(57)【要約】【課題】偏光比の低減を防ぐことができる半導体レーザを提供する。【解決手段】半導体レーザは、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、この基板１上に形成されたアンドープＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層６と、この活性層６上に形成され、レーザ光の導波路を形成するリッジ１８と、このリッジ１８の側方に形成されたＳｉＯ２層１１と、このＳｉＯ２層１１上に形成されたｐ側電極１２とを備える。ｐ側電極１２は、リッジ１８側の層薄部１２ａ，１２ｂに比べて、リッジ１８側とは反対側の層厚部１２ｃ，１２ｄが厚くなる構造をレーザ光出射端面側に有する。これにより、半導体レーザの内部で生じた自然放出光をｐ側電極１２の層厚部１２ｃ，１２ｄで吸収できる。【選択図】図２
2013171934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光出射端面からレーザ光を出射する半導体レーザであって、
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成され、上記レーザ光の導波路を形成するリッジと、
上記リッジの側方に形成された誘電体膜と、
上記誘電体膜上に形成された金属層と
を備え、
上記金属層は、
上記リッジ近傍に形成された層薄部と、
上記層薄部に関して上記リッジと反対側に形成され、上記層薄部よりも厚い層厚部と
を上記レーザ光出射端面側に有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記層厚部は、上記レーザ光出射端面から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記層厚部は、上記レーザ光出射端面近傍から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体レーザにおいて、
上記層厚部は上記レーザ光出射端面から５μｍ以上１０μｍ以下離れていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記レーザ光出射端面およびその近傍は、上記レーザ光に対して透明な窓領域となっていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記金属層の上記リッジ側とは反対側の上記部分と、上記リッジとの間の距離は、５μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記層厚部の共振器方向の長さは２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記金属層はＴｉ、ＡｕおよびＭｏのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記誘電体膜は、上記リッジ側の部分に比べて、上記リッジ側とは反対側の部分が薄いことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の半導体レーザにおいて、
上記誘電体膜はＳｉＯ２またはＳｉＮからなり、
上記誘電体膜は、上記リッジ側の部分の厚さが１００ｎｍ以上であり、上記リッジ側とは反対側の部分の厚さが１００ｎｍ未満であることを特徴とする半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ディスク装置などに用いられる半導体レーザ、特に、光ディスクの信号の読み取りや、書き込みが可能な半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップは、ＣＤ(コパクトディスク)やＤＶＤ(デジタル万能ディスク)の信号の読み出し、書き込みのために、７８０ｎｍ帯半導体レーザと６６０ｎｍ帯半導体レーザとの２つを搭載していたり、二波長(７８０ｎｍ帯，６６０ｎｍ帯)半導体レーザを１つを搭載していたりする(特開２００８−１３０８７６号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
このような光ピックアップでは、偏光フィルタまたは偏光ビームスプリッタを用いて、半導体レーザが出射したレーザ光のうち、偏光方向が揃った特定の方向の偏光成分のみを利用する。したがって、上記レーザ光の偏光比が低下すると、光出力が低下し、信号成分が小さくなって、信号の読み取り性能が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３０８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記偏光比は、半導体レーザの結晶層に平行な方向に電界方向が向いたＴＥ(Transverse Electric)波と、これと垂直な方向に電界方向が向いたＴＭ(Transverse Magnetic)波の強度比で決まる。
【０００６】
より詳しくは、上記ＴＥ波の端面反射率の方がＴＭ波の端面反射率よりも大きいこと、または、活性層を構成する量子井戸構造はＴＭ波のレーザ利得よりもＴＥ波のレーザ利得が大きくなる構造で形成されることから、通常はＴＭ波よりもＴＥ波が強く発生する。
【０００７】
