JPS61160989A - 半導体レ−ザアレイ装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザアレイ装置に関する。

（従来技術とその問題点） 記録可能な光デイスクシステムの開発が盛んである。先
部には軽量小型で消費電力が少ない半導体レープが用い
られる。とくに、互いに独立に駆動可能な二つの発ｔＩ
領域が同一基板上に近接して設けられた半導体レーザア
レイが、今後この先ディスクシステムの先部の主流とな
るものとじて注目されている。この半導体レーザアレイ
は、二つの発振領域を独立に駆動して、一方の発振領域
からの出力を情報の記録に、他方の発振領域からの出力
を再生に用いることができ、記録しながら直前に記録し
た信号を再生して記録状態を検知したり、先ディスクの
欠陥を検知しながら欠陥のない領域を選んで記録するな
どのことができる。この結果１発Ｗｌ領域が嵐−で記録
と再生とを側割におこなう半導体レーザに比較して、素
早゛く確実な記録が行なえ、記録の信頼度に優れ、記録
時間の短かい先ディスクシステムができるからである。

この半導体レーザアレイは次の様に駆動される。記録用
の発振領域は、パルス駆動基れる。２０ｍＷ１度の高出
力が放出され、光ディスクに情報を刻む。これに対して
、再生用の発振１１＠は。

一定出力駆動され、その出力は２〜３ｍＷと低い。

再生用レーザ光は、先ディスクに照射され１反射光の光
量の変化を検知することによって、光ディスクに刻まれ
た記録を再生する。このため再生用のレーザ出力が安定
していることかきわめて重要である。ところが、再生用
し−ザ出力は、雰囲気温度の変化や記録用発振領域の駆
動電流の変化による温度変化を受けて変動する。このた
め、再生用の発振領域からのレーザ出力を検知して、温
度変化の影響を駆動電流を変化させることによって補償
する必要がある。

ところが、従来の半導体レーザアレイは、再生用の発振
領域からのモニタ出力を検知することが困難であった。

従来の半導体レーザアレイは、共振器面の反射率が記録
用の発振領域と再生用の発振領域とで同じであった。出
力側の共振器面と反対側の面に異なる厚さの誘電体薄膜
を形成して、共振器面の反射率を出力側の面と反対側の
面とで違えた半導体レーザアレイにおいても同様であっ
た。このため、動作時の再生用の発振領域からのレーザ
出力と記録用の発振領域からのレープ出力の比は、出力
側の面でも反対側の面でも同じで１対１０程度であった
。さらに、二つの発振領域は近接して設けられている。

レーザ光を先ディスクに集光するためのレンズなどの光
学系が一組で済むためで。

その間隔はレンズの口径の制約などから、１０゜ｐｍ以
内である。そして、レープ光の放射角は１０度以上と広
い。これらのことから、従来の半導体レーザアレイでは
、再生用の発振領域からのレーザ出力を検知するには、
二つの発振領域からのレーザ出力を、出力側かあるいは
反対側の共振器面から採りてレンズで拡大結像し、さら
にピンホールなどによって記録用発振領域からの出力と
分層しなければならなかった。このため、光学系が複雑
になり、その組立Ｉｔ！に多大の労力がかかるという欠
点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、一対の共振器面のうち出力側とは反対
側の共振器面の一方の発ｔｉ領域に高反射率膜を選択的
に形成して、この共振器面からのレーザ出力を低減させ
、この共振器面からはもう一方の発振領域からのレーザ
出力だけが出力されるようにしたことによって上記問題
を解決した半導体レーザアレイ装置を提供し、さらにそ
の製造方法を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の半導体レープアレイは、互いに独立に駆動可能
な二つの発振領域を同一の半導体基板上に１１００Ｐ以
内の間隔で設けた半導体レーザアレイであって、一対の
共１器面のう多の一方の共振器面からレーザ出力を出力
し、他方の共振器面上の第一の発振領域には、第一の誘
電体薄膜。

５００オンゲストＯ−ム以上の厚さの金属薄膜および第
二の誘電体薄膜が順次積層されてなる高反射率膜が形成
され、第二の発振領域からは第二の発振領域の出力を＠
御するためのモニタ先が取り出せることを特徴とする。

−また。相対向する一対の共振器面を備え、互いに独立
に駆動可能な二つの発振領域を同一の半導体基板上に１
１０ＯＨ以内の間隔で設けた半導体レーザ７レイを形成
する工程と、前記共振器面に、まず冨−の誘電体薄膜を
スパッタ法あるいはケミカル・ベーパー・デイジショシ
法にて形成し。

