(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置合わせが高精度且つ容易であり、支持体から半導体レーザ素子が剥離しにくい。【解決手段】光学部品１は、半導体レーザ素子１０と支持体２０とを有している。半導体レーザ素子１０には、複数の半導体膜が積層され、その表面にｐ電極１０６及び高さ調整部１１４、１１５が形成されている。支持体２０は、基板２００を有しており、その表面には、基板２００側から順に、金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３が積層されている。支持体２０の金属配線２０２と半導体レーザ素子１０のｐ電極１０６は、融着金属層２０３を介して一体化している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体及び前記支持体に支持された半導体レーザ素子からなる光学部品であって、
前記支持体は、基板と、前記基板の前記半導体レーザ素子と対向する表面に形成された金属配線と、前記金属配線の表面に形成された融着金属層と、を有しており、
前記半導体レーザ素子は、積層された複数の半導体膜と、前記複数の半導体膜の前記融着金属層と対向する表面に形成され、前記融着金属層と接触する電極と、を有しており、
前記支持体及び前記半導体レーザ素子のいずれか一方の対向面には、他方の対向面に接触する絶縁性の接触面を有する凸部が形成されており、
前記支持体の前記金属配線と前記半導体レーザ素子の前記電極は、前記融着金属層を介して一体化していることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子は、前記融着金属層に向かって突出し、前記半導体膜の面方向に関する光の閉じ込めを行うリッジを有しており、
前記凸部は、前記半導体レーザ素子の平面視で前記リッジと重ならない領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記凸部は、前記半導体レーザ素子の前記電極の一部表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項４】
前記凸部及び前記リッジは、前記半導体膜を含んでおり、
前記凸部の前記半導体膜と前記リッジの前記半導体膜は、略同じ高さであることを特徴とする請求項２に記載の光学部品。
【請求項５】
前記支持体または前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子により発せられる光によって近接場光を発生する近接場光発生素子を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項６】
前記支持体または前記半導体レーザ素子は、磁界発生素子を備えていることを特徴とする請求項５に記載の光学部品。
【請求項７】
前記支持体または前記半導体レーザ素子は、磁界検出素子を備えていることを特徴とする請求項６に記載の光学部品。
【請求項８】
前記支持体の前記基板は、ＡｌＴｉＣからなるセラミックス材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項９】
前記支持体が、前記半導体レーザ素子とは異なる光学素子の一部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項１０】
前記支持体を含む前記光学素子が、前記半導体レーザ素子とは異なる波長の光を放出する別の半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項９に記載の光学部品。
【請求項１１】
支持体及び前記支持体に支持された半導体レーザ素子からなる光学部品の製造方法であって、
前記支持体を作製する支持体作製工程と、
前記半導体レーザ素子を作製する半導体レーザ素子作製工程と、
前記支持体と前記半導体レーザ素子とを接合する接合工程と、を備えており、
前記支持体作製工程は、
基板の表面に金属配線を形成する金属配線形成工程と、
前記金属配線の表面に融着金属層を形成する融着金属層形成工程と、を備えており、
前記半導体レーザ素子作製工程は、
複数の半導体膜を積層する積層工程と、
前記半導体膜の表面に電極を形成する電極形成工程と、
前記半導体膜の前記表面に前記電極の表面高さよりも高い絶縁性の端面を有する凸部を形成する凸部形成工程と、を備えており、
前記接合工程において、前記支持体の前記融着金属層と前記半導体レーザ素子の前記電極とを接触させて、前記支持体と前記半導体レーザ素子とを、前記融着金属層の融解温度以上に加熱して互いに押圧し、
前記接合工程前において、前記半導体レーザ素子作製工程において形成された前記半導体レーザ素子における、前記凸部の表面高さと前記電極の表面高さの差は、前記金属配線の厚みよりも大きく、且つ、前記金属配線と前記融着金属層の厚みの合計よりも小さいことを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子を有する光学部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光アシスト磁気記録装置や多波長レーザ素子などのように、化合物半導体などを用いた光学素子を基板などの支持体上に支持して、光学部品を構成する技術が注目を集めている。このような光学部品では、光学素子と他の素子との光結合において、高い精度での位置合わせが必要になる。例えば、多波長レーザ素子の場合、複数のレーザ素子のそれぞれの光源が近くなるように位置合わせされ、１つのレンズでそれぞれの波長の光を結合することがある。この場合、複数のレーザ素子の位置合わせの精度が悪いと、複数の波長の光が理想的にレンズに結合しないおそれがある。
【０００３】
ところで、平面内の位置合わせについては、アライメントマークと画像認識の組み合わせなどの光学的な手法により比較的高精度な位置合わせが可能である。しかしながら、高さ方向（ｚ方向）については、一般的に、光学素子を支持する支持体の基板は薄いため、リソグラフィティなどの半導体プロセスで作製されるアライメントマークを形成することは困難であり、光学的な位置合わせは困難である。
【０００４】
光学部品を構成する一例として、図１７に示すように、非特許文献１に記載された多波長半導体レーザ５００では、赤色半導体レーザ５０１と青色半導体レーザ５０２を、面内方向（ｘｙ方向）に関しては光学式アライメントにより位置合わせし、厚み方向（ｚ方向）に関しては押圧力を調整して機械的に位置合わせし、金属接着層５０３によって接着している。金属接着層５０３はＳｎにより構成され、常温では固体であり、融解温度以上で液体になる。この金属接着層５０３を融解温度以上に保持した状態で、赤色半導体レーザ５０１と青色半導体レーザ５０２の間に金属接着層５０３を介在させて、外部から押圧すると、赤色半導体レーザ５０１と青色半導体レーザ５０２は金属接着層５０３と共晶接合を形成して接合される。
【０００５】
また、図１８に示すように、特許文献１に記載された光端末装置６００では、半導体レーザダイオード６０１と、基板６０２とを有する。半導体レーザダイオード６０１には、ｎ電極６０７、ｐ電極６０６、接着層６０８及びＶ溝６０３が設けられている。基板６０２には、突条６０４が設けられている。基板６０２の表面には、絶縁膜６０５が設けられている。そして、Ｖ溝６０３と突条６０４が嵌合されることにより、半導体レーザダイオード６０１と基盤６０２は、ｘ、ｙ、ｚ方向の全ての方向に関して位置合わせされ、チップボンディングにより接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７７６３４号公報（図１９）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jpn.J.Appl.Phys.43(2004)pp.L136-L138
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載された多波長半導体レーザ５００では、ｚ方向に関する位置合わせに必要な圧力は、赤色半導体レーザ５０１や青色半導体レーザ５０２の表面形状や膜構成により変化する。そのため、ｚ方向に関して高精度で、再現性のよい位置合わせは困難である。