しかし、上記半導体レーザの内部では、レーザ光の発生と同時に、偏光特性がランダムな自然放出光が発生するため、この自然放出光がレーザ光に混じって、偏光比が低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、偏光比の低減を防ぐことができる半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザは、
レーザ光出射端面からレーザ光を出射する半導体レーザであって、
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成され、上記レーザ光の導波路を形成するリッジと、
上記リッジの側方に形成された誘電体膜と、
上記誘電体膜上に形成された金属層と
を備え、
上記金属層は、
上記リッジ近傍に形成された層薄部と、
上記層薄部に関して上記リッジと反対側に形成され、上記層薄部よりも厚い層厚部と
を上記レーザ光出射端面側に有することを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、上記リッジ近傍には金属層の層薄部がある。この層薄部に関してリッジと反対側には、層薄部よりも厚い層厚部がある。これにより、上記半導体レーザの内部で発生する自然放出光を金属層の層厚部に吸収させることができる。したがって、上記レーザ光出射端面から出射されるレーザ光に自然放出光が混入する量を減らして、偏光比の低減を防ぐことができる。
【００１１】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記層厚部は、上記レーザ光出射端面から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられている。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記層厚部は、レーザ光出射端面から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられているので、レーザ光出射端面から出射されるレーザ光に自然放出光が混入する量を確実に減らすことができる。
【００１３】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記層厚部は、上記レーザ光出射端面近傍から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられている。
【００１４】
上記実施形態によれば、上記層厚部は、レーザ光出射端面近傍から共振器方向に向かって予め設定された長さまでの領域に設けられているので、レーザ光出射端面から出射されるレーザ光に自然放出光が混入する量を確実に減らすことができる。
【００１５】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記層厚部は上記レーザ光出射端面から５μｍ以上１０μｍ以下離れている。
【００１６】
上記実施形態によれば、上記領域はレーザ光出射端面から５μｍ以上離れているので、へき開位置のずれを考慮した場合にも、前面側だけに上記領域を設けることができる。
【００１７】
また、上記領域とレーザ光出射端面の間の距離が１０μｍ以下であるので、端面から出射するレーザ光中の自然放出光を吸収により抑えることができる。
【００１８】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記レーザ光出射端面およびその近傍は、上記レーザ光に対して透明な窓領域となっている。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記レーザ光出射端面およびその近傍は、上記レーザ光に対して透明な窓領域となっているので、レーザ光の出射効率を上げることができる。
【００２０】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記金属層の上記リッジ側とは反対側の上記部分と、上記リッジとの間の距離は、５μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記金属層のリッジ側とは反対側の部分と、リッジとの間の距離は、５μｍ以上であるから、レーザ光の損失を低く抑えることができる。
【００２２】
また、上記金属層のリッジ側とは反対側の部分と、リッジとの間の距離は、１５μｍ以下であるので、レーザ内部で発生する自然放出光を金属層のリッジ側とは反対側の部分に吸収させる効果を確実に得ることができる。
【００２３】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記層厚部の共振器方向の長さは２０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記層厚部の共振器方向の長さが２０μｍ以上であるので、レーザ内部で発生する自然放出光を金属層のリッジ側とは反対側の部分に吸収させる効果を確実に得ることができる。
【００２５】
また、上記層厚部の共振器方向の長さが１００μｍ以下であるので、レーザ光の損失を低く抑えることができる。
