(57)【要約】【課題】電極層および活性層間の電気抵抗を容易に低減させることが可能な半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】この半導体レーザ装置１００は、表面５０ａを含む青紫色半導体レーザ素子５０と、段差部８０を有するＧａＡｓ基板７１と、ＧａＡｓ基板７１の反対側に形成されたｐ側パッド電極７７と、ＧａＡｓ基板７１とｐ側パッド電極７７との間に形成された活性層７３とを含み、青紫色半導体レーザ素子５０の表面５０ａにｐ側パッド電極７７の下面が接合される赤色半導体レーザ素子７０とを備える。そして、赤色半導体レーザ素子７０は、ＧａＡｓ基板７１の表面７１ａ（８０ｃ）から青紫色半導体レーザ素子５０側に向かって延びる段差部８０の底面８０ｂ上に形成されたｎ側オーミック電極７８を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面を含む第１半導体レーザ素子と、
段差部を有する第２表面と、前記第２表面の反対側に形成された第３表面と、前記第２表面と前記第３表面との間に形成された活性層とを含み、前記第１表面に前記第３表面が接合される第２半導体レーザ素子とを備え、
前記第２半導体レーザ素子は、前記第２表面から前記第１半導体レーザ素子側に向かって延びる前記段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に形成された電極層をさらに含む、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第２半導体レーザ素子は、前記活性層の前記第２表面側に形成された第１導電型半導体層と、前記活性層の前記第３表面側に形成された第２導電型半導体層とをさらに含む、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
第１表面を含む第１半導体レーザ素子を形成する工程と、
成長用基板の表面上に、前記成長用基板側に設けられた第２表面と、前記第２表面とは反対側に設けられた第３表面と、前記成長用基板の前記第３表面側に設けられた活性層とを含む第２半導体レーザ素子を形成する工程と、
前記第３表面を前記第１表面に接合する工程とを備え、
前記第２半導体レーザ素子を形成する工程は、前記第２表面から前記第１半導体レーザ素子側に向かって延びる段差部を形成する工程と、前記段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に電極層を形成する工程とを含む、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項４】
前記接合する工程の後に、前記電極層を残した状態で、前記成長用基板を除去するか、または、前記成長用基板の厚みを薄膜化する工程をさらに備える、請求項３に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
前記段差部は、複数の前記段差部が互いに島状に分離されるように形成されている、請求項４に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２半導体レーザ素子を形成する工程は、前記第２半導体レーザ素子を前記第１半導体レーザ素子に接合する工程に先立って、前記電極層を合金化する工程を含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、複数の半導体レーザ素子を接合した集積型の半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＤ（コンパクトディスク）／ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスク−レコーダブル）ドライブには、約７８０ｎｍの波長を有する赤外半導体レーザ素子が光源に用いられてきた。また、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）ドライブには、約６５０ｎｍの波長を有する赤色半導体レーザ素子が光源に用いられてきた。
【０００３】
一方、近年では、青紫色光を用いて記録／再生が可能なＤＶＤの開発が進められている。このようなＤＶＤの記録／再生のために、約４０５ｎｍの波長を有する青紫色半導体レーザ素子を用いた青色ＤＶＤドライブの開発も同時に進められている。このＤＶＤドライブでは、従来のＣＤ／ＣＤ−ＲおよびＤＶＤに対する互換性が必要とされる。
【０００４】
この場合、ＤＶＤドライブに赤外光、赤色光および青紫色光を個別に出射する光ディスク用ピックアップを複数設ける方法や、１つの光ディスク用ピックアップ内に赤外、赤色および青紫色半導体レーザ素子を個別に設ける方法などにより、従来のＣＤ、ＤＶＤ、および、記録／再生が可能なＤＶＤに対する互換性が実現される。しかしながら、この方法では部品点数の増加を招くため、ピックアップ装置の小型化、構成の簡素化および低価格化が困難となる不都合があった。
【０００５】
このような部品点数の増加を抑制するために、従来では、赤外レーザと赤色レーザとを１チップに集積化した２波長半導体レーザ素子が実用化されている。これに対し、青紫色レーザはＧａＡｓ基板上などに形成されないため、青紫色半導体レーザ素子を赤外および赤色半導体レーザ素子とともに１チップ化するのは非常に困難であった。
【０００６】
そこで、従来では、青紫色半導体レーザ素子に、赤色半導体レーザ素子と赤外半導体レーザ素子とを接合した集積型半導体レーザ素子が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、青紫色半導体レーザ素子の上面および下面に、赤色半導体レーザ素子と赤外半導体レーザ素子とがそれぞれ接合された集積型半導体レーザ素子が開示されている。この特許文献１に記載の集積型半導体レーザ素子では、接合される２つの半導体レーザ素子（たとえば青紫色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子）の一方のレーザ素子の表面に凸部が設けられるとともに、他方のレーザ素子の表面が凹部が設けられることにより、一方のレーザ素子の凸部が他方のレーザ素子の凹部に嵌め込まれて位置合わせがなされた状態で接合されている。なお、接合される２つのレーザ素子の接合面とは反対側には、略均一な厚みを有する基板と、基板の平坦な表面上に電極層（ｎ側電極）とが設けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９３３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された集積型半導体レーザ素子では、接合される２つのレーザ素子の接合面とは反対側には、略均一な厚みを有する基板が設けられているため、電極層からレーザ素子内部の活性層までは、半導体層の厚みに加えて基板の均一な厚み（最大厚み）が加わる分、距離が大きくなると考えられる。このため、電極層および活性層間に生じる電気抵抗を低減しにくいという問題点がある。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電極層および活性層間の電気抵抗を容易に低減させることが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の形態による半導体レーザ装置は、第１表面を含む第１半導体レーザ素子と、段差部を有する第２表面と、第２表面の反対側に形成された第３表面と、第２表面と第３表面との間に形成された活性層とを含み、第１表面に第３表面が接合される第２半導体レーザ素子とを備え、第２半導体レーザ素子は、第２表面から第１半導体レーザ素子側に向かって延びる段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に形成された電極層をさらに含む。
【００１２】
この発明の第１の形態による半導体レーザ装置では、上記のように、第２半導体レーザ素子が、第２表面から第１半導体レーザ素子に向かって延びる段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に形成された電極層を含むことによって、段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に形成された電極層から活性層までの距離（厚み）を、第２半導体レーザ素子の電極層以外の表面から活性層までの距離（厚み）よりも小さくすることができるので、第２半導体レーザ素子における電極層と活性層との間の電気抵抗を容易に低減させることができる。
【００１３】
上記第１の形態による半導体レーザ装置において、好ましくは、第２半導体レーザ素子は、活性層の第２表面側に形成された第１導電型半導体層と、活性層の第３表面側に形成された第２導電型半導体層とをさらに含む。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子の第１表面上に、第２導電型半導体層、活性層および第１導電型半導体層の順に積層された第２半導体レーザ素子が接合されるので、第１半導体レーザ素子からのレーザ光の出射点と、第２半導体レーザ素子からのレーザ光の出射点とを互いに近づけることができる。
【００１４】
この発明の第２の形態による半導体レーザ装置の製造方法は、第１表面を含む第１半導体レーザ素子を形成する工程と、成長用基板の表面上に、成長用基板側に設けられた第２表面と、第２表面とは反対側に設けられた第３表面と、成長用基板の第３表面側に設けられた活性層とを含む第２半導体レーザ素子を形成する工程と、第３表面を第１表面に接合する工程とを備え、第２半導体レーザ素子を形成する工程は、第２表面から第１半導体レーザ素子側に向かって延びる段差部を形成する工程と、段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に電極層を形成する工程とを含む。
【００１５】
この発明の第２の形態による半導体レーザ装置の製造方法では、上記のように、第２半導体レーザ素子を形成する工程が、第２表面から第１半導体レーザ素子側に向かって延びる段差部を形成する工程と、段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に電極層を形成する工程とを含むことによって、段差部の側面または底面の少なくとも一方の面上に形成された電極層から活性層までの距離を、第２半導体レーザ素子の電極層以外の表面から活性層までの距離よりも小さくすることができる。これにより、電極層と活性層との間の電気抵抗が低減された第２半導体レーザ素子を備える半導体レーザ装置を容易に得ることができる。
【００１６】
上記第２の形態による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、接合する工程の後に、電極層を残した状態で、成長用基板を除去するか、または、成長用基板の厚みを薄膜化する工程をさらに備える。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子に接合後の第２半導体レーザ素子は、成長用基板が除去されるかまたは薄膜化されているので、共振器端面形成時の劈開や素子分割を容易に行うことができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、段差部は、複数の段差部が互いに島状に分離されるように形成されている。このように構成すれば、成長用基板の表面から活性層に向かって窪む複数の段差部が成長用基板に島状に形成されるので、成長用基板の厚みの厚い部分（段差部が形成されていない部分）が接合前の第２半導体レーザ素子に格子状に残される。したがって、複数の段差部を有した状態でも第２半導体レーザ素子の強度を維持した状態で、第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合することができる。
【００１８】
