JP2009164389A - 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2009164389A
JP2009164389A JP2008001281A JP2008001281A JP2009164389A JP 2009164389 A JP2009164389 A JP 2009164389A JP 2008001281 A JP2008001281 A JP 2008001281A JP 2008001281 A JP2008001281 A JP 2008001281A JP 2009164389 A JP2009164389 A JP 2009164389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser
nitride semiconductor
recording
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008001281A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Nemoto
和彦 根本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2008001281A priority Critical patent/JP2009164389A/ja
Publication of JP2009164389A publication Critical patent/JP2009164389A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】２つのレーザ素子を同一チップにもつ半導体レーザ、これを用いた記録再生用光ピックアップ装置、半導体レーザの製造方法を提供すること。
【解決手段】チップ１０は、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８がこの順にｎ型ＧａＮ基板２０に積層して構成される。ｐ型クラッド層の一部及びｐ型コンタクト層は、ストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂを構成しており、活性層のうちリッジ部に対応する領域がそれぞれ、記録用レーザ出射端面３２ａ、再生用レーザ出射端面３２ｂとなっており、記録用、再生用レーザ３３ａ、３３ｂが放射される。例えば、リッジ部の幅、リッジ部の両側でのｐクラッド層の厚さを変更する等により放射角を変える。光ピックアップ装置での記録時は放射角の小さいレーザを、再生時は放射角の大きいレーザを用い、レーザ量子ノイズを低減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクの記録再生用ピックアップ装置に使用される半導体レーザに係り、特に、同一基板（チップ）に形成された２つの窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが放射角の異なる２つのレーザを出射し、それぞれ再生用、記録用レーザとして使用される半導体レーザ、及び、これを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法に係るものである。
高密度記録を可能とするＢＤ（Blu-ray Disk）やＨＤ−ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disk）と４０５ｎｍ波長帯の青紫半導体レーザの組合せによる情報記憶再生装置の開発が進んでいる。
図９は、従来技術における、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクの記録再生を行うＧａＮ系半導体レーザを用いたピックアップ装置の構成例の概略を示す図であり、図９（Ａ）は側面図、図９（Ｂ）は平面図である。図９では、簡略化のためにＢＤの記録再生を行うピックアップ装置の光学系の構成例のみを示すが、ＢＤの記録再生用の光学系に加えてＨＤ−ＤＶＤの記録再生用の光学系が組み込まれることも多い。
４０５ｎｍ前後の発振波長をもつＧａＮ系半導体レーザ（ＢＤ ＬＤ）６９から放射されたレーザは、アッテネータ９０を通して偏光ビームスピリッタ（ＰＢＳ）６０に入射し２つに分岐され、一方はレンズ６６によって集光されモニタＰＤ（フォトディテクタ）６８に入射され、他方はコリメータレンズ５８によって立上げミラー５６によって反射され、１／４波長板（ＱＷＰ）５４、対物レンズ５２を通してディスク５０の微小部に照射され、記録又は再生が行われる。再生を行う場合には、ディスク５０の微小部から反射されたレーザは、対物レンズ５２、１／４波長板（ＱＷＰ）５４、立上げミラー５６、コリメータレンズ５８を通して偏光ビームスピリッタ（ＰＢＳ）６０に入射し２つに分岐され、一方はレンズ６６によって集光されモニタＰＤ（受光器）６８に入射され、他方はホログラム光学エレメント（素子）（ＨＯＥ）６２を通して光電子集積回路（ＯＥＩＣ）６４に入射され、モニタＰＤ６８の検出信号を参照して、再生処理がなされる。
半導体レーザによるレーザのディスク盤面でのパワーが大きい程、記録スピード性能を上げられるため、通常、基本的にはレーザの光学カップリング効率（レーザ光源からのレーザのうち光源モニタ用受光器によって受光される光の割合）を優先した光学系の設計が行われる。従って、再生を行う場合は、光学カップリング効率が高いため、半導体レーザによるレーザの元パワーが非常に小さく(例えば、２ｍＷ以下)なり、レーザの量子ノイズレベルが高くなり、記録再生用光ピックアップ受光光学系で要求されるノイズレベルを満たせなくなってしまう。その対策として、通常、アッテネータ９０により再生時の光学カップリング効率を落とすことによって、半導体レーザによるレーザの元パワーを上げ、その結果として、レーザの量子ノイズレベルを下げている。
図１０、は従来技術における、ピックアップ装置における再生ノイズ対策の構成例の概略を示す図であり、図１０（Ａ）は液晶アッテネータを使用する例の構成を示す平面図、図１０（Ｂ）はＮＤフィルタを使用する例の構成を示す平面図、図１０（Ｃ）はノイズキャンセラを使用する例の構成を示す平面図である。
光学カップリングの切り替えは、図１０（Ａ）に示すように液晶アッテネータ９１を使用し、液晶のオンオフ、図１０（Ｂ）に示すようにＮＤフィルタ９をモータで出し入れすることによって透過率を変更する等の方法によってなされている。また、図１０（Ｃ）に示すように、モニタＰＤ６８、光電子集積回路（ＯＥＩＣ）６４の検出信号を用いて、レーザノイズキャンセラ９３によって、要求ノイズレベルを満足させるようにレーザノイズそのものを差し引く処理を行うこともある。ノイズキャンセラ９３を設けず、モニタＰＤ６８を高機能化しレーザノイズを検出し、光電子集積回路（ＯＥＩＣ）６４の検出信号から差し引き、ノイズキャンセルする構成とすることもある。
なお、半導体レーザアレイは周知の技術であり、例えば、後記する特許文献１には、同一の基板上に独立に駆動することが可能な複数のレーザを備えた内部ストライプ型半導体レーザアレイにおいて、複数のレーザのストライプ幅が異なることの記載がある。
特開平６−９６４６８号公報（段落００２６）
記録速度を上げるため、通常、基本的にはレーザの光学カップリング効率を優先した光学系の設計が行われ、再生を行う場合は、光学カップリング効率が高いため、半導体レーザによるレーザの元パワーが非常に小さくなり、レーザの量子ノイズレベルが高くなり、記録再生用光ピックアップ受光光学系で要求されるノイズレベルを満たせなくなってしまうという問題があった。半導体レーザの寿命性能や出力性能を含めた製造歩留まりを考慮すると、これらの性能が揃った半導体レーザの製造ばらつきのため実用レベルでの製造が困難となることも考えられる。
レーザの量子ノイズレベルを下げるために、アッテネータを使用する構成、ノイズキャンセラによるノイズキャンセルする構成等を採用すると、部品点数が増大し、コストアップ、信頼性リスクの増加等を招くという問題がある。また、ノイズキャンセルする構成では、完全に差し引くことは難しいという問題もある。
以上のように、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ用の記録再生用光ピックアップでは、従来のＤＶＤやＣＤでは問題とならなかったような、部品点数の増大、コストアップ、信頼性リスクの増加等を招くという問題がある。
なお、特許文献１には、同一の基板上に独立に駆動することが可能な複数のレーザを備えた内部ストライプ型半導体レーザアレイにおいて、複数のレーザのストライプ幅が異なることの記載があるが、以下に説明する本発明の構成とは異なるものである。
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、同一チップに形成された２つの窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが放射角の異なるレーザを出射し、それぞれ再生用、記録用レーザとして使用される半導体レーザ、及び、これを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法を提供することにある。