【００２６】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記金属層はＴｉ、ＡｕおよびＭｏのうちの少なくとも一つを含む。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記金属層はＴｉ、ＡｕおよびＭｏのうちの少なくとも一つを含むので、レーザ内部で発生する自然放出光を金属層のリッジ側とは反対側の部分に確実に吸収させることができる。
【００２８】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記誘電体膜は、上記リッジ側の部分に比べて、上記リッジ側とは反対側の部分が薄い。
【００２９】
上記実施形態によれば、上記誘電体膜は、リッジ側の部分に比べて、リッジ側とは反対側の部分が薄いので、上記層厚部を簡単かつ確実に得ることができる。
【００３０】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記誘電体膜はＳｉＯ２またはＳｉＮからなり、
上記誘電体膜は、上記リッジ側の部分の厚さが１００ｎｍ以上であり、上記リッジ側とは反対側の部分の厚さが１００ｎｍ未満である。
【００３１】
上記実施形態によれば、上記誘電体膜は、リッジ側の部分の厚さが１００ｎｍ以上であるので、リッジを導波するレーザ光に対して十分な閉じ込め効果があり、誘電体膜上にある金属による吸収の影響を抑えることができる。
【００３２】
また、上記誘電体膜は、上記リッジ側とは反対側の部分の厚さが１００ｎｍ未満であるので、側面方向へ放射される自然放出光を誘電体膜上の金属で吸収できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の半導体レーザによれば、内部で発生する自然放出光を吸収し、その自然放出光の外部出射を抑えることができるので、レーザ光出射端面から出射されるレーザ光への自然放出光混入を減らして、偏光比を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の半導体レーザの模式上面図である。
【図２】図２は図１のII−II線矢視の模式断面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線矢視の模式断面図である。
【図４】図４は図１のIV−IV線矢視の模式断面図である
【図５】図５は上記半導体レーザにおける偏光比改善の概念図である。
【図６】図６は比較例の半導体レーザにおける偏光比改善の概念図である。
【図７】図７は本発明の第２実施形態の半導体レーザの模式上面図である。
【図８】図８は図７のVIII−VIII線矢視の模式断面図である。
【図９】図９は図７のIX−IX線矢視の模式断面図である。
【図１０】図１０は図７のＸ−Ｘ線矢視の模式断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第３実施形態の半導体レーザの模式上面図である。
【図１２】図１２は図１１のXII−XII線矢視の模式断面図である。
【図１３】図１３は図１１のXIII−XIII線矢視の模式断面図である。
【図１４】図１４は図１１のXIV−XIV線矢視の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の第１〜第３実施形態の半導体レーザを詳細に説明する。この第１〜第３実施形態の半導体レーザは、ＡｌＧａＩｎＰ結晶で構成されて、ＤＶＤ用光源として用いられる６６０ｎｍ帯半導体レーザである。
【００３６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態の半導体レーザを上方から見た模式図である。
【００３７】
上記半導体レーザは、ＤＶＤの信号の読み取りに用いられる最大定格７ｍＷの低出力半導体レーザであり、図１に示すように、レーザ光出射端面１４、レーザ光反射端面１５およびリッジ１８を備え、レーザ光出射端面１４からレーザ光を出射する。
【００３８】
図２は、図１のII−II線から見た模式断面図である。また、図３は、図１のIII−III線から見た模式断面図である。また、図４は、図１のIV−IV線から見た模式断面図である。
【００３９】
上記半導体レーザは、図２〜図４に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第１ガイド層５、アンドープＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層６、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第２ガイド層７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層９、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０を順次成長させた層構造を備えている。ここでは、上記第１クラッド層４および第２クラッド層８のＡｌ組成比は０．７、第１クラッド層８の厚さは１．５μｍ、第２クラッド層８の厚さは１．２μｍに設定している。なお、上記基板１は半導体基板の一例、多重量子井戸活性層６は活性層の一例である。
【００４０】
