JP2009164389A - Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method - Google Patents
Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method Download PDFInfo
- 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
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1To provide a semiconductor laser having two laser elements on the same chip, an optical pickup device for recording / reproducing using the same, and a method for manufacturing the semiconductor laser.
A chip includes an n-type cladding layer, an active layer, a p-type cladding layer, and a p-type contact layer stacked in this order on the n-type GaN substrate. A part of the p-type cladding layer and the p-type contact layer constitute stripe-shaped ridge portions 30a and 30b, and regions corresponding to the ridge portion in the active layer are respectively a recording laser emission end face 32a and a reproduction-use surface. A laser emitting end face 32b is formed, and recording and reproducing lasers 33a and 33b are emitted. For example, the radiation angle is changed by changing the width of the ridge portion and the thickness of the p-cladding layer on both sides of the ridge portion. Laser quantum noise is reduced by using a laser having a small emission angle during recording by an optical pickup device and using a laser having a large emission angle during reproduction.
[Selection] Figure 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。 The present invention relates to a semiconductor laser used in an optical disk recording / reproducing pickup device, and in particular, two nitride semiconductor laser elements formed on the same substrate (chip) emit two lasers having different emission angles. In addition, the present invention relates to a semiconductor laser used as a reproducing and recording laser, a recording / reproducing pickup device using the same, and a method for manufacturing the semiconductor laser.
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。 Development of an information storage / reproduction apparatus using a combination of a BD (Blu-ray Disk) or HD-DVD (High Definition Digital Versatile Disk) capable of high-density recording and a blue-violet semiconductor laser in the 405 nm wavelength band is advancing.
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。 FIG. 9 is a diagram showing an outline of a configuration example of a pickup device using a GaN-based semiconductor laser that performs recording / reproduction of a high-density optical disc such as a BD or an HD-DVD in the prior art, and FIG. FIG. 9 and FIG. 9B are plan views. FIG. 9 shows only a configuration example of an optical system of a pickup device for recording / reproducing BD for simplification, but an optical system for recording / reproducing HD-DVD is added to the optical system for recording / reproducing BD. Often incorporated.
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。
A laser emitted from a GaN-based semiconductor laser (BD LD) 69 having an oscillation wavelength of about 405 nm is incident on a polarization beam spiriter (PBS) 60 through an
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。
Since the recording power performance increases as the power of the laser on the disk surface of the semiconductor laser increases, the optical coupling efficiency of the laser (usually received by the light source monitor receiver among the lasers from the laser light source). The optical system is designed with priority given to the ratio of light to be transmitted. Therefore, when reproducing, since the optical coupling efficiency is high, the original power of the laser by the semiconductor laser becomes very small (for example, 2 mW or less), the quantum noise level of the laser becomes high, and the optical pickup for recording / reproducing is received. The noise level required by the optical system cannot be satisfied. As a countermeasure, usually, the original power of the laser by the semiconductor laser is increased by reducing the optical coupling efficiency during reproduction by the
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。 FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of countermeasures against reproduction noise in a pickup device in the prior art, FIG. 10A is a plan view illustrating a configuration of an example using a liquid crystal attenuator, and FIG. FIG. 10C is a plan view showing the configuration of an example using a noise canceller, and FIG. 10C is a plan view showing the configuration of an example using an ND filter.
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。
The optical coupling is switched by using the
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。 The semiconductor laser array is a well-known technique. For example, in Patent Document 1 described later, an internal stripe type semiconductor laser array including a plurality of lasers that can be driven independently on the same substrate is disclosed. There is a description that the stripe widths of the lasers are different.
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。 In order to increase the recording speed, the optical system is usually designed with priority given to the optical coupling efficiency of the laser. When reproducing, the optical coupling efficiency is high. Becomes very small, the quantum noise level of the laser becomes high, and the noise level required for the optical pickup light receiving optical system for recording and reproduction cannot be satisfied. Considering the manufacturing yield including the life performance and output performance of the semiconductor laser, it may be difficult to manufacture at a practical level due to manufacturing variations of semiconductor lasers having these performances.
