【事件の表示】
　特許第２９１２７１７号「半導体レーザ装置」の請求項１ないし請求項３に係る発明の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９１２７１７号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
（１）手続きの経緯
  本件特許第２９１２７１７号に係る出願は、平成３年２月２１日に出願され、平成１１年４月９日にその設定登録がなされ、その後、長谷川尋海より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年６月５日に訂正請求がなされたものである。
（２）訂正請求の適否についての判断
ｉ）訂正請求の内容
　訂正請求の内容は、特許請求の範囲の請求項１、
「一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ装置。」
を、
「一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さく、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有することを特徴とする半導体レーザ装置。」
と訂正し、明細書については、請求項の訂正に合わせた訂正及び誤記の訂正をするものである。
　
 ii）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　特許請求の範囲の訂正は、明細書の段落番号【００２６】及び図５に基づき、「低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有する」と限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、明細書の訂正は、特許請求の範囲の訂正内容に整合する内容に訂正するものは、明りょうでない記載の釈明に該当し、誤記の訂正は明らかな誤記の訂正であり、共に新規事項の追加、実質的に特許請求の範囲を拡張・変更するものには該当しない。
 iii）独立特許要件の検討
（引用例）
　取消理由通知に引用した、本件出願前公知である特開昭６２−１８０８２号公報（以下、引用例１という。）には、
「ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ≧０．３）から成る厚さ２００Å以下の量子井戸構造活性領域をＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ｙ＞ｘ）から成るキャリア供給層で挟み、該キャリア供給層に積層されるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（ｚ＞ｙ）から成るクラッド層と前記キャリア供給層との間にＡｌｗＧａ１−ｗＡｓ（ｗ＞ｚ）から成る障壁層を介設したことを特徴とする半導体レーザ素子。」（特許請求の範囲）、
「第１図は本発明の一実施例に、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ型半導体レーザ素子の断面構造の一部におけるＡｌ組成比の分布を示す説明図であり、縦軸はＡｌＡｓの組成比を表わしている。即ち縦軸の１はＡｌＡｓのみから成る組成に、同０はＧａＡｓのみから成る組成にそれぞれ対応する。一方　横軸は基板上に多層に形成される成長層の厚さ方向を示しているが各層の実際の寸法比とは異なり、定性的にＡｌ混晶比の変化の様子を表わしたものである。この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓクラッド層（１μｍ厚）１、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝０．８→１へ線型に組成が変化する）帯結合層（１００Å厚）２、ｎ型ＡｌＡｓ障壁層（１００Å厚）３、ノンドープＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝１→０．５の２乗変化）ＧＲＩＮ層（２０００Å厚）４、ノンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ量子井戸層（７０Å厚）５、ノンドープＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝０．５→１の２乗変化）ＧＲＩＮ層（２０００Å厚）６、ｐ型ＡｌＡｓ障壁層（１００Å厚）７、ｐ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ＝１→０．８へ線型に組成が変化する）帯結合層（１００Å厚）８、ｐ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓクラッド層（１μｍ厚）９、ｐ型ＧａＡｓキャップ層をＭＢＥ法により連続的に成長させたものである。第１図の横軸に示す符号が各成長層に対応している。このウェハより共振器長２５０μｍで１００μｍ幅のブロードエリアレーザを作製したところ、発振波長６６０ｎｍでパルス動作時の閾値電流密度は１ＫＡ／ｃｍ２であった。」（公報第２頁左下欄第１７行〜第３頁左上欄第５行）、
