(57)【要約】【課題】本発明は、各レーザ光を個別に発光することができる半導体レーザ装置およびその製造方法ならびにこの半導体レーザ装置を複数用いた半導体レーザアレイを提供する。【解決手段】本発明の半導体レーザ装置ＬＤは、基板１と、基板１の上方に形成され、互いに積層される複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄと、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄの素子間に形成される絶縁層４とを備える。この構成によれば、絶縁層４が複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄの素子間に形成されるので、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄのそれぞれは、個別にレーザ光を発光することができる。【選択図】図１
2009099891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に形成され、互いに積層される複数の半導体レーザダイオード素子と、
前記複数の半導体レーザダイオード素子の素子間に形成される絶縁層とを備えること
を特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、個別に、一対の電極を備えること
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】
前記複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、そのレーザ光を射出する発光点が前記基板から互いに異なる高さ位置に形成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置を複数備え、前記各半導体レーザ装置の前記基板が共通であること
を特徴とする半導体レーザアレイ装置。
【請求項５】
基板の上方に、互いに積層されるように複数の半導体レーザダイオード素子を形成する工程と、
前記複数の半導体レーザダイオード素子の素子間に絶縁層を形成する工程とを備えること
を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数の半導体レーザダイオード素子を備える半導体レーザ装置およびこの半導体レーザ装置を製造する半導体レーザ装置の製造方法、ならびに、この半導体レーザ装置を複数備える半導体レーザアレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ装置は、例えば、小型、低消費電力および高出力等の様々な利点を持つことから、例えば、固体レーザ励起、材料加工、光通信、光データ記録、印刷、計測および医療等の様々な分野で光源として活用されている。この半導体レーザ装置の一つとして、複数のレーザ光を発光するものがあり、このような半導体レーザ装置は、例えば、特許文献１や特許文献２等に開示されている。
【０００３】
図５は、特許文献１に開示の半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である。図６は、特許文献２に開示の半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【０００４】
この特許文献１に開示の半導体レーザ装置１００は、図５に示すように、基板１０３と、第１導波路１０４と、第１活性層列１０５と、第２導波路１０６と、トンネル接合部１０７と、第３導波路層１０８と、第２活性層列１０９と、第４導波路層１１０と、コンタクト層１１１とを有し、これらが固着層１１２で冷却要素１０２上の一部に固定され、各ビームを共通の平面に収束するロッド上の円柱レンズ１１４が冷却要素１０２上の他の一部に固定されている。第１および第２導波路層１０４、１０６ならびに第３および第４導波路層１０８、１１０は、それぞれ、生成されるビーム領域のガイドのためのＬＯＣ導波路構造を形成し（光学的閉じ込め）、その中にそれぞれ介在的に設けられた活性層列１０５、１０９が埋め込まれている。そして、２つの導波路構造部の間には、トンネル接合部１０７が形成され、このトンネル接合部１０７によって互いに垂直方向に配置された活性層列１０５、１０９が直列に接続されている。
【０００５】
また、この特許文献２に開示の半導体レーザ装置２００は、図６に示すように、ｎ型ＧａＡｓの基板２０１と、基板２０１の一方主面上に形成されたｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓの第１クラッド層２０２と、第１クラッド層２０２上に形成されたＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓのガイド層２０３と、ガイド層２０３上に形成されたＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓのＭＱＷ第１活性層２０４と、ＭＱＷ第１活性層２０４上に形成されたＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓのガイド層２０５と、ガイド層２０５上に形成されたｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓの第２クラッド層２０６と、第２クラッド層２０６上に形成されたｎ型Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓの電流ブロック層２１０と、電流ブロック層２１０上に形成されたｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓの第４クラッド層２１１と、第４クラッド層２１１上に形成されたｐ型ＧａＡｓのコンタクト層２１２と、コンタクト層２１２上の一部に形成されたｎ型ＧａＡｓのコンタクト層２１３と、コンタクト層２１３上の一部に形成されたｎ型Ｉｎ０．