(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に第１電極を備えた半導体レーザー素子用の基板と、基板の表面上に、第１導電型の第１クラッド層、第１導電型の第１活性層、第２導電型の第２クラッド層をこの順で積層し、前記第２クラッド層が、厚さ方向に一部を除去されたリッジ型のストライプ状の形状を有する第１構成と、共通電極とを備えた第１半導体レーザーと、
前記第２クラッド層の一部を除去された部分上に第２導電型の第３クラッド層、第２導電型の第２活性層、第１導電型の第４クラッド層をこの順で積層した第２構成と、第４クラッド層上の第２電極と、前記第２クラッド層と、前記共通電極とを備えた第２半導体レーザーとからなり、
前記共通電極が前記リッジ型のストライプの上に位置し、
前記第２半導体レーザーの第２構成が、前記リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接して位置し、
前記第１、第２及び第３クラッド層が、前記第１及び第２活性層から生じる光の光子エネルギーより大きな禁制帯幅を有し、
前記第１半導体レーザーが、前記共通電極及び前記第１電極間に電流を流すことにより光を生じ、
前記第２半導体レーザーが、前記共通電極及び前記第２電極間に電流を流すことにより光を生じることを特徴とする半導体レーザー素子。
【請求項２】
前記第３クラッド層が、５μｍ以下の底部の幅を有する請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項３】
前記第２クラッド層と前記共通電極との間に第２導電型の第１コンタクト層、前記第４クラッド層と前記第２電極との間に第１導電型の第２コンタクト層が更に積層され、前記第１コンタクト層と前記第２コンタクト層とが電気的に絶縁されている請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項４】
前記第１活性層が、前記第２活性層と種類及び／又は組成の異なる材料からなり、前記第２活性層と異なる波長の光を生じる請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体レーザー素子の製造方法であって、半導体レーザー素子用の基板の表面上に、第１導電型の前記第１クラッド層、第１導電型の前記第１活性層、第２導電型の前記第２クラッド層をこの順で積層する工程、前記第２クラッド層を厚さ方向に一部除去してリッジ型のストライプ状の形状に成形する工程、前記リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接するように、第２導電型の前記第３クラッド層、第２導電型の前記第２活性層、第１導電型の前記第４クラッド層をこの順で積層する工程、前記基板の裏面に前記第１電極を、前記第４クラッド層上に前記第２電極を、前記リッジ型のストライプの上に前記共通電極をそれぞれ形成する工程からなる半導体レーザー素子の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載の半導体レーザー素子の製造方法であって、前記半導体レーザー素子用の基板の表面上に、第１導電型の前記第１クラッド層、第１導電型の前記第１活性層、第２導電型の前記第２クラッド層、第２導電型の前記第１コンタクト層をこの順で積層する工程、前記第１コンタクト層と前記第２クラッド層を前記第２クラッド層の厚さ方向に一部除去してリッジ型のストライプ状の形状に成形する工程、前記リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接するように、第２導電型の前記第３クラッド層、第２導電型の前記第２活性層、第１導電型の前記第４クラッド層をこの順で積層し、続いて第１導電型の前記第２コンタクト層を前記第４クラッド層上に積層する工程、前記第２コンタクト層を前記第１コンタクト層と電気的に絶縁する工程、前記基板の裏面に前記第１電極を、前記第２コンタクト層上に前記第２電極を、前記リッジ型のストライプの上に前記共通電極をそれぞれ形成する工程からなる半導体レーザー素子の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁する工程が、前記第１コンタクト層と前記第２コンタクト層の界面を所定幅で除去することにより溝を形成した後、前記溝に電気的絶縁物を埋め込むことにより行われる請求項６に記載の半導体レーザー素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体レーザー素子と、前記半導体レーザー素子から生じるレーザー光を光情報記録再生媒体に照射するための１つの光学系の部品とを含む光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザー素子及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、光情報記録再生装置に好適に使用できる半導体レーザー素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光情報記録再生システムのキーデバイスとして、半導体レーザー素子が積極的に研究開発されている。
光情報記録媒体としてＣＤ（コンパクトディスク）が一般的に使用されているが、更に高密度、大容量化という社会の要請によって、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）が実用化されてきている。更に、ＤＶＤの読み出し装置には、、その基本構成が、ＣＤの読み出し装置と類似しているため、ＣＤ中のデータの読み出しも行うことができることが熱望されている。
【０００３】
