(57)【要約】【課題】赤外レーザの温度特性を高め、低電圧動作が可能な赤外レーザを有する二波長半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置は、基板１０と、基板１０上に形成された第１の半導体レーザと、第１の半導体レーザよりも短い波長の光を出力し、基板上に形成された第２の半導体レーザとを備えている。第１の半導体レーザは、基板１０の上方に形成された第１導電型の第１のクラッド層１２と、第１のクラッド層１２上に形成された第１導電型の第１のガイド層１３と、第１のガイド層１３上に形成されＡｌＧａＡｓを含む第１の活性層１４と、活性層１４上に形成され、活性層１４との界面部のＡｌ組成が上面部のＡｌ組成より小さい第２導電型の第２のガイド層１５ｇ２、１５ｇ１と、第２のガイド層１５ｇ１上に形成された第２導電型のクラッド層１６とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなるクラッド層を有し、前記基板上に形成された第１の半導体レーザと、前記第１の半導体レーザよりも短い波長の光を出力し、前記基板上に形成された第２の半導体レーザとを備え、
前記第１の半導体レーザは、
前記基板の上方に形成された第１導電型の第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成された第１導電型の第１のガイド層と、
第１のガイド層上に形成されＡｌＧａＡｓを含む第１の活性層と、
前記活性層上に形成され、前記活性層との界面部のＡｌ組成が上面部のＡｌ組成より小さい第２導電型の第２のガイド層と、
前記第２のガイド層上に形成された第２導電型のクラッド層とを有している半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第２のガイド層は、ＡｌＧａＡｓで構成され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２のガイド層は、Ａｌ組成が０．５以下で前記活性層に接する第３のガイド層と、前記第３のガイド層上に形成され、Ａｌ組成が０．５５以上の第４のガイド層とを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第４のガイド層のＡｌ組成が０．６以上であ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２ガイド層の膜厚が２０ｎｍ以上且つ４３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記第２の半導体レーザは、(ＡｌｘＧａ１−ｘ)ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を含む量子井戸構造を有する第２の活性層を有していることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記第１の半導体レーザの前記第１の活性層および前記第２の半導体レーザの前記第２の活性層の光出力端面部は、不純物の拡散により無秩序化されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板の上方に形成され、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる第１導電型の第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成された第１導電型の第１のガイド層と、
第１のガイド層上に形成されＡｌＧａＡｓを含む第１の活性層と、
前記活性層上に形成され、前記活性層との界面部のＡｌ組成が上面部のＡｌ組成より小さい第２導電型の第２のガイド層と、
前記第２のガイド層上に形成され、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる第２導電型のクラッド層とを備えている半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置のピックアップ用光源、その他の電子装置、情報処理装置などに必要な光源として用いられる赤色及び赤外域の半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高密度記録が可能で大容量のディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）およびその記録用のＤＶＤ装置が市販されており、今後需要が益々伸びていく商品として注目されている。このＤＶＤは高密度記録であるため、その記録再生用のレーザ光源としては発光波長が６５０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが用いられている。このため、従来のＤＶＤ装置の光学ピックアップでは、発光波長が７８０ｎｍのＡｌＧａＡｓ系半導体レーザを用いて再生を行うコンパクトディスク（ＣＤ）を再生することができなかった。
【０００３】
そこで、この問題を解決するために、発光波長が６５０ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザのチップと、発光波長が７８０ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザのチップとを別々にパッケージしたものを搭載した光学ピックアップが採用されている。しかしながら、上述のような光学ピックアップは、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザとＡｌＧａＡｓ系半導体レーザの二つのパッケージが搭載されていることにより、サイズが大きく、したがってＤＶＤ装置のサイズも大きくなってしまうという不具合が生じる。そこで、この不具合を解決するために、同一基板上に成長された半導体層により発光素子構造が形成された互いに発光波長が異なる複数種類の半導体発光素子を有する集積型半導体発光装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
図１２は、従来の集積型半導体レーザ装置の一実施例を示す図である。同図に示すように、従来の集積型半導体レーザ装置においては、同一のｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、発光波長が７００ｎｍ帯（例えば、７８０ｎｍ）のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１と、発光波長が６００ｎｍ帯（例えば、６５０ｎｍ）のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２とが、互いに分離した状態で集積化されている。ｎ型ＧａＡｓ基板２０１としては、例えば、（１００）面方位を有するものや、（１００）面から例えば５〜１５°オフした面を主面とするものが用いられる。
【０００５】
ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１においては、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２１１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２１２、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の活性層２１３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２１４およびｐ型ＧａＡｓキャップ層２１５が順次積層されている。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２１４の上部（図１２では下方）およびｐ型ＧａＡｓキャップ層２１５は一方向に延びるストライプ形状を有する。このストライプ部の両側の部分にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２１６が設けられており、これによって電流狭窄構造が形成されている。ストライプ形状のｐ型ＧａＡｓキャップ層２１５およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２１６上（図１２ではｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２１６の下）にはｐ側電極２１７が、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１５とオーミックコンタクトして設けられている。ｐ側電極２１７としては、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。
【０００６】
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２においては、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上（図１２ではｎ型ＧａＡｓ基板２０１の下）に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２２１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２２、ＳＱＷ構造またはＭＱＷ構造の活性層２２３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層２２５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層２２６が順次積層されている。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２４の上部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層２２５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層２２６は一方向に延びるストライプ形状を有する。このストライプ部の両側方にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２２７が設けられており、これによって電流狭窄構造が形成されている。ストライプ形状のｐ型ＧａＡｓキャップ層２２６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２２７上にはｐ側電極２２８が、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２２６とオーミックコンタクトして設けられている。ｐ側電極２２８としては、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。
【０００７】
ｎ型ＧａＡｓ基板２０１の裏面にはｎ側電極２２９が、このｎ型ＧａＡｓ基板２０１とオーミックコンタクトして設けられている。ｎ側電極２２９としては、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ電極やＩｎ電極が用いられる。
【０００８】
以上のような場合、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１のｐ側電極２１７およびＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のｐ側電極２２８は、パッケージベース３００上に互いに電気的に分離した状態で設けられたヒートシンクＨ１、Ｈ２上にそれぞれはんだ付けされている。
【０００９】
上述のように構成されたこの従来の集積型半導体レーザ装置においては、ｐ側電極２１７とｎ側電極２２９との間に電流を流すことによりＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１を駆動することができ、ｐ側電極２２８とｎ側電極２２９との間に電流を流すことによりＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２を駆動することができるようになっている。そして、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１を駆動することにより波長７００ｎｍ帯（例えば、７８０ｎｍ）のレーザ光を取り出すことができ、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２を駆動することにより波長６００ｎｍ帯（例えば、６５０ｎｍ）のレーザ光を取り出すことができるようになっている。ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１を駆動するか、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２を駆動するかの選択は、外部スイッチの切り換えなどにより行うことができるようになっている。
【００１０】
以上のように、この従来集積型半導体レーザ装置によれば、発光波長が７００ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１と発光波長が６００ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２とを有することにより、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤおよびＭＤ用のレーザ光とを互いに独立に取り出すことができる。このため、この集積型半導体レーザ装置をＤＶＤ装置の光学ピックアップにレーザ光源として搭載することにより、ＤＶＤ、ＣＤおよびＭＤのいずれの再生または記録も可能となる。これらのＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ１およびＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２は、同一のｎ型ＧａＡｓ基板１上に成長された半導体層によりレーザ構造が形成されていることにより、この集積型半導体レーザ装置のパッケージは一つで済む。