５（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５Ｐの第５クラッド層２１４と、第５クラッド層２１４上に形成されたＩｎ０．５（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５Ｐのガイド層２１５と、ガイド層２１５上に形成されたＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰのＭＱＷ第２活性層２１６と、ＭＱＷ第２活性層２１６上に形成されたＩｎ０．５（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５Ｐのガイド層２１７と、ガイド層２１７上に形成されたｐ型Ｉｎ０．５（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５Ｐの第６クラッド層２１８と、第６クラッド層２１８上の一部に形成された、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐのエッチングストップ層２１９、ｐ型Ｉｎ０．５（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５Ｐの第７クラッド層２２０、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐの中間層２２１およびｐ型ＧａＡｓのコンタクト層２２２を積層した第２リッジストライプ２２３と、第２リッジストライプの両側に形成されたＳｉＯ２の誘電体膜２２４と、第２リッジストライプ２２３に設けられたｐ側電極２２５と、コンタクト層２１３に設けられたｎ側電極２２６と、コンタクト層２１２に設けられたｐ側電極２２７と、基板２０１の他方主面上に設けられたｎ型電極２２８とを備え、電流ブロック層２１０内には、ｐ型ＩｎＧａＰのエッチングストップ層２０７およびｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓの第３クラッド層２０８を積層した第１リッジストライプ２０９が第２リッジストライブ２２３から横方向に離れた位置で第２クラッド層２０６上の一部に形成されている。このような構成の半導体レーザアレイ２００では、第１リッジストライプ２０９を含み第１波長を放射する第１レーザエレメント２００−１は、ｎ側電極２２８、基板２０１からコンタクト層２１２までの第１多層膜およびｐ側電極２２７から構成され、そして、第２リッジストライプ２２３を含み第２波長を放射する第２レーザエレメント２００−２は、ｎ側電極２２６、コンタクト層２１３からコンタクト層２２２までの第２多層膜およびｐ側電極２２５から構成され、第１波長の第１レーザ光および第２波長の第２レーザ光がそれぞれ発光される。
【特許文献１】特開２００５−０７９５８０号公報
【特許文献２】特開２００６−０８０３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示の半導体レーザ装置１００では、各活性層列１０５、１０９に個別に電力を供給することができないため、各活性層列１０５、１０９から個別にレーザ光を発光することができない。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示の半導体レーザ装置２００では、ＭＱＷ第１および第２活性層２０４、２１６のそれぞれに一対の電極２２７、２２８および一対の電極２２５、２２６を備えるが、ＭＱＷ第１および第２活性層２０４、２１６から個別にレーザ光を発光することが難しい。この構成でＭＱＷ第１および第２活性層２０４、２１６を個別に駆動しようとすると、電極２２７および電極２２５を正極とすると共に電極２２８および電極２２６を負極として電圧を印加することになり、この結果、電極２２７と電極２２６との間に電流が流れ、リークしてしまう。一方、この電流リークを回避するために、電極２２７および電極２２６を共通グランドとすると共に電極２２８および電極２２５を正極とする構成を採用しようとすると、基板２０１をｐ型基板とする必要がある。しかしながら、ｐ型基板は、一般に、ｎ型基板と同等の品質およびサイズを得るのが難しく、この構成は、不利益である。また、この点を回避するために、電極２２７および電極２２６を正極とすると共に電極２２８および電極２２５を負極とする構成を採用しようとすると、複数の半導体レーザ装置をアレイ化する場合、例えば、アレイ化された複数の半導体レーザ装置のうちの１つの半導体レーザ装置を発光させようとして電極２２７および電極２２８との間に電圧を印可した際に、電極２２８がアレイ化された複数の半導体レーザ装置の共通グランドであるので、結局、他の半導体レーザ装置も発光してしまう。したがって、上記特許文献２に開示の半導体レーザ装置２００では、ＭＱＷ第１および第２活性層２０４、２１６から個別にレーザ光を発光することが難しい。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、各レーザ光を個別に発光することができる半導体レーザ装置およびこの半導体レーザ装置の製造方法ならびにこの半導体レーザ装置を複数用いた半導体レーザアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる半導体レーザ装置は、基板と、前記基板の上方に形成され、互いに積層される複数の半導体レーザダイオード素子と、前記複数の半導体レーザダイオード素子の素子間に形成される絶縁層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、電気的な絶縁層が複数の半導体レーザダイオード素子の素子間に形成されるので、複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、駆動する上で、互いに干渉することなく独立に取り扱うことが可能となる。このため、複数の半導体レーザダイオード素子は、それぞれ、個別に駆動可能となり、個別にレーザ光を発光することができる。
