(57)【要約】【課題】接合されたレーザ素子が互いに剥離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を構成する半導体レーザ素子４０は、第１半導体レーザ素子１０と、半導体層２３側と電気的に接続される電極層２６を含む第２半導体レーザ素子２０と、第１半導体レーザ素子１０の半導体層３の表面に直接接触して形成される配線用電極１１とを備える。そして、配線用電極１１の第１半導体レーザ素子１０とは反対側の表面に、第２半導体レーザ素子２０の電極層２６側が接合されている。【選択図】図１
2011035130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に積層された第１半導体レーザ素子と、
第１導電型または第２導電型の一方の第３半導体層、第２活性層および前記第１導電型または前記第２導電型の他方の第４半導体層の順に積層され、前記第４半導体層側と電気的に接続される第１電極を含む第２半導体レーザ素子と、
前記第１半導体レーザ素子の前記第２半導体層の表面に直接接触して形成される配線用電極とを備え、
前記配線用電極の前記第１半導体レーザ素子とは反対側の表面に、前記第２半導体レーザ素子の前記第１電極側が接合されている、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記配線用電極は、前記第１半導体レーザ素子の前記第２半導体層に対してショットキー接触した状態で形成されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記第２導電型は、ｐ型であり、
前記第２半導体層は、窒化物系半導体からなり、
前記配線用電極は、少なくともＴｉ、Ａｌ、Ｈｆ、ＴａおよびＭｏのいずれかを含む、請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第１半導体レーザ素子の前記第２半導体層は、前記配線用電極が接触する側の表面に高抵抗領域を含む、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】
前記第１半導体レーザ素子は、前記第２半導体層の電流通路部において前記第２半導体層側と電気的に接続されるとともに、前記配線用電極が形成されていない領域の前記第２半導体層の表面に直接接触して形成される第２電極を含む、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】
前記第１半導体レーザ素子の前記第２半導体レーザ素子と対向する側の表面には、光導波路が形成されるとともに、前記第２半導体レーザ素子は、前記光導波路の両側にそれぞれ１つずつ設けられ、
前記配線用電極は、前記光導波路の両側における各々の前記第２半導体層の表面に直接接触するように２つ形成されており、
各々の前記配線用電極の前記第１半導体レーザ素子とは反対側の表面に、各々の前記第２半導体レーザ素子の第１電極側が接合されることにより、３波長半導体レーザ素子として構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置に関し、特に、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを備えた半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＤ／ＣＤ−Ｒ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／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である場合があった。
【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、赤外レーザ素子と赤色レーザ素子とを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、青紫色レーザ素子はＧａＡｓ基板上などに形成されないため、青紫色レーザ素子を赤外および赤色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。そこで、従来では、青紫色レーザ素子に、赤色レーザ素子と赤外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）。
【０００６】
上記特許文献１には、青紫色半導体レーザ素子の表面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、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子の各々のｐ側パッド電極が、青紫色半導体レーザ素子の半導体層（窒化物系のｐ型半導体層）上に形成されたＳｉＯ２からなる絶縁膜の表面上に接合されることにより、各々のレーザ素子が互いに電気的に絶縁された状態で駆動されるように構成されている。なお、青紫色半導体レーザ素子の絶縁膜は、素子（ｐ型クラッド層）の端部から、素子の中央部に形成されたリッジ（凸部）の側面まで延びるように形成されている。これにより、絶縁膜は、リッジ（凸部）に電流通路部を形成するための電流ブロック層としての機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２８６０２号公報