このため、光学ピックアップの小型化を図ることができ、したがってＤＶＤ装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、半導体レーザにおいて、高速に光ディスクを書き換えるためには、高温動作時においてもできるだけ高い光出力が要望される。例えば、１６倍速以上の高速でＤＶＤの光ディスクを書き換えるためには光出力として３００ｍＷ以上の高出力が必要とされる。このような高出力を得るためには、高出力時に半導体レーザの端面が自らの光出力により溶融破壊されるＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）を防ぐ必要がある。ＣＯＤを防ぐためには、レーザの共振器端面内部の光密度を低減し、発熱を抑えることが有効である。このためには、レーザ光を取り出す半導体レーザの前端面を、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、アモルファスＳｉといった誘電体でコーティングし、前面の反射率を下げることが有効である。
【００１２】
一般的にＡｌＧａＩｎＰ系材料やＡｌＧａＡｓ系材料で構成された半導体レーザの共振器端面の反射率は、端面コーティングされていない場合約３０％となる。この場合、共振器端面において約３０％のレーザ光が反射して共振器内部にフィードバックされ、約７０％の光が前端面より 取り出されることになる。これに対し、例えば、前面の反射率が１０％となるように誘電体膜をコーティングすると、共振器端面において１０％のレーザ光が反射して共振器内部にフィードバックされ、９０％の光が前端面より取り出されることになる。すなわち、前端面から取り出される光出力が同じ場合、前面の反射率を小さくすれば、共振器端面の光密度も低減することができる。従って、前面の反射率を低減することはＣＯＤレベル（発振可能な最大の光出力）の増大につながり、高出力レーザを得るための有効な手段である。さらに、レーザ光を取り出す共振器面とは逆の側である後端面反射率を高く設定すれば、半導体レーザの前面からの光の取り出し効率をさらに高めることができる。そこで、高出力半導体レーザにおいては、前面の反射率を低減し、後面の反射率は逆に高反射率とする端面コート条件が、広く用いられている。同一基板上に赤色、赤外域で発光する半導体レーザを集積化した２波長レーザにおいても、高出力動作を得るためには前述の理由から、赤色、赤外に対して低反射率、高反射率を同時に得ることが可能な誘電体膜をレーザ共振器端面にコーティングを施している。
【００１３】
さらに、上記のような端面コーティングを施したとしてもレーザ共振器端面の活性層のバンドギャップエネルギーは表面準位の影響を受け、共振器内部の活性層のバンドギャップエネルギーよりも小さくなる。つまり、半導体レーザに電流注入を行うと、ジュール発熱や、活性層での非発光再結合の影響を受け活性層のバンドギャップエネルギーが縮小してしまう。特に、高出力レーザでは、前述のように前端面の反射率を小さくするため前端面近傍での活性層の光密度が共振器内部で最も大きくなり、温度が上昇しやすくなる。このため前端面近傍の活性層のバンドギャップエネルギーはさらに縮小し、レーザ光に対する吸収損失が増大し、さらに発熱してしまう。その結果、端面のＣＯＤを生じてしまう。このような端面破壊の発生を防ぐためにはレーザ端面近傍の量子井戸活性層を不純物拡散により無秩序化し、端面窓構造を形成し、あらかじめ端面近傍の活性層のバンドギャップエネルギーを増大させておき、発熱により端面近傍の活性層のバンドギャップが縮小してもレーザ発振光に対してほぼ透明な状態を維持できるようにすればよい。この結果、ＣＯＤを生じる光出力を増大させることが可能となる。
【００１４】
今後、再生のみならず記録機能を有する１６倍速記録対応ＤＶＤや４８倍速記録対応のＣＤ−Ｒといった高速書き込み可能な光ディスクシステム用の光源の需要が益々高まっていく。この場合、光源として用いられるレーザには８５℃以上の高温動作時においても、少なくとも３５０ｍＷ以上の高出力動作が求められている。
【００１５】
一般的に、高温動作を実現するためには、活性層に注入された電子が熱により励起されｐ型クラッド層に漏れ出すキャリアオーバーフローを抑制する必要がある。このキャリアオーバーフローを抑制するためには、活性層とｐ型クラッド層の伝導帯のバンドオフセット( ΔＥｃ)を大きくし、活性層とｐ型クラッド層の電子のポテンシャルエネルギーの差を大きくすることが有効である。ＣＤ−Ｒ用の赤外レーザの場合、７８０ｎｍ帯のレーザ発振光を得るために、活性層にはＡｌＧａＡｓ系の材料が広く用いられている。この構造において、ｐ型クラッド層にｐ型のＡｌＧａＡｓを用いるよりも、禁制帯幅エネルギーのより大きなｐ型のＡｌＧａＩｎＰを用いたほうがΔＥｃを大きくするには非常に有効である。
【００１６】
図１３は、第２の従来例に係る半導体レーザ装置である２波長半導体レーザ装置を示す断面図である。同図に示すように、赤色レーザは、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１１と、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐクラッド層３１２と、バリア層３１３ｂ１、３１３ｂ２、ウェル層３１３ｗ１、３１３ｗ２、およびガイド層３１３ｇ１、３１３ｇ２を有する歪量子井戸活性層３１３と、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐクラッド層３１４と、ｎ型電流ブロック層３１５と、ｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ保護層３１６と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１７とを有している。
【００１７】
また、第２の従来例に係る２波長半導体レーザにおいて、赤外レーザは、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３２１と、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐクラッド層３２２と、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなるバリア層３２３ｂ１、３２３ｂ２およびＧａＡｓからなるウェル層３２３ｗ１、３２３ｗ２、３２３ｗ３、およびガイド層３２３ｇ１、３２３ｇ２を有する量子井戸活性層３２３と、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐクラッド層３２４とを有している。この従来例では、活性層とｐ型クラッド層のΔＥｃを大きくすることにより赤外レーザの温度特性の向上を図っている（特許文献２参照）。
【００１８】
