(57)【要約】【課題】複数の半導体レーザ素子が接合された集積型半導体レーザ装置において、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、青紫色半導体レーザ素子１０と、青紫色半導体レーザ素子１０上に接合され、青紫色半導体レーザ素子１０の接合側とは反対側から、Ｐを含む化合物半導体からなるｎ型コンタクト層５１とｎ型クラッド層５２と活性層５３とｐ型クラッド層５４とがこの順に形成された赤色半導体レーザ素子５０とを備える。赤色半導体レーザ素子５０は、ｐ型クラッド層５４の青紫色半導体レーザ素子１０の接合側の表面５４ａと、表面５４ａと同じ側に設けられたｎ型コンタクト層５１の表面５１ａと、表面５１ａ上に形成されたｎ側電極５８と、表面５４ａ上に形成されたｐ側パッド電極５７とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体レーザ素子と、
前記第１半導体レーザ素子の表面上に接合されるとともに、前記第１半導体レーザ素子に接合される側とは反対側から、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導電型半導体と活性層と第２導電型半導体とがこの順に形成され、前記第１半導体レーザ素子と異なる発振波長を有する第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導電型半導体の前記第１半導体レーザ素子に接合される側に設けられた第１主表面と、前記第１導電型半導体に前記第１主表面と同じ側に設けられた第２主表面と、前記第２主表面上に形成された第１導電側電極と、前記第１主表面上に形成された第２導電側電極とを含む、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第２半導体レーザ素子には、前記第２導電型半導体の前記第１主表面側から前記第１導電型半導体の前記第２主表面まで達する段差部が形成されており、
前記第１導電側電極は、前記段差部の底部に位置する前記第２主表面上に形成されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記第１半導体レーザ素子の表面上に形成され、前記第２半導体レーザ素子の前記第１導電側電極に導電性接着層により電気的に接続される第１パッド電極と、
前記第１半導体レーザ素子の表面上に前記第１パッド電極と電気的に分離するように形成され、前記第２半導体レーザ素子の前記第２導電側電極に導電性接着層により電気的に接続される第２パッド電極とをさらに備える、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
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、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導電型半導体と活性層と第２導電型半導体とをこの順に形成するとともに前記第２導電型半導体の前記第１半導体レーザ素子に接合される側に設けられた第１主表面と、前記第１導電型半導体に前記第１主表面と同じ側に設けられた第２主表面とを有し、前記第１半導体レーザ素子と異なる発振波長を有する第２半導体レーザ素子を形成する工程と、
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主表面上に第１導電側電極を形成する工程と、前記第１主表面上に第２導電側電極を形成する工程とを含み、
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は、前記第２半導体レーザ素子の前記第１導電側電極および前記第２導電側電極が設けられた側を前記第１半導体レーザ素子に接合する工程を含む、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電側電極を形成する工程は、前記第２導電型半導体の前記第１主表面側から前記第１導電型半導体に向かってエッチングすることにより前記第１導電型半導体の前記第２主表面を露出させる工程と、前記露出された第２主表面上に前記第１導電側電極を形成する工程とを含む、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、前記第１主表面上に形成された前記第２導電側電極、または、前記第２主表面上に形成された前記第１導電側電極の少なくとも一方を合金化する工程を含む、請求項４または５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て集積化した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、波長が約７８０ｎｍの赤外光を出射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、波長が約６５０ｎｍの赤色光を出射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および再生が可能なＤＶＤの開発が進められている。このようなＤＶＤの記録および再生のために、波長が約４０５ｎｍの青紫色光を出射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ドライブにおいては、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それぞれ出射する光ディスク用ピックアップ装置を複数設ける方法や、１つの光ディスク用ピックアップ装置内に赤外半導体レーザ素子、赤色半導体レーザ素子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および記録および再生が可能なＤＶＤに対する互換性が実現される。しかしながら、これらの方法では部品点数の増加を招くため、光ディスク用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、赤外半導体レーザ素子と赤色半導体レーザ素子とが、共にＧａＡｓ系の基板上に形成されることにより１チップに集積化された半導体レーザ素子として実用化されている。また、１チップ化することにより、各色半導体レーザ素子の発光点位置が精度よく形成される。
【０００６】
これに対し、青紫色半導体レーザ素子はＧａＡｓ基板上に形成されないため、青紫色半導体レーザ素子を赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子とともに１チップに集積化するのは非常に困難であった。また、各色半導体レーザ素子が出射するレーザ光に対するロスや収差を低減するために、それぞれの発光点位置を極力近接させることが要求されていた。
【０００７】
そこで、従来では、青紫色半導体レーザ素子上に、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て集積化した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）。
【０００８】
上記特許文献１には、青紫色半導体レーザ素子上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て集積化した半導体レーザ装置が開示されている。この特許文献１に記載の半導体レーザ装置では、３つの半導体レーザ素子のｐ側半導体層同志が対向した状態で互いに接合されている。したがって、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子の青紫色半導体レーザ素子に接合された側とは反対側のｎ側半導体層上には、ｎ側電極がそれぞれ形成されている。なお、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子は、製造プロセス上、共通のＧａＡｓ基板上にｎ側半導体層などを積層してモノリシック型の赤色・赤外半導体レーザ素子を形成したウェハを青紫色半導体レーザ素子に接合した後、ウェハからＧａＡｓ基板が除去された赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子のそれぞれのｎ側半導体層上に電極を形成する複数の金属層を形成した後、熱処理工程（約５００℃の温度条件下で複数の金属層を合金化する工程）を施してｎ側電極を形成することにより得られる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２８６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示された集積型の半導体レーザ装置では、製造プロセス上、赤色・赤外半導体レーザ素子が形成されたウェハを青紫色半導体レーザ素子に接合した後、ＧａＡｓ基板が除去された赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子のそれぞれのｎ側半導体層の表面上に熱処理工程（電極形成時の金属層の合金化工程）を施してｎ側電極を形成している。このため、熱処理工程における処理温度（約５００℃）が青紫色半導体レーザ素子のｐ側半導体層上に形成されているオーミック電極層に悪影響を及ぼすと考えられる。この場合、熱処理温度によってオーミック電極層が劣化するため、青紫色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という問題点がある。