即ち、本発明は、第１導電型層（例えば、後述の実施の形態におけるｎ型クラッド層２２）、活性層（例えば、後述の実施の形態における多重量子井戸構造活性層２４）、第２導電型層（例えば、後述の実施の形態におけるｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８）をこの順に積層して構成された半導体層を備え、前記第２導電型層の一部の領域がエッチングされ所定の厚さとされ、前記一部の領域以外の他の領域がストライプ状のリッジ部（例えば、後述の実施の形態におけるストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂ）として形成され、同一波長帯のレーザを放射する第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板（例えば、後述の実施の形態におけるｎ型ＧａＮ基板２０）に形成され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザ（例えば、後述の実施の形態における記録用レーザ３３ａ）の放射角が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザ（例えば、後述の実施の形態における再生用レーザ３３ｂ）の放射角より小さくなるように構成された半導体レーザ（例えば、後述の実施の形態におけるＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップ１０）に係るものである。
また、本発明は、第１導電型層、活性層、第２導電型層をこの順に積層して構成された半導体層を備え、前記第２導電型層の一部の領域がエッチングされ所定の厚さとされ、前記一部の領域以外の他の領域がストライプ状のリッジ部として形成され、同一波長帯のレーザを放射する第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板に形成され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角より小さくなるように構成された半導体レーザを有する記録再生用光ピックアップ装置に係るものである。
また、本発明は、第１導電型層、活性層、第２導電型層をこの順に積層し第１及び第２の半導体層を形成する第１の工程と、前記第１の半導体層の前記第２導電型層の一部の領域をエッチングして第１の所定の厚さとし、前記一部の領域以外の他の領域をストライプ状の第１のリッジ部として形成する工程と、前記第２の半導体層の前記第２導電型層の一部の領域をエッチングして第２の所定の厚さとし、前記一部の領域以外の他の領域をストライプ状の第２のリッジ部として形成する工程とを有し、前記第１のリッジ部を除く領域における前記第２導電型層の厚さが前記第１の所定の厚さである第１の窒化物半導体レーザ素子と、前記第２のリッジ部を除く領域における前記第２導電型層の厚さが前記第２の所定の厚さである第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板の上に形成され、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一波長帯のレーザを放射する半導体レーザの製造方法に係るものである。
本発明の半導体レーザによれば、同一波長帯のレーザを放射する前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板に形成され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角より小さくなるように構成されているので、高密度光ディスク記録再生用光ピックアップ装置の、前記第１の窒化物半導体レーザ素子を記録用、前記第２の窒化物半導体レーザ素子を再生用レーザ源としてそれぞれ、好適に使用することができる半導体レーザを提供することができる。
本発明の記録再生用光ピックアップ装置によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子を記録用、前記第２の窒化物半導体レーザ素子を再生用レーザ源としてそれぞれ使用するので、再生時において、アッテネータ、ノイズキャンセラ等を使用することなく、レーザの量子ノイズレベルを下げることができ、部品点数の増大によるコストアップを招かず、信頼性の高い記録再生用光ピックアップ装置を提供することができる。
本発明の半導体レーザの製造方法によれば、記録再生用光ピックアップ装置に好適に使用することができる半導体レーザの製造方法を提供することができる。
本発明の半導体レーザでは、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さが概ね０．１μｍ前後であり、且つ、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さよりも厚く形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の裾部分が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の裾部分よりも活性層（出射端面部）から離れて形成されることになり、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。
また、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅よりも大きく形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子のレーザ出射端面側における前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子のレーザ出射端面側における前記リッジ部の幅よりも大きく形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくできる。
また、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造（例えば、後述の実施の形態における窓部３４ａ）を有する構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造が形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を小さくできる。
また、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第２の窓構造（例えば、後述の実施の形態における窓部３４ｄ）を有し、この第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくできる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が、前記基板に同じ結晶成長プロセスによって形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同じ１回の結晶成長プロセスによって前記基板に形成し、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子それぞれのストライプ状の前記リッジ部の形状及び構造が異なるように形成されるので、結晶成長プロセスに要する時間が短縮され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくできる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、前記基板に異なる結晶成長プロセスによって形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、異なる別々の結晶成長プロセスによって前記基板に形成され、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子それぞれのストライプ状の前記リッジ部の形状及び構造が異なるように形成されるので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくできる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくできる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子がＧａＮ系半導体レーザ素子である構成とするのがよい。この構成によれば、４０５ｎｍ帯の波長を出射するＧａＮ系半導体レーザ素子を使用するので、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子を、高密度記録を可能とするＢＤやＨＤ−ＤＶＤを使用する記録再生用光ピックアップに好適に使用することができる。