また、半導体レーザを高出力動作させる場合、レーザ光を取り出す側の共振器端面（前端面）とその反対側の共振器端面（後端面）には、それぞれ、反射率１０％以下の低反射率、及び反射率８５％以上の高反射率を有する誘電体膜のコーティングを行う。このような低反射率（AR；Anti Reflection）/高反射率（HR；High Reflection)コーティングを行うことにより、電流-光出力特性における外部微分量子効率（スロープ効率）の向上を図ることができる。よって、少ない注入電流量で高い光出力を実現するとともに、端面近傍の量子井戸活性層を不純物拡散により無秩序化することで、レーザ光自身の光出力によりレーザ端面が溶融破壊されるＣＯＤの発生を防いでいる。この結果、２波長レーザにおいて、２００ｍＷ以上の高出力動作が可能な赤外レーザを実現している。
【特許文献１】特開平１１−１８６６５１号公報
【特許文献２】特開２００７−８８１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来の第２の従来例に係る赤外レーザでは、ｐ型の不純物としてＺｎを用いていた。また、不純物をドーピングすることによる非発光再結合中心の形成に起因した発光効率の低下を抑制するために、ＡｌＧａＡｓ系材料からなる量子井戸活性層には不純物のドーピングを行っていない。この場合、ＡｌＧａＩｎＰ系材料におけるＺｎの拡散速度はＡｌＧａＡｓ系材料よりも速いため、ｐ型のＡｌＧａＩｎＰから量子井戸活性層へＺｎが拡散すると共に、拡散速度の遅いＡｌＧａＡｓ系量子井戸活性層とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の界面でＺｎがパイルアップしやすくなる。この界面でのＺｎのパイルアップのために量子井戸活性層とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の界面で価電子帯エネルギーバンド構造に形成されるスパイクの大きさが大きくなるため、ｐ型クラッド層から活性層に向かって注入されるホールの抵抗が増し、動作電圧が増大するという課題が生じる。
【００２０】
この時、赤外レーザにおいては、ｐ型クラッド層にＡｌＧａＩｎＰを用いることにより電子のオーバーフローを抑制することが可能であるため、光出力−電流特性において熱飽和レベルの高い、温度特性が良好なレーザが得られるが、一方で、パルス８５℃、３５０ｍＷの高温高出力動作時における動作電圧が３．３Ｖ程度となってしまう。この結果、動作電圧が、レーザを駆動するレーザ駆動回路の供給電圧の容量（〜３．５Ｖ）とほぼ同等レベルの値となり、４００ｍＷクラスの更なる高出力動作を考えると、動作電圧を低減しなければレーザを駆動できないという重大な支障をきたしてしまう。
【００２１】
本発明は、赤外レーザの温度特性を高め、低電圧動作が可能な赤外レーザを有する二波長半導体レーザ装置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】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明の第１の半導体レーザ装置は、基板と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなるクラッド層を有し、前記基板上に形成された第１の半導体レーザと、前記第１の半導体レーザよりも短い波長の光を出力し、前記基板上に形成された第２の半導体レーザとを備え、前記第１の半導体レーザは、前記基板の上方に形成された第１導電型の第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成された第１導電型の第１のガイド層と、第１のガイド層上に形成されＡｌＧａＡｓを含む第１の活性層と、前記活性層上に形成され、前記活性層との界面部のＡｌ組成が上面部のＡｌ組成より小さい第２導電型の第２のガイド層と、前記第２のガイド層上に形成された第２導電型のクラッド層とを有している。
【００２３】
この構成により、第２のガイド層と第２のクラッド層との界面近傍の第２のガイド層における不純物の拡散速度を高めることが可能となり、例えばＡｌＧａＡｓ系材料とＡｌＧａＩｎＰ系材料との界面に生じる不純物のパイルアップの大きさを低減することが可能となる。この結果、第２のクラッド層と第２のガイド層との界面に形成される価電子帯エネルギーバンド構造でのスパイクの大きさを小さくすることが可能となり、動作電圧を低減することが可能となる。
【００２４】
また、前記第２のガイド層は、Ａｌ組成が０．５以下で前記活性層に接する第３のガイド層と、前記第３のガイド層上に形成され、Ａｌ組成が０．５５以上の第４のガイド層とを有していることにより、第２のクラッド層と第２のガイド層との界面に形成される価電子帯エネルギーバンド構造でのスパイクの大きさを小さくするとともに、不純物が活性層に拡散するのを防ぐことができる。このため、不純物拡散による非発光再結合中心が活性層に形成されるのを防ぐことができるので、発光効率の低下を抑制することができる。
【００２５】
前記第２ガイド層の膜厚が２０ｎｍ以上且つ４３ｎｍ以下であれば、第１の半導体レーザ装置から出力された光の垂直拡がり角を１４°以上１８°以下にすることができるので、光ピックアップの光源として好ましく用いることができる。
【００２６】
本発明の第２の半導体レーザ装置は、基板と、前記基板の上方に形成され、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる第１導電型の第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成された第１導電型の第１のガイド層と、第１のガイド層上に形成されＡｌＧａＡｓを含む第１の活性層と、前記活性層上に形成され、前記活性層との界面部のＡｌ組成が上面部のＡｌ組成より小さい第２導電型の第２のガイド層と、前記第２のガイド層上に形成され、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる第２導電型のクラッド層とを備えている。
【００２７】
この構成により、第２のガイド層と第２のクラッド層との界面近傍の第２のガイド層における不純物の拡散速度を高めることが可能となり、例えばＡｌＧａＡｓ系材料とＡｌＧａＩｎＰ系材料との界面に生じる不純物のパイルアップの大きさを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る半導体レーザ装置によれば、例えば赤外レーザにおいて第２のガイド層と第２のクラッド層との界面に形成される価電子帯エネルギーバンド構造でのスパイクの大きさを小さくすることが可能となり、動作電圧を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。この構造において、（１００）面から［０１１］方向に１０°傾けた面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、赤色レーザと赤外レーザが集積化されている。まず、赤外レーザの構造から説明を行う。なお、以下で示す各層の膜厚は一例であって、これに限定されるものではない。
【００３１】