【０００９】
また、特許文献１に記載された光端末装置６００では、半導体レーザダイオード６０１と基板６０２に三角形状の凹凸であるＶ溝６０３と突状６０４を形成する必要がある。ところで、一般的な半導体プロセスにおいて利用されるドライエッチングでは、この三角形状の凹凸の形成は困難であり、特定のアルカリ溶液と半導体の組み合わせにおける面方位によるエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングなどを用いる必要がある。例えば、Ｓｉ基板はＫＯＨなどのアルカリ溶液を用いると、（１１１）面を露出させることが可能になるため、（００１）面基板を用いると、約５４度の頂角を有する三角形状を形成することが可能である。しかしながら、異方性エッチングが可能な材料は結晶材料が主であり、セラミックなどの多結晶材料やガラスなどのアモルファス材料において、精密な三角形状の凹凸を形成することは困難であった。また、半導体が結晶材料であったとしても、面方位によりデバイスの特性は変化するため、デバイスに最適な面方位と、異方性エッチングにより三角形状の凹凸を形成することが可能な面方位とが一致しない場合には、上述した方法を行うことは困難であった。
【００１０】
さらに、Ｖ溝６０３と突状６０４が形成できたとしても、正確に嵌合できないと、光端末装置６００に外力が加わったときに、突状６０４に応力が集中する部分が存在し、突状６０４の当該部分が破損して、基板６０２から半導体レーザダイオード６０１が剥離してしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置合わせが高精度且つ容易であり、支持体から半導体レーザ素子が剥離しにくい光学部品及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】
【００１２】
本発明の光学部品は、支持体及び前記支持体に支持された半導体レーザ素子からなる光学部品であって、前記支持体は、基板と、前記基板の前記半導体レーザ素子と対向する表面に形成された金属配線と、前記金属配線の表面に形成された融着金属層と、を有している。前記半導体レーザ素子は、積層された複数の半導体膜と、前記複数の半導体膜の前記融着金属層と対向する表面に形成され、前記融着金属層と接触する電極と、を有しており、前記支持体及び前記半導体レーザ素子のいずれか一方の対向面には、他方の対向面に接触する絶縁性の接触面を有する凸部が形成されており、前記支持体の前記金属配線と前記半導体レーザ素子の前記電極は、前記融着金属層を介して一体化している。
【００１３】
本発明の光学部品によると、凸部の接触面が他方の対向面に接触することで、半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。また、凸部の接触面は他方の対向面に面接触しており、光学部品に外力が加わっても、凸部に応力集中する部分は存在せず、加わった外力は分散する。そのため、凸部が破損するおそれはなく、支持体から半導体レーザ素子が剥離しにくい。
【００１４】
また、前記半導体レーザ素子は、前記融着金属層に向かって突出し、前記半導体膜の面方向に関する光の閉じ込めを行うリッジを有しており、前記凸部は、前記半導体レーザ素子の平面視で前記リッジと重ならない領域に形成されていることが好ましい。これによると、リッジと凸部が半導体レーザ素子の異なる位置にそれぞれ形成されているため、リッジによる光閉じ込めに凸部が影響しないとともに、それぞれ独立して形成可能であるため、設計の自由度が高まる。
【００１５】
さらに、前記凸部は、前記半導体レーザ素子の前記電極の一部表面に形成されていてもよい。これによると、凸部を電極の表面以外に形成する場合に比べて、光学部品の体積を小さくすることができる。
【００１６】
また、前記凸部及び前記リッジは、前記半導体膜を含んでおり、前記凸部の前記半導体膜と前記リッジの前記半導体膜は、略同じ高さであることが好ましい。リッジは、一般的に、複数の半導体膜を積層して、余分な領域をドライエッチングにより除去して形成する。このとき、凸部の半導体膜とリッジの半導体膜が略同じ高さであることで、凸部も同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。また、半導体膜は、厚みのある材料をエッチングなどで削るのではなく、成膜することにより形成するため、所望の厚みを得やすい。つまり、凸部は半導体膜を含むことで、所望の厚みに形成することができる。このように所望の厚みに形成された凸部が、支持体の対向面に接触することで、半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置を調整しているため、位置精度が非常に高い。
【００１７】
さらに、前記支持体または前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子により発せられる光によって近接場光を発生する近接場光発生素子を備えていることが好ましい。これによると、近接場光発生素子を有する記録ヘッドを実現することができる。
【００１８】
加えて、前記支持体または前記半導体レーザ素子は、磁界発生素子を備えていることが好ましい。これによると、近接場光アシスト磁気記録素子を有する記録ヘッドを実現することができる。
【００１９】
また、前記支持体または前記半導体レーザ素子は、磁界検出素子を備えていることが好ましい。これによると、近接場光アシスト磁気記録再生素子を有する記録ヘッドを実現することができる。
【００２０】
さらに、前記支持体の前記基板は、ＡｌＴｉＣからなるセラミックス材料により形成されていることが好ましい。セラミックス材料であるＡｌＴｉＣは、耐衝撃性及び耐摩耗性に強く、一般的に、ＨＤＤドライブなどに設けられた記録ヘッドの支持体の基板に採用されている。本発明の支持体の基板をＡｌＴｉＣにより形成することで、半導体レーザ素子と支持体が対向する方向に関して高精度且つ容易に位置合わせされた記録ヘッドを実現することができる。
【００２１】
また、前記支持体が、前記半導体レーザ素子とは異なる光学素子の一部であってもよい。これによると、２つの光学素子を高精度且つ容易に位置合わせして集積化した光学部品を実現することができる。
【００２２】
このとき、前記支持体を含む前記光学素子が、前記半導体レーザ素子とは異なる波長の光を放出する別の半導体レーザ素子であることが好ましい。これによると、２つの半導体レーザ素子が、発光点位置が近い状態で、高精度に位置合わせされるため、ばらつきの少ない多波長発光レーザ素子を実現することができる。
【００２３】
本発明の光学部品の製造方法は、支持体及び前記支持体に支持された半導体レーザ素子からなる光学部品の製造方法であって、前記支持体を形成する支持体作製工程と、前記半導体レーザ素子を形成する半導体レーザ素子作製工程と、前記支持体と前記半導体レーザ素子とを接合する接合工程と、を備えている。前記支持体作製工程は、基板の表面に金属配線を形成する金属配線形成工程と、前記金属配線の表面に融着金属層を形成する融着金属層形成工程と、を備えている。前記半導体レーザ素子作製工程は、複数の半導体膜を積層する積層工程と、前記半導体膜の表面に電極を形成する電極形成工程と、前記半導体膜の前記表面に前記電極の表面高さよりも高い絶縁性の端面を有する凸部を形成する凸部形成工程と、を備えている。前記接合工程において、前記支持体の前記融着金属層と前記半導体レーザ素子の前記電極とを接触させて、前記支持体と前記半導体レーザ素子とを、前記融着金属層の融解温度以上に加熱して互いに押圧し、前記接合工程前において、前記半導体レーザ素子作製工程において形成された前記半導体レーザ素子における、前記凸部の表面高さと前記電極の表面高さの差は、前記金属配線の厚みよりも大きく、且つ、前記金属配線と前記融着金属層の厚みの合計よりも小さい。
【００２４】