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。 If a configuration using an attenuator or a configuration for canceling noise by a noise canceller is employed to lower the quantum noise level of the laser, the number of parts increases, leading to problems such as an increase in cost and an increase in reliability risk. In addition, there is a problem that it is difficult to completely subtract the noise canceling configuration.
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。 As described above, the recording / reproducing optical pickup for BD and HD-DVD leads to an increase in the number of parts, an increase in cost, an increase in reliability risk, etc., which were not a problem with conventional DVDs and CDs. There's a problem.
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。 In Patent Document 1, there is a description that stripe widths of a plurality of lasers are different in an internal stripe semiconductor laser array including a plurality of lasers that can be driven independently on the same substrate. This is different from the configuration of the present invention described below.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to emit lasers having different emission angles from each of two nitride semiconductor laser elements formed on the same chip. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser used as a reproducing and recording laser, a recording / reproducing pickup device using the same, and a method of manufacturing the semiconductor laser.
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。
That is, the present invention includes a first conductivity type layer (for example, an n-
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。 In addition, the present invention includes a semiconductor layer configured by laminating a first conductivity type layer, an active layer, and a second conductivity type layer in this order, and a partial region of the second conductivity type layer is etched to have a predetermined The first and second nitride semiconductor laser elements that emit a laser having the same wavelength band are formed on the same substrate. Recording with a semiconductor laser configured such that the radiation angle of the laser emitted by the first nitride semiconductor laser element is smaller than the radiation angle of the laser emitted by the second nitride semiconductor laser element The present invention relates to an optical pickup device for reproduction.
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。 The present invention also includes a first step of stacking a first conductivity type layer, an active layer, and a second conductivity type layer in this order to form first and second semiconductor layers, and the first semiconductor layer of the first semiconductor layer. Etching a partial region of the second conductivity type layer to a first predetermined thickness and forming a region other than the partial region as a striped first ridge portion; Etching a part of the second conductivity type layer of the semiconductor layer to a second predetermined thickness and forming a region other than the part as a stripe-shaped second ridge portion. A first nitride semiconductor laser element in which a thickness of the second conductivity type layer in the region excluding the first ridge portion is the first predetermined thickness; and the second ridge A second nitride in which the thickness of the second conductivity type layer in the region excluding the portion is the second predetermined thickness Conductor laser element is formed on the same substrate, the first and second nitride semiconductor laser device is related to a method of manufacturing a semiconductor laser emitting a laser of the same wavelength band.
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。 According to the semiconductor laser of the present invention, the first and second nitride semiconductor laser elements that emit laser of the same wavelength band are formed on the same substrate, and are emitted by the first nitride semiconductor laser element. Since the radiation angle of the laser is configured to be smaller than the radiation angle of the laser emitted by the second nitride semiconductor laser element, the first nitridation of the optical pickup device for recording / reproducing high density optical discs It is possible to provide a semiconductor laser that can be suitably used as a recording semiconductor laser element for recording and the second nitride semiconductor laser element as a reproducing laser source.
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。 According to the recording / reproducing optical pickup device of the present invention, since the first nitride semiconductor laser element is used for recording and the second nitride semiconductor laser element is used as a reproducing laser source, Without using an attenuator, noise canceller, or the like, the quantum noise level of the laser can be lowered, and an optical pickup device for recording and reproduction with high reliability can be provided without causing an increase in cost due to an increase in the number of components.
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。 According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor laser that can be suitably used for a recording / reproducing optical pickup device.
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。 In the semiconductor laser of the present invention, the predetermined thickness of the partial region of the second conductivity type layer of the first nitride semiconductor laser element is approximately 0.1 μm, and the second It is preferable that the nitride semiconductor laser element is formed to be thicker than the predetermined thickness of the partial region of the second conductivity type layer. According to this configuration, the skirt portion of the ridge portion of the first nitride semiconductor laser element is more from the active layer (the emission end face portion) than the skirt portion of the ridge portion of the second nitride semiconductor laser element. The emission angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is smaller than the emission angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element. Thus, it is possible to design the recording laser and the reproducing laser, respectively.