赤外レーザは、下から順にｎ型ＧａＡｓ基板１０上に設けられた厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ２．０μｍのｎ型クラッド層１２と、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第１ガイド層１３と、ＧａＡｓからなるウェル層１４ｗ１、１４ｗ２、およびＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなるバリア層１４ｂ１を有する量子井戸活性層１４と、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第２ガイド層１５ｇ２と、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる第３ガイド層１５ｇ１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｐ型クラッド層１６と、ｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ５０ｎｍの保護層１７と、ｐ型ＧａＡｓからなる厚さ０．４μｍのコンタクト層１８とを有している。
【００３２】
ｐ型クラッド層１６の上部、保護層１７およびコンタクト層１８はストライプ状のリッジを構成している。リッジ上部のｐ型クラッド層１６の頂面から量子井戸活性層１４までの距離は１.４μｍ、リッジ下端部から量子井戸活性層１４までの距離ｄｐは０．２４μｍである。
【００３３】
リッジの側面上およびｐ型クラッド層１６上にはＳｉＮからなる厚さ０．３μｍの電流ブロック層１９が形成されている。この構造において、コンタクト層１８から注入された電流は電流ブロック層１９によりリッジ部のみに狭窄され、リッジ底部下方に位置する量子井戸活性層１４に集中して電流注入され、レーザ発振に必要なキャリアの反転分布状態が数十ｍＡの少ない注入電流により実現される。量子井戸活性層１４へ注入されたキャリアの再結合により発光した光について、量子井戸活性層１４の上下面と垂直な方向では、ｐ型クラッド層１６とｎ型クラッド層１２とにより垂直方向の光閉じ込めが行われ、量子井戸活性層１４の上下面と平行な方向では、電流ブロック層１９がクラッド層よりも屈折率が低いため水平方向の光閉じ込めが生じる。また、電流ブロック層１９はレーザ発振光に対して透明であるため光吸収がなく、低損失の導波路を実現することができる。また、導波路を伝播する光は電流ブロック層１９に大きくしみ出すことができるため、赤色レーザ部と同様に、高出力動作に適した１０−３のオーダのΔｎ（ストライプ内外の実効屈折率差）を容易に得ることができ、さらにその大きさをｄｐ（リッジ下端部から量子井戸活性層１４までの距離）の大きさで、同じく１０−３のオーダで精密に制御することができる。このため、光分布を精密に制御しつつ、低動作電流の高出力半導体レーザを得ることができる。本実施例では、ｄｐを０．２４μｍとし、４×１０−３のΔｎを得ている。この構成により、水平、垂直広がり角として、記録再生光ディスク用の光源に好適な、８°、１６．２°の半値全幅を有する安定した基本横モード発振を得ることができる。
【００３４】
赤色レーザは、下から順に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に形成されたｎ型ＧａＡｓからなる厚さ０．５μｍのバッファ層２１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ２．０μｍのｎ型クラッド層２２と、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる第１ガイド層２３ｇ１と、ＧａＩｎＰからなるウェル層２３ｗ１、２３ｗ２、２３ｗ３およびＡｌＧａＩｎＰからなるバリア層２３ｂ１、２３ｂ２を有する歪量子井戸活性層２３と、ＡｌＧａＩｎＰからなる第２ガイド層２３ｇ２と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｐ型クラッド層２４と、ｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ５０ｎｍの保護層２５と、ｐ型ＧａＡｓからなる厚さ０．４μｍのコンタクト層２６とを有している。リッジ上部のｐ型クラッド層２４の頂面から歪量子井戸活性層２３までの距離は１.４μｍ、リッジ下端部から歪量子井戸活性層２３までの距離ｄｐは０．１７μｍである。
【００３５】
リッジの側面上およびｐ型クラッド層２４上にはＳｉＮからなる厚さ０．３μｍの電流ブロック層１９が形成されている。この構造において、コンタクト層２６から注入された電流は電流ブロック層１９によりリッジ部のみに狭窄され、リッジ底部下方に位置する活性層２３に集中して電流注入され、レーザ発振に必要なキャリアの反転分布状態が数十ｍＡの少ない注入電流により実現される。歪量子井戸活性層２３へ注入されたキャリアの再結合により発光した光について、歪量子井戸活性層２３の上下面と垂直な方向では、ｎ型クラッド層２２とｐ型クラッド層２４とにより垂直方向の光閉じ込めが行われ、歪量子井戸活性層２３の上下面と平行な方向では、電流ブロック層１９がクラッド層よりも屈折率が低いため水平方向の光閉じ込めが生じる。また、電流ブロック層１９はレーザ発振光に対して透明であるため光吸収がなく、低損失の導波路を実現することができる。また、導波路を伝播する光は電流ブロック層１９に大きくしみ出すことができるため、高出力動作に適した１０−３のオーダのΔｎを容易に得ることができ、さらにその大きさをｄｐの大きさで、同じく１０−３のオーダで精密に制御することができる。このため、光分布を精密に制御しつつ、低動作電流の高出力半導体レーザを得ることができる。本実施例では、ｄｐを０．１７μｍとし、５×１０−３のΔｎを得ている。この構成により、水平、垂直広がり角として、記録再生光ディスク用の光源に好適な、９°、１６°の半値全幅を有する安定した基本横モード発振を得ることができる。
【００３６】
また、８５℃の高温動作時において、放熱性を向上させるために、３５０ｍＷ以上の高出力レーザでは、共振器長を１５００μｍ以上として動作電流密度を低減している。本実施形態では共振器長を１７５０μｍとしている。
【００３７】
共振器の前端面、後端面には、それぞれ赤外レーザ光、赤色レーザ光に対して反射率がともに７％、９４％となるように誘電体膜のコーティングを行っている。また、赤外レーザおよび赤色レーザの活性層のうち光出力端面近傍の部分を不純物拡散により無秩序化することで、レーザ光自身の光出力によりレーザ端面が溶融破壊されるＣＯＤの発生を防いでいる。
【００３８】
ここで、本実施形態の半導体レーザ装置の特徴である、赤外レーザにおけるウェル層上のガイド層の構造について説明する。
【００３９】
まず、第３ガイド層１５ｇ１のＡｌ組成は少なくとも０．５５以上であり、好ましくは０．６以上となっている。これにより、後に説明するように、ｐ型クラッド層１６と第３ガイド層１５ｇ１との間の界面にＺｎがパイルアップしにくくなるので、当該界面における価電子帯のスパイクの大きさを小さくすることができる。なお、第３ガイド層１５ｇ１のＡｌ組成は０．７以下であることが好ましい。