【００１１】
また、上述の半導体レーザ装置において、前記複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、個別に、一対の電極を備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれに個別に対応する一対の電極から複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれに個別に電力を供給することができる半導体レーザ装置の提供が可能となる。
【００１３】
また、これら上述の半導体レーザ装置において、前記複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、そのレーザ光を射出する発光点が前記基板から互いに異なる高さ位置に形成されていることを特徴とする。例えば、２個の半導体レーザダイオード素子から成る半導体レーザ装置の場合では、第１半導体レーザダイオード素子のレーザ光を射出する第１発光点と第２半導体レーザダイオード素子のレーザ光を射出する第２発光点とは、前記基板から互いに異なる高さ位置に形成される。
【００１４】
この構成によれば、複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれにおける、レーザ光を射出する各発光点が基板から互いに異なる高さ位置に形成されているので、２次元アレイ化が容易である。
【００１５】
そして、本発明の他の一態様にかかる半導体レーザアレイ装置は、これら上述のいずれかの半導体レーザ装置を複数備え、前記各半導体レーザ装置の前記基板が共通であることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、共通な基板上に形成された複数の半導体レーザ装置を備え、各半導体レーザ装置における各半導体レーザダイオード素子を個別に駆動可能で個別にレーザ光を発光可能な半導体レーザアレイ装置の提供が可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の他の一態様にかかる半導体レーザ装置の製造方法は、基板の上方に、互いに積層されるように複数の半導体レーザダイオード素子を形成する工程と、前記複数の半導体レーザダイオード素子の素子間に絶縁層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、各レーザ光を個別に発光することができる半導体レーザ装置の提供が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザアレイは、各レーザ光を個別に発光することができる。また、本発明にかかる半導体レーザ装置の製造方法では、各レーザ光を個別に発光することができる半導体レーザ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２１】
図１は、実施形態における半導体レーザアレイの構成を模式的に示す断面図である。図２は、実施形態における半導体レーザアレイの構成を模式的に示す斜視図である。図３は、実施形態における半導体レーザアレイの製造方法を説明するための工程断面図である。
【００２２】
図１および図２において、半導体レーザアレイＬＡは、複数の半導体レーザ装置ＬＤ（ＬＤ−１、ＬＤ−２、・・・）を備え、これら各半導体レーザ装置ＬＤの基板１が共通にされている。
【００２３】
各半導体レーザ装置ＬＤは、基板１と、基板１の上方に形成され、互いに積層される複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄと、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄの素子間に形成される絶縁層４とを備え構成される。
【００２４】
図１には、２個の半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２から成る半導体レーザ装置ＬＤの場合が示されており、半導体レーザ装置ＬＤは、基板１と、基板１の上方に形成される第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２と、これら第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に形成される絶縁層４とを備えて構成される。
【００２５】
より具体的には、図１に示す例では、各半導体レーザ装置ＬＤは、基板１と、基板１上に形成された第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成された第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２とを備えて構成されている。そして、これら各半導体レーザ装置ＬＤの基板が共通にされ、半導体レーザアレイＬＡが構成される。
【００２６】
なお、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２７】