上記第２の形態による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、第２半導体レーザ素子を形成する工程は、第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合する工程に先立って、電極層を合金化する工程を含む。このように構成すれば、製造プロセス上、接合工程の前に第２半導体レーザ素子に形成された電極層の合金化のための熱処理を施しておき、その後、熱処理済みの第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合して半導体レーザ装置を形成すればよい。すなわち、熱処理前の第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合してから第２半導体レーザ素子に対して上記熱処理を行う場合、熱処理工程における処理温度が、第１半導体レーザ素子の第１表面側に形成されたオーミック電極層などに悪影響を及ぼしてオーミック特性が悪化しやすくなるという不都合がある一方、上記構成では、熱処理済みの第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合することにより、第１半導体レーザ素子の電極層は、熱処理（合金化）の影響を受けない。これにより、第１半導体レーザ素子のオーミック電極層の特性が悪化するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の半導体レーザ装置の概略的な構造を説明するための断面図である。図２〜図６は、図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。まず、図１を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明による半導体レーザ装置４０の概略的な構造について説明する。
【００２１】
本発明の半導体レーザ装置４０は、図１に示すように、第１半導体レーザ素子１０と、第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａ上に接合された第２半導体レーザ素子２０とを備えている。なお、表面１０ａは、本発明の「第１表面」の一例である。
【００２２】
第１半導体レーザ素子１０は、第１導電型半導体層１と、活性層２と、第２導電型半導体層３とを順次積層した構造を有する。また、活性層２は、単層あるいは単一量子井戸（ＳＱＷ）構造または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなる。
【００２３】
また、第１導電型半導体層１は、活性層２よりもバンドギャップの大きい第１導電型クラッド層などからなる。また、第１導電型半導体層１の活性層２側に、第１導電型半導体層１と活性層２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層１と活性層２との間に、第１導電型半導体層１よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層１の活性層２とは反対側に、第１導電型コンタクト層を有していてもよい。
【００２４】
また、第２導電型半導体層３は、活性層２よりもバンドギャップの大きい第２導電型クラッド層などからなる。また、第２導電型半導体層３の活性層２側に、第２導電型半導体層３と活性層２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層３と活性層２との間に、第２導電型半導体層３よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層３の活性層２とは反対側に、第２導電型コンタクト層を有していてもよい。この場合、第２導電型コンタクト層は、第２導電型半導体層３（第２導電型クラッド層）よりもバンドギャップが小さいことが好ましい。
【００２５】
また、各半導体層（第１導電型半導体層１、活性層２および第２導電型半導体層３）は、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ系、ＡｌＧａＳｂ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、窒化物系半導体、ＭｇＺｎＳＳｅ系およびＺｎＯ系などからなる。また、窒化物系半導体としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮ、または、これらの混晶を用いることが可能である。
【００２６】
また、第１導電型半導体層１の活性層２と反対側は基板であってもよい。各半導体層をウルツ鉱構造の窒化物系半導体により構成する場合、基板は、第１導電型窒化物系半導体基板または異種基板を用いてもよい。異種基板としては、六方晶構造および菱面体構造の第１導電型α−ＳｉＣ基板、第１導電型ＧａＡｓ基板、第１導電型ＧａＰ基板、第１導電型ＩｎＰ基板および第１導電型Ｓｉ基板などを用いることができる。また、第１導電型半導体層１は基板を含んでいてもよい。ただし、最も結晶性のよいＡｌＧａＩｎＮ系半導体層を得るためには、窒化物系半導体基板を用いるのが最も好ましい。
【００２７】
窒化物系半導体基板の成長面の面方位は、（０００１）面および（０００−１）面や、（１１−２０）面および（１−１００）面などの非極性面や、（１１−２２）面、（１１−２−２）面、（１−１０１）面および（１−１０−１）面などの半極性面を用いることができる。
【００２８】
また、第１導電型半導体層１の活性層２と反対側の表面に、第１導電側電極４を形成してもよい。また、第１導電型半導体層１の活性層２とは反対側の表面に、絶縁性の基板を含んでいてもよい。この場合、サファイア基板、スピネル基板およびＬｉＡｌＯ３基板などを用いることが可能である。また、活性層２に流れる電流を狭窄する構造が活性層２の付近に形成されている。この例では、第２導電型半導体層３の表面上に開口部５ａを有する絶縁膜５が形成されている。また、開口部５ａの部分の第２導電型半導体層３の表面上には、第２導電側電極６が形成される。
【００２９】
また、第２半導体レーザ素子２０は、第１導電型半導体層２１と、活性層２２と、第２導電型半導体層２３とを順次積層した構造を有する。また、活性層２２は、単層あるいはＳＱＷ構造またはＭＱＷ構造からなる。
【００３０】
また、第１導電型半導体層２１は、活性層２２よりもバンドギャップの大きい第１導電型クラッド層などからなる。また、第１導電型半導体層２１の活性層２２側に、第１導電型半導体層２１と活性層２２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層２１と活性層２２との間に、第１導電型半導体層２１よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層２１の活性層２２とは反対側に、第１導電型コンタクト層を有していてもよい。
【００３１】
また、第２導電型半導体層２３は、活性層２２よりもバンドギャップの大きい第２導電型クラッド層などからなる。また、第２導電型半導体層２３の活性層２２側に、第２導電型半導体層２３と活性層２２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層２３と活性層２２との間に、第２導電型半導体層２３よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層２３の活性層２２とは反対側に、第２導電型コンタクト層を有していてもよい。この場合、第２導電型コンタクト層は、第２導電型半導体層２３（第２導電型クラッド層）よりもバンドギャップが小さいことが好ましい。
【００３２】
また、各半導体層（第１導電型半導体層２１、活性層２２および第２導電型半導体層２３）は、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ系、ＡｌＧａＳｂ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＭｇＺｎＳＳｅ系およびＺｎＯ系などからなる。
【００３３】
また、第１導電型半導体層２１の活性層２２と反対側は基板であってもよいし、第１導電型半導体層２１が基板を含んでいてもよい。
【００３４】
ここで、本発明では、図１に示すように、第１導電型半導体層２１の表面２１ａ側に凹部３０が形成されている。また、凹部３０は、傾斜する側面３０ａが第１導電型半導体層２１の表面２１ａから活性層２２に向かって延びるとともに、底面３０ｂが第１導電型半導体層２１の内部に位置するように形成されている。そして、凹部３０の側面３０ａ上および底面３０ｂ上に第１導電側電極２４が形成されている。したがって、底面３０ｂ上の第１導電側電極２４から活性層２２までの距離は、第１導電型半導体層２１の凹部３０以外の表面から活性層２２までの距離よりも小さく構成されている。なお、表面２１ａ、凹部３０および第１導電側電極２４は、それぞれ、本発明の「第２表面」、「段差部」および「電極層」の一例である。
【００３５】
また、活性層２２に流れる電流を狭窄する構造が活性層２２の付近に形成されている。この例では、第２導電型半導体層２３の下面上に開口部２５ａを有する絶縁膜２５が形成されている。なお、図１に示すように、開口部２５ａは、凹部３０の底面３０ａと対向する位置近傍に形成されるのが好ましい。また、開口部２５ａの部分の第２導電型半導体層２３上には、第２導電側電極２６が形成される。そして、第２導電側電極２６のＣ１側の表面（下面）が第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａに接合されている。なお、第２導電側電極２６の表面は、本発明の「第３表面」の一例である。
【００３６】
また、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０のレーザ光出射側の共振器端面には、低反射率の誘電体多層膜が形成されている。また、レーザ光反射側の共振器端面には、高反射率の誘電体多層膜が形成されている。ここで、誘電体多層膜としては、ＧａＮ，ＡｌＮ、ＢＮ，Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＭｇＦ２や、これらの混成比の異なる材料であるＴｉ３Ｏ５やＮｂ２Ｏ３などからなる多層膜を用いることができる。
【００３７】
次に、図１〜図７を参照して、本発明の半導体レーザ装置４０の概略的な製造プロセスについて説明する。
【００３８】
まず、図２に示すように、第１導電型半導体層１、活性層２および第２導電型半導体層３からなる半導体素子層１０ｂを形成するとともに、第２導電型半導体層３の表面上に開口部５ａを有する絶縁膜５を形成する。そして、開口部５ａと開口部５ａの近傍領域の絶縁膜５とを覆うように第２導電側電極６を形成する。これにより、第１導電側電極４を除く第１半導体レーザ素子１０のウェハが形成される。
【００３９】
次に、図３に示すように、第１導電型半導体層２１、活性層２２および第２導電型半導体層２３からなる半導体素子層２０ａを形成するとともに、第２導電型半導体層２３の表面上に開口部２５ａを有する絶縁膜２５を形成する。そして、開口部２５ａと開口部２５ａの近傍領域の絶縁膜２５とを覆うように第２導電側電極２６を形成する。
【００４０】
その後、図４に示すように、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いて、第１導電型半導体層２１の表面２１ａ側に凹部３０を形成する。その後、凹部３０の側面３０ａ上および底面３０ｂ上を覆うように第１導電側電極２４を形成する。その後、第１導電型半導体層２１と第１導電側電極２４とを合金化するために、窒素雰囲気中で熱処理を行う。これにより、第２半導体レーザ素子２０の接合前のウェハが形成される。
【００４１】
その後、図５に示すように、第２半導体レーザ素子２０の第２導電側電極２６の表面（下面）と第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａ側の絶縁膜５とを対向させてウェハ同志を接合する。続いて、図６に示すように、第１導電型半導体層２１の表面２１ａ（上面）を研磨またはエッチングすることにより、第２半導体レーザ素子２０の第１導電型半導体層２１の厚みを薄くする。なお、エッチングには、ウェットエッチングやドライエッチングが用いられる。
【００４２】
その後、第１半導体レーザ素子１０の第１導電型半導体層１の下面上に第１導電側電極４を形成する。また、凹部３０が残るように半導体素子層２０ａの一部を、図５に示した第２半導体レーザ素子２０の分離位置において除去することにより、共振器の延びる方向（図６の紙面垂直方向）と直交するＢ方向に所定の幅を有する第２半導体レーザ素子２０を形成する。ここで、共振器方向に第２半導体レーザ素子２０をスクライブすることなどにより、半導体素子層２０ａの不要な部分を分離してもよく、ウェットエッチングやドライエッチングなどで不要な部分を除去してもよい。
【００４３】