次に一方の発振領域に真空蒸着法にて５００オンゲスト
ローム以上の厚さの金属薄膜を形成し、さらにスパッタ
法あるいはケミカル・ペーパー・デゴジション法にて第
二の誘電体薄膜を前記金属薄膜及び第一の誘電体薄膜上
に形成することを特徴とする。

（実施例） 藁１圀は本発明の一実施例の模式的上面図である。半導
体レーザアレイ本体１は、ｎ型ＧａＡＳ基板上にエピタ
キシャル成長したＡ　Ｉ　ＧａＡｓ多層薄膜とｐおよび
ｎ側電極とで構成され、二つのストライブ状の発振領域
２．３を含んでいる。

開領域はは２０ｍＷ以上の高出力にも十分耐える導波路
構造のものであり、またそれぞれが効果的な電流狭窄構
造を持ちｐ１１！ｌ電極が溝１０で分離されているごと
により互いに独立に駆動される。両発振ｉ域は間隔が１
０ＯＰｎ以内と近接して設けられているため、−短の光
学系で開領域からのし−ザ光を光デイスク上に集光する
ことができる。

一対の共振器面４．５の内出射側の共振器面４上には、
劣化防止のための保１１ｊ［ｉとして厚さ約２ｓ５ｏＸ
のＳ　ｉ　Ｏｚ薄瞑９が形成されている。

一方裏側の共振器面５上には、厚さ約２８５０ＡのＳｉ
○２薄瞑６が全面に、厚さ約５０ＯＡのＡＵ薄１［１ｉ
！７が記録用半導体レーザの発光領域を覆って形成され
ており、さらに厚さ約２８５０Ａの５ｉ０２薄１１ｊ１
８が全面に形成されている。

発振波長８３００Ａのレーザ光の厚さ５００人のＡｕ１
ｌｌ＊に対する透過率は１％以下と小さい。

このため記録用半導体レープの前面から出力が２０ｍＷ
のときでも裏面で観測されるレープ光は微弱である。こ
れに対して、再生用半導体レープの裏面からの出力は、
前面からの出力と同じで２〜３ｍＷある。半導体レープ
アレイの裏面に対向させてフォトディテクタを設置し再
生用と記録用の。

半導体レーザの裏面からの出力の比を測定したところ１
０デシベル以上の大きな値が得られ、記録用発振領域か
らのレープ出力の彰Ｖをほとんど受けず再生用発振領域
からのレーザ出力を検知できた。

従って９本発明の半導体レーザアレイにおいては、裏側
の共振器面に対向させてフォトディテクタを設置するな
どの簡便な方法で、再生用レーザ出力を一定に保つため
のモニタ光を取り出すことができる。従来の半導体レー
プアレイに不可欠であったモニタ先分離集光用のレンズ
やピンホールなどの光学部品が不用となり、これらの組
立の労力を省くことができるようになった。

Ａｕ薄膜は厚いほど透過率が小さく、記録用発振領域か
らのレーザ光の影響を少なくできる。

実施例の半導体レープアレイは、裏側の共振器面全面に
スパッタ法でＳｉＯ２薄瞑を形成した後、再生用半導体
レーザ９発光領域を遮蔽物で覆い、Ａｕ薄膜を蒸着法で
形成し、ざらに−献物を取り払って全面にＳ　ｉ　０２
を形成した。記録用と再生用の半導体レーザの間隔は１
１００ｐあるので、所定の領域に孔のあいた薄板などを
あてがうことにより、容易に共振器面の再生用発振領域
だけを覆うことができる。また真空蒸着法では、蒸着法
に対向して設置された試料面にのみ薄膜が形成されるの
に対して、スパッタ法は影の部分にも回り込んで薄膜が
形成される性質がある。筆−の５ｉ０２薄瞑は共振器面
だけでなく電極にも共振器面近傍を覆うように形成され
、これに対してＡｕ１ｌ瞑は共振器面にだけ形成される
。このためＡｕ１５Ｍ１が電極金属と接触して短絡をお
こすなどの問題がない。さらに第二のＳ　ｉ　０２薄膜
はＡｕ薄膜を包み込んで形成されることから１本発明の
半導体レーザアレイをヒートシンクやパッケイジなどに
半田金属などでマウントしてもＡ　ｕ　’Ｊ　＠か半田
金属と反応して欠損することがない。