【００１１】
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、複数の半導体レーザ素子が接合された集積型半導体レーザ装置において、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】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体レーザ装置は、第１半導体レーザ素子と、第１半導体レーザ素子の表面上に接合されるとともに、第１半導体レーザ素子に接合される側とは反対側から、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導電型半導体と活性層と第２導電型半導体とがこの順に形成され、第１半導体レーザ素子と異なる発振波長を有する第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導電型半導体の第１半導体レーザ素子に接合される側に設けられた第１主表面と、第１導電型半導体に第１主表面と同じ側に設けられた第２主表面と、第２主表面上に形成された第１導電側電極と、第１主表面上に形成された第２導電側電極とを含む。
【００１３】
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、第２半導体レーザ素子が、第１半導体レーザ素子に接合される側に設けられた第１主表面と、第１主表面と同じ側に設けられた第２主表面と、第２主表面上に形成された第１導電側電極と、第１主表面上に形成された第２導電側電極とを含むことによって、製造プロセス上、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極と第２導電側電極とを半導体層の同じ側の主表面上に形成して電極の合金化のための熱処理を施した後、第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子側に接合して半導体レーザ装置を形成することになるので、熱処理工程が、第１半導体レーザ素子の電極層などに影響を及ぼさない。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。
【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、第２半導体レーザ素子には、第２導電型半導体の第１主表面側から第１導電型半導体の第２主表面まで達する段差部が形成されており、第１導電側電極は、段差部の底部に位置する第２主表面上に形成されている。このように構成すれば、段差部によって、第２主表面は、第１主表面と異なる位置で、かつ、同じ側の面に形成されているので、第２主表面上の第１導電側電極を、第１主表面上に形成される第２導電側電極と区別して容易に形成することができる。
【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、第１半導体レーザ素子の表面上に形成され、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極に導電性接着層により電気的に接続される第１パッド電極と、第１半導体レーザ素子の表面上に第１パッド電極と電気的に分離するように形成され、第２半導体レーザ素子の第２導電側電極に導電性接着層により電気的に接続される第２パッド電極とをさらに備える。このように構成すれば、第２半導体レーザ素子は、第１半導体レーザ素子上において、第１パッド電極および第２パッド電極を介して金属線のワイヤボンディングなどにより外部と電気的に接続されるので、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極および第２導電側電極に対して容易に電流を供給することができる。
【００１６】
この発明の第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法は、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、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導電型半導体と活性層と第２導電型半導体とをこの順に形成するとともに第２導電型半導体の第１半導体レーザ素子に接合される側に設けられた第１主表面と、第１導電型半導体に第１主表面と同じ側に設けられた第２主表面とを有し、第１半導体レーザ素子と異なる発振波長を有する第２半導体レーザ素子を形成する工程と、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とを備え、第２半導体レーザ素子を形成する工程は、第２主表面上に第１導電側電極を形成する工程と、第１主表面上に第２導電側電極を形成する工程とを含み、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は、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極および第２導電側電極が設けられた側を第１半導体レーザ素子に接合する工程を含む。
【００１７】
この発明の第２の局面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主表面上に第１導電側電極を形成する工程と、第１主表面上に第２導電側電極を形成する工程とを含むとともに、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が、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極および第２導電側電極が設けられた側を第１半導体レーザ素子に接合する工程を含むことによって、製造プロセス上、第２半導体レーザ素子の第１導電側電極と第２導電側電極とを半導体層の同じ側の主表面上に形成して電極の合金化のための熱処理を施した後、第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子側に接合して半導体レーザ装置を形成することになるので、熱処理工程が、第１半導体レーザ素子の電極層などに影響を及ぼさない。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が抑制された半導体レーザ装置を形成することができる。
【００１８】
上記第２の局面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１導電側電極を形成する工程は、第２導電型半導体の第１主表面側から第１導電型半導体に向かってエッチングすることにより第１導電型半導体の第２主表面を露出させる工程と、露出された第２主表面上に第１導電側電極を形成する工程とを含む。このように構成すれば、第２主表面をエッチングによって第１主表面と異なる位置で、かつ、同じ側の面に容易に形成することができるので、第２主表面上の第１導電側電極を、第１主表面上に形成される第２導電側電極と区別して容易に形成することができる。
【００１９】
上記第２の局面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、第１主表面上に形成された第２導電側電極、または、第２主表面上に形成された第１導電側電極の少なくとも一方を合金化する工程を含む。このように構成すれば、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前の電極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、半導体層と合金化後の電極層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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（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正面図である。まず、図１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。
【００２２】
本発明の半導体レーザ装置１００は、図１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１０の表面上に、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子５０と、約７８０ｎｍの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子７０とが接合された３波長半導体レーザ素子部９０を備えている。なお、青紫色半導体レーザ素子１０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５０および赤外半導体レーザ素子７０は、それぞれ、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。