本発明における光学部品の製造方法によると、接合工程において、融着金属層が融解し、支持体と半導体レーザ素子は、凸部の端面が対向する支持体または半導体レーザ素子の表面に接触する位置で対向する方向に関して位置合わせされる。このように、高さを調整して凸部を形成するだけで、半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。また、凸部の接触面は半導体レーザ素子または支持体の対向面に面接触しており、光学部品に外力が加わっても、凸部に応力集中する部分は存在せず、加わった外力は分散する。そのため、凸部が破損するおそれはなく、支持体から半導体レーザ素子が剥離しにくい。
【発明の効果】
【００２５】
凸部の接触面が他方の対向面に接触することで、半導体レーザ素子と支持体の対向する方向に関する位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。また、凸部の接触面は他方の対向面に面接触しており、光学部品に外力が加わっても、凸部に応力集中する部分は存在せず、加わった外力は分散するため、凸部が破損するおそれはなく、支持体から半導体レーザ素子が剥離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学部品の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ素子の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る支持体の斜視図である。
【図４】接合工程における半導体レーザ素子及びセラミックス基板の縦断面図である。
【図５】光学部品の製造工程に関するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光学部品の縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ素子の斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光学部品の縦断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る光学部品の縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る第２の半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１２】接合工程における半導体レーザ素子及び第２の半導体レーザ素子の縦断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る光学部品の縦断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る支持体の斜視図である。
【図１５】半導体レーザ素子に形成された近接場光発生部近傍の拡大斜視図である。
【図１６】変形例における半導体レーザ素子に形成された近接場光発生部近傍の拡大斜視図である。
【図１７】非特許文献１に記載された多波長半導体レーザの断面図である。
【図１８】特許文献１に記載された光端末装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
＜全体構成＞
図１に示すように、光学部品１は、厚み方向（ｚ方向）に関して対向して接合された、半導体レーザ素子１０と支持体２０とを有している。
【００２８】
＜半導体レーザ素子＞
まず、半導体レーザ素子１０について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１及び図２に示すように、半導体レーザ素子１０は、下層から、ｎ電極１０７、半導体基板１００、ｎクラッド層１０１、ｎ光ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ光ガイド層１０４、ｐクラッド層１０５、絶縁膜１０８の順に積層されており、後述するリッジ１１１の一部となるｐクラッド層１０５の表面にｐ電極１０６及び接着層１０９が積層されており、後述する高さ調整部１１４、１１５の一部となるｐクラッド層１０５の表面に絶縁膜１０８を介して高さ調整膜１２０が形成されている。
【００２９】
半導体レーザ素子１０は、非埋め込みリッジ型導波路構造になっており、半導体レーザ素子１０の表面からｐクラッド層１０５まで、リッジ１１１が画定されるように溝１１２、１１３がドライエッチングなどにより形成されている。溝１１２、１１３を挟んでリッジ１１１とは反対側には、凸となった高さ調整部１１４、１１５（凸部）が形成されている。
【００３０】
半導体レーザ素子１０の材料は、発光波長や出力、発振閾値などの必要なスペックによって異なるが、例えば、発光波長６５０ｎｍの赤色レーザを発光するレーザ素子の場合、半導体基板１００はＧａＡｓ、ｎクラッド層１０１はｎ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.7,y=0.49）、ｎ光ガイド層１０２はｎ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）、活性層１０３はＩｎxＧａ1-xＰ(x=0.45)井戸層／(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）バリア層の量子井戸構造、ｐ光ガイド層１０４はｐ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）、ｐクラッド層１０５はｐ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.7,y=0.49）が用いられる。
【００３１】
これらの各層は、一般的な半導体レーザ素子用結晶薄膜を作製するのに用いられる有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）などの結晶成長方法により形成される。
【００３２】
ｐ電極１０６はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜、ｎ電極１０７はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜が用いられることが多い。これらは、一般的に、抵抗加熱真空蒸着や電子ビーム蒸着などの方法により形成される。
【００３３】
溝１１２、１１３は、活性層１０３の表面までは到達せず、溝１１２、１１３の底面から活性層１０３の表面までの間には他の半導体層（ｐクラッド層１０５）が残されている。このように、活性層の上に積層されている半導体層に溝が形成された構造を非埋め込み型リッジ構造という。
【００３４】
リッジ１１１に含まれるｐクラッド層１０５の表面高さ（図１のｚ方向高さ）と、高さ調整部１１４、１１５に含まれるｐクラッド層１０５の表面高さは、略同じ高さである。リッジ１１１と高さ調整部１１４、１１５は、互いに平行にｙ方向に沿って延在しており、その長さは略同一である。
【００３５】
リッジ１１１のｐクラッド層１０５の表面には、ｐ電極１０６が形成されている。基板１００のｎクラッド層１０１と反対側の表面には、ｎ電極１０７が形成されている。溝１１２、１１３の底面、リッジ１１１の側面及び高さ調整部１１４、１１５の表面には、絶縁膜１０８が形成されている。ｐ電極１０６の表面には、Ｔｉ／Ａｕ積層膜からなる接着膜１０９が形成されている。接着膜１０９は後述する支持体２０の融着金属層２０３とともに合金を形成するための膜であり、Ａｕ層が最表面にくることが好ましい。Ｔｉは融着金属層２０３の構成元素、例えばＳｎ原子が半導体レーザ素子１０側に拡散するのを防止している。
【００３６】
なお、上述したような拡散防止機能を果たす材料であれば、Ｔｉではなく、他の材料であってもよい。また、このような拡散が半導体レーザ素子１０の特性に影響を与えないのであれば、Ｔｉはなくてもよい。また、ｐ電極１０６の最表面がＡｕなど金属融着層２０３とともに合金を形成可能な材料であれば、ｐ電極１０６に接着膜１０９の役割を持たせることも可能であり、その場合、接着膜１０９は形成されなくてもよい。
【００３７】
リッジ１１１の側壁、高さ調整部１１４、１１５の側壁及びその表面には、ＳｉＮやＺｒＯなどからなる絶縁膜１０８が積層されている。さらに、高さ調整部１１４、１１５の一部分となる絶縁膜１０８の表面には、絶縁体の高さ調整膜１２０が形成されている。なお、高さ調整膜１２０は絶縁膜１０８と同様の材料により形成されてもよく、この場合、絶縁膜１０８が高さ調整膜１２０を兼ねることになる。
