(57)【要約】【課題】同一の基板の表面上に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を備える集積型の半導体レーザ装置において、歩留まりの低下を抑制す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、ｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１の表面上に形成され、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層１２を含む青色半導体レーザ素子１０と、ｎ型ＧａＮ基板１の表面上に形成され、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層２２を含む緑色半導体レーザ素子２０とを備える。【選択図】図１
2010109332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面上に形成され、非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる第１活性層を含む青色半導体レーザ素子と、
前記基板の表面上に形成され、前記非極性面と略同一の面方位の主面を有する窒化物系半導体からなる第２活性層を含む緑色半導体レーザ素子とを備える、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第１活性層は、ＩｎＧａＮからなる第１井戸層を有する量子井戸構造を有し、前記第２活性層は、ＩｎＧａＮからなる第２井戸層を有する量子井戸構造を有し、
前記第１井戸層の厚みは、前記第２井戸層の厚みよりも大きい、請求項１に記載の半導体レーザ装置
【請求項３】
前記非極性面は、略（１１−２２）面である、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記基板の主面は、前記非極性面と略同一の面方位を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
少なくとも前記青色半導体レーザ素子、前記緑色半導体レーザ素子および前記基板のいずれかに対して接合される赤色半導体レーザ素子をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
基板と、前記基板の表面上に形成され、非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる第１活性層を含む青色半導体レーザ素子と、前記基板の表面上に形成され、前記非極性面と略同一の面方位の主面を有する窒化物系半導体からなる第２活性層を有する緑色半導体レーザ素子とを含む半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える、表示装置。
【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表示装置に関し、特に、複数の半導体レーザ素子を集積化した半導体レーザ装置およびそれを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ装置などの小型化への要求がますます高まる中、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の光源として、半導体レーザ素子を用いたプロジェクタ装置およびディスプレイ装置の開発が進められている。この際、装置の小型化や構成部品の削減のために、光源と光源の波長を変換する波長変換素子とを用いて所望の発光波長を発生させる方式を用いずに、光源の波長が直接利用可能な半導体レーザ素子を光源に適用することが検討されている。また、半導体レーザ素子を光源に用いる場合、複数の半導体レーザ素子を同一の基板上に形成したモノリシック型の半導体レーザ素子を適用することも検討されている。
【０００３】
そこで、従来、同一の基板の表面上に青色半導体レーザ素子と緑色半導体レーザ素子とが集積化されたモノリシック型の半導体レーザ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１には、同一の基板の表面上に、ＩｎＧａＮからなる第１井戸層を有する第１活性層を含む第１半導体レーザ（青色半導体レーザ素子）と、ＩｎＧａＮからなる第２井戸層を有する第２活性層を含み、第１半導体レーザよりも発振波長の長い第２半導体レーザ（緑色半導体レーザ素子）とが形成されたモノリシック型の２波長半導体発光装置（半導体レーザ装置）が開示されている。なお、特許文献１では、第１半導体レーザの第１活性層および第２半導体レーザの第２活性層を形成する際の主面としてどのような結晶面を用いているかについて開示も示唆もされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された２波長半導体発光装置では、極性面であるｃ面（（０００１）面）上に第１活性層および第２活性層が形成された場合においては、結晶格子の歪みによって生じた圧電分極によって発生するピエゾ電界が大きくなるため、ピエゾ電界による第１活性層の第１井戸層および第２活性層の第２井戸層におけるエネルギーバンドの傾きが大きくなる。ここで、第１井戸層および第２井戸層における伝導帯の底部と価電子帯の頂部とのバンドギャップの変化量は、第１井戸層および第２井戸層におけるエネルギーバンドの傾きと第１井戸層および第２井戸層の厚みとに比例するため、エネルギーバンドの傾きが大きい場合には、第１井戸層および第２井戸層の厚みの変化量に対して、バンドギャップの変化量はより大きくなる。この結果、第１活性層の第１井戸層および第２活性層の第２井戸層の厚みの変化量に対する第１半導体レーザおよび第２半導体レーザの発振波長の変化量（変動幅）が大きくなる。このため、第１活性層の第１井戸層および第２活性層の第２井戸層の厚みがそれぞればらつくことによって、半導体レーザ装置ごとに、第１半導体レーザおよび第２半導体レーザの発振波長のばらつきが生じやすい。この際、第１半導体レーザと第２半導体レーザとは、同一の基板上に形成されているため、第１半導体レーザまたは第２半導体レーザのいずれか一方の半導体レーザ素子が基準範囲を超える発振波長を有する場合、モノリシック型の半導体レーザ素子部全体が基準範囲外となる。このため、同一の基板の表面上に形成された第１半導体レーザおよび第２半導体レーザを備える半導体レーザ装置の歩留まりが低下するという問題点があると考えられる。
【０００７】
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、同一の基板の表面上に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を備える集積型の半導体レーザ装置において、歩留まりの低下を抑制することが可能な半導体レーザ装置を提供することである。
【０００８】
この発明のもう１つの目的は、同一の基板の表面上に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を備える集積型の半導体レーザ装置において、歩留まりの低下を抑制することが可能な半導体レーザ装置を備える表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の局面による半導体レーザ装置は、基板と、基板の表面上に形成され、非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる第１活性層を含む青色半導体レーザ素子と、基板の表面上に形成され、非極性面と略同一の面方位の主面を有する窒化物系半導体からなる第２活性層を含む緑色半導体レーザ素子とを備える。なお、本発明において、「非極性面」とは、極性面であるｃ面（（０００１）面）以外のすべての結晶面を含む広い概念であり、ｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面の無極性面と、ｃ面（（０００１）面）から傾いた面（半極性面）とを含む。
【００１０】
この発明の第１の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、同一の基板の表面上に形成された窒化物系半導体からなる青色半導体レーザ素子の第１活性層と、窒化物系半導体からなる緑色半導体レーザ素子の第２活性層とが、それぞれ、略同一の面方位を有する非極性面を主面とすることによって、極性面であるｃ面の主面を有する場合に比べて、第１活性層および第２活性層に発生するピエゾ電界を小さくすることができる。これにより、ピエゾ電界による第１活性層および第２活性層におけるエネルギーバンドの傾きを小さくすることができるので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができる。この結果、同一の基板の表面上に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を備える集積型の半導体レーザ装置の歩留まりの低下を抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第１活性層は、圧縮歪を有する第１井戸層を有する量子井戸構造を有し、第２活性層は、圧縮歪を有する第２井戸層を有する量子井戸構造を有し、第１井戸層の厚みは、第２井戸層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、非極性面ではピエゾ電界の影響が小さいので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長は、ｃ面（（０００１）面）に形成する場合と比べて、それぞれのピーク波長よりも短波長側にシフトされる。これにより、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長を長波長側にシフトさせるためには、ｃ面に形成する場合よりも、青色半導体レーザ素子の第１井戸層および緑色半導体レーザ素子の第２井戸層の圧縮歪をより大きくする必要がある。さらに、圧縮歪を有する第１井戸層および第２井戸層を形成する際に、緑色半導体レーザ素子の発振波長は、青色半導体レーザ素子の発振波長と比べて大きいので、緑色半導体レーザ素子の第２井戸層は、青色半導体レーザ素子の第１井戸層と比べて圧縮歪をより大きくする必要がある。この場合、第１井戸層および第２井戸層の面内の圧縮歪がより大きくなるので、第１井戸層および第２井戸層にミスフィット転位が発生しやすい。また、緑色半導体レーザ素子の第２井戸層は、青色半導体レーザ素子の第１井戸層よりも圧縮歪が大きく、結晶欠陥が発生しやすい。従って、青色半導体レーザ素子の第１活性層の第１井戸層の厚みを、緑色半導体レーザ素子の第２活性層の第２井戸層の厚みよりも大きくすることによって、圧縮歪が大きいために結晶欠陥が発生しやすい第２井戸層の厚みを小さくすることができるので、緑色半導体レーザ素子の第２井戸層において、結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、第１井戸層は、Ｉｎを含む窒化物系半導体からなり、さらに好ましくは、第１井戸層は、ＩｎＧａＮからなる。
【００１３】
また、この場合、好ましくは、第２井戸層は、Ｉｎを含む窒化物系半導体からなり、さらに好ましくは、第２井戸層は、ＩｎＧａＮからなる。