本発明の記録再生用光ピックアップ装置では、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さが概ね０．１μｍ前後であり、且つ、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さよりも厚く形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の裾部分が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の裾部分よりも活性層（出射端面部）から離れて形成されることになり、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時において、アッテネータ、ノイズキャンセラ等を使用することなく、レーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅よりも大きく形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子のレーザ出射端面側における前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子のレーザ出射端面側における前記リッジ部の幅よりも大きく形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造を有する構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造が形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を小さくでき、レーザ出力を大きくすることができる。
また、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第２の窓構造を有し、この第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が、前記基板に同じ結晶成長プロセスによって形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同じ１回の結晶成長プロセスによって前記基板に形成し、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子それぞれのストライプ状の前記リッジ部の形状及び構造が異なるように形成されるので、結晶成長プロセスに要する時間が短縮され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、前記基板に異なる結晶成長プロセスによって形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、異なる別々の結晶成長プロセスによって前記基板に形成され、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子それぞれのストライプ状の前記リッジ部の形状及び構造が異なるように形成されるので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成された構成とするのがよい。この構成によれば、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成されているので、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくでき、それぞれ、記録用レーザ、再生用レーザとして適した設計をすることが可能となる。従って、再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる。
また、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子がＧａＮ系半導体レーザ素子である構成とするのがよい。この構成によれば、４０５ｎｍ帯の波長を出射するＧａＮ系半導体レーザ素子を使用するので、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子を、高密度記録を可能とするＢＤやＨＤ−ＤＶＤを使用する記録再生用光ピックアップに好適に使用することができる。
本発明の半導体レーザの製造方法では、上記した半導体レーザを形成する構成とするのがよい。このような製造方法によれば、前記第１の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角を、前記第２の窒化物半導体レーザ素子から出射されるレーザビームの放射角よりも小さくすることができ、記録再生用光ピックアップに好適に使用することができ再生時におけるレーザの量子ノイズレベルを下げることができる半導体レーザを製造することができる。
本発明による半導体レーザは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成される窒化物半導体レーザであり、４０５ｎｍ帯のレーザを出射する。ここで、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、短周期型周期率表における３Ｂ族元素群のうちの少なくとも１種と、５Ｂ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含むものを意味し、特に、ガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）とを含んだ窒化ガリウム系化合物であり、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウム・ガリウム）、ＡｌＧａＩｎＮ（窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム）等であり、必要に応じてシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、酸素（Ｏ）、セレン（Ｓｅ）等のＩＶ族及びＶＩ族元素からなるｎ型不純物、又は、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、炭素（Ｃ）等のＩＩ族及びＩＶ族元素からなるｐ型不純物を含有している。
例えば、本発明による半導体レーザは、４０５ｎｍ帯の波長が同じレーザを出射するＧａＮ系モノリシック２ビーム半導体レーザであり、同一チップに２つの共振器を内蔵し、放射されるその２つのレーザの放射角が異なり、それぞれが、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクのための記録再生用光ピックアップ装置の再生専用レーザ源、記録専用レーザ源として使用され、低出力時（再生時）のノイズ対策としてアッテネータやノイズキャンセラ等の外部部品を必要としない構成とすることができる。
ＧａＮ系モノリシック２ビーム半導体レーザは２つの共振器を有し、一方のレーザ共振器の結晶成長と、他方のレーザ共振器の結晶成長を、別々に分けて行うことも、一方のレーザ共振器と他方のレーザ共振器を同一の結晶成長で作製することもできる。また、レーザ共振器の窓構造設計やストライプ状のリッジ部の形状構造の違いによって、２つのレーザ出射の放射角を変えることができる。
このようなＧａＮ系モノリシック２ビーム半導体レーザを使用することによって、低出力時（再生時）のノイズ対策としてアッテネータやノイズキャンセラ等の外部部品を必要としない、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクのための記録再生用光ピックアップ装置を実現することができ、光ピックアップ装置の部品点数の削減、コスト低減、信頼性アップ等のメリットを得ることができる。
また、レーザ出射端面に窓構造の有無やその構造の差を導入することにより、１回の結晶成長によって放射角の異なる記録用と再生用の２ビームレーザを放射させることができるＧａＮ系モノリシック２ビーム半導体レーザが実現できる。これによって、レーザチップの製造コスト低減が期待できる。更に、ストライプ状のリッジ部の形状構造に設計の違いを導入することにより、１回の結晶成長によって、放射角の異なる記録用と再生用の２ビームレーザを放射させることができるＧａＮ系モノリシック２ビーム半導体レーザが実現でき、レーザチップの製造コスト低減が期待できる。
以下、図面を参照しながら本発明による実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの構成とこれを用いた記録再生用ピックアップ装置による光ディスクの記録、再生について説明する図であり、図１（Ａ）はＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの構成を説明する斜視図、図１（Ｂ）は正面図、図１（Ｃ）は２ビームレーザチップを用いた光ディスクの記録、再生について説明する、レーザ出射端面から見た正面図である。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップ１０は、第１導電型層、活性層及び第２導電型層をこの順にｎ型ＧａＮ基板２０に積層して構成されたレーザ発振構造を有する半導体層を備え、第２導電型層の上部にストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂを有しており、記録用レーザを放射する記録用レーザ素子と再生用レーザを放射する再生用レーザ素子がｎ型ＧａＮ基板２０に形成されている。