このような構成の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤでは、電気的な絶縁層４が複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄの素子間に形成されるので、複数の半導体レーザダイオード素子のそれぞれは、電気的に絶縁されるから、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄのそれぞれは、駆動する上で、互いに干渉することなく独立に取り扱うことが可能となる。このため、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄは、それぞれ、個別に駆動可能となり、個別にレーザ光を発光することができる。図１に示す例では、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に、電気的な絶縁層４が第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に形成されるので、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２とは、電気的に絶縁されるから、第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２のそれぞれは、駆動する上で、互いに干渉することなく独立に取り扱うことが可能となり、個別にレーザ光を発光することができる。
【００２８】
このような構成の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、大略、基板１の上方に、互いに積層されるように複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄを形成する工程、および、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄの素子間に絶縁層４を形成する工程の各工程によって製造される。
【００２９】
図１に示す２個の半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２から成る半導体レーザ装置ＬＤの場合について説明すると、半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、大略、基板１の上方に第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１を形成する工程、基板１の上方に第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２を形成する工程、および、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に絶縁層４を形成する工程の各工程によって製造される。
【００３０】
より具体的には、半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、半導体製造プロセスを用いた次の各工程によって製造される。
【００３１】
図３（Ａ）に示すように、まず、ｎ型ＧａＡｓの基板１における一方の主面上にｎ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層２１が形成され、クラッド層２１上にＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓのＭＱＷ（多量子井戸構造）の第１活性層２２が形成され、第１活性層２２上にｐ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層２３が形成され、そして、クラッド層５２上にｐ型ＧａＡｓのコンタクト層２４が形成される。第１活性層２２は、キャリア（電子および正孔（ホール））が注入されることによってキャリアが再結合し、主にそのバンドギャップに対応する波長の光を発光する発光層である。クラッド層２１およびクラッド層２３は、第１活性層２２で発光した光を閉じ込めるための層である。コンタクト層２４は、後述のｐ型電極６とオーミックコンタクトするための層である。これらクラッド層２１、第１活性層２２、クラッド層２３およびコンタクト層２４の積層体は、第１半導体レーザダイオード層２を構成し、この第１半導体レーザダイオード層２は、基板１上に形成されている。
【００３２】
次に、この第１半導体レーザダイオード層２上に、すなわち、コンタクト層２４上にｐ型ＡｌＧａＡｓのストップ層３が形成される。ストップ層３は、後述のエッチングを行う際に、エッチングを阻止するための層である。
【００３３】
次に、このストップ層３上にｐ型ＡｌＧａＡｓのｐ型半導体層４１が形成され、ｐ型半導体層４１上にｎ型ＡｌＧａＡｓのｎ型半導体層４２が形成され、ｎ型半導体層４２上にｐ型ＡｌＧａＡｓのｐ型半導体層４３が形成され、そして、ｐ型半導体層４３上にｎ型ＡｌＧａＡｓのｎ型半導体層４４が形成される。これらｐ型半導体層４１、ｎ型半導体層４２、ｐ型半導体層４３およびｎ型半導体層４４の積層体は、ｐｎｐｎのサイリスタ構造から成る絶縁層４を構成し、この絶縁層４は、第１半導体レーザダイオード層２上に形成されている。
【００３４】