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。 The width of the ridge portion of the first nitride semiconductor laser element is preferably larger than the width of the ridge portion of the second nitride semiconductor laser element. According to this configuration, the width of the ridge portion on the laser emission end face side of the first nitride semiconductor laser element is larger than the width of the ridge portion on the laser emission end face side of the second nitride semiconductor laser element. Since it is formed large, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element can be made smaller than the radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element.
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。
The first nitride semiconductor laser element may have a first window structure (for example, a
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。
Further, the second nitride semiconductor laser element has a second window structure (for example, a
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。 The first and second nitride semiconductor laser elements may be formed on the substrate by the same crystal growth process. According to this configuration, the first and second nitride semiconductor laser elements are formed on the substrate by the same single crystal growth process, and the first and second nitride semiconductor laser elements each have a stripe shape. Since the ridge portion is formed to have a different shape and structure, the time required for the crystal growth process is shortened, and the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is set to the second ridge portion. The radiation angle of the laser beam emitted from the nitride semiconductor laser element can be made smaller.
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。 Each of the first and second nitride semiconductor laser elements is preferably formed on the substrate by different crystal growth processes. According to this configuration, each of the first and second nitride semiconductor laser elements is formed on the substrate by different crystal growth processes, and each stripe of the first and second nitride semiconductor laser elements is formed. Since the shape and structure of the ridge portion are different from each other, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is emitted from the second nitride semiconductor laser element. Can be made smaller than the radiation angle of the laser beam.
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。 The active layer of the first and second nitride semiconductor laser elements has a tapered shape, and the width of the active layer of the first nitride semiconductor laser element at the laser emission end surface is the second. The nitride semiconductor laser element is preferably formed to have a width larger than the width of the active layer at the laser emission end face. According to this configuration, the active layer of the first and second nitride semiconductor laser elements has a tapered shape, and the width of the active layer of the first nitride semiconductor laser element at the laser emission end face is Since the width of the active layer of the second nitride semiconductor laser element is larger than the width at the laser emission end face, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is The radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element can be made smaller.
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。 The first and second nitride semiconductor laser elements may be GaN-based semiconductor laser elements. According to this configuration, since a GaN-based semiconductor laser element that emits a wavelength in the 405 nm band is used, the BD and HD-DVD that enable high-density recording can be used for the first and second nitride semiconductor laser elements. It can be suitably used for a recording / reproducing optical pickup to be used.
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。 In the recording / reproducing optical pickup device of the present invention, the predetermined thickness of the partial region of the second conductivity type layer of the first nitride semiconductor laser element is approximately 0.1 μm, and It is preferable that the second nitride semiconductor laser element is formed to be thicker than the predetermined thickness of the partial region of the second conductivity type layer. According to this configuration, the skirt portion of the ridge portion of the first nitride semiconductor laser element is more from the active layer (the emission end face portion) than the skirt portion of the ridge portion of the second nitride semiconductor laser element. The emission angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is smaller than the emission angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element. Thus, it is possible to design the recording laser and the reproducing laser, respectively. Therefore, at the time of reproduction, the quantum noise level of the laser can be lowered without using an attenuator, a noise canceller or the like.
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。 The width of the ridge portion of the first nitride semiconductor laser element is preferably larger than the width of the ridge portion of the second nitride semiconductor laser element. According to this configuration, the width of the ridge portion on the laser emission end face side of the first nitride semiconductor laser element is larger than the width of the ridge portion on the laser emission end face side of the second nitride semiconductor laser element. Since it is formed large, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element can be made smaller than the radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element, Designs suitable for recording lasers and reproducing lasers can be made, respectively. Accordingly, the quantum noise level of the laser during reproduction can be lowered.
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。 The first nitride semiconductor laser element preferably has a first window structure on the laser emission end face side of the active layer. According to this configuration, since the first window structure is formed on the laser emitting end face side of the active layer of the first nitride semiconductor laser element, the first nitride semiconductor laser element is emitted from the first nitride semiconductor laser element. The radiation angle of the laser beam can be reduced, and the laser output can be increased.
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。 Further, the second nitride semiconductor laser element has a second window structure on the laser emission end face side of the active layer, and the length of the window of the second window structure is the length of the first window. It is preferable to have a structure formed shorter than the above. According to this configuration, the length of the window of the second window structure is shorter than the length of the first window, so that the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element Can be made smaller than the radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element, and it is possible to design the recording laser and the reproducing laser, respectively. Accordingly, the quantum noise level of the laser during reproduction can be lowered.
