(57)【要約】【課題】  １つの素子で異なる複数の波長のレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子であって、光出射端面における複数の波長のレーザ光に対する反射率が所定値となるように、自由度が高い状態で調整された半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】  半導体レーザ素子本体３には、異なる複数の波長のそれぞれに対応した複数の導波路１，２が形成されている。そして、半導体レーザ素子本体３の光出射端面３ａに形成される端面コート膜４は、光出射端面３ａから出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の導波路１，２のそれぞれに対応して、膜厚、膜質、積層数が異なるように形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、厚みが異なるように形成されることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、異なる材料で形成されることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、光出射方向に向かって複数層が積層されて、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、積層の層数が異なるように形成されることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体レーザ素子を製造する製造方法であって、
前記端面コート膜は、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、異なった所定の温度で前記半導体レーザ素子本体を加熱した状態で、半導体レーザ素子本体の光出射端面に形成されることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子本体の光出射端面が、所定の間隙を有する複数のスリットが形成された遮蔽板を介して、端面コート膜を構成する成分を含む蒸着源物質と対向するように配置され、
物理的蒸着法に基づいて前記蒸着源物質から脱離した蒸着物質を、前記遮蔽板のスリットを通過させ、半導体レーザ素子本体の光出射端面に蒸着させて、前記端面コート膜を形成することを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子本体の光出射端面に前記端面コート膜を形成するとき、前記遮蔽板を前記光出射端面に対して平行に移動させて、複数の前記導波路のそれぞれに対応した端面コート膜を順次形成することを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記端面コート膜は、前記半導体レーザ素子本体に形成される複数の前記導波路のそれぞれに対応して、前記蒸着源物質を複数用いて形成されることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
複数の半導体レーザ素子本体を、それぞれの光出射端面が同一平面上となり、かつそれぞれの導波路が水平方向にずれることがないように重ね合わせて、前記遮蔽板を介して前記蒸着源物質と対向するように配置し、複数の半導体レーザ素子本体のぞれぞれの光出射端面に前記端面コート膜を同時に形成することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
異なる複数の光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う電子機器であって、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体レーザ素子を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子およびその製造方法、ならびに該半導体レーザ素子を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長を有するモノリシック半導体レーザ素子が提案され、たとえば、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）やＤＶＤ−Ｒ（Digital
Versatile Disk-Recordable）などの書き込み用光ディスクなどの光記録媒体に対して、光データを書き込んで記録する電子機器に適用されている。
【０００３】
光ディスクに対して光データを書き込むときに使用する半導体レーザ素子は、ＣＤ−Ｒに対しては７８０ｎｍ波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子、ＤＶＤ−Ｒに対しては６６０ｎｍ波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子、ブルーレイディスクまたはＨＤ−ＤＶＤに対しては４８０ｎｍ波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子であり、対応する光ディスクの種類によって、使用する半導体レーザ素子の発振波長が異なる。
【０００４】
そのため、光記録媒体に対して光データを書き込んで記録する電子機器においては、個別のパッケージに個別の波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子を搭載し、光学系部材もそれぞれの波長に対応させる必要がある。しかしながら、このような場合には、個別の波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子および個別の光学系部材が必要であるため、部品点数が多く、製造コストが高くなる問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１，２には、１つの素子で異なる複数の波長に対応可能な半導体レーザ素子が開示されている。図８は、従来技術における、１つの素子で異なる複数の波長に対応可能な半導体レーザ素子の製造方法を説明する図である。図８を用いて、１つの素子で２つの異なる波長に対応可能な、モノリシック２波長半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【０００６】
