造が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の半導体レーザ装置は、波長が相異なる２つの半導体レーザを備え、両方の半導体レーザのクラッド層をＡｌＧａＩｎＰ系の材料で構成されていることを特徴しており、共振器端面近傍における量子井戸活性層を無秩序化する不純物拡散工程と、電流注入ストライプとなるリッジ形成工程を同時に実施することが可能となっている。また、７８０ｎｍ帯レーザにおいて、ＡｌＧａＩｎＰからなるクラッド層に含まれる不純物としてＺｎを用いることで、高出力動作やサージ電圧による端面光学損傷（COD）を抑制する端面窓領域の形成が容易になっている。
【特許文献１】特開 ２００８−９１７１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９５８１号公報
【特許文献３】特開２００８−１４０８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のＧａＡｓ基板上に７８０ｎｍ帯半導体レーザと、６５０ｎｍ帯半導体レーザとが形成された高出力２波長半導体レーザにおいて、７８０ｎｍ、６５０ｎｍ帯半導体レーザ両方にさらなる高出力化と低コスト化が要求されており、長共振長化とチップ幅のシュリンクとが進んでいる。よって、へき開、組み立て時のストレスの影響をますます受け易くなり、信頼性と偏光比の両立とが課題となっている。しかしながら、７８０ｎｍ帯半導体レーザにおいて、基板とほぼ格子整合するＡｌＧａＡｓやＧａＡｓを活性層として用いる場合、活性層を歪量子井戸構造とすることができないため、偏光比の制御が不可能である。
【０００８】
活性層の積層構造体自体で高い偏光比を実現するために、例えば、特許文献２には、ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とＡｌＧａＩｎＰクラッド層に挟まれ、ＧａＡｓより格子定数の小さいＧａＡｓＰを井戸層に用いた歪量子井戸活性層を有する半導体レーザが開示されている。また、特許文献３には、ＡｌＧａＡｓを井戸層とした量子井戸活性層と、ＡｌＧａＡｓに僅かにＰを加えて活性層との格子定数差を小さくしたクラッド層とを有する半導体レーザが開示されている。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載された構成では、活性層に歪を添加する弊害として、構成元素が増えることで量子井戸層の結晶品質の低下や界面揺らぎが生じ、急峻性等の構造の不完全性が無視できなくなる。共振器端面に形成する窓構造部においては活性層の格子定数が異なる井戸層と障壁層を例えばＺｎ拡散により無秩序化して平均組成化するが、結晶歪が内在することとなりＣＯＤレベルの低下や信頼性の低下という課題が発生する。
【００１０】
また、特許文献３に記載の構成では、後述のように活性層とクラッド層の格子定数差を小さくすることは偏光比の低下を招く。また、クラッド層にＡｌＧａＡｓＰを用いているが、ＡｌＧａＩｎＰに比べてＡｌＧａＡｓＰはバンドギャップが小さく、今後の高出力化のトレンドには不向きである。
【００１１】
特許文献１に示されるような端面窓構造を有する高出力２波長半導体レーザにおいては、６５０ｎｍ帯半導体レーザのクラッド層にＡｌＧａＩｎＰを用いることが不可欠であり、７８０ｎｍ帯半導体レーザのクラッド層にＡｌＧａＩｎＰを用いることは、同時に端面近傍における異なる材料系からなる二つの量子井戸活性層を無秩序化する不純物拡散が容易に実施でき、あるいは同時に電流注入ストライプとなるＡｌＧａＩｎＰからなるリッジのエッチングによる形成を実施できるため、素子作製工程の簡素化が容易となりコストダウンに寄与できるので有効である。しかし、特許文献２、３に示されるようなＡｓとＰを含んだ複数のＶ族元素からなる混晶を用いると、６５０ｎｍ帯半導体レーザに比べてＺｎ拡散のクラッド層内の進行速度の変化や活性層の無秩序化が遅延して、上記の効果を享受できないことがわかっている。
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ジャンクションダウンの構成においても信頼性と高い偏光比を実現できる半導体レーザ、特に端面窓構造を有する２波長半導体レーザを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の半導体レーザ装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上方に設けられたｎ型クラッド層と、前記ｎ型クラッド層の上に設けられた井戸層を有する量子井戸活性層と、前記量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記ｎ型クラッド層よりも格子定数の大きなｐ型クラッド層とを備えている。
【００１４】
この構成によれば、量子井戸活性層の両端に逆方向の歪みが加わるので、偏光比を向上させることができる。量子井戸活性層に歪みを加えない場合でも偏光比を制御することができるので、量子井戸活性層の結晶品質の低下などを抑制することができる。
【００１５】