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。 The first and second nitride semiconductor laser elements may be formed on the substrate by the same crystal growth process. According to this configuration, the first and second nitride semiconductor laser elements are formed on the substrate by the same single crystal growth process, and the first and second nitride semiconductor laser elements each have a stripe shape. Since the ridge portion is formed to have a different shape and structure, the time required for the crystal growth process is shortened, and the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is set to the second ridge portion. The radiation angle of the laser beam emitted from the nitride semiconductor laser element can be made smaller, and it is possible to design the recording laser and the reproduction laser, respectively. Accordingly, the quantum noise level of the laser during reproduction can be lowered.
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。 Each of the first and second nitride semiconductor laser elements is preferably formed on the substrate by different crystal growth processes. According to this configuration, each of the first and second nitride semiconductor laser elements is formed on the substrate by different crystal growth processes, and each stripe of the first and second nitride semiconductor laser elements is formed. Since the shape and structure of the ridge portion are different from each other, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is emitted from the second nitride semiconductor laser element. Therefore, it is possible to design the laser beam suitable for a recording laser and a reproducing laser, respectively. Accordingly, the quantum noise level of the laser during reproduction can be lowered.
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。 The active layer of the first and second nitride semiconductor laser elements has a tapered shape, and the width of the active layer of the first nitride semiconductor laser element at the laser emission end surface is the second. The nitride semiconductor laser element is preferably formed to have a width larger than the width of the active layer at the laser emission end face. According to this configuration, the active layer of the first and second nitride semiconductor laser elements has a tapered shape, and the width of the active layer of the first nitride semiconductor laser element at the laser emission end face is Since the width of the active layer of the second nitride semiconductor laser element is larger than the width at the laser emission end face, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is The radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element can be made smaller, and it is possible to design suitable for a recording laser and a reproducing laser, respectively. Accordingly, the quantum noise level of the laser during reproduction can be lowered.
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。 The first and second nitride semiconductor laser elements may be GaN-based semiconductor laser elements. According to this configuration, since a GaN-based semiconductor laser element that emits a wavelength in the 405 nm band is used, the BD and HD-DVD that enable high-density recording can be used for the first and second nitride semiconductor laser elements. It can be suitably used for a recording / reproducing optical pickup to be used.
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。 In the semiconductor laser manufacturing method of the present invention, the above-described semiconductor laser is preferably formed. According to such a manufacturing method, the radiation angle of the laser beam emitted from the first nitride semiconductor laser element is smaller than the radiation angle of the laser beam emitted from the second nitride semiconductor laser element. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor laser that can be suitably used for an optical pickup for recording and reproduction and can reduce the quantum noise level of the laser during reproduction.
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。 The semiconductor laser according to the present invention is a nitride semiconductor laser composed of a III-V group compound semiconductor, and emits a 405 nm band laser. Here, the group III-V compound semiconductor means one containing at least one of the group 3B elements in the short period type periodic rate table and at least nitrogen (N) of the group 5B elements, A gallium nitride compound containing gallium (Ga) and nitrogen (N), such as GaN, AlGaN (aluminum nitride / gallium), AlGaInN (aluminum nitride / gallium / indium), etc. N-type impurities composed of Group IV and Group VI elements such as silicon (Si), germanium (Ge), oxygen (O), selenium (Se), or magnesium (Mg), zinc (Zn), carbon (C), etc. P-type impurities comprising Group II and Group IV elements.
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。
For example, the semiconductor laser according to the present invention is a GaN-based monolithic two-beam semiconductor laser that emits a laser having the same wavelength in the 405 nm band, and has two resonators built in the same chip, and the radiation angles of the two lasers emitted. Are used as read-only laser sources and record-only laser sources in optical pickup devices for recording and playback for high-density optical discs such as BD and HD-DVD, and as noise countermeasures during low output (playback) A configuration that does not require external parts such as an attenuator and a noise canceller can be employed.