【００４０】
また、第２ガイド層１５ｇ２と第３ガイド層１５ｇ１の合計膜厚が最低でも２０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍとなっているので、ウェル層１４ｗ１、１４ｗ２への不純物の拡散が防がれている。また、第２ガイド層１５ｇ２と第３ガイド層１５ｇ１の合計膜厚は４３ｎｍ以下になっていることにより、後述のように半導体レーザ光の垂直拡がり角を１８°以下とすることができる。
【００４１】
次に、上述の特徴について説明する。
【００４２】
ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層１６にはｐ型の不純物としてＺｎがドーピングされている。また、ウェル層１４ｗ１上に形成されている第２ガイド層１５ｇ２は、ＡｌＧａＡｓ系の材料で形成されている。この場合、不純物であるＺｎはＡｌＧａＩｎＰ中の方がＡｌＧａＡｓ系材料中よりも結晶成長中の熱履歴により拡散しやすいため、Ｚｎがｐ型クラッド層１６と第３ガイド層１５ｇ１との界面でパイルアップし易くなる。この時、価電子帯エネルギーのバンド構造に形成されるスパイクのエネルギーの大きさはパイルアップするＺｎ濃度の増大と共に増加する。このスパイクにより、ｐ型クラッド層１６から量子井戸活性層１４へ注入される正孔に対し抵抗が増大し動作電圧が増加する。
【００４３】
図２（ａ）〜（ｄ）は、ガイド層のＡｌ組成を０．５から０．７まで変化させた時のＺｎ濃度分布の測定結果を示す図である。図中、相対距離となっているのはレーザの膜厚方向の距離であり、Ｚｎ濃度が急激に低下する場所がｐ型クラッド層１６とガイド層との界面である。ここで、この界面にパイルアップするＺｎの濃度がガイド層のＡｌ組成の増大に伴い減少することがわかる。これは、ＡｌＧａＡｓ層でのＺｎの拡散はＡｌ組成が高いほど大きくなるため、ガイド層内でＺｎが拡散しやすくなる結果、ｐ型クラッド層１６との界面でパイルアップするＺｎ濃度が減少すると考えられる。したがって、ｐ型クラッド層１６とガイド層との界面での価電子帯のスパイクの大きさを小さくするためには、ガイド層のＡｌ組成を少なくとも０．５５以上、好ましくは０．６以上に大きくしてやればよいことがわかる。
【００４４】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｚｎ濃度はｐ型クラッド層１６とガイド層との界面からガイド層内に向けて２０ｎｍ程度の距離で急激に低下することがわかる。不純物がウェル層に到達すると、非発光再結合中心が形成され発光効率が低下し、発振しきい値の増大による温度特性の劣化が生じるため、ウェル層への不純物拡散は避ける必要がある。図２に示す実験結果から、ガイド層を介してウェル層１４ｗ１、１４ｗ２への不純物の拡散の到達を避けるためには、ガイド層の膜厚が、最低２０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ程度は必要であることがわかる。そこで、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装置では、ガイド層の合計膜厚を３０ｎｍとして、第３ガイド層１５ｇ１を介してウェル層１４ｗ１、１４ｗ２へ不純物が拡散することを抑制している。
【００４５】
次に、図３は、ガイド層のＡｌ組成（Ｘｇ）を０．５〜０．７まで変更した場合について、ガイド層の膜厚とレーザ光の垂直拡がり角との関係を示す図である。ここでは、各膜厚でのＦＦＰ（Far Field Pattern）における垂直方向の半値全幅（以下、垂直拡がり角）とガイド層厚との関係について計算した。
【００４６】
この結果から、Ｘｇが大きくなるとガイド層の屈折率が小さくなるため、垂直方向における光の活性層への閉じ込め作用が小さくなり、垂直拡がり角が小さくなることがわかる。記録再生可能な光ディスク用の光源のレーザには、光学系との光の結合効率を高めるため、垂直ｊ拡がり角は１８°以下とする必要がある。また、逆に、垂直拡がり角が小さいと、導波路を伝搬する光分布（ＮＦＰ：Near Field Pattern）が垂直方向に対し大きく広がるため、レンズで集光した場合にスポットサイズを十分小さくすることができなくなり、光ディスク上において隣接するトラックのビット情報の影響を受けやすくなる。この結果、光ディスクの情報を正確に読み取れなくなり、実用上支障をきたしてしまう。以上のことより、光学系とレーザとの結合効率や集光性を考慮し、記録再生可能な光ディスク用の半導体レーザ光の垂直拡がり角は通常１４°以上１８°以下、特に好ましくは１６°程度とする必要がある。ここで、図２に示した結果より、ガイド層とｐ型クラッド層１６との界面での不純物のパイルアップを抑制するためにはＸｇを少なくとも０．５５以上とする必要があることを示した。したがって、図３に示す結果より、ガイド層の厚さを４３ｎｍ以下とすれば、Ｘｇが０．５５より大きくなっても、垂直拡がり角を１８°以下とすることができることがわかる。
【００４７】
ｐ型クラッド層１６とガイド層との界面での不純物のパイルアップを抑制するためには、界面近傍のガイド層のＸｇが高いほうがよく、不純物がガイド層を経てウェル層１４ｗ１、１４ｗ２に拡散するのを防ぐためにはＸｇが低い方が良い。このため、不純物のパイルアップを抑制しつつ、ウェル層１４ｗ１、１４ｗ２への不純物の拡散を防止するためには、ガイド層のうち、ｐ型クラッド層１６との界面近傍の部分でのＸｇは可能な限り大きくし、ウェル層１４ｗ１と第３ガイド層１５ｇ２との界面近傍の部分でのＸｇを可能な限り小さくすることが好ましい。
【００４８】
図４は、ウェル層上のガイド層が、同一の膜厚であって異なるＡｌ組成からなる複数の層で構成される場合における光の垂直拡がり角とガイド層の膜厚との関係の計算結果を示す図である。線Ａは、ウェル層上のガイド層のＡｌ組成が０．５と０．４の層からなる場合、線Ｂはウェル層上のガイド層のＡｌ組成が０．６と０．５の層からなる場合、線Ｃはウェル層上ｎガイド層のＡｌ組成が０．７と０．６の層からなる場合を示している。
【００４９】
図４から、第３ガイド層１５ｇ１のうちｐ型クラッド層１６との界面近傍のＸｇを０．６とすると、垂直拡がり角を１８°以下とするためには、ウェル層上のガイド層の合計厚を４８ｎｍ以下とすればよいことが分かる。また、ガイド層を介したウェル層への不純物の拡散を避けるためには、ガイド層の膜厚が最低２０ｎｍは必要であるので、ガイド層のうちｐ型クラッド層１６との界面近傍部分のＸｇを０．６以上とし、ガイド層の合計膜厚を２０ｎｍ以上、４８ｎｍ以下としてやれば、界面での不純物のパイルアップとウェル層への不純物の拡散の防止を図りつつ、垂直拡がり角を１８°以下とすることが可能となる。
【００５０】
ここで、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装置では、ウェル層１４ｗ１上の第３ガイド層１５ｇ１および第２のガイド層ｇ２のＡｌ組成をそれぞれ０．６、０．５とし、それぞれの膜厚を１５ｎｍとし、合計膜厚を３０ｎｍとした構成としているので、記録再生用の光ディスク用の光源として好適な、垂直拡がり角１６．２°を得ている。
【００５１】