前記ｎ型クラッド層と前記ｐ型クラッド層とは互いに組成の異なるＡｌＧａＩｎＰで構成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の二波長半導体レーザ装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上方に設けられた第１のｎ型クラッド層と、前記第１のｎ型クラッド層の上に設けられ、第１の井戸層を有する第１の量子井戸活性層と、前記第１の量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記第１のｎ型クラッド層よりも格子定数の大きな第１のｐ型クラッド層とを有する第１の半導体レーザと、前記半導体基板の上方に設けられた第２のｎ型クラッド層と、前記第２のｎ型クラッド層の上に設けられ、第２の井戸層を有する第２の量子井戸活性層と、前記第２の量子井戸活性層の上に設けられ、少なくとも一部が前記第２のｎ型クラッド層よりも格子定数の大きな第２のｐ型クラッド層とを有し、前記第１の半導体レーザとは発振波長が異なる第２の半導体レーザとを備えている。
【００１７】
この構成によれば、第１の量子井戸活性層及び第２の量子井戸活性層の両端に逆方向の歪みが加わるので、第１の半導体レーザ及び第２の半導体レーザで偏光比を向上させることができる。このため、第１の半導体レーザと第２の半導体レーザとの間で許容できる偏光比のばらつきを大きくすることができる。また、量子井戸活性層に歪みを加えない場合でも偏光比を制御することができるので、量子井戸活性層の結晶品質の低下などを抑制することができる。さらに、クラッド層の組成を第１の半導体レーザと第２の半導体レーザとで同一にすることができるので、製造を容易にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＡｌＧａＩｎＰなどからなるクラッド層を有する半導体レーザ装置において、ｐ型不純物の拡散を抑制しつつ偏光比が向上させることができるので、信頼性を向上させ、高い偏光比を歩留り良く実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態に係る半導体レーザ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリッジ型の７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置を示す断面図である。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板２３と、基板２３の上に設けられたｎ型ＧａＡｓからなるｎ型バッファ層２２と、ｎ型バッファ層２２の上に設けられたｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層２１と、ｎ型クラッド層２１の上に設けられた量子井戸活性層２５と、量子井戸活性層２５の上に設けられ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第１のｐ型クラッド層１５と、第１のｐ型クラッド層１５の上に設けられたＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１４と、エッチングストップ層１４の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２のｐ型クラッド層１３と、第２のｐ型クラッド層１３の上に設けられたｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１１と、コンタクト層１１の上に設けられたｐ側電極１２と、基板２３の裏面上に設けられたｎ側電極２４と、エッチングストップ層１４の上面から第２のｐ型クラッド層１３及びコンタクト層１１の側面に亘って設けられたＳｉＮからなる電流ブロック層１０とを備えている。
【００２２】
ｎ型バッファ層２２の厚さは例えば４００ｎｍであり、ｎ型クラッド層２１の厚さは３μｍであり、第１のｐ型クラッド層１５の厚さは１．５μｍであり、エッチングストップ層１４の厚さは１０ｎｍであり、第２のｐ型クラッド層１３の厚さは２００ｎｍであり、コンタクト層１１の厚さは２００ｎｍである。
【００２３】
量子井戸活性層２５は、下から順に、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝０．４）からなる光ガイド層２０、ＧａＡｓからなる井戸層１９、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝０．４）からなる障壁層１８、ＧａＡｓからなる井戸層１７、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝０．４）からなる光ガイド層１６とを有している。
【００２４】
第２のｐ型クラッド層１３及びコンタクト層１１は、ストライプ状で幅４μｍのリッジ型導波路を構成している。このリッジ型導波路の側面及びエッチングストップ層１４の上面を覆う電流ブロック層１０の厚みは２００ｎｍである。
【００２５】
図示しないが、以上のような構成の半導体レーザ装置では、リッジ型導波路がサブマウントに対向するように半田材を介してボンディングされる。
【００２６】