A GaN-based monolithic two-beam semiconductor laser has two resonators, and crystal growth of one laser resonator and crystal growth of the other laser resonator can be performed separately separately. The other laser resonator can be fabricated by the same crystal growth. Further, the radiation angles of the two laser emission can be changed by the difference in the window structure design of the laser resonator and the shape structure of the striped ridge portion.
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。 By using such a GaN-based monolithic two-beam semiconductor laser, external components such as an attenuator and noise canceller are not required as noise countermeasures at the time of low output (during reproduction), and high-density optical discs such as BD and HD-DVD Therefore, it is possible to realize an optical pickup device for recording and reproduction, and to obtain merits such as reduction in the number of parts of the optical pickup device, cost reduction, and improvement in reliability.
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。 In addition, by introducing the presence or absence of a window structure on the laser emission end face and the difference in the structure, a GaN-based monolithic 2 capable of emitting recording and reproducing two-beam lasers having different emission angles by one crystal growth. A beam semiconductor laser can be realized. This can be expected to reduce the manufacturing cost of the laser chip. Further, by introducing a design difference into the shape structure of the striped ridge portion, a GaN-based monolithic 2 capable of emitting recording and reproducing two-beam lasers having different emission angles by a single crystal growth. A beam semiconductor laser can be realized, and a reduction in manufacturing cost of the laser chip can be expected.
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。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a GaN-based monolithic two-beam laser chip and recording / reproducing of an optical disc by a recording / reproducing pickup device using the same in an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 1B is a front view illustrating the configuration of a GaN-based monolithic two-beam laser chip, FIG. 1C is a front view, and FIG. 1C is a diagram illustrating recording and reproduction of an optical disk using the two-beam laser chip. FIG.
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。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a GaN-based monolithic two-
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。
A recording laser element that emits a recording laser is constituted by the semiconductor layer having the
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。
The thickness of the n-
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。
As shown in FIG. 1, a part of the p-
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。
A part of the p-
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。
Of the regions of the p-
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。
A p-
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。
The vertical radiation angle (expansion angle) θ V indicating the FFP (far field image) characteristics of the laser beams emitted from the recording laser
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。
In the above description, the stripe-shaped
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。
By such a study, the laser beam is designed so that the radiation angle of the laser beam emitted from the recording laser emitting
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。
A typical example of the FFP characteristics of a laser beam used for BD recording / reproducing will be described. The vertical emission angle θ V of the
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。
An example of the configuration of a laser element that satisfies the typical example of the above FFP characteristics is as follows. Regarding the recording laser element, the element length = 800 μm, the element width W 1c = 100 μm, the width W 1r of the
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。
As shown in FIG. 1C, the
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。 FIG. 2 is a front view seen from the laser emission end face for explaining a manufacturing process by two growth processes of the GaN-based monolithic two-beam laser chip in the embodiment of the present invention.
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。
As shown in FIG. 2A, an n-
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。 Next, as shown in FIG. 2B, the region of the width W c1 forming one laser resonator is left as an island, and the other unnecessary region is etched away.
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。
Next, as shown in FIG. 2C, an n-
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。
Next, as shown in FIG. 2 (D), the region of the width W c2 that forms the other laser resonator is left and other unnecessary portions are etched away. In this manner, the first semiconductor layer for forming one laser resonator and the second semiconductor layer for forming the other laser resonator are formed on the n-
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。
As described above, crystal growth for forming one laser resonator and crystal growth for forming the other laser resonator can be performed in separate processes. According to such a method, the composition and thickness of each of the n-
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。
Next, as shown in FIG. 2 (E), p is etched by leaving the regions of the widths W 1r and W 2r of the
In the step shown in FIG. 2E , the depths D 1 and D 2 leave the widths W 1r and W 2r separately for the
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。
The shape of the
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。 FIG. 3 is a front view seen from the laser emission end face, illustrating a manufacturing process by a single growth process of the GaN-based monolithic two-beam laser chip in the embodiment of the present invention.