「本発明は上記実施例のＧＲＩＮ−ＳＣＨ型半導体レーザに限定されるものではなく、一般のＳＣＨ型半導体レーザにも適用できる。この場合には例えば第４図（第３図の誤記と認められる。）に示すように、キャリア供給層１３、１６（１５の誤記と認められる。）とクラッド層１１、１７との間に障壁層１２、１６を設ければ良い。」（公報第３頁左下欄第３行〜第８行）と記載されている。
　同じく、特開昭５６−４０２９４号公報（以下、引用例２という。）には、
「この発明は半導体レーザ装置に係り　特にダブルヘテロ接合構造の半導体レーザ装置の改良に関するものである。」（公報第１頁右欄第６行〜第８行）、
「第２図（ａ）はこのビーム放射角を小さくするための先行技術になる半導体レーザ装置の要部のみを示す模式断面図で、ｐ形ＧａＡｓ層（２）の両側にＡｌ濃度の低いｎ形ＧａＡｌＡｓ層（４）およびｐ形ＧａＡｌＡｓ層（５）をそれぞれ配置し、これら３層をさらに、Ａｌ濃度の高いｎ形ＧａＡｌＡｓ層（１）およびｐ形ＧａＡｌＡｓ層（３）で挟んだ構造である。第２図（ｂ）はこの装置のｘ方向の屈折率の分布図、第２図（ｃ）は同じくｘ方向のエネルギー図である。」（公報第２頁右上欄第２行目〜第１０行）、
「従って、しきい値を低く保ちながら、光ビームの放射角を狭くすることが可能と考えられる。」（公報第２頁右上欄第１６行目〜第１７行）、
「この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、しきい値電流を低く保持しつつ、光ビームの放射角の狭いレーザ装置を提供することを目的としている。」（公報第２頁右上欄第１６行目〜第１７行）と記載されている。
（対比）
　訂正明細書の請求項１に係る発明（以下、訂正発明という。）と、引用例１に記載された発明（以下、引用発明という。）とを対比すると、両者は、
「一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域側においては、前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域側においては、前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ装置。」である点で一致しており、
ａ）訂正発明では、第１の隣接層は基板と同一の導電型を有し、第２の隣接層は基板と逆の導電型を有しているのに対し、引用発明では、第１の隣接層及び第２の隣接層は導電型を有していない点、
ｂ）訂正発明では、「低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有する」のに対し、引用発明では、垂直方向のビーム拡がり角に関して何も記載されていない点、
で相違している。
　
（当審の判断）
　上記相違点ｂについて検討する。
　引用発明は、発振波長７００ｎｍ以下においても低閾値の半導体レーザ素子を提供することを目的とするものであって、障壁層（訂正発明の低屈折率層に対応する。）は、「クラッド層とＧＲＩＮ層との間に、よりエネルギーギャップの大きい障壁層を挿入することによりＧＲＩＮ層からクラッド層へ漏れる無効キャリアを低減するとともに、ＧＲＩＮ層の混晶比変化をより大きく設定することにより大きなエネルギー勾配を設け、より有効にキャリアを量子井戸内に導くとともに大きな屈折率分布を設けて量子井戸内のフォトン密度を増加させている」ものであり、光強度分布を広げて垂直拡がり角を減少させることに関しては全く考慮されておらず、また、特許権者が提出した平成１２年６月５日付けの特許異議意見書によれば、障壁層が存在することによって、障壁層が存在しない場合よりも垂直拡がり角が減少するものではない。
　一方、本件明細書の段落番号【００２６】には、
「図５は図２の構造において低屈折率層１３、１７の膜厚ｄ１、活性層１５と低屈折率層１３、１７との距離ｄ２を変化させたときの光閉じ込め係数Γｖと垂直拡がり角θｖの値を示したものである。この図から明らかなように低屈折率層１３、１７の膜厚、位置を適当に選定することにより従来構造の半導体レーザ装置では実現できなかった高い光閉じ込め係数と小さい垂直拡がり角の両方を同時に達成できる。」
と記載されており、図５には、低屈折率層１３、１７の膜厚ｄ１を０μｍ、０．１μｍ、０．２μｍ及び０．３μｍとし、活性層１５と低屈折率層１３、１７との距離ｄ２を０．０５μｍ、０．１μｍ及び０．２μｍとしたときの光閉じ込め係数Γｖと垂直拡がり角θｖの値が示されている。
　これによれば、低屈折率層の膜厚および位置（活性層１５と低屈折率層１３、１７との距離ｄ２に対応する。）を選定することにより、光閉じ込め係数Γｖをそれほど変化させずに、垂直拡がり角θｖの値を小さくすることができるものと認められ、係る知見は引用例１及び引用例２には記載されていないし示唆されてもいない。また、係る知見が公知であるとの証拠も示されていない。
　よって、しきい値電流を低く保持しつつ、光ビームの放射角の狭いレーザ装置を提供することが引用例２に記載されているように公知の課題であるとしても、引用例１及び引用例２に記載された発明に基づいて、上記相違点ｂに係る構成要件を想到することは、当業者といえども容易とはいえない。
  よって、訂正発明は、各引用例に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　また、訂正明細書の請求項２ないし請求項５に係る発明は、訂正発明の構成要件をすべて含み、さらに構成要件を付加するものであるから、訂正発明と同様に、各引用例に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
（結論）