【００１４】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、非極性面は、略（１１−２２）面である。このように構成すれば、略（１１−２２）面は、他の半極性面と比べて、ピエゾ電界がより小さいので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長の変化量を小さくすることができる。
【００１５】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、基板の主面は、非極性面と略同一の面方位を有する。このように構成すれば、青色半導体レーザ素子の第１活性層および緑色半導体レーザ素子の第２活性層と略同一の非極性面の面方位の主面を有する基板上に半導体層を成長させるだけで、非極性面の主面を有する第１活性層を含んだ青色半導体レーザ素子および非極性面の主面を有する第２活性層を含んだ緑色半導体レーザ素子を容易に形成することができる。
【００１６】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、基板は、窒化物系半導体からなる。このように構成すれば、窒化物系半導体からなる基板上に半導体層を成長させるだけで、窒化物系半導体からなる第１活性層を含んだ青色半導体レーザ素子および窒化物系半導体からなる第２活性層を含んだ緑色半導体レーザ素子を容易に形成することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、第１井戸層は、非極性面の主面を有するＩｎＧａＮからなり、第２井戸層は、非極性面の主面を有するＩｎＧａＮからなり、基板は、非極性面の主面を有するＧａＮからなる。このように構成すれば、青色半導体レーザ素子の第１活性層および緑色半導体レーザ素子の第２活性層と同一の半極性面の主面を有し、ＧａＮからなる基板上に半導体層を成長させるだけで、半極性面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる第１活性層を含んだ青色半導体レーザ素子および半極性面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる第２活性層を含んだ緑色半導体レーザ素子を容易に形成することができる。
【００１８】
上記第１井戸層の厚みが第２井戸層の厚みよりも大きい半導体レーザ装置において、好ましくは、第１井戸層の厚みは、約６ｎｍ以上約１５ｎｍ以下であり、第２井戸層の厚みは、約６ｎｍ未満である。このように構成すれば、より確実に、青色半導体レーザ素子の第１井戸層および緑色半導体レーザ素子の第２井戸層において、結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、第１井戸層のＩｎＧａＮは、Ｉｎ組成が約２０％以下である。このように構成すれば、より確実に、青色半導体レーザ素子の第１井戸層において、結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００２０】
上記第１井戸層のＩｎＧａＮのＩｎ組成が約２０％以下である半導体レーザ装置において、好ましくは、第２井戸層のＩｎ組成は、約２０％よりも大きい。このように構成すれば、Ｉｎ組成が約２０％よりも大きいために結晶欠陥が発生しやすい緑色半導体レーザ素子の第２井戸層の厚みを青色半導体レーザ素子の第１井戸層の厚みよりも小さくすることができるので、確実に、緑色半導体レーザ素子の第２井戸層において、結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００２１】
上記第１井戸層の厚みが第２井戸層の厚みよりも大きい半導体レーザ装置において、好ましくは、第２活性層は、単一量子井戸構造を有する。このように構成すれば、第２活性層が多重量子井戸構造を有する場合と比べて、第２活性層が単一量子井戸構造を有することによって、第２井戸層の厚みが過度に小さくなることに起因して第２活性層が層構造でなくなるのを抑制することができる。
【００２２】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、青色半導体レーザ素子は、第１活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ｉｎを含有する第１光ガイド層をさらに含み、緑色半導体レーザ素子は、第２活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ｉｎを含有する第２光ガイド層をさらに含み、第２光ガイド層のＩｎ組成は、第１光ガイド層のＩｎ組成よりも大きい。このように構成すれば、第２光ガイド層は第１光ガイド層よりも光をより活性層内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子の緑色光をより活性層内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子において、青色半導体レーザ素子と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００２３】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、青色半導体レーザ素子は、第１活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ａｌを含有する第１キャリアブロック層をさらに含み、緑色半導体レーザ素子は、第２活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ａｌを含有する第２キャリアブロック層をさらに含み、第２キャリアブロック層のＡｌ組成は、第１キャリアブロック層のＡｌ組成よりも大きい。このように構成すれば、第２キャリアブロック層は第１キャリアブロック層よりも光をより活性層内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子の緑色光をより活性層内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子において、青色半導体レーザ素子と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００２４】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、青色半導体レーザ素子は、第１活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ａｌを含有する第１クラッド層をさらに含み、緑色半導体レーザ素子は、第２活性層の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に形成され、Ａｌを含有する第２クラッド層をさらに含み、第２クラッド層のＡｌ組成は、第１クラッド層のＡｌ組成よりも大きい。このように構成すれば、第２クラッド層は第１クラッド層よりも光をより活性層内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子の緑色光をより活性層内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子において、青色半導体レーザ素子と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００２５】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および基板の少なくともいずれかに対して接合される赤色半導体レーザ素子をさらに備える。ここで、「赤色半導体レーザ素子」とは、発振波長が約６１０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲にある半導体レーザ素子を指す。このように構成すれば、歩留まりの低下を抑制することができる青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を含む青・緑２波長半導体レーザ素子部と、赤色半導体レーザ素子とを備えるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２６】
この場合、好ましくは、赤色半導体レーザ素子は、基板に対してジャンクションダウンにより接合されている。このように構成すれば、赤色半導体レーザ素子の活性層において生じる熱を基板において放出することができるので、さらに効率の高いＲＧＢ３波長半導体レーザ装置を作製することができる。
【００２７】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子は、それぞれ、非極性面の主面に［０００１］方向を投影した方向に延びる光導波路をさらに含む。ここで、半導体レーザ素子の光学利得を最大化するためには、光導波路を活性層からの発光の主たる偏光方向に対して垂直に形成することが必要とされる。すなわち、非極性面の主面に［０００１］方向を投影した方向に光導波路を形成することによって、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の光学利得をそれぞれ最大化することができるとともに、青色半導体レーザ素子の青色光と緑色半導体レーザ素子の緑色光とを共通の共振器面から出射させることができる。
【００２８】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第１活性層は、非極性面のうちの半極性面を主面とし、第２活性層は、半極性面と略同一の面方位の主面とする。このように構成すれば、非極性面のうちの無極性面の主面を有する場合と異なり、半極性面の主面を有することによって、第１活性層および第２活性層における結晶成長が困難になるのを抑制することができるので、第１活性層および第２活性層において、結晶欠陥が増加するのを抑制することができる。
【００２９】
この場合、好ましくは、半極性面は、（０００１）面または（０００−１）面に対して約１０度以上約７０度以下傾いた面である。このように構成すれば、半極性面の主面を有する第１活性層を含む青色半導体レーザ素子の光学利得と、半極性面の主面を有する第２活性層を含む緑色半導体レーザ素子の光学利得とをそれぞれより大きくすることができる。
【００３０】
この発明の第２の局面による表示装置は、基板と、基板の表面上に形成され、非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる第１活性層を含む青色半導体レーザ素子と、基板の表面上に形成され、非極性面と略同一の面方位の主面を有する窒化物系半導体からなる第２活性層を有する緑色半導体レーザ素子とを含む半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える。
【００３１】