ここで、ＤＶＤ中のデータを読み出すための光ピックアップ用の光源として、６３５〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザーが用いられている。一方、ＣＤでは、７８０ｎｍ帯の半導体レーザーが用いられている。６３５〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザーの一般的な構成を、図２０に示す。図２０の半導体レーザーは、リッジ型ロスガイド構造である。図２０中、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板、１０２はｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０３はＧａＩｎＰ活性層、１０４はｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層、１０５はＧａＩｎＰエッチストップ層、１０６はｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層、１０７はｐ型ＧａＩｎＰ中間層、１０８はｐ型ＧａＡｓキャップ層、１０９はｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層（埋込層）、１１０はｎ型電極、１１１はｐ型電極を示す。
【０００４】
一般的に波長が短くなると、半導体レーザーからの読み出し光のビーム径が小さくなるので、ＤＶＤ用の６３５〜６５０ｎｍ帯の半導体レーザーでもほとんどのＣＤ（例えば、音楽用ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ）の再生やデータを読み出すことができる。
しかし、ＣＤ−Ｒの場合、６３５〜６５０ｎｍ帯の波長の光に対して反射率が低く、データを読み出すことはできなかった。そのため、ＤＶＤとＣＤ中のデータの読み出しを可能にするために、１つの光ピックアップ内に２つの半導体レーザーを内蔵させる方法が提案され、実用化されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１つの光ピックアップ内に２つの半導体レーザーを内蔵させる方法では、光ピックアップのサイズが大きくなり、装置のサイズを小さくすることが困難であった。また、半導体レーザー毎に光学系の部品が必要とされ、部品数が増えることにより、コストが上昇するという課題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、裏面に第１電極を備えた半導体レーザー素子用の基板と、基板の表面上に、第１導電型の第１クラッド層、第１導電型の第１活性層、第２導電型の第２クラッド層をこの順で積層し、前記第２クラッド層が、厚さ方向に一部を除去されたリッジ型のストライプ状の形状を有する第１構成と、共通電極とを備えた第１半導体レーザーと、
前記第２クラッド層の一部を除去された部分上に第２導電型の第３クラッド層、第２導電型の第２活性層、第１導電型の第４クラッド層をこの順で積層した第２構成と、第４クラッド層上の第２電極と、前記第２クラッド層と、前記共通電極とを備えた第２半導体レーザーとからなり、
前記共通電極が前記リッジ型のストライプの上に位置し、
前記第２半導体レーザーの第２構成が、前記リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接して位置し、
前記第１、第２及び第３クラッド層が、前記第１及び第２活性層から生じる光の光子エネルギーより大きな禁制帯幅を有し、
前記第１半導体レーザーが、前記共通電極及び前記第１電極間に電流を流すことにより光を生じ、
前記第２半導体レーザーが、前記共通電極及び前記第２電極間に電流を流すことにより光を生じることを特徴とする半導体レーザー素子が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、上記半導体レーザー素子の製造方法であって、半導体レーザー素子用の基板の表面上に、第１導電型の前記第１クラッド層、第１導電型の前記第１活性層、第２導電型の前記第２クラッド層をこの順で積層する工程、前記第２クラッド層を厚さ方向に一部除去してリッジ型のストライプ状の形状に成形する工程、前記リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接するように、第２導電型の前記第３クラッド層、第２導電型の前記第２活性層、第１導電型の前記第４クラッド層をこの順で積層する工程、前記基板の裏面に前記第１電極を、前記第４クラッド層上に前記第２電極を、前記リッジ型のストライプの上に前記共通電極をそれぞれ形成する工程からなる半導体レーザー素子の製造方法が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の半導体レーザー素子は、第１導電型の第１クラッド層、第１導電型の第１活性層、第２導電型の第２クラッド層をこの順で積層した第１半導体レーザーと、第２導電型の第３クラッド層、第２導電型の第２活性層、第１導電型の第４クラッド層をこの順で積層した第２半導体レーザーからなる。
【０００９】
第１及び第２半導体レーザーを構成する材料は、当該分野で使用することができる材料をいずれも使用することができる。具体的には、ＩｎＧａＡｌＰ系材料、ＡｌＧａＡｓ系材料、ＩｎＧａＡｓＰ系材料、ＰｂＳｎＴｅ系材料、ＩｎＧａＡｌＮ系材料等が挙げられる。これら材料の組成比を適宜調整することにより、所望の特性の活性層及びクラッド層を有する半導体レーザーを得ることができる。また、活性層及びクラッド層は、異なる材料からなる層を組み合わせた構成を有していてもよい。更に、活性層には、異なる組成の材料からなる層を積層した多重量子井戸型の構造を有していてもよい。更に、多重量子井戸型の内、歪多重量子井戸型であってもよい。
【００１０】
