(57)【要約】  【課題】  同一基板をベースとして互いに高さが異なる２以上のレーザ素子部を有する場合にも、ジャンクションダウン組立時において装置が傾くことなく正確な組み立てができ、且つ、各レーザ素子部のリッジ部への応力の集中を抑制することができ、設計の自由度を損なうことなく製造コストの低い半導体レーザ装置およびその製造方法を提供する。  【解決手段】  半導体レーザ装置には、基板を共通のベースとして、互いに間隔をあけて赤外レーザ素子部と第２レーザ素子部とが形成され、各々のレーザ素子部が形成されている。  レーザ素子部は、基板の厚み方向において、基準位置Ｂｆに対する積層上面の高さ位置１０ａｆ、１０ｂｆが互いに異なる。また、レーザ素子部が形成された部分を中に挟む外縁には、周辺領域が形成されており、その積層上面１１１ｆ1、１１１ｆ3の高さが、高さ位置１０ａｆ、１０ｂｆ以上に設定され、且つ、互いに同一に設定されている。  【選択図】  図１
2006049392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の基板を共通のベースとして、互いに間隔をあけて第１の波長の光を出射する第１レーザ素子部と第２の波長の光を出射する第２レーザ素子部とが形成され、前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各々が、第１伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層が順に積層された構成を含んでなる半導体レーザ装置であって、
第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とは、前記基板の厚み方向において、前記基板における前記各層が積層されたのとは反対側の主表面を基準とするときの積層上面の高さが互いに異なる状態に設定され、
前記基板の外縁には、第１領域と第２領域とが互いに積層構造をもって形成され、
当該第１領域と第２領域とは、前記基板の主表面に沿う方向において、前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とが形成された部分を中に挟む状態に各々が配置され、前記基板の厚み方向において、前記積層上面の高さが、前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の内の高い方の素子部と同一またはそれ以上であって、且つ、互いに同一となる状態に設定されている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、前記基板上に積層構造をもって第３領域が形成され、
前記第３領域は、積層上面の高さが前記第１領域および第２領域と同一となる状態に設定されている
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】
前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、積層方向に深さを有する分離溝が形成されており、
前記第３領域は、前記分離溝と第１レーザ素子部との間に形成されており、
前記分離溝と第２レーザ素子部との間には、前記基板上に積層構造をもって第４領域が形成され、
前記第４領域は、前記第１領域、第２領域および第３領域と前記積層上面の高さが同一となる状態に設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第１領域、第２領域、第３領域および第４領域は、各々の前記積層上面に半導体層の層表面が露出する状態で構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各積層上面は、半導体層の層表面が露出することにより構成されており、
前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部における前記積層上面に露出の半導体層と、前記第１領域、第２領域、第３領域および第４領域の各々における前記積層上面に露出の半導体層とは、互いに同一の材料から構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各々は、前記第２伝導型のクラッド層の主面上に、誘電体膜および半導体電極が順に積層されてなる
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記第１の波長は、７５０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下であり、前記第２の波長は、６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
基板の一方の主面上における一部領域に、第1伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層を順に積層して第１レーザ素子部を形成する第１素子部形成ステップと、
前記第１レーザ素子部が形成されたのと同一主面上であって、前記第１レーザ素子部と間隔をあけた領域に、第1伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層を順に積層して第２レーザ素子部を形成する第２素子部形成ステップと、
前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成されたのと同一主面上における外縁であって、互いの間に前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成された領域を挟む箇所に、積層構造をもって第１領域および第２領域を形成する外縁領域形成ステップとを有し、
前記基板の厚み方向において、前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とは、前記基板における前記各層が積層されたのとは反対側の主表面を基準とするときの積層上面の高さが互いに異なる状態に形成され、
前記第１領域と第２領域とは、前記積層上面の高さが、前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の内の高い方の素子部と同一またはそれ以上であって、且つ、互いに同一となる状態に形成される
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
前記主面上における前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間の領域に、積層構造をもって、且つ、前記基板の厚み方向における積層上面の高さが前記第１領域および第２領域と同一となる状態に第３領域を形成する第３領域形成ステップを備える
ことを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、積層方向に深さを有する分離溝が形成され、
前記第３領域は、前記分離溝と第１レーザ素子部との間の領域に形成されるものであって、
前記主面上における前記分離溝と第２レーザ素子部との間の領域に、積層構造をもって、且つ、前記基板の厚み方向における積層上面の高さが前記第１領域、第２領域および第３領域と同一となる状態に第４領域を形成する第４領域形成ステップを備える
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１領域、第２領域、第３領域および第４領域は、各々の前記積層上面に半導体層の層表面が露出する状態で形成される
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップでは、前記第
１レーザ素子部および第２レーザ素子部を、その各積層上面が半導体層の層表面が露出する状態に形成し、
前記外縁領域形成ステップ、第１領域形成ステップおよび第２領域形成ステップでは、第１領域、第２領域、第３領域および第４領域の各々における前記積層上面に露出の半導体層を、前記第１レーザ素子部および第２レーザ素子部における前記積層上面に露出の半導体層と同一の材料をもって形成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップの各々では、前記第２伝導型のクラッド層の主面上に対して、さらに、誘電体膜および半導体電極を順に積層する
ことを特徴とする請求項８から１２の何れかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップは、
前記基板の一方の主面上に前記第１伝導型のクラッド層、活性層、第２伝導型のクラッド層を順に積層する第１積層サブステップと、
前記第１積層サブステップで積層された複数の層に対して、少なくとも前記活性層の下まで除去する第１除去サブステップと、
前記第１除去サブステップで除去が施された前記基板の主表面に対して、その全面に第１伝導型のクラッド層、活性層、第２伝導型のクラッド層を順に積層する第２積層サブステップと、
前記第１レーザ素子部を形成しようとする領域の両側において、前記第２積層サブステップで積層された複数の層の内の一部の層を除去する第２除去サブステップと、
前記第１レーザ素子部を形成しようとする領域において、前記第２積層サブステップで積層された複数の層を除去する第３除去サブステップと、
前記第１レーザ素子部を形成しようとする領域において、一部領域を除き前記第２伝導型のクラッド層を除去し、第１リッジストライプを形成する第１リッジ形成サブステップと、