リッジ部３０ａを有する上記半導体層によって記録用レーザを放射する記録用レーザ素子が構成され、リッジ部３０ｂを有する上記半導体層によって再生用レーザを放射する再生用レーザ素子が構成されている。上記半導体層には、ｎ型クラッド層２２、多重量子井戸構造活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８が含まれており、ｎ型クラッド層２２が第１導電型層に対応し、ｐ型クラッド層２６及びｐ型コンタクト層２８が第２導電型層に対応している。以下、上記の各層を積層した方向を垂直方向、この垂直方向とレーザ光の射出方向に垂直な方向を水平方向と呼ぶ。
ｎ型ＧａＮ基板２０の厚さは、例えば、８０μｍ〜１００μｍであり、ｎ型クラッド層２２は、例えば、厚さが１μｍのｎ型ＡｌＧａＮにより構成され、活性層２４は、例えば、厚さが３０ｎｍの、互いに組成の異なるＧａxＩｎ1-xＮ（但し、ｘ≧０）によりそれぞれ形成された井戸層とバリア層からなる多重量子井戸構造を有し、ｐ型クラッド層２６は、例えば、厚さが０．７μｍのｐ型ＡｌＧａＮにより構成され、ｐ型コンタクト層２８は、例えば、厚さが０．１μｍのｐ型ＧａＮにより構成される。
図１に示すように、ｐ型クラッド層２６の一部及びｐ型コンタクト層２８は、一方向（共振器方向）に延在する薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂを構成している。ストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂはそれぞれ、記録用レーザ及び再生用レーザの共振器に対応しており、活性層２４のうちリッジ部３０ａ、３０ｂに対応する領域がそれぞれ、記録用レーザ出射端面３２ａ、再生用レーザ出射端面３２ｂとなっており、記録用レーザ３３ａ、再生用レーザ３３ｂが放射される。
ｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６の一部の領域がエッチングされ所定の厚さとされ、一部の領域以外の他の領域がストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂとして形成されている。即ち、ｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６の他の領域をストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂが形成される領域としてそのまま残し、一部の領域を所定の厚さのｐクラッド層２６を残すようにｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６をエッチングして、断面が台形状をなし凸状をなすストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂが形成されており、ｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６によるリッジ部３０ａ、３０ｂの両側のｐクラッド層２６の厚さは、リッジ部３０ａ、３０ｂよりも薄い所定の厚さとなっている。
幅Ｗ1cもつｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６の領域のうち幅（リッジ部３０ａの幅）Ｗ1rの領域以外の部分が深さＤ1だけエッチングされ除去され、リッジ部３０ａの両側ではｐクラッド層２６が厚さｈ1（図示せず。）で残され、幅Ｗ2cもつｐコンタクト層２８及びｐクラッド層２６の領域のうち幅（リッジ部３０ｂの幅）Ｗ2rの領域以外の部分が深さＤ2だけエッチングされ除去され、リッジ部３０ｂの両側ではｐクラッド層２６が厚さｈ2（図示せず。）で残されている。なお、リッジ部３０ａ、３０ｂはその断面が理想的に矩形状とならず台形状となる場合にはその最大辺の長さを幅とする。
リッジ部３０ａ、３０ｂのｐコンタクト層２８の面上にはｐ側電極２９が設けられており、図示しない正側電源に接続されている。また、図示しない負側電源に接続されているｎ側電極層（ｎ型ＧａＮ基板２０の裏面に形成されている。）は図示を省略している。
記録用レーザ出射端面３２ａ、再生用レーザ出射端面３２ｂからそれぞれ放射されるレーザビームのＦＦＰ（遠視野像）特性を示す垂直方向の放射角（拡がり角）θV、水平方向の放射角（拡がり角）θHに関して、θV＞θHであり、レーザビームの形状は垂直方向に長い楕円形状をもち、光ピックアップ装置では、楕円形ビームの中心近傍の光を利用するので、垂直方向に長い楕円形状をもるレーザビームは利用されない部分が多く、半導体レーザから出射されるレーザビームの光利用効率が低くなる。この光利用効率を高めるには、垂直方向の放射角θVを変えるか、水平方向の放射角θHを変えるかによって、ビームを近円化することが望ましい。
以上の説明では、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂについて説明したが、本発明では、水平方向の放射角θHを変化させるために、リッジ部３０ａ、３０ｂの形状構造について各種の検討、例えば、リッジ部３０ａの幅Ｗ1r、リッジ部３０ａの両側でのｐクラッド層２６の厚さｈ1、リッジ部３０ｂの幅Ｗ2r、リッジ部３０ｂの両側でのｐクラッド層２６の厚さｈ2を変更すること、リッジ部３０ａ、３０ｂの長手方向の少なくとも一方の端に窓構造を設けること、リッジ部３０ａ、３０ｂの長手方向における幅を変えテーパ形状とすること等の検討（これらの検討については、後で詳述する。）を行った。
このような検討によって、記録用レーザ素子の記録用レーザ出射端面３２ａから放射されるレーザビームの放射角が小さくなるように設計し、逆に、再生用レーザ素子の再生用レーザ出射端面３２ｂから放射されるレーザビームの放射角が大きくなるように設計する。光ピックアップ装置における記録モードでは、放射角の小さい方のレーザ（記録用レーザ素子）を用いることで、光ピックアップ装置における光カップリングを優先させ光ディスク盤面でのレーザパワーを最大化し、記録速度の最大化を狙った設計が可能となり、再生モードでは、放射角の大きい方のレーザ（再生用レーザ素子）を用いることで、光ピックアップ装置における光カップリングを落とし、外部部品を用いずにレーザの量子ノイズの低減が可能となり、低ノイズの信号受光が可能になる。
ＢＤの記録再生に使用されるレーザビームのＦＦＰ特性の典型的な例について説明すると、記録用レーザ３３ａの垂直方向の放射角θVは２１度、平方向の放射角θHは８度であり、再生用レーザ３３ｂの垂直方向の放射角θVは２４度、平方向の放射角θHは１０度である。これらのＦＦＰ特性の場合、光ピックアップ装置の典型的な倍率１１．３倍の場合の光カップリング効率の比（再生用レーザビームの光カップリング効率／記録用レーザビームの光カップリング効率）を計算すると、０．７４７となり、再生用レーザビームの光カップリング効率は、記録用レーザビームの光カップリング効率の約３／４となり、ディスク盤面におけるレーザパワーが一定である時のレーザ光源の元パワーの比（再生用レーザ／記録用レーザ）は１．３４となり、再生用レーザの元パワーは記録用レーザの元パワーの３４％増となっている。
上述のＦＦＰ特性の典型的な例を満たすレーザ素子の構成の一例を示すと、記録用レーザ素子に関しては、素子長＝８００μｍ、素子幅Ｗ1c＝１００μｍ、リッジ部３０ａの幅Ｗ1r＝２μｍ、リッジ部３０ａの両側でのｐクラッド層２６の厚さｈ1＝０．１μｍ、リッジ部３０ａの高さＤ1＝０．４μｍであり、再生用レーザ素子に関しては、素子長＝４００μｍ、素子幅Ｗ2c＝１００μｍ、リッジ部３０ａの幅Ｗ2r＝１μｍ、リッジ部３０ａの両側でのｐクラッド層２６の厚さｈ2＝０．０７μｍ、リッジ部３０ａの高さＤ2＝０．４３μｍ等である。
図１（Ｃ）に示すように、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップ１０の記録用レーザ出射端面３２ａから出射されたレーザ４４は対物レンズ４６を用いて、記録再生層４２ａ、４２ｂ、…をもつ光ディスク４０の所定の記録再生層４２ａの微小領域に集光し照射され、集光されたレーザのエネルギーによって、例えば、相変化型光ディスクの場合には、レーザが照射された領域のみで記録層を構成する材料が一旦溶解して再凝固し、結晶構造から非晶質構造への相変化によって、レーザが照射された微小領域に記録マークが形成される。再生を行う場合には、再生用レーザ出射端面３２ｂから出射されたレーザ４４はレンズ４６を用いて、所定の記録再生層４２ａの微小領域に集光し照射して生じる反射光を検出する。
図２は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの２回の成長プロセスによる製造工程を説明する、レーザ出射端面から見た正面図である。