本発明のクラッド層と活性層の組み合わせとして、具体的には、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ層（歪多重量子井戸型活性層）、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ層、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＡｌＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｌＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層とＩｎＰ層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層、ＧａＮ層とＧａＡｌＡｓ層等の組み合わせが挙げられる。
【００１１】
ここで、本発明では、１つの半導体レーザー素子が、少なくとも２つの半導体レーザーを有しており、この２つの半導体レーザーは異なる波長のレーザー光を発する構成であることが好ましい。また、上記組み合わせの内、ＤＶＤとＣＤ中のデータの読み出しを可能にするという目的において、６３５〜６５０ｎｍ帯と７８０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光を発する構成であることが好ましい。より具体的には、クラッド層と活性層の組み合わせが、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ層（歪多重量子井戸型活性層）及びＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ層のいずれか一方からなる半導体レーザーと、ＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｌＡｓ層及びＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層のいずれか一方からなる半導体レーザーの少なくとも２つからなることが好ましい。
【００１２】
更に、高密度記録用及び光通信用の半導体レーザーを所望する場合は、クラッド層と活性層の組み合わせとして、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層、ＧａＮ層とＧａＡｌＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｌＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層とＩｎＰ層の組み合わせが挙げられる。
次に、本発明の半導体レーザー素子は、第１半導体レーザーの第２クラッド層が、厚さ方向の一部又は全体を除去したリッジ型のストライプ状の形状を有し、第２半導体レーザーがリッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接して位置している。従って、第１活性層と第２活性層の発光点の間隔を１０μｍ以下に近づけることができる。そのため、光学系の部品点数を減少さすこと、光ピックアップのサイズを縮小することができる。
【００１３】
第１半導体レーザーを構成する第１導電型の第１クラッド層、第１導電型の第１活性層、第２導電型の第２クラッド層の各層の厚さは、使用する材料の種類に応じて適宜設定することができる。具体的には、第１クラッド層、第１活性層及び第２クラッド層の厚さは、０．１〜５μｍ、０．００５〜０．５μｍ及び０．１〜５μｍであることが好ましい。なお、第１導電型とは、ｎ型又はｐ型を意味する。一方、第２導電型とは、第１導電型がｎ型の場合ｐ型、ｐ型の場合ｎ型を意味する。
【００１４】
また、第１半導体レーザーの第２クラッド層のリッジ形状は、ストライプに直交する断面において、上部が０．１〜５μｍ、下部が１〜１０μｍ、厚さが０．１〜５μｍのテーパー型であることが好ましい。
更に、第１半導体レーザーの第２クラッド層のエッチングされた残りの厚さは、ストライプに直交する断面において、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
次に、第２半導体レーザーは、第１半導体レーザーのリッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接している。第２半導体レーザーを構成する第２導電型の第３クラッド層、第２導電型の第２活性層、第１導電型の第４クラッド層の各層の厚さは、使用する材料の種類に応じて適宜設定することができる。具体的には、第３クラッド層、第２活性層及び第４クラッド層の厚さは、０．０１〜５μｍ、０．００５〜０．５μｍ及び０．１〜５μｍであることが好ましい。
【００１６】
また、第２半導体レーザーは、ストライプに直交する断面において、上部が１〜１０μｍ、下部が５μｍ以下、厚さが０．１〜１０μｍの逆テーパー型であることが好ましい。
下部が５μｍより広い場合、第２活性層からのレーザー光が、単一横モードでなく多モード発振を起こしてしまい、外部光学系と組み合わせて使用することが困難となるので好ましくない。第２半導体レーザーが逆テーパー型であることが好ましいのは、以下に説明するように製造が容易な形状であるためである。
【００１７】
また、第１、第２及び第３クラッド層が、第１及び第２活性層からの生じる光の光子エネルギーより大きな禁制帯幅を有することが好ましい。この条件を満たすことにより、第１及び第２活性層に使用する材料の組成を任意に選択することができるからである。