前記第２レーザ素子部を形成しようとする領域において、一部領域を除き前記第２伝導型のクラッド層を除去し、第２リッジストライプを形成する第２リッジ形成サブステップと
を経ることで実行される
ことを特徴とする請求項８から１３の何れかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ−ＲＡＭなどの読み込み、書き込みピックアップ光源には、波長６５０（ｎｍ）帯のＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ装置が用いられる。また、ＣＤ−Ｒなどの読み込み、書き込みピックアップ光源には、波長７８０（ｎｍ）帯のＡｌＧａＡｓ系赤外レーザ装置が用いられる。この内、赤色レーザ装置は、例えば、図１３に示すように、基板３０１の一方の主面上に、ｎ型クラッド層３０２、活性層３０３、ｐ型第１クラッド層３０４、ｐ型第２クラッド層３０５、電流ブロック層３０６、コンタクト層３０７、ｐ型電極３０８が積層され、他方の主面に、ｎ型電極３０９が積層され構成されている。ここで、上記構造を採る半導体レーザ装置を作製するためには、ダブルヘテロ構造形成、電流ブロック層形成、埋め込み層形成と計３回の結晶成長工程が必要であり、図１４に示すような二波長半導体レーザ装置の製造には、少なくとも４回の結晶成長工程が必要となるが、成長回数の多さはレーザチップの製造コストの低減に対し大きな障害となっている。
【０００３】
そこで、１回の結晶成長で半導体レーザ素子を作製する手法として、誘電体膜により電流狭窄されたリッジ型の発振波長６６０（ｎｍ）帯半導体レーザ構造が開発・生産がなされている（例えば、非特許文献１）。図１４に示すように、この文献に開示された半導体レーザ装置は、リッジ型導波路構造を形成し、ＳｉＯ2やＳｉ3Ｎ4等からなる誘電体膜４０６により電流狭窄および光の閉じ込めを行う素子構造を有するものである。具体的には、例えば、図１４に示すように、基板４０１の一方の主面上に、ｎ型クラッド層４０２、活性層４０３、ｐ型第１クラッド層４０４、ｐ型第２クラッド層４０５、誘電体膜４０６、ｐ型電極４０７を積層し、基板４０１における他方の主面上にｎ型電極４０８を積層した構成を有する。
【０００４】
また、活性層４０３に近いレーザ素子部表面をサブマウントに接合するジャンクションダウン組立時において、リッジ部にかかる応力を原因とする半導体レーザ装置部の劣化等を防ぐため、ｐ型第２クラッド層４０５の厚みをリッジ部とその周辺領域とで同じとする構成、所謂ダブルチャネル型リッジ構造とすることで、リッジ部にかかる応力を分散させている。
【０００５】
ところで、近年では、ＤＶＤ−ＲＡＭおよびＣＤ−Ｒの両ディスクに対応可能な装置が要望されており、このために一つのドライブに赤色、赤外の各々に対応する光集積ユニットを具備したドライブが普及してきている。さらに、近年の小型化、低コスト化、光学系組立工程の簡素化などの要請より、一つの光集積ユニットで対応できるよう、同一基板上に二つのレーザ素子部を集積形成した構成の二波長半導体レーザ装置が実用化されつつある。
【０００６】
従来の二波長半導体レーザ装置としては、例えば、同一基板をベースとして、６５０（ｎｍ）帯のＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子部と７８０（ｎｍ）帯のＡｌＧａＡｓ系赤外レーザ素子部とをモノリシックに集積したもので、一つの光集積ユニット上にＤＶＤ／ＣＤ用両方に対応可能な光ピックアップ装置としている（例えば、特許文献１参照）。
そして、二波長半導体レーザ装置に対してダブルチャネル型リッジ構造を採用した場合には、図１５に示すような構造となる。図１５に示すように、この構造を有する二波長半導体レーザ装置は、基板５０１をベースとして、赤外レーザ素子部５０ａと赤色レーザ素子部５０ｂとが形成されている。両素子部５０ａ、５０ｂは、基板５０１の一方の主面上に、ｎ型クラッド層５０２、５０６、活性層５０３、５０７、ｐ型第１クラッド層５０４、５０８、ｐ型第２クラッド層５０５、５０９、誘電体膜５１０、ｐ型電極５１１がそれぞれ積層され、基板５０１における他方の主面上に両素子部５０ａ、５０ｂ共通でｎ型電極５１２が形成された構成を有する。このような構成の装置では、上記図１４の半導体レーザ装置と同様に、製造コストの低減という観点での優位性を有することになる。
【特許文献１】特開２００１−５７４６２号公報
【非特許文献１】T. yagi et. al., IEEE J. Selected Topics in Quantum Electron., vol. 9, No. 5, pp. 1260-1264, Sep/Oct 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ダブルチャネル型リッジ構造を採用する二波長半導体レーザ装置では、赤外レーザ素子部５０ａと赤色レーザ素子部５０ｂとで、それぞれ所望の特性を得るためにダブルヘテロ構造の各層の層厚みを素子部毎に異なる値に設計することが生じる場合がある。このために、この構造の二波長半導体レーザ装置では、図１５に示すように、基板５０１から赤外レーザ素子部５０ａにおけるｐ型電極５１１の表面５０ａｆまでの高さと、基板５０１から赤色レーザ素子部５０ｂにおけるｐ型電極５１１の表面５０ｂｆまでの高さとが互いに異なる。このため、この構造の二波長半導体レーザ装置を用いたジャンクションダウン組立時には、基板５０１がサブマウントに対して平行にならず傾いてボンディングされたり、ダブルヘテロ構造の厚さが厚い方の素子部（図１５では、赤色レーザ素子部５０ｂ）に応力が集中することなどにより、半導体レーザ装置としての特性に重大な影響を及ぼす可能性がある。
【０００８】
ジャンクションダウン組立時におけるサブマウントに対する基板の傾きだけを改善するには、ダブルへテロ構造の厚みを素子部間で同一とし、他の構成要素をもって二波長半導体レーザ装置を設計することも考えられる。しかし、この場合には、装置の設計プロセスにおける制約条件が多く付加されることになり、設計の自由度という観点から問題を有する。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、同一基板をベースとして互いに高さが異なる２以上のレーザ素子部を有する場合にも、ジャンクションダウン組立時において装置が傾くことなく正確な組み立てができ、且つ、各レーザ素子部のリッジ部への応力の集中を抑制することができ、設計の自由度を損なうことなく製造コストの低い半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、次の構成を採用することとした。
（１）半導体レーザ装置
（１−１）  本発明に係る半導体レーザ装置は、一の基板を共通のベースとして、互いに間隔をあけて第１の波長の光を出射する第１レーザ素子部と第２の波長の光を出射する第２レーザ素子部とが形成され、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各々が、第１伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層が順に積層された構成を含んでなる装置であって、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とは、基板厚み方向において、基板における素子部を構成する各層が積層されたのとは反対側の主表面を基準とするときの積層上面の高さが互いに異なる状態に設定され、基板の外縁には、第１領域と第２領域とが互いに積層構造をもって形成され、当該第１領域および第２領域は、基板の主表面に沿う方向において、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成された部分を中に挟む状態に尾各々が配置され、基板厚み方向において、積層上面の高さが、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の内の高い方の素子部と同一またはそれ以上であって、且つ、互いに同一となる状態に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
（１−２）  上記（１−１）に係る半導体レーザ装置であって、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、基板上に積層構造をもって第３領域が形成され、当該第3領域は、積層上面の高さが第１領域および第２領域と同一となる状態に設定されていることを特徴とする。
（１−３）  上記（１−２）に係る半導体レーザ装置であって、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、積層方向に深さを有する分離溝が形成されており、第３領域は、分離溝と第１レーザ素子部との間に形成されており、分離溝と第２レーザ素子部との間には、基板上に積層構造をもって第４領域が形成され、当該第４領域は、第１領域、第２領域および第３領域と積層上面の高さが同一となる状態に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
（１−４）  上記（１−３）に係る半導体レーザ装置であって、第１領域、第２領域、第３領域および第４領域は、各々の積層上面に半導体層の層表面が露出する状態で構成されている  ことを特徴とする。