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。
As shown in FIG. 3A, an n-
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。
Next, as shown in FIG. 3B, the regions of the widths W c1 and W c2 forming one and the other laser resonators are left as islands, and other unnecessary portions are etched away. In this manner, the first semiconductor layer for forming one laser resonator and the second semiconductor layer for forming the other laser resonator are formed on the n-
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。
Next, as shown in FIG. 3 (C), p is etched by leaving the regions of the widths W 1r and W 2r of the
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。
In the step shown in FIG. 3 (C), the depths D 1 and D 2 leave the widths W 1r and W 2r separately for the
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。
The shape of the
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。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which the structure of the stripe ridge portion is changed and the radiation angle is changed in the GaN-based monolithic two-beam laser chip in the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4B and FIG. 4C are plan views for explaining the shape of the stripes. FIGS. 4B and 4C are diagrams illustrating an example of changing the width and height of the laser beam.
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。 As shown in FIG. 4A, the radiation angle of the laser beam can be changed by changing the shape of the ridge, that is, the width and height of the ridge.
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。
As shown in FIG. 1B by one crystal growth process, as shown in FIG. 1B, W 1r <W 2r and D 1 <D 2 , that is, (the
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。 In general, the width of the ridge is about 1 μm to 2 μm. However, when the width of the ridge is reduced to, for example, more than 2 μm → the first half of 1 μm, the horizontal radiation angle θ H of the laser beam is 1 Increased by 2 degrees. By controlling the thickness of the p-type cladding layer on both sides of the ridge portion (thickness left without being etched when the ridge portion is formed) h, for example, if this h is reduced from 0.1 μm to 0.05 μm The horizontal radiation angle θ H of the laser beam is increased by about 5 degrees. When h = 0.1 μm, θ H = 5 degrees, and when h = 0.05 μm, θ H = 13 degrees. In general, the effect of changing θ H by this change in h is greater than the effect of changing θ H by changing the width of the ridge portion.
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。 As described above, the shape of the ridge portion is not limited to the stripe shape having a rectangular shape having a thin thickness, but the width in the longitudinal direction is changed in addition to the stripe shape having a rectangular shape having a thin thickness. It can also be a tapered shape.
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。 As shown in FIG. 4B, a concave portion is formed in the stripe shape by three linear portions as in the ridge portion 30e of the recording laser element, and three straight lines are formed in the stripe shape as in the ridge portion 30f of the reproducing laser element. As shown in FIG. 4C, the ridge portion of the reproducing laser element can be provided with a concave portion by a curved portion in a stripe shape like the ridge portion 30g of the recording laser element. A convex portion can be provided in the stripe shape by a curved portion as in 30 h.
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。
As in the example shown in FIGS. 4B and 4C, the width of the ridge portions 30e and 30g of the recording laser element is increased at the laser emission end face, and the lasers of the
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。 5 and 6 are diagrams for explaining an example of changing the radiation angle by changing the structure of the stripe ridge portion in the GaN-based monolithic two-beam laser chip in the embodiment of the present invention. FIG. 6A is a front view for explaining the window structure, as viewed from the laser emission end face, and FIGS. 5B, 5C, 6B, and 6C are plan views. is there.
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。 As shown in FIGS. 5 and 6, the radiation angle of the laser beam can be changed depending on the region where the end face window structure is formed.
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。 The end face window structure is formed so that the band gap in the vicinity of the laser emission end face is larger than the band gap of the active layer so that the laser is not absorbed by the laser emission end face, and a larger output can be obtained. . The region where the window structure is formed is formed by implanting and diffusing impurities (for example, Zn) from the surface of the p-type cladding layer to the active layer by ion implantation, and in this diffusion process, the ordered structure of the active layer is converted into a disordered structure. Thus, the region (window portion) has a large band gap.
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。 Further, by providing a current non-injection region (a region where current is not injected and which is not transparent with respect to the laser oscillation wavelength) of several μm to several tens of μm in the vicinity of the laser emission end face, it is optical. Although not a window, this region can also be an end window structure (window) that changes the radiation angle of the laser beam.
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。
Further, the n-
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。
As shown in FIGS. 5 and 6, the length of the window formed on the laser emission end face of the
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。
In the example shown in FIG. 5, windows are provided at both ends of the
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。
6A and 6B, the
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。
In the example shown in FIG. 6C, the
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。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a Bru-ray pickup device using a GaN-based monolithic two-beam laser chip according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A is a side view, and FIG. B) is a plan view.