【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、上記特許文献１に開示された半導体レーザ装置では、一般的には、青紫色半導体レーザ素子における窒化物系半導体層とＳｉＯ２からなる絶縁膜との密着性がそれ程良好ではないにも拘わらず、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子の各々のｐ側パッド電極が、青紫色半導体レーザ素子の半導体層上に形成された絶縁膜（電流ブロック層）の表面上に接合されるため、赤色および赤外半導体レーザ素子が、青紫色半導体レーザ素子の絶縁膜（電流ブロック層）とともに青紫色半導体レーザ素子から剥離しやすいという問題点がある。また、製造プロセスにおいて、青紫色レーザ素子のウェハと赤色／赤外レーザ素子のウェハとを貼り合わせた後、劈開やチップ化のために分割する際に応力が加わったときに、上記理由に起因して、絶縁膜を介して貼り合わされた赤色／赤外レーザ素子のウェハが、青紫色レーザ素子のウェハから剥離しやすいという問題点がある。
【０００９】
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、接合された半導体レーザ素子が互いに剥離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】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による半導体レーザ装置は、第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に積層された第１半導体レーザ素子と、第１導電型または第２導電型の一方の第３半導体層、第２活性層および第１導電型または第２導電型の他方の第４半導体層の順に積層され、第４半導体層側と電気的に接続される第１電極を含む第２半導体レーザ素子と、第１半導体レーザ素子の第２半導体層の表面に直接接触して形成される配線用電極とを備え、配線用電極の第１半導体レーザ素子とは反対側の表面に、第２半導体レーザ素子の第１電極側が接合されている。
【００１１】
この発明の一の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、第１半導体レーザ素子と、第２半導体レーザ素子と、第１半導体レーザ素子の第２半導体層の表面に直接接触して形成される配線用電極とを備え、配線用電極の第１半導体レーザ素子とは反対側の表面に、第２半導体レーザ素子の第１電極側が接合されている。すなわち、第２半導体レーザ素子は、第２半導体層の表面に直接接触して形成された金属からなる配線用電極の部分で第１半導体レーザ素子側と接合されるので、たとえば、配線用電極が、第２半導体層の表面上に積層されるＳｉＯ２などからなる絶縁膜を介して形成される場合と異なり、第２半導体層と、絶縁膜よりも密着性が良好な金属からなる配線用電極とが直接接触する分、密着性を向上させることができる。これにより、配線用電極に第１電極の部分が接合された第２半導体レーザ素子が、第１半導体レーザ素子側から剥離するのを抑制することができる。なお、製造プロセスにおいても、第１半導体レーザ素子のウェハと第２半導体レーザ素子のウェハとを貼り合わせた後の劈開工程やチップ化工程において、ウェハに応力が加えられた際にウェハが互いに剥離するのを抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、配線用電極は、第１半導体レーザ素子の第２半導体層に対してショットキー接触した状態で形成されている。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子の第２半導体層と配線用電極とがショットキー障壁により互いに絶縁されるので、第２半導体レーザ素子が第１半導体レーザ素子側から剥離するのを抑制しつつ、互いに接合された半導体レーザ素子間を絶縁することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、第２導電型は、ｐ型であり、第２半導体層は、窒化物系半導体からなり、配線用電極は、少なくともＴｉ、Ａｌ、Ｈｆ、ＴａおよびＭｏのいずれかを含む。このように構成すれば、ｐ型の窒化物系半導体からなる第２半導体層の表面に対して、配線用電極を確実にショットキー接触した状態で形成することができる。また、窒化物系半導体からなる第２半導体層と配線用電極を構成する上記金属との密着性は、窒化物系半導体からなる第２半導体層とＳｉＯ２などからなる絶縁膜との密着性よりも大きいので、第１半導体レーザ素子に対する第２半導体レーザ素子の剥離を有効に抑制することができる。
【００１４】
上記一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第２半導体層は、配線用電極が接触する側の表面に高抵抗領域を含む。このように構成すれば、第２半導体層の高抵抗領域によって、第１半導体レーザ素子と配線用電極とが互いに絶縁されるので、第２半導体レーザ素子が第１半導体レーザ素子側から剥離するのを抑制しつつ、互いに接合された半導体レーザ素子間の絶縁性を高めることができる。
【００１５】