図２（Ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２０に、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８をこの順に積層する。
次に、図２（Ｂ）に示すように、一方のレーザ共振器を形成する幅Ｗc1の領域をアイランドとして残し他の不要部分の領域をエッチングして除去する。
次に、図２（Ｃ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２０に、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８をこの順に積層する。
次に、図２（Ｄ）に示すように、他方のレーザ共振器を形成する幅Ｗc2の領域を残し他の不要部分の領域をエッチングして除去する。このようにして、ｎ型ＧａＮ基板２０に、一方のレーザ共振器を形成するための第１の半導体層、及び、他方のレーザ共振器を形成するための第２の半導体層が形成される。
以上のようにして、一方のレーザ共振器を形成するための結晶成長と、他方のレーザ共振器を形成するための結晶成長を、別々のプロセスに分けて行うことができる。このような方法によれば、第１、第２の半導体層のそれぞれ構成する、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８の各層の組成、厚さを、第１の半導体層と第２の半導体層で異なるようにすることができ、一方及び他方のレーザ共振器を独立して設計し形成することができる。
次に、図２（Ｅ）に示すように、一方及び他方のレーザ共振器のストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂの幅Ｗ1r、Ｗ2rの領域を残し深さＤだけエッチングすることによって、ｐ型クラッド層２６と一部のｐ型コンタクト層２８を除去し、次いで、ｐ型コンタクト層２８を形成する。
なお、図２（Ｅ）に示す工程において、一方及び他方のレーザ共振器のストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂに対してそれぞれ別々に、幅Ｗ1r、Ｗ2rを残し深さＤ1、Ｄ2だけエッチングすることによって、後述する図３（Ｄ）と同様に、リッジ部３０ｃ、３０ｄを形成することができ、記録及び再生用に好適なレーザビームの放射角を有するレーザダイオードを形成することができる。
リッジ部３０ａ、３０ｂの形状は、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状だけではなく、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状の形状以外に、長手方向における幅を変えテーパ形状とすることもできることは言うまでもない。
図３は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの１回の成長プロセスによる製造工程を説明する、レーザ出射端面から見た正面図である。
図３（Ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２０に、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８をこの順に積層し、一方及び他方のレーザ共振器を形成するための結晶成長を１回のプロセスによって行う。
次に、図３（Ｂ）に示すように、一方及び他方のレーザ共振器を形成する幅Ｗc1、Ｗc2の領域をそれぞれアイランドとして残し他の不要部分の領域をエッチングして除去する。このようにして、ｎ型ＧａＮ基板２０に、一方のレーザ共振器を形成するための第１の半導体層、及び、他方のレーザ共振器を形成するための第２の半導体層が形成される。
次に、図３（Ｃ）に示すように、一方及び他方のレーザ共振器のストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂの幅Ｗ1r、Ｗ2rの領域を残し深さＤだけエッチングすることによって、ｐ型クラッド層２６と一部のｐ型コンタクト層２８を除去し、次いで、ｐ型コンタクト層２８を形成する。
なお、図３（Ｃ）に示す工程において、一方及び他方のレーザ共振器のストライプ状のリッジ部３０ａ、３０ｂに対してそれぞれ別々に、幅Ｗ1r、Ｗ2rを残し深さＤ1、Ｄ2だけエッチングすることによって、図３（Ｄ）に示すように、リッジ部３０ｃ、３０ｄを形成することができ、記録及び再生用に好適なレーザビームの放射角を有するレーザダイオードを形成することができる。
リッジ部３０ａ、３０ｂの形状は、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状だけではなく、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状の形状以外に、長手方向における幅を変えテーパ形状とすることもできることは言うまでもない。
図４は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップにおいてストライプ状リッジ部の構造を変え放射角を変更する例を説明する図であり、図４（Ａ）は、リッジ部の幅、高さを変更する例を説明する、レーザ出射端面から見た正面図、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）はストライプの形状について説明する平面図である。
図４（Ａ）に示すように、リッジ部の形状、即ち、リッジ部の幅、高さを変えることによって、レーザビームの放射角を変えることができる。
図１（Ｂ）、１回の結晶成長プロセスによる図３（Ｄ）に示すように、Ｗ1r＜Ｗ2r、Ｄ1＜Ｄ2とすること、即ち、（記録用レーザ素子のリッジ部３０ｃの幅）＜（再生用レーザ素子のリッジ部３０ｄの幅）、また、リッジ部３０ｃを形成するためのエッチング深さを浅くし、リッジ部３０ｄを形成するためのエッチング深さを深くして、（リッジ部３０ｃを形成するためのエッチング深さ）＜（リッジ部３０ｄを形成するためのエッチング深さ）とし、（リッジ部３０ｃの両側のｐ型クラッド層２６の厚さｈ1）＜（リッジ部３０dの両側のｐ型クラッド層２６の厚さ2）とすることによって、(記録用レーザビームの水平方向の放射角θH)＜(再生用レーザビームの水平方向の放射角θH)とすることができ、先に説明した１回の結晶成長プロセスによって、放射角の異なる、記録用、再生用の２ビームレーザを出射する低コストの２ビームレーザチップを実現することができる。
一般に、リッジ部の幅は、１μｍ強〜２μｍ強程度であるが、リッジ部の幅を、例えば、２μｍ超→１μｍ前半の寸法に細くすると、レーザビームの水平方向の放射角θHは、１度〜２度大きくなる。リッジ部の両側のｐ型クラッド層の厚さ（リッジ部の形成時にエッチングさせずに残された厚さ）ｈを制御することによって、例えば、このｈを０．１μｍ→０．０５μｍに薄くすると、レーザビームの水平方向の放射角θHは、５度程度大きくなり、ｈ＝０．１μｍのときθH＝５度であれば、ｈ＝０．０５μｍのときθH＝１３度となる。一般に、このｈの変化によりθHを変化させる効果は、リッジ部の幅の変化によりθHを変化させる効果より大きい。
先述したように、リッジ部の形状は、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状だけではなく、薄い厚さをもつ長方体をなすストライプ状の形状以外に、長手方向における幅を変えテーパ形状とすることもできる。
図４（Ｂ）に示すように、記録用レーザ素子のリッジ部３０ｅのようにストライプ形状に３つの直線部分によって凹部をもたせ、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｆのようにストライプ形状に３つの直線部分によって凸部をもたせることができ、また、図４（Ｃ）に示すように、記録用レーザ素子のリッジ部３０ｇのようにストライプ形状に曲線部分によって凹部をもたせ、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｈのようにストライプ形状に曲線部分によって凸部をもたせることができる。
図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に示す例のように、記録用レーザ素子のリッジ部３０ｅ、３０ｇのレーザ出射端面における幅を大きくし、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｆ、３０ｈのレーザ出射端面における幅を小さくし、（記録用レーザ素子のリッジ部のレーザ出射端面における幅）＞（再生用レーザ素子のリッジのレーザ出射端面における幅）とすることによって、(記録用レーザビームの水平方向の放射角θH)＜(再生用レーザビームの水平方向の放射角θH)とすることができ、先に説明した１回の結晶成長プロセスによって、放射角の異なる、記録用、再生用の２ビームレーザを出射する低コストの２ビームレーザチップを実現することができる。