本実施形態の半導体レーザ装置では、ｐ型不純物がドープされた第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１３の格子定数は、ｎ型クラッド層２１の格子定数よりも大きくなっている。例えば、ｐ型不純物がドープされた第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１３はＧａＡｓからなる基板２３に対して格子定数を大きく（格子不整値を正に）している。さらに、ｎ型クラッド層２１は基板２３に対して格子定数を小さく（格子不整値を負に）している。ここで、基板２３に対する格子不整値とは、基板２３の格子定数をａ０、クラッド層の格子定数をａ１、及びクラッド層のポアソン比をμとしたときの、μ×(ａ１−ａ０）／ａ０で表される式を用いて算出される数値であり、基板２３に対して格子定数が大きい場合に正、小さい場合に負となる。これらの値は、Ｘ線回折装置を用いて、容易に実測することができる。
【００２７】
図４は、図１に示した本実施形態に係る７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置における偏光比（ＴＥモード光出力／ＴＭモード光出力）の測定結果を示す図である。同図は、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１５の基板２３に対する格子不整値とｎ型クラッド層２１の基板２３に対する格子不整値との差（以下、Δ（Ｐ−Ｎ）と記載する）と、偏光比との関係を示している。ここで、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１３は、基板２３との格子不整値が＋２．０×１０−４となるように形成した。図４に示す結果から、上述の構成にて、Δ（Ｐ−Ｎ）が大きくなるほど偏光比は大きくなることが判明した。例えばΔ（Ｐ−Ｎ）を０から＋５×１０−４に増大させた場合、偏光比が３０％大きくなるという結果が得られた。
【００２８】
上記の結果から、量子井戸活性層２５の両側に互いに逆の歪が加わることでＴＥモードに対する利得が増減するものと考えられる。すなわち、Δ（Ｐ−Ｎ）が正である状態、つまり、基板２３に対してｎ型クラッド層２１の格子定数を小さく、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１３の格子定数を大きくして、井戸層１７、１９が凸型に歪む応力を加えるとＴＥモードに対する利得が大きくなる。
【００２９】
反対に、格子不整差Δ（Ｐ−Ｎ）が負である状態、つまり、基板２３に対してｎ型クラッド層２１の格子定数を大きく、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１３の格子定数を小さくして、井戸層１７、１９が凹型に歪む応力を加えるとＴＥモードに対する利得が小さくなる。
【００３０】
なお、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１５においては、ＧａＡｓ基板に対して格子定数が大きい（すなわち、正の格子不整を有する）場合に第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１５中のドーパントであるＺｎやＭｇなどのＩＩ族不純物が下方にある井戸層１７、１９へ拡散するのが抑制されることは知られているが、本実施形態の半導体レーザ装置では、この効果に加えてΔ（Ｐ−Ｎ）を正に形成することで高い偏光比と信頼性を実現している。不純物の拡散と結晶転位の観点から、例えば、ｎ型クラッド層２１の格子不整値は負、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１５の格子不整値は正が選ばれ、好適には、ｎ型クラッド層２１の格子不整値は−１．０×１０−３から０までの範囲、第１のｐ型クラッド層１５及び第２のｐ型クラッド層１５の格子不整値は０から＋１．０×１０−３までの範囲が選ばれる。
【００３１】
なお、本実施形態の半導体レーザ装置の量子井戸活性層において、井戸層１７、１９の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ(１＞ｘ≧０)であればよく、障壁層１８の組成はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（１＞ｙ＞ｘ≧０）であればよい。
【００３２】
また、ｎ型クラッド層２１、第１のｐ型クラッド層１５、及び第２のｐ型クラッド層１３は必ずしもＡｌＧａＩｎＰで構成されている必要はなく、これ以外の組成の化合物半導体で構成されていても本実施形態の半導体レーザ装置と同様の効果を発揮することは可能である。
【００３３】
（第１の実施形態の変形例）
図１に示す第１の実施形態に係る半導体レーザ装置において、第１のｐ型クラッド層１５のみ基板２３に対する格子不整値を正とし、第２のｐ型クラッド層１３の基板２３に対する格子不整値は０としてもよい。ｎ型クラッド層２１の基板２３に対する格子不整値は第１の実施形態の半導体レーザ装置と同様に負とする。
【００３４】