この発明の第２の局面による表示装置では、上記のように、同一の基板の表面上に形成された窒化物系半導体からなる青色半導体レーザ素子の第１活性層と、窒化物系半導体からなる緑色半導体レーザ素子の第２活性層とが、それぞれ、略同一の面方位を有する非極性面を主面とすることによって、極性面であるｃ面の主面を有する場合に比べて、第１活性層および第２活性層に発生するピエゾ電界を小さくすることができる。これにより、ピエゾ電界による第１活性層の第１井戸層および第２活性層の第２井戸層におけるエネルギーバンドの傾きを小さくすることができるので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができる。この結果、同一の基板の表面上に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を備える集積型の半導体レーザ装置の歩留まりの低下を抑制することができる半導体レーザ装置を用いて、変調手段により光を変調させて所望の画像を表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】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２】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の青色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した拡大断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の緑色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した拡大断面図である。
【図４】図１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５】図１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６】図１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７】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断面図である。
【図８】図７に示した第２実施形態による半導体レーザ装置を備え、半導体レーザ素子が時系列的に交互に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。
【図９】図８に示した第２実施形態によるプロジェクタ装置の制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。
【図１０】図７に示した第２実施形態による半導体レーザ装置を備え、半導体レーザ素子が略同時に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、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２は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の青色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した拡大断面図である。図３は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の緑色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した拡大断面図である。まず、図１〜図３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。
【００３５】
本発明の半導体レーザ装置１００では、図１に示すように、約４５０ｎｍの発振波長を有する青色半導体レーザ素子１０と、約５３０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子２０とからなる、モノリシック型の青・緑２波長半導体レーザ素子部３０が、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１上に形成されている。なお、青色半導体レーザ素子１０は、約４３５ｎｍ〜約４８５ｎｍの範囲の発振波長を有するように構成すればよい。また、緑色半導体レーザ素子２０は、約５００ｎｍ〜約５６５ｎｍの範囲の発振波長を有するように構成すればよい。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例である。
【００３６】
ここで、モノリシック型の青・緑２波長半導体レーザ素子部３０は、（１１−２２）面の主面を有するｎ型ＧａＮ基板１上に形成されている。ここで、（１１−２２）面は、ｃ面（（０００１）面）から［１１−２０］方向に向かって約５８°傾いた面からなる半極性面である。
【００３７】
また、青色半導体レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上の［−１１００］方向（Ｙ１方向）側の領域に、ｎ型半導体層１１、活性層１２およびｐ型半導体層１３がこの順に積層された構造を有している。また、緑色半導体レーザ素子２０は、青色半導体レーザ素子１０と同一の基板であるｎ型ＧａＮ基板１の上面上の［１−１００］方向（Ｙ２方向）側の領域に、ｎ型半導体層２１、活性層２２およびｐ型半導体層２３がこの順に積層された構造を有している。なお、活性層１２および２２は、それぞれ、本発明の「第１活性層」および「第２活性層」の一例である。
【００３８】
また、青色半導体レーザ素子１０のｎ型半導体層１１は、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に形成された約２μｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｎ型クラッド層１１ａと、ｎ型クラッド層１１ａ上に形成された約５ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎからなるｎ型キャリアブロック層１１ｂと、ｎ型キャリアブロック層１１ｂ上に形成された約１００ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｎ型光ガイド層１１ｃとを有している。なお、ｎ型クラッド層１１ａは、本発明の「第２クラッド層」の一例であり、ｎ型キャリアブロック層１１ｂは、本発明の「第２キャリアブロック層」の一例である。また、ｎ型光ガイド層１１ｃは、本発明の「第２光ガイド層」の一例である。
【００３９】
ここで、図２に示すように、活性層１２は、ｎ型ＧａＮ基板１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなるとともに、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造を有する。具体的には、活性層１２は、ｎ型半導体層１１の上面上に形成され、それぞれ約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる２層の障壁層１２ａと、２層の障壁層１２ａの間に配置され、約８ｎｍの厚みｔ１を有するアンドープＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎからなる１層の井戸層１２ｂとからなるＳＱＷ構造を有している。ここで、井戸層１２ｂの面内格子定数は、ｎ型ＧａＮ基板１の面内の格子定数より大きいので、面内方向に圧縮歪が印加されている。なお、井戸層１２ｂの厚みｔ１は、約６ｎｍ以上約１５ｎｍ以下が好ましい。第１実施形態では、活性層１２が、ｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面の主面を有する場合と異なり、（１１−２２）面の主面を有することによって、井戸層１２ｂの結晶成長が困難になるのを抑制することが可能であるので、活性層１２において、Ｉｎ組成が大きくなることによる結晶欠陥の増加を抑制することが可能である。なお、活性層１２は、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造などにより構成されてもよい。また、ＩｎＧａＮは、本発明の「窒化物系半導体」の一例であり、井戸層１２ｂは、本発明の「第１井戸層」の一例である。
【００４０】
また、図１に示すように、ｐ型半導体層１３は、活性層１２の上面上に形成された約１００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｐ型光ガイド層１３ａと、ｐ型光ガイド層１３ａ上に形成された約２０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎからなるｐ型キャリアブロック層１３ｂと、ｐ型キャリアブロック層１３ｂ上に形成された約７００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層１３ｃと、ｐ型クラッド層１３ｃ上に形成された約１０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｐ型コンタクト層１３ｄとを有している。なお、ｐ型光ガイド層１３ａは、本発明の「第２光ガイド層」の一例である。また、ｐ型キャリアブロック層１３ｂは、本発明の「第２キャリアブロック層」の一例であり、ｐ型クラッド層１３ｃは、本発明の「第２クラッド層」の一例である。
【００４１】
また、ｐ型クラッド層１３ｃとｐ型コンタクト層１３ｄとによって、青色半導体レーザ素子１０のＹ方向（Ｙ１方向およびＹ２方向）の略中央部に形成されたストライプ状のリッジ部１３ｅが形成されるとともに、ｐ型クラッド層１３ｃは、リッジ部１３ｅの両側（Ｙ方向）に延びる平坦部を有している。このリッジ部１３ｅによって、光導波路が構成されている。また、リッジ部１３ｅは、共振器方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びるように形成されている。
【００４２】
また、ｐ型クラッド層１３ｃの平坦部の上面と、リッジ部１３ｅの側面と、ｎ型半導体層１１、活性層１２、ｐ型光ガイド層１３ａ、ｐ型キャリアブロック層１３ｂおよびｐ型クラッド層１３ｃの側面とを覆い、リッジ１３ｅの上面が露出するように、絶縁膜である電流ブロック層２が形成されている。この電流ブロック層２は、ＳｉＯ２からなるとともに、約２５０ｎｍの厚みを有する。また、電流ブロック層２は、ｎ型ＧａＮ基板１の上面の所定領域（青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０から露出された領域）と、緑色半導体レーザ素子２０の後述するｐ型クラッド層２３ｃの平坦部の上面と、後述するリッジ部２３ｅの側面と、ｎ型半導体層２１、活性層２２およびｐ型半導体層２３の一部の側面とを覆い、リッジ２３ｅの上面が露出するように形成されている。また、ｐ型コンタクト層１３ｄの上面上には、ｐ型コンタクト層１３ｄから近い順に、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とが積層された構造を有するｐ側オーミック電極１４が形成されている。また、電流ブロック層２の所定領域（ｐ型クラッド層１３ｃの平坦部上およびリッジ１３ｅの側面上に位置する領域）およびｐ側オーミック電極１４の上面上には、ｐ側オーミック電極１４と電気的に接続されるように、ｐ側オーミック電極１４から近い順に、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層された構造を有するｐ側パッド電極１５が形成されている。
【００４３】