その後、所定の共振器長を有するように第１半導体レーザ素子１０のウェハをバー状に劈開して、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０の共振器端面を形成する。その後、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０の光出射側の共振器端面に低反射率の誘電体多層膜を形成するとともに、光反射側の共振器端面に高反射率の誘電体多層膜を形成する。最後に、図６の素子分割位置でバーを共振器方向に沿って素子分割することにより半導体レーザ装置４０（図１参照）の複数個のチップが形成される。
【００４４】
本発明では、上記のように、第２半導体レーザ素子２０が、第１導電型半導体層２１の表面２１ａから第１半導体レーザ素子１０側に向かって延びる凹部３０の底面３０ｂ上に形成された第１導電側電極２４を含むことによって、第１導電側電極２４から活性層２２までの距離（厚み）を、第１導電型半導体層２１の表面２１ａから活性層２２までの距離（厚み）よりも小さくすることができるので、第２半導体レーザ素子２０における第１導電側電極２４と活性層２２との間の電気抵抗を容易に低減させることができる。これにより、第２半導体レーザ素子２０の動作電圧が低減されるので、半導体レーザ装置４０の発熱を抑制することができる。
【００４５】
また、本発明では、第２半導体レーザ素子２０が、活性層２２の表面２１ａ側に形成された第１導電型半導体層２１と、活性層２２の下面側に形成された第２導電型半導体層２３とを含むことによって、第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａ側に、第２導電型半導体層２３、活性層２２および第１導電型半導体層２１の順に積層された第２半導体レーザ素子２０が接合されるので、第１半導体レーザ素子１０からのレーザ光の出射点と、第２半導体レーザ素子２０からのレーザ光の出射点とを互いに近づけることができる。また、第１導電型半導体層２１が表面２１ａ側に基板を含む場合や、第１導電型半導体層２１の表面２１ａ側に基板が形成されている場合、第１半導体レーザ素子１０と第２半導体レーザ素子２０とを接合した後、レーザ素子構造を除去することなく基板のみを容易に除去または薄膜化することができる。
【００４６】
また、本発明では、凹部３０を、側面３０ａが第１導電型半導体層２１の表面２１ａから第１半導体レーザ素子１０側に向かって延びるように形成することによって、凹部３０の底面３０ｂに形成される第１導電側電極２４を容易に活性層２２に近づけることができる。
【００４７】
また、本発明では、第２半導体レーザ素子２０の第１導電型半導体層２１が、Ｐ、ＡｓおよびＳｂの少なくともいずれかを含むＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる場合、第１導電型半導体層２１と第１導電側電極２４とを合金化することにより、第１導電型半導体層２１および第１導電側電極２４間のオーミック特性を向上させて、接触抵抗をより小さくすることができる。
【００４８】
また、本発明の製造プロセスでは、上記のように、第２半導体レーザ素子２０を形成する工程が、第１導電型半導体層２１の表面２１ａから第１半導体レーザ素子１０側に向かって延びる凹部３０を形成する工程と、凹部３０の側面３０ａおよび底面３０ｂ上に第１導電側電極２４を形成する工程とを含むことによって、凹部３０の側面３０ａおよび底面３０ｂ上に形成された第１導電側電極２４から活性層２２までの距離を、第２半導体レーザ素子２０の第１導電側電極２４以外の表面２１ａから活性層２２までの距離よりも小さくすることができる。これにより、第１導電側電極２４と活性層２２との間の電気抵抗が低減された第２半導体レーザ素子２０を備える半導体レーザ装置４０を容易に得ることができる。
【００４９】
また、本発明の製造プロセスでは、第２半導体レーザ素子２０が形成されたウェハを第１半導体レーザ素子１０が形成されたウェハに接合する工程の後に、第１導電側電極２４を残した状態で、第１導電型半導体層２１の厚みを薄膜化する工程を備えることによって、接合後の第２半導体レーザ素子２０のウェハは、第１導電型半導体層２１が薄膜化されているので、共振器端面形成時の劈開を容易に行うことができる。なお、第１導電型半導体層２１が基板（成長用基板）上に形成されている場合や、第１導電型半導体層２１が基板（成長用基板）を含む場合、上記接合する工程の後に、第１導電側電極２４を残した状態で、基板（成長用基板）を除去してもよい。この場合も、第１半導体レーザ素子１０に接合された後の第２半導体レーザ素子２０は、基板（成長用基板）が除去されているので、共振器端面形成時の劈開や素子分割を容易に行うことができる。
【００５０】
また、本発明の製造プロセスでは、第２半導体レーザ素子２０を形成する工程が、ウェハ状態の第２半導体レーザ素子２０を第１半導体レーザ素子１０に接合する工程に先立って、第１導電側電極２４および第１導電型半導体層２１を熱処理によって合金化する工程を含むことによって、製造プロセス上、接合工程の前に第２半導体レーザ素子２０に形成された第１導電側電極２４の合金化のための熱処理（約５００℃の温度条件下での合金化の工程）を施しておき、その後、熱処理済みの第２半導体レーザ素子２０を第１半導体レーザ素子１０に接合して半導体レーザ装置４０を形成すればよい。すなわち、熱処理前の第２半導体レーザ素子２０を第１半導体レーザ素子１０に接合してから第２半導体レーザ素子２０に対して上記熱処理を行う場合、熱処理工程における処理温度（約５００℃）が、第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａ側に形成されたオーミック電極層（第２導電側電極６）などに悪影響を及ぼしてオーミック特性が悪化しやすくなるという不都合がある一方、上記構成では、熱処理済みの第２半導体レーザ素子２０を第１半導体レーザ素子１０に接合することにより、第１半導体レーザ素子１０の電極層（第１導電側電極４や第２導電側電極６）は、熱処理（合金化）の影響を受けない。これにより、第１半導体レーザ素子１０のオーミック電極層の特性が悪化するのを抑制することができる。さらには、上記工程を含むことにより、第２半導体レーザ素子２０を第１半導体レーザ素子１０に接合する前の第１導電側電極２４形成直後に多層化されている金属層が合金化されるので、第１導電型半導体層２１と第１導電側電極２４との接触界面におけるオーミック特性を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明の製造プロセスでは、表面２１ａを有する第１導電型半導体層２１と、活性層２２と、第２導電型半導体層２３とを含む第２半導体レーザ素子２０を形成することによって、第１半導体レーザ素子１０の表面１０ａ側に、第２導電型半導体層２３、活性層２２および第１導電型半導体層２１の順に積層された第２半導体レーザ素子２０が接合されるので、第１半導体レーザ素子１０からのレーザ光の出射点と、第２半導体レーザ素子２０からのレーザ光の出射点とが近づけられた半導体レーザ装置４０を得ることができる。また、第１導電型半導体層２１が表面２１ａ側に基板を含む場合や、第１導電型半導体層２１の表面２１ａ側に基板が形成されている場合、第１半導体レーザ素子１０と第２半導体レーザ素子２０とを接合した後、レーザ素子構造を除去することなく基板のみを容易に除去または薄膜化して半導体レーザ装置４０を得ることができる。
【００５２】
また、本発明の製造プロセスでは、Ｐ、ＡｓおよびＳｂの少なくともいずれかを含むＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる第１導電型半導体層２１によって第２半導体レーザ素子２０を形成する場合、第１導電型半導体層２１と第１導電側電極２４とを合金化することにより、第１導電型半導体層２１および第１導電側電極２４間のオーミック特性を向上させて、接触抵抗をより小さくすることができる。
【００５３】
（第１実施形態）
図７および図８は、それぞれ、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図および平面図である。まず、図７および図８を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００の構造について説明する。なお、図８は、図７の１０００−１０００線に沿った断面を示している。
【００５４】
第１実施形態による半導体レーザ装置１００は、図７に示すように、約４０５ｎｍの発振波長を有する青紫色半導体レーザ素子５０の表面５０ａ上に、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子７０と、約７８０ｎｍの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子９０とがそれぞれ接合されている。なお、青紫色半導体レーザ素子５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例であり、表面５０ａは、本発明の「第１表面」の一例である。
【００５５】
また、図７に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０は、約４００μｍの幅および約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層５２、Ｉｎ組成の高いＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＩｎ組成の低いＩｎＧａＮからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層５３、および、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層５４が形成されている。
【００５６】
また、図７に示すように、ｐ型クラッド層５４は、素子の略中央部に形成された凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。また、ｐ型クラッド層５４の凸部上にはｐ型クラッド層５４から近い順に、Ｐｄ層、Ｐｔ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極層５５が形成されている。このｐ型クラッド層５４の凸部とｐ側オーミック電極層５５とによって、光導波路を構成するためのリッジ５６が形成されている。また、リッジ５６は、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに共振器方向（図８のＡ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００５７】
また、ｐ型クラッド層５４の平坦部の上面とリッジ５６の側面とを覆うようにＳｉＯ２からなる電流ブロック層５７が形成されている。また、リッジ５６および電流ブロック層５７の上面を覆うように、Ａｕ層などからなるｐ側パッド電極５８が形成されている。
【００５８】
また、図７および図８に示すように、リッジ５６のＢ１側の電流ブロック層５７の上面上に、Ａｕなどからなるパッド電極６０ａが形成されている。また、リッジ５６のＢ２側の電流ブロック層５７の上面上に、Ａｕなどからなるパッド電極６０ｂが形成されている。また、パッド電極６０ａおよび６０ｂは、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器方向に沿って延びるように形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子７０は、パッド電極６０ａが設けられた位置で青紫色半導体レーザ素子５０に接合されるとともに、赤外半導体レーザ素子９０は、パッド電極６０ｂが設けられた位置で青紫色半導体レーザ素子５０に接合されている。
【００５９】
また、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上に、ｎ型ＧａＮ基板５１から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなるｎ側電極５９が形成されている。
【００６０】
また、赤色半導体レーザ素子７０は、図７に示すように、約６０μｍの厚みを有するｎ型のＧａＡｓ基板７１の下面上に、約２μｍの厚みを有するＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層７２と、ＧａＩｎＰからなる量子井戸層とＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層７３、および、約１μｍの厚みを有するＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層７４とが形成されている。なお、ｎ型クラッド層７２およびｐ型クラッド層７４は、それぞれ、本発明の「第１導電型半導体層」および「第２導電型半導体層」の一例である。