図５、図６は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップにおいてストライプ状リッジ部の構造を変え放射角を変更する例を説明する図であり、図５（Ａ）、図６（Ａ）は窓構造について説明する、レーザ出射端面から見た正面図であり、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は平面図である。
図５、図６に示すように、端面窓構造を形成した領域によって、レーザビームの放射角を変えることができる。
端面窓構造は、レーザ出射端面でレーザが吸収されないように、レーザ出射端面近傍のバンドギャップを活性層のバンドギャップよりも大きくなるようにして形成され、より大きな出力を得るようにすることができる。窓構造が形成された領域は、ｐ型クラッド層の表面から活性層まで不純物（例えば、Ｚｎ）をイオン注入によって打ち込み拡散させて形成され、この拡散過程で活性層の秩序構造が無秩序構造に変換され、バンドギャップの大きな領域（窓部）となる。
また、レーザ出射端面の近傍に数μｍ〜数十μｍの電流非注入領域（電流が注入されない領域であり、レーザ発振波長に対して透明ではない領域となる。）を設けることによって、光学的な窓ではないが、この領域をレーザビームの放射角を変える端面窓構造（窓部）とすることもできる。
更に、リッジ部のレーザ出射端面の近傍（数μｍ〜数十μｍの領域）の結晶成長条件を変化させて、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８を、選択成長によって形成しこの領域を端面窓構造（窓部）とすることもできる。
図５、図６に示す例のように、記録用レーザ素子のリッジ部３０ａのレーザ出射端面に形成する窓部の長さ（リッジ部の長手方向における長さ）を大きめとし、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｂのレーザ出射端面に形成する窓部の長さをゼロ（即ち、窓部を形成しない）か小さめとし、（記録用レーザ素子のリッジ部のレーザ出射端面に形成する窓部の長さ）＞（再生用レーザ素子のリッジ部のレーザ出射端面に形成する窓部の長さ）とすることによって、記録用レーザビームの水平方向の放射角θHを小さくし、再生用レーザビームの水平方向の放射角θHを大きくして、(記録用レーザビームの水平方向の放射角θH)＜(再生用レーザビームの水平方向の放射角θH)とすることができ、先に説明した１回の結晶成長プロセスによって、放射角の異なる、記録用、再生用の２ビームレーザを出射する低コストの２ビームレーザチップを実現することができる。
図５に示す例では、記録用レーザ素子のリッジ部３０ａの両端に窓部を設け、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｂの両端に窓部を設けない構成とし、図５（Ｂ）に示す例では、リッジ部３０ａの両端にほぼ同じ長さ（リッジ部３０ａの長手方向における長さ）をもつ窓部３４ａ、３６ａが形成されており、図５（Ｃ）に示す例では、図５（Ｂ）に示す例における窓部の長さより長い窓部３４ｂ、３６ｂが形成されており、レーザ出射端面３２ａに形成された窓部３４ｂの長さは窓部３６ｂより長く形成されている。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す例では、記録用レーザ素子のリッジ部３０ａ、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｂのそれぞれの両端に窓部を設けた構成とし、リッジ部３０ｂの両端にほぼ同じ長さをもつ窓部３４ｄ、３６ｄが形成されており、記録用レーザ素子のリッジ部３０ａのそれぞれの両端に、窓部３４ｄ、３６ｄよりも長さが長い窓部３４ｃ、３６ｃが形成されており、レーザ出射端面３２ａに形成された窓部３４ｃの長さは窓部３６ｃより長く形成されている。
図６（Ｃ）に示す例では、再生用レーザ素子のリッジ部３０ｂに窓部を設けず、リッジ部３０ａ’のレーザ出射端面３２ａの近傍（数μｍ〜数十μｍの領域）の結晶成長条件を変化させて、ｎ型クラッド層２２、活性層２４、ｐ型クラッド層２６、ｐ型コンタクト層２８を、選択成長によって形成しこの領域を窓部とする例を示す。
図７は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップを用いたＢｒｕ−ｒａｙ用ピックアップ装置の構成例を説明する図であり、図７（Ａ）は側面図、図７（Ｂ）は平面図である。
図７に示す構成は、図９に示した構成のうち、アッテネータ９０を使用せず構成をシンプルにすると共に、ＧａＮ系レーザ６９に変えて、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップによるＧａＮ系レーザ（ＢＤ ＬＤ）７０を使用し、先に説明したように記録用レーザビームと再生用レーザビームを使い分ける構成としている。
図８は、本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップをマウントした光集積素子を用いたＢｒｕ−ｒａｙ用ピックアップ装置の構成例を説明する図であり、図８（Ａ）はピックアップ装置の構成を示す側面図、図８（Ｂ）は光集積素子の構成を示す断面図である。
図８に示す構成では、図７に示す構成のうち偏光ビームスピリッタ（ＰＢＳ）６０、
ホログラム光学エレメント６２、光電子集積回路６４、レンズ６６、モニタＰＤ６８、ＧａＮ系レーザ７０を集積化してＢＤ光集積素子７２としてまとめた構成を示している。
ＢＤの記録再生に好適に使用できるＢＤ光集積素子７２は、プリズム系７４、レンズ系７６、１／２波長板（ＨＷＰ）７７、受光ＩＣ７８、２ビームレーザチップ８０を有し、プリズム系７４、レンズ系７６、１／２波長板（ＨＷＰ）７７によって、図７に示す偏光ビームスピリッタ（ＰＢＳ）６０、ホログラム光学エレメント６２、レンズ６６の機能を実行し、受光ＩＣ７８は、図７に示す光電子集積回路６４、レンズ６６、モニタＰＤ６８の機能を実行している。
以上説明したように、本発明による半導体レーザを用いることで、低出力時（再生時）のノイズ対策としてアッテネータやノイズキャンセラ等の外部部品を必要としない、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクのための記録再生用光ピックアップ装置を実現することが可能となる。従って、光ピックアップ装置の部品点数の削減、コストの低減、信頼性アップ等でメリットが得られる。
以上の説明では、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等を例としてノイズ対策を説明したが、このノイズ対策は、他の記録再生用媒体系でも同様のノイズ対策が必要とされる場合にも、同じように適用することができる。
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、半導体レーザを構成する各層の化合物の構成及び層厚さ、窓構造の大きさ、リッジ部の幅や形状、リッジ部の両側のｐコンタクト層の厚さ等は、目的に応じて任意に変更することができ、また、電流狭窄層、絶縁層、保護層、結晶成長のためのバッファ層等も、必要に応じて設け、半導体レーザの性能の向上を図ることができることはいうまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、量子ノイズレベルを下げることができ、部品点数の増大によるコストアップを招かず、信頼性の高い記録再生用光ピックアップ装置に好適に使用することができる半導体レーザとその製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態における、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの構成とこれを用いた光ディスクの記録、再生について説明する図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの２回の成長プロセスによる製造工程を説明する、レーザ出射端面から見た正面図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップの１回の成長プロセスによる製造工程を説明する、レーザ出射端面から見た正面図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップにおいてストライプ状リッジ部の構造を変え放射角を変更する例を説明する図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップにおいてストライプ状リッジ部の構造を変え放射角を変更する例を説明する図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップにおいてストライプ状リッジ部の構造を変え放射角を変更する例を説明する図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップを用いたＢＤ用ピックアップ装置の構成例を説明する図である。 同上、ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップをマウントした光集積素子を用いたＢｒｕ−ｒａｙ用ピックアップ装置の構成例を説明する図である。 従来技術における、従来技術における、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクの記録再生を行うピックアップ装置の構成例の概略を示す図である。 同上、ピックアップ装置における再生ノイズ対策の構成例の概略を示す図である。