また、緑色半導体レーザ素子２０は、後述する活性層２２の後述する井戸層２２ｂを除いて、青色半導体レーザ素子１０と同様の構造を有している。具体的には、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型半導体層２１は、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に形成された約２μｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎからなるｎ型クラッド層２１ａと、ｎ型クラッド層２１ａ上に形成された約５ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎからなるｎ型キャリアブロック層２１ｂと、ｎ型キャリアブロック層２１ｂ上に形成された約１００ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型光ガイド層２１ｃとを有している。なお、ｎ型クラッド層２１ａは、本発明の「第１クラッド層」の一例であり、ｎ型キャリアブロック層２１ｂは、本発明の「第１キャリアブロック層」の一例である。また、ｎ型光ガイド層２１ｃは、本発明の「第１光ガイド層」の一例である。
【００４４】
ここで、図３に示すように、活性層２２は、ｎ型ＧａＮ基板１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなるとともに、ＳＱＷ構造を有する。具体的には、活性層２２は、ｎ型半導体層２１の上面上に形成され、それぞれ約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる２層の障壁層２２ａと、２層の障壁層２２ａの間に配置され、約２．５ｎｍの厚みｔ２を有するアンドープＩｎ０．３３Ｇａ０．６７Ｎからなる１層の井戸層２２ｂとからなるＳＱＷ構造を有している。ここで、井戸層２２ｂの面内格子定数は、ｎ型ＧａＮ基板１の面内の格子定数より大きいので、面内方向に圧縮歪が印加されている。また、緑色半導体レーザ素子２０の井戸層２２ｂの圧縮歪は、青色半導体レーザ素子１０の井戸層１２ｂの圧縮歪よりも大きい。なお、井戸層２２ｂの厚みｔ２は、約６ｎｍ未満が好ましい。また、活性層２２の井戸層２２ｂの厚みｔ２は十分に小さいことにより、活性層２２がＭＱＷ構造を有する場合と比べて、活性層２２がＳＱＷ構造を有することによって、井戸層２２ｂは層構造を維持することが可能である。なお、井戸層２２ｂは、本発明の「第２井戸層」の一例である。
【００４５】
また、図２に示す青色半導体レーザ素子１０の活性層１２の約２０％のＩｎ組成を有する井戸層１２ｂの厚みｔ１（約８ｎｍ）は、図３に示す緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２の約３３％のＩｎ組成を有する井戸層２２ｂの厚みｔ２（約２．５ｎｍ）よりも大きくなるように構成されている。なお、第１実施形態において、Ｉｎ組成が約２０％程度の場合、活性層の内の井戸層の厚みは、約１０ｎｍ以下であることが結晶欠陥の発生を抑制する点で好ましく、Ｉｎ組成が約３０％程度の場合、井戸層の厚みは、約３ｎｍ以下であることが結晶欠陥の発生を抑制する点で好ましい。この際、活性層２２がＭＱＷ構造を有する場合においては、活性層の各井戸層のそれぞれの厚みを合計した値が、上記数値内であることが好ましい。
【００４６】
また、図１に示すように、ｐ型半導体層２３は、活性層２２の上面上に形成された約１００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型光ガイド層２３ａと、ｐ型光ガイド層２３ａ上に形成された約２０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎからなるｐ型キャリアブロック層２３ｂと、ｐ型キャリアブロック層２３ｂ上に形成された約７００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎからなるｐ型クラッド層２３ｃと、ｐ型クラッド層２３ｃ上に形成された約１０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｐ型コンタクト層２３ｄとを有している。なお、ｐ型光ガイド層２３ａは、本発明の「第１光ガイド層」の一例である。また、ｐ型キャリアブロック層２３ｂは、本発明の「第１キャリアブロック層」の一例であり、ｐ型クラッド層２３ｃは、本発明の「第１クラッド層」の一例である。
【００４７】
また、ｐ型クラッド層２３ｃとｐ型コンタクト層２３ｄとによって、緑色半導体レーザ素子２０のＹ方向の略中央部に形成されたストライプ状のリッジ部２３ｅが形成されるとともに、ｐ型クラッド層２３ｃは、リッジ部２３ｅの両側（Ｙ方向）に延びる平坦部を有している。このリッジ部２３ｅによって、光導波路が構成されている。また、リッジ部２３ｅは、共振器方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びるように形成されている。
【００４８】
また、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型クラッド層２１ａおよびｐ型クラッド層２３ｃのＡｌ組成（約１０％）は、青色半導体レーザ素子１０のｎ型クラッド層１１ａおよびｐ型クラッド層１３ｃのＡｌ組成（約７％）に比べて大きくなるように構成されている。また、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型キャリアブロック層２１ｂおよびｐ型キャリアブロック層２３ｂのＡｌ組成（約２０％）は、青色半導体レーザ素子１０のｎ型キャリアブロック層１１ｂおよびｐ型キャリアブロック層１３ｂのＡｌ組成（約１６％）に比べて大きくなるように構成されている。また、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型光ガイド層２１ｃおよびｐ型光ガイド層２３ａのＩｎ組成（約５％）は、青色半導体レーザ素子１０のｎ型光ガイド層１１ｃおよびｐ型光ガイド層１３ａのＩｎ組成（約２％）に比べて大きくなるように構成されている。これらによって、屈折率の波長分散により光閉じ込めを得にくい緑色の光を青色の光と同程度にクラッド層およびキャリアブロック層と光ガイド層との間に閉じ込めることが可能になるので、緑色半導体レーザ素子２０において、青色半導体レーザ素子１０と同程度の光の閉じ込めを確保することが可能である。
【００４９】
また、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型クラッド層２１ａ、ｎ型キャリアブロック層２１ｂ、ｐ型キャリアブロック層２３ｂおよびｐ型クラッド層２３ｃのＡｌ組成は、それぞれ、青色半導体レーザ素子１０のｎ型クラッド層１１ａ、ｎ型キャリアブロック層１１ｂ、ｐ型キャリアブロック層１３ｂおよびｐ型クラッド層１３ｃのＡｌ組成と比べて大きい方が好ましい。一方、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０のＡｌ組成を小さくすることによって、光の閉じ込め機能は低下するものの、ＡｌＧａＮとｎ型ＧａＮ基板１との結晶格子の格子定数が異なることに起因する亀裂や反りの発生を低減することが可能である。
【００５０】
また、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型光ガイド層２１ｃおよびｐ型光ガイド層２３ａのＩｎ組成は、青色半導体レーザ素子１０のｎ型光ガイド層１１ｃおよびｐ型光ガイド層１３ａのＩｎ組成と比べて大きい方が好ましい。
【００５１】
また、ｐ型コンタクト層２３ｄの上面上には、青色半導体レーザ素子１０のｐ側オーミック電極１４と同様のｐ側オーミック電極２４が形成されている。また、電流ブロック層２の所定領域（ｐ型クラッド層２３ｃの平坦部上およびリッジ２３ｅの側面上に位置する領域）およびｐ側オーミック電極２４の上面上には、青色半導体レーザ素子１０のｐ側パッド電極１５と分離して、青色半導体レーザ素子１０のｐ側パッド電極１５と同様のｐ側パッド電極２５が形成されている。
【００５２】
また、ｎ型ＧａＮ基板１の下面上には、ｎ型ＧａＮ基板１側から近い順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極３が形成されている。
【００５３】
図４〜図６は、図１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１および図４〜図６を参照して、半導体レーザ装置１００の製造プロセスについて説明する。
【００５４】
図４に示すように、（１１−２２）面の主面を有するｎ型ＧａＮ基板１の上面上の［−１１００］方向（Ｙ１方向）側の領域に、幅約４００μｍの開口部４ａを有し、約５００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなるマスク層４を形成する。
【００５５】
そして、図５に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、マスク層４の開口部４ａ内に露出されたｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、ｎ型半導体層１１、活性層１２およびリッジ部１３ｅが形成される前のｐ型半導体層１３をこの順に選択成長させる。
【００５６】
その後、マスク層４を除去する。そして、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上と、ｐ型半導体層１３の上面上と、ｎ型半導体層１１、活性層１２およびｐ型半導体層１３の側面上とに、約５００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなるマスク層５を形成する。
【００５７】
次に、図６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上の［１−１００］方向（Ｙ２方向）側の領域上のマスク層５を除去することにより、幅約４００μｍの開口部５ａを形成する。その後、ＭＯＣＶＤ法により、マスク層５を除去した位置の開口部５ａ内に露出されたｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、ｎ型半導体層２１、活性層２２およびリッジ部２３ｅが形成される前のｐ型半導体層２３をこの順に選択成長させる。
【００５８】
その後、マスク層５を除去する。そして、共振器方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びるリッジ部１３ｅおよび２３ｅを形成する。この結果、ｐ型半導体層１３および２３がそれぞれ形成される。次に、電流ブロック層２を形成する。そして、ｐ型コンタクト層１３ｄおよび２３ｄの上面上の電流ブロック層２を除去して、ｐ型コンタクト層１３ｄおよび２３ｄをそれぞれ露出させる。その後、真空蒸着法を用いて、ｐ型コンタクト層１３ｄおよび２３ｄの上面上に、それぞれ、ｐ側オーミック電極１４および２４を形成した後、ｐ側パッド電極１５および２５を形成する。
【００５９】