（１−５）  上記（１−４）に係る半導体レーザ装置であって、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各積層上面は、半導体層の層表面が露出することにより構成されており、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部における積層上面に露出の半導体層と、第１領域、第２領域、第３領域および第４領域の各々における積層上面に露出の半導体層とは、互いに同一の材料から構成されていることを特徴とする。
【００１３】
（１−６）  上記（１−１）〜（１−５）の何れかに係る半導体レーザ装置であって、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の各々は、第２伝導型のクラッド層の主面上に、誘電体膜および半導体電極が順に積層されてなることを特徴とする。
（１−７）  上記（１−１）〜（１−６）の何れかに係る半導体レーザ装置であって、第１レーザ素子部から出射される光は、７５０（ｎｍ）以上８２０（ｎｍ）以下の範囲の第１の波長を有するものであり、第２レーザ素子部から出射される光は、６３０（ｎｍ）以上６９０（ｎｍ）以下の範囲の第２の波長を有するものであることを特徴とする。
（２）半導体レーザ装置の製造方法
（２−１）  本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、次の各ステップおよび特徴を有する。
【００１４】
＊第１素子部形成ステップ；基板の一方の主面上における一部領域に、第1伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層を順に積層して第１レーザ素子部を形成する。
＊第２素子部形成ステップ；基板における第１レーザ素子部が形成されたのと同一主面上であって、第１レーザ素子部と間隔をあけた領域に、第1伝導型のクラッド層、活性層、リッジ状ストライプ形状の第２伝導型のクラッド層を順に積層して第２レーザ素子部を形成する。
【００１５】
＊外縁領域形成ステップ；基板の第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成されたのと同一主面上における外縁であって、互いの間に第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成された領域を挟む箇所に、第１領域および第２領域の各々を積層構造をもって形成する。
ここで、本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、基板の厚み方向において、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とが、基板における素子部を構成する各層が積層されたのとは反対側の主表面を基準とするときの積層上面の高さが互いに異なる状態に形成され、第１領域と第２領域とが、各々の積層上面の高さが第１レーザ素子部および第２レーザ素子部の内の高い方の素子部と同一またはそれ以上であって、且つ、互いに同一となる状態に形成されることを特徴とする。
【００１６】
（２−２）  上記（２−１）に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、基板の主面上における第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間の領域に、積層構造をもって、且つ、基板の厚み方向における積層上面の高さが第１領域および第２領域と同一となる状態に第３領域を形成する第３領域形成ステップを備えることを特徴とする。
（２−３）  上記（２−２）に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間には、積層方向に深さを有する分離溝が形成され、第３領域は、分離溝と第１レーザ素子部との間の領域に形成されるものであって、基板の主面上における分離溝と第２レーザ素子部との間の領域に、積層構造をもって、且つ、基板の厚み方向における積層上面の高さが第１領域、第２領域および第３領域と同一となる状態に第４領域を形成する第４領域形成ステップを備えることを特徴とする。
【００１７】
（２−４）  上記（２−３）に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、第１領域、第２領域、第３領域および第４領域は、各々の積層上面に半導体層の層表面が露出する状態で形成されることを特徴とする。
（２−５）  上記（２−４）に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップでは、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部を、その各積層上面が半導体層の層表面が露出する状態に形成し、外縁領域形成ステップ、第１領域形成ステップおよび第２領域形成ステップでは、第１領域、第２領域、第３領域および第４領域の各々における積層上面に露出の半導体層を、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部における積層上面に露出の半導体層と同一の材料をもって形成することを特徴とする。
【００１８】
（２−６）  上記（２−１）〜（２−５）の何れかに係る半導体レーザ装置の製造方法であって、第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップの各々では、第２伝導型のクラッド層の主面上に対して、さらに、誘電体膜および半導体電極を順に積層することを特徴とする。
（２−７）  上記（２−１）〜（２−６）の何れかに係る半導体レーザ装置の製造方法であって、第１素子部形成ステップおよび第２素子部形成ステップは、次の各サブステップを経て実行されることを特徴とする。
【００１９】
＊第１積層サブステップ；基板の一方の主面上に第１伝導型のクラッド層、活性層、第２伝導型のクラッド層を順に積層する。
＊第１除去サブステップ；第１積層サブステップで積層された複数の層に対して、少なくとも活性層の下まで除去する。
＊第２積層サブステップ；第１除去サブステップで除去が施された基板の主表面に対して、その全面に第１伝導型のクラッド層、活性層、第２伝導型のクラッド層を順に積層する。
【００２０】
＊第２除去サブステップ；第１レーザ素子部を形成しようとする領域の両側において、第２積層サブステップで積層された複数の層の内の一部の層を除去する。
＊第３除去サブステップ；第１レーザ素子部を形成しようとする領域において、第２積層サブステップで積層された複数の層を除去する。
＊第１リッジ形成サブステップ；第１レーザ素子部を形成しようとする領域において、一部領域を除き第２伝導型のクラッド層を除去し、第１リッジストライプを形成する。
【００２１】
＊第２リッジ形成サブステップ；第２レーザ素子部を形成しようとする領域において、一部領域を除き第２伝導型のクラッド層を除去し、第２リッジストライプを形成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る半導体レーザ装置は、（１−１）にその主たる特徴を示すように、ダブルチャネル型リッジ構造を採っている。このため、成長回数を低減することができ、低い装置コストを有する。
また、本発明に係る半導体レーザ装置では、第１レーザ素子部および第２レーザ素子部が形成された領域を挟むように第１領域、第２領域が形成され、第１領域および第２領域の積層上面の高さが第１レーザ素子部、第２レーザ素子部の両部分以上であって、且つ、両領域で同一に設定されている。そして、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とは、各々における積層上面の高さが異なる構成となっている。これらの構成を有することより、本発明に係る半導体レーザ装置を用いてジャンクションダウン組立を実施する際には、サブマウントに対して第１領域の積層表面と第２領域の積層表面とが接触することになる。よって、本発明に係る半導体レーザ装置は、ジャンクションダウン組立時において基板の傾きを生ずることがなく、一方のレーザ素子部に応力が集中することもない。
【００２３】
また、本発明に係る半導体レーザ装置は、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部とでダブルへテロ構造の各層厚みを同一としなくてもよいので、装置設計プロセスにおける高い自由度を確保することが可能である。
従って、本発明に係る半導体レーザ装置は、ジャンクションダウン組立時において装置が傾くことなく正確な組み立てが可能であって、各レーザ素子部のリッジ部への応力の集中を抑制することができるとともに、設計の自由度を損なうことなく低い製造コストを実現し得る、という優位性を有する。
【００２４】
また、本発明に係る半導体レーザ装置は、（１−２）あるいは（１−３）に示すように、第１レーザ素子部と第２レーザ素子部との間に第３領域あるいは第３領域および第４領域を形成すれば、ジャンクションダウン組立時における装置の安定性、素子部の保護という観点から望ましい。
また、本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、（２−１）にその主たる特徴を示すように、上記優位性を有する半導体レーザ装置を容易に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下の各実施の形態等については、本発明の構成および作用・効果を説明する上で一例として用いるものであって、本発明はこれに限定を受けるものではない。
(実施の形態１)