【００６１】
また、ｐ型クラッド層７４は、素子の略中央部からＢ２側に若干寄せられた位置に形成された凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層７４の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ７５が形成されている。また、リッジ７５は、Ｂ方向に約２μｍの幅を有するとともに共振器方向（図８のＡ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００６２】
また、ｐ型クラッド層７４のリッジ７５以外の下面上およびｐ型クラッド層７４から活性層７３、ｎ型クラッド層７２およびＧａＡｓ基板７１の側面を覆うように、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層７６が形成されている。また、リッジ７５（ｐ型クラッド層７４）および電流ブロック層７６の下面を覆うように、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極７７が形成されている。
【００６３】
ここで、第１実施形態では、図７に示すように、ＧａＡｓ基板７１の表面７１ａに段差部８０が形成されている。また、段差部８０は、ＧａＡｓ基板７１のＢ１側（青紫色半導体レーザ素子５０の左端側）に形成された底面８０ｂと、ＧａＡｓ基板７１のＢ２側（青紫色半導体レーザ素子５０の導波路側）に形成された上面８０ｃ（表面７１ａ）と、上面８０ｃから活性層７３に向かって傾斜して延びる側面８０ａとによって構成されている。ここで、上面８０ｃと側面８０ａとにより鈍角の稜が形成されている。また、底面８０ｂは、赤色半導体レーザ素子７０のＢ１側の外側面に露出している。なお、底面８０ｂからＧａＡｓ基板７１の下面までは約３０μｍの厚みを有している。なお、ＧａＡｓ基板７１および表面７１ａは、それぞれ、本発明の「成長用基板」および「第２表面」の一例である。
【００６４】
また、段差部８０の底面８０ｂ上に、下層から上層に向かってＡｕＧｅ層およびＮｉ層の順に積層されたｎ側オーミック電極７８が形成されている。また、ｎ側オーミック電極７８のＢ２側の端部は、側面８０ａに接している。また、ｎ側オーミック電極７８の上面と、段差部８０の側面８０ａの一部上とに、Ａｕ層からなるパッド電極７９が形成されている。したがって、赤色半導体レーザ素子７０では、ｎ側オーミック電極７８から活性層７３までの距離（厚み）が、ＧａＡｓ基板７１の上面から活性層７３までの距離（厚み）よりも小さく構成されている。なお、ｎ側オーミック電極７８は、本発明の「電極層」の一例である。
【００６５】
また、赤色半導体レーザ素子７０は、ｐ側パッド電極７７の下面とパッド電極６０ａの上面とが導電性接着層９を介して接合されている。なお、ｐ側パッド電極７７の下面は、本発明の「第３表面」の一例である。
【００６６】
また、赤外半導体レーザ素子９０は、図７に示すように、約６０μｍの厚みを有するＧａＡｓ基板９１の下面上に、約２μｍの厚みを有するＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層９２と、Ａｌ組成の低いＡｌＧａＡｓからなる量子井戸層とＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層９３、および、約１μｍの厚みを有するＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層９４とが形成されている。なお、ｎ型クラッド層９２およびｐ型クラッド層９４は、それぞれ、本発明の「第１導電型半導体層」および「第２導電型半導体層」の一例である。
【００６７】
また、ｐ型クラッド層９４は、素子の略中央部からＢ１側に若干寄せられた位置に形成された凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層９４の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ９５が形成されている。また、リッジ９５は、Ｂ方向に約３μｍの幅を有するとともに共振器方向（図８のＡ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００６８】
また、ｐ型クラッド層９４のリッジ９５以外の下面上およびｐ型クラッド層９４から活性層９３、ｎ型クラッド層９２およびＧａＡｓ基板９１のＢ２側の側面を覆うように、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層９６が形成されている。また、リッジ９５（ｐ型クラッド層９４）および電流ブロック層９６の下面を覆うように、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極９７が形成されている。
【００６９】
ここで、第１実施形態では、図７に示すように、ＧａＡｓ基板９１の表面９１ａに段差部８０が形成されている。また、段差部８０は、ＧａＡｓ基板９１のＢ２側（青紫色半導体レーザ素子５０の右端側）に形成された底面８０ｂと、ＧａＡｓ基板９１のＢ１側（青紫色半導体レーザ素子５０の導波路側）に形成された上面８０ｃ（表面９１ａ）と、上面８０ｃから活性層９３に向かって傾斜して延びる側面８０ａとによって構成されている。ここで、上面８０ｃと側面８０ａとにより鈍角の稜が形成されている。また、底面８０ｂは、赤外半導体レーザ素子９０のＢ２側の外側面に露出している。なお、底面８０ｂからＧａＡｓ基板９１の下面までは約３０μｍの厚みを有している。なお、ＧａＡｓ基板９１および表面９１ａは、それぞれ、本発明の「成長用基板」および「第２表面」の一例である。
【００７０】
また、段差部８０の底面８０ｂ上に、下層から上層に向かってＡｕＧｅ層およびＮｉ層の順に積層されたｎ側オーミック電極９８が形成されている。また、ｎ側オーミック電極９８のＢ１側の端部は、側面８０ａに接している。また、ｎ側オーミック電極９８の上面と、段差部８０の側面８０ａの一部上とに、Ａｕ層からなるパッド電極９９が形成されている。したがって、赤外半導体レーザ素子９０では、ｎ側オーミック電極９８から活性層９３までの距離（厚み）が、ＧａＡｓ基板９１の上面から活性層９３までの距離（厚み）よりも小さく構成されている。なお、ｎ側オーミック電極９８は、本発明の「電極層」の一例である。
【００７１】
また、赤外半導体レーザ素子９０は、ｐ側パッド電極９７の下面とパッド電極６０ｂの上面とが導電性接着層９を介して接合されている。なお、ｐ側パッド電極９７の下面は、本発明の「第３表面」の一例である。
【００７２】
また、第１実施形態では、図８に示すように、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０の段差部８０は、平面的に見て、共振器端面（レーザ素子のＡ方向の端部）を除くレーザ素子の中央領域にそれぞれ形成されている。したがって、オーミック電極７８（９８）およびパッド電極７９（９９）は、共振器端面（Ａ方向の端部）には形成されていない。
【００７３】
また、図７に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０は、ｐ側パッド電極５８の上面にワイヤボンディングされた金属線８１を介してリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極５９が導電性接着層９を介して台座６１に電気的に固定される。また、赤色半導体レーザ素子７０は、パッド電極６０ａにワイヤボンディングされた金属線８２（図８参照）を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極７９にワイヤボンディングされた金属線８３を介して台座６１に電気的に接続される。また、赤外半導体レーザ素子９０は、パッド電極６０ｂにワイヤボンディングされた金属線８４（図８参照）を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極９９にワイヤボンディングされた金属線８５を介して台座６１に電気的に接続される。
【００７４】
また、パッド電極６０ａのワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子５０のＢ１側に延びた部分に形成されるとともに、パッド電極６０ｂのワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子５０のＢ２側に延びた部分に形成されている。これにより、半導体レーザ装置１００は、各半導体レーザ素子のｐ側パッド電極（５８、７７および９７）が互いに絶縁されたリード端子に電気的に接続されるとともに、ｎ側電極（５９、７８および９８）が共通の負極端子に電気的に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。
【００７５】
図９〜図１３は、図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図７および図９〜図１３を参照して、第１実施形態による半導体レーザ装置１００の製造プロセスについて説明する。なお、図１０、図１２および図１３は、それぞれ、図１１の１１００−１１００線に沿った断面での製造過程での状態を示している。
【００７６】
第１実施形態による半導体レーザ装置１００の製造プロセスでは、まず、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、ｎ型クラッド層５２、活性層５３およびｐ型クラッド層５４を順次形成する。そして、リッジ５６を形成した後に、電流ブロック層５７、ｐ側オーミック電極層５５およびｐ側パッド電極５８を形成する。さらに、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層５７の所定の領域上に青紫色半導体レーザ素子５０の共振器方向に沿って短冊状に延びるパッド電極６０ａおよび６０ｂを形成することにより、図１２に示すように、ｎ側電極５９（図７参照）を除く青紫色半導体レーザ素子５０が形成されたウェハを作製する。
【００７７】
次に、図９に示すように、ＧａＡｓ基板７１（９１）の上面上に、赤外半導体レーザ素子９０となるｎ型クラッド層９２、活性層９３、およびｐ型クラッド層９４を順次形成する。その後、ｎ型クラッド層９２、活性層９３、およびｐ型クラッド層９４の一部をエッチングしてＧａＡｓ基板７１の一部を露出させて、その露出した部分の一部に、凹部６２ａおよび６２ｂとなる領域を残して、赤色半導体レーザ素子７０となるｎ型クラッド層７２、活性層７３、およびｐ型クラッド層７４を順次形成する。その後、リッジ７５（９５）、および、電流ブロック層７６（９６）をそれぞれ形成する。その後、真空蒸着法を用いて、リッジ７５および電流ブロック層７６の上面を覆うようにｐ側パッド電極７７を形成するとともに、リッジ９５および電流ブロック層９６の上面を覆うようにｐ側パッド電極９７を形成する。
【００７８】
ここで、第１実施形態の製造プロセスでは、図１０に示すように、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝約３：１に調整されたエッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板７１の表面７１ａの所定の領域に凹部８０ｄを形成する。この際、図１１に示すように、凹部８０ｄは、互いにＡ方向およびＢ方向に所定の間隔だけ隔てられるとともに島状に分離された状態でＧａＡｓ基板７１に複数形成される。これにより、図１０に示すように、凹部８０ｄは、側面８０ａがＧａＡｓ基板７１（９１）の表面７１ａ（上面）から基板内部に向かって延びるとともに、ＧａＡｓ基板７１（９１）の表面７１ａと異なる位置に底面８０ｂを有して形成される。その後、真空蒸着法を用いて、凹部８０ｄの底面８０ｂ上にｎ側オーミック電極７８（９８）を形成する。
【００７９】
その後、積層後の電極に対して、約５００℃の温度条件下の窒素雰囲気中で約３分間の熱処理を行う。これにより、ｎ側オーミック電極７８（９８）およびＧａＡｓ基板７１間における金属層同志の合金化がなされる。その後、図１０に示すように、真空蒸着法を用いて、ｎ側オーミック電極７８（９８）上にパッド電極７９（９９）を形成する。
【００８０】