　したがって、訂正明細書の請求項１ないし請求項５に係る発明は、独立特許要件を満足するものである。
　
iv）むすび
　以上のとおりであるから、本件訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項乃至第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
（３）特許異議申立について
（本件発明）
　本件特許第２９１２７１７号の請求項１ないし請求項３に係る発明は、訂正された特許明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし請求項３に記載された、
「【請求項１】一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さく、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有す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の導電領域が同一の材料系よりなり、かつ前記第１の低屈折率層の組成が前記第１の隣接層および前記第１のクラッド層の組成と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】前記第２の導電領域が同一の材料系よりなり、かつ前記第２の低屈折率層の組成が前記第２の隣接層および前記第２のクラッド層の組成と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。」
と認める。
　
（特許異議申立人の主張の概要）
  特許異議申立人長谷川尋海は、甲第１号証として特開昭６２−１８０８２号公報、甲第２号証として特開昭５６−４０２９４号公報を提示して、本件特許の請求項１ないし請求項３に係る発明は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである旨、主張している。
　
（甲各号証の記載内容）
　特許異議申立人の提示した甲第１号証及び甲第２号証は、取消理由通知に引用した引用例１及び引用例２であるから、各々上記（２）iii）（引用例）に示した発明が記載されている。
　
（対比・判断）
　上記（２）iii）（対比）及び（当審の判断）に示した理由により、本件の請求項１ないし請求項３に係る発明は、甲各号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
（むすび）
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１ないし請求項３に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１ないし請求項３に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年６月１６日（２０００．６．１６）
【訂正の要旨】
訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１、
「一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ装置。」
を、
「一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さく、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有することを特徴とする半導体レーザ装置。」
と訂正する。
訂正事項２
　明細書の段落番号【００１６】の
「前記活性層より放射される光の波長よりも小さい」
を、
「前記活性層より放射される光の波長よりも小さく、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有する」
と訂正する。
訂正事項３
　明細書の段落番号【００２１】の
「アンドロープ」
を、
「アンドープ」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
半導体レーザ装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さ
く、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層をさない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有する
　【請求項２】　前記第１の導電領域が同一の材料系よりなり、かつ前記第１の低屈折率層の組成が前記第１の隣接層および前記第１のクラッド層の組成と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
　【請求項３】　前記第２の導電領域が同一の材料系よりなり、かつ前記第２の低屈折率層の組成が前記第２の隣接層および前記第２のクラッド層の組成と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
　【請求項４】　前記第１の低屈折率層を構成する材料系が前記第１の隣接層および前記第１のクラッド層を構成する材料系と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