その後、ｎ型ＧａＮ基板１の下面を、ｎ型ＧａＮ基板１の厚みが約１００μｍになるように研磨する。そして、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の下面上に、ｎ側電極３を形成する。これにより、ウェハ状態のモノリシック型の青・緑２波長半導体レーザ素子部３０が形成される。その後、エッチングにより所定の位置において、共振器方向（［−１−１２３］方向）に対して垂直な共振器面を形成するとともに、素子分割を行う。これにより、図１に示すように、半導体レーザ装置１００を構成する個々のモノリシック型の青・緑２波長半導体レーザ素子部３０が形成される。なお、共振器面の形成は、ウェハの所定の位置を劈開することによって行ってもよい。
【００６０】
第１実施形態では、上記のように、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層１２を含む青色半導体レーザ素子１０が形成されたｎ型ＧａＮ基板１と同一のｎ型ＧａＮ基板１の表面上に、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層２２を含む緑色半導体レーザ素子２０を形成することによって、ｃ面（（０００１）面）を主面とする場合に比べて、活性層１２および２２に発生するピエゾ電界を小さくすることができるので、ピエゾ電界による活性層１２の井戸層１２ｂおよび活性層２２の井戸層２２ｂにおけるエネルギーバンドの傾きを小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができるので、同一のｎ型ＧａＮ基板１の表面上に形成された青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０を備える半導体レーザ装置１００の歩留まりの低下を抑制することができる。また、ピエゾ電界が小さいことにより、活性層１２および２２のキャリアの密度の変化量に対する、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０のそれぞれの色合いの制御が困難になるのを抑制することができる。また、ピエゾ電界が小さいことにより、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発光効率をそれぞれ向上させることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、（１１−２２）面は、他の半極性面と比べて、ピエゾ電界がより小さいので、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発振波長の変化量を小さくすることができる。また、ｃ面（（０００１）面）に対して垂直な面であるｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面を主面にする場合と比べて、（１１−２２）面を主面とすることによって、容易に、（１１−２２）面の主面を有する半導体層（活性層１２および２２）を形成することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２がｎ型ＧａＮ基板１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなるとともに、緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２がｎ型ＧａＮ基板１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなることによって、緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２および青色半導体レーザ素子１０の活性層１２と同一の（１１−２２）面の主面を有し、ＧａＮからなるｎ型ＧａＮ基板１上に半導体層を成長させるだけで、（１１−２２）面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる活性層２２を含んだ緑色半導体レーザ素子２０および（１１−２２）面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる活性層１２を含んだ青色半導体レーザ素子１０を容易に形成することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２の井戸層１２ｂの厚みｔ１（約８ｎｍ）を、緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２の井戸層２２ｂの厚みｔ２（約２．５ｎｍ）よりも大きくすることによって、Ｉｎ組成が大きいために結晶欠陥が発生しやすい井戸層２２ｂにおいて、結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２の井戸層１２ｂをＩｎ組成が約２０％以下であるＩｎＧａＮからなるように構成し、かつ、井戸層１２ｂの厚みｔ１（約８ｎｍ）を約６ｎｍ以上約１５ｎｍ以下にするとともに、緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２の井戸層２２ｂをＩｎ組成が約２０％よりも大きいＩｎＧａＮからなるように構成し、かつ、井戸層２２ｂの厚みｔ２（約２．５ｎｍ）を約６ｎｍ未満にすることによって、確実に、青色半導体レーザ素子１０の井戸層１２ｂおよび緑色半導体レーザ素子２０の井戸層２２ｂにおいて、結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１を、（１１−２２）面の主面を有するように構成することによって、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２および緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２と同一の（１１−２２）面の主面を有するｎ型ＧａＮ基板１上に半導体層を形成させるだけで、非極性面の主面を有する活性層１２を含んだ青色半導体レーザ素子１０および非極性面の主面を有する活性層２２を含んだ緑色半導体レーザ素子２０を容易に形成することができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、活性層２２がＳＱＷ構造を有することによって、活性層２２がＭＱＷ構造を有する場合と比べて、活性層２２がＳＱＷ構造を有することによって、活性層２２の井戸層２２ｂの厚みｔ２が過度に小さくなることに起因して活性層２２が層構造でなくなるのを抑制することができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型光ガイド層２１ｃおよびｐ型光ガイド層２３ａのＩｎ組成（約５％）が、青色半導体レーザ素子１０のｎ型光ガイド層１１ｃおよびｐ型光ガイド層１３ａのＩｎ組成（約２％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型光ガイド層２１ｃおよびｐ型光ガイド層２３ａはｎ型光ガイド層１１ｃおよびｐ型光ガイド層１３ａよりも光をより活性層（活性層１２および２２）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子２０の緑色光をより活性層２２内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子２０において、青色半導体レーザ素子１０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００６８】
また、第１実施形態では、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型キャリアブロック層２１ｂおよびｐ型キャリアブロック層２３ｂのＡｌ組成（約２０％）が、青色半導体レーザ素子１０のｎ型キャリアブロック層１１ｂおよびｐ型キャリアブロック層１３ｂのＡｌ組成（約１６％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型キャリアブロック層２１ｂおよびｐ型キャリアブロック層２３ｂはｎ型キャリアブロック層１１ｂおよびｐ型キャリアブロック層１３ｂよりも光をより活性層（活性層１２および２２）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子２０の緑色光をより活性層２２内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子２０において、青色半導体レーザ素子１０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００６９】
また、第１実施形態では、緑色半導体レーザ素子２０のｎ型クラッド層２１ａおよびｐ型クラッド層２３ｃのＡｌ組成（約１０％）が、青色半導体レーザ素子１０のｎ型クラッド層１１ａおよびｐ型クラッド層１３ｃのＡｌ組成（約７％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型クラッド層２１ａおよびｐ型クラッド層２３ｃはｎ型クラッド層１１ａおよびｐ型クラッド層１３ｃよりも光をより活性層（活性層１２および２２）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子２０の緑色光をより活性層２２内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子２０において、青色半導体レーザ素子１０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。
【００７０】
また、第１実施形態では、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０に、それぞれ、（１１−２２）面に［０００１］方向を投影した方向（［−１−１２３］方向）に延びる光導波路を設けることによって、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の光学利得をそれぞれ最大化することができるとともに、青色半導体レーザ素子１０の青色光と緑色半導体レーザ素子２０の緑色光とを共通の共振器面から出射させることができる。
【００７１】
また、第１実施形態では、活性層１２および２２がそれぞれ（１１−２２）面を主面とすることによって、非極性面のうちのｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面を主面とする場合と異なり、（１１−２２）面を主面とすることによって、活性層１２および２２における結晶成長が困難になるのを抑制することができるので、活性層１２および２２において、Ｉｎ組成が大きくなることによる結晶欠陥が増加するのを抑制することができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、半極性面である（１１−２２）面がｃ面（（０００１）面）から［１１−２０］方向に向かって約５８°傾いた面からなることによって、半極性面のうちの（１１−２２）面の主面を有する活性層１２を含む青色半導体レーザ素子１０の光学利得と、半極性面のうちの（１１−２２）面の主面を有する活性層２２を含む緑色半導体レーザ素子２０の光学利得とをそれぞれより大きくすることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