上記一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半導体レーザ素子は、第２半導体層の電流通路部において第２半導体層側と電気的に接続されるとともに、配線用電極が形成されていない領域の第２半導体層の表面に直接接触して形成される第２電極を含む。このように構成すれば、金属からなる第２電極は、電流通路部において第１半導体レーザ素子と電気的に接続されるとともに、電流通路部以外の部分において第２半導体層の表面に直接接触して形成されるので、電流通路部以外の領域において、第２半導体層と絶縁膜よりも密着性が良好な金属からなる第２電極とが直接接触する分、第２半導体層と第２電極との密着性を向上させることができる。これにより、第２電極が、第１半導体レーザ素子の第２半導体層表面から剥離するのを抑制することができる。
【００１６】
上記一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第２半導体レーザ素子と対向する側の表面には、光導波路が形成されるとともに、第２半導体レーザ素子は、光導波路の両側にそれぞれ１つずつ設けられ、配線用電極は、光導波路の両側における各々の第２半導体層の表面に直接接触するように２つ形成されており、各々の配線用電極の第１半導体レーザ素子とは反対側の表面に、各々の第２半導体レーザ素子の第１電極側が接合されることにより、３波長半導体レーザ素子として構成されている。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子と２つの第２半導体レーザ素子の各々との絶縁が図られた状態で３波長半導体レーザ素子を形成することができるので、個々のレーザ素子を電気的に独立させて駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による半導体レーザ装置の概略的な構成を説明するための断面図である。
【図２】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３】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４】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子に配線用電極が接合された部分の詳細構造を示した拡大断面図である。
【図５】本発明の第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断面図である。
【図６】本発明の第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断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９】本発明の第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断面図である。
【図１０】本発明の第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断面図である。
【図１１】本発明の第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断面図である。
【図１２】本発明の第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平面図である。
【図１３】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１４】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断面図である。
【図１５】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１６】本発明の第４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１７】本発明の第４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１８】本発明の第４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断面図である。
【図１９】本発明の第４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断面図である。
【図２０】本発明の第４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断面図である。
【図２１】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断面図である。
【図２２】本発明の第６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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
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の概略的な構成について、半導体レーザ素子４０を例として説明する。
【００２０】
本発明による半導体レーザ装置は、図１に示すような半導体レーザ素子４０により構成される。また、半導体レーザ素子４０は、第１半導体レーザ素子１０の表面上に第２半導体レーザ素子２０が接合された集積型の半導体レーザ素子である。
【００２１】