まず、図８（ａ）に示すように、半導体基板２００を準備する。次に、図８（ｂ）に示すように、半導体基板２００の厚み方向一表面に、第１の波長に対応した第１導波路２０１と、第２の波長に対応した第２導波路２０２とが略平行となるように、それぞれ複数形成されて、半導体レーザ基板２１０が作製される。
【０００７】
次に、図８（ｃ）に示すように、半導体レーザ基板２１０の一表面に、第１および第２導波路２０１，２０２の延在方向と直交する方向に、へき開線２０６をスクライブにより形成する。次に、図８（ｄ）に示すように、半導体レーザ基板２１０を、へき開線２０６に沿ってへき開し、バー状態のレーザ素子であるレーザバー２２０に分割する。ここで、半導体レーザ基板２１０がへき開されて作製されたレーザバー２２０において、第１および第２導波路２０１，２０２の延在方向一端部側の端面が、レーザ光が出射する光出射端面２０３ａとなる。
【０００８】
次に、図８（ｅ）に示すように、レーザバー２２０の光出射端面２０３ａに所定の反射率を有する端面コート膜２０４の形成を行う。そして、図８（ｆ）に示すように、レーザバー２２０を、第１および第２導波路２０１，２０２の延在方向にへき開し、第１および第２導波路２０１，２０２が形成されて２つの波長のレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子本体２０３と、半導体レーザ素子本体２０３の光出射端面に形成される端面コート膜２０４とを含んで構成される半導体レーザ素子２５０を作製する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３１０４１３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
レーザバー２２０の光出射端面２０３ａに端面コート膜２０４を形成する場合、一般的にＥＢ（Electron Beam）蒸着装置などの真空蒸着装置、もしくはスパッタ装置などを用いた物理的蒸着法、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などを用いた化学的気相法によって端面コート膜２０４の形成を行う。
【００１１】
従来技術において、第１および第２導波路２０１，２０２を有するレーザバー２２０の光出射端面に端面コート膜２０４を形成する場合、第１および第２導波路２０１，２０２のそれぞれに対応した光出射端面に対して同時に成膜するので、第１および第２導波路２０１，２０２に対応するいずれの光出射端面に対しても、同一の膜厚、同一の膜組成および同一の膜層数の端面コート膜が形成されることになる。
【００１２】
モノリシック２波長半導体レーザ素子である半導体レーザ素子２５０において、第１および第２導波路２０１，２０２のそれぞれに対応する光出射端面に対して、同一の膜厚、同一の膜組成および同一の膜層数の端面コート膜２０４が形成された場合の問題点について、以下に説明する。
【００１３】
図９は、レーザ光の波長の違いによる、端面コート膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフである。たとえば、屈折率が１．６であるＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）からなる端面コート膜２０４におけるレーザ光に対する反射率は、図９に示すように、端面コート膜２０４の膜厚に対して周期的に変化し、その変化の様子はレーザ光の波長によって異なる。
【００１４】
ここで、端面コート膜２０４において、６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率を８％に調整するためには、その膜厚を図９中のＢ点に設定する必要がある。また、端面コート膜２０４において、７８０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率を８％に調整するためには、その膜厚を図９中のＣ点に設定する必要がある。つまり、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍの２つの波長のレーザ光に対する反射率を同時に８％に調整するためには、端面コート膜２０４の膜厚は、図９においてＢ点とＣ点とが重なる点であるＡ点（膜厚８６０ｎｍ程度）に設定する必要があり、膜厚の選択肢が狭くなる。さらに、設定膜厚として厚いポイントしか取れず、同じ膜厚ばらつきに対して膜厚誤差の絶対値が大きくなり、高精度に膜厚を調整するのが困難となる。
【００１５】
また、異なる波長に対応した複数の導波路である第１および第２導波路２０１，２０２を構成する材料は、それぞれ異なるものである。そのため、光出射端面２０３ａから出射されるレーザ光の出力を増大させた場合に、光出射端面２０３ａにおける劣化を防止するためには、２つの異なる波長のレーザ光のそれぞれに対して、端面コート膜２０４を構成する最適な材料が異なる場合がある。従来技術においては、第１および第２導波路２０１，２０２のそれぞれに対応した光出射端面２０３ａに対して端面コート膜２０４を同時に成膜するので、第１および第２導波路２０１，２０２に対応するいずれの光出射端面２０３ａに対しても、同一の膜組成の端面コート膜２０４が形成されることになり、異なる波長のレーザ光のそれぞれに対して、光出射端面２０３ａにおける劣化を好適に防止することができない。
【００１６】