符号の説明
１０…ＧａＮ系モノリシック２ビームレーザチップ、２０…ｎ型ＧａＮ基板、
２２…ｎ型クラッド層、２４…多重量子井戸構造活性層、２６…ｐ型クラッド層、
２８…ｐ型コンタクト層、２９…ｐ側電極層、
３０ａ〜３０ｈ…ストライプ状のリッジ部、３２ａ…記録用レーザ出射端面、
３２ｂ…再生用レーザ出射端面、３３ａ…記録用レーザ、３３ｂ…再生用レーザ、
３４ａ〜３４ｅ、３６ａ〜３６ｄ…窓部、４０…光ディスク、
４２ａ、４２ｂ…記録再生層、４４…レーザ、４６…対物レンズ、５０…ディスク、
５２…対物レンズ、５４…１／４波長板（ＱＷＰ）、５６…立上げミラー、
５８…コリメータレンズ、６０…偏光ビームスピリッタ（ＰＢＳ）、
６２…ホログラム光学エレメント（ＨＯＥ）、６４…光電子集積回路（ＯＥＩＣ）、
６６…レンズ、６８…モニタＰＤ、６９、７０…ＧａＮ系レーザ（ＢＤ ＬＤ）、
７２…ＢＤ光集積素子、７４…プリズム系、７６…レンズ系、
７７…１／２波長板（ＨＷＰ）、７８…受光ＩＣ、８０…２ビームレーザチップ、
９０…アッテネータ、９１…液晶アッテネータ、９２…ＮＤフィルタ、
９３…ノイズキャンセラ

Claims (20)

  1. 第１導電型層、活性層、第２導電型層をこの順に積層して構成された半導体層を備え、前記第２導電型層の一部の領域がエッチングされ所定の厚さとされ、前記一部の領域以外の他の領域がストライプ状のリッジ部として形成され、同一波長帯のレーザを放射する第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板に形成され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角より小さくなるように構成された、半導体レーザ。
  2. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さが概ね０．１μｍ前後であり、且つ、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さよりも厚く形成された、請求項１に記載の半導体レーザ。
  3. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅よりも大きく形成された、請求項２に記載の半導体レーザ。
  4. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造を有する、請求項１に記載の半導体レーザ。
  5. 前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第２の窓構造を有し、この第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成された、請求項４に記載の半導体レーザ。
  6. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が、前記基板に同じ結晶成長プロセスによって形成された、請求項１に記載の半導体レーザ。
  7. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、前記基板に異なる結晶成長プロセスによって形成された、請求項１に記載の半導体レーザ。
  8. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成された、請求項１に記載の半導体レーザ。
  9. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子がＧａＮ系半導体レーザ素子である、請求項１に記載の半導体レーザ。
  10. 第１導電型層、活性層、第２導電型層をこの順に積層して構成された半導体層を備え、前記第２導電型層の一部の領域がエッチングされ所定の厚さとされ、前記一部の領域以外の他の領域がストライプ状のリッジ部として形成され、同一波長帯のレーザを放射する第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板に形成され、前記第１の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子によって放射されるレーザの放射角より小さくなるように構成された半導体レーザを有する、記録再生用光ピックアップ装置。
  11. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さが概ね０．１μｍ前後であり、且つ、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記第２導電型層の前記一部の領域の前記所定の厚さよりも厚く形成された、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  12. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記リッジ部の幅よりも大きく形成された、請求項１１に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  13. 前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第１の窓構造を有する、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  14. 前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面側に第２の窓構造を有し、この第２の窓構造の窓の長さは、前記第１の窓の長さよりも短く形成された、請求項１３に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  15. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が、前記基板に同じ結晶成長プロセスによって形成された、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  16. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子のそれぞれが、前記基板に異なる結晶成長プロセスによって形成された、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  17. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層はテーパ形状を有し、前記第１の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅が、前記第２の窒化物半導体レーザ素子の前記活性層のレーザ出射端面での幅よりも大きく形成された、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  18. 前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子がＧａＮ系半導体レーザ素子である、請求項１０に記載の記録再生用光ピックアップ装置。
  19. 第１導電型層、活性層、第２導電型層をこの順に積層し第１及び第２の半導体層を形
    成する第１の工程と、
    前記第１の半導体層の前記第２導電型層の一部の領域をエッチングして第１の所定の
    厚さとし、前記一部の領域以外の他の領域をストライプ状の第１のリッジ部として形成
    する工程と、
    前記第２の半導体層の前記第２導電型層の一部の領域をエッチングして第２の所定の
    厚さとし、前記一部の領域以外の他の領域をストライプ状の第２のリッジ部として形成
    する工程と、
    を有し、前記第１のリッジ部を除く領域における前記第２導電型層の厚さが前記第１の所定の厚さである第１の窒化物半導体レーザ素子と、前記第２のリッジ部を除く領域における前記第２導電型層の厚さが前記第２の所定の厚さである第２の窒化物半導体レーザ素子が同一の基板の上に形成され、前記第１及び第２の窒化物半導体レーザ素子が同一波長帯のレーザを放射する、半導体レーザの製造方法。
  20. 請求項２から請求項９の何れか１項に記載の半導体レーザを形成する、請求項１９に記載の半導体レーザの製造方法。
JP2008001281A 2008-01-08 2008-01-08 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法 Pending JP2009164389A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008001281A JP2009164389A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008001281A JP2009164389A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009164389A true JP2009164389A (ja) 2009-07-23