上述した実施例では５ｉ０２薄１１１６の厚さが発ｔａ
長λ（８３００Ａ）の約λ／２ｎ（ｎは５ｉ０２の屈折
率）であったが、これをλ／４ｎすなわち約１４２５Ａ
とすると、レープ２の前面の反射率が約８％になり、出
力の効率が高まり同時にその最大出力を約２倍に高める
ことができる。

これはレープ２の駆動電流の低減・信頼性の向上をもた
らす。

上述した実施例では透明な誘電体薄膜にＳ＋０２を用い
たが、　Ａ　１２０３　、６　ｉ３　Ｎ４　ナト（ｊ）
薄馴を用いても同様の効果を得ることができる。

また、Ａ１．Ｏｒ、Ｔｉ、Ｐｔなどを金属薄ＩＩＯに用
いても同様の効果を得ることができる。

本発明の効果は他の発振波長のＡｌＧａＡｓレープアレ
イに対しても同様である。また、ＡｌＧａ１ｎＰやＩ　
ｎＧａＡｓＰなどの他の半導体材料より成る半導体レー
ザアレイ装置に対しても同様の効果を得ることができる
。さらに、レーザアレイを構成するレーザの素子構造に
も依らず、連続した活性層を有する埋め込み型でない構
造の半導体レープの場合にも同様の効果を得ることがで
きるのはもちろんである。

（発明の効果） 以上説明したように８本発明の半導体し−ザアレイ装置
は、一対の共振器面のうち出力側とは反対側の共振器面
の記録用発振Ｉｌｉ域に高反射重職を選択的に形成して
、この共振器面かうのレーザ出力を低減させ、この共振
器面からは再生用発振領域からのレーザ出力だけが出力
されるようにしたことによって、出力用発振領域の出力
と再生用発振領域の出力とか混合しても再生用発振領域
の出力の方が圧倒的に大きくなるので、裏側の共振器面
に対向させてフォトディテクタを設置するなどの簡便な
方法で、再生用の発振Ｗ４域のレーザ出力を一定に保つ
ためのモニタ光を検知できる。これにより従来の半導体
レーザアレイに不可欠であったモニタ光集光用のレンズ
やピンホールなどの光学部品が不用となり、これらを組
立るための労力を省けた。この結果、光デイスク式シス
テムの大幅なコストダラシ・省スペースが可能となった
。

【図面の簡単な説明】

第１ｒＡは本発明の一実施例の模式的上面図である。同
図において、１・−−ＡＩＧａＡｓレーザアレイ本体、
２・・・記録用発振領域、３・・・再生用発ｌ１ｉＩ域
、４・・・出射側共ｗＲ器面、５・・・裏側共振器面、
６．８．９・・・５ｉ０２薄瞑。 ７・・・Ａｕ！１瞑、１０・・・ｐ側電極分離溝である
。 弐襲人弁理士内原　冒（、′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに独立に駆動可能な二つの発振領域を同一の
   半導体基板上に１００μｍ以内の間隔で設けた半導体レ
   ーザアレイであって、一対の共振器面のうちの一方の共
   振器面からレーザ出力を出力し、他方の共振器面上の第
   一の発振領域には、第一の誘電体薄膜、５００オングス
   トローム以上の厚さの金属薄膜および第二の誘電体薄膜
   が順次積層されてなる高反射率膜が形成され、第二の発
   振領域からは第二の発振領域の出力を制御するためのモ
   ニタ光が取り出せることを特徴とする半導体レーザアレ
   イ装置。
2. （２）相対向する一対の共振器面を備え、互いに独立に
   駆動可能な二つの発振領域を同一の半導体基板上に１０
   ０μｍ以内の間隔で設けた半導体レーザアレイを形成す
   る工程と、前記共振器面に、まず第一の誘電体薄膜をス
   パッタ法あるいはケミカル・ベーパー・デポジション法
   にて形成し、次に一方の発振領域に真空蒸着法にて５０
   ０オングストローム以上の厚さの金属薄膜を形成し、さ
   らにスパッタ法あるいはケミカル・ベーパー・デポジシ
   ョン法にて第二の誘電体薄膜を前記金属薄膜及び第一の
   誘電体薄膜上に形成することを特徴とする半導体レーザ
   アレイの製造方法。