第１半導体レーザ素子１０は、第１導電型の半導体層１と、活性層２と、少なくとも一部が第２導電型の半導体層３とを順次積層した構造を有する。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。ここで、ｐｎ接合型の第１半導体レーザ素子１０では、半導体層１と半導体層３とは互いに異なる導電型を有する。半導体層１がｐ型であり半導体層３がｎ型であってもよいし、半導体層１がｎ型であり半導体層３がｐ型であってもよい。なお、半導体層１および半導体層３は、それぞれ、本発明の「第１導電型の第１半導体層」および「第２導電型の第２半導体層」の一例である。
【００２２】
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。また、活性層２は、アンドープでもよいしドーピングされていてもよい。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。なお、半導体層１と活性層２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、活性層２とは反対側の半導体層３上に、コンタクト層を設けてもよい。この場合、コンタクト層は、半導体層３よりもバンドギャップが小さい半導体からなるのが好ましい。また、活性層２と半導体層３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。
【００２３】
また、本発明において、半導体層１は、基板または半導体層により構成されていてもよいし、基板と半導体層との両方により構成されていてもよい。半導体層１が基板と半導体層との両方により構成される場合、基板は、半導体層１の半導体層３が形成される側とは反対側（半導体層１の下面側）に形成される。
【００２４】
また、平坦な半導体層３の表面上に、共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるストライプ状のオーミック電極層４が形成されている。そして、半導体層３の平坦部の上面上と、オーミック電極層４の両側面上とに電流ブロック層５が形成されている。これにより、オーミック電極層４の下部領域の活性層２に、光導波路が構成される。なお、オーミック電極層４は、少なくとも、Ｐｔ、Ｐｄ、ＲｈおよびＮｉのいずれかを含む金属層を有する。また、電流ブロック層５は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｓｉ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮおよびＳｉＮなどからなる。また、電流ブロック層５を、上記材料を用いて積層構造を有するように形成してもよい。
【００２５】
ここで、本発明では、図１に示すように、Ｂ２側の電流ブロック層５ａは、オーミック電極層４からＢ２側の端部までの半導体層３の表面上の略全ての領域に形成される一方、Ｂ１側の電流ブロック層５ｂは、オーミック電極層４からＢ１方向の半導体層３の表面上の一部の領域にのみ形成される。また、Ｂ１側の電流ブロック層５ｂが形成されていない領域には、配線用電極１１が、半導体層３の上面上に直接接触して形成されている。この配線用電極１１は、第２半導体レーザ素子２０が接合される際の引き出し用配線として設けられている。
【００２６】
また、本発明では、金属からなる配線用電極１１が、電流ブロック層５ｂ（ＳｉＯ２などからなる絶縁膜）を介さずに半導体層３の上面上に直接接触して形成されているので、配線用電極１１と半導体層３とは、密着性が良好な状態となっている。そして、第２半導体レーザ素子２０の電極層２６が、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層３０を介して第１半導体レーザ素子１０側に設けられた配線用電極１１に接合されている。ここで、半導体層３を窒化物系半導体により構成した場合、半導体層３と金属からなる配線用電極１１との密着性は、半導体層３と電流ブロック層５ｂとの密着性よりも大きいので、第１半導体レーザ素子１０に対する第２半導体レーザ素子２０の剥離を有効に抑制することが可能である。また、本発明では、導電性接着層を、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ａｇ、ＣｕまたはＳｉなどの半田材料またはその合金材料からなるように構成してもよい。また、半田を用いない他の接合方法を用いてもよい。
【００２７】
ここで、半導体層３の表面がｐ型である場合、配線用電極１１は、半導体層３との接触面側に、少なくとも、Ｔｉ、Ａｌ、Ｈｆ、ＴａおよびＭｏのいずれかを含む金属層を有するのが好ましい。これにより、配線用電極１１は、半導体層３に対してショットキー接触した状態で形成される。すなわち、配線用電極１１と半導体層３とが接触する界面にショットキー障壁が存在するので、半導体層３側から配線用電極１１に向かって電流が流れにくくなり、半導体層３と配線用電極１１との絶縁が図られる。また、半導体層３がｎ型である場合、配線用電極１１は、半導体層３との接触面側に、少なくとも、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＩｒおよびＰｔのいずれかを含む金属層を有するのが好ましい。これにより、配線用電極１１は、半導体層３に対してショットキー接触した状態で形成される。
【００２８】