図７は、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断面図である。図８は、図７に示した第２実施形態による半導体レーザ装置を備え、半導体レーザ素子が時系列的に交互に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。図９は、図８に示した第２実施形態によるプロジェクタ装置の制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。図１０は、図７に示した第２実施形態による半導体レーザ装置を備え、半導体レーザ素子が略同時に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。次に、図７〜図１０を参照して第２実施形態について説明する。この第２実施形態による半導体レーザ装置２００では、上記第１実施形態と異なり、モノリシック型の青・緑２波長半導体レーザ素子部３０が形成されたｎ型ＧａＮ基板１上に、赤色半導体レーザ素子２４０が接合されている場合について説明する。また、半導体レーザ装置２００を備えるプロジェクタ装置２５０および２６０について説明する。
【００７４】
まず、図７を参照して、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００の構造について説明する。
【００７５】
本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００では、図７に示すように、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０が形成されていないｎ型ＧａＮ基板１の［１−１００］方向（Ｙ２方向）の上面上に、約６４０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子２４０が、ｐｎ接合部分が下向きになるようにジャンクションダウンにより接合されている。なお、赤色半導体レーザ素子２４０は、約６１０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲の発振波長を有するように構成すればよい。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成されている電流ブロック層２のＹ２方向側の上面上に、緑色半導体レーザ素子２０と所定の間隔を隔ててｐ側電極２０６が形成されている。このｐ側電極２０６は、図示しないワイヤとワイヤボンディング可能なように設けられている。また、ｐ側電極２０６の上面上に、導電性を有する半田などからなる融着層２０７によって、赤色半導体レーザ素子２４０が接合されている。
【００７６】
また、赤色半導体レーザ素子２４０は、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層とがこの順に積層されたｎ側電極２４１の下面上に、ｎ型半導体層２４２、活性層２４３およびｐ型半導体層２４４がこの順に積層された構造を有している。また、ｎ型半導体層２４２は、ｎ側電極２４１の下面上に、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層２４２ａと、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型キャリアブロック層２４２ｂと、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型光ガイド層２４２ｃとがこの順に積層された構造を有している。
【００７７】
また、活性層２４３は、ｎ型半導体層２４２の下面上に、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなる２つの障壁層とアンドープＩｎＧａＰからなる３つの井戸層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有している。なお、活性層２４３は、単層またはＳＱＷ構造などにより構成されてもよい。
【００７８】
また、ｐ型半導体層２４４は、活性層２４３の下面上に、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型光ガイド層２４４ａと、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型キャリアブロック層２４４ｂと、Ｚｎドープｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層２４４ｃと、Ｚｎドープｐ型ＧａＩｎＰ層とＺｎドープｐ型ＧａＡｓ層との積層構造からなるｐ型コンタクト層２４４ｄとがこの順に積層された構造を有している。また、ｐ型クラッド層２４４ｃとｐ型コンタクト層２４４ｄとによって、赤色半導体レーザ素子２４０のＹ方向（Ｙ１方向およびＹ２方向）の略中央部に形成されたストライプ状のリッジ部２４４ｅが形成されるとともに、ｐ型クラッド層２４４ｃは、リッジ部２４４ｅの両側（Ｙ方向）に延びる平坦部とを有している。このリッジ部２４４ｅによって、光導波路が構成されている。
【００７９】
また、ｐ型クラッド層２４４ｃの平坦部の下面とリッジ部２４４ｅの側面とを覆い、リッジ２４４ｅの下面が露出するように、絶縁膜である電流ブロック層２４５が形成されている。また、ｐ型コンタクト層２４４ｄの下面上には、Ｃｒ層およびＡｕ層がこの順に積層された構造を有するｐ側オーミック電極２４６が形成されている。また、電流ブロック層２４５の所定領域およびｐ側オーミック電極２４６の下面上には、ｐ側オーミック電極２４６と電気的に接続されるように、Ａｕなどからなるｐ側電極２４７が形成されている。また、ｐ側電極２４７および電流ブロック層２４５の所定領域は、融着層２０７を介して、ｐ側電極２０６に接合されている。なお、第２実施形態の半導体レーザ装置２００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００８０】
次に、図７〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００を備えるプロジェクタ装置２５０および２６０について説明する。
【００８１】
まず、図７〜図９を参照して、半導体レーザ素子が時系列的に点灯されるプロジェクタ装置２５０について説明する。
【００８２】
本発明の第２実施形態によるプロジェクタ装置２５０には、図８に示すように、青色半導体レーザ素子１０（図７参照）、緑色半導体レーザ素子２０（図７参照）および赤色半導体レーザ素子２４０（図７参照）が設けられた半導体レーザ装置２００と、複数の光学部品からなる光学系２５１と、半導体レーザ装置２００および光学系２５１を制御する制御部２５２とが設けられている。これにより、半導体レーザ装置２００からの光が、光学系２５１により変調された後、スクリーン２５３などに投影されるように構成されている。なお、光学系２５１は、本発明の「変調手段」の一例である。
【００８３】
また、光学系２５１において、半導体レーザ装置２００から出射された光は、それぞれ、レンズ２５１ａにより平行光に変換された後、ライトパイプ２５１ｂに入射される。
【００８４】
ライトパイプ２５１ｂは内面が鏡面となっており、光は、ライトパイプ２５１ｂの内面で反射を繰り返しながらライトパイプ２５１ｂ内を進行する。この際、ライトパイプ２５１ｂ内での多重反射作用によって、ライトパイプ２５１ｂから出射される各色の光の強度分布が均一化される。また、ライトパイプ２５１ｂから出射された光は、リレー光学系２５１ｃを介してデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）素子２５１ｄに入射される。
【００８５】
ＤＭＤ素子２５１ｄは、マトリクス状に配置された微小なミラー群からなる。また、ＤＭＤ素子２５１ｄは、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ２５１ｅに向かう第１の方向Ａと投写レンズ２５１ｅから逸れる第２の方向Ｂとに切り替えることにより各画素の階調を表現（変調）する機能を有している。各画素位置に入射される光のうち第１の方向Ａに反射された光（ＯＮ光）は、投写レンズ２５１ｅに入射されて被投写面（スクリーン２５３）に投写される。また、ＤＭＤ素子２５１ｄによって第２の方向Ｂに反射された光（ＯＦＦ光）は、投写レンズ２５１ｅには入射されずに光吸収体２５１ｆによって吸収される。
【００８６】
また、プロジェクタ装置２５０では、制御部２５２によってパルス電圧が半導体レーザ装置２００に供給されるように制御されることによって、半導体レーザ装置２００の青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０は、それぞれ、時系列的に分割されて１素子ずつ交互（ｃｙｃｌｉｃ）に駆動されるように構成されている。また、制御部２５２によって、光学系２５１のＤＭＤ素子２５１ｄは、青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０の駆動とそれぞれ同期しながら、各画素の階調を変調するように構成されている。
【００８７】
具体的には、図９に示すように、青色半導体レーザ素子１０の駆動に関するＢ信号、緑色半導体レーザ素子２０の駆動に関するＧ信号および赤色半導体レーザ素子２４０の駆動に関するＲ信号が、それぞれ互いに重ならないように時系列的に分割され、制御部２５２によって半導体レーザ装置２００に供給される。また、このＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号に同期して、制御部２５２からＢ画像信号、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号がＤＭＤ素子２５１ｄにそれぞれ出力される。
【００８８】
これにより、Ｂ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子１０の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子２５１ｄにより青色光が変調される。また、Ｂ信号の次に出力されるＧ信号に基づいて、緑色半導体レーザ素子２０の緑色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｇ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子２５１ｄにより緑色光が変調される。さらに、Ｇ信号の次に出力されるＲ信号に基づいて、赤色半導体レーザ素子２４０の赤色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｒ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子２５１ｄにより赤色光が変調される。その後、Ｒ信号の次に出力されるＢ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子１０の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、再度、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子２５１ｄにより青色光が変調される。上記の動作が繰り返されることによって、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号およびＲ画像信号に基づいたレーザ光照射による画像が、被投写面（スクリーン２５３）に投写される。このようにして、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００が時系列的に交互に点灯されるプロジェクタ装置２５０が構成されている。