更に、本発明の半導体レーザー素子は、第２クラッド層上に第２導電型の第１コンタクト層、第４クラッド層上に第１導電型の第２コンタクト層が更に積層されていてもよい。これらコンタクト層は、第２クラッド層及び第４クラッド層と電極との接合を良好にする役割を果たしている。この場合、第１コンタクト層と第２コンタクト層が電気的に絶縁されていることが好ましい。これは、両コンタクト層が接すると、活性層の禁制帯幅よりも、コンタクト層間の禁制帯幅の方が小さくなる場合があり、この場合、半導体レーザー素子に電流を流した時に、活性層に電流が流れず、コンタクト層間に流れてしまい、活性層のレーザー発振が起こらなくなることを防ぐためである。
【００１８】
電気的に絶縁する方法として、コンタクト層間に、ＳｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜ＳｉＮｘ膜等の絶縁膜を設置する方法が挙げられる。
上記以外にも、半導体レーザー素子を載置する基板（例えば、ＧａＡｓ基板）、第１クラッド層間のエッチストップ層（即ち、第１クラッド層は、第１ａクラッド層、エッチストップ層及び第１ｂクラッド層の３層構造となる）、第１クラッド層とコンタクト層の間の中間層、第１及び第２の半導体レーザーに電流を流す電極等が挙げられる。
【００１９】
次に、本発明の半導体レーザー素子の製造方法を説明する。
まず、第１導電型の第１クラッド層、第１導電型の第１活性層、第２導電型の第２クラッド層をこの順で積層する。各層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）、液相成長法（ＬＰＥ法）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等が挙げられる。
【００２０】
次に、第２クラッド層の厚さ方向の一部又は全体を除去してリッジ型のストライプ状の形状に成形することにより第１半導体レーザーを得ることができる。成形方法としては、公知のフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。ここで、成形の際に、以下で説明する第２半導体レーザーの形状に対応する溝を同時に形成しておくことが好ましい。なお、この溝は、従来電流狭窄層として使用されている領域の一部を使用することが好ましい。
【００２１】
次いで、リッジ型のストライプの少なくとも片方の側面に接するように、第２導電型の第３クラッド層、第２導電型の第２活性層、第１導電型の第４クラッド層をこの順で積層することにより第２半導体レーザーを得ることができる。各層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、ＭＢＥ法、ＬＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法等が挙げられる。
【００２２】
ここで、ストライプ状の形状の成形前に、第２クラッド層上に、ＳｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜等の耐エッチング膜を形成しておけば、第２半導体レーザーを構成する材料が、所望部以外の部分に積層された場合、エッチングにより除去することが容易となる。
更に、第２クラッド層上に第１コンタクト層を有し、第４クラッド層上に第２のコンタクト層を有する場合、第２コンタクト層を第１コンタクト層と電気的に絶縁し得るように積層することが好ましい。具体的には、第１コンタクト層と第２コンタクト層の界面を除去して溝を形成するか、その溝に電気的絶縁物を埋め込む方法等が挙げられる。
【００２３】
溝を形成する方法としては、公知のフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。溝に電気的絶縁物を埋め込む方法としては、ＣＶＤ法により電気的絶縁物を堆積し、不要部をフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせて除去する方法が挙げられる。
上記の後、所望の位置に電極を形成することにより、半導体レーザー素子を得ることができる。
【００２４】
更に、本発明によれば、上記半導体レーザー素子と、該素子から生じるレーザー光を光情報記録再生媒体に照射するための１つの光学系の部品とを含む光情報記録再生装置も提供される。
光学系の部品としては、特に限定されず、当該分野で公知のものをいずれも使用することができる。例えば、光学系の部品として、ホログラム、回折格子、集光レンズ、対物レンズ等が挙げられる。
【００２５】
また、光情報記録再生媒体は、ＣＤ及びＤＶＤの組み合わせであることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
実施例１
図１〜６に基づいて実施例１を説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層（厚さ２μｍ）２、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪多重量子井戸第１活性層（厚さ０．５μｍ）３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２ａクラッド層（厚さ０．３μｍ）４、ＧａＩｎＰエッチストップ層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２ｂクラッド層（厚さ１．７μｍ）６、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層７、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層８を、例えばＭＢＥ法で、この順で形成した。更に、第１コンタクト層８上に、例えば電子ビーム蒸着法によりＡｌ2 Ｏ3 膜９を形成した（図１参照）。
【００２７】
次に、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、第２ｂクラッド層６、中間層７、第１コンタクト層８及びＡｌ2 Ｏ3 膜９を、エッチストップ層５までリッジ型のストライプ状にエッチングした。但し、ストライプに隣接する狭い溝の底部の幅は約２μｍ、上部の幅は５μｍとした（図２参照）。