【００２３】
また、図１に示すように、青紫色半導体レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＮ基板１１の上面上に、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｎ型クラッド層１２、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多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１３、および、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなるｐ型クラッド層１４が形成されている。
【００２４】
また、図１に示すように、ｐ型クラッド層１４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１４の凸部上にはｐ型クラッド層１４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１５が形成されている。このｐ型クラッド層１４の凸部とｐ側オーミック電極層１５とによって、光導波路を構成するためのリッジ２０が形成されている。また、リッジ２０は、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００２５】
また、ｐ型クラッド層１４の平坦部の上面とリッジ２０の側面とを覆うようにＳｉＯ２からなる電流ブロック層１６が形成されている。また、リッジ２０および電流ブロック層１６の上面を覆うように、Ａｕ層などからなるｐ側パッド電極１７が形成されている。
【００２６】
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、リッジ２０のＢ１側の電流ブロック層１６の上面上に、リッジ２０側から順にＡｕなどからなるパッド電極３２および３１が約２０μｍの間隔を隔てて電気的に分離されて形成されている。また、リッジ２０のＢ２側の電流ブロック層１６の上面上に、リッジ２０側から順にＡｕなどからなるパッド電極３４および３３が約２０μｍの間隔を隔てて電気的に分離されて形成されている。また、パッド電極３１〜３４は、青紫色半導体レーザ素子１０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５０は、パッド電極３１および３２が設けられた位置において青紫色半導体レーザ素子１０に接合されるとともに、赤外半導体レーザ素子７０は、パッド電極３３および３４が設けられた位置において青紫色半導体レーザ素子１０に接合されている。なお、パッド電極３１および３３は、本発明の「第１パッド電極」の一例であり、パッド電極３２および３４は、本発明の「第２パッド電極」の一例である。
【００２７】
また、ｎ型ＧａＮ基板１１の下面上に、ｎ型ＧａＮ基板１１から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなるｎ側電極１８が形成されている。
【００２８】
また、図１に示すように、赤色半導体レーザ素子５０は、Ｐを含む化合物半導体からなるｎ型コンタクト層５１の下面上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層５２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５３、および、ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層５４が形成されている。なお、ｎ型コンタクト層５１およびｎ型クラッド層５２は、それぞれ、本発明の「第１導電型半導体」の一例であり、ｐ型クラッド層５４は、本発明の「第２導電型半導体」の一例である。
【００２９】
また、図１に示すように、ｐ型クラッド層５４は、素子の略中央部からＢ２方向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５４の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ５５が形成されている。また、リッジ５５は、Ｂ方向に約２μｍの幅を有するとともに共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００３０】
また、ｐ型クラッド層５４のリッジ５５以外の下面上およびｐ型クラッド層５４から活性層５３、ｎ型クラッド層５２およびｎ型コンタクト層５１のＢ１側の側面を覆うように、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層５６が形成されている。また、リッジ５５（ｐ型クラッド層５４）の表面５４ａおよび電流ブロック層５６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５７が形成されている。なお、表面５４ａは、本発明の「第１主表面」の一例であり、ｐ側パッド電極５７は、本発明の「第２導電側電極」の一例である。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、ｎ型コンタクト層５１の下面側のｎ型クラッド層５２が形成されていない表面５１ａ上に、ｎ型コンタクト層５１側からＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極５８が形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子５０は、ｐ側パッド電極５７の下面とパッド電極３２の上面とが導電性接着層１を介して接合されるとともに、ｎ側電極５８の下面とパッド電極３１の上面とが導電性接着層２を介して接合されている。なお、表面５１ａは、本発明の「第２主表面」の一例であり、ｎ側電極５８は、本発明の「第１導電側電極」の一例である。
【００３２】
また、図１に示すように、赤外半導体レーザ素子７０は、Ａｓを含む化合物半導体からなるｎ型コンタクト層７１の下面上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層７２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７３、および、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層７４が形成されている。なお、ｎ型コンタクト層７１およびｎ型クラッド層７２は、それぞれ、本発明の「第１導電型半導体」の一例であり、ｐ型クラッド層７４は、本発明の「第２導電型半導体」の一例である。
【００３３】
また、図１に示すように、ｐ型クラッド層７４は、素子の略中央部からＢ１方向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３μｍの幅を有するとともに共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００３４】
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ｎ型コンタクト層７１のＢ２側の側面上を覆うように、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）の表面７４ａ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。なお、表面７４ａは、本発明の「第１主表面」の一例であり、ｐ側パッド電極７７は、本発明の「第２導電側電極」の一例である。
【００３５】
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、ｎ型コンタクト層７１の下面側のｎ型クラッド層７２が形成されていない表面７１ａ上に、ｎ型コンタクト層７１側からＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極７８が形成されている。これにより、赤外半導体レーザ素子７０は、ｐ側パッド電極７７の下面とパッド電極３４の上面とが導電性接着層１を介して接合されるともに、ｎ側電極７８の下面とパッド電極３３の上面とが導電性接着層２を介して接合されている。なお、表面７１ａは、本発明の「第２主表面」の一例であり、ｎ側電極７８は、本発明の「第１導電側電極」の一例である。
【００３６】