【００３８】
ｐ電極１０６はリッジ１１１の上部にのみ存在し、高さ調整部１１４、１１５の上部には存在しない。したがって、電流はリッジ１１１の下部の領域に集中して注入される。そのため、レーザ発振程度の電流が流れると、平面視でリッジ１１１と重なる領域の活性層１０３の吸収はなくなり、平面視で溝１１２、１１３及び高さ調整部１１４、１１５と重なる領域の活性層には吸収が存在することとなる。
【００３９】
さらに、溝１１２、１１３の存在により、リッジ１１１と高さ調整部１１４、１１５は、屈折率が非常に低い空気によって光学的に切り離されているため、光はリッジ１１１の下部のｎ光ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ光ガイド層１０４の領域に閉じ込められる。また、リッジ１１１と高さ調整部１１４、１１５が半導体レーザ素子１０の異なる位置にそれぞれ形成されているため、リッジ１１１による光閉じ込めに高さ調整部１１４、１１５が影響しないとともに、それぞれ独立して形成可能であるため、設計の自由度が高まる。
【００４０】
半導体レーザ素子１０は共振器構造を有しており、共振器構造の両端には光を反射するための端面ミラー（図示せず）を有している。
【００４１】
なお、上述した半導体レーザ素子１０の材料及び膜構成は一例であり、所望の発光波長や所望の出力などにより適宜選択可能である。
【００４２】
リッジ１１１と高さ調整部１１４、１１５のｙ方向及びｚ方向と直交する方向（ｘ方向）に関する距離は、所望のｘ方向に関する光閉じ込め特性により適宜定められる。距離が離れるにつれて、リッジ１１１へのｘ方向に関する光閉じ込めは強くなるが、半導体レーザ素子１０のｘｙ面内方向に反りがあると、反りによるｚ方向に関する位置ずれの誤差は大きくなる。また、距離が近づくにつれて、リッジ１１１へのｘ方向に関する光閉じ込めは弱くなるが、上述したような反りによるｚ方向に関する位置ずれの誤差は小さくなる。
【００４３】
ここで、図２に示すように、リッジ１１１のｐクラッド層１０５の表面から接着層１０９の表面までのｚ方向に関する高さ、つまりｐ電極１０６と接着層１０９の合計厚さをｄｌ１とする。また、高さ調整部１１４、１１５の絶縁膜１０８と高さ調整膜１２０の合計厚さをｄｌ２とする。さらに、高さ調整部１１４と高さ調整部１１５のｘ方向に関する間隔をＬ１とする。間隔Ｌ１はリッジ１１１のｘ方向に関する幅より広くなっている。
【００４４】
＜支持体＞
次に、支持体２０について、図１及び図３を参照しつつ説明する。図１及び図３に示すように、支持体２０は、基板２００を有している。基板２００の表面には、基板２００側から順に、金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３が積層されている。
【００４５】
基板２００の材料は、用途により適宜選択可能であるが、例えば、放熱・冷却用であればＣｕなどの熱伝導率の高い金属材料が用いられ、光集積回路用であれば、ＳｉやＧａＡｓなどの半導体基板が用いられる。また、ガラスなどのアモルファス材料でもよい。
【００４６】
金属接着層２０１は、Ｎｉ薄膜であり、基板２００と金属配線２０２の密着性を高めるために利用される膜である。Ｎｉ以外にも、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａなど密着性の高い材料が利用可能である。金属接着層２０１の膜厚は約１５ｎｍ〜３０ｎｍであることが好ましい。
【００４７】
金属配線２０２は、半導体レーザ素子１０のｐ電極１０６と電気的に接続される膜であり、導電性が高く、酸化されにくく、且つ、金属接着層２０１と密着性がよく、融着金属層２０３と融着される、例えばＡｕなどの金属材料が利用可能である。
【００４８】
融着金属層２０３は、半導体レーザ素子１０のｐ電極１０６と、基板２００の金属配線２０２を電気的・機械的に接続（接合）するために用いられる金属材料であり、室温では固体状態である。この融着金属層２０３は、比較的低いプロセス温度で融解し、ｐ電極１０６及び金属配線２０２の材料と共晶を形成する材料であることが好ましく、ＡｕＳｎ（質量比Ａｕ８０％Ｓｎ２０％）が最も好ましい。ＡｕＳｎ（質量比Ａｕ８０％Ｓｎ２０％）はＡｕとＳｎの合金であり、融解温度は約２８０度と低く、Ａｕとの濡れ性もよいことから、鉛フリーハンダ材料としても広く用いられている。
【００４９】
金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３は広く金属薄膜成膜法として用いられる真空蒸着やスパッタ法により成膜される。金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３はリフトオフによりパターニングされている。
【００５０】
ここで、金属接着層２０１の厚さをｄｓ１、金属配線２０２の厚さをｄｓ２、融着金属層２０３の厚さをｄｓ３とする。すると、光学部品１の製造工程における後述する接合工程前において、半導体レーザ素子１０と支持体２０がそれぞれ分離しているときには、ｄｓ１＋ｄｓ２＜ｄｌ２−ｄｌ１＜ｄｓ１＋ｄｓ２＋ｄｓ３の関係を満たすように、絶縁膜１０８、金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３の厚さが決められる。これは、高さ調整部１１４、１１５における調整膜１２０の表面と、接着膜１０９の表面との間の差が、金属接着層２０１と金属配線２０２の合計厚さよりも大きく、且つ、金属接着層２０１と金属配線２０２と融着金属層２０３の合計厚さよりも小さい、ということである。また、融着金属層２０３のｘ方向に関する幅をＬ２とすると、Ｌ２＜Ｌ１を満たすようにＬ１、Ｌ２は定められる。なお、本実施形態における金属接着層２０１及び金属配線２０２が、本発明における金属配線に相当する。また、金属接着層２０１は、金属配線２０２と基板２００の密着性が高ければ設けなくてもよい。
【００５１】
＜製造工程＞
続いて、光学部品１の製造工程について、図４及び図５を参照しつつ説明する。図５に示すように、光学部品１は、半導体レーザ素子１０と支持体２０を別々の工程で作製して、これらを接合することにより構成される。
【００５２】
＜半導体レーザ作製工程：Ｓ１＞
半導体レーザ作製工程について説明する。まず、ＭＯＶＰＥやＭＢＥなどの結晶成長法により形成した各層を、半導体基板１００、ｎクラッド層１０１、ｎ光ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ光ガイド層１０４、ｐクラッド層１０５の順に積層する（積層工程：Ｓ２）。本実施形態においては、発光波長６５０ｎｍの赤色レーザを発光するレーザ素子として、半導体基板１００はＧａＡｓ、ｎクラッド層１０１はｎ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.7,y=0.49）、ｎ光ガイド層１０２はｎ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）、活性層１０３はＩｎxＧａ1-xＰ(x=0.45)井戸層／(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）バリア層の量子井戸構造、ｐ光ガイド層１０４はｐ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.5,y=0.49）、ｐクラッド層１０５はｐ−(ＡｌxＧａ1-x)1-yＩｎyＰ（x=0.7,y=0.49）を用いる。
【００５３】
そして、ドライエッチングによりｐクラッド層１０５に溝１１２、１１３を形成することで、リッジ１１１と高さ調整部１１４、１１５を形成する。リッジ１１１に含まれるｐクラッド層１０５の表面高さ（図１のｚ方向高さ）と、高さ調整部１１４、１１５に含まれるｐクラッド層１０５の表面高さは、略同じ高さである。これにより、溝１１２、１１３を形成してリッジ１１１を画定する際に、高さ調整部１１４、１１５も同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。また、一般的に、ｐクラッド層１０５は、成膜により形成するため、所望の厚みを得やすい。つまり、高さ調整部１１４、１１５はｐクラッド層１０５を含むことで、所望の厚みに形成することができる。