また、光出射端面２０３ａにおけるレーザ光に対する反射率を調整するために、複数層が積層された端面コート膜２０４とする場合がある。従来技術においては、第１および第２導波路２０１，２０２のそれぞれに対応した光出射端面２０３ａに対して端面コート膜２０４を同時に成膜するので、第１および第２導波路２０１，２０２に対応するいずれの光出射端面２０３ａに対しても、同一の膜層数の端面コート膜２０４が形成されることになり、異なる複数の波長のレーザ光に対する反射率を調整するための自由度が低くなる。
【００１７】
また、端面コート膜２０４におけるレーザ光に対する反射率を制御するためには、端面コート膜２０４を形成するときの、複数の半導体レーザ素子本体２０３が連なるレーザバー２２０を加熱する温度も重要な制御パラメータである。しかしながら、従来技術においては、第１および第２導波路２０１，２０２のそれぞれに対応した光出射端面２０３ａに対して端面コート膜２０４を同時に成膜するので、第１および第２導波路２０１，２０２に対応するいずれの光出射端面２０３ａに対しても、同一の温度で端面コート膜２０４が形成されることになり、異なる複数の波長のレーザ光に対する反射率を調整するための自由度が低くなる。
【００１８】
したがって本発明の目的は、１つの素子で異なる複数の波長のレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子であって、光出射端面における複数の波長のレーザ光に対する反射率が所定値となるように、自由度が高い状態で調整された半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することである。また、該半導体レーザ素子を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、厚みが異なるように形成されることを特徴とする半導体レーザ素子である。
【００２０】
また本発明は、１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、異なる材料で形成されることを特徴とする半導体レーザ素子である。
【００２１】
また本発明は、１つの半導体基板上に、異なる複数の発振波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成される半導体レーザ素子本体と、
前記半導体レーザ素子本体において、複数の前記導波路の延在方向一端面であり、異なる複数の波長のレーザ光が出射される光出射端面に形成される端面コート膜とを含み、
前記端面コート膜は、前記光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、光出射方向に向かって複数層が積層されて、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、積層の層数が異なるように形成されることを特徴とする半導体レーザ素子である。
【００２２】
また本発明は、前記半導体レーザ素子を製造する製造方法であって、
前記端面コート膜は、複数の前記導波路のそれぞれに対応して、異なった所定の温度で前記半導体レーザ素子本体を加熱した状態で、半導体レーザ素子本体の光出射端面に形成されることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法である。
【００２３】
また本発明は、前記半導体レーザ素子本体の光出射端面が、所定の間隙を有する複数のスリットが形成された遮蔽板を介して、端面コート膜を構成する成分を含む蒸着源物質と対向するように配置され、
物理的蒸着法に基づいて前記蒸着源物質から脱離した蒸着物質を、前記遮蔽板のスリットを通過させ、半導体レーザ素子本体の光出射端面に蒸着させて、前記端面コート膜を形成することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記半導体レーザ素子本体の光出射端面に前記端面コート膜を形成するとき、前記遮蔽板を前記光出射端面に対して平行に移動させて、複数の前記導波路のそれぞれに対応した端面コート膜を順次形成することを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記端面コート膜は、前記半導体レーザ素子本体に形成される複数の前記導波路のそれぞれに対応して、前記蒸着源物質を複数用いて形成されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、複数の半導体レーザ素子本体を、それぞれの光出射端面が同一平面上となり、かつそれぞれの導波路が水平方向にずれることがないように重ね合わせて、前記遮蔽板を介して前記蒸着源物質と対向するように配置し、複数の半導体レーザ素子本体のぞれぞれの光出射端面に前記端面コート膜を同時に形成することを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、異なる複数の光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う電子機器であって、
前記半導体レーザ素子を備えることを特徴とする電子機器である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、半導体レーザ素子本体には、異なる複数の波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成されている。そして、半導体レーザ素子本体の光出射端面に形成される端面コート膜は、光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の導波路のそれぞれに対応して、厚みが異なるように形成されている。このように、複数の導波路のそれぞれに対応する端面コート膜が、区別されて厚みが異なるように形成されるので、膜厚に対して周期的に変化し、その変化の様子がレーザ光の波長によって異なる反射率を、自由度が高い状態で調整することができる。
【００２９】