次いで、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層（厚さ０．０５μｍ）１０、ＧａＡｌＡｓ第２活性層（厚さ０．１μｍ）１１、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第４クラッド層（厚さ１．５５μｍ）１２、ｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１３をこの順で、例えばＭＢＥ法により基板１上に成長させた（図３参照）。
【００２８】
更に、Ａｌ2 Ｏ3 膜９上のポリ層１４とＡｌ2 Ｏ3 膜９とを、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により除去した（図４参照）。なお、ポリ層１４とは、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１０、ＧａＡｌＡｓ第２活性層１１、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第４クラッド層１２、ｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１３の積層体を意味する。
【００２９】
次に、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層８とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１３とが接触しないように、両層の界面を溝状に除去した（図５参照）。
この後、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面、コンタクト層８と１３の表面に電極形成用の金属膜を例えば蒸着法で形成した。次いで、金属膜を、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、ｐ型共通電極１５、ｎ型第１電極１６及びｎ型第２電極１７を形成することにより、半導体レーザー素子を得ることができた（図６参照）。
【００３０】
本実施例により得られた半導体レーザー素子では、ｐ型共通電極１５とｎ型第１電極１６の間に電流を流すことによって、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪多重量子井戸第１活性層３から６３５〜６５０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。一方、ｐ型共通電極１５とｎ型第２電極１７の間に電流を流すことによって、ＧａＡｌＡｓ第２活性層１１から７８０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。また、この半導体レーザー素子は、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ歪多重量子井戸第１活性層３とＧａＡｌＡｓ第２活性層１１の発光点の間隔が約５μｍ以下と近かった。そのため、半導体レーザー素子をＤＶＤやＣＤ中のデータを読み出すために光ピックアップへ搭載する際に、光学系の部品点数を大幅に減少させることができ、約４０％のコストダウンを実現できた。
【００３１】
更に、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層８とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１３とが接触しないように除去した。これは次の理由による。即ち、両層が接触するとＧａＡｌＡｓ第２活性層１１の禁制帯幅よりも、コンタクト層間の方が小さくなる。この結果、ｐ型共通電極１５とｎ型第２電極１７間に流した電流が、コンタクト層間に流れてしまい、ＧａＡｌＡｓ第２活性層１１のレーザー発振が起こらなくなる。従って、両コンタクト層を接触しないようにすれば、レーザー発振を起こすことができる。
【００３２】
実施例２
図７〜１３に基づいて実施例２を説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層（厚さ１．５μｍ）２２、ＧａＩｎＰ第１活性層（厚さ０．０５μｍ）２３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層（厚さ１．５μｍ）２４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層２５、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層２６を、例えばＭＢＥ法で、この順で形成した。更に、第１コンタクト層２６上に、例えばスパッタ法によりＳｉＯ2 膜２７を形成した（図７参照）。
【００３３】
次に、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、中間層２５、第１コンタクト層２６及びＳｉＯ2 膜２７と第２クラッド層２４の途中まで、リッジ型のストライプ状にエッチングした。但し、ストライプに隣接する狭い溝の底部の幅は約２μｍ、上部の幅は５μｍとした（図８参照）。
次いで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第３クラッド層（厚さ０．１μｍ）２８、ＡｌＧａＡｓ第２活性層（厚さ０．０５μｍ）２９、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第４クラッド層（厚さ１μｍ）３０、ｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層３１をこの順で、例えば有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）により、ＳｉＯ2 膜２７上に成長しないように基板２１上に成長させた（図９参照）。