その後、図１２に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０が形成されたウェハと、赤色および赤外半導体レーザ素子が形成されたウェハとを接合する。この際、パッド電極６０ａの上面とｐ側パッド電極７７の下面、および、パッド電極６０ｂの上面とｐ側パッド電極９７の下面をそれぞれ対向させながら導電性接着層９を介して接合する。これにより、赤色半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７７とパッド電極６０ａとが電気的に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子９０のｐ側パッド電極９７とパッド電極６０ｂとが電気的に接続される。
【００８１】
その後、図１３に示すように、ＧａＡｓ基板７１の表面７１ａ（上面）を研磨することにより、凹部８０ｄが形成されていない領域のＧａＡｓ基板７１（９１）の厚みを薄くする。この際、第１実施形態では、パッド電極７９（９９）の上面が研磨される前に、ＧａＡｓ基板７１の研磨（薄膜化）を停止する。その後、ｎ型ＧａＮ基板５１が所定の厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板５１の下面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上にｎ側電極５９（図１３参照）を形成する。
【００８２】
その後、図１３の素子分離位置において、研磨されたＧａＡｓ基板７１（９１）の表面７１ａ（上面）をＡ方向にスクライブすることにより、図１３に示すように、凹部６２ｂに対応する領域のＧａＡｓ基板７１（９１）の部分と、凹部８０ｄの一部とを除去することにより、ＧａＡｓ基板７１側のウェハがＢ方向に分離されて、Ｂ方向に所定の幅を有する赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０がそれぞれ形成される。
【００８３】
その後、所定の共振器長を有するように青紫色半導体レーザ素子５０のウェハをバー状に劈開（図１１参照）して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。そして、光出射側の共振器端面に低反射率の誘電体多層膜を形成するとともに、光反射側の共振器端面に高反射率の誘電体多層膜を形成する。その後、バーを共振器方向に沿って素子分割（図１１参照）することにより半導体レーザ装置１００（図７参照）の複数個のチップが形成される。
【００８４】
最後に、セラミック製のコレット（図示せず）を用いて、半導体レーザ装置１００を導電性接着層９を介して台座６１に対して押圧しながら固定する。このようにして、第１実施形態による半導体レーザ装置１００（図７参照）が形成される。
【００８５】
第１実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０の各々の共振器端面位置（図１１の劈開位置）にオーミック電極７８（９８）およびパッド電極７９（９９）が形成されていないので、製造プロセスにおいて、ウェハの劈開（バー状劈開）を良好に行うことができる。これにより、各半導体レーザ素子に良好な劈開面（共振器端面）を形成することができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、第２半導体レーザ素子の光導波路（リッジ７５下部の活性層７３およびリッジ９５下部の活性層９３）を、段差部８０の上面８０ｃと対向する領域の活性層７３および９３に形成することによって、光導波路は、レーザ素子の厚みの大きな部分に形成されるので、レーザ素子の厚みが大きい分、第２半導体レーザ素子の接合時に光導波路へ熱歪が加えられることを抑制できる。この結果、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０の長寿命化を図ることができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、第２半導体レーザ素子を、段差部８０の底面８０ｂと対向する第２半導体レーザ素子の第３表面の部分で、導電性接着層９を介して青紫色半導体レーザ素子５０と接合することによって、底面８０ｂにワイヤボンディングする場合に、レーザ素子の厚みの小さい底面８０ｂの下部の半導体層に歪が加えられることを抑制できる。この場合、導電性接着層９が、底面８０ｂと対向する第３表面の部分と青紫色半導体レーザ素子５０との間に充填されていれば、歪の印加がさらに抑制されるので、さらに好ましい。この結果、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０の長寿命化を図ることができる。
【００８８】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、第２半導体レーザ素子の段差部８０の底面８０ｂを、共振器端面を除くレーザ素子外側面の一部に設けることによって、第２半導体レーザ素子を容易に共振器方向に沿って素子分割することができる。
【００８９】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、段差部８０を、平面的に見て、複数の段差部８０が互いに島状に分離された状態で形成することによって、ＧａＡｓ基板７１の厚みの厚い部分（段差部８０が形成されていない部分）が、接合前の赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０が一体的に形成されたウェハに格子状に残される。したがって、複数の段差部８０を有した状態でもウェハの強度を維持した状態で、青紫色半導体レーザ素子５０のウェハに接合することができる。なお、第１実施形態のその他の効果は、上記半導体レーザ装置の概略的な構造および概略的な製造プロセスにおける効果と同様である。
【００９０】
（第１実施形態の変形例）
図１４は、本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。図１４を参照して、この第１実施形態の変形例では、上記第１実施形態と異なり、赤色および赤外半導体レーザ素子の基板に、傾斜面のみからなる段差部が形成される場合について説明する。
【００９１】
ここで、第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１１０では、図１４に示すように、赤色半導体レーザ素子７０ａのＧａＡｓ基板７１には傾斜面７１ｂが形成されている。また、傾斜面７１ｂ上にｎ側オーミック電極７８ａが形成されている。また、ｎ側オーミック電極７８ａの表面からＧａＡｓ基板７１の上面７１ｃまで延びるパッド電極７９ａが形成されている。同様に、赤外半導体レーザ素子９０ａのＧａＡｓ基板９１には傾斜面９１ｂが形成されており、傾斜面９１ｂ上にｎ側オーミック電極９８ａが形成されている。そして、ｎ側オーミック電極９８ａの表面からＧａＡｓ基板９１の上面９１ｃまで延びるパッド電極９９ａが形成されている。なお、傾斜面７１ｂおよび９１ｂは、本発明の「段差部の側面」の一例であり、上面７１ｃおよび９１ｃは、本発明の「第２表面」の一例である。また、ｎ側オーミック電極７８ａおよび９８ａは、本発明の「電極層」の一例である。
【００９２】
また、第１実施形態の変形例では、赤色半導体レーザ素子７０ａは、下層にｎ側オーミック電極７８ａが形成されていない領域のパッド電極７９ａの部分に金属線８３がワイヤボンディングされるとともに、赤外半導体レーザ素子９０ａは、下層にｎ側オーミック電極９８ａが形成されていない領域のパッド電極９９ａの部分に金属線８５がワイヤボンディングされている。なお、第１実施形態の変形例における半導体レーザ装置１１０のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９３】
第１実施形態の変形例では、上記のように、ｎ側オーミック電極７８ａ（９８ａ）の表面からＧａＡｓ基板７１（９１）の上面７１ｃ（９１ｃ）まで延びるパッド電極７９ａ（９９ａ）を形成することによって、ＧａＡｓ基板７１（９１）の上面７１ｃ（９１ｃ）まで延びたパッド電極７９ａ（９９ａ）の部分で、素子外部との電気的接続を容易に行うことができる。
【００９４】
また、第１実施形態の変形例では、赤色半導体レーザ素子７０ａおよび赤外半導体レーザ素子９０ａの厚みが大きい部分で金属線８３および８５をワイヤボンディングすることによって、ワイヤボンドの際の衝撃に起因したレーザ素子の損傷を抑制することができる。なお、第１実施形態の変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９５】
（第２実施形態）
図１５〜図１７は、それぞれ、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図および断面図である。図１５〜図１７を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２９０が所定の間隔を隔ててモノリシックに形成された２波長半導体レーザ素子２５０を青紫色半導体レーザ素子２１０に接合する場合について説明する。なお、図１６は、図１５の２０００−２０００線に沿った断面を示しており、図１７は、図１５の２１００−２１００線に沿った断面を示している。
【００９６】
第２実施形態による半導体レーザ装置２００では、図１６に示すように、リッジ２２０が一方側（Ｂ２側）に寄せられた青紫色半導体レーザ素子２１０の表面２１０ａ上に、２波長半導体レーザ素子２５０が導電性接着層９を介して接合されている。なお、青紫色半導体レーザ素子２１０および２波長半導体レーザ素子２５０は、それぞれ、本発明の「第１半導体レーザ素子」および「第２半導体レーザ素子」の一例であり、表面２１０ａおよびｎ型コンタクト層２７１は、それぞれ、本発明の「第１表面」および「第１導電型半導体層」の一例である。
【００９７】
また、半導体レーザ装置２００は、図１５に示すように、台座２０６と、台座２０６と絶縁され、かつ、底部２０４ａを貫通する３つのリード端子２０１、２０２および２０３と、台座２０６および底部２０４ａに電気的に導通するもう一つのリード端子（図示せず）とが設けられたステム２０４とを備えている。
【００９８】
また、青紫色半導体レーザ素子２１０は、図１６に示すように、導電性接着層９を介してＡｌＮなどの導電性を有する材料からなる基台２０５に電気的に接続されるとともに、基台２０５が導電性接着層（図示せず）を介して台座２０６（図１５参照）の上面上に固定されている。
【００９９】
また、図１６に示すように、２波長半導体レーザ素子２５０は、約３μｍの厚みを有するＳｉドープＧａＡｓからなるｎ型コンタクト層２７１の下面上に、Ｂ方向の所定の間隔を隔てて隣接する赤色半導体レーザ素子２７０と赤外半導体レーザ素子２９０とが形成されている。なお、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２９０の詳細な半導体素子構造は、上記第１実施形態と同様である。また、ｎ型コンタクト層２７１の上面上に、ｎ型コンタクト層２７１から近い順に、ＡｕＧｅ層およびＮｉ層の順に積層されたｎ側オーミック電極２７８と、Ａｕ層からなるパッド電極２７９とがこの順に形成されている。なお、ｎ側オーミック電極２７８は、本発明の「電極層」の一例である。
【０１００】
また、２波長半導体レーザ素子２５０は、ｐ側パッド電極７７の下面とパッド電極２６０ａの上面とが導電性接着層９を介して接合されるとともに、ｐ側パッド電極９７の下面とパッド電極２６０ｂの上面とが導電性接着層９を介して接合されている。
【０１０１】
また、図１６に示すように、パッド電極２６０ａのワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子２１０のＢ１側に延びた部分に形成されている。これにより、図１５に示すように、赤色半導体レーザ素子２７０は、パッド電極２６０ａにワイヤボンディングされた金属線２８１を介してリード端子２０２に接続されている。また、Ａ方向に延びるパッド電極２６０ｂには、平面的に見て、赤外半導体レーザ素子２９０が接合されている位置からＢ２側に凸状に突出するワイヤボンド領域２６０ｃ（図１５参照）が形成されている。ここで、ワイヤボンド領域２６０ｃ（図１７参照）は、ｐ側パッド電極５８上に絶縁膜２４０を介して形成されており、ｐ側パッド電極５８と電気的に絶縁されている。これにより、赤外半導体レーザ素子２９０は、ワイヤボンド領域２６０ｃにワイヤボンディングされた金属線２８２を介してリード端子２０１（図１５参照）に接続されている。また、図１５に示すように、２波長半導体レーザ素子２５０は、パッド電極２７９にワイヤボンディングされた金属線２８３を介して基台２０５に接続されている。
【０１０２】