また本発明によれば、半導体レーザ素子本体には、異なる複数の波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成されている。そして、半導体レーザ素子本体の光出射端面に形成される端面コート膜は、光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、複数の導波路のそれぞれに対応して、異なる材料で形成されている。このように、複数の導波路のそれぞれに対応する端面コート膜が、区別されて異なる材料で形成されているので、光出射端面から出射されるレーザ光の出力を増大させた場合であっても、光出射端面における複数の波長のレーザ光に対する劣化を防止することができる。
【００３０】
また本発明によれば、半導体レーザ素子本体には、異なる複数の波長のそれぞれに対応した複数の導波路が形成されている。そして、半導体レーザ素子本体の光出射端面に形成される端面コート膜は、光出射端面から出射される複数の波長のレーザ光に対して所定の反射率を有するように、光出射方向に向かって複数層が積層されて、複数の導波路のそれぞれに対応して、積層の層数が異なるように形成されている。このように、複数の導波路のそれぞれに対応する端面コート膜が、区別されて積層の層数が異なるように形成されるので、端面コート膜の反射率を、自由度が高い状態で調整することができる。
【００３１】
また本発明によれば、前記半導体レーザ素子を製造するときに、複数の導波路のそれぞれに対応して、異なった所定の温度で半導体レーザ素子本体を加熱した状態で、端面コート膜を形成する。光出射端面と端面コート膜との密着力を向上するための水分除去、半導体レーザ素子本体の構成材料の揮発防止などを考慮して、半導体レーザ素子本体の加熱温度を、複数の導波路のそれぞれに対応して区別して制御することによって、端面コート膜の反射率を、自由度が高い状態で調整することができる。
【００３２】
また本発明によれば、半導体レーザ素子を製造するとき、半導体レーザ素子本体の光出射端面が、所定の間隙を有する複数のスリットが形成された遮蔽板を介して、端面コート膜を構成する成分を含む蒸着源物質と対向するように配置される。そして、物理的蒸着法に基づいて蒸着源物質から脱離した蒸着物質を、遮蔽板のスリットを通過させ、半導体レーザ素子本体の光出射端面に蒸着させて、端面コート膜を形成する。このように、遮蔽板のスリットを通過した蒸着物質のみが半導体レーザ素子本体の光出射端面に蒸着されて端面コート膜が形成されるので、複数の導波路のそれぞれに対応して区別して、異なった膜厚、膜質、積層数の端面コート膜を形成することがでる。
【００３３】
また本発明によれば、半導体レーザ素子本体の光出射端面に端面コート膜を形成するとき、遮蔽板を光出射端面に対して平行に移動させる。これによって、複数の導波路のそれぞれに対応した端面コート膜を順次形成することができる。
【００３４】
また本発明によれば、端面コート膜は、半導体レーザ素子本体に形成される複数の導波路のそれぞれに対応して、蒸着源物質を複数用いて形成される。これによって、複数の導波路のそれぞれに対応して区別して、膜質の異なった端面コート膜を効率よく形成することができる。
【００３５】
また本発明によれば、半導体レーザ素子を製造するとき、複数の半導体レーザ素子本体を、それぞれの光出射端面が同一平面上となり、かつそれぞれの導波路が水平方向にずれることがないように重ね合わせて、遮蔽板を介して蒸着源物質と対向するように配置する。これによって、複数の半導体レーザ素子本体のぞれぞれの光出射端面に、端面コート膜を同時に形成することができ、半導体レーザ素子の製造効率を上げることができる。
【００３６】
また本発明によれば、異なる複数の光記録媒体に対して情報の記録、再生を行う電子機器は、前記半導体レーザ素子を備えることによって実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の実施の一形態である半導体レーザ素子５０の構成を示す図である。また、図２は、半導体レーザ素子５０の構成を示す図である。図１は、半導体レーザ素子本体３において、第１および第２導波路１，２の延在方向に垂直な面で切断した場合の断面図であり、図２は、第１および第２導波路１，２の延在方向に平行な面で切断した場合の断面図である。
【００３８】
半導体レーザ素子５０は、１つの素子で異なる複数の波長に対応可能なモノリシック半導体レーザ素子である。波長としては、青紫色、青色、緑色、赤色、赤外に対応する波長などを挙げることができ、特に限定されるものではない。また対応可能な波長の数も特に限定されるものではない。本実施の形態では、半導体レーザ素子５０は、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍの２つの波長に対応可能なモノリシック２波長半導体レーザ素子である。
【００３９】
半導体レーザ素子５０は、半導体レーザ素子本体３と、端面コート膜４と、反射側端面コート膜５とを含んで構成される。
【００４０】
半導体レーザ素子本体３は、半導体基板であるｎ型ＧａＡｓ基板６０に、ＤＶＤ（
Digital Versatile Disk）に対する情報の記録、再生に用いられる６６０ｎｍ波長のレーザ光が伝送される第１導波路１が形成される第１レーザ素子１０と、ＣＤ（Compact 
Disk）に対する情報の記録、再生に用いられる７８０ｎｍ波長のレーザ光が伝送される第２導波路２が形成される第２レーザ素子３０とが、並列配置された構造を有している。第１レーザ素子１０および第２レーザ素子３０の構成は、特に限定されるものではないが、以下に、第１レーザ素子１０および第２レーザ素子３０の層構成の一例を示す。また、第１レーザ素子１０および第２レーザ素子３０の以下に示す活性層構造、クラッド層構造は、この分野で常用される方法で形成することができる。
【００４１】