【００３４】
更に、ＳｉＯ2 膜２７を、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により除去した（図１０参照）。
次に、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層２６とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層３１とが接触しないように、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、両層の界面を溝状に除去した（図１１参照）。
【００３５】
この後、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の裏面、コンタクト層２６と３１の表面に電極形成用の金属膜を例えば蒸着法で形成した。次いで、金属膜を、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、ｐ型共通電極３４、ｎ型第１電極３５及びｎ型第２電極３６を形成することにより、半導体レーザー素子を得ることができた（図１２参照）。
【００３６】
本実施例により得られた半導体レーザー素子では、ｐ型共通電極３４とｎ型第１電極３５の間に電流を流すことによって、ＧａＩｎＰ第１活性層２３から６３５〜６５０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。一方、ｐ型共通電極３４とｎ型第２電極３６の間に電流を流すことによって、ＡｌＧａＡｓ第２活性層２９から７８０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。また、この半導体レーザー素子は、ＧａＩｎＰ第１活性層２３とＧａＡｌＡｓ第２活性層２９の発光点の間隔が約５μｍ以下と近かった。そのため、半導体レーザー素子をＤＶＤやＣＤ中のデータを読み出すために光ピックアップへ搭載する際に、光学系の部品点数を大幅に減少させることができ、約４０％のコストダウンを実現できた。
【００３７】
実施例３
図１３〜１９に基づいて実施例３を説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板４１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層（厚さ１μｍ）４２、ＧａＩｎＰ第１活性層（厚さ０．０５μｍ）４３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層（厚さ３μｍ）４４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層４５、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層４６を、例えばＭＢＥ法で、この順で形成した。更に、第１コンタクト層４６上に、例えばスパッタ法によりＳｉＯ2 膜４７を形成した（図１３参照）。
【００３８】
次に、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、中間層４５、第１コンタクト層４６及びＳｉＯ2 膜４７と第２クラッド層４４の途中まで、リッジ型のストライプ状にエッチングした。但し、ストライプに隣接する狭い溝の底部の幅は約２μｍ、上部の幅は４μｍとした（図１４参照）。
次いで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第３クラッド層（厚さ０．１μｍ）４８、ＡｌＧａＡｓ第２活性層（厚さ０．０５μｍ）４９、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第４クラッド層（厚さ２μｍ）５０、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層５１をこの順で、例えばＭＯＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 膜４７上に成長しないように基板４１上に成長させた（図１５参照）。
【００３９】
更に、ＳｉＯ2 膜４７を、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により除去した（図１６参照）。
次に、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層４６とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層５１とが接触しないように、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、両層の界面を溝状に除去した（図１７参照）。
【００４０】
次いで、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層４６とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層５１を例えばＣＶＤ法により形成したＳｉＮｘ膜で覆うことにより、溝部をＳｉＮｘ膜５３で埋めた。更に、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により、溝部以外のＳｉＮｘ膜を除去した（図１８参照）。