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。
The configuration shown in FIG. 7 does not use the
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。 FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration example of a Bru-ray pickup device using an optical integrated device mounted with a GaN-based monolithic two-beam laser chip in the embodiment of the present invention. FIG. FIG. 8B is a cross-sectional view showing the structure of the optical integrated device.
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。
In the configuration shown in FIG. 8, the polarization beam spirit (PBS) 60 of the configuration shown in FIG.
A configuration is shown in which a hologram
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。
A BD integrated optical element 72 that can be suitably used for BD recording / reproduction includes a
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。 As described above, by using the semiconductor laser according to the present invention, an external component such as an attenuator or a noise canceller is not required as a noise countermeasure at the time of low output (during reproduction). Therefore, it is possible to realize an optical pickup device for recording and reproduction. Therefore, merits can be obtained by reducing the number of parts of the optical pickup device, reducing the cost, and improving the reliability.
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。 In the above description, noise countermeasures have been described by taking BD, HD-DVD, etc. as an example. However, this noise countermeasure is similarly applied to other recording / reproducing medium systems that require similar noise countermeasures. Can be applied.
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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. For example, the composition and layer thickness of each layer constituting the semiconductor laser, the size of the window structure, the width and shape of the ridge portion, the thickness of the p contact layer on both sides of the ridge portion, etc. can be arbitrarily selected according to the purpose. Needless to say, a current confinement layer, an insulating layer, a protective layer, a buffer layer for crystal growth, and the like can be provided as necessary to improve the performance of the semiconductor laser. .
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。 As described above, according to the present invention, the quantum noise level can be lowered, the cost is not increased due to an increase in the number of parts, and the present invention can be suitably used for a highly reliable recording / reproducing optical pickup device. A semiconductor laser and a manufacturing method thereof can be provided.
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
10 ... GaN-based monolithic two-beam laser chip, 20 ... n-type GaN substrate,
22 ... n-type cladding layer, 24 ... active layer with multiple quantum well structure, 26 ... p-type cladding layer,
28 ... p-type contact layer, 29 ... p-side electrode layer,
30a to 30h: striped ridge portion, 32a: recording laser emission end face,
32b: Reproducing laser emission end face, 33a: Recording laser, 33b: Reproducing laser,
34a to 34e, 36a to 36d ... windows, 40 ... optical disc,
42a, 42b ... recording / reproducing layer, 44 ... laser, 46 ... objective lens, 50 ... disc,
52 ... Objective lens, 54 ... 1/4 wavelength plate (QWP), 56 ... Rising mirror,
58 ... Collimator lens, 60 ... Polarized beam spirit (PBS),
62 ... Hologram optical element (HOE), 64 ... Optoelectronic integrated circuit (OEIC),
66 ... Lens, 68 ... Monitor PD, 69, 70 ... GaN laser (BD LD),
72 ... BD integrated optical device, 74 ... prism system, 76 ... lens system,
77 ... 1/2 wavelength plate (HWP), 78 ... light receiving IC, 80 ... 2 beam laser chip,
90 ... Attenuator, 91 ... Liquid crystal attenuator, 92 ... ND filter,
93 ... Noise canceller
Claims (20)
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。 A first step of stacking a first conductivity type layer, an active layer, and a second conductivity type layer in this order to form first and second semiconductor layers;
A part of the second conductivity type layer of the first semiconductor layer is etched to a first predetermined thickness, and a region other than the part of the first semiconductor layer is used as a striped first ridge portion. Forming, and
A portion of the second conductivity type layer of the second semiconductor layer is etched to a second predetermined thickness, and a region other than the portion is used as a striped second ridge portion. Forming, and
A first nitride semiconductor laser element in which a thickness of the second conductivity type layer in the region excluding the first ridge portion is the first predetermined thickness; and the second ridge portion A second nitride semiconductor laser element having a thickness of the second conductivity type layer in the region excluding the second predetermined thickness is formed on the same substrate, and the first and second nitride layers A semiconductor laser manufacturing method in which a semiconductor laser device emits a laser having the same wavelength band.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008001281A JP2009164389A (en) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008001281A JP2009164389A (en) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009164389A true JP2009164389A (en) | 2009-07-23 |