【００８９】
次に、図７および図１０を参照して、半導体レーザ素子が略同時に点灯されるプロジェクタ装置２６０について説明する。
【００９０】
まず、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ装置２６０には、図１０に示すように、青色半導体レーザ素子１０（図７参照）、緑色半導体レーザ素子２０（図７参照）および赤色半導体レーザ素子２４０（図７参照）が設けられた半導体レーザ装置２００と、複数の光学部品からなる光学系２６１と、半導体レーザ装置２００および光学系２６１を制御する制御部２６２とが設けられている。これにより、半導体レーザ装置２００から出射されたレーザ光が、光学系２６１により変調された後、外部のスクリーン２６３などに投影されるように構成されている。なお、光学系２６１は、本発明の「変調手段」の一例である。
【００９１】
また、光学系２６１において、半導体レーザ装置２００から出射されたレーザ光は、凹レンズと凸レンズとからなる分散角制御レンズ２６１ａにより所定ビーム径を有する平行光に変換された後、フライアイインテグレータ２６１ｂに入射される。また、フライアイインテグレータ２６１ｂでは、蝿の目状のレンズ群からなる２つのフライアイレンズが向き合うように構成されており、液晶パネル２６１ｇ、２６１ｊおよび２６１ｐに入射する際の光量分布が均一となるように分散角制御レンズ２６１ａから入射される光に対してレンズ作用を付与する。すなわち、フライアイインテグレータ２６１ｂを透過した光は、液晶パネル２６１ｇ、２６１ｊおよび２６１ｐのサイズに対応したアスペクト比（たとえば１６：９）の広がりをもって入射できるように調整されている。
【００９２】
また、フライアイインテグレータ２６１ｂを透過した光は、コンデンサレンズ２６１ｃによって集光される。また、コンデンサレンズ２６１ｃを透過した光のうち、赤色光のみがダイクロイックミラー２６１ｄによって反射される一方、緑色光および青色光はダイクロイックミラー２６１ｄを透過する。
【００９３】
そして、赤色光は、ミラー２６１ｅを経てレンズ２６１ｆによる平行化の後に液晶パネル２６１ｇに入射される。この液晶パネル２６１ｇは、赤色用の駆動信号（Ｒ画像信号）に応じて駆動されることにより、その駆動状態に応じて赤色光を変調する。なお、レンズ２６１ｆを透過した赤色光は、入射側偏光板ｐ１を介して液晶パネル２６１ｇに入射される。
【００９４】
また、ダイクロイックミラー２６１ｈでは、ダイクロイックミラー２６１ｄを透過した光のうちの緑色光のみが反射される一方、青色光はダイクロイックミラー２６１ｈを透過する。
【００９５】
そして、緑色光は、レンズ２６１ｉによる平行化の後に液晶パネル２６１ｊに入射される。この液晶パネル２６１ｊは、緑色用の駆動信号（Ｇ画像信号）に応じて駆動されることにより、その駆動状態に応じて緑色光を変調する。なお、レンズ２６１ｉを透過した緑色光は、入射側偏光板ｐ２を介して液晶パネル２６１ｊに入射される。
【００９６】
また、ダイクロイックミラー２６１ｈを透過した青色光は、レンズ２６１ｋ、ミラー２６１ｌ、レンズ２６１ｍおよびミラー２６１ｎを経て、さらにレンズ２６１ｏによって平行化がなされた後、液晶パネル２６１ｐに入射される。この液晶パネル２６１ｐは、青色用の駆動信号（Ｂ画像信号）に応じて駆動されることにより、その駆動状態に応じて青色光を変調する。なお、レンズ２６１ｏを透過した青色光は、入射側偏光板ｐ３を介して液晶パネル２６１ｐに入射される。
【００９７】
その後、液晶パネル２６１ｇ、２６１ｊおよび２６１ｐによって変調された赤色光、緑色光および青色光は、ダイクロイックプリズム２６１ｑによって合成された後、出射側偏光板（図示せず）を介して投写レンズ２６１ｒへと入射される。また、投写レンズ２６１ｒは、投写光を被投写面（スクリーン２６３）上に結像させるためのレンズ群と、レンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズームおよびフォーカスを調整するためのアクチュエータを内蔵している。
【００９８】
また、プロジェクタ装置２６０では、制御部２６２によって、青色半導体レーザ素子１０の駆動に関するＢ信号、緑色半導体レーザ素子２０の駆動に関するＧ信号および赤色半導体レーザ素子２４０の駆動に関するＲ信号としての定常的な電圧が半導体レーザ装置２００の各レーザ素子に供給されるように制御される。これによって、半導体レーザ装置２００の青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０は、それぞれ、実質的に同時に発振されるように構成されている。また、制御部２６２によって半導体レーザ装置２００の青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０の各々の光の強度を制御することによって、スクリーン２６３に投写される画素の色相や輝度などが制御されるように構成されている。
【００９９】
これにより、制御部２６２によって所望の画像がスクリーン２６３に投写される。このようにして、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００が略同時に点灯されるプロジェクタ装置２６０が構成されている。
【０１００】
第２実施形態では、上記のように、ｎ型ＧａＮ基板１に対して接合される赤色半導体レーザ素子２４０を備えることによって、歩留まりの低下を抑制することができる青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０を含む青・緑２波長半導体レーザ素子部３０を備えるＲＧＢ３波長の半導体レーザ装置２００を得ることができる。
【０１０１】
また、第２実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１のＹ２方向の上面上に、赤色半導体レーザ素子２４０をｐｎ接合部分が下向きになるようにジャンクションダウンにより接合することによって、赤色半導体レーザ素子２４０の活性層２４３において生じる熱をｎ型ＧａＮ基板１において放出することができるので、より赤色半導体レーザ素子２４０の発光効率の高いＲＧＢ３波長の半導体レーザ装置２００を作製することができる。
【０１０２】
また、第２実施形態では、プロジェクタ装置２５０において、制御部２５２によってパルス電圧を半導体レーザ装置２００に供給するように制御することにより、半導体レーザ装置２００の青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０が、それぞれ、時系列的に分割されて１素子ずつ交互に駆動するように構成されている。このように構成することによって、時系列的に分割されて１素子ずつ交互に駆動されるような、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０のそれぞれの色合いの制御が困難な場合においても、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２および緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２におけるピエゾ電界を小さくすることができる。これにより、活性層１２および２２のキャリアの密度の変化量に対する、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができるので、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０のそれぞれの色合いの制御が困難になるのを抑制することができる。
【０１０３】
また、第２実施形態では、プロジェクタ装置２６０において、制御部２６２によって定常的な電圧を半導体レーザ装置２００に供給するように制御することにより、半導体レーザ装置２００の青色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子２０および赤色半導体レーザ素子２４０が、それぞれ、実質的に同時に発振するように構成されている。このように構成することによって、各素子が実質的に同時に発振するような、半導体レーザ装置２００における消費電力が大きくなる場合においても、青色半導体レーザ素子１０の活性層１２および緑色半導体レーザ素子２０の活性層２２におけるピエゾ電界を小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０の発光効率をそれぞれ向上させることができるので、半導体レーザ装置２００における消費電力が大きくなるのを抑制することができる。
【０１０４】
また、第２実施形態では、プロジェクタ装置２５０に、半導体レーザ装置２００と光学系２５１とを設けるとともに、プロジェクタ装置２６０に、半導体レーザ装置２００と光学系２６１とを設けることによって、同一のｎ型ＧａＮ基板１の表面上に形成された青色半導体レーザ素子１０および緑色半導体レーザ素子２０を備える半導体レーザ装置２００の歩留まりの低下を抑制することができる半導体レーザ装置２００を用いて、光学系２５１および２６１により光を変調させて所望の画像を表示させることができる。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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として、非極性面の一例としての半極性面である（１１−２２）面を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位は、その他の非極性面（無極性面および半極性面）を用いてもよい。たとえば、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として、ａ面（（１１−２０）面）およびｍ面（（１−１００）面）などの無極性面を用いてもよいし、（１１−２ｘ）面（ｘ＝２、３、４、５、６、８、１０、−２、−３、−４、−５、−６、−８、−１０）および（１−１０ｙ）面（ｙ＝１、２、３、４、５、６、−１、−２、−３、−４、−５、−６）などの半極性面を用いてもよい。
【０１０７】
また、上記第１および第２実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板の上面上に、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＬｉＡｌＯ２およびＬｉＧａＯ２などからなる基板の上面上に、非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる活性層を形成してもよい。
【０１０８】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の「窒化物系半導体」として、ＩｎＧａＮを用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、窒化物系半導体として、ＡｌＩｎＧａＮおよびＩｎＡｌＮなどのＩｎを含む窒化物系半導体を用いてもよく、あるいは、ＡｌＧａＮなどのＩｎを含まない窒化物系半導体を用いてもよい。この際、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層における厚みおよび組成は、適宜変更される。