上記リッジ１８は、図１〜図４に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層９およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０のそれぞれの一部から成り、レーザ光出射端面１４からレーザ光反射端面１５まで延びて、レーザ光の導波路を形成している。また、上記リッジ１８の両側面は層厚方向に平行となっている。
【００４１】
上記第２クラッド層８は、リッジ部８ａ、平坦部８ｂ，８ｃおよびテラス部８ｄ，８ｅを有している。このリッジ部８ａは、リッジ１８の一部であり、平坦部８ｂと平坦部８ｃの間に形成されている。また、上記テラス部８ｄ，８ｅは平坦部８ｂ，８ｃの外側方に形成されている。
【００４２】
また、上記半導体レーザは、ＳｉＯ２層１１と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０上およびＳｉＯ２層１１上に形成されたｐ側電極１２と、ｎ型ＧａＡｓ基板１の下面に接触するｎ側電極とを備えている。このＳｉＯ２層１１は、リッジ部１８の両側面と第２クラッド層８の平坦部８ｂ，８ｃの上面とを覆っている。なお、上記ＳｉＯ２層１１は誘電体膜の一例、ｐ側電極１２は金属層の一例である。
【００４３】
また、上記平坦部８ｂ，８ｃ上において、ＳｉＯ２層１１は、リッジ１８側の部分１１ａ，１１ｂに比べて、リッジ１８側とは反対側の部分１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが薄くなっている。ここでは、上記リッジ１８側の部分１１ａ，１１ｂの厚さは２００ｎｍ、リッジ１８側とは反対側の部分１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの厚さは３０ｎｍに設定している。これにより、上記ｐ側電極１２は、後述する層厚部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆを有することになる。
【００４４】
また、上記リッジ部８ａとテラス部８ｄ，８ｅの間において、ｐ側電極１２は、リッジ１８近傍に形成された層薄部１２ａ，１２ｂと、この層薄部１２ａ，１２ｂに関してリッジ１８と反対側に形成されて層薄部１２ａ，１２ｂよりも厚い層厚部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆとを有している。この層厚部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの下端は、層薄部１２ａ，１２ｂの下端よりも平坦部８ｂ，８ｃに近い位置にある。また、上記層厚部１２ｃ，１２ｄはレーザ光出射端面１４側に形成されている一方、層厚部１２ｅ，１２ｆはレーザ光反射端面１５側に形成されている。ここでは、上記リッジ部８ａと層厚部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの間の距離は、５μｍに設定している。また、上記層厚部１２ｃ，１２ｄの共振器方向の長さは１００μｍ、層厚部１２ｅ，１２ｆの共振器方向の長さは２０μｍに設定している。つまり、上記層厚部１２ｃ，１２ｄはレーザ光出射端面１４からレーザ光反射端面１５に向かって１００μｍ延びている一方、層厚部１２ｅ，１２ｆはレーザ光反射端面１５からレーザ光出射端面１４に向って２０μｍ延びている。
【００４５】
このような半導体レーザの作製は、上記層構造を有するエピウエハを例えばＭＯＣＶＤ(有機金属気相成長)装置で得て、そのエピウエハにフォトリソ工程でリッジを形成し、リッジの上面を除く領域をＳｉＯ２で覆った後、表面、裏面の電極を形成する。このような処理を行ったエピウエハに、共振器長が３００μｍ、チップ幅が１１０μｍとなるようにチップ分割を行うと、上記半導体レーザが複数作製される。
【００４６】
上記構成の半導体レーザによれば、多重量子井戸活性層６で自然放出光が発生する。このとき、第２クラッド層８およびＳｉＯ２層１１は自然放出光に対して透明であるため、自然放出光は第２クラッド層８およびＳｉＯ２層１１を通って、図５に示すように、レーザ光出射端面１４に向かう。このレーザ光出射端面１４に向かう自然放出光をｐ側電極１２の層厚部１２ｃ，１２ｄに吸収させることができる。一方、レーザ光は、屈折率が高いリッジ１８、多重量子井戸活性層６(図２〜図４参照)に閉じ込められて伝搬してレーザ光出射端面１４から出射されるので、ｐ側電極１２の層厚部１２ｃ，１２ｄで吸収されない。したがって、上記レーザ光出射端面１４から出射される自然放出光の量をレーザ光に対して相対的に減らすことができる。
【００４７】
これに対して、自然放出光を吸収する層厚部１２ｃ，１２ｄを有さない比較例の半導体レーザでは、図６に示すように、レーザ光出射端面から出射されるレーザ光に混じる自然放出光の量が増える。つまり、上記レーザ光出射端面から出射される自然放出光の量をレーザ光に対して相対的に減らすことはできない。
【００４８】
図６の比較例の半導体レーザでは、出力５ｍＷでの偏光比は５０程度であったが、図５の本発明の第１実施形態の半導体レーザでは、出力５ｍＷでの偏光比は１５０以上が得られて、偏光比として十分な特性に改善された。
【００４９】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態の半導体レーザを上方から見た模式図である。なお、図７では、混晶化している領域つまり窓領域２１６，２１７にハッチングを付している。