また、青紫色半導体レーザ素子２１０は、ｐ側パッド電極５８のワイヤボンド領域５８ａにワイヤボンディングされた金属線２８４を介してリード端子２０３に接続されるとともに、ｎ側電極５９（図１６参照）が導電性接着層９（図１６参照）を介して基台２０５（図１６参照）に電気的に接続されている。
【０１０３】
図１８〜図２１は、図１５に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図１５、図１６および図１８〜図２１を参照して、第２実施形態による半導体レーザ装置２００の製造プロセスについて説明する。なお、図２０および図２１は、それぞれ、図１５の２０００−２０００線に沿った断面における製造過程での状態を示している。
【０１０４】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、青紫色半導体レーザ素子２１０（図１６参照）のウェハを作製する。その後、図１５に示すように、ワイヤボンド領域５８ａが露出するように、ｐ側パッド電極５８上と電流ブロック層５７の一部分上に絶縁膜２４０を形成する。その後、絶縁膜２４０と電流ブロック層５７の所定の領域上を覆うようにパッド電極２６０ａおよび２６０ｂをパターニングする。
【０１０５】
次に、図１８に示すように、ＧａＡｓ基板２５１の上面上に、約０．１μｍの厚みを有するＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなるエッチングストッパ層２５２とｎ型コンタクト層２７１とを積層する。その後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ｎ型コンタクト層２７１の上面上に、所定の間隔を隔てて離間するように赤色半導体レーザ素子２７０と赤外半導体レーザ素子２９０とを形成して２波長半導体レーザ素子２５０のウェハを作製する。なお、ＧａＡｓ基板２５１は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【０１０６】
ここで、第２実施形態の製造プロセスでは、図１９に示すように、アンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板２５１のｎ型コンタクト層２７１とは反対側の表面２５１ａの所定の領域に側面２８０ａを有する凹部２８０ｃを形成する。この際、エッチングは、エッチングストッパ層２５２とｎ型コンタクト層２７１との界面で停止する。その後、フッ化水素酸または塩酸などによるウェットエッチングにより凹部２８０ｃの底部に露出するエッチングストッパ層２５２を除去してｎ型コンタクト層２７１の上面を露出させる。その後、真空蒸着法を用いて、凹部２８０ｃの底面２８０ｂ上にｎ側オーミック電極２７８およびパッド電極２７９を順次形成する。なお、表面２５１ａは、本発明の「第２表面」の一例である。
【０１０７】
その後、ｎ側オーミック電極２７８とｎ型コンタクト層２７１とを合金化するために、窒素雰囲気中で熱処理を行う。
【０１０８】
その後、青紫色半導体レーザ素子２１０が形成されたウェハと、２波長半導体レーザ素子２５０が形成されたウェハとを接合する。この際、パッド電極２６０ａとｐ側パッド電極７７、および、パッド電極２６０ｂとｐ側パッド電極９７をそれぞれ対向させながら導電性接着層９を介して接合する。
【０１０９】
その後、図２０に示すように、アンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板２５１をすべて除去する。さらに、フッ化水素酸または塩酸などによるウェットエッチングによりエッチングストッパ層２５２（図１９参照）をすべて除去する。これにより、ｎ型コンタクト層２７１上には、ｎ側オーミック電極２７８およびパッド電極２７９のみが残される。その後、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上にｎ側電極５９を形成する。
【０１１０】
その後、図２１に示すように、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２９０の素子構造が形成されていない領域のｎ型コンタクト層２７１をスクライブなどにより除去する。これにより、ウェハがＢ方向に分離されて、Ｂ方向に所定の幅を有する２波長半導体レーザ素子２５０が形成される。最後に、所定の共振器長を有するように青紫色半導体レーザ素子２１０のウェハをバー状に劈開するとともに共振器方向に沿って素子分割することにより半導体レーザ装置２００（図１６参照）の複数個のチップが形成される。
【０１１１】
第２実施形態の製造プロセスでは、上記のように、エッチングストッパ層２５２を介してｎ型コンタクト層２７１が積層されたＧａＡｓ基板２５１の表面２５１ａ側に凹部２８０ｃを形成することによって、凹部２８０ｃの底面２８０ｂをエッチングストッパ層２５２の近傍に形成することができる。これにより、底面２８０ｂを、より活性層７３（９３）に歩留まりよく近づけることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１２】
（第３実施形態）
図２２〜図２５は、それぞれ、本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図および断面図である。図２２〜図２５を参照して、この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、段差部３８０によって２波長半導体レーザ素子３５０の共振器端面近傍の厚みが、共振器方向の中央領域の厚みよりも小さく形成される場合について説明する。なお、図２３は、図２２の３０００−３０００線に沿った断面を示しており、図２４は、図２２の３１００−３１００線に沿った断面を示している。また、図２５は、図２２の３２００−３２００線に沿った断面を示している。
【０１１３】
第３実施形態による半導体レーザ装置３００では、図２３に示すように、青紫色半導体レーザ素子３１０の表面３１０ａ上に、２波長半導体レーザ素子３５０が導電性接着層９を介して接合されている。なお、青紫色半導体レーザ素子３１０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、２波長半導体レーザ素子３５０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。また、表面３１０ａは、本発明の「第１表面」の一例である。
【０１１４】
また、図２４に示すように、２波長半導体レーザ素子３５０は、ＧａＡｓ基板３５１の下面上に、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓエッチングストッパ層２５２およびｎ型コンタクト層２７１を介して赤色半導体レーザ素子３７０と赤外半導体レーザ素子３９０とがＢ方向の所定の間隔を隔てて形成されている。なお、赤色半導体レーザ素子３７０と赤外半導体レーザ素子３９０の詳細な半導体素子構造は、上記第２実施形態と同様である。なお、ＧａＡｓ基板３５１は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【０１１５】
ここで、第３実施形態では、２波長半導体レーザ素子３５０を共振器方向（Ａ方向）に沿った断面（図２２の３２００−３２００断面）で見た場合、図２５に示すように、共振器端面３００ａ近傍において、ＧａＡｓ基板３５１の表面３５１ａ（上面）に段差部３８０が形成されている。また、段差部３８０には、ＧａＡｓ基板３５１の表面３５１ａから活性層９３に向かって斜めに延びる側面３８０ａと、側面３８０ａに続くとともに端部が共振器端面３００ａに露出する底面３８０ｂとが形成されている。また、段差部３８０の底面３８０ｂ上および側面３８０ａ上を覆うようにｎ側オーミック電極３７８が形成されている。また、ｎ側オーミック電極３７８の上面と、ＧａＡｓ基板３５１の表面３５１ａとにパッド電極３７９が連続的に形成されている。なお、表面３５１ａおよびｎ側オーミック電極３７８は、それぞれ、本発明の「第２表面」および「電極層」の一例である。
【０１１６】
また、図２３に示すように、パッド電極３６０ａのワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子３１０のＢ１側に延びた部分に形成されている。また、図２２に示すように、Ａ方向に延びるパッド電極３６０ｂ（図２４参照）には、平面的に見て、赤外半導体レーザ素子３９０が接合されている位置からＢ２側に凸状に突出するワイヤボンド領域３６０ｃが形成されている。ここで、ワイヤボンド領域３６０ｃは、ｐ側パッド電極３５８上に絶縁膜３４０を介して形成され、ｐ側パッド電極３５８と絶縁されている。これにより、赤外半導体レーザ素子３９０は、ワイヤボンド領域３６０ｃにワイヤボンディングされた金属線３８２を介してリード端子に接続されている。また、図２４に示すように、２波長半導体レーザ素子３５０は、パッド電極３７９にワイヤボンディングされた金属線３８３を介して基台２０５に接続されている。
【０１１７】
また、青紫色半導体レーザ素子３１０は、ｐ側パッド電極３５８のワイヤボンド領域３５８ａにワイヤボンディングされた金属線３８４を介してリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極５９（図２３参照）が導電性接着層９を介して基台２０５に電気的に接続されている。
【０１１８】
図２６は、図２２に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図２２、図２３、図２５および図２６を参照して、第３実施形態による半導体レーザ装置３００の製造プロセスについて説明する。なお、図２３は、図２６の３０００−３０００線に沿った断面を示しており、図２４は、図２６の３１００−３１００線に沿った断面を示している。
【０１１９】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、青紫色半導体レーザ素子３１０（図２３参照）のウェハを作製する。その後、図２２に示すように、ワイヤボンド領域３５８ａが露出するように、ｐ側パッド電極３５８上と電流ブロック層５７の一部分上に絶縁膜３４０を形成する。その後、絶縁膜３４０と電流ブロック層５７の所定の領域上を覆うようにパッド電極３６０ａおよび３６０ｂをパターニングする。
【０１２０】
次に、上記第２実施形態と同様の製造プロセスにより、２波長半導体レーザ素子３５０のウェハを作製する。
【０１２１】
ここで、第３実施形態の製造プロセスでは、図２６に示すように、アンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板３５１のｎ型コンタクト層２７１とは反対側の表面３５１ａの所定の領域に凹部３８０ｃを形成する。この際、エッチングは、エッチングストッパ層２５２（図２５参照）とｎ型コンタクト層２７１（図２５参照）との界面で停止する。その後、ウェットエッチングにより凹部３８０ｃの底部に露出するエッチングストッパ層２５２を除去してｎ型コンタクト層２７１（図２５参照）の上面を露出させる。その後、真空蒸着法を用いて、凹部３８０ｃの底面３８０ｂおよび側面３８０ａ上にｎ側オーミック電極３７８を形成する。この状態で、ｎ側オーミック電極３７８とｎ型コンタクト層２７１とを合金化するために、窒素雰囲気中で熱処理を行う。
【０１２２】
その後、青紫色半導体レーザ素子３１０が形成されたウェハと、２波長半導体レーザ素子３５０が形成されたウェハとを接合した後、凹部３８０ｃが形成されていない領域のＧａＡｓ基板３５１（図２６参照）の表面３５１ａを活性層７３（９３）に向かって研磨することにより、この領域のＧａＡｓ基板３５１の厚みを薄くする。その後、２波長半導体レーザ素子３５０の素子分離位置において、不要な部分を除去することで、段差部３８０の底面３８０ｂのみが劈開位置（図２６参照）に位置し、かつ、この位置に段差部３８０の上面および側面３８０ａが形成されていないようにする。その後、真空蒸着法を用いて、ｎ側オーミック電極３７８と研磨されたＧａＡｓ基板３５１の表面３５１ａとを覆うようにパッド電極３７９（図２５参照）を形成する。
【０１２３】
その後、図２６に示した劈開位置で、所定の共振器長を有するように青紫色半導体レーザ素子３１０のウェハをバー状に劈開する。最後に、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子分割することにより、半導体レーザ装置３００（図２３参照）の複数個のチップが形成される。
【０１２４】
第３実施形態では、上記のように、ＧａＡｓ基板３５１とｎ型コンタクト層２７１との間にエッチングストッパ層２５２を形成することによって、段差部３８０（凹部３８０ｃ）の底面３８０ｂをエッチングストッパ層２５２の近傍に形成することができる。これにより、底面３８０ｂを、より活性層７３（９３）に歩留まりよく近づけることができる。