本実施の形態では、一例として、ダブルチャネル型リッジ構造を採用し、波長７８０（ｎｍ）帯の赤外レーザ素子部と波長６６０（ｎｍ）帯の赤色レーザ素子部とを同一基板に形成してなる二波長半導体レーザ装置を用いて説明する。
１−１．装置構成
先ず、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、二波長半導体レーザ装置１０の断面構造図である。なお、図１では、二波長半導体レーザ装置１０の断面構造を示しているが、実際の装置には、図に示す構成以外に紙面の手前および奥にへき開面からなる反射鏡が設けられ、これによって光共振器が構成されている。
【００２６】
図１に示すように、装置１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１を共通のベースとして、発振波長７８０（ｎｍ）帯の赤外レーザ素子部１０ａと、発振波長６６０（ｎｍ）帯の赤色レーザ素子部１０ｂとが構成されている。図１のＸ方向において、赤外レーザ素子部１０ａと赤色レーザ素子部１０ｂとは、互いに間隙をあけて構成されている。また、両素子部１０ａ、１０ｂの周辺には、周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが形成されている。
【００２７】
図１に示すように、赤外レーザ素子部１０ａは、基板１０１の一方の主表面上（図１では、Ｚ方向の上側主表面）に、赤外レーザのｎ型クラッド層１０２、赤外レーザの活性層１０３、赤外レーザのｐ型第１クラッド層１０４、赤外レーザのｐ型第２クラッド層１０５、誘電体膜１１０、ｐ型電極１１１が積層され、基板１０１の他方の主表面上（図１では、Ｚ方向の下側主表面上）にｎ型電極１１２が形成され構成されている。ここで、ｐ型第１クラッド層１０４の上側主面は、ｐ型第２クラッド層１０５が積層された部分を除き、その主表面全体が誘電体膜１１０で覆われている。対して、ｐ型第１クラッド層１０４上に積層されたｐ型第２クラッド層１０５の主表面は、誘電体膜１１０が除去されており、直接ｐ型電極１１１に接している。このような構成によって、リッジＡ1が形成されている。
【００２８】
なお、赤外レーザ素子部１０ａにおける活性層１０３は、発振波長７８０（ｎｍ）帯の量子井戸構造により構成されている。また、周辺領域１０ｃにおけるｐ型第２クラッド層１０９は、赤外レーザ保護層としての機能も兼ね備える。
一方、図１に示すように、赤色レーザ素子部１０ｂは、基板１０１の一方の主表面上（図１では、Ｚ方向の上側主表面）に、赤色レーザのｎ型クラッド層１０６、赤色レーザの活性層１０７、赤色レーザのｐ型第１クラッド層１０８、赤色レーザのｐ型第２クラッド層１０９、誘電体膜１１０、ｐ型電極１１１が積層され、基板１０１の他方の主表面上（図１では、Ｚ方向の下側主表面上）にｎ型電極１１２が形成され構成されている。そして、赤色レーザ素子部１０ｂにおけるｐ型第２クラッド層１０９の主表面上では、誘電体膜１１０が除去されており、リッジＡ2が形成されている。
【００２９】
なお、赤色レーザ素子部１０ｂにおける活性層１０７は、発振波長６６０（ｎｍ）帯の量子井戸構造により構成されている。また、周辺領域１０ｄ、１０ｅの各々におけるｐ型第２クラッド層１０９は、赤色レーザ保護層としての機能も兼ね備える。
図１に示すように、周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅは、基本的には上記赤色レーザ素子部１０ｂと同一材料層の積層構造から構成されているが、リッジが形成されておらず、各領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅにおけるｐ型第２クラッド層１０９が誘電体膜１１０で覆われている。
【００３０】
赤外レーザ素子部１０ａと周辺領域１０ｃ、１０ｄとの間には、図１のＺ方向に形成された溝Ｄ1を有する。この溝Ｄ1は、誘電体膜１１０が基板１０１に接触するように、各層１０２〜１０５、１０６〜１０９が除去され、また、ｐ型電極１１１も除去されて構成されており、所謂、素子間分離溝である。
一方、赤色レーザ素子部１０ｂと周辺領域１０ｄ、１０ｅとの間には、図１のＺ方向に形成された溝Ｄ2を有する。この溝Ｄ2は、誘電体膜１１０がｐ型第１クラッド層１０８に接触するようにｐ型第２クラッド層１０９が除去され構成されている。
１−２．各領域の高さ関係
上記構成を有する二波長半導体レーザ装置１０では、赤外レーザ素子部１０ａ、赤色レーザ素子部１０ｂと、各周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとの間で次のような高さ関係を有している。
【００３１】
図１に示すように、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０では、２つの素子部１０ａ、１０ｂおよび３つの周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの中で、赤外レーザ素子部１０ａの高さが最も低く設定されており、次に赤色レーザ素子部１０ｂが低く設定され、周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが同一であって、且つ最も高く設定されている。ここで、赤色レーザ素子部１０ｂと各周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとの高さの差異は、誘電体膜１１０の膜厚み分だけであり、実質同一高さと捉えることができる。
【００３２】
具体的には、基板１０１における下側の主表面（ｎ型電極１１２が積層された主表面）のＺ方向座標位置を基準位置Ｂｆとし、各素子部１０ａ、１０ｂおよび各周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅにおけるｐ型電極１１１の上側表面のＺ方向座標位置を位置１０ａｆ、１０ｂｆ、１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3とする。このとき、各面は、次のようなＺ方向の位置関係をもって設定されている。
【００３３】
【数１】
2006049392.tif 000003
【００３４】
【数２】
2006049392.tif 000004
なお、上述のように赤色レーザ素子部１０ｂにおける位置１０ｂｆと、各周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅにおける位置１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3との差異は、誘電体膜１１０の厚み分であり、ほとんど無視できる。このことを考慮すると、上記（数２）は、次のようにみなすことができる。
【００３５】
【数３】
2006049392.tif 000005
１−３．二波長半導体レーザ装置１０が有する優位性
本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０では、周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅにおける高さが、赤外レーザ素子部１０ａの高さよりも高く、赤色レーザ素子部１０ｂの高さよりも僅かながら高く設定されている。そして、周辺領域１０ｃ、１０ｅは、２つの素子部１０ａ、１０ｂよりもＸ方向で外側に配され、また、周辺領域１０ｄは、２つの素子部１０ａ、１０ｂの間に配されている。
【００３６】
さらに、上記（数２）および（数３）のように各周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの高さは、同一に設定されている。このような設定により、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０は、ジャンクションダウン組立時において、基板１０１がサブマウントに対して傾くことなく水平にボンディングされる。また、二波長半導体レーザ装置１０では、ジャンクションダウン組立時において、基板１０１がサブマウントに対して傾かないので、ダブルへテロ構造の厚みの厚い側の素子部（図１では、赤色レーザ素子部１０ｂ。）に応力が集中することがなく、半導体レーザの特性を高く維持することができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０では、ジャンクションダウン組立時におけるサブマウントに対する基板１０１の傾きを生じることがないので、装置設計における各素子部１０ａ、１０ｂの高さに制約を受け難いという優位性を有する。
さらに、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０では、赤外レーザ素子部１０ａと赤色レーザ素子部１０ｂとを、互いの素子部表面の高さ位置を同一としなくてもよいので、装置の設計プロセスにおける制約が少ないという優位性も有する。
【００３８】
二波長半導体レーザ装置１０に用いる各構成についての一例を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2006049392.tif 000006
表１に示す層構成を採用するとき、赤外レーザ素子部１０ａにおける高さ（１０ａｆ−Ｂｆ）は、３．６８（μｍ）であり、赤色レーザ素子部１０ｂにおける高さ（１０ｂｆ−Ｂｆ）は、４．７５（μｍ）である。ここで、仮に上記図１５のように周辺領域が構成されていない従来のダブルチャネル構造の二波長半導体レーザ装置では、素子部間で約１（μｍ）以上の高さの差異が生じる。このため、ジャンクションダウン組立時における基板の傾きや、これから生じる特性への悪影響が発生することになる。