【００５４】
その後、抵抗加熱真空蒸着や電子ビーム蒸着などにより、リッジ１１１の表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜からなるｐ電極１０６を形成するとともに、半導体基板１００の表面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜からなるｎ電極１０７を形成する（電極形成工程：Ｓ３）。続いて、ｐ電極１０６の表面に、Ｔｉ／Ａｕ積層膜からなる接着膜１０９をＡｕ層が最表面となるように形成する。
【００５５】
そして、接着膜１０９の表面を除いた、溝１１２、１１３の底面、リッジ１１１の側面及び高さ調整部１１４、１１５の表面に、絶縁膜１０８を形成する。高さ調整部１１４、１１５の一部となるｐクラッド層１０５の表面に絶縁膜１０８を介して、ｐ電極１０６の表面高さよりも高い絶縁性の端面を有する高さ調整膜１２０を形成する（凸部形成工程：Ｓ４）。このようにして、半導体レーザ素子１０が完成する。
【００５６】
＜支持体作製工程：Ｓ５＞
支持体作製工程について説明する。まず、用途により適宜選択された材料からなる基板２００の表面に、Ｎｉ薄膜からなる金属接着層２０１を膜厚が約１５ｎｍ〜３０ｎｍとなるように形成する。基板２００の材料としては、Ｃｕ、Ｓｉ、ＧａＡｓまたはガラスなどのアモルファス材料が挙げられる。
【００５７】
そして、金属接着層２０１の表面に、Ａｕからなる金属配線２０２を形成し（金属配線形成工程：Ｓ６）、その表面にＡｕＳｎ（質量比Ａｕ８０％Ｓｎ２０％）からなる融着金属層２０３を形成する（融着金属層形成工程：Ｓ７）。これらの金属接着層２０１、金属配線２０２、融着金属層２０３は真空蒸着やスパッタ法により成膜され、リフトオフによりパターニングされる。このようにして、支持体２０が完成する。
【００５８】
なお、高さ調整部１１４、１１５における調整膜１２０の表面と、接着膜１０９の表面との間の差は、金属接着層２０１と金属配線２０２の合計厚さよりも大きく、且つ、金属接着層２０１と金属配線２０２と融着金属層２０３の合計厚さよりも小さい。
【００５９】
＜接合工程：Ｓ８＞
次に、支持体２０に半導体レーザ素子１０を接合して支持する工程について説明する。図４に示すように、半導体レーザ素子１０の接着膜１０９と基板２００の融着金属層２０３の表面がそれぞれ対向して接するように保持される。このとき、両者の対向する方向（ｚ方向）と直交するｘｙ面内方向の位置合わせは、一般的な光学的アライメント手法により行われる。例えば、半導体レーザ素子１０の図示しないｘｚ面に形成された端面ミラーと基板２００の端面が重なるように、半導体レーザ素子１０の裏面側から顕微鏡により観察しながらアライメントを行うことが可能である。
【００６０】
そして、半導体レーザ素子１０と、支持体２０のｘｙ面内方向に関する位置合わせがされたあと、互いに押し付けあうようにｚ方向に１０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力で押圧される。この状態では、半導体レーザ素子１０の接着膜１０９の表面と基板２００の融着金属層２０３の表面が接触して、半導体レーザ素子１０の高さ調整部１１４、１１５上の絶縁膜１０８の表面と基板２００の表面とは接触していない。
【００６１】
続いて、加圧状態を保ったまま積層体を、図示しない加熱炉に入れ、融着金属層２０３の融解温度（共晶点）以上の温度に加熱する。すると、融着金属層２０３は液体状になり、加圧状態は保たれているので、半導体レーザ素子１０と支持体２０は近づき、図１に示すように、半導体レーザ素子１０の高さ調整部１１４、１１５上の絶縁膜１０８表面と基板２００の表面が接触する。つまり、基板２００の表面と半導体レーザ素子１０の活性層１０３（半導体レーザ素子１０の発光位置）との間隔は、上述したように所望の厚みに形成された高さ調整部１１４、１１５によって精密に制御することが可能である。
【００６２】
接着層１０９と融着金属層２０３は、共晶点以上の温度に加熱されることで、共晶接合を形成する。また、金属配線２０２と融着金属層２０３も共晶接合を形成する。１０分程度、高温状態が保たれたあとは、加圧された状態のまま除冷され、室温に戻る。除冷の過程で、共晶点以下の温度になると、融着金属層２０３は固体に戻る。完全に室温に戻った後、加圧状態が解除される。加圧状態が解除された後、半導体レーザ素子１０と支持体２０は接合されており、金属配線２０２とｎ電極１０７のそれぞれに外部から電気信号が入力され、半導体レーザ素子１０が駆動可能となる。
【００６３】
量産プロセスにおいては、半導体レーザ素子１０は、ウエハの状態で各プロセスが進行される。本実施形態の半導体レーザ素子１０においては、支持体２０に、図示しない端面ミラーと同じ方向のへき開面が存在する場合、もしくは、支持体２０が、端面ミラーのへき開け形成工程を妨げない程度に薄い場合、ウエハの状態で端面ミラー形成以外の工程を進めておき、上述の接合プロセス終了後に、へき開による端面ミラーの形成を行ってもよい。また、一般的な半導体レーザの作製工程においては、リッジ１１１が平行に並んだバーの状態（ｘ方向にレーザ共振器が平行に並んでいる状態）で工程が進められ、最後に、ダイシングにより切断され１つ１つのチップに分断される。
【００６４】
ダイシングによる分断の際、リッジ１１１、高さ調整部１１４、１１５が同一チップに含まれるように、例えば、図１の断面図に示されるように、高さ調整部１１４及び１１５の外側（リッジ１１１と反対側）に切断面がくるようにカットされることが好ましい。
【００６５】
本実施形態の光学部品１によれば、ドライエッチングによるリッジ１１１形成時に高さ調整部１１４、１１５の大部分を形成可能である。また、成膜により形成された厚み精度の高い面（半導体積層膜表面）を高さ調整の基準にすることが可能であり、半導体レーザ素子１０の発光点高さが、簡便な工程で高精度に位置合わせされ、量産性・信頼性に優れた光学部品を実現することができる。また、高さ調整膜１２０の接触面は支持体２０の基板２００の表面に面接触しており、光学部品１に外力が加わっても、高さ調整膜１２０に応力集中する部分は存在せず、加わった外力は分散する。そのため、高さ調整膜１２０が破損するおそれはなく、支持体２０から半導体レーザ素子１０が剥離しにくい。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図６及び図７を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については説明を省略し、同一番号を付加する。図６及び図７に示すように、第２実施形態における光学部品２は、第１実施形態における光学部品１と高さ調整部の構造が異なる。
【００６７】
＜全体構成＞
図６に示すように、光学部品２は、ｚ方向に関して対向して接合された、半導体レーザ素子１１と支持体２０とを有している。なお、支持体２０は、第１実施形態における支持体２０と同一構成であるため、説明を省略する。
【００６８】
＜半導体レーザ素子＞
半導体レーザ素子１１について、図６及び図７を参照しつつ説明する。図６及び図７に示すように、半導体レーザ素子１１は、下層から、ｎ電極１０７、半導体基板１００、ｎクラッド層１０１、ｎ光ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ光ガイド層１０４、ｐクラッド層１１５、絶縁膜１１８の順に積層されており、後述するリッジ１１１の一部となるｐクラッド層１１５の表面にｐ電極１０６及び接着層１０９が積層されている。
【００６９】
半導体レーザ素子１１は、非埋め込みリッジ型導波路構造になっており、半導体レーザ素子１１の表面からｐクラッド層１０５まで、ドライエッチングなどによりリッジ１１１が形成されている。リッジ１１１の側面およびリッジ１１１以外の部分におけるｐクラッド層１１５表面は絶縁膜１１８により覆われている。
【００７０】
ｘ方向に関してリッジ１１１を挟んだ絶縁膜１０８の表面上には、絶縁体の高さ調整膜１２１からなる高さ調整部１２３、１２４が形成されている。高さ調整膜１２１の材料は、第１実施形態の高さ調整膜１２０と同様の材料が好ましく、例えば、一般的な絶縁膜の形成方法であるスパッタリングや真空蒸着、ＣＶＤなどにより成膜され、ドライエッチングなどによりパターニングされる。