また、図１に示すように、青紫色半導体レーザ素子１０は、ｐ側パッド電極１７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１８が導電性接着層を介して台座９１に電気的に固定される。また、赤色半導体レーザ素子５０は、パッド電極３２にワイヤボンディングされた金属線８２を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極３１にワイヤボンディングされた金属線８３を介して台座９１に電気的に固定される。また、赤外半導体レーザ素子７０は、パッド電極３４にワイヤボンディングされた金属線８４を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極３３にワイヤボンディングされた金属線８５を介して台座９１に電気的に固定される。ここで、パッド電極３２のワイヤボンド部は、ｐ側パッド電極１７側に延びたパッド電極３２の一部分に形成され、パッド電極３４のワイヤボンド部は、ｐ側パッド電極１７側に延びたパッド電極３４の一部分に形成される。また、パッド電極３１のワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子１０の側面側に延びたパッド電極３１の一部分に形成され、パッド電極３３のワイヤボンド部は、青紫色半導体レーザ素子１０の側面側に延びたパッド電極３３の一部分に形成される。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（１７、５７および７７）が、互いに絶縁されたリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極（１８、５８および７８）が共通の負極端子に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。
【００３７】
また、青紫色半導体レーザ素子１０、赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０には、共振器方向（Ａ方向）の両端部に、光出射面と光反射面とがそれぞれ形成されている。また、各半導体レーザ素子の光出射面には、低反射率の誘電体多層膜が形成されているとともに、光反射面には、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、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。
【００３８】
なお、青紫色半導体レーザ素子１０、赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０において、ｎ型クラッド層と活性層との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。また、ｎ型クラッド層の活性層と反対側にコンタクト層などが形成されていてもよい。また、活性層とｐ型クラッド層との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。また、ｐ型クラッド層の活性層と反対側にコンタクト層などが形成されていてもよい。また、活性層は、単層または単一量子井戸構造などであってもよい。
【００３９】
図２〜図４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〜図４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。
【００４０】
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、図２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１の上面上に、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４を順次形成する。そして、リッジ２０を形成した後に、電流ブロック層１６、ｐ側オーミック電極層１５およびｐ側パッド電極１７を形成することにより、ｎ側電極１８を除く青紫色半導体レーザ素子１０が形成されたウェハを作製する。
【００４１】
その後、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層１６の所定の領域上に青紫色半導体レーザ素子１０の共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるように、パッド電極３１、３２、３３および３４を形成する。その後、パッド電極３１および３３上に導電性接着層２を形成するとともに、パッド電極３２および３４上に導電性接着層１を予め形成する。
【００４２】
次に、図３に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板６１の上面上に、赤外半導体レーザ素子７０となるｎ型コンタクト層７１、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、ｎ型コンタクト層７１、ｎ型クラッド層７２、活性層７３、およびｐ型クラッド層７４の一部をエッチングしてｎ型ＧａＡｓ基板６１の一部を露出させて、その露出した部分の一部に、凹部６１ａおよび凹部６１ｂとなる領域を残して、赤色半導体レーザ素子５０となるｎ型コンタクト層５１、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。その後、リッジ５５および７５、および、電流ブロック層５６および７６をそれぞれ形成する。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板６１は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【００４３】
ここで、第１実施形態の製造プロセスでは、図３に示すように、ｐ型クラッド層５４（７４）からｎ型コンタクト層５１（７１）に向かってエッチングを行うことにより、底部がｎ型コンタクト層５１および７１の部分まで達する段差部５０ｃおよび７０ｃをそれぞれ形成する。これにより、段差部５０ｃおよび７０ｃの底部には、ｎ型コンタクト層５１の表面５１ａおよびｎ型コンタクト層７１の表面７１ａがそれぞれ露出する。
【００４４】
その後、真空蒸着法を用いて、リッジ５５の上側の表面５４ａおよびリッジ７５の上側の表面７４ａ、および、電流ブロック層５６および７６の上面を覆うように、ｐ側パッド電極５７および７７をそれぞれ形成する。また、ｎ型コンタクト層５１の表面５１ａ上およびｎ型コンタクト層７１の表面７１ａ上に、ｎ側電極５８および７８をそれぞれ形成する。
【００４５】
その後、積層後の電極に対して、約５００℃の温度条件下で約３分間の熱処理を行う。これにより、ｐ側パッド電極５７および７７、および、ｎ側電極５８および７８は、それぞれの電極層内において金属層同志の合金化がなされる。このようにして、底部がｎ型ＧａＡｓ基板６１に達する凹部６１ａおよび凹部６１ｂによりＢ方向に所定の間隔で隔てられた赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を作製することにより、赤色および赤外からなる２波長半導体レーザ素子９５が形成されたウェハが作製される。
【００４６】
その後、図４に示すように、青紫色半導体レーザ素子１０が形成されたウェハと、２波長半導体レーザ素子９５が形成されたウェハとを、パッド電極３２およびｐ側パッド電極５７、および、パッド電極３４およびｐ側パッド電極７７をそれぞれ対向させながら接合する。これにより、赤色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５７とパッド電極３２とが導電性接着層１により電気的に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７７とパッド電極３４とが導電性接着層１により電気的に接続される。
【００４７】
この際、第１実施形態では、赤色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５８とパッド電極３１とが対向するとともに、赤外半導体レーザ素子７０のｎ側電極７８とパッド電極３３とが対向するので、ｎ側電極５８および７８、および、パッド電極３１および３３が、それぞれ、導電性接着層２により電気的に接続される。
【００４８】
その後、２波長半導体レーザ素子９５が形成されたウェハからｎ型ＧａＡｓ基板６１を除去する。また、ｎ型ＧａＮ基板１１が所定の厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１１の下面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１の下面上にｎ側電極１８を形成する。これにより、ウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部９０が形成される。その後、約８００μｍの共振器長を有するようにウェハをＢ方向に劈開（バー状劈開）するとともに破線８００（図４参照）の位置でＡ方向に素子分割（チップ化）することにより、３波長半導体レーザ素子部９０（図１参照）が複数形成される。
【００４９】
その後、セラミック製のコレット（図示せず）を用いて、３波長半導体レーザ素子部９０を導電性接着層３を介して台座９１に対して押圧することにより、３波長半導体レーザ素子部９０を台座９１に固定する。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１参照）が形成される。