【００５０】
上記半導体レーザは、光ディスク信号読み取りおよび書き込みも可能な、最大定格パルス３００ｍＷ仕様の高出力半導体レーザであり、レーザ光出射端面２１４、レーザ光反射端面２１５、窓領域２１６，２１７およびリッジ２１８を備え、レーザ光出射端面２１４からレーザ光を出射する。
【００５１】
図８は、図７のVIII−VIII線から見た模式断面図である。また、図９は、図７のIX−IX線から見た模式断面図である。また、図１０は、図７のＸ−Ｘ線から見た模式断面図である。
【００５２】
上記半導体レーザは、図８〜図１０に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層２０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層２０４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第１ガイド層２０５、アンドープＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層２０６、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第２ガイド層２０７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層２０８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層２０９、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１０を順次成長させた層構造を備えている。ここでは、上記窓領域２１６，２１７の共振器方向の長さは４０μｍ、第１クラッド層２０４のＡｌ組成比は０．６、第２クラッド層２０８のＡｌ組成比は０．７、第１クラッド層２０８の厚さは２．５μｍ、第２クラッド層２０８の厚さは１．５μｍに設定している。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１は半導体基板の一例、多重量子井戸活性層２０６は活性層の一例である。
【００５３】
上記リッジ２１８は、図７〜図１０に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層２０８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層２０９およびｐ型ＧａＡｓキャップ層２１０のそれぞれの一部から成り、レーザ光出射端面２１４からレーザ光反射端面２１５まで延びて、レーザ光の導波路を形成している。また、リッジ２１８の両側面は層厚方向に平行となっている。
【００５４】
上記第２クラッド層２０８は、リッジ部２０８ａ、平坦部２０８ｂ，２０８ｃおよびテラス部２０８ｄ，２０８ｅを有している。このリッジ部２０８ａは、リッジ２１８の一部であり、平坦部２０８ｂと平坦部２０８ｃの間に形成されている。また、上記テラス部８２０ｄ，２０８ｅは平坦部２０８ｂ，２０８ｃの外側方に形成されている。
【００５５】
また、上記半導体レーザは、ＳｉＯ２層２１１と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１０上およびＳｉＯ２層２１１上に形成されたｐ側電極２１２と、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１の下面に接触するｎ側電極とを備えている。このＳｉＯ２層２１１は、リッジ部２１８の両側面と第２クラッド層２０８の平坦部２０８ｂ，２０８ｃの上面とを覆っている。なお、上記ＳｉＯ２層２１１は誘電体膜の一例、ｐ側電極２１２は金属層の一例である。
【００５６】
また、上記平坦部２０８ｂ，２０８ｃ上において、ＳｉＯ２層２１１は、リッジ２１８側の部分２１１ａ，２１１ｂに比べて、リッジ２１８側とは反対側の部分２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆが薄くなっている。このリッジ２１８側とは反対側の部分２１１ｃ，２１１ｄは窓領域２１６，２１７に含まれている。ここでは、上記リッジ２１８側の部分２１１ａ，２１１ｂの厚さは２００ｎｍ、リッジ２１８側とは反対側の部分２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆの厚さは３０ｎｍに設定している。これにより、上記ｐ側電極２１２は、後述する層厚部２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆを有することになる。
【００５７】