　【請求項５】　前記第２の低屈折率層を構成する材料系が前記第２の隣接層および前記第２のクラッド層を構成する材料系と異なることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いた各種の情報処理や通信，計測のための光源として用いることのできる半導体レーザ装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】近年、光ディスク装置や光通信装置の光源として半導体レーザ装置の需要が急速に高まってきた。この要求を満たすべく各種の構造を有する半導体レーザ装置が研究開発され実用化されている。
　【０００３】半導体レーザ装置を実用化する際の問題として半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の拡がり角がガスレーザや固体レーザと比べ非常に大きくしかも縦横の比が１よりもかなり大きくなるため焦光のための光学系が複雑になるという点がある。
　【０００４】これは活性領域を形成するダブルヘテロ接合面に対し平行方向のビーム拡がり角（以下、水平拡がり角という）はストライプ幅を制御することにより１０°以下程度を容易に得ることができるのに対し、ダブルヘテロ接合面に対し垂直方向のビーム拡がり角（以下、垂直拡がり角という）は従来構造の半導体レーザ装置の場合、約２０°以下にすることが困難であることによる。
　【０００５】以下図面を参照しながら従来構造の半導体レーザ装置における垂直拡がり角について説明する。
　【０００６】従来構造の半導体レーザ装置の活性層近傍での屈折率分布を図６に示す。図６において、ｎ１およびｎ２はそれぞれクラッド層および活性層の屈折率、ｄは活性層３の厚みを示す。
　【０００７】図６に示した光導波路に対する垂直拡がり角θｖは近似的に次式で表すことができる。
　【０００８】
θｖ≒４・（ｎ２２−ｎ１２）・ｄ／λ０（ｒａｄ）
ここで、λ０は真空中での波長である。
　【０００９】この式より発振波長λ０の半導体レーザ装置において垂直拡がり角θｖを小さくするためには活性層３の厚みｄを小さくするか、あるいはクラッド層２，４の屈折率ｎ１を大きくして（ｎ２２−ｎ１２）の値を小さくすればよいことになる（活性層３の屈折率ｎ２は発振波長λ０からほぼ一義的に決まりほとんど変えることができない）。
　【００１０】ところが、上記の方法により垂直拡がり角θｖを小さくすると活性層３への光の閉じ込めの程度が低下するため発振の閾値電流密度が上昇するという問題が生じてしまう。
　【００１１】活性層３への光の閉じ込め係数Γｖはこの構造に対し近似的に次式で表すことができる。
　【００１２】
Γｖ≒２π２・（ｎ２２−ｎ１２）・（ｄ／λ０）２
図７はＡｌＧａＡｓ系の＝８３０ｎｍの半導体レーザ装置において活性層の厚みｄ、およびクラッド層のＡｌ組成ｘ１（したがってクラッド層屈折率ｎ１）を変化させたときの垂直拡がり角θｖと光の閉じ込め係数Γｖの変化を示したものである。
　【００１３】図７から明らかなように活性層の厚みｄ、クラッド層の屈折率ｎ１のいずれを変化させてもθｖ＜２０°を実現するときのΓｖの値はθｖ＞３０°を実現するときのΓｖの値の数分の一以下にまで減少し、しきい値電流密度が著しく上昇してしまう。
　【００１４】
　【発明が解決しようとする課題】このように上述の構成では、たとえ活性層の厚みｄおよびクラッド層の屈折率ｎ１を変化させて小さな垂直拡がり角θｖを実現できたとしても、それに伴って光の閉じ込め係数Γｖが低下するためしきい値電流密度が著しく上昇してしまい、実用上問題があった。
　【００１５】本発明は上記欠点に鑑み、高い光の閉じ込め係数Γｖを有しつつ２０°以下の小さな垂直拡がり角θｖを容易に実現することが可能な半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
　【００１６】
　【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による半導体レーザ装置は、一導電型を有する半導体基板と、この半導体基板の上に形成されたレーザ構造とを備え、このレーザ構造は前記半導体基板の上に順次形成された、前記半導体基板と同一の導電型を有する第１の導電領域、活性層および前記第１の導電領域とは逆の導電型を有する第２の導電領域とを含み、前記第１の導電領域は前記活性層側より順に第１の隣接層、この第１の隣接層よりも屈折率の小さい第１の低屈折率層、およびこの第１の低屈折率層よりも屈折率の大きい第１のクラッド層を含み、前記第２の導電領域は前記活性層側より順に第２の隣接層、この第２の隣接層よりも屈折率の小さい第２の低屈折率層、およびこの第２の低屈折率層よりも屈折率の大きい第２のクラッド層を含み、前記第１の低屈折率層および前記第２の低屈折率層と前記活性層との各々の間隔が、前記活性層より放射される光の波長よりも小さ
く、かつ前記低屈折率層の膜厚および位置を選定することにより前記低屈折率層を有さない半導体レーザ装置よりも小さい垂直方向のビーム拡がり角を有する
　【００１７】
　【作用】この構成によると、活性層近傍での光分布は屈折率の小さい第１の低屈折率層および第２の低屈折率層を導入することにより次のように変化する。
　【００１８】第１の低屈折率層および第２の低屈折率層における光強度の分布が抑えられ、相対的に第１の隣接層、第２の隣接層、第１のクラッド層および第２のクラッド層に光強度が増大し、第１の隣接層と第２の隣接層とに分布した光強度は活性層への光閉じ込め係数Γｖを増加させ、一方第１のクラッド層と第２のクラッド層とに分布した光強度は近視野分布を広げ、その結果垂直拡がり角θｖを著しく減少させることができる。