【００５０】
第１実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子５０において青紫色半導体レーザ素子１０に接合される側に表面５４ａおよび表面５１ａを設けるとともに、表面５１ａおよび５４ａ上にｎ側電極５８およびｐ側パッド電極５７がそれぞれ形成されている。また、赤外半導体レーザ素子７０において青紫色半導体レーザ素子１０に接合される側に表面７４ａおよび表面７１ａを設けるとともに、表面７１ａおよび７４ａ上にｎ側電極７８およびｐ側パッド電極７７がそれぞれ形成されている。これにより、製造プロセス上、赤色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５８とｐ側パッド電極５７とを半導体層の同じ側の主表面上に形成して電極の合金化のための熱処理を施した後、赤色半導体レーザ素子５０を青紫色半導体レーザ素子１０に接合することになる。同様に、赤外半導体レーザ素子７０のｎ側電極７８とｐ側パッド電極７７とを半導体層の同じ側の主表面上に形成して電極の合金化のための熱処理を施した後、赤外半導体レーザ素子７０を青紫色半導体レーザ素子１０に接合して半導体レーザ装置１００を形成することになる。すなわち、熱処理工程が、ｐ側オーミック電極層１５に悪影響を及ぼさない。これにより、ｐ側オーミック電極層１５の特性が悪化するのを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、赤色半導体レーザ素子５０には、ｐ型クラッド層５４の表面５４ａ側からｎ型コンタクト層５１の表面５１ａまで達する段差部５０ｃが形成されており、ｎ側電極５８は、段差部５０ｃの底部に位置する表面５１ａ上に形成されている。また、赤外半導体レーザ素子７０には、ｐ型クラッド層７４の表面７４ａ側からｎ型コンタクト層７１の表面７１ａまで達する段差部７０ｃが形成されており、ｎ側電極７８は、段差部７０ｃの底部に位置する表面７１ａ上に形成されている。これにより、段差部５０ｃによって表面５１ａは表面５４ａと異なる位置で、かつ、同じ側の面に形成されるので、表面５１ａ上のｎ側電極５８を、表面５４ａ上に形成されるｐ側パッド電極５７と区別して容易に形成することができる。同様に、段差部７０ｃによって、表面７１ａは、表面７４ａと異なる位置で、かつ、同じ側の面に形成されるので、表面７１ａ上のｎ側電極７８についても、表面７４ａ上に形成されるｐ側パッド電極７７と区別して容易に形成することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１０の表面上に形成され、赤色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５８に電気的に接続されるパッド電極３１と、パッド電極３１とは電気的に分離するように形成され、赤色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５７に電気的に接続されるパッド電極３２とを備えている。また、青紫色半導体レーザ素子１０の表面上に形成され、赤外半導体レーザ素子７０のｎ側電極７８に電気的に接続されるパッド電極３３と、パッド電極３３とは電気的に分離するように形成され、赤外半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７７に電気的に接続されるパッド電極３４とを備えている。これにより、赤色半導体レーザ素子５０は、青紫色半導体レーザ素子１０上において、パッド電極３１およびパッド電極３２を介して金属線８２および８３により外部と電気的に接続されるので、赤色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５８およびｐ側パッド電極５７に容易に電流を供給することができる。また、赤外半導体レーザ素子７０についても、パッド電極３３およびパッド電極３４を介して金属線８４および８５により外部と電気的に接続されるので、赤外半導体レーザ素子７０のｎ側電極７８およびｐ側パッド電極７７に容易に電流を供給することができる。
【００５３】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を形成する工程は、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子９５を青紫色半導体レーザ素子１０に接合する工程に先立って、ｐ側パッド電極５７、ｎ側電極５８、ｐ側パッド電極７７およびｎ側電極７８を熱処理によって合金化する工程を含んでいる。これにより、赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を青紫色半導体レーザ素子１０に接合する前の電極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、半導体層（ｎ側コンタクト層やｐ型クラッド層）と合金化後の電極層（ｎ側電極やｐ側パッド電極）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。
【００５４】
（第２実施形態）
図５〜図８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５〜図８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２５０および赤外半導体レーザ素子２７０が所定の間隔を隔てて一体的に形成されたモノリシック型の２波長半導体レーザ素子２９５を青紫色半導体レーザ素子２１０に接合して３波長半導体レーザ素子部２９０を形成する場合について説明する。なお、図６は、図５の２０００−２０００線に沿った断面を示している。また、図７は、図５の２１００−２１００線に沿った断面を示している。また、図８は、半導体レーザ装置２００から２波長半導体レーザ素子２９５を取り除いた場合の青紫色半導体レーザ素子２１０の表面の様子を示している。
【００５５】
本発明の半導体レーザ装置２００では、図６に示すように、リッジ２２０が一方側（Ｂ２方向側）に寄せられた青紫色半導体レーザ素子２１０の上面上に、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１上に形成された２波長半導体レーザ素子２９５を導電性接着層１および２を介して接合している。なお、青紫色半導体レーザ素子２１０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２９５は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。また、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１は、本発明の「第１導電型半導体」および「成長用基板」の一例である。
【００５６】
また、半導体レーザ装置２００は、図５に示すように、３波長半導体レーザ素子部２９０を載置する台座９１と、台座９１と絶縁され、かつ、底部１０４ａを貫通する３つのリード端子１０１、１０２および１０３と、台座９１および底部１０４ａ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１０４とを備えている。
【００５７】
また、３波長半導体レーザ素子部２９０は、図６に示すように、導電性接着層３を介してＡｌＮなどの導電性を有する材料からなる基台１０５に電気的に接続されるとともに、基台１０５が導電性接着層（図示せず）を介して台座９１（図５参照）の上面上に固定されている。
【００５８】
ここで、第２実施形態では、図６に示すように、青紫色半導体レーザ素子２１０のリッジ２２０のＢ１側の電流ブロック層２１６の上に、リッジ２２０側から順に、Ａｕなどからなるパッド電極２３３、２３２および２３１が約２０μｍの間隔を隔てて形成されている。これにより、２波長半導体レーザ素子２９５は、パッド電極２３１〜２３３が設けられた位置において青紫色半導体レーザ素子２１０に接合されている。なお、パッド電極２３１は、本発明の「第１パッド電極」の一例であり、パッド電極２３２および２３３は、それぞれ、本発明の「第２パッド電極」の一例である。
【００５９】
また、図６に示すように、赤色半導体レーザ素子２５０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１の下面上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層２５２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活性層２５３、および、ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層２５４が積層された構造を有している。なお、ｎ型クラッド層２５２は、本発明の「第１導電型半導体」の一例であり、ｐ型クラッド層２５４は、本発明の「第２導電型半導体」の一例である。
【００６０】