【００４０】
これに対して、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０では、素子１０ａ、１０ｂ間で約１（μｍ）以上の高さの差異があっても、ジャンクションダウン組立時に周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの各領域における上側表面で装置が保持される。よって、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置では、ジャンクションダウン組立時における基板１０１の傾きが抑制され、リッジＡ1、Ａ2などへの応力集中も回避できる。
１−４．二波長半導体レーザ装置１０の製造方法
次に、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０の製造方法について、図２〜４に基づいて説明する。図２〜４は本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置１０の製造工程を主要なステップ毎に示す工程図である。なお、各工程におけるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）結晶成長技術、フォトリソグラフィ技術、半導体・誘電体膜・電極のエッチング技術、ＣＶＤ誘電体膜堆積技術、電極蒸着技術については、いずれも公知の技術によるものであるので、以下での詳細な説明を省略する。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、赤外レーザのｎ型クラッド層１０２、赤外レーザの活性層１０３、赤外レーザのｐ型第１クラッド層１０４、赤外レーザのｐ型第２クラッド層１０５を順次積層する。
次に、図２（ｂ）に示すように、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域の両側において、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、ｎ型クラッド層１０２、活性層１０３、ｐ型第１クラッド層１０４、ｐ型第２クラッド層１０５を除去する。
【００４２】
図２（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、赤色レーザのｎ型クラッド層１０６、赤色レーザの活性層１０７、赤色レーザのｐ型第１クラッド層１０８、赤色レーザのｐ型第２クラッド層１０９を順次積層する。
次に、図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域に隣接する両側の領域において、ｎ型クラッド層１０６、活性層１０７、ｐ型第１クラッド層１０８、ｐ型第２クラッド層１０９を除去し、溝Ｄ1を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域のｐ型第２クラッド層１０５の上部に残留しているｎ型クラッド層１０６、活性層１０７、ｐ型第１クラッド層１０８、ｐ型第２クラッド層１０９を除去する。
続いて、図３（ｆ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域におけるｐ型第２クラッド層１０５の一部を除去することにより、リッジを形成する。
【００４４】
図３（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤色レーザ素子部１０ｂを形成しようとする領域に隣接する両側の領域において、ｐ型第２クラッド層１０９の一部を除去する。これにより、赤色レーザ素子部１０ｂを形成しようとする領域にリッジを形成するとともに、その両側に溝Ｄ2を形成する。ここで、赤色レーザ素子部１０ｂを形成しようとする領域に隣接した領域に残るｐ型第２クラッド層１０９は、装置完成後においては、赤色レーザ保護層としての機能も備えることになる。
【００４５】
次に、図４（ｈ）に示すように、ＣＶＤ法を用いて、表面全体に対して、例えばＳｉＯ2からなる誘電体膜１１０を堆積する。
図４（ｉ）に示すように、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域におけるｐ型第２クラッド層１０５上、および赤色レーザ素子部１０ｂを形成しようとする領域におけるｐ型第２クラッド層１０９上の誘電体膜１１０を選択的に除去し、リッジに電流注入される構造を形成する。さらに、表面全体に対して、ｐ側電極１１１を蒸着する。
【００４６】
図４（ｊ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部１０ａを形成しようとする領域に隣接する溝Ｄ1の傾斜面および底面におけるｐ側電極１１１を除去する。そして、最後に、基板１０１のＺ方向下側主面に対して、一様にｎ側電極１１２を蒸着形成することで二波長半導体レーザ装置１０が完成する。即ち、溝Ｄ1間の領域が赤外レーザ素子部１０ａであり、溝Ｄ2間の領域が赤色レーザ素子部１０ｂである。また、赤外レーザ素子部１０ａおよび赤色レーザ素子部１０ｂを除く突出領域が、周辺領域１０ｃ、１０ｄ、１０ｅである。
【００４７】
なお、各層の材料、伝導型、膜厚、キャリア濃度は、例えば、上記表１の通りである。
（変形例１）
変形例１に係る二波長半導体レーザ装置１２の構成について、図５を用いて説明する。
図５に示すように、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１２は、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０と同様の基本構成を有している。図５では、上記実施の形態１と同一構成の箇所には同一の符号を付し、異なる箇所のみ異なる符号を付している。以下では、上記実施の形態１との相違点を中心として説明する。なお、本変形例についても一例を示すものであって、本発明がこれに限定を受けるものではなく、本発明が特徴とする部分以外の構成については適宜変更が可能である。
【００４８】
図５に示すように、二波長半導体レーザ装置１２は、赤色レーザのｐ型第２クラッド層１２９の層厚みが領域毎に相違するところにその特徴を有しており、この部分が上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０との差異である。本変形例においては、周辺領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおけるｐ型第２クラッド層１２９は、赤色レーザ素子部１２ｂよりも厚く設定されている。
【００４９】
上記構成を有する本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１２は、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０と同様に、ジャンクションダウン組立時における基板１０１の傾きを抑制することが可能であり、さらに、装置１０よりも、よりジャンクションダウン組立時におけるリッジＡ3、Ａ4への応力の集中を抑制することが可能である。即ち、周辺領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおけるｐ型第２クラッド層１２９の厚みを厚くすることで、Ｚ方向において、基準位置Ｂｆに対する周辺領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの各位置１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3と素子部１２ａ、１２ｂの位置１２ａｆ、１２ｂｆとの差異を大きくとることができる。よって、ジャンクションダウン組立時においても、両素子部１２ａ、１２ｂにダメージを受け難い。
（変形例２）
変形例２に係る二波長半導体レーザ装置１４の構成について、図６を用いて説明する。なお、本変形例についても、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０および変形例１に係る二波長半導体レーザ装置１２との差異部分を中心に説明する。
【００５０】
図６に示すように、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１４では、周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅにおけるｐ型第２クラッド層１０９と誘電体膜１１０との間に第２保護層１５３が介挿された構成を有する。その他の構成に付いては、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０と同一の構成となっている。ここで、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１４が構成として備える第２保護層１５３の構成材料には、赤色レーザのｐ型第２クラッド層１０９と同一の材料を用いることができ、例えば、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（Ｚｎドープ）などの材料を用いることができる。
【００５１】
上記変形例１に係る二波長半導体レーザ装置１２においては、周辺領域１２ｃ、１２ｄ、１２ｅにおけるｐ型第２クラッド層１２９の厚みを変更することで、その位置１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3を素子部１２ａ、１２ｂの位置１２ａｆ、１２ｂｆよりも高くし、これをもってジャンクションダウン組立時におけるリッジＡ3、Ａ4への応力集中を抑制することが可能となる。