なお、半導体層３は、配線用電極１１が接触する側の表面に高抵抗領域を含んでいてもよい。この場合、製造プロセスにおいて、Ｈ２ガスやＨ２を含むガス（ＮＨ３ガスなど）からなる雰囲気中で水素拡散を行うことにより、ｐ型またはｎ型のドーパント（ＭｇまたはＳｉ）が不活性化されるので、半導体層中に高抵抗領域を形成することが可能である。また、Ｎ２ガス、Ｏ２ガスまたはＡｒガスなどの不活性ガス中にＨ２を含んだ雰囲気中においても半導体層３に高抵抗領域を形成することが可能である。
【００２９】
また、製造プロセスにおいて、半導体層３の表面にｐ型またはｎ型のドーパントを不活性化する不純物をイオン注入することにより、ｐ型またはｎ型のドーパント（ＭｇまたはＳｉ）が不活性化されるので、半導体層中に高抵抗領域を形成することが可能である。ここで、半導体層３がｐ型である場合、Ｃ、Ｂ、ＳｉおよびＰのいずれかの不純物をイオン注入するのが好ましい。また、半導体層３がｎ型である場合、Ｃ、ＢおよびＰのいずれかの不純物をイオン注入するのが好ましい。なお、半導体層３の表面に高抵抗領域を形成する場合、半導体層３がｐ型であろうとｎ型であろうとショットキー接触になるので、配線用電極１１には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、ＮｉおよびＡｕなどを用いて構成することが可能である。
【００３０】
また、オーミック電極層４および電流ブロック層５（５ａおよび５ｂ）の所定領域上に、Ａ方向に延びる電極層６（パッド電極）が形成されている。また、電極層６の上面上に、第２半導体レーザ素子２０の電極層２６との接触を防止するためのＳｉＯ２からなる絶縁層７が形成されている。また、半導体層１の下面上には、電極層８が形成されている。なお、電極層６は、本発明の「第２電極」の一例であり、電極層２６は、本発明の「第１電極」の一例である。
【００３１】
第２半導体レーザ素子２０は、図１に示すように、第１導電型の半導体層２１と、活性層２２と、第２導電型の半導体層２３とを順次積層した構造を有する。ここで、ｐｎ接合型の第２半導体レーザ素子２０では、半導体層２１と半導体層２３とは互いに異なる導電型を有する。半導体層２１がｐ型であり半導体層２３がｎ型であってもよいし、半導体層２１がｎ型であり半導体層２３がｐ型であってもよい。なお、半導体層２１および半導体層２３は、それぞれ、本発明の「第１導電型または第２導電型の一方の第３半導体層」および「第１導電型または第２導電型の他方の第４半導体層」の一例である。
【００３２】
半導体層２１は、活性層２２よりもバンドギャップの大きいクラッド層などからなる。活性層２２は、単層あるいはＳＱＷ構造またはＭＱＷ構造からなる。また、活性層２２は、アンドープでもよく、ドーピングされていてもよい。半導体層２３は、活性層２２よりもバンドギャップの大きいクラッド層などからなる。なお、半導体層２１と活性層２２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、活性層２２とは反対側の半導体層２３上に、コンタクト層を設けてもよい。この場合、コンタクト層は、半導体層２３よりもバンドギャップが小さい半導体からなるのが好ましい。また、活性層２２と半導体層２３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。
【００３３】
また、半導体層２１は、基板または半導体層により構成されていてもよいし、基板と半導体層との両方により構成されていてもよい。半導体層２１が基板と半導体層との両方により構成される場合、基板は、半導体層２１の半導体層２３が形成される側とは反対側（半導体層２１の上面側）に形成される。
【００３４】
また、平坦な半導体層２３の表面（下面）上に、共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるストライプ状のオーミック電極層２４が形成されている。そして、半導体層２３の平坦部の下面上と、オーミック電極層２４の両側面上とに電流ブロック層２５が形成されている。これにより、オーミック電極層２４の上部領域の活性層２２に、光導波路が構成される。なお、電流ブロック層２５は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｓｉ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮおよびＳｉＮなどからなる。また、電流ブロック層２５を、上記材料を用いて積層構造を有するように形成してもよい。
【００３５】
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には、共振器方向（図１の紙面に垂直な方向）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。
【００３６】
また、オーミック電極層２４および電流ブロック層２５の所定領域上に、Ａ方向に延びる電極層２６（パッド電極）が形成されている。また、半導体層２１の上面上には、電極層２７が形成されている。
【００３７】