次に、この絶縁層４、すなわち、ｎ型半導体層４４上にｎ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層５１が形成され、クラッド層５１上にＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓのＭＱＷの第２活性層５２が形成され、第２活性層５２上にｐ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層５３が形成され、そして、クラッド層５３上にｐ型ＧａＡｓのコンタクト層５４が形成される。第２活性層５２は、第１活性層２２と同様に、キャリアが注入されることによってキャリアが再結合し、そのバンドギャップに対応する波長の光を発光する発光層である。クラッド層５１およびクラッド層５３は、クラッド層２１およびクラッド層２３と同様に、第２活性層５２で発光した光を閉じ込めるための層である。コンタクト層５４は、コンタクト層２４と同様に、後述のｐ型電極７とオーミックコンタクトするための層である。これらクラッド層５１、第２活性層５２、クラッド層５３およびコンタクト層５４の積層体は、第２半導体レーザダイオード層５を構成し、この第２半導体レーザダイオード層５は、絶縁層４上に形成されている。
【００３５】
これら各層２（２１〜２４）、３、４（４１〜４４）、５（５１〜５４）は、例えば、有機金属気相成長（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy；ＭＯＶＰＥ）法等の公知の堆積法で順次に形成される。これら各層２（２１〜２４）、３、４（４１〜４４）、５（５１〜５４）の組成は、当該層の機能に応じて適宜に設定される。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチングによって、絶縁層４におけるｎ型半導体層４４の表面の一部４４ａが露出されると共に、第１半導体レーザダイオード層２におけるコンタクト層２４の表面の一部２４ａが露出される。
【００３７】
例えば、第２半導体レーザダイオード層５の表面に例えばスピンコート等によってレジストが塗膜され、露光および現像によって露出すべき第１半導体レーザダイオード層２におけるコンタクト層２４の表面の一部２４ａおよび第２半導体レーザダイオード層５におけるコンタクト層２４の表面の一部２４ａに相当するレジストが除去される。そして、レジストが除去され露出した部分の第２半導体レーザダイオード層５がエッチングによって除去される。続いて、この露出した表面にレジストが塗膜され、露光および現像によって露出すべき第１半導体レーザダイオード層２におけるコンタクト層２４の表面の一部２４ａに相当するレジストが除去される。そして、レジストが除去され露出した部分の絶縁層４およびストップ層３がエッチングによって除去され、第１半導体レーザダイオード層２におけるコンタクト層２４の表面の一部２４ａが露出される。最後に、レジストが除去され、図３（Ｂ）に示す構造が形成される。
【００３８】
次に、図３（Ｃ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチングによって、第１半導体レーザダイオード層２に、コンタクト層２４およびクラッド層２３から成り紙面に垂直な方向に線状または帯状に延びるリッジ６ａと、第２半導体レーザダイオード層５に、コンタクト層５４およびクラッド層５３から成り紙面に垂直な方向に線状または帯状に延びるリッジ７ａとが形成される。
【００３９】
例えば、表面にレジストが塗膜され、露光および現像によって、リッジ６ａおよびリッジ７ａに相当する部分のレジストを残して、他部分のレジストが除去される。そして、レジストが除去され露出した部分のコンタクト層２４およびクラッド層２３の一部ならびにコンタクト層５４およびクラッド層５３の一部がエッチングによって除去される。続いて、レジストが除去され、図３（Ｃ）に示す構造のリッジ６ａ、７ａが形成される。なお、クラッド層２３およびクラッド層５３は、第１活性層２２を介して対向するクラッド層２１および第２活性層５２を介して対向するクラッド層５１とそれぞれ協働することによって光閉じ込め機能を果たすために、上述のようにその一部が残るように、それぞれエッチングされる。
【００４０】
次に、リッジ６ａにおけるコンタクト層２４の表面の一部、リッジ７ａにおけるコンタクト層５４の表面の一部、および、絶縁層４におけるｎ型半導体層４４の前記一部表面４４ａの一部を残して、第１半導体レーザダイオード層２のクラッド層２３の表面およびリッジ６ａの側面、ストップ層３の側面、絶縁層４の側面、ならびに、第２半導体レーザダイオード層５のクラッド層５３の表面およびリッジ７ａの側面に例えばＳｉＯ２やＳｉＮ等の絶縁膜１０が形成される。次に、前記絶縁膜１０が形成されることなく露出している、リッジ６ａにおけるコンタクト層２４の表面の一部、リッジ７ａにおけるコンタクト層５４の表面の一部、および、絶縁層４におけるｎ型半導体層４４の前記一部表面４４ａの一部とそれぞれ接触（コンタクト）するように、例えば真空蒸着等の堆積法によって例えばＡｕやＡｌ等の電極６、電極７および電極９が形成される。次に、基板１における他方の主面上に例えば真空蒸着等の堆積法によって例えばＡｕやＡｌ等の電極８が形成され、図１に示す構造の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤが形成される。
【００４１】
このような構成の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤでは、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１は、基板１、第１半導体レーザダイオード層２および一対の電極６、８を備えて構成され、第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２は、絶縁層４のｎ型半導体層４４、第２半導体レーザダイオード層５および一対の電極７、９を備えて構成される。このように第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２のそれぞれは、個別に一対の電極６，８；７，９を備えている。