また、上記リッジ部２０８ａとテラス部２０８ｄ，２０８ｅの間において、ｐ側電極２１２は、リッジ１８近傍に形成された層薄部２１２ａ，２１２ｂと、この層薄部２１２ａ，２１２ｂに関してリッジ２１８と反対側に形成されて層薄部２１２ａ，２１２ｂよりも厚い層厚部２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆとを有している。この層厚部２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆの下端は、層薄部２１２ａ，２１２ｂの下端よりも平坦部２０８ｂ，２０８ｃに近い位置にある。また、上記層厚部２１２ｃ，２１２ｄはレーザ光出射端面１４側に形成されている一方、層厚部２１２ｅ，２１２ｆはレーザ光反射端面１５側に形成されている。ここでは、上記リッジ部２０８ａと層厚部２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆの間の距離は、１０μｍに設定している。また、上記層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さは３０μｍ、層厚部２１２ｅ，２１２ｆの共振器方向の長さは２０μｍに設定している。つまり、上記層厚部２１２ｃ，２１２ｄはレーザ光出射端面２１４からレーザ光反射端面２１５に向かって３０μｍ延びている一方、層厚部２１２ｅ，２１２ｆはレーザ光反射端面２１５からレーザ光出射端面２１４に向って２０μｍ延びている。
【００５８】
このような半導体レーザの作製は、上記層構造を有するエピウエハを例えばＭＯＣＶＤ装置で得て、レーザ光出射端面２１４およびレーザ光反射端面２１５となる領域（例えば幅４０μｍ）に、フォトリソ工程で選択的に形成したＺｎＯで覆うと共に、エピウエハの表面をＳｉＯ２で覆った後、窒素雰囲気中で熱処理することで、上記領域にＺｎを拡散させること混晶化させて窓領域を形成する。その後、上記エピウエハにフォトリソ工程でリッジを形成し、リッジの上面を除く領域をＳｉＯ２で覆った後、表面、裏面の電極を形成する。このような処理を行ったエピウエハに、共振器長が１５００μｍ、チップ幅が１１０μｍとなるようにチップ分割を行うと、上記半導体レーザが複数作製される。
【００５９】
上記構成の半導体レーザによれば、上記第１実施形態と同様に、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄが自然放出光を吸収する。したがって、上記レーザ光出射端面２１４から出射されるレーザ光に自然放出光が混入する量を減らして、偏光比の低減を防ぐことができる。
【００６０】
本実施形態では、上記第１実施形態よりも、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さは短く、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離は長くしている。上記ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さが長すぎたり、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離が短すぎたりすると、レーザ光の吸収が発生して、レーザ特性の効率が低下する。このため、上記ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さは１００μｍ以下とするのが望ましい。
【００６１】
また、本実施形態のような高出力半導体レーザの場合、レーザ特性の効率が低下すると、動作電流が増加する影響が大きくなり、高温で動作しないなど不具合が生じる。これを防ぐため、低出力半導体レーザの第１実施形態の場合よりも、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さは短く、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離は長くした。
【００６２】
また、本実施形態のような高出力半導体レーザの場合、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離は７μｍ以上であることが望ましい。
【００６３】
また、上記ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さが短すぎたり、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離が長すぎたりすると、偏光比の低減の防止効果が低くなってしまう。このため、上記ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄの共振器方向の長さは２０μｍ以上、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄとリッジ部２０８ａの間の距離は１５μｍ以下とするのが望ましい。
【００６４】
自然放出光を吸収する層厚部１２ｃ，１２ｄを有さない比較例の高出力半導体レーザでは、出力５ｍＷでの偏光比は３０程度であったが、本実施形態では、出力５ｍＷでの偏光比は１００以上が得られており、偏光比として十分な特性に改善された。
【００６５】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明の第３実施形態の半導体レーザを上方から見た模式図である。なお、図１１では、混晶化している領域つまり窓領域３１６，３１７にハッチングを付している。
【００６６】
上記半導体レーザは、光ディスク信号読み取りおよび書き込みも可能な、最大定格パルス３５０ｍＷ仕様の高出力半導体レーザであり、図１１に示すように、レーザ光出射端面３１４、レーザ光反射端面３１５、窓領域３１６，３１７およびリッジ３１８を備え、レーザ光出射端面３１４からレーザ光を出射する。
【００６７】