本発明による半導体レーザ素子４０では、上記のように、第１半導体レーザ素子１０と、第２半導体レーザ素子２０と、第１半導体レーザ素子１０の半導体層３の表面に直接接触して形成される配線用電極１１とを備え、配線用電極１１の第１半導体レーザ素子１０とは反対側の表面に、第２半導体レーザ素子２０の電極層２６側が接合されている。すなわち、第２半導体レーザ素子２０は、半導体層３の表面に直接接触して形成された金属からなる配線用電極１１の部分で第１半導体レーザ素子１０側と接合されるので、たとえば、配線用電極１１が、半導体層３の表面上に設けられるＳｉＯ２などからなる絶縁膜を介して形成される場合と異なり、半導体層３と絶縁膜よりも密着性が良好な金属からなる配線用電極１１とが直接接触している分、密着性を向上させることができる。これにより、配線用電極１１に電極層２６の部分が接合された第２半導体レーザ素子２０が、第１半導体レーザ素子１０側から剥離するのを抑制することができる。なお、製造プロセスにおいても、第１半導体レーザ素子１０のウェハと第２半導体レーザ素子２０のウェハとを貼り合わせた後の劈開工程やチップ化工程において、ウェハに応力が加えられた際にウェハが互いに剥離するのを抑制することができる。
【００３８】
また、本発明による半導体レーザ素子４０では、配線用電極１１を、第１半導体レーザ素子１０の半導体層３に対してショットキー接触した状態で形成することによって、第１半導体レーザ素子１０の半導体層３と配線用電極１１とがショットキー障壁により互いに絶縁されるので、第２半導体レーザ素子２０が第１半導体レーザ素子１０側から剥離するのを抑制しつつ、互いに接合された半導体レーザ素子間を絶縁することができる。
【００３９】
（第１実施形態）
まず、図２〜図４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２は、図３の１０００−１０００線に沿った断面図である。
【００４０】
本発明の半導体レーザ装置１００では、図２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の表面上に、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子７０が接合された２波長半導体レーザ素子９０が、ＡｕＳｎ半田などからなる導電性接着層３１を介して基台（サブマウント）９１上に固定されている。なお、青紫色半導体レーザ素子５０および赤色半導体レーザ素子７０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」の一例である。
【００４１】
また、図２に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０は、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、Ｓｉドープのｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ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、約４００ｎｍの厚みを有するＭｇドープのｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層５４が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板５１およびｎ型クラッド層５２は、本発明の「第１導電型の第１半導体層」であり、ｐ型クラッド層５４は、本発明の「第２導電型の第２半導体層」および「窒化物系半導体」の一例である。
【００４２】
また、図２に示すように、ｐ型クラッド層５４は、素子の幅方向（Ｂ方向）の略中央部に形成された凸部５４ａと、凸部５４ａの両側（Ｂ方向）に延びる平坦部５４ｂとを有している。また、ｐ型クラッド層５４の凸部５４ａ上には、約１０ｎｍの厚みを有するＭｇドープのｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｐ側コンタクト層５５と、ｐ側コンタクト層５５から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＰｔ層の順に積層されたｐ側オーミック電極５６が形成されている。また、ｐ型クラッド層５４の凸部５４ａとｐ側コンタクト層５５とｐ側オーミック電極５６とによって、活性層５３に光導波路を構成するためのリッジ６０が形成されている。また、リッジ６０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。なお、ｐ側コンタクト層５５は、本発明の「第２導電型の第２半導体層」の一例である。
【００４３】
また、ｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂの一部の上面上とリッジ６０の側面上とに、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層５７が形成されている。
【００４４】
ここで、第１実施形態では、リッジ６０を中心としたＢ２側の電流ブロック層５７ａは、平坦部５４ｂのＢ２側の端部までの全ての領域上に形成される一方、Ｂ１側の電流ブロック層５７ｂは、リッジ６０の側面およびＢ１側の平坦部５４ｂの一部の領域にのみ形成されている。また、Ｂ１側の平坦部５４ｂの電流ブロック層５７ｂが形成されていない領域には、配線用電極６１が、平坦部５４ｂの上面上に直接接触するように形成されている。これにより、金属からなる配線用電極６１が、電流ブロック層５７ｂを介さずにｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂ上に直接接触して形成されているので、配線用電極６１とｐ型クラッド層５４とは、密着性が良好な状態となっている。
【００４５】