第１レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２５、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層２４、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３、第１ノンドープＡｌＧａＩｎＰガイド層２２、ノンドープＧａＩｎＰウェル層およびＡｌＧａＩｎＰバリア層の複合層２１、第２ノンドープＡｌＧａＩｎＰガイド層２０、第１ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１９、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１８、第２ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１６、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１５、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層１４、ｎ型ＧａＡｓブロック層１３が、順次積層された構造を有している。上記第２ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１５は、中央部が第１導波路１であるリッジ部を構成している。
【００４２】
第２レーザ素子３０は、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４３、第１ノンドープＡｌＧａＡｓガイド層４２、ノンドープＡｌＧａＡｓウェル層およびＡｌＧａＡｓバリア層の複合層４１、第２ノンドープＡｌＧａＡｓガイド層４０、第１ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３９、ｐ型ＡｌＧａＡｓ過飽和吸収層３８、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層３７、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３６、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３５、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層３４、ｎ型ＧａＡｓブロック層３３が、順次積層された構造を有している。上記第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３６およびｐ型ＧａＡｓキャップ層３５は、中央部が第２導波路２であるリッジ部を構成している。
【００４３】
また、第１レーザ素子１０の最上層には、ｐ型電極１２、ｐ型メッキ電極１１が順次積層されて形成され、第２レーザ素子３０の最上層には、ｐ型電極３２、ｐ型メッキ電極３１が順次積層されて形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の下面には、ｎ型電極２６が形成されている。
【００４４】
端面コート膜４は、半導体レーザ素子本体３において、第１および第２導波路１，２の延在方向Ｈの一端面であり、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍ波長のレーザ光が出射される光出射端面３ａに形成される。そして、本発明における端面コート膜４は、光出射端面３ａから出射される６６０ｎｍおよび７８０ｎｍ波長のレーザ光に対して、１０〜３０％程度以下の所定の反射率を有するように、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応して、膜厚、構成材料、積層数が異なるように形成されている。また、端面コート膜４を構成する材料としては、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）などの誘電体材料を挙げることができる。
【００４５】
ここで、誘電体材料からなる端面コート膜４に光吸収がある場合、端面コート膜４は光吸収によって発熱して、温度が急激に上昇し、温度上昇によって半導体レーザ素子５０のバンドギャップが小さくなり、さらに光吸収が大きくなり温度が上昇するという正帰還ループを起こす。そして、最後には端面コート膜４が破壊され、レーザ発振が停止するという現象を引き起こしてしまう。この現象を、瞬間光学損傷（Catastrophic Optical
Damage、略称ＣＯＤ）と呼ぶ。本発明では、端面コート膜４における所定の反射率は、ＣＯＤの発生を防止可能となるように設定される。
【００４６】
以下、半導体レーザ素子５０における端面コート膜４について、具体例をあげて説明する。
【００４７】
端面コート膜４の第１例では、光出射端面３ａにおける６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が８％となるように、第１レーザ素子１０の第１導波路１に対応して、Ａｌ２Ｏ３からなる１層のコート膜が、膜厚２１０ｎｍで形成されている。そして、光出射端面３ａにおける７８０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率も８％となるように、第２レーザ素子３０の第２導波路２に対応して、Ａｌ２Ｏ３からなる１層のコート膜が、膜厚２４０ｎｍで形成されている。
【００４８】
このように、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応するコート膜が、区別されて膜厚が異なるように形成されているので、膜厚に対して周期的に変化し、その変化の様子がレーザ光の波長によって異なる反射率を、自由度が高い状態で、同一の反射率にて調整することができる。
【００４９】