Family

ID=40966656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008001281A Pending JP2009164389A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009164389A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013197168A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザアレイ
JP2015138927A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社島津製作所 光ファイバ出力型レーザモジュール
WO2017122782A1 (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 古河電気工業株式会社 半導体レーザ素子、チップオンサブマウント、および半導体レーザモジュール

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075011A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Sony Corp 半導体レーザ
JPH11204876A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Sony Corp 半導体発光素子
WO2003005515A1 (fr) * 2001-07-02 2003-01-16 Nichia Corporation Dispositif laser a semiconducteur gan et systeme d'information sur disque optique utilisant ce dispositif laser
JP2007088188A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多波長半導体レーザ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075011A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Sony Corp 半導体レーザ
JPH11204876A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Sony Corp 半導体発光素子
WO2003005515A1 (fr) * 2001-07-02 2003-01-16 Nichia Corporation Dispositif laser a semiconducteur gan et systeme d'information sur disque optique utilisant ce dispositif laser
JP2007088188A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多波長半導体レーザ装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013197168A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザアレイ
JP2015138927A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社島津製作所 光ファイバ出力型レーザモジュール
WO2017122782A1 (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 古河電気工業株式会社 半導体レーザ素子、チップオンサブマウント、および半導体レーザモジュール
JPWO2017122782A1 (ja) * 2016-01-13 2018-11-01 古河電気工業株式会社 半導体レーザ素子、チップオンサブマウント、および半導体レーザモジュール
US11152762B2 (en) 2016-01-13 2021-10-19 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device, chip on submount, and semiconductor laser module
JP6998774B2 (ja) 2016-01-13 2022-02-10 古河電気工業株式会社 半導体レーザ素子、チップオンサブマウント、および半導体レーザモジュール

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1917687A2 (en) Low cost ingaain based lasers
US20060062267A1 (en) Semiconductor laser array and manufacturing method for semiconductor laser array
US20070091955A1 (en) Semiconductor laser device and optical pickup apparatus using the same
JP4599687B2 (ja) レーザダイオード、半導体発光装置および製造方法
US6661824B2 (en) Semiconductor laser device and method for fabricating the same
JP2000244060A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP2006294984A (ja) 半導体レーザ素子とその製造方法およびそれを用いた光ピックアップ装置
JPWO2003071642A1 (ja) 半導体発光装置およびそれを用いた光ディスク装置
JP3797151B2 (ja) レーザダイオード、光学ピックアップ装置、光ディスク装置および光通信装置
JP2009164389A (ja) 半導体レーザ及びこれを用いた記録再生用ピックアップ装置、並びに、半導体レーザの製造方法
JP5633670B2 (ja) 発光装置およびそれを用いた光装置
JP2009277684A (ja) 半導体レーザ装置
JP2003086902A (ja) 半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置
JP4589539B2 (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2007013207A (ja) 半導体発光素子
JP2006186090A (ja) 半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップ装置
JP2004296635A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法および光ディスク装置
JP2002232077A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP2004087980A (ja) 端面発光型半導体レーザ、電子機器、端面発光型半導体レーザの制御方法及び端面発光型半導体レーザの製造方法
JP4770002B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP3837821B2 (ja) 化合物半導体レーザを用いた光ピックアップ装置
JP2001250255A (ja) 光学装置及び光ディスク装置
JP2003218452A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法並びに光ディスク再生記録装置
JP2004296634A (ja) 半導体レーザ装置および光ディスク装置
JP2004296637A (ja) 半導体レーザ装置および光ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090609

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090611

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120321

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120321

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120710