【００７１】
高さ調整膜１２１の表面高さ（ｚ方向の高さ）と、リッジ１１１の表面高さ（ｚ方向の高さ）の差Δｄは、第１実施形態のｄｌ１−ｄｌ２に相当する。つまり、ｄｓ１＋ｄｓ２＜Δｄ＜ｄｓ１＋ｄｓ２＋ｄｓ３の関係を満たす。
【００７２】
支持体２０と半導体レーザ素子１１を接合する接合工程は、第１実施形態で記載した工程と同一であり、図７に示すように、支持体２０と半導体レーザ素子１１は、高さ調整部１２３、１２４により高精度に位置合わせされた状態で接合される。量産におけるチップ化の手順については、第１実施形態で述べた工程と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７３】
本実施形態の光学部品２によると、リッジ１１１と高さ調整部１２３、１２４が半導体レーザ素子１１の異なる位置にそれぞれ形成されているため、リッジ１１１による光閉じ込めに高さ調整部１２３、１２４が影響しないとともに、それぞれ独立して形成可能であるため、設計の自由度が高まる。
【００７４】
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について、図８及び図９を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態と同様の機能を有する構成要素については説明を省略し、同一番号を付加する。第３実施形態における光学部品３は、第２実施形態における光学部品２と高さ調整部の構造が異なる。
【００７５】
＜全体構成＞
図８に示すように、光学部品３は、ｚ方向に関して対向して接合された、半導体レーザ素子１２と支持体２０とを有している。なお、支持体２０は、第１実施形態及び第２実施形態に示された支持体２０と同一構成であるため、説明を省略する。
【００７６】
＜半導体レーザ素子＞
半導体レーザ素子１２について、図８及び図９を参照しつつ説明する。図８及び図９に示すように、半導体レーザ素子１２は、下層から、ｎ電極１０７、半導体基板１００、ｎクラッド層１０１、ｎ光ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ光ガイド層１０４、ｐクラッド層１１５、絶縁膜１１８の順に積層されており、後述するリッジ１１１の一部となるｐクラッド層１１５の表面にｐ電極１０６及び接着層１０９が積層されている。
【００７７】
リッジ１１１の側面およびリッジ１１１以外の部分におけるｐクラッド層１１５表面は絶縁膜１１８により覆われている。接着層１０９を介してｐ電極１０６の表面であり、且つ、リッジ１１１のｘ方向両端には、リッジ１１１の延在方向（ｙ方向）と平行に絶縁体の高さ調整膜１２７からなる高さ調整部１２５、１２６が形成されている。高さ調整膜１２７の材料は、第２実施形態の高さ調整膜１２１と同様の材料が好ましく、例えば、一般的な絶縁膜の形成方法であるスパッタリングや真空蒸着、ＣＶＤなどにより成膜され、ドライエッチングなどによりパターニングされる。
【００７８】
高さ調整膜１２７の厚さｄｌ３は、第１実施形態のｄｌ１−ｄｌ２及び第２実施形態Δｄに相当する。つまり、ｄｓ１＋ｄｓ２＜ｄｌ３＜ｄｓ１＋ｄｓ２＋ｄｓ３の関係を満たす。また、高さ調整膜１２７のｙ方向間隔は、融着金属層２０３のｙ方向に関する幅よりも大きくなっている。
【００７９】
支持体２０と半導体レーザ素子１２を接合する接合工程は、第１実施形態または第２実施形態で記載した工程と同一であり、図８に示すように、支持体２０と半導体レーザ素子１２は、高さ調整部１２５、１２６により高精度に位置合わせされた状態で接合される。量産におけるチップ化の手順については、第１実施形態で述べた方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８０】
本実施形態の光学部品３によると、高さ調整部１２５、１２６をｐ電極１０６の表面以外に形成した第１実施形態の光学部品１及び第２実施形態の光学部品２に比べて、光学部品の体積を小さくすることができる。
【００８１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については説明を省略し、同一番号を付加する。第４実施形態における光学部品４は、第１実施形態における支持体２０の代わりに光学素子である半導体レーザ素子が用いられる。
【００８２】
＜全体構成＞
図１０に示すように、光学部品４は、ｚ方向に関して対向して接合された、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０とを有している。なお、半導体レーザ素子１０は、第１実施形態に示された半導体レーザ素子１０と同一構成であるため、説明を省略する。半導体レーザ素子１０は、図示しない半導体ウエハ上に複数形成されている。半導体レーザ素子１０のリッジ１１１の方向は、図示しない半導体ウエハの材料のへき開性を有する結晶面と垂直方向に設けられている。
【００８３】
＜第２の半導体レーザ素子＞
第２の半導体レーザ素子４０について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。第２の半導体レーザ素子４０は、図示しない半導体ウエハ上に複数形成されている。図１０及び図１１に示すように、第２の半導体レーザ素子４０は、下層から、ｎ電極４０７、半導体基板４００、ｎクラッド層４０１、ｎ光ガイド層４０２、活性層４０３、ｐ光ガイド層４０４、ｐクラッド層４０５、絶縁層４０８の順に積層されており、後述するリッジ４１１の一部となるｐクラッド層４０５の表面にｐ電極４０６が積層されている。
【００８４】
第２の半導体レーザ素子４０は、非埋め込みリッジ型導波路構造になっており、第２の半導体レーザ素子４０の表面からｐクラッド層４０５まで、リッジ４１１が画定されるように溝４１２、４１３がドライエッチングなどにより形成されている。このリッジ４１１の方向は、半導体ウエハの材料のへき開性を有する結晶面と垂直方向に設けられている。溝４１２、４１３は、活性層４０３の表面までは到達せず、溝４１２、４１３の底面から活性層４０３の表面までの間に他の半導体層（ｐクラッド層４０５）が残されている。
【００８５】
リッジ４１１のｐクラッド層４０５表面には、ｐ電極４０６が形成されている。基板４００のｎクラッド層４０１と反対側の表面には、ｎ電極４０７が形成されている。溝４１２、４１３の底面とリッジ４１１の側面には絶縁層４０８が形成されている。ｐ電極４０６上の表面には、融着金属層４０９が形成されている。融着金属層４０９は、第１実施形態の融着金属層２０３と同等の機能を有する金属層であり、その材料は融着金属層２０３と同様に、ＡｕＳｎ合金（Ａｕ８０％Ｓｎ２０％）が好ましい。
【００８６】
第２の半導体レーザ素子４０は、波長約４０５ｎｍで発振する。第２の半導体レーザ素子４０の材料としては、半導体基板４００はＧａＮ、ｎクラッド層４０１はｎ−ＡｌxＧａ1-xＮ（x=0.1）、ｎ光ガイド層４０２はｎ−ＧａＮ、活性層４０３はＩｎxＧａ1-xＮ(x=0.12)井戸層／ＩｎxＧａ1-xＮ（x=0.02）バリア層の量子井戸構造、ｐ光ガイド層４０４はｐ−ＧａＮ、ｐクラッド層４０５はｐ−ＡｌxＧａ1-xＮ（x=0.1）を用いる。これらの各層は、ＭＯＶＰＥやＭＢＥなどの結晶成長法により形成する。
【００８７】
ｐ電極４０６はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜、ｎ電極４０７はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜が用いられることが多く、これらは抵抗加熱真空蒸着や、電子ビーム蒸着などの方法により形成される。ｐクラッド層４０５及びリッジ４１１の側壁には、ＳｉＮやＺｒＯなどからなる絶縁膜４０８が積層されている。
【００８８】
なお、上述した第２の半導体レーザ素子４０の材料及び膜構成は一例であり、所望の発光波長や所望の出力などにより適宜選択可能である。
【００８９】
ここで、図１１のようにｐ電極４０６の厚さをｄｓ４、融着金属層４０９の厚さをｄｓ５とすると、ｄｓ４、ｄｓ５は、ｄｓ５＜ｄｌ１−ｄｌ２＜ｄｓ４＋ｄｓ５のような関係を満たすように定められる。