【００５２】
これに対して、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１４では、周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅに第２保護層１５３を介挿させることで、Ｚ方向において、基準位置Ｂｆに対する周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの各位置１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3と素子部１４ａ、１４ｂの位置１４ａｆ、１４ｂｆとの差異を大きくとることができる。よって、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置１４においても、上記実施の形態１および変形例１と同様に、ジャンクションダウン組立時におけるリッジＡ5、Ａ6の保護を図ることができ、基板１０１の傾きを防止することもできる。なお、上記変形例１よりも本変形例の方が、プロセスの観点から周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの位置１１１ｆ1、１１１ｆ2、１１１ｆ3の高さ精度を高くすることができる。
【００５３】
なお、基板１０１の基準位置Ｂｆから周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅにおけるｐ型第２クラッド層１０９のＺ方向上側主面までの高さが、基板１０１の基準位置Ｂｆから赤色レーザ素子部１４ｂにおけるｐ型第２クラッド層１０９のＺ方向上側主面までの高さより小さい場合でも、誘電体膜１１０およびｐ側電極１１１の各厚みの調整により、各素子部１４ａ、１４ｂにおける基板１０１の基準位置Ｂｆから上面位置１４ａｆ、１４ｂｆまでの高さと比べ、第２保護層１５３が介挿されている周辺領域１４ｃ、１４ｄ、１４ｅでの基準位置Ｂｆからｐ型電極１１１表面までの高さを同一またはより大きくすることが可能である。この場合もジャンクションダウン組立時における傾きの抑制やリッジＡ5、Ａ6への応力集中を抑制できるという効果を得ることが可能である。
【００５４】
(実施の形態２)
以下では、実施の形態２に係る二波長半導体レーザ装置２０について、図面を参酌しながら説明する。本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０についても、ダブルチャネル型リッジ構造を採用するものであって、発振波長７８０（ｎｍ）帯の赤外レーザ素子部と発振波長６６０（ｎｍ）帯の赤色レーザ素子部とが同一基板をベースとして形成された構成を有するものである。
２−１．装置構成
先ず、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０の構成について、図７を用いて説明する。図７では、上記図１などと同様にへき開面からなる反射鏡などの図示を省略している。
【００５５】
図７に示すように、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１を共通のベースとして、分離溝Ｄ8を境として、Ｘ方向左側に赤外レーザ素子部２０ａ、Ｘ方向右側に赤色レーザ素子部２０ｂが各々形成された構成を有している。図７のＸ方向において、赤外レーザ素子部２０ａの周辺には、周辺領域２０ｃ、２０ｄが形成され、赤色レーザ素子部２０ｂの周辺には、周辺領域２０ｅ、２０ｆが形成されている。
【００５６】
図７に示すように、赤外レーザ素子部２０ａは、基板２０１の一方の主表面上（図７では、Ｚ方向の上側主表面）に、赤外レーザのｎ型クラッド層２０２、赤外レーザの活性層２０３、赤外レーザのｐ型第１クラッド層２０４、赤外レーザのｐ型第２クラッド層２０５、誘電体膜２１１、ｐ型電極２１２が積層され、基板２０１の他方の主表面上（図７では、Ｚ方向の下側主表面上）にｎ型電極２１３が形成され構成されている。ここで、ｐ型第１クラッド層２０４の上側主面は、ｐ型第２クラッド層２０５が積層された部分を除き、その主表面全体が誘電体膜２１１で覆われている。対して、ｐ型第１クラッド層２０４上に積層されたｐ型第２クラッド層２０５の主表面は、誘電体膜２１０が除去されており、直接ｐ型電極２１２に接しており、リッジＡ7が形成されている。これらの構成に付いては、上記実施の形態１などと同様である。
【００５７】
なお、赤外レーザ素子部２０ａにおける活性層２０３は、発振波長７８０（ｎｍ）帯の量子井戸構造により構成されている。
周辺領域２０ｃ、２０ｄは、赤外レーザ素子部２０ａと溝Ｄ11によって隔てらた両脇部分に構成されている。周辺領域２０ｃ、２０ｄは、赤外レーザ素子部２０ａと同様に、基板１０１の主表面上に ｎ型クラッド層２０２、活性層２０３、ｐ型第１クラッド層２０４、ｐ型第２クラッド層２０５、誘電体膜２１１、ｐ型電極２１２が積層された構成を有しているが、赤外レーザ素子部２０ａと異なり、ｐ型第２クラッド層２０５と誘電体膜２１１との間に赤外レーザの第２保護層２０６が介挿されている。また、周辺領域２０ｃ、２０ｄでは、ｐ型第２クラッド層２０５および第２保護層２０６とｐ型電極２１２との間に誘電体膜２１１が途切れることなく介挿されている。ここで、周辺領域２０ｃ、２０ｄにおけるｐ型第２クラッド層２０６は、赤外レーザ保護層としての機能も兼ね備える。
【００５８】
一方、図７に示すように、赤色レーザ素子部２０ｂは、赤外レーザ素子部２０ａと共通とする基板１０１の一方の主表面上（図７では、Ｚ方向の上側主表面）に、赤色レーザのｎ型クラッド層２０７、赤色レーザの活性層２０８、赤色レーザのｐ型第１クラッド層２０９、赤色レーザのｐ型第２クラッド層２１０、誘電体膜２１１、ｐ型電極２１２が積層され、基板２０１の他方の主表面上（図７では、Ｚ方向の下側主表面上）に、赤外レーザ素子部２０ａと共通するｎ型電極２１３が形成され構成されている。そして、赤色レーザ素子部２０ｂにおいても、ｐ型第２クラッド層２１０の上側表面上の誘電体膜２１１が除去されており、ｐ型第２クラッド層２１０とｐ型電極２１２が直接接触し、リッジＡ8が形成されている。
【００５９】
また、周辺領域２０ｅ、２０ｆは、赤色レーザ素子部２０ｂと溝Ｄ9によって隔てられた両脇部分に構成されている。周辺領域２０ｅ、２０ｆは、基板２０１の主表面上に、ｎ型クラッド層２０７、活性層２０８、ｐ型第１クラッド層２０９、ｐ型第２クラッド層２１０、誘電体膜２１１、ｐ型電極２１２が積層され構成されている。周辺領域２０ｅ、２０ｆについても、上記周辺領域２０ｃ、２０ｄと同様に、ｐ型第２クラッド層２１０とｐ型電極２１２との間に誘電体膜２１１が途切れることなく介挿されている。ここで、周辺領域２０ｅ、２０ｆの各々におけるｐ型第２クラッド層２１０は、赤色レーザ保護層としての機能も兼ね備える。
【００６０】
溝Ｄ8は、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０と同様に、誘電体膜２１１が基板２０１に直に接触するように、各層２０２〜２０６、２１７〜２１１が除去され、また、ｐ型電極２１２も除去されて構成されている。
２−２．各領域の高さ関係
本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０についても、各素子部２０ａ、２０ｂおよび周辺領域２０ｃ〜２０ｆの高さ関係を説明する。
【００６１】
図７に示すように、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０についても、２つの素子部２０ａ、２０ｂおよび４つの周辺領域２０ｃ〜２０ｆの中で、赤外レーザ素子部２０ａの高さが最も低く設定されており、次に赤色レーザ素子部２０ｂが低く設定され、周辺領域２０ｃ〜２０ｆが互いに同一高さであって、且つ両素子部２０ａ、２０ｂよりも高く設定されている。ここで、赤色レーザ素子部２０ｂと各周辺領域２０ｃ〜２０ｆとの高さの差異は、上記実施の形態１と同様に、誘電体膜２１１の膜厚み分だけであり、実質同一高さと捉えることができる。
【００６２】
具体的には、基板２０１における下側の主表面（ｎ型電極２１３が積層された側の主表面）のＺ方向座標位置を基準位置Ｂｆ、各素子部２０ａ、２０ｂおよび各周辺領域２０ｃ〜２０ｅにおけるｐ型電極２１２の上側表面のＺ方向座標位置を位置２０ａｆ、２０ｂｆ、２１２ｆ1〜１１１ｆ4とする。このとき、各面は、次のようなＺ方向の位置関係をもって設定されている。
【００６３】
【数４】
2006049392.tif 000007
【００６４】
【数５】
2006049392.tif 000008
【００６５】
【数６】
2006049392.tif 000009
なお、上記実施の形態１と同様に、上記（数５）は、次のようにみなすことができる。
【００６６】
【数７】
2006049392.tif 000010
２−３．二波長半導体レーザ装置２０が有する優位性
本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０では、周辺領域２０ｃ〜２０ｆにおける高さが、赤外レーザ素子部２０ａの高さよりも高く、赤色レーザ素子部２０ｂの高さよりも僅かながら高く設定されている。そして、周辺領域２０ｃ、２０ｆは、２つの素子部２０ａ、２０ｂよりもＸ方向で外側に配され、また、周辺領域２０ｄ、２０ｅは、２つの素子部２０ａ、２０ｂの間に配されている。
【００６７】