また、第１実施形態では、赤色半導体レーザ素子７０の後述するｐ側パッド電極７８が、導電性接着層３２を介して配線用電極６１の上面上に接合されることにより２波長半導体レーザ素子９０が構成されている。
【００４６】
また、配線用電極６１は、図４に示すように、ｐ側コンタクト層５５から近い順に、約１０ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の厚みを有するＴｉ層６１ａ、約１００ｎｍ以上約２００ｎｍ以下の厚みを有するＰｄ層６１ｂおよび約５００ｎｍの厚みを有するＡｕ層６１ｃがこの順に積層されて構成されている。これにより、配線用電極６１は、ｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）に対してショットキー接触した状態で形成されている。すなわち、配線用電極６１（Ｔｉ層６１ａ）とｐ型クラッド層５４とが接触する界面にショットキー障壁が存在するので、ｐ型クラッド層５４側から配線用電極６１に向かって電流が流れにくくなるように構成されている。また、ショットキー接触により、ｐ型クラッド層５４と配線用電極６１との絶縁が図られている。
【００４７】
また、配線用電極６１は、図３に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０の赤色半導体レーザ素子７０（外形を二点鎖線で示す）が接合される領域の平坦部５４ｂ上を共振器方向（Ａ方向）に沿って覆うとともに、Ａ方向の略中央部からＢ１方向に凸状に突出して延びるワイヤボンド領域６１ｄを有するように形成されている。なお、図３では、便宜的に、赤色半導体レーザ素子７０の外形形状を二点鎖線で示すことにより、青紫色半導体レーザ素子５０の表面上に形成される配線用電極６１やｐ側パッド電極５８などの形状を示している。
【００４８】
また、図３に示すように、リッジ６０上および電流ブロック層５７上の所定の領域を覆うようにＡｕなどからなるｐ側パッド電極５８が形成されている。また、ｐ側パッド電極５８は、リッジ６０上を共振器方向（Ａ方向）に沿って延びるとともに、Ａ方向の略中央部からＢ２方向に凸状に突出して延びるワイヤボンド領域５８ａを有している。また、図２に示すように、ｐ側パッド電極５８上に、赤色半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７８などとの接触を防止するためのＳｉＯ２からなる絶縁層６２が形成されている。また、絶縁層６２は、ワイヤボンド領域５８ａを除いたｐ側パッド電極５８の表面上を覆うように形成されている。なお、ｐ側パッド電極５８は、本発明の「第２電極」の一例であり、ｐ側パッド電極７８は、本発明の「第１電極」の一例である。
【００４９】
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、Ａｌ層、Ｐｄ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極５９が形成されている。
【００５０】
また、図２に示すように、赤色半導体レーザ素子７０は、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＡｓ基板７１の下面上に、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と、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ＧａＡｓ基板７１およびｎ型クラッド層７２は、本発明の「第１導電型の第３半導体層」であり、ｐ型クラッド層７４は、本発明の「第２導電型の第４半導体層」の一例である。
【００５１】
また、図２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側に寄せられた位置に形成された凸部７４ａと、凸部７４ａの両側（Ｂ方向）に延びる平坦部７４ｂとを有している。また、ｐ型クラッド層７４の凸部７４ａ上には、ｐ側コンタクト層７５と、ｐ側コンタクト層７５から近い順に、Ｃｒ層およびＡｕ層の順に積層されたｐ側オーミック電極７６とが形成されている。このｐ型クラッド層７４の凸部７４ａとｐ側コンタクト層７５とｐ側オーミック電極７６とによって、活性層７３に光導波路を構成するためのリッジ８０が形成されている。また、リッジ８０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。なお、ｐ側コンタクト層７５は、本発明の「第２導電型の第４半導体層」の一例である。
【００５２】
また、ｐ型クラッド層７４の平坦部７４ｂの下面上とリッジ８０の側面上とに、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層７７が形成されている。また、リッジ８０および電流ブロック層７７の下面上に、約２００ｎｍの厚みを有するＰｔ層と約３μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極７８が形成されている。
【００５３】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板７１の上面上に、ｎ型ＧａＡｓ基板７１から近い順に、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極７９が形成されている。
【００５４】