端面コート膜４の第２例では、光出射端面３ａにおける６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が１２％となるように、第１レーザ素子１０の第１導波路１に対応して、Ａｌ２Ｏ３からなる１層のコート膜が、膜厚１８０ｎｍで形成されている。そして、光出射端面３ａにおける７８０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が８％となるように、第２レーザ素子３０の第２導波路２に対応して、Ａｌ２Ｏ３からなる１層のコート膜が、膜厚２４０ｎｍで形成されている。
【００５０】
６６０ｎｍ波長のレーザ光は、７８０ｎｍ波長のレーザ光よりも温度特性が悪い。つまり、６６０ｎｍ波長のレーザ光は、７８０ｎｍ波長のレーザ光に比べて、温度が上昇するにつれて発光量が低減する割合が大きい。
【００５１】
端面コート膜４の第２例では、前述したように端面コート膜４が形成されているので、６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する８０℃でのしきい値電流（Ｉｔｈ）を９０ｍＡとすることができ、前述した第１例におけるしきい値電流（１００ｍＡ）よりも低減することができる。このように、端面コート膜４の第２例では、６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する高温でのしきい値電流を低減することができるので、６６０ｎｍ波長のレーザ光の発光量が高温で低減するのを防止することができる。
【００５２】
つまり、端面コート膜４の第２例では、異なる波長のレーザ光の温度特性をも考慮して、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応するコート膜の膜厚が設定されている。
【００５３】
端面コート膜４の第３例では、光出射端面３ａにおける６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が８％となるように、第１レーザ素子１０の第１導波路１に対応して、Ａｌ２Ｏ３からなる１層のコート膜が、膜厚２１０ｎｍで形成されている。そして、光出射端面３ａにおける７８０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が８％となるように、第２レーザ素子３０の第２導波路２に対応して、ＳｉＯ２からなる１層のコート膜が、膜厚２４４ｎｍで形成されている。
【００５４】
光記録媒体に対する記録速度を上げるためには、半導体レーザ素子５０から出射されるレーザ光の光出力値を大きくする必要がある。このような高出力半導体レーザ素子において、出射されるレーザ光によって最も劣化を受ける部位は、光出射端面３ａである。この光出射端面３ａにおいて、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍ波長のそれぞれのレーザ光に対する劣化を防止するためには、６６０ｎｍ波長に対応する第１導波路１および７８０ｎｍ波長に対応する第２導波路２のそれぞれの活性層構造、クラッド層構造に最も適合した材料を用いて、端面コート膜４を形成する必要がある。
【００５５】
端面コート膜４の第３例では、第１導波路１に対応するコート膜はＡｌ２Ｏ３を用いて形成され、第２導波路２に対応するコート膜はＳｉＯ２を用いて形成されているので、第１および第２導波路１，２のそれぞれに最も適合した材料で端面コート膜４が形成されていることになる。そのため、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍ波長のそれぞれのレーザ光に対して光出射端面３ａにおける劣化を防止した状態で、高出力化が可能となる。
【００５６】
端面コート膜４の第４例では、光出射端面３ａにおける６６０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が６％となるように、第１レーザ素子１０の第１導波路１に対応して、膜厚６ｎｍのＡｌ２Ｏ３からなる層、膜厚５０ｎｍのＡｌＯＮからなる層、および膜厚７０ｎｍのＡｌ２Ｏ３からなる層が光出射方向に向かって順次積層されたコート膜が、全体膜厚１２６ｎｍで形成されている。そして、光出射端面３ａにおける７８０ｎｍ波長のレーザ光に対する反射率が８％となるように、第２レーザ素子３０の第２導波路２に対応して、膜厚１２０ｎｍのＳｉＯ２からなる層および膜厚１２２ｎｍのＡｌ２Ｏ３からなる層が光出射方向に向かって順次積層されたコート膜が、全体膜厚２４２ｎｍで形成されている。
【００５７】
このように、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応するコート膜が、区別されて積層の層数が異なるように形成されるので、端面コート膜４の反射率を、自由度が高い状態で調整することができる。
【００５８】
また、半導体レーザ素子５０が有する反射側端面コート膜５は、半導体レーザ素子本体３において、第１および第２導波路１，２の延在方向Ｈの他端面に形成されて、レーザ光に対して９０％程度以上の高い反射率が実現できるように構成されている。反射側端面コート膜５は、この分野で常用される技術を使用することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、半導体レーザ素子５０における、第１および第２導波路１，２の延在方向Ｈの長さＦは、１５００μｍ程度に設定される。また、第１レーザ素子１０における、第１導波路１の延在方向Ｈと直交する長さである第１レーザ素子幅Ｄは、１１０μｍ程度に設定され、第２レーザ素子３０における、第２導波路２の延在方向Ｈと直交する長さである第２レーザ素子幅Ｅも、１１０μｍ程度に設定される。
【００６０】
図３は、半導体レーザ素子５０の製造方法を説明する図である。また、図４は、複数のレーザバー８０に対して同時に端面コート膜を形成する方法を説明する図である。
【００６１】