また、ｐ型クラッド層２５４にはリッジ２５５が形成されている。また、ｐ型クラッド層２５４のリッジ２５５以外の下面上およびｐ型クラッド層２５４から活性層２５３およびｎ型クラッド層２５２上を覆うように、電流ブロック層２５６が形成されている。また、リッジ２５５の表面２５４ａおよび電流ブロック層２５６の下面を覆うようにｐ側パッド電極５７が形成されている。なお、表面２５４ａは、本発明の「第１主表面」の一例である。
【００６１】
また、図６に示すように、赤外半導体レーザ素子２７０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１の下面上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層２７２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活性層２７３、および、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層２７４が積層されている。なお、ｎ型クラッド層２７２は、本発明の「第１導電型半導体」の一例であり、ｐ型クラッド層２７４は、本発明の「第２導電型半導体」の一例である。
【００６２】
また、ｐ型クラッド層２７４にはリッジ２７５が形成されている。また、ｐ型クラッド層２７４のリッジ２７５以外の下面上およびｐ型クラッド層２７４から活性層２７３およびｎ型クラッド層２７２のＢ１側の側面上を覆うように、赤色半導体レーザ素子２５０から延びる電流ブロック層２５６が形成されている。また、ｐ型クラッド層２７４のＢ２方向側の下面上を覆うように電流ブロック層２７６が形成されている。また、リッジ２７５の表面２７４ａおよび電流ブロック層２７６の下面を覆うようにｐ側パッド電極７７が形成されている。なお、表面２７４ａは、本発明の「第１主表面」の一例である。
【００６３】
ここで、第２実施形態では、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１の下面側のｎ型クラッド層２５２が形成されていない表面２６１ａ上にｎ側電極２６２が形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子２５０および赤外半導体レーザ素子２７０は、ｐ側パッド電極５７およびパッド電極２３２、および、ｐ側パッド電極７７およびパッド電極２３３が、それぞれ導電性接着層２を介して接合されるとともに、ｎ側電極２６２とパッド電極２３１とが導電性接着層１を介して接合されている。なお、表面２６１ａおよびｎ側電極２６２は、それぞれ、本発明の「第２主表面」および「第１導電側電極」の一例である。
【００６４】
また、図８に示すように、Ａ方向に延びるパッド電極２３２には、平面的に見て、赤色半導体レーザ素子２５０（図７参照）が接合されている位置からＢ１方向に凸状に突出するワイヤボンド領域２３２ａが形成されている。これにより、図５に示すように、赤色半導体レーザ素子２５０は、ワイヤボンド領域２３２ａ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１０２に接続されている。また、Ａ方向に延びるパッド電極２３３は、赤外半導体レーザ素子２７０が接合されている位置からＢ２方向に凸状に突出するワイヤボンド領域２３３ａが形成されている。ここで、ワイヤボンド領域２３３ａは、ｐ側パッド電極１７上に絶縁膜２４０を介して形成され、ｐ側パッド電極１７と絶縁されている。これにより、赤外半導体レーザ素子２７０は、ワイヤボンド領域２３３ａ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１０１に接続されている。また、図５に示すように、２波長半導体レーザ素子２９５は、パッド電極２３１にワイヤボンディングされた金属線２８３を介して基台１０５に接続されている。ここで、パッド電極２３１は、電流ブロック層２１６のＢ１側の端部でかつＡ１側の端部に矩形状に形成されている。
【００６５】
また、青紫色半導体レーザ素子２１０は、ｐ側パッド電極１７のワイヤボンド領域１７ａ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１０３に接続されるとともに、ｎ側電極１８（図６参照）が導電性接着層３（図６参照）を介して基台１０５（図６参照）に電気的に接続されている。
【００６６】
また、青紫色半導体レーザ素子２１０、赤色半導体レーザ素子２５０および赤外半導体レーザ素子２７０には、図５に示すように、共振器方向（Ａ方向）の両端部に、光出射面２１０ａ、２５０ａおよび２７０ａと、光反射面２１０ｂ、２５０ｂおよび２７０ｂとがそれぞれ形成されている。
【００６７】
図９は、図５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６、図８および図９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。
【００６８】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、リッジ２２０が一方に寄せられた青紫色半導体レーザ素子２１０（図６参照）を形成する。その後、図８に示すように、ワイヤボンド領域１７ａが露出するように、ｐ側パッド電極１７上と電流ブロック層２１６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２１６の所定の領域上を覆うようにパッド電極２３１、２３２および２３３をパターニングする。
【００６９】
次に、図９に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１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２５０と赤外半導体レーザ素子２７０とを形成することによりモノリシック型の２波長半導体レーザ素子２９５が形成されたウェハを作製する。
【００７０】
ここで、第２実施形態の製造プロセスでは、ｐ型クラッド層２５４からｎ型クラッド層２５２に向かってエッチングを行うことにより、底部がｎ型ＧａＡｓ基板２６１まで達する段差部２５０ｃを形成する。これにより、段差部２５０ｃの底部には、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１の表面２６１ａが露出する。
【００７１】
その後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板２６１の表面２６１ａ上にｎ側電極２６２を形成する。また、リッジ２５５の上側の表面２５４ａおよびリッジ２７５の上側の表面２７４ａ、および、電流ブロック層２５６および２７６の上面を覆うように、ｐ側パッド電極５７および７７をそれぞれ形成する。
【００７２】
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２９５が形成されたウェハとを、パッド電極２３２およびｐ側パッド電極５７、および、パッド電極２３３およびｐ側パッド電極７７をそれぞれ対向させながら接合する。これにより、赤色半導体レーザ素子２５０のｐ側パッド電極５７とパッド電極２３２とが導電性接着層１により電気的に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子２７０のｐ側パッド電極７７とパッド電極２３３とが導電性接着層１により電気的に接続される。
【００７３】
この際、第２実施形態では、図６に示すように、２波長半導体レーザ素子２９５のｎ側電極２６２とパッド電極２３１とが対向するので、ｎ側電極２６２とパッド電極２３１とが導電性接着層２により電気的に接続される。なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。また、第２実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７４】
（第３実施形態）
図１０〜図１３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１０〜図１３を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、青紫色半導体レーザ素子３１０のリッジ３２０が形成される半導体層の両側（Ｂ方向）に、底部がｎ型ＧａＮ基板３１１の内部まで達する段差部３２１および３２２をそれぞれ形成した後に、段差部３２１の底部に赤色半導体レーザ素子５０を接合するとともに、段差部３２２の底部に赤外半導体レーザ素子７０を接合して３波長半導体レーザ素子部３９０を形成する場合について説明する。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」の一例である。なお、図１１は、図１０の３０００−３０００線に沿った断面を示している。また、図１２は、図１０の３１００−３１００線に沿った断面を示している。また、図１３は、半導体レーザ装置３００から赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を取り除いた場合の青紫色半導体レーザ素子３１０の表面の様子を示している。