【００９０】
＜製造工程＞
続いて、光学部品４の製造工程について、図１２を参照しつつ説明する。なお、第２の半導体レーザ素子４０は、半導体レーザ素子１０の製造工程における接着層１０９及び高さ調整部１１４、１１５の形成を除いて、同様であり、さらに、ｐ電極４０６の表面に融着金属層４０９を真空蒸着やスパッタ法により成膜して、リフトオフによりパターニングする。
【００９１】
＜接合工程＞
次に、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０を接合する工程について説明する。図１２に示すように、半導体レーザ素子１０の接着膜１０９と第２の半導体レーザ素子４０の融着金属層４０９の表面がそれぞれ対向して接するように保持される。このとき、両者のｘｙ面内方向の位置合わせは、一般的な光学的アライメント手法により行われる。例えば、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０に設けられている図示しないオリフラ（一般的な半導体ウエハに設けられているウエハの面方位を示すために設けられた切り欠き）の位置を合わせることにより、ｘｙ面内の位置合わせは可能である。このとき、半導体レーザ素子１０のリッジ１１１と第２の半導体レーザ素子４０のリッジ４１１のｘ方向に関するｙ方向に沿った中心線が平面視で重なるように位置合わせされる。
【００９２】
そして、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０のｘｙ面内方向に関する位置合わせがされたあと、互いにｚ方向に１０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力で押圧される。この状態では、半導体レーザ素子１０の高さ調整部１１４上の絶縁膜１０８と、第２の半導体レーザ素子４０の絶縁膜４０８とは接触していない。
【００９３】
加圧状態を保ったまま半導体レーザ素子１０及び第２の半導体レーザ素子４０を、図示しない加熱炉に入れ、融着金属層４０９の融解温度（共晶点）以上の温度に加熱する。すると、融着金属層４０９は液体状になり、加圧状態は保たれているので、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０は近づき、図１０に示すように、半導体レーザ素子１０の高さ調整部１１４、１１５上の絶縁膜１０８表面と第２の半導体レーザ素子４０の絶縁膜４０８表面が接触する。つまり、第２の半導体レーザ素子４０の絶縁膜４０８表面と半導体レーザ素子１０の活性層１０３（半導体レーザ素子１０の発光位置）との間隔は、上述したように所望の厚みに形成された高さ調整部１１４、１１５によって精密に制御することが可能である。
【００９４】
接着膜１０９と融着金属層４０９は、共晶点以上の温度に加熱されることで、共晶接合を形成する。１０分程度、高温状態が保たれたあとは、加圧された状態のまま除冷され、室温に戻る。除冷の過程で、共晶点以下の温度になると、融着金属層４０９は固体に戻る。完全に室温に戻った後、加圧状態が解除される。加圧状態が解除された後、半導体レーザ素子１０と第２の半導体レーザ素子４０は接合されている。
【００９５】
このようにして形成された接合体に対して、所望のレーザ共振器長に相当する間隔で各半導体レーザ素子１０、４０の端部にリッジ１１１及びリッジ４１１の方向と垂直方向にダイヤモンドスクライバーなどにより傷をつけ、へき開を行うことにより、共振器の端面ミラーが形成され、光学部品４が完成する。量産におけるチップ化の手順については、第１実施形態で述べた工程と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９６】
本実施形態の光学部品４によれば、２つの半導体レーザ素子が、発光点位置が近い状態で、高い精度で位置合わせされるため、半導体レーザ素子から発光された光を結合するレンズなどの光学系の設計が容易となり、量産性に優れた多波長発光レーザ素子を実現することができる。
【００９７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１３〜図１５を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかと同様の機能を有する構成要素については説明を省略し、同一番号を付加する。図１３に示すように、第５実施形態における光学部品５には、第１実施形態の支持体２０の代わりに、主にセラミック基板２１０により構成される支持体２１が用いられている。
【００９８】
＜全体構成＞
図１３に示すように、光学部品５は、半導体レーザ素子１３と、支持体２１と、近接場光発生部７０と、磁界発生部８０を有している。
【００９９】
＜半導体レーザ＞
まず、半導体レーザ素子１３について説明する。本実施形態における半導体レーザ素子１３は、上述した第１実施形態〜第３実施形態に記載した半導体レーザ素子１０、１１、１２のいずれかの構成となっている。図１５に示すように、半導体レーザ素子１３の一方の端面ミラー１２２の表面には、絶縁膜７０１が形成されている。絶縁膜７０１の表面には近接場光発生部７０が形成されている。絶縁膜７０１は、端面ミラー１２２を構成する半導体レーザ素子１３の半導体積層膜と、近接場光発生部７０とを電気的に絶縁するために設けられており、半導体レーザ素子１３の発振波長に対して少なくとも透明であり、且つ、絶縁体であればよい。
【０１００】
なお、絶縁膜７０１に、低反射率（ＡＲ）ミラーとしての役割を持たせることができるとさらに好ましく、このような低反射率ミラーの機能を付加する場合、絶縁膜７０１は、例えば、ＳｉＯ２／ＺｒＯ多層膜などの多層膜材料が用いられる。膜厚は、半導体レーザ素子１３の発振波長に対する垂直入射反射率が所望の反射率、例えば５％程度になるように一般的な多層膜の干渉計算などの手法を用いて設計され得る。
【０１０１】
支持体２１は、セラミック基板２１０を有している。セラミック基板２１０には、順に、金属接着層、金属配線、融着金属層２１３が積層されており、最表面が融着金属層２１３となっている。金属接着層、金属配線及び融着金属層２１３は第１実施形態に記載された支持体２０の金属接着層２０１、金属配線２０２及び融着金属層２０３と同一材料及び構造になっている。
【０１０２】
金属接着層、金属配線及び融着金属層２１３は、図１４に示すように、ｘ方向に関する幅が異なる２つの領域に分けられる。短い方の幅をＷｓ１、長い方の幅をＷｓ２とすると、Ｗｓ１は後述する半導体レーザ素子１３の図示しない高さ調整部の間隔よりも小さい。Ｗｓ２は外部電源との接続に利用されるパッドの役割を果たすため、大きい方が好ましい。また、ｘ方向に関して短い幅の金属接着層、金属配線及び融着金属層２１３のｙ方向に関する長さｄは、後述する半導体レーザ素子１３の共振器長よりも長い。
【０１０３】
セラミック基板２１０の材料としては、耐衝撃性・耐摩耗性に優れ、熱伝導率の高い材料が好ましく、民生用ハードディスク磁気ヘッドに用いられるＡｌＴｉＣが最も好ましい。なお、基板２１０の材料は、ＡｌＴｉＣに限らず、ジルコニアなどのセラミックスであってもよいし、樹脂であってもよい。
【０１０４】
支持体２１は、略長方形状をなしており、そのサイズは、例えば、０．７０ｍｍ（ｘ方向）×０．２３ｍｍ（ｙ方向）×０．８５ｍｍ（ｚ方向）である。支持体２１のｘｚ平面に平行な底面２２には、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）構造２３が設けられており、高速に回転する磁気ディスク上を浮上する際の浮上高を調整する。ＡＢＳ構造２３は、イオンミリングなどの手法を用いて行われ、その形状は、所望の浮上高やディスクへの追従性に応じて、適宜設計される。ＡＢＳ構造２３は民生用ハードディスク用磁気ヘッドにおいて、一般的に設けられている構造である。
【０１０５】
＜近接場光発生部＞