【０１２５】
また、第３実施形態では、２波長半導体レーザ素子３５０の段差部３８０の底面３８０ｂと平面的に対向する領域にリッジ７５（赤色半導体レーザ素子３７０の光導波路）およびリッジ９５（赤外半導体レーザ素子３９０の光導波路）を形成することによって、ｎ側オーミック電極３７８と活性層７３（９３）との間の距離が小さくなるので、ｎ側オーミック電極３７８と活性層７３（９３）との間の電気抵抗を容易に低減させることができる。これにより、２波長半導体レーザ素子３５０の動作電圧が低減されるので、半導体レーザ装置３００の発熱を抑制することができる。また、ｎ側オーミック電極３７８と活性層７３（９３）との間の距離が小さくなるので、活性層７３（９３）の発光領域からｎ側オーミック電極３７８への熱の伝導が良好になるので、レーザ素子動作時の活性層７３（９３）の過度な温度上昇を抑制することができる。
【０１２６】
また、第３実施形態では、段差部３８０の底面３８０ｂの端部が共振器端面３００ａに露出するように形成することによって、共振器端面３００ａにおいて素子の厚みを小さくすることができるので、製造プロセス上、ウェハの劈開（バー状劈開）を容易に行うことができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２７】
（第３実施形態の変形例）
図２７〜図２９は、それぞれ、本発明の第３実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造および製造プロセスを示した図である。図２７〜図２９を参照して、この第３実施形態の変形例では、上記第３実施形態と異なり、段差部３８５が２波長半導体レーザ素子３５５の略中央部に形成される場合について説明する。なお、図２８は、図２７および図２９の３５００−３５００線に沿った断面図を示している。
【０１２８】
ここで、第３実施形態の変形例では、図２７および図２８に示すように、段差部３８５が２波長半導体レーザ素子３５５のＡ方向およびＢ方向の略中央部に位置するように形成されている。すなわち、２波長半導体レーザ素子３５５の製造プロセスでは、図２８および図２９に示すように、赤色半導体レーザ素子３７０と赤外半導体レーザ素子３９０とがＢ方向に対向する領域のＧａＡｓ基板３５１の表面３５１ａに段差部３８５を形成する。そして、上記第３実施形態の製造プロセスと同様に、２波長半導体レーザ素子３５５の素子分離位置（図２９参照）において不要な部分を除去した後、真空蒸着法を用いて、ｎ側オーミック電極３７８とパッド電極３７９（図２８参照）とを形成する。なお、第３実施形態の変形例における半導体レーザ装置３０５のその他の構成、製造プロセスおよび効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１２９】
（第４実施形態）
図３０および図３１は、それぞれ、本発明の第４実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置の構造を示した平面図および断面図である。図３０および図３１を参照して、この第４実施形態では、緑色半導体レーザ素子４１０および青色半導体レーザ素子４２０からなる２波長半導体レーザ素子４５０の表面４５０ａ上に赤色半導体レーザ素子４７０を接合する場合について説明する。なお、２波長半導体レーザ素子４５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、赤色半導体レーザ素子４７０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。また、表面４５０ａは、本発明の「第１表面」の一例である。
【０１３０】
第４実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置４００では、図３１に示すように、緑色半導体レーザ素子４１０および青色半導体レーザ素子４２０からなるモノリシック型の２波長半導体レーザ素子４５０上に、赤色半導体レーザ素子４７０が導電性接着層９を介して接合されている。
【０１３１】
また、赤色半導体レーザ素子４７０は、図３１に示すように、約６０μｍの厚みを有するＧａＡｓ基板４７１の下面上に、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓエッチングストッパ層２５２、ｎ型クラッド層７２、活性層７３およびｐ型クラッド層７４が形成されている。また、リッジ７５は、素子の略中央部に形成されている。
【０１３２】
ここで、第４実施形態では、ＧａＡｓ基板４７１の表面４７１ａに段差部４８０が形成されている。また、段差部４８０は、底面４８０ｂがリッジ７５と対向する位置近傍に形成されている。そして、段差部４８０の底面４８０ｂ上にｎ側オーミック電極４７８が形成されている。また、ｎ側オーミック電極４７８の上面と段差部４８０の側面４８０ａ上とＧａＡｓ基板４７１の表面４７１ａ上とに、パッド電極４７９が連続して形成されている。なお、表面４７１ａおよびｎ側オーミック電極４７８は、それぞれ、本発明の「第２表面」および「電極層」の一例である。
【０１３３】
また、図３１に示すように、緑色半導体レーザ素子４１０は、ｎ型ＧａＮ基板４１１の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層４１２、活性層４１３、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層４１４およびｐ側オーミック電極層４１５が形成されている。また、青色半導体レーザ素子４２０は、ｎ型ＧａＮ基板４１１の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層４２２、活性層４２３、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層４２４およびｐ側オーミック電極層４２５が形成されている。
【０１３４】
また、緑色半導体レーザ素子４１０のｐ型クラッド層４１４の平坦部の上面およびリッジ４０１の側面と、青色半導体レーザ素子４２０のｐ型クラッド層４２４の平坦部の上面およびリッジ４２１の側面とを覆うように電流ブロック層４１６が形成されている。また、リッジ４２１から見てｐ型クラッド層４２４のＢ２側の下面上を覆うように電流ブロック層４２６が形成されている。また、リッジ４０１および電流ブロック層４１６の上面にｐ側パッド電極４１７が形成されるとともに、リッジ４２１、電流ブロック層４１６および４２６の上面にｐ側パッド電極４２７が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板４１１の下面上に、ｎ型ＧａＮ基板４１１から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなるｎ側電極４１９が形成されている。
【０１３５】
また、２波長半導体レーザ素子４５０のＢ１側の電流ブロック層４１６の上面上に、Ａｕなどからなるパッド電極４６０が形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子７０（ｐ側パッド電極７７の下面）は、パッド電極４６０が設けられた位置において２波長半導体レーザ素子４５０の表面４５０ａに接合されている。
【０１３６】
また、図３１に示すように、緑色半導体レーザ素子４１０は、ｐ側パッド電極４１７にワイヤボンディングされた金属線４８１を介してリード端子に接続されるとともに、青色半導体レーザ素子４２０は、ｐ側パッド電極４２７にワイヤボンディングされた金属線４８２を介してリード端子に接続される。また、赤色半導体レーザ素子４７０は、パッド電極４６０にワイヤボンディングされた金属線４８３（図３２参照）を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極４７９のＢ１側端部のワイヤボンド領域４７９ａにワイヤボンディングされた金属線４８４を介して基台２０５に電気的に接続される。また、２波長半導体レーザ素子４５０のｎ側電極４１９は、導電性接着層９を介して基台２０５に電気的に接続されている。
【０１３７】
なお、第４実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置４００のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。また、第４実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１３８】
（第５実施形態）
図３２〜図３４は、それぞれ、本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図および断面図である。図３２〜図３４を参照して、この第５実施形態では、上記第４実施形態と異なり、赤色半導体レーザ素子５７０および赤外半導体レーザ素子５９０からなる２波長半導体レーザ素子５５０に段差部５８０が形成される場合について説明する。なお、図３３は、図３２の５０００−５０００線に沿った断面を示しており、図３４は、図３２の５１００−５１００線に沿った断面を示している。
【０１３９】
第５実施形態による半導体レーザ装置５００では、図３３に示すように、赤色半導体レーザ素子５７０および赤外半導体レーザ素子５９０からなる２波長半導体レーザ素子５５０の表面５５０ａに、青紫色半導体レーザ素子５１０の表面５１０ａ（ｐ側パッド電極５８の下面）が導電性接着層９を介して接合されている。なお、表面５５０ａは、本発明の「第３表面」の一例であり、表面５１０ａは、本発明の「第１表面」の一例である。
【０１４０】
また、青紫色半導体レーザ素子５１０は、ｎ型クラッド層５２の上面上にｎ側オーミック電極５１８およびパッド電極５１９が形成されている。
【０１４１】
また、図３３および図３４に示すように、２波長半導体レーザ素子５５０は、ＧａＡｓ基板５５１の上面上に、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓエッチングストッパ層２５２およびｎ型コンタクト層２７１を介して赤色半導体レーザ素子５７０と赤外半導体レーザ素子５９０とが所定の間隔を隔てて形成されている。なお、ＧａＡｓ基板５５１は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【０１４２】
ここで、第５実施形態では、図３４に示すように、ＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａ（下面）に段差部５８０が形成されている。また、段差部５８０には、ＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａから活性層７３（９３）に向かって斜めに延びる側面５８０ａと、側面５８０ａに続く底面５８０ｂが形成されている。そして、段差部５８０の底面５８０ｂ上を覆うようにｎ側オーミック電極５７８が形成されている。また、ｎ側オーミック電極３７８の下面と、側面５８０ａと、ＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａ（下面）とに、パッド電極５７９が連続的に形成されている。なお、表面５５１ａおよびｎ側オーミック電極５７８は、それぞれ、本発明の「第２表面」および「電極層」の一例である。また、２波長半導体レーザ素子５５０は、パッド電極５７９の下面に形成された導電性接着層９を介して基台２０５に電気的に固定されている。
【０１４３】
また、２波長半導体レーザ素子５５０のＢ１側の電流ブロック層５７の上面上に、パッド電極５６０が形成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子５１０は、パッド電極５６０が設けられた位置において２波長半導体レーザ素子５５０に接合されている。
【０１４４】
図３５〜図３７は、図３２に示した第５実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図３３〜図３７を参照して、第５実施形態による半導体レーザ装置５００の製造プロセスについて説明する。なお、図３５および図３６は、図３７の５０００−５０００線に沿った断面における製造過程での状態を示している。
【０１４５】
まず、ｎ型ＧａＮ基板５１１の上面上に、剥離層５１２を形成する。そして、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、青紫色半導体レーザ素子５１０（図３５参照）のウェハを作製する。