【０１０９】
また、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の障壁層がＩｎＧａＮからなる例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の障壁層は、井戸層よりバンドギャップの大きいＧａＮ、ＡｌＧａＮやＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系半導体からなるように構成してもよい。
【０１１０】
また、上記第１および第２実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板上にＩｎＧａＮからなる井戸層を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ基板にＩｎＧａＮからなる井戸層を形成してもよい。ここで、Ａｌ組成を大きくすることによって、垂直横モードにおける光強度分布の広がりを抑制することが可能である。これによって、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ基板から光が出射されるのを抑制することができるので、レーザ素子から複数の垂直横モードの光が出射されるのを抑制することができる。また、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ基板上にＩｎＧａＮからなる井戸層を形成してもよい。これによって、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ基板のＩｎ組成を調整することによって、井戸層における歪を低減させることが可能である。この際、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子における活性層の厚みおよびＩｎ組成は、適宜変更される。
【０１１１】
また、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を構成する半導体層を、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板に形成したマスク層を用いて選択的に成長させて形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子をｎ型ＧａＮ基板の全面に形成した後、青色半導体レーザ素子の一部をエッチングすることによりｎ型ＧａＮ基板の一部を露出させて、その露出させた部分に、緑色半導体レーザ素子を形成するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子を先に形成した後に、緑色半導体レーザ素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、緑色半導体レーザ素子を先に形成した後に、青色半導体レーザ素子を形成してもよい。
【０１１３】
また、上記第１および第２実施形態では、平坦な活性層上に、リッジ部を有するｐ型クラッド層を形成し、絶縁膜である電流ブロック層をリッジ部の側面に形成した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れない。本発明では、半導体の電流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の半導体レーザや、平坦なｐ型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。
【０１１４】
また、上記第２実施形態では、赤色半導体レーザ素子を、ｎ型ＧａＮ基板の上面上にｐｎ接合部分が下向きになるようにジャンクションダウンにより接合した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、赤色半導体レーザ素子を、ｎ型ＧａＮ基板の上面上にｐｎ接合部分が上向きになるようにジャンクションアップにより接合してもよい。
【０１１５】
また、上記第１および第２実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板と、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層とが同一の非極性面の主面（（１１−２２）面）を有するように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ｎ型ＧａＮ基板と、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層とが異なる面方位の主面を有するように構成してもよい。
【０１１６】
また、上記第１および第２実施形態では、緑色半導体レーザ素子の活性層がＳＱＷ構造を有する例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、緑色半導体レーザ素子の活性層がＭＱＷ構造を有してもよい。
【０１１７】
また、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層、ｎ型キャリアブロック層、ｐ型キャリアブロック層およびｐ型クラッド層をＡｌＧａＮからなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層、ｎ型キャリアブロック層、ｐ型キャリアブロック層およびｐ型クラッド層とをＡｌＩｎＧａＮからなるように構成してもよい。この際、緑色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層、ｎ型キャリアブロック層、ｐ型キャリアブロック層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成は、それぞれ、青色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層、ｎ型キャリアブロック層、ｐ型キャリアブロック層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成と比べて大きい方が好ましい。
【０１１８】
また、上記第１および第２実施形態では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層をＩｎＧａＮからなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層をＡｌＩｎＧａＮからなるように構成してもよい。この際、緑色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成は、それぞれ、青色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成と比べて大きい方が好ましい。
【０１１９】
また、上記第１および第２実施形態では、緑色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成よりも大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、緑色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型光ガイド層およびｐ型光ガイド層のＩｎ組成よりも小さくなるように構成してもよい。
【０１２０】
また、上記第１および第２実施形態では、緑色半導体レーザ素子のｎ型キャリアブロック層およびｐ型キャリアブロック層のＡｌ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型キャリアブロック層およびｐ型キャリアブロック層のＡｌ組成よりも大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、緑色半導体レーザ素子のｎ型キャリアブロック層およびｐ型キャリアブロック層のＡｌ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型キャリアブロック層およびｐ型キャリアブロック層のＡｌ組成よりも小さくなるように構成してもよい。
【０１２１】
また、上記第１および第２実施形態では、緑色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成よりも大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、緑色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成を青色半導体レーザ素子のｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層のＡｌ組成よりも小さくなるように構成してもよい。
【０１２２】
また、上記第２実施形態では、Ｙ１方向側から順に、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子を配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子の配置は特に限定されない。また、赤色半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子の上部または緑色半導体レーザ素子の上部に接合されてもよい。
【０１２３】
また、上記第１および第２実施形態では、半導体レーザ装置を、１つの青色半導体レーザ素子と１つの緑色半導体レーザ素子と（１つの赤色半導体レーザ素子と）からなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体レーザ装置は、複数の青色半導体レーザ素子と複数の緑色半導体レーザ素子と（複数の赤色半導体レーザ素子と）がアレイ状に配置されるように構成してもよい。
【０１２４】
また、上記第２実施形態では、プロジェクタ装置が液晶パネルを有する光学系を備える場合およびＤＭＤ素子を有する光学系を備える場合を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プロジェクタ装置は変調手段を備えるものであればよく、たとえば、プロジェクタ装置がスキャンミラーを有する光学系を備えるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１  ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１０  青色半導体レーザ素子
１２  活性層（第１活性層）
１２ｂ  井戸層（第１井戸層）
２０  緑色半導体レーザ素子
２２  活性層（第２活性層）
２２ｂ  井戸層（第２井戸層）
２４０  赤色半導体レーザ素子
ｔ１、ｔ２  厚み
【図１】
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【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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