図５は、第１の実施形態の変形例に係る半導体レーザ装置における、偏光比（ＴＥモード光出力／ＴＭモード光出力）の測定結果を示す図である。同図は、第１のｐ型クラッド層１５の基板２３に対する格子不整値とｎ型クラッド層２１の基板２３に対する格子不整値との差（以下、Δ（Ｐ１−Ｎ）と記載する）と、偏光比との関係を示している。この結果から、Δ（Ｐ１−Ｎ）が大きくなるほど偏光比が大きくなることが判明した。例えばΔ（Ｐ１−Ｎ）を０から＋５×１０−４に増大させた場合、偏光比がさらに６％程度大きくなることが確認された。よって、ｐ型クラッド層のうち量子井戸活性層２５に近い方の領域のみに格子不整差を設ける場合であっても偏光比を大きくすることができることが確認できた。
【００３５】
なお、不純物の拡散と結晶転位の観点から、例えば、ｎ型クラッド層２１及び第２のｐ型クラッド層１３を基板２３とほぼ格子整合させ、且つ格子不整差異Δ（Ｐ１-Ｎ）≧０とし、第１のｐ型クラッド層１５の格子不整値を正にしてもよい。好適には、ｎ型クラッド層２１、第２のｐ型クラッド層１３の格子不整値は−１．０×１０−３から＋１．０×１０−３まで（ただし（Ｐ１-Ｎ）≧０）の間で、第１のｐ型クラッド層１５の格子不整値は０から＋１．０×１０−３までの間であることが好ましい。
【００３６】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係るリッジ型の６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置を示す断面図である。第１の実施形態に係る半導体レーザ装置と同じ部材には同じ符号を付している。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板２３と、基板２３の上に設けられたＧａＡｓからなるｎ型バッファ層３５と、ｎ型バッファ層３５の上に設けられたｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層３４と、ｎ型クラッド層３４の上に設けられた量子井戸活性層３６と、量子井戸活性層３６の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第１のｐ型クラッド層２８と、第１のｐ型クラッド層２８の上に設けられたＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層２７と、エッチングストップ層２７の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２のｐ型クラッド層２６と、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１１Ｂと、コンタクト層１１Ｂの上に設けられたｐ側電極１２Ｂと、基板２３の裏面上に設けられたｎ側電極２４と、エッチングストップ層２７の上面から第２のｐ型クラッド層２６及びコンタクト層１１Ｂの側面に亘って設けられたＳｉＮからなる電流ブロック層１０とを備えている。
【００３８】
ｎ型バッファ層３５の厚さは例えば４００ｎｍであり、ｎ型クラッド層３４の厚さは３μｍであり、第１のｐ型クラッド層２８の厚さは１．５μｍであり、エッチングストップ層２７の厚さは１０ｎｍであり、第２のｐ型クラッド層２６の厚さは２００ｎｍであり、コンタクト層１１Ｂの厚さは２００ｎｍである。
【００３９】
量子井戸活性層３６は、下から順に、ＡｌＧａＩｎＰからなる光ガイド層３３、圧縮歪が印加されたＧａＩｎＰからなる井戸層３２、ＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層３１、圧縮歪ＧａＩｎＰからなる井戸層３０、ＡｌＧａＩｎＰからなる光ガイド層２９とを有している。
【００４０】
第２のｐ型クラッド層１３及びコンタクト層１１Ｂは、ストライプ状で幅４μｍのリッジ型導波路を構成している。このリッジ型導波路の側面及びエッチングストップ層１４の上面を覆う電流ブロック層１０の厚みは２００ｎｍである。
【００４１】
本実施形態の半導体レーザ装置においても、ｐ型不純物をドープされた第１のｐ型クラッド層２８及び第２のｐ型クラッド層２６はＧａＡｓからなる基板２３に対して格子定数が大きく（格子不整値を正に）、且つｎ型クラッド層３４は基板２３に対して格子定数が小さく（格子不整値が負に）なっている。
【００４２】
図６は、図２に示した本実施形態に係る６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置における偏光比の測定結果を示す図である。ここで、第１のｐ型クラッド層２８及び第２のｐ型クラッド層２６は、基板２３との格子不整値が＋２．０×１０−４となるように形成した。Δ（Ｐ−Ｎ）は第１のｐ型クラッド層２８及び第２のｐ型クラッド層２６の基板２３に対する格子不整値とｎ型クラッド層３４の基板２３に対する格子不整値との差を示す。図６に示す結果から、Δ（Ｐ−Ｎ）が大きくなるほど偏光比は大きくなることが分かる。Δ（Ｐ−Ｎ）を０から＋５×１０−４に増大させた場合、偏光比が１３％大きくなるという結果が得られた。
【００４３】
不純物の拡散と結晶転位の観点から、例えば、ｎ型クラッド層３４の格子不整値は負、第１のｐ型クラッド層２８及び第２のｐ型クラッド層２６の格子不整値は正とされ、好適には、ｎ型クラッド層３４の格子不整値は−１．０×１０−３から０までの範囲、第１のｐ型クラッド層２８及び第２のｐ型クラッド層２６の格子不整値は０から＋１．０×１０−３までの範囲が選ばれる。