【００７５】
本発明の半導体レーザ装置３００では、図１１に示すように、青紫色半導体レーザ素子３１０上に、赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を導電性接着層１および２を介して接合している。
【００７６】
ここで、第３実施形態では、リッジ３２０が形成される半導体層の両側に、底部３２１ａおよび３２２ａがｎ型ＧａＮ基板３１１の内部まで達する段差部３２１および３２２がそれぞれ形成されている。また、段差部３２１および３２２の表面（ｎ型ＧａＮ基板３１１の表面）の所定領域と半導体層の両側面とを覆うようにＳｉＯ２からなる電流ブロック層３１６が形成されている。
【００７７】
また、図１２に示すように、青紫色半導体レーザ素子３１０の側面からＢ方向に約５０μｍの幅で、かつ、光反射面３１０ｂからＡ方向に約３５０μｍの幅を有し、上面に電流ブロック層３１６が形成されていないｎ型ＧａＮ基板３１１の矩形領域上には、ｎ型ＧａＮ基板３１１に接触するようにパッド電極３３１および３３３が形成されるとともに、電流ブロック層３１６の上面の略Ｌ字型の領域上には、パッド電極３３２および３３４が形成されている。なお、パッド電極３３１および３３３は、それぞれ、本発明の「第１パッド電極」の一例であり、パッド電極３３２および３３４は、それぞれ、本発明の「第２パッド電極」の一例である。
【００７８】
具体的には、図１３に示すように、Ａ方向に延びるパッド電極３３２は、平面的に見て、赤色半導体レーザ素子５０が接合されている位置からＢ１方向に凸状に突出するワイヤボンド領域３３２ａが形成されている。また、パッド電極３３４は、赤外半導体レーザ素子７０が接合されている位置からＢ２方向に凸状に突出するワイヤボンド領域３３４ａが形成されている。
【００７９】
これにより、図１０に示すように、青紫色半導体レーザ素子３１０は、ｐ側パッド電極１７のワイヤボンド領域１７ａにワイヤボンディングされた金属線３８１を介してリード端子１０１に接続されるとともに、ｎ側電極１８（図１１参照）が導電性接着層３を介して基台１０５に電気的に接続されている。また、赤色半導体レーザ素子５０は、ワイヤボンド領域３３２ａ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１０２に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子７０は、ワイヤボンド領域３３４ａにワイヤボンディングされた金属線３８３を介してリード端子１０３に接続されている。
【００８０】
なお、第３実施形態による半導体レーザ装置３００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００８１】
図１４は、図１０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３、図１０および図１２〜図１４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。
【００８２】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子３１０を形成する。この際、図１４に示すように、ｐ型クラッド層１４にリッジ３２０を形成した状態で、半導体層の所定の領域をエッチングすることにより、底部３２１ａおよび３２２ａがｎ型ＧａＮ基板３１１の内部まで達する段差部３２１および３２２を形成する。また、段差部３２１および３２２は、Ａ方向（図１３参照）に沿って延びるように形成される。その後、段差部３２１および３２２の表面（ｎ型ＧａＮ基板３１１の表面）の所定領域と半導体層の両側面とを覆うように電流ブロック層３１６を形成する。
【００８３】
その後、図１４に示すように、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層３１６の所定の領域上を覆うように、パッド電極３３１〜３３４をパターニングする。
【００８４】
その後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、青紫色半導体レーザ素子３１０（図１２参照）が形成されたウェハと、２波長半導体レーザ素子９５（図３参照）が形成されたウェハとを、パッド電極３３２およびｐ側パッド電極５７、および、パッド電極３３４およびｐ側パッド電極７７をそれぞれ対向させながら接合する。これにより、赤色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５７とパッド電極３３２とが導電性接着層１により電気的に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７７とパッド電極３３４とが導電性接着層１により電気的に接続される。
【００８５】
この際、第３実施形態では、赤色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５８とパッド電極３３１とが対向するとともに、赤外半導体レーザ素子７０のｎ側電極７８とパッド電極３３３とが対向するので、ｎ側電極５８および７８、および、パッド電極３３１および３３３が、それぞれ、導電性接着層２により電気的に接続される。
【００８６】
なお、第３実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。このようにして、第３実施形態による半導体レーザ装置３００（図１０参照）が形成される。
【００８７】
第３実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子５０の活性層５３、赤外半導体レーザ素子７０の活性層７３および青紫色半導体レーザ素子３１０の活性層１３を、略同一の面内（各半導体層の厚み方向（図１１のＣ１方向）の半導体レーザ装置３００の上面からの距離Ｈが略等しい位置）にＢ方向に約３０μｍの距離を隔てて配置することによって、各半導体レーザ素子（５０、７０および３１０）の発光領域を、略同一の平面に沿って配置することができるので、各半導体レーザ素子（５０、７０および３１０）の出射光を略同一直線状に並べた状態で出射させることができる。これにより、この半導体レーザ装置３００を光ディスク用ピックアップ装置に適用した場合、光学系の設計を容易に行うことができる。
【００８８】
（第４実施形態）
図１５は、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正面図である。図１５を参照して、この第４実施形態では、上記第１〜第３実施形態と異なり、赤色半導体レーザ素子５０を、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４９５の上面上に接合してＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０を形成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４９５は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。
【００８９】
本発明の半導体レーザ素子４００は、図１５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４９５上に、赤色半導体レーザ素子５０を導電性接着層１および２を介して接合している。
【００９０】
ここで、第４実施形態では、図１５に示すように、２波長半導体レーザ素子４９５のＢ１側の電流ブロック層４１６の上面上に、リッジ４０１側から順に、Ａｕなどからなるパッド電極４３２および４３１が約２０μｍの間隔を隔てて形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子５０は、パッド電極４３１および４３２が設けられた位置において２波長半導体レーザ素子４９５に接合されている。なお、パッド電極４３１および４３２は、それぞれ、本発明の「第１パッド電極」および「第２パッド電極」の一例である。
【００９１】
また、図１５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。
【００９２】
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ＳｉＯ２からなる電流ブロック層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方向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、緑色半導体レーザ素子４１０のリッジ４０１および電流ブロック層４１６の上面を覆うようにｐ側パッド電極４１７が形成されている。また、青色半導体レーザ素子４２０のリッジ４２１、電流ブロック層４１６および４２６の上面を覆うようにｐ側パッド電極４２７が形成されている。
【００９３】