半導体レーザ素子５０を製造するとき、まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板であるｎ型ＧａＡｓ基板６０を準備する。次に、図３（ｂ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板６０の厚み方向一表面に、６６０ｎｍ波長に対応した前述の活性層構造、クラッド層構造によって構成される第１導波路１と、７８０ｎｍ波長に対応した前述の活性層構造、クラッド層構造によって構成される第２導波路２とが略平行となるように、それぞれ複数形成されて、半導体レーザ基板７０が作製される。
【００６２】
次に、図３（ｃ）に示すように、半導体レーザ基板７０の一表面に、第１および第２導波路１，２の延在方向と直交する方向に、へき開線６をスクライブにより形成する。次に、図３（ｄ）に示すように、半導体レーザ基板７０を、へき開線６に沿ってへき開し、バー状態のレーザ素子であるレーザバー８０に分割する。ここで、半導体レーザ基板７０がへき開されて作製されたレーザバー８０において、第１および第２導波路１，２の延在方向一端部側の端面が、レーザ光が出射する光出射端面３ａとなる。
【００６３】
次に、レーザバー８０の光出射端面３ａに端面コート膜４を形成する前に、図３（ｅ）に示すように、所定の間隙幅Ｉを有する複数のスリット７ａが形成された遮蔽板７を準備する。ここで、スリット７ａの間隙幅Ｉは、前述した第１レーザ素子幅Ｄおよび第２レーザ素子幅Ｅと同じ長さである１１０μｍに設定される。また、遮蔽板７においてスリット７ａ以外のマスク部の幅Ｊも、１１０μｍに設定される。
【００６４】
また、複数のレーザバー８０に対して同時に端面コート膜４を形成する場合には、コート膜を形成する前準備として、図４（ａ）に示すように、複数のレーザバー８０を重ね合わせておく。このとき、複数のレーザバー８０を、それぞれの光出射端面３ａが同一平面上となり、かつそれぞれのレーザバー８０に形成された第１および第２導波路１，２が水平方向にずれることがないように重ね合わせる。
【００６５】
次に、図３（ｆ）および図４（ｂ）に示すように、詳細は後述するが、レーザバー８０の第１導波路１に対応した光出射端面３ａに、端面コート膜４の形成を行う。そして、図３（ｇ）および図４（ｃ）に示すように、詳細は後述するが、レーザバー８０の第２導波路２に対応した光出射端面３ａに、端面コート膜４の形成を行う。
【００６６】
次に、図３（ｈ）に示すように、レーザバー８０を、第１および第２導波路１，２の延在方向にへき開し、第１および第２導波路１，２が形成されて２つの波長のレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子本体３と、半導体レーザ素子本体３の光出射端面３ａに形成される端面コート膜４とを含んで構成される半導体レーザ素子５０を作製する。
【００６７】
図５は、端面コート膜４の形成方法の第１例を説明する図である。レーザバー８０の光出射端面３ａに端面コート膜４を形成する場合、ＥＢ（Electron Beam）蒸着装置などの真空蒸着装置、もしくはスパッタ装置などを用いた物理的蒸着法、プラズマＣＶＤ（
Chemical Vapor Deposition）装置などを用いた化学的気相法によって端面コート膜４の形成を行うことができる。この中でも、真空蒸着装置を用いた物理的蒸着法によって端面コート膜４の形成を行うのが好ましい。
【００６８】
真空蒸着装置を用いて端面コート膜４の形成を行うときには、レーザバー８０の光出射端面３ａが、遮蔽板７を介して蒸着源物質８と対向するように、チャンバ９内に配置される。ここで、蒸着源物質８は、形成させたい端面コート膜４を構成する成分を含む物質である。Ａｌ２Ｏ３からなる端面コート膜４を形成したい場合には、蒸着源物質８はＡｌ２Ｏ３であり、ＳｉＯ２からなる端面コート膜４を形成したい場合には、蒸着源物質８はＳｉＯ２である。本発明では、真空蒸着装置において、ＥＢなどのエネルギーが与えられた蒸着源物質８は蒸発して蒸着物質となり、この蒸着物質が遮蔽板７のスリット７ａを通過し、レーザバー８０の光出射端面３ａで凝結、固化して蒸着されて膜形成される。
【００６９】
第１導波路１に対応したコート膜を形成するときには、第１導波路１の幅方向中央部と遮蔽板７のスリット７ａの間隙幅方向中央部とが、同一平面上となるようにする。次に、第２導波路２に対応したコート膜を形成するときには、遮蔽板７は、光出射端面３ａに対して平行に、前述した第１レーザ素子幅Ｄおよび第２レーザ素子幅Ｅと同じ長さである１１０μｍだけ移動させ、第２導波路２の幅方向中央部とスリット７ａの間隙幅方向中央部とが、同一平面上となるようにする。
【００７０】
以上のようにして、遮蔽板７のスリット７ａを通過した蒸着物質のみが、レーザバー８０の光出射端面３ａに蒸着されて端面コート膜４が形成されるので、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応して区別して、異なった膜厚、膜質、積層数の端面コート膜４を形成することができる。
【００７１】
図６は、端面コート膜４の形成方法の第２例を説明する図である。端面コート膜４の形成方法の第２例では、レーザバー８０に形成される第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応して、２つの蒸着源物質８ａ，８ｂを用いて膜形成するのが特徴的である。２つの蒸着源物質８ａ，８ｂは、同一材料でも、異種材料であってもよい。たとえば、第１および第２導波路１，２に対応して、同一材料（たとえば、Ａｌ２Ｏ３）からなるコート膜を形成する場合には、同一材料の２つの蒸着源物質８ａ，８ｂをチャンバ９内に配置する。また、第１および第２導波路１，２に対応して、異種材料（たとえば、第１導波路１に対してＡｌ２Ｏ３、第２導波路２に対してＳｉＯ２）からなるコート膜を形成する場合には、異種材料の２つの蒸着源物質８ａ，８ｂをチャンバ９内に配置する。
【００７２】