図５は、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装置と従来の半導体レーザ装置において、赤外レーザの電流−電圧特性の測定結果を示す図である。従来の半導体レーザ装置では、赤外レーザのウェル層上のガイド層のＡｌ組成を０．５で一定とし、かつ垂直拡がり角１６°を得るために当該ガイド層厚を１９ｎｍとした。ここで、半導体レーザ装置の温度は８５℃とする。この結果、図５に示すように、本発明の半導体レーザ装置では、従来の赤外レーザと比較して赤外レーザの微分抵抗が低く、動作電圧が低いことがわかる。
【００５２】
次に、図６は、本実施形態および従来の赤外レーザの、８５℃における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。同図に示す結果より、本実施形態の赤外レーザは、従来の赤外レーザと比較して発振しきい電流値が低く、スロープ効率が高い低動作電流特性が得られていることがわかる。これは、図５に示したように本発明の一実施例のレーザでは、価電子帯エネルギーバンド構造にスパイクが形成されにくく素子抵抗が低いため低動作電圧となり、動作中の発熱を抑制することが可能であるためである。また、従来の赤外レーザでは垂直拡がり角を１６°近傍とするためにはガイド層の膜厚を２０ｎｍ以下とする必要があったため、ｐ型クラッド層にドーピングした不純物がガイド層を介してウェル層１４ｗ１に拡散し、非発光再結合中心が形成される結果、発振しきい電流値の増大につながったと考えられる。
【００５３】
次に、図７は、図５に示す本実施形態および従来の赤外レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における電圧−電流特性の測定結果を示す図である。同図に示すように、本実施形態の赤外レーザでは、従来の赤外レーザと比較して微分抵抗が低く、動作電圧が低いことがわかる。特に、本実施形態の赤外レーザの動作電流が５００ｍＡである場合における動作電圧は３．１Ｖと、従来の赤外レーザと比較して０．２Ｖ低減することができた。この結果、本実施形態の半導体レーザ装置によれば、レーザを駆動するレーザ駆動回路の供給電圧の容量（〜３．５Ｖ）に対するマージンを広げ、さらなる高出力でのレーザ駆動を行うことが可能となった。
【００５４】
次に、図８は、図５で用いた本実施形態および従来の赤外レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。同図に示すように、本実施形態の赤外レーザは、従来の赤外レーザと比較してＣＷ駆動と同様に発振しきい電流値が低く、スロープ効率が高い低動作電流特性が得られていることが分かる。これは、図５に示したように、本実施形態の赤外レーザでは、価電子帯エネルギーバンド構造にスパイクが形成されにくく素子抵抗が低いため低動作電圧となり、動作中の発熱を抑制することが可能であるためである。また、従来の赤外レーザでは垂直拡がり角を１６°近傍とするためにはウェル層上のガイド層厚を２０ｎｍ以下とする必要があったため、ｐ型クラッド層にドーピングした不純物がガイド層を経てウェル層に拡散し、非発光再結合中心が形成される結果、発振しきい電流値の増大につながったと考えられる。
【００５５】
図９は、図１に示す本実施形態に係る赤色レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。同図に示すように、本実施形態の赤色レーザでは、最大光出力４００ｍＷ以上が得られている。これは、電流ブロック層にレーザ光に対してほぼ透明なＳｉＮを用いて導波路の低損失化を図ったこと、及び、ΔＮを５×１０−３として高出力まで安定した基本横モード発振を得たことにより可能になったと考えられる。
【００５６】
図１０（ａ）〜（ｄ）、図１１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程を示す断面図である。
【００５７】
図１０（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上に、ＭＯＣＶＤ法あるいはＭＢＥ法を用いて、厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層１１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ２．０μｍのｎ型クラッド層１２と、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第１ガイド層１３と、ＧａＡｓからなるウェル層１４ｗ１、１４ｗ２、およびＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなるバリア層１４ｂ１を有する量子井戸活性層１４と、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第２ガイド層１５ｇ２と、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる第３ガイド層１５ｇ１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｐ型クラッド層１６と、ｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ５０ｎｍの保護層１７と、ｐ型ＧａＡｓからなる厚さ０．４μｍのコンタクト層１８とを順に形成する。なお、本工程で、量子井戸活性層１４は歪量子井戸を形成しているが、無歪の量子井戸あるいはバルクの化合物半導体で量子井戸活性層１４を構成してもよい。また、量子井戸活性層１４を構成する各層の導電型は特に記載していないが、ｐ型であってもｎ型であってもよく、アンドープであってもよい。
【００５８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、基板をＭＯＣＶＤあるいはＭＢＥ反応炉から取り出した後、フォトリソグラフィによりレジストパターン５０を形成し、このパターンをマスクとして硫酸系や塩酸系のエッチング液を用い、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上の化合物半導体層のうちマスクの形成されていない部分を取り除く。
【００５９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、レジストパターン５０を取り除いた後、ＭＯＣＶＤ法あるいはＭＢＥ法を用いて、基板全面上に、ｎ型ＧａＡｓからなる厚さ０．５μｍのバッファ層２１と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ２．０μｍのｎ型クラッド層２２と、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる第１ガイド層２３ｇ１と、ＧａＩｎＰからなるウェル層２３ｗ１、２３ｗ２、２３ｗ３およびＡｌＧａＩｎＰからなるバリア層２３ｂ１、２３ｂ２を有する歪量子井戸活性層２３と、ＡｌＧａＩｎＰからなる第２ガイド層２３ｇ２と、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｐ型クラッド層２４と、ｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる厚さ５０ｎｍの保護層２５と、ｐ型ＧａＡｓからなる厚さ０．４μｍのコンタクト層２６とを順次形成する。