【００４２】
第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１からレーザ光を放射させる場合には、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１に電力を供給すべく、電極６を正極とすると共に電極８を負極として所定の電圧が印加される。これによって電極６から注入されたキャリアは、コンタクト層２４およびクラッド層２３を介して第１活性層２２に輸送されると共に、電極８から注入されたキャリアは、基板１およびクラッド層２１を介して第１活性層２２に輸送され、第１活性層２２で再結合することによって発光する。この光は、クラッド層２１およびクラッド層２３によって閉じ込められると共に第１活性層２２の両端面で反射を繰り返すことによってレーザ発振し、第１活性層２２の端面からレーザ光が射出される。
【００４３】
また、第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２からレーザ光を放射させる場合には、第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２に電力を供給すべく、電極７を正極とすると共に電極９を負極として所定の電圧が印加される。これによって電極７から注入されたキャリアは、コンタクト層５４およびクラッド層５３を介して第２活性層５２に輸送されると共に、電極９から注入されたキャリアは、ｎ型半導体層４４およびクラッド層５１を介して第２活性層５２に輸送され、第２活性層５２で再結合することによって発光する。この光は、クラッド層５１およびクラッド層５３によって閉じ込められると共に第２活性層５２の両端面で反射を繰り返すことによってレーザ発振し、第２活性層５２の端面からレーザ光が射出される。
【００４４】
ここで、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に絶縁層４があるので、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１に供給された電力は、この絶縁層４によって第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２へ略漏洩（略リーク）することなく、一方、第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２に供給された電力は、この絶縁層４によって第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１へ略漏洩することない。
【００４５】
このように本実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤでは、これら個別の一対の電極６，８；７，９から第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２のそれぞれに個別に電力を供給することができ、第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２のそれぞれを個別に駆動し、個別にレーザ光を発光させることが可能となる。
【００４６】
そして、本実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、上述のように、従来の端面発光型レーザ装置の構造を基本構造としてアレイ化（ここでは各半導体レーザ装置ＬＤのアレイ化だけでなく、半導体レーザ装置ＬＤにおける第１および第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２のアレイ化も含む。）されるため、従来の端面発光型レーザ装置と略同等の性能を発揮することができる。また、本実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、上述のように、モノリシックに各層が積層されるため、レーザ光のビーム同士の間隔（射出位置）や射出方向等の精度を高くすることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤでは、第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１のレーザ光を射出する第１発光点（リッジ６略下の第１活性層２２部分）と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２のレーザ光を射出する第２発光点（リッジ７略下の第２活性層５２部分）とは、図１に示すように、基板１から互いに異なる高さ位置に形成されている。このため、本実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤは、２次元アレイ化が容易である。
【００４８】
なお、上述では、図３を用いて２個の半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２から成る半導体レーザ装置ＬＤおよびこの半導体レーザ装置ＬＤを複数備えてアレイ化された半導体レーザアレイＬＡの場合についてその製造方法を説明したが、互いに積層された３個以上の半導体レーザダイオード素子ｌｄから成る半導体レーザ装置ＬＤおよびこの半導体レーザ装置ＬＤを複数備えてアレイ化された半導体レーザアレイＬＡの場合についても同様に製造することができる。
【００４９】
図４は、実施形態における半導体レーザアレイの他の構成を模式的に示す断面図である。