【００４４】
本実施形態の半導体レーザ装置においても第１の実施形態に係る半導体レーザ装置と同様に、信頼性が高く、且つ高い偏光比を実現することができる。すなわち、歪量子井戸構造を有する半導体レーザ装置であっても、量子井戸構造の両端に逆方向の格子不整を生じさせることで偏光比を調節することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態の半導体レーザ装置の量子井戸活性層において、井戸層３０、３２及び障壁層３１の組成はＡｌｚＧａＩｎＰ(１＞ｚ≧０)であればよい。
【００４６】
また、ｎ型クラッド層３４、第１のｐ型クラッド層２８、及び第２のｐ型クラッド層２６は必ずしもＡｌＧａＩｎＰで構成されている必要はなく、これ以外の組成の化合物半導体で構成されていても本実施形態の半導体レーザ装置と同様の効果を発揮することは可能である。
【００４７】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るリッジ型半導体レーザ装置を示す断面図である。本実施形態の半導体レーザ装置は、基板２３上に第１の実施形態に係る７８０ｎｍ帯の半導体レーザと第２の実施形態に係る６５０ｎｍ帯の半導体レーザとをモノリシックに集積した二波長半導体レーザ装置である。二波長半導体レーザ装置は、以上のような構成の半導体レーザのそれぞれのリッジ構造がサブマウントに対向するようにサブマウント上に半田材を用いてボンディングされたジャンクションダウン構造を有する。
【００４８】
また、図示しないが、７８０ｎｍ帯、６５０ｎｍ帯の両半導体レーザの共振器端面（量子井戸活性層の端面）にはＺｎの拡散により組成を無秩序化して形成した端面窓構造が設けられている。
【００４９】
本実施形態のように、同一基板上に２つの半導体レーザを形成した場合でも、各半導体レーザを別個に設けた場合と同様にｎ型クラッド層と基板２３及びｐ型クラッド層と基板２３との格子不整値を調節することで偏光値を調節できることが確認できた。
【００５０】
従来、２つの波長の半導体レーザを集積化することにより、へき開や組み立て時のストレスの影響をより受け易くなり、偏光比がレーザ素子間でばらつくことが課題であった。これに対し、本実施形態の半導体レーザ装置では、各半導体レーザの偏光比を相対的に大きくできるので、偏光比のバラツキが許容できるようになっている。従って、本実施形態の半導体レーザ装置によれば、７８０ｎｍ帯の半導体レーザの活性層に特許文献２に示されるような歪量子井戸構造を用いる必要がないので、容易に端面窓構造を形成することが可能となり、高出力の２波長半導体レーザを低コストで実現できる。また、活性層に歪みを加えないことで、信頼性の低下や端面窓におけるＣＯＤレベルの低下などを来すことがない。
【００５１】
また、２つの半導体レーザ素子において、ｎ型バッファ層２２、３５、ｎ型クラッド層２１、３４、第１のｐ型クラッド層１５、２８、第２のｐ型クラッド層１３、２６、コンタクト層１１、１１Ｂの組成をそれぞれ同一にすることができるので、バッファ層やクラッド層の形成工程を共通にすることができるとともに、リッジ形成工程も両半導体レーザ間で共通に行うことが可能となる。そのため、製造コストを低減することが可能となっている。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る半導体レーザ装置及びその製造方法は、波長の異なる半導体レーザが必要とされる光ディスク装置のピックアップ用光源や、電子装置、情報処理装置などの光源として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリッジ型の７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るリッジ型の６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るリッジ型半導体レーザ装置を示す断面図である。
【図４】図１に示した７８０ｎｍ帯半導体レーザ装置における偏光比の測定結果を示す図である。
【図５】第１の実施形態の変形例に係る半導体レーザ装置における、偏光比の測定結果を示す図である。
【図６】図２に示した６５０ｎｍ帯半導体レーザ装置における偏光比の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０      電流ブロック層
１１、１１Ｂ    コンタクト層
１２、１２Ｂ    ｐ側電極
１３、２６      第２のｐ型クラッド層
１４、２７      エッチングストップ層
１５、２８      第１のｐ型クラッド層
１７、１９、３０、３２      井戸層
１８、３１      障壁層
２０、３３      光ガイド層
２１、３４      ｎ型クラッド層
２２、３５      ｎ型バッファ層
２３      基板
２４      ｎ側電極
２５、３６      量子井戸活性層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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