【００６０】
次に、図１０（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィーによりコンタクト層２６上にレジストパターン２７を形成し、これをマスクとして硫酸系や塩酸系のエッチング液を用い、マスクの形成されていない部分、すなわちバッファ層２１、ｎ型クラッド層２２、第１ガイド層２３ｇ１、歪量子井戸活性層２３、第２ガイド層２３ｇ２、ｐ型クラッド層２４、保護層２５、およびコンタクト層２６のうち赤外レーザ部に形成された部分を除去する。
【００６１】
次に、図１１（ａ）に示すように、レジストパターン２７を取り除いた後、大気圧熱ＣＶＤ法（３７０℃）を用いてコンタクト層１８、２６上に拡散源３０とキャップ膜とを堆積させ、フォトリソグラフィーとドライエッチング技術により設定した窓長になるようパターニング行った後、熱アニールによりＺｎを活性層へ拡散させ無秩序化させる事で窓領域を形成する。
【００６２】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、大気圧熱ＣＶＤ法（３７０℃）を用いてコンタクト層１８、２６上に０．３μｍの厚さとなるように酸化シリコン膜３１を堆積させ、さらにフォトリソグラフィーとドライエッチング技術とによりこの酸化シリコン膜３１をパターニングし、ストライプマスクを形成する。続いて、このストライプ形状の酸化シリコン膜をマスクとして、コンタクト層１８、２６、保護層１７、２５、ｐ型クラッド層１６、２４を、順次選択的にエッチングして、ヘテロ構造基板にメサ状のリッジを形成する。
【００６３】
次に、図１１（ｂ）に示すように、酸化シリコン膜３１を除去し、基板全面にＳｉＮ膜を０．３μｍ堆積する。
【００６４】
その後、図１１（ｃ）に示すように、基板全面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィー技術により、リッジ上部のみ開口させ、エッチングによりリッジ上部のＳｉＮを除去する。なお、誘電体膜で構成された電流ブロック層１９は、クラッド層との屈折率差をつけるための膜であるが、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、水素化アモルファスＳｉまたはそれらの多層構造からなる材料で構成されることが望ましい。
【００６５】
また、窓構造を形成するにあたり、赤色レーザ、赤外レーザ共に同じ熱履歴により形成させている。そのため、素子作製工程数を低減することが可能となり、素子作製コストを削減することが可能となる。
【００６６】
なお、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１６の組成は上述したものに限らず（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）であるか、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ(０≦ｚ≦１)であればよい。
【００６７】
なお、赤外レーザにおいて、ウェル層１４ｗ１上のガイド層を一層とし、且つガイド層のうちウェル層側のＡｌ組成が小さく、ｐ型クラッド層１６側に向かってＡｌ組成が大きくなるようにＡｌ組成を段階的に変化させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の２波長半導体レーザ装置は、光ディスク装置など、レーザ光を使用して上方の書込み、読み取りを行う種々の機器に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、ガイド層のＡｌ組成を０．５から０．７まで変化させた時のＺｎ濃度分布の測定結果を示す図である。
【図３】ガイド層のＡｌ組成（Ｘｇ）を０．５〜０．７まで変更した場合について、ガイド層の膜厚とレーザ光の垂直拡がり角との関係を示す図である。
【図４】ウェル層上のガイド層が、同一の膜厚であって異なるＡｌ組成からなる複数の層で構成される場合における光の垂直拡がり角とガイド層の膜厚との関係の計算結果を示す図である。
【図５】図１に示す本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置と従来の半導体レーザ装置において、赤外レーザの電流−電圧特性の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態および従来の赤外レーザの、８５℃における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態および従来の赤外レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における電圧−電流特性の測定結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態および従来の赤外レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る赤色レーザの８５℃、パルス幅５０ｎｓ、デューティ４０％における光出力−電流特性の測定結果を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】従来の集積型半導体レーザ装置の一実施例を示す図である。
【図１３】第２の従来例に係る半導体レーザ装置である２波長半導体レーザ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０      ｎ型ＧａＡｓ基板 
１１、２１      バッファ層 
１２、２２      ｎ型クラッド層 
１３      第１ガイド層 
１４      量子井戸活性層 
１４ｂ１    バリア層 
１４ｗ１、１４ｗ２    ウェル層  
１５ｇ２    第２ガイド層 
１５ｇ１    第３ガイド層 
１６、２４      ｐ型クラッド層  
１７、２５      保護層 
１８、２６      コンタクト層  
１９      電流ブロック層   
２３      歪量子井戸活性層 
２３ｂ１、２３ｂ２    バリア層 
２３ｇ１    第１ガイド層 
２３ｇ２    第２ガイド層 
２３ｗ１、２３ｗ２、２３ｗ３    ウェル層  
２５      保護層 
２６      コンタクト層 
２７、５０      レジストパターン 
３０      拡散源 
３１      酸化シリコン膜
【図１】
2009224506.tif 000003
【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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