また、図１５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ている。また、赤色半導体レーザ素子５０は、パッド電極４３２にワイヤボンディングされた金属線４８３を介してリード端子に接続されるとともに、パッド電極４３１のワイヤボンド領域４３１ａにワイヤボンディングされた金属線４８４を介して基台１０５に電気的に固定される。ここで、パッド電極４３２のワイヤボンド部は、ｐ側パッド電極４１７側に延びたパッド電極４３２の一部に形成され、ワイヤボンド領域４３１ａは、２波長半導体レーザ素子４９５の側面側に延びたパッド電極４３１の一部分に形成される。また、２波長半導体レーザ素子４９５のｎ側電極４１８は、導電性接着層３を介して基台１０５に電気的に接続されている。
【００９４】
なお、第４実施形態による半導体レーザ素子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。
【００９５】
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。
【００９６】
たとえば、上記第１実施形態では、３波長半導体レーザ素子部９０を導電性接着層３を介して台座９１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４実施形態と同様に、３波長半導体レーザ素子部９０を導電性接着層３を介して基台１０５に接合するとともに、基台１０５を導電性接着層を介して台座９１に固定してもよい。
【００９７】
また、上記第１および第３実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１０（３１０）上に赤色半導体レーザ素子５０および赤外半導体レーザ素子７０を接合して３波長半導体レーザ素子部９０（３９０）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部を形成してもよい。
【００９８】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の第２半導体レーザ素子としてＰやＡｓを含む化合物半導体からなる赤色半導体レーザ素子や赤外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ず、第２半導体レーザ素子をＳｂを含む化合物半導体によって形成してもよい。
【００９９】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の第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際、第２半導体レーザ素子のｎ側電極（５８や７８など）がｐ側パッド電極（５７や７７など）を挟んで第１半導体レーザ素子のリッジから遠い側に配置されるように第２半導体レーザ素子を第１半導体レーザ素子に接合した例について示したが、本発明はこれに限らず、第２半導体レーザ素子のｎ側電極（５８や７８など）がｐ側パッド電極（５７や７７など）よりも第１半導体レーザ素子のリッジに近い側に配置されるように第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もよい。
【０１００】
また、上記第２実施形態では、２波長半導体レーザ素子２９５を青紫色半導体レーザ素子２１０の片側の電流ブロック層２１６上に接合した例について示したが、本発明はこれに限らず、２波長半導体レーザ素子のｎ型ＧａＡｓ基板２６１が青紫色半導体レーザ素子のリッジ上を跨ぐようにして２波長半導体レーザ素子を青紫色半導体レーザ素子上に接合するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記第１、第３および第４実施形態では、赤色（赤外）半導体レーザ素子のｐ型クラッド層からｎ型コンタクト層の主表面まで達する段差部を形成してこの段差部の底部上にｎ側電極（５８や７８など）を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、赤色（赤外）半導体レーザ素子のｐ型クラッド層からｎ型クラッド層の主表面まで達する段差部を形成してこの段差部の底部上にｎ側電極を形成してもよい。
【０１０２】
また、上記第２〜第４実施形態では、３波長半導体レーザ素子部が接合される基台１０５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１０５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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
また、上記第１〜第４実施形態では、平坦な活性層上に、リッジを有する上部クラッド層を形成し、誘電体のブロック層をリッジ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。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【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正面図である。
【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】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６】図５に示した第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７】図５に示した第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５に示した第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９】図５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１０】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１１】図１０に示した第３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１２】図１０に示した第３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１３】図１０に示した第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１４】図１０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１５】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正面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、２  導電性接着層
１０、２１０、３１０  青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
３１、３３、２３１、３３１、３３３、４３１  パッド電極（第１パッド電極）
３２、３４、２３２、２３３、３３２、３３４、４３２  パッド電極（第２パッド電極）
５０  赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
５０ｃ、７０ｃ、２５０ｃ、３２１、３２２  段差部
５１、７１  ｎ型コンタクト層（第１導電型半導体）
５１ａ  ７１ａ、２６１ａ  表面（第２主表面）
５２、７２、２５２、２７２  ｎ型クラッド層（第１導電型半導体）
５３、７３、２５３、２７３  活性層
５４、７４、２５４、２７４  ｐ型クラッド層（第２導電型半導体）
５４ａ、７４ａ、２５４ａ、２７４ａ  表面（第１主表面）
５７、７７  ｐ側パッド電極（第２導電側電極）
５８、７８、２６２  ｎ側電極（第１導電側電極）
６１  ｎ型ＧａＡｓ基板（成長用基板）
７０  赤外半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
２６１  ｎ型ＧａＡｓ基板（第１導電型半導体、成長用基板）
２９５  ２波長半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
４９５  ２波長半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
【図１】
2010067868.tif 000003
【図２】
2010067868.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010067868.tif 000006
【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】
2010067868.tif 000012
【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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