【０１４６】
次に、上記第２実施形態と同様の製造プロセスにより、２波長半導体レーザ素子５５０のウェハを作製する。この際、図３５に示すように、エッチングによりＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａの所定の領域に段差部５８０を形成するとともに、真空蒸着法を用いて、段差部５８０の底面５８０ｂ上にｎ側オーミック電極５７８を形成する。その後、ｎ側オーミック電極５７８とｎ型コンタクト層２７１とを合金化するための熱処理を行う。
【０１４７】
そして、青紫色半導体レーザ素子５１０が形成されたウェハと、２波長半導体レーザ素子５５０が形成されたウェハとを接合した後、図３６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板５１１の上面側から剥離層５１２に向かってレーザ照射を行う。その際、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：約５３２ｎｍ）を、約５００〜約２０００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギ密度に調整して、ｎ型ＧａＮ基板５１１の上方からｎ型ＧａＮ基板５１１に向けて断続的に照射する。これにより、剥離層５１２の結晶結合が分解されて蒸発するとともに、ｎ型ＧａＮ基板５１１が半導体素子層から剥離される。
【０１４８】
その後、ＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａを活性層７３（９３）に向かって研磨することにより、段差部５８０が形成されていない領域のＧａＡｓ基板５５１の厚みを薄くする。その後、真空蒸着法を用いて、ｎ側オーミック電極５７８と研磨されたＧａＡｓ基板５５１の下面とを覆うようにパッド電極５７９を形成する。
【０１４９】
その後、図３７に示した劈開位置で、所定の共振器長を有するように２波長半導体レーザ素子５５０のウェハをバー状に劈開して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。この際、段差部５８０の底面５８０ｂのみが劈開位置に位置するように劈開を行う。最後に、共振器方向に沿って素子分割することにより、半導体レーザ装置５００（図３３参照）の複数個のチップが形成される。
【０１５０】
第５実施形態では、上記のように、ＧａＡｓ基板５５１の表面５５１ａから活性層７３（９３）に向かって延びる段差部５８０と、段差部５８０の底面５８０ｂ上に形成されたｎ側オーミック電極５７８とを含む２波長半導体レーザ素子５５０を備えることによって、ｎ側オーミック電極５７８から活性層７３（９３）までの距離を、ＧａＡｓ基板５５１の下面から活性層７３（９３）までの距離よりも小さくすることができるので、ｎ側オーミック電極５７８と活性層７３（９３）との間の電気抵抗を減少させることができる。これにより、２波長半導体レーザ素子５５０の動作電圧が低減されるので、半導体レーザ装置５００の発熱を抑制することができる。なお、第５実施形態のその他の効果は上記第１実施形態と同様である。
【０１５１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１５２】
たとえば、上記第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０を導電性接着層９を介して台座６１に直接固定した例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第２〜第５実施形態と同様に、青紫色半導体レーザ素子５０を導電性接着層９を介して基台２０５に接合するとともに、基台２０５を導電性接着層を介して台座６１に固定してもよい。
【０１５３】
また、上記第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０上に赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子９０を接合して半導体レーザ装置を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、青紫色半導体レーザ素子上に赤色半導体レーザ素子または赤外半導体レーザ素子のいずれか１つを接合して２波長半導体レーザ素子を形成してもよい。
【０１５４】
また、上記第２および第３実施形態では、青紫色半導体レーザ素子２１０（３１０）が接合される基台２０５を、ＡｌＮからなる基板により構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、基台２０５を、ＦｅやＣｕなどからなる熱伝導率の良好な導電材料を用いて構成してもよい。
【０１５５】
また、上記第４実施形態では、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子を共に共通のｎ型ＧａＮ基板４１１上に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子を共に共通のｎ型ＧａＮ層などの半導体層上に形成してもよい。
【０１５６】
また、上記第１〜第４実施形態では、リッジ導波型半導体レーザを形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体のブロック層を有するリッジ導波型半導体レーザや、埋め込みヘテロ構造（ＢＨ）の半導体レーザや、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成した利得導波型の半導体レーザを形成してもよい。
【０１５７】
また、上記第１〜第５実施形態において、段差部の底面を、ｎ型コンタクト層内やｎ型クラッド層内に位置するように形成してもよい。
【０１５８】
また、上記第３〜第５実施形態では、半導体レーザ素子の共振器端面にオーミック電極やパッド電極が露出するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、オーミック電極やパッド電極を、共振器面位置（劈開位置）のごく近傍のみに形成しないようにしてもよい。これにより、共振器面位置にはオーミック電極やパッド電極が形成されないので、より劈開を良好に行うことができ、良好な共振器端面（劈開面）を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の半導体レーザ装置の概略的な構造を説明するための断面図である。
【図２】図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。
【図３】図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。
【図４】図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。
【図５】図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。
【図６】図１に示した半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図９】図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１０】図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１１】図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１２】図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１３】図７に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図１６】図１５の２０００−２０００線に沿った断面図である。
【図１７】図１５の２１００−２１００線に沿った断面図である。
【図１８】図１５に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図１９】図１５に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図２０】図１５の２０００−２０００線に沿った断面における製造過程での状態を示した図である。
【図２１】図１５の２０００−２０００線に沿った断面における製造過程での状態を示した図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図２３】図２２の３０００−３０００線に沿った断面図である。
【図２４】図２２の３１００−３１００線に沿った断面図である。
【図２５】図２２の３２００−３２００線に沿った断面図である。
【図２６】図２２に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図２７】本発明の第３実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図２８】図２７の３５００−３５００線に沿った断面図である。
【図２９】本発明の第３実施形態の変形例による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図３０】本発明の第４実施形態によるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図３１】図３０の４０００−４０００線に沿った断面図である。
【図３２】本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。
【図３３】図３２の５０００−５０００線に沿った断面図である。
【図３４】図３２の５１００−５１００線に沿った断面図である。
【図３５】図３２に示した第５実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図３６】図３２に示した第５実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【図３７】図３２に示した第５実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１０  第１半導体レーザ素子
１０ａ、５０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４５０ａ、５１０ａ  表面（第１表面）
２０  第２半導体レーザ素子
２１  第１導電型半導体層
２１ａ、７１ａ、９１ａ、２５１ａ、３５１ａ、４７１ａ、５５１ａ  表面（第２表面）
２２、７３、９３  活性層
２３  第２導電型半導体層
２４  第１導電側電極（電極層）
３０、２８０  凹部（段差部）
３０ａ、８０ａ、２８０ａ、３８０ａ、４８０ａ、５８０ａ  側面
３０ｂ、８０ｂ、２８０ｂ、３８０ｂ、４８０ｂ、５８０ｂ  底面
５０、２１０、３１０  青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
７０、７０ａ、２７０  赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
７１、９１、２５１、３５１、５５１  ＧａＡｓ基板（成長用基板）
７１ｂ、９１ｂ  傾斜面（段差部の側面）
７１ｃ、９１ｃ  上面（第２表面）
７２、９２  ｎ型クラッド層（第１導電型半導体層）
７４、９４  ｐ型クラッド層（第２導電型半導体層）
７８、７８ａ、９８、９８ａ、２７８、３７８、４７８、５７８  ｎ側オーミック電極（電極層）
８０、３８０、３８５、４８０、５８０  段差部
９０、９０ａ、２９０  赤外半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
２７１  ｎ型コンタクト層（第１導電型半導体層）
３５０、５５０  ２波長半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
４５０  ２波長半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
４７０  赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
５５０ａ  表面（第３表面）
【図１】
2010153710.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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