Family
ID=40966656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008001281A Pending JP2009164389A (en) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009164389A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013197168A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser element, semiconductor laser element manufacturing method and semiconductor laser array |
| JP2015138927A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社島津製作所 | Optical fiber output type laser module |
| WO2017122782A1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 古河電気工業株式会社 | Semiconductor laser element, chip on submount, and semiconductor laser module |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1075011A (en) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Sony Corp | Semiconductor laser |
| JPH11204876A (en) * | 1998-01-08 | 1999-07-30 | Sony Corp | Semiconductor light emitting device |
| WO2003005515A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nichia Corporation | Gan semiconductor laser device, and optical disk information system using the laser device |
| JP2007088188A (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multi-wavelength semiconductor laser device |
-
2008
- 2008-01-08 JP JP2008001281A patent/JP2009164389A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1075011A (en) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Sony Corp | Semiconductor laser |
| JPH11204876A (en) * | 1998-01-08 | 1999-07-30 | Sony Corp | Semiconductor light emitting device |
| WO2003005515A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nichia Corporation | Gan semiconductor laser device, and optical disk information system using the laser device |
| JP2007088188A (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multi-wavelength semiconductor laser device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013197168A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser element, semiconductor laser element manufacturing method and semiconductor laser array |
| JP2015138927A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社島津製作所 | Optical fiber output type laser module |
| WO2017122782A1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 古河電気工業株式会社 | Semiconductor laser element, chip on submount, and semiconductor laser module |
| JPWO2017122782A1 (en) * | 2016-01-13 | 2018-11-01 | 古河電気工業株式会社 | Semiconductor laser device, chip-on-submount, and semiconductor laser module |
| US11152762B2 (en) | 2016-01-13 | 2021-10-19 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device, chip on submount, and semiconductor laser module |
| JP6998774B2 (en) | 2016-01-13 | 2022-02-10 | 古河電気工業株式会社 | Semiconductor laser devices, chip-on-submounts, and semiconductor laser modules |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4599687B2 (en) | Laser diode, semiconductor light emitting device, and manufacturing method | |
| EP1917687A2 (en) | Low cost ingaain based lasers | |
| US6661824B2 (en) | Semiconductor laser device and method for fabricating the same | |
| JP2000244060A (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same | |
| EP0847117B1 (en) | Semiconductor laser | |
| JP5633670B2 (en) | Light emitting device and optical device using the same | |
| JPWO1997050158A1 (en) | semiconductor laser | |
| JP3797151B2 (en) | Laser diode, optical pickup device, optical disk device, and optical communication device | |
| JPWO2003071642A1 (en) | Semiconductor light emitting device and optical disk device using the same | |
| JP2009277684A (en) | Semiconductor laser device | |
| US20060062267A1 (en) | Semiconductor laser array and manufacturing method for semiconductor laser array | |
| JP2009164389A (en) | Semiconductor laser, recording / reproducing pickup device using the same, and semiconductor laser manufacturing method | |
| JP4627132B2 (en) | Semiconductor laser device and optical disk recording / reproducing device | |
| US20060067375A1 (en) | Semiconductor laser array and semiconductor laser device having semiconductor laser array | |
| JP2006294984A (en) | Semiconductor laser device, method for manufacturing the same, and optical pickup device using the same | |
| JP4985100B2 (en) | Multi-wavelength laser, optical pickup device and optical disk device | |
| JP2006186090A (en) | Semiconductor laser device and optical pickup device using the same | |
| JP4589539B2 (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
| JP2004296635A (en) | Semiconductor laser device, method of manufacturing the same, and optical disk device | |
| JP2002232077A (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same | |
| JP2004087980A (en) | Edge-emitting semiconductor laser, electronic device, method of controlling edge-emitting semiconductor laser, and method of manufacturing edge-emitting semiconductor laser | |
| JP4770002B2 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
| JP3837821B2 (en) | Optical pickup device using compound semiconductor laser | |
| JP2001250255A (en) | Optical device and optical disk device | |
| JP2004296634A (en) | Semiconductor laser device and optical disk device |
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 |