このように高さ関係が設定された二波長半導体レーザ装置２０では、上記二波長半導体レーザ装置１０と同様に、ジャンクションダウン組立時において、基板２０１がサブマウントに対して傾かないので、ダブルへテロ構造の厚みの厚い側の素子部（図２では、赤色レーザ素子部２０ｂ。）に応力が集中することがなく、半導体レーザの特性を高く維持することができる。ここで、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０では、素子部２０ａと素子部２０ｂとの間に、これらより高さの高い２箇所の周辺領域２０ｄ、２０ｅを配置しているので、素子部間に１箇所の周辺領域１０ｄしか配置していない上記二波長半導体レーザ装置１０に比べ、リッジＡ7、Ａ8への応力の集中をより確実に抑制することが可能である。
【００６８】
また、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０では、上記二波長半導体レーザ装置１０と同様に、装置設計において各素子部２０ａ、２０ｂの高さに制約を受け難く、設計の自由度という観点からも優位性を有する。
二波長半導体レーザ装置２０に用いる各構成についての一例を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2006049392.tif 000011
表２に示す層構成を採用するとき、赤外レーザ素子部２０ａにおける高さ（２０ａｆ−Ｂｆ）は、３．６８（μｍ）であり、赤色レーザ素子部２０ｂにおける高さ（２０ｂｆ−Ｂｆ）は、４．７５（μｍ）である。このような素子部２０ａ、２０ｂ間での高さの差異を有する場合にあっても、ジャンクションダウン組立時に周辺領域２０ｃ〜２０ｆの各領域における上側表面で装置２０が保持される。よって、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０でも、ジャンクションダウン組立時における基板２０１の傾きが抑制され、リッジＡ7、Ａ8への応力集中も回避できる。
２−４．二波長半導体レーザ装置２０の製造方法
次に、本実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置２０の製造方法について、図８〜１０に基づいて説明する。図８〜１０は本発明の実施の形態に係る二波長半導体レーザ装置の製造工程を主要なステップ毎に示す工程図である。なお、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、公知であるＭＯＣＶＤ結晶成長技術、フォトリソグラフィ技術、半導体・誘電体膜・電極のエッチング技術、ＣＶＤ誘電体膜堆積技術、電極蒸着技術の詳細な説明を省略する。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１の一方の主面上に、赤外レーザのｎ型クラッド層２０２、赤外レーザの活性層２０３、赤外レーザのｐ型第１クラッド層２０４、ｐ型第２クラッド層２０５、赤外レーザの第２保護層２０６を順次積層する。赤外レーザ活性層２０３は発振波長７８０（ｎｍ）帯の量子井戸構造により構成される。
【００７１】
次に、図８（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤色レーザ素子部２０ｂを形成しようとする領域において、ｎ型クラッド層２０２、活性層２０３、ｐ型第１クラッド層２０４、ｐ型第２クラッド層２０５、第２保護層２０６を除去し、基板２０１を底面とする凹部Ｄ7を形成する。
図８（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、凹部Ｄ7を含めた表面全体に対して、赤色レーザのｎ型クラッド層２０７、赤色レーザの活性層２０８、赤色レーザのｐ型第１クラッド層２０９、赤色レーザのｐ型第２クラッド層２１０を順次積層する。赤色レーザ活性層２０８は発振波長６６０（ｎｍ）帯の量子井戸構造により構成される。
【００７２】
次に、図８（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部２０ａと赤色レーザ素子部２０ｂの各々を形成しようとする領域の境界となる部分において、ｎ型クラッド層２０７、活性層２０８、ｐ型第１クラッド層２０９、ｐ型第２クラッド層２１０を除去し、分離溝Ｄ8を形成する。
次に、図９（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、赤外レーザ素子部２０ａを形成しようとする領域に残るｎ型クラッド層２０７、活性層２０８、ｐ型第１クラッド層２０９、ｐ型第２クラッド層２１０を除去する。
【００７３】
図９（ｆ）に示すように、赤色レーザ素子部２０ｂを形成しようとする領域およびその周辺領域において、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、ｐ型第２クラッド層２１０の一部を除去し、溝Ｄ9を形成する。これにより２つの溝Ｄ9に挟まれて残るｐ型第２クラッド層２１０をもってリッジを形成する。なお、２つの溝Ｄ９よりも外側に残るｐ型第２クラッド層２１０は、装置２０の完成後において、赤色レーザ保護層として機能する。
【００７４】
図９（ｇ）に示すように、赤外レーザ素子部２０ａを形成しようとする領域およびその周辺領域において、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、第２保護層２０６の一部を除去し、溝Ｄ10を形成する。
図９（ｈ）に示すように、溝Ｄ10の形成領域において、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、ｐ型第２クラッド層２０５の一部を除去することにより溝Ｄ11を形成する。そして、２つの溝Ｄ11に挟まれて残るｐ型第２クラッド層２０５をもってリッジが形成される。また、２つの溝Ｄ11よりも外側に残るｐ型第２クラッド層２０５は、装置２０の完成後において赤外レーザ素子部２０ａの第１保護層として機能する。即ち、Ｄ11の両外側には、第１保護層（ｐ型第２クラッド層２０５）と第２保護層２０６とが積層された形態をもって残ることになる。
【００７５】
次に、図１０（ｉ）に示すように、ＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＯ2からなる誘電体膜２１１を表面全体に堆積する。
図１０（ｊ）に示すように、赤外レーザ素子部２０ａを形成しようとする領域におけるｐ型第２クラッド層２０５上、および赤色レーザ素子部２０ｂを形成しようとする領域におけるｐ型第２クラッド層２１０上の誘電体膜２１１を、フォトリソグラフィおよびエッチングにより選択的に除去し、リッジに電流注入される構造を形成する。さらに、表面全体に対して、ｐ側電極２１２を蒸着する。
【００７６】
最後に、図１０（ｋ）に示すように、溝Ｄ8の傾斜面および底面におけるｐ型電極２１２を、フォトリソグラフィおよびエッチングにより除去し、赤外レーザ素子部２０ａと赤色レーザ素子部２０ｂとの間の素子分離を図る。さらに、基板２０１における他方の主面全体に、ｎ側電極２１３を蒸着して装置２０が完成する。
なお、各層の構成材料、伝導型、膜厚、キャリア濃度は、例えば、上記表２の通りである。
（変形例３）
変形例３に係る二波長半導体レーザ装置２２の構成について、図１１を用いて説明する。
【００７７】
図１１に示すように、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２２は、上記実施の形態２に係る二波長半導体レーザ装置２０と同様の基本構成を有し、赤外レーザのｐ型第２クラッド層２２６および赤色レーザのｐ型第２クラッド層２３０の層厚みが上記実施の形態２に係る二波長半導体レーザ装置２０と相違する。
図１１に示すように、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２２では、周辺領域２２ｃ、２２ｄにおけるｐ型第２クラッド層２２６の層厚みが、図７のｐ型第２クラッド層２０６よりも厚く設定されている。また、周辺領域２２ｅ、２２ｆにおけるｐ型第２クラッド層２３０は、赤色レーザ素子部２２ｂにおけるｐ型第２クラッド層２１０とは異なる層厚みで設定されている。そして、周辺領域２２ｃ、２２ｄにおけるｐ型第２クラッド層２２６、および周辺領域２２ｅ、２２ｆにおけるｐ型第２クラッド層２３０の各層厚みは、周辺領域２２ｃ〜２２ｆにおける上面位置２１２ｆ１〜２１２ｆ４が、基準位置Ｂｆに対し同一となるように設定されている。このようなｐ型第２クラッド層２２６、２３０の設定により、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２２では、周辺領域２２ｃ〜２２ｆにおける上面位置２１２ｆ１〜２１２ｆ４が各素子部２２ａ、２２ｂにおける上面位置２２ａｆ、２２ｂｆよりも確実に高くすることができる。
【００７８】
上記構成を有する本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２２は、上記実施の形態２に係る二波長半導体レーザ装置と同様に、ジャンクションダウン組立時における基板２０１の傾きを抑制することが可能であり、さらに、装置２０よりも、よりジャンクションダウン組立時におけるリッジへの応力の集中を抑制することが可能である。即ち、周辺領域２２ｃ〜２２ｆにおけるｐ型第２クラッド層２２６、２３０の厚みを素子部２２ａ、２２ｂのｐ型第２クラッド層２０５、２１０よりも厚くすることで、Ｚ方向において、基準位置Ｂｆに対する周辺領域２２ｃ〜２２ｆの各位置２１２ｆ1〜２１２ｆ4と素子部２２ａ、２２ｂの位置２２ａｆ、２２ｂｆとの差異を大きくとることができる。よって、ジャンクションダウン組立時においても、両素子部２２ａ、２２ｂにダメージを受け難い。