【００５０】
ここで、上述の実施形態における半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤでは、絶縁層４は、ｐｎｐｎのサイリスタ構造によって構成されたが、これに限定されるものではなく、複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄにおける各素子間を電気的に絶縁する層であれば、他の構成であってもよい。この複数の半導体レーザダイオード素子ｌｄにおける各素子間を電気的に絶縁する層は、例えば、結晶成長したＡｌＡｓ層を水蒸気酸化することによって形成されたＡｌ２Ｏ３の絶縁層であってもよく、また例えば、イオン注入（プロトン注入）することによって高抵抗化された層であってもよく、また例えば、半絶縁層であってもよい。一例として、２個の半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１、ｌｄ−２から成る半導体レーザ装置ＬＤａおよび半導体レーザアレイＬＡａであって、前記層がＡｌ２Ｏ３の絶縁層４ａである場合を図４に示す。
【００５１】
この図４に示すＡｌ２Ｏ３の絶縁層４ａを第１半導体レーザダイオード素子ｌｄ−１と第２半導体レーザダイオード素子ｌｄ−２との間に備える半導体レーザアレイＬＡａおよび半導体レーザ装置ＬＤａは、次の各工程によって製造される。まず、上述の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤと同様に、基板１上に第１半導体レーザダイオード層２およびストップ層３が積層され、ストップ層３上にＡｌＡｓ層が結晶成長によって積層され、ＡｌＡｓ層上に第２半導体レーザダイオード層５が積層され、上述の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤと同様に、所要箇所がエッチングされる。そして、水蒸気雰囲気中に晒され、ＡｌＡｓ層が水蒸気酸化することによってＡｌ２Ｏ３の絶縁層４ａが形成される。そして、上述の半導体レーザアレイＬＡおよび半導体レーザ装置ＬＤと同様に、絶縁膜１０および各電極６、８；７、９が形成される。このような各工程によって、図４に示す半導体レーザアレイＬＡａおよび半導体レーザ装置ＬＤａが製造される。
【００５２】
Ａｌ２Ｏ３の絶縁層４ａは、ｐｎｐｎのサイリスタ構造の絶縁層４に較べて、製造工程でガスの切り換えが必要なく、また、層厚を薄く形成することができる。
【００５３】
なお、上述の実施形態における半導体レーザアレイＬＡ、ＬＡａおよび半導体レーザ装置ＬＤ、ＬＤａは、ＡｌＧａＡｓ系の材料で構成され、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を発光するが、これに限定されるものではない。所望の発光波長帯に応じて適宜に材料が選択され、この選択された材料に応じて適宜な加工方法が選択され、本実施形態の構造を持つ半導体レーザアレイＬＡ、ＬＡａおよび半導体レーザ装置ＬＤ、ＬＤａの製造が可能である。例えば、ＡｌＧａＮ系の材料から成る半導体レーザアレイおよび半導体レーザ装置やＩｎＧａＡｓＰの材料から成る半導体レーザアレイおよび半導体レーザ装置の製造が可能である。
【００５４】
また、上述の実施形態における半導体レーザアレイＬＡ、ＬＡａおよび半導体レーザ装置ＬＤ、ＬＤａは、電流狭窄の方法としてリッジ構造が採用されたが、これに限定されるものではなく、他の構造も採用可能である。例えば、前記特許文献２に開示されている、電流ブロック層２１０に埋め込まれた第１リッジストライプ２０９のように埋め込み構造であってもよい。このような埋め込み構造の場合では、例えば、図４（Ｃ）に示すように、リッジ６ａ、７ａが形成された後に、リッジ６ａを埋め込むように７ａ第１半導体レーザダイオード層２におけるクラッド層２３上に、絶縁の電流ブロック層が形成されると共に、リッジ７ａを埋め込むように第２半導体レーザダイオード層５におけるクラッド層５３上に、絶縁の電流ブロック層が形成される。これによって埋め込み構造が形成される。
【００５５】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態における半導体レーザアレイの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態における半導体レーザアレイの構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】実施形態における半導体レーザアレイの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】実施形態における半導体レーザアレイの他の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】特許文献１に開示の半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である。
【図６】特許文献２に開示の半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＬＡ、ＬＡａ  半導体レーザアレイ
ＬＤ、ＬＤａ  半導体レーザ装置
ｌｄ  半導体レーザダイオード素子
１  基板
２、５  半導体レーザダイオード層
３  ストップ層
４、４ａ  絶縁層
６、７、８、９  電極
１０  絶縁膜
【図１】
2009099891.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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