図１２は、図１１のXII−XII線から見た模式断面図である。また、図１３は、図１１のXIII−XIII線から見た模式断面図である。また、図１４は、図１１のXIV−XIV線から見た模式断面図である。
【００６８】
上記半導体レーザは、図１２〜図１４に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３０２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層３０４、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第１ガイド層３０５、アンドープＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層３０６、アンドープＡｌＧａＩｎＰ第２ガイド層３０７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層３０８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層３０９、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３１０を順次成長させた層構造を備えている。ここでは、上記窓領域３１６，３１７の共振器方向の長さは４０μｍ、第１クラッド層３０４のＡｌ組成比は０．６、第２クラッド層３０８のＡｌ組成比は０．７、第１クラッド層３０８の厚さは２．５μｍ、第２クラッド層３０８の厚さは１．５μｍに設定している。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１は半導体基板の一例、多重量子井戸活性層３０６は活性層の一例である。
【００６９】
上記リッジ３１８は、図１１〜図１４に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層３０８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層３０９およびｐ型ＧａＡｓキャップ層３１０のそれぞれの一部から成り、レーザ光出射端面３１４からレーザ光反射端面３１５まで延びて、レーザ光の導波路を形成している。また、リッジ３１８の両側面は層厚方向に平行となっている。
【００７０】
上記第２クラッド層３０８は、リッジ部３０８ａ、平坦部３０８ｂ，３０８ｃおよびテラス部３０８ｄ，３０８ｅを有している。このリッジ部３０８ａは、リッジ３１８の一部であり、平坦部３０８ｂと平坦部３０８ｃの間に形成されている。また、上記テラス部３０８ｄ，３０８ｅは平坦部３０８ｂ，３０８ｃの外側方に形成されている。
【００７１】
また、上記半導体レーザは、ＳｉＯ２層３１１と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３１０上およびＳｉＯ２層３１１上に形成されたｐ側電極３１２と、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１の下面に接触するｎ側電極とを備えている。このＳｉＯ２層３１１は、リッジ部３１８の両側面と第２クラッド層３０８の平坦部３０８ｂ，３０８ｃの上面とを覆っている。なお、上記ＳｉＯ２層３１１は誘電体膜の一例、ｐ側電極３１２は金属層の一例である。
【００７２】
また、上記平坦部３０８ｂ，３０８ｃ上において、ＳｉＯ２層３１１は、レーザ光出射端面３１４近傍であってリッジ３１８側とは反対側の領域を除いて形成されている。つまり、上記ＳｉＯ２層３１１の部分３１１ａ，３１１ｂの側方では、ｐ側電極３１２の一部が平坦部３０８ｂ，３０８ｃに接触している。ここでは、上記リッジ３１８側の部分３１１ａ，３１１ｂの厚さは２００ｎｍに設定している。これにより、上記ｐ側電極３１２は、後述する層厚部３１２ｃ，３１２ｄを有することになる。
【００７３】
また、上記リッジ部３０８ａとテラス部３０８ｄ，３０８ｅの間において、ｐ側電極３１２は、リッジ３１８近傍に形成された層薄部３１２ａ，３１２ｂと、この層薄部３１２ａ，３１２ｂに関してリッジ３１８と反対側に形成されて層薄部３１２ａ，３１２ｂよりも厚い層厚部３１２ｃ，３１２ｄとを有している。この層厚部３１２ｃ，３１２ｄの下端は、層薄部３１２ａ，３１２ｂの下端よりも平坦部２０８ｂ，２０８ｃに近い位置にある。また、上記層厚部３１２ｃ，３１２ｄはレーザ光出射端面３１４側に形成されている。つまり、上記層厚部３１２ｃ，３１２ｄはレーザ光出射端面３１４近傍に配置されている。ここでは、上記リッジ部３０８ａと層厚部３１２ｃ，３１２ｄの間の距離は７μｍに設定している。また、上記層厚部３１２ｃ，３１２ｄの共振器方向の長さは２０μｍ、層厚部３１２ｃ，３１２ｄとレーザ光出射端面３１４の間の距離は１０μｍに設定している。つまり、上記層厚部３１２ｃ，３１２ｄは、レーザ光出射端面３１４から１０μｍ離れたところから、レーザ光反射端面３１５に向かって２０μｍ延びている。
【００７４】
このような半導体レーザの作製は、上記層構造を有するエピウエハを例えばＭＯＣＶＤ装置で得て、レーザ光出射端面２１４およびレーザ光反射端面２１５となる領域（例えば幅４０μｍ）に、フォトリソ工程で選択的に形成したＺｎＯで覆うと共に、エピウエハの表面をＳｉＯ２で覆った後、窒素雰囲気中で熱処理することで、上記領域にＺｎを拡散させること混晶化させて窓領域を形成する。その後、上記エピウエハにフォトリソ工程でリッジを形成し、リッジ３１８の上面を除く領域をＳｉＯ２で覆った後、フォトリソ工程と、表面、裏面の電極の形成工程とを順次行う。このような処理を行ったエピウエハに、共振器長が１５００μｍ、チップ幅が１１０μｍとなるようにチップ分割を行うと、上記半導体レーザが複数作製される。