この後、ｎ型ＧａＡｓ基板４１の裏面、コンタクト層４６と５１の表面に電極形成用の金属膜を例えば蒸着法で形成した。次いで、金属膜を、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、ｐ型共通電極５４、ｎ型第１電極５５及びｎ型第２電極５６を形成することにより、半導体レーザー素子を得ることができた（図１９参照）。
【００４１】
本実施例により得られた半導体レーザー素子では、ｐ型共通電極５４とｎ型第１電極５５の間に電流を流すことによって、ＧａＩｎＰ第１活性層４３から６３５〜６５０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。一方、ｐ型共通電極５４とｎ型第２電極５６の間に電流を流すことによって、ＡｌＧａＡｓ第２活性層４９から７８０ｎｍ帯の単一横モードのレーザー光が得られた。また、この半導体レーザー素子は、ＧａＩｎＰ第１活性層４３とＡｌＧａＡｓ第２活性層４９の発光点の間隔が約５μｍ以下と近かった。そのため、半導体レーザー素子をＤＶＤやＣＤ中のデータを読み出すために光ピックアップへ搭載する際に、光学系の部品点数を大幅に減少させることができ、約４０％のコストダウンを実現できた。
【００４２】
また、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層４６とｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層５１間の溝をＳｉＮｘ膜５３で埋めることにより、これら層間の電気的な絶縁性が保たれるので、これら層間のリーク電流を減少させるとともに、素子の歩留りを７０％から８０％に向上させることができた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、リッジ型のストライプ状の第１半導体レーザーの側壁に接するように第２半導体レーザーを形成するため、両半導体レーザーから生じるレーザー光の発光点間隔を１０μｍ以下にすることができる。また、異なる波長のレーザー光を１つの半導体レーザー素子により得ることができるので、光学系の部品点数を減少さすこと、光ピックアップのサイズを縮小することができる。従って、コストダウンを図ることができる。この効果は、ＤＶＤとＣＤの両方のデータを読み取るための光ピックアップに、本発明の半導体レーザー素子を使用した場合、顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図２】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図３】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図４】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図５】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図６】実施例１の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図７】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図８】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図９】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１０】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１１】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１２】実施例２の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１３】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１４】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１５】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１６】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１７】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１８】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図１９】実施例３の半導体レーザー素子の製造工程の概略断面図である。
【図２０】従来の半導体レーザー素子の概略断面図である。
【符号の説明】
１、２１、４１、１０１  基板
２、２２、４２、１０４  第１クラッド層
３、２３、４３  第１活性層
４  第２ａクラッド層
５、１０５  エッチストップ層
６  第２ｂクラッド層
７、２５、４５、１０７  中間層
８、２６、４６  第１コンタクト層
９  Ａｌ2 Ｏ3 膜
１０、２８、４８  第３クラッド層
１１、２９、４９  第２活性層
１２、３０、５０  第４クラッド層
１３、３１、５１  第２コンタクト層
１４  ポリ層
１５、３４、５４  共通電極
１６、３５、５５  第１電極
１７、３６、５６  第２電極
２４、４４、１０６  第２クラッド層
２７、４７  ＳｉＯ2 膜
５３  ＳｉＮｘ膜
１０２  クラッド層
１０３  活性層
１０８  キャップ層
１０９  電流狭窄層
１１０、１１１  電極
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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