（変形例４）
変形例４に係る二波長半導体レーザ装置２４の構成について、図１２を用いて説明する。
【００７９】
図１２に示すように、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２４では、周辺領域２４ｃ〜２４ｆにおけるｐ型第２クラッド層２０６、２１０と誘電体膜２１１との間に第３保護層２５４が介挿された構成を有する。その他の構成に付いては、上記実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置２０と同一の構成となっている。ここで、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２４が構成として備える第３保護層２５４の構成材料には、上記変形例２に係る装置１４の第２保護層１５３と同様に、例えば、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（Ｚｎドープ）などの材料を用いることができる。
【００８０】
本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２４では、周辺領域２４ｃ〜２４ｆに第３保護層２５４を介挿させることで、Ｚ方向において、基準位置Ｂｆに対する周辺領域２４ｃ〜２４ｆの各位置２１２ｆ1〜２１２ｆ4と素子部２４ａ、２４ｂの位置２４ａｆ、２４ｂｆとの差異を大きくとることができる。よって、本変形例に係る二波長半導体レーザ装置２４においても、上記実施の形態２および変形例３と同様に、ジャンクションダウン組立時におけるリッジの保護を図ることができ、基板２０１の傾きを防止することもできる。なお、上記変形例３よりも本変形例の方が、プロセスの観点から周辺領域２４ｃ〜２４ｆの位置２１２ｆ1〜２１２ｆ4の高さ精度を高くすることができる。
【００８１】
なお、基板２０１の基準位置Ｂｆから周辺領域２４ｃ〜２４ｆにおけるｐ型第２クラッド層２０６、２１０のＺ方向上側主面までの高さが、基板２０１の基準位置Ｂｆから赤色レーザ素子部２４ｂにおけるｐ型第２クラッド層２１０のＺ方向上側主面までの高さより小さい場合でも、誘電体膜２１１およびｐ側電極２１２の各厚みの調整により、各素子部２４ａ、２４ｂにおける基板２０１の基準位置Ｂｆから上面位置２４ａｆ、２４ｂｆまでの高さと比べ、第３保護層２５４が介挿されている周辺領域２４ｃ〜２４ｆでの基準位置Ｂｆからｐ型電極２１２表面までの高さを同一またはより大きくすることが可能である。この場合もジャンクションダウン組立時における傾きの抑制やリッジへの応力集中を抑制できるという効果を得ることが可能である。
（その他の事項）
上記実施の形態１、２および変形例１〜４では、同一基板をベースとして赤外レーザ素子部と赤色レーザ素子部とを有する二波長半導体レーザ装置を一例としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、同一基板をベースとして異なる波長の光を出射する３つ以上のレーザ素子部を形成することとしてもよいし、形成するレーザ素子部の発振波長も上記のものに限定されない。そして、本発明に係る半導体レーザ装置の構成を採用することで、ジャンクションダウン組立時におけるサブマウントに対する基板の傾きが効果的の抑制され、各素子部のリッジに応力が集中することもない。このため、同一基板をベースとして異なる発振波長の複数のレーザ素子部を形成する場合にあっても、そのレーザ素子部の設計の自由度を高く維持することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態１、２では、装置１０、２０における各領域上面の高さ関係を分かり易くするためなどの目的から、一例として表１、表２に具体的な材料名、層厚みなどを示した。本発明が、これらの材料、数値などに限定を受けるものではないことは明らかである。
また、上記実施の形態１、２および変形例１〜４では、７８０（ｎｍ）帯の波長の赤外光を出射する赤外レーザ素子部１０ａ、１２ａ、１４ａ、２０ａ、２２ａ、２４ａと、６６０（ｎｍ）帯の波長の赤色光を出射する赤色レーザ素子部１０ｂ、１２ｂ、１４ｂ、２０ｂ、２２ｂ、２４ｂとを備える構成としたが、出射光の波長などはこれに限定を受けるものではない。ただし、一方の出射光の波長が７５０（ｎｍ）以上８２０（ｎｍ）以下であり、他方の出射光の波長が６３０（ｎｍ）以上６９０（ｎｍ）以下とすることが、実際の装置を構成する上で望ましい。
【００８３】
また、上記実施の形態１、２および変形例１〜４の各装置１０、１２、１４、２０、２２、２４などでは、赤外レーザ素子部１０ａ、１２ａ、１４ａ、２０ａ、２２ａ、２４ａと赤色レーザ素子部１０ｂ、１２ｂ、１４ｂ、２０ｂ、２２ｂ、２４ｂとの各間にも周辺領域１０ｃ、１２ｃ、１４ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２２ｄ、２２ｅ、２４ｄ、２４ｅを設けることとしたが、これらは必須のものではない。即ち、同一基板をベースとする２つ以上のレーザ素子部が存在するとき、これらレーザ素子部が形成された全領域を囲む基板外縁に少なくとも２箇所の周辺領域が存在し、この少なくとも２箇所の周辺領域における上面高さが各レーザ素子部の上面高さ以上であって、且つ、少なくとも２箇所の周辺領域の高さを同一としておけば、上述の優位性を有することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、光ディスク装置、あるいは光情報処理、光通信、光計測などに使用され、二波長あるいはそれ以上の波長が発振可能な半導体レーザ装置を形成する上で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態１に係る二波長半導体レーザ装置１０を示す断面構造図である。
【図２】二波長半導体レーザ装置１０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図３】二波長半導体レーザ装置１０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図４】二波長半導体レーザ装置１０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図５】変形例１に係る二波長半導体レーザ装置１２を示す断面構造図である。
【図６】変形例２に係る二波長半導体レーザ装置１４を示す断面構造図である。
【図７】実施の形態２に係る二波長半導体レーザ装置２０を示す断面構造図である。
【図８】二波長半導体レーザ装置２０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図９】二波長半導体レーザ装置２０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図１０】二波長半導体レーザ装置２０の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図１１】変形例３に係る二波長半導体レーザ装置２２を示す断面構造図である。
【図１２】変形例４に係る二波長半導体レーザ装置２４を示す断面構造図である。
【図１３】従来技術に係る埋込エピを有するリッジ構造レーザ装置を示す断面構造図である。
【図１４】従来技術に係るダブルチャネルリッジ構造レーザ装置を示す断面構造図である。
【図１５】従来技術に係るダブルチャネルリッジ構造を二波長半導体レーザ装置に適用した場合の装置構成を示す断面構造図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０１、２０１．基板
１０２、２０２．赤外レーザｎ型クラッド層
１０３、２０３．赤外レーザ活性層
１０４、２０４．赤外レーザｐ型第１クラッド層
１０５、２０５．赤外レーザｐ型第２クラッド層
１０６、２０７．赤色レーザｎ型クラッド層
１０７、２０８．赤色レーザ活性層
１０８、２０９．赤色レーザｐ型第１クラッド層
１０９、２１０．赤色レーザｐ型第２クラッド層
１１０、２１１．誘電体膜
１１１、２１２．ｐ型電極
１１２、２１３．ｎ型電極
１５３．第２保護層
２０６．赤外レーザ第２保護層
２５４．第３保護層
【図１】
2006049392.tif 000012
【図２】
2006049392.tif 000013
【図３】
2006049392.tif 000014
【図４】
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【図５】
2006049392.tif 000016
【図６】
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【図７】
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【図８】
2006049392.tif 000019
【図９】
2006049392.tif 000020
【図１０】
2006049392.tif 000021
【図１１】
2006049392.tif 000022
【図１２】
2006049392.tif 000023
【図１３】
2006049392.tif 000024
【図１４】
2006049392.tif 000025
【図１５】
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