【００７５】
上記構成の半導体レーザによれば、上記第２実施形態と同様に、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄが自然放出光を吸収する。したがって、上記レーザ光出射端面３１４から出射される自然放出光の量をレーザ光に対して相対的に減らすことができ、偏光比が改善される。
【００７６】
本実施形態では、ｐ側電極２１２の層厚部２１２ｃ，２１２ｄのような層厚部をレーザ光反射端面３１５側に形成していないので、レーザ効率の低下を上記第２実施形態よりも抑えることができる。
【００７７】
本実施形態において、レーザ光出射端面３１４と層厚部３１２ｃ，３１２ｄの間の距離は、５μｍ以上１０μｍ以下とするのが望ましい。
【００７８】
本実施形態において、層厚部３１２ｃ，３１２ｄの共振器方向の長さは、２０μｍ以上１００μｍ以下とするのが望ましい。
【００７９】
上記第１〜第３実施形態は、ＡｌＧａＩｎＰ結晶で構成されて、ＤＶＤディスク用光源として用いられる６６０ｎｍ帯半導体レーザに本発明を適用していたが、例えばＡｌＧａＡｓ系結晶で構成されて、ＤＶＤ用光源として用いられる７８０ｎｍ帯ＣＤ用半導体レーザに本発明を適用してもよい。すなわち、本発明は、半導体レーザの結晶材料には寄らず、様々な半導体レーザに適用できる。
【００８０】
上記第１〜第３実施形態において、Ｔｉ、ＡｕおよびＭｏのうちの少なくとも一つを含むｐ側電極を用いてもよい。この場合、ｐ側電極を複数の金属層で形成してもよい。
【００８１】
上記第１〜第３実施形態のＳｉＯ２層１１，２１１，３１１に換えて、例えばＳｉＮ層を用いてもよい。
【００８２】
上記第１〜第３実施形態において、リッジ１８，２１８，３１８側の部分の厚さが１００ｎｍ以上であり、リッジ１８，２１８，３１８側とは反対側の部分の厚さが１００ｎｍ未満である誘電体膜を用いてもよい。
【００８３】
上記第１〜第３実施形態では、第２クラッド層８のリッジ部８ａ、平坦部８ｂ，８ｃおよびテラス部８ｄ，８ｅの各部の上方に存在するｐ側電極１２，２１２，３１２を形成していたが、例えば、第２クラッド層８のリッジ部８ａおよび平坦部８ｂ，８ｃの上方のみに存在するｐ側電極を形成してもよい。別の言い方をすれば、上記第１〜第３実施形態では、半導体レーザの上面の全面がｐ側電極１２，２１２，３１２となっていたが、半導体レーザの上面の両側部以外の部分だけをｐ側電極として、半導体レーザの上面の両側部を半導体層としてもよい。
【００８４】
上記第１〜第３実施形態では、リッジ１８，２１８，３１８の両側面を層厚方向に平行となるようにしていたが、リッジ１８，２１８，３１８の両側面を層厚方向に傾斜するようにしてもよい。
【００８５】
上記第１〜第３実施形態において、多重量子井戸活性層６，２０６，３０６よりも下側(基板側)の半導体層の導電型をｐ型とすると共に、多重量子井戸活性層６，２０６，３０６よりも上側(基板側とは反対側)の半導体層の導電型をｎ型としてもよい。つまり、上記第１〜第３実施形態において、各半導体層の導電型を逆にしてもよい。
【００８６】
また、本発明は、ダブルヘテロ構造の半導体レーザのみならず、シングルヘテロ構造の半導体レーザにも適用することができる。
【００８７】
なお、図１〜図４，図７〜図１４は模式図であるため、上記第１〜第３実施形態の記載の数値と一致しないような形状になっている箇所がある。
【符号の説明】
【００８８】
１，２０１，３０１…ｎ型ＧａＡｓ基板
６，２０６，３０６…アンドープＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
１１，２１１，３１１…ＳｉＯ２層
１２，２１２，３１２…ｐ側電極
１２ａ，１２ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ…層薄部
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆ，３１２ｃ，３１２ｄ…層厚部
１４，２１４，３１４…レーザ光出射端面
１８，２１８，３１８…リッジ
２１６，２１７，３１６，３１７…窓領域
【図１】
2013171934.tif 000003
【図２】
2013171934.tif 000004
【図３】
2013171934.tif 000005
【図４】
2013171934.tif 000006
【図５】
2013171934.tif 000007
【図６】
2013171934.tif 000008
【図７】
2013171934.tif 000009
【図８】
2013171934.tif 000010
【図９】
2013171934.tif 000011
【図１０】
2013171934.tif 000012
【図１１】
2013171934.tif 000013
【図１２】
2013171934.tif 000014
【図１３】
2013171934.tif 000015
【図１４】
2013171934.tif 000016