　【００１９】
　【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
　【００２０】図１は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の断面図を、図２はその活性層近傍での屈折率分布をそれぞれ示すものである。
　【００２１】図１において、１１はｎ−ＧａＡｓ（１００）からなる半導体基板、１２は厚み２μｍのｎ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第１のクラッド層、１３は厚み０．３μｍのｎ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる低屈折率層、１４は第１のクラッド層１２と同一成分からなる厚み０．０７５μｍの層、１５は厚み０．０５μｍの
アンドープ
　【００２２】この構成によれば、計算により求められる垂直拡がり角θｖは１３．２°で、光の閉じ込め係数Γｖは０．１３９である。一方低屈折率層１３および１７を有さない従来構造の半導体レーザ装置の場合にはθｖ＝３０．２°，Γｖ＝０．１４１であるから、Γｖをほとんど減少させることなくθｖをめざましく減少させることができることになる。
　【００２３】事実、本実施例に基づいてＭＯＣＶＤ法により結晶成長を行い試作したストライプ幅２０μｍのブロードエリア型半導体レーザ装置の垂直拡がり角θｖは図３に示すように１２．８°であった。このときの閾値電流密度は１５３０Ａ／ｃｍ２であり、低屈折率層を有さない従来構造の半導体レーザ装置（θｖ＝３０．５°）の閾値電流密度１４５０Ａ／ｃｍ２とほとんど等しい値が得られた。
　【００２４】また本実施例に基づいて製作したストライプ幅２μｍの屈折率導波型の半導体レーザ装置では水平拡がり角θｈが１３．０°となり、図４に示すように遠視野像の縦横比（楕円率）がほぼ１の半導体レーザ装置を実現することができた。
　【００２５】なお、上記の実施例では特定の膜厚，組成を有する構造について述べたが、次に述べるように膜厚，組成を変化させることによりかなり自由に光閉じ込め係数Γｖと垂直拡がり角θｖを選定することができる。
　【００２６】図５は図２の構造において低屈折率層１３，１７の膜厚ｄ１、活性層１５と低屈折率層１３，１７との距離ｄ２を変化させたときの光閉じ込め係数Γｖと垂直拡がり角θｖの値を示したものである。この図から明らかなように低屈折率層１３，１７の膜厚，位置を適当に選定することにより従来構造の半導体レーザ装置では実現できなかった高い光閉じ込め係数と小さい垂直拡がり角の両方を同時に達成できる。
　【００２７】上述の効果は低屈折率層１３，１７の存在場所での光分布強度の抑圧に起因するものである。したがって低屈折率層１３，１７が存在しない状態での光分布強度が大きい領域、すなわち活性層１５からの距離が波長の大きさ以内の領域にこの低屈折率層１３，１７を導入したとき上述の効果が顕著に現れることになる。
　【００２８】なお、本実施例では、低屈折率層１３，１７が前記第１および第２のクラッド層１２，１８のそれぞれの材料の混晶比を変えた場合について述べたが、材料そのものを変えることも可能である。
　【００２９】また本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置について述べたが、この系以外の半導体レーザ装置についても同様の効果を得ることができる。
　【００３０】また本実施例では、ＭＯＣＶＤ法により結晶成長を行ったが、これ以外の結晶成長方法によっても当然のことながら本発明による効果を実現することができる。
　【００３１】
　【発明の効果】以上のように本発明は、第１の低屈折率層および第２の低屈折率層における光強度の分布が抑えられることにより、相対的に第１の隣接層、第２の隣接層、第１のクラッド層および第２のクラッド層の光強度が増大し、第１の隣接層と第２の隣接層とに分布した光強度は活性層への光閉じ込め係数を増加させて半導体レーザ装置のしきい値電流密度を低減させ、一方第１のクラッド層と第２のクラッド層とに分布した光強度は近視野分布を広げ、その結果垂直拡がり角を著しく減少させることができる半導体レーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の断面図
　【図２】同半導体レーザ装置の活性層近傍での屈折率分布図
　【図３】同半導体レーザ装置でストライプ幅２０μｍの場合の垂直拡がり角θｖと光強度の関係を示す図
　【図４】同半導体レーザ装置でストライプ幅２μｍの場合の垂直拡がり角θｖと光強度の関係、遠視野像を示す図
　【図５】同半導体レーザ装置の低屈折率層の膜厚ｄ１と活性層と低屈折率層との距離ｄ２を変化させたときの光閉じ込め係数Γｖと垂直拡がり角θｖの変化を示す図
　【図６】従来の半導体レーザ装置の活性層近傍での屈折率分布図
　【図７】同半導体レーザ装置の活性層の厚みｄとクラッド層のＡｌ組成ｘ１（すなわちクラッド層屈折率ｎ１）をパラメータとして、垂直拡がり角θｖと光の閉じ込め係数Γｖの関係を示す図
　【符号の説明】
１１　半導体基板
１２　第１のクラッド層
１３　低屈折率層
１４　第１のクラッド層と同一成分からなる層
１５　活性層
１６　第２のクラッド層と同一成分からなる層
１７　低屈折率層
１８　第２のクラッド層
１９　キャップ層