次に、近接場光発生部について、図１５を参照しつつ説明する。図１５に示すように、近接場光発生部７０は、絶縁膜７０１と、絶縁膜７０１上に形成された金属膜である散乱体７０２とで構成されている。散乱体７０２は、ｘｚ面内方向からみると、両端に円弧７０３および７０４を有する棒状構造となっている。散乱体７０２の長軸方向は、半導体レーザ素子１３から出射されるレーザ光の偏光方向（ｘ方向）と一致しており、ｘ方向である。ｘｚ面内において、散乱体７０２の長軸方向の長さ（円弧７０３頂点から円弧７０４頂点までの長さ）は１００ｎｍ、短軸方向（ｚ方向）の長さは２５ｎｍであり、円弧７０３及び７０４の曲率半径は１２．５ｎｍである。
【０１０６】
絶縁膜７０１には、段差面７０５が設けられており、段差面７０５を境として右方に上面部７０６、左方に下面部７０７が形成されている。段差面７０５は４５度の傾斜を持って設けられている。上面部７０６と下面部７０７の高さの差は３０ｎｍである。
【０１０７】
散乱体７０２の一方の円弧７０３は上面部７０６上に設けられており、他方の円弧７０４は下面部７０７上に設けられている。また、円弧７０３および７０４は活性層１０３の中心と重なるように設けられている。効率のよい表面プラズモン励起および近接場光発生のためには、円弧７０３及び７０４がともに活性層１０３と重なるように設けられていることが望ましい。
【０１０８】
半導体レーザ素子１３の端面ミラー１２２からは、ｘ方向に偏光した光が近接場光発生部７０に向けて出射される。近接場光発生部７０にｘ方向に偏光した光が照射されると、散乱体７０２に表面プラズモン共鳴が生じ、円弧７０３および７０４に強い近接場光が発生する。
【０１０９】
なお、散乱体７０２の材料、形状および配置については、所望の近接場光の波長、近接場光発生領域に対して、表面プラズモンが励起される条件に合わせて設計されるため、上述した構成以外の構成も可能である。例えば、ＤＶＤに用いられている波長６５０ｎｍの赤色の光に対してはＡｕ、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスクに用いられる波長４０５ｎｍの光に対してはＡｇが用いられるのが好ましい。設計方法としては、一般的な光学素子の設計に用いられるＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）法などが利用される。
【０１１０】
＜磁界発生素子＞
磁界発生素子８０は、絶縁膜７０１上に設けられている。導電層７０８からなる磁界発生素子８０は、散乱体７０２を取り囲むようにコの字状に形成されている。導電層７０８は、その両端部が、外部に設けられた図示しない電源に接続されており、導電層７０８に電流を流すことができるようになっている。
【０１１１】
矢印Ｉ１方向の電流が導電層７０８に流されると、アンペールの法則に従い、散乱体７０２近傍に、３つの矢印Ｈ１に示す方向に磁界が発生する。近接場光発生部７０と磁界発生素子８０が一体的に設けられた半導体レーザ素子１３と支持体２１は、第１実施形態〜第３実施形態で記載した方法により接合され、散乱体７０２の円弧７０４の表面（ｘｚ面）と底面２２の最表面（ｘｚ面）高さが略一致するように位置合わせされる。
【０１１２】
本実施形態においては、導電層７０８からなる磁界発生素子８０が、近接場光発生部７０の近傍に配置されており、円弧７０４近傍において、強い磁界を発生させることが可能である。したがって、半導体レーザ素子１３に電流を流し、且つ、導電層７０８に電流を流すことにより、光と磁界を局所的に同時に発生させることが可能になり、光学部品５は近接場光アシスト磁気記録素子として機能する。
【０１１３】
＜磁界再生素子＞
支持体２１における半導体レーザ素子１３近傍には、磁界再生素子９０が形成されている。磁界再生素子９０は、市販のハードディスクドライブに用いられているＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドであり、磁界の向きを検知することにより、磁気情報を読み出すことができる。
【０１１４】
本実施形態の光学部品５によれば、既に市販のＨＤＤドライブなどで実用されている記録ヘッド支持体に、簡便なプロセスを用いて半導体レーザ素子を高精度に位置合わせした状態で接合でき、耐衝撃性・耐摩耗性に優れ、量産性・信頼性の高い近接場光アシスト磁気記録再生ヘッドを実現することができる。
【０１１５】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【０１１６】
本実施形態においては、半導体レーザ素子と支持体のｚ方向に関する高さ調整部を半導体レーザ素子に設けていたが、支持体に設けてもよい。
【０１１７】
また、第４実施形態においては、支持体２０の代わりに光学素子である半導体レーザ素子を用いており、２つの半導体レーザ素子を接合して構成された光学部品であったが、半導体レーザ素子と他の光学素子を接合して構成された光学部品であってもよい。
【０１１８】
さらに、第５実施形態においては、近接場光発生部７０と磁界発生部８０は、半導体レーザ素子１３に形成されていたが、半導体レーザ素子１３を支持する支持体２１に形成されてもよい。
【０１１９】
加えて、第５実施形態において、近接場光発生部７０と磁界発生部８０の代わりに、図１６に示すように、近接場光発生部７１及び磁界発生素子８１を有していてもよい。近接場光発生部７１は、絶縁膜７０１と、絶縁膜７０１上に形成された金属膜である導電層７１０とで構成されている。導電層７０１には、略三角形状の切り欠きである狭窄部７１１が設けられている。この狭窄部７１１は、リソグラフィやリフトオフにより形成される。狭窄部７１１の頂点は、半導体レーザ素子１３の活性層と重なるように配置されている。
【０１２０】
導電層７１０及び狭窄部７１１の材料、形状及び配置については、第５実施形態において上述した近接場光発生部７０と同様、半導体レーザ１３の発光波長に対して効率よく表面プラズモンが励振され得るように設計される。半導体レーザ１３から発せられた光が狭窄部７１１に照射されると、狭窄部７１１付近の導電層７０１には表面プラズモンが励振され、狭窄部７１１の頂点に電界集中が生じる。狭窄部７１１の頂点近傍においては、上述した電界集中により強い近接場光が局所的に発生する。強い近接場光の発生領域は、上述した狭窄部７１１頂点の曲率半径程度の領域である。
【０１２１】
また、近接場光発生部７１は磁界発生素子８１も兼ね備えている。導電層７１０に、図１６のＩ２に示される方向に電流が流れると、導電層７１０を取り囲むように磁界が発生する。周囲に発生する磁界の大きさは、電流密度の大きさに依存し、電流密度が大きいほうが発生磁界は大きくなる。狭窄部７１１の頂点近傍の導電層７１０は、狭窄部７１１の存在により、断面積が、その他の領域に比べ、小さくなっている。したがって、狭窄部７１１頂点付近の電流密度はその他の領域に比べ、大きくなり、特に狭窄部７１１頂点近傍には強い磁界Ｈ２が発生する。
【０１２２】
近接場光発生部７１及び磁界発生素子８１がこのような構成であるため、狭窄部７１１頂点近傍に、近接場光と磁界の両方を局所的に発生させることが可能になり、この光学部品は近接場光アシスト磁気記録素子として機能する。
【０１２３】
以上、説明した実施形態では、本発明を、ＨＤＤドライブなどで実用されている記録ヘッド支持体に接合され支持された半導体レーザ素子を有する光学部品に適用したが、本発明の適用対象は、このような光学部品に限られず、レーザポインタ、コピー機やレーザプリンタなどの様々な用途に使用され、支持体に支持された半導体レーザ素子を有する光学部品に適用できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  光学部品
１０  半導体レーザ素子
２０  支持体
１００  基板
１０１  ｎクラッド層
１０２  ｎ光ガイド層
１０３  活性層
１０４  ｐ光ガイド層
１０５  ｐクラッド層
１０６  ｐ電極
１０７  ｎ電極
１０８  絶縁膜
１１４、１１５  高さ調整部
１２０  高さ調整膜
２０２  金属配線
２０３  融着金属層
【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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【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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