蒸着源物質８ａ，８ｂのチャンバ９内における配置位置は、遮蔽板７を介してレーザバー８０に対向するような位置である。さらに、チャンバ９内における、レーザバー８０の光出射端面３ａと遮蔽板７との離間距離Ｌ、遮蔽板７と蒸着源物質８ａ，８ｂとの離間距離Ｍ、蒸着源物質８ａ，８ｂ同士の離間距離Ｎは、第１および第２導波路１，２に対応するコート膜を、遮蔽板７を平行移動させることなく形成できるように設定される。つまり、端面コート膜４の形成方法の第２例では、遮蔽板７を平行移動させることなく、固定した状態で、第１および第２導波路１，２に対応するコート膜を形成するものである。
【００７３】
端面コート膜４の形成方法の第２例では、第１および第２導波路１，２に対応して、異種材料からなるコート膜を形成する場合でも、効率よく端面コート膜４を形成することができるとともに、遮蔽板７を高精度に移動させる必要がなく、端面コート膜４の形成を行うことができる。
【００７４】
また、前述した端面コート膜４の形成方法の第１例および第２例のいずれにおいても、第１導波路１を構成する層には、ＧａＩｎＰ系の材料からなる層が含まれている。このようなＧａＩｎＰ系の材料は、高温で加熱されると、構成成分の一部が揮発する場合がある。第１導波路１を構成する層において構成成分の一部が揮発すると、ＣＯＤが発生する光出力値が低下してしまう。
【００７５】
そのため、端面コート膜４を形成するとき、第１導波路１に対応したコート膜を形成する場合と、第２導波路２に対応したコート膜を形成する場合とで、異なった所定の温度でレーザバー８０を加熱した状態で、膜形成することが好ましい。これによって、光出射端面３ａと端面コート膜４との密着力を向上するための水分除去、第１および第２導波路１，２の構成材料の揮発防止などを考慮して、レーザバー８０の加熱温度を、第１および第２導波路１，２のそれぞれに対応して区別して制御することによって、端面コート膜４の反射率を、自由度が高い状態で調整することができる。
【００７６】
たとえば、前述した端面コート膜４の形成方法の第１例および第２例のいずれにおいても、まず、レーザバー８０を１００℃にて加熱した状態で第１導波路１に対応したコート膜を形成して、第１導波路に対応する光出射端面３ａを被覆し、第１導波路１を構成する層において構成成分の一部が揮発するのを防止する。その後、レーザバー８０を３００℃にて加熱した状態で第２導波路２に対応したコート膜を形成するようにすればよい。
【００７７】
図７は、本発明の実施の一形態である電子機器１００の構成を示す図である。電子機器１００は、光ディスクなどの異なる複数の光記録媒体１０５に対して情報の記録、再生を行う機器である。
【００７８】
電子機器１００は、異なる複数の波長のレーザ光を出射する前述した半導体レーザ素子５０が配設されるレーザ光出力部１０１と、レーザ光出力部１０１から出射されるレーザ光を光記録媒体１０５の情報記録面に集光する対物レンズ１０４と、対物レンズ１０４とレーザ光出力部１０１との間に設けられてレーザ光出力部１０１からの出射レーザ光を平行光にするとともに光記録媒体１０５によって反射された反射光を集光するコリメートレンズ１０３と、レーザ光出力部１０１からの出射レーザ光を透過するとともに光記録媒体１０５からの反射光を反射するビームスプリッタ１０２と、光記録媒体１０５からの反射光を受光検出する光検出器１０６とを含んで構成される。
【００７９】
以下、電子機器１００における情報再生動作について簡単に説明する。レーザ光出力部１０１の半導体レーザ素子５０から出射されるレーザ光は、ビームスプリッタ１０２を透過し、コリメートレンズ１０３により平行光となり、対物レンズ１０４によって光記録媒体１０５の情報記録面に集光される。光記録媒体１０５によって反射された反射光は、再び対物レンズ１０４を透過し、コリメートレンズ１０３によって集光されてビームスプリッタ１０２へ入射し、ビームスプリッタ１０２で進行方向を曲げられて、光検出器１０６に到達する。
【００８０】
電子機器１００では、前述した本発明のモノリシック半導体レーザ素子である半導体レーザ素子５０を備えているので、所定の反射率に調整された光出射端面３ａから出射された複数の波長のレーザ光を用いて、異なる複数の光記録媒体１０５に対して情報の記録、再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の一形態である半導体レーザ素子５０の構成を示す図である。
【図２】半導体レーザ素子５０の構成を示す図である。
【図３】半導体レーザ素子５０の製造方法を説明する図である。
【図４】複数のレーザバー８０に対して同時に端面コート膜を形成する方法を説明する図である。
【図５】端面コート膜４の形成方法の第１例を説明する図である。
【図６】端面コート膜４の形成方法の第２例を説明する図である。
【図７】本発明の実施の一形態である電子機器１００の構成を示す図である。
【図８】従来技術における、１つの素子で異なる複数の波長に対応可能な半導体レーザ素子の製造方法を説明する図である。
【図９】レーザ光の波長の違いによる、端面コート膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１  第１導波路
２  第２導波路
３  半導体レーザ素子本体
４  端面コート膜
７  遮蔽板
８  蒸着源物質
１０  第１レーザ素子
３０  第２レーザ素子
５０  半導体レーザ素子
６０  半導体基板
７０  半導体レーザ基板
８０  レーザバー
１００  電子機器
１０１  レーザ光出力部
１０２  ビームスプリッタ
１０３  コリメートレンズ
１０４  対物レンズ
１０５  光記録媒体
１０６  光検出器
【図１】
2009302161.tif 000003
【図２】
2009302161.tif 000004
【図３】
2009302161.tif 000005
【図４】
2009302161.tif 000006
【図５】
2009302161.tif 000007
【図６】
2009302161.tif 000008
【図７】
2009302161.tif 000009
【図８】
2009302161.tif 000010
【図９】
2009302161.tif 000011