また、図２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のワイヤボンド領域５８ａにボンディングされた金属線９２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ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層３１を介して基台９１に電気的に固定される。また、赤色半導体レーザ素子７０は、配線用電極６１のワイヤボンド領域６１ｄにボンディングされた金属線９３を介してリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極７９にボンディングされた金属線９４を介して基台９１に電気的に固定される。これにより、２波長半導体レーザ素子９０は、各半導体レーザ素子のｐ側パッド電極５８および７８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５９および７９が基台９１を介して共通の負極側リード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。
【００５５】
次に、図２〜図１２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。
【００５６】
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５に示すように、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およびｐ側コンタクト層５５を積層して半導体層を形成する。その後、真空蒸着法を用いて、ｐ側コンタクト層５５の上面上に、ｐ側オーミック電極５６を形成する。
【００５７】
その後、図５に示すように、ｐ側オーミック電極５６の上面上に、フォトリソグラフィを用いてＡ方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるレジスト６５をパターニングするとともに、そのレジスト６５をマスクとしてｐ側オーミック電極５６、ｐ側コンタクト層５５およびｐ型クラッド層５４の一部をＣ１側に向かってドライエッチングすることにより、半導体層にリッジ６０を形成する。
【００５８】
その後、第１実施形態の製造プロセスでは、図６に示すように、エッチングされたｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂのうちの所定の領域上に、フォトリソグラフィを用いてＡ方向（紙面に垂直な方向）にストライプ状に延びるレジスト６６をパターニングする。そして、この状態で、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ型クラッド層５４の表面上に電流ブロック層５７を形成する。これにより、リッジ６０のＢ１側に電流ブロック層５７ａが形成されるとともに、Ｂ２側に電流ブロック層５７ｂが形成される。
【００５９】
レジスト６５を除去した後、図７に示すように、フォトリソグラフィおよび真空蒸着法を用いて、電流ブロック層５７の所定の領域上およびリッジ６０の上面を連続的に覆うように、ｐ側パッド電極５８をパターニングする。これにより、図３に示すような形状のｐ側パッド電極５８が形成される。
【００６０】
その後、図８に示すように、フォトリソグラフィおよび真空蒸着法を用いて、レジスト６６が除去されたｐ型クラッド層５４の表面上に配線用電極６１をパターニングする。この際、図４に示すように、まず、ｐ型クラッド層５４の表面上に約１０ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の厚みを有するＴｉ層６１ａを形成した後、約１００ｎｍ以上約２００ｎｍ以下の厚みを有するＰｄ層６１ｂと、約５００ｎｍの厚みを有するＡｕ層６１ｃとをこの順に積層して配線用電極６１を形成する。これにより、配線用電極６１は、ｐ型クラッド層５４との接触界面にＴｉ層６１ａを介して形成される。
【００６１】
その後、フォトリソグラフィおよびプラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側パッド電極５８の所定の領域上を覆うように絶縁層６２（図８参照）を形成する。このようにして、ｎ側電極５９を除く青紫色半導体レーザ素子５０が形成されたウェハが作製される。
【００６２】
次に、図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板７１の上面上に、ｎ型クラッド層７２、活性層７３、ｐ型クラッド層７４、ｐ側コンタクト層７５およびｐ側オーミック電極７６を順次形成した後、リッジ８０および電流ブロック層７７を形成する。その後、真空蒸着法を用いて、リッジ８０の両側面および電流ブロック層７７の上面を覆うように、ｐ側パッド電極７８を形成する。これにより、ｎ側電極７９を除く赤色半導体レーザ素子７０が形成されたウェハが作製される。
【００６３】
その後、図１０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、赤色半導体レーザ素子７０が形成されたウェハとを、配線用電極６１およびｐ側パッド電極７８を対向させながら導電性接着層３２を用いて接合する。これにより、赤色半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７８が配線用電極６１側に引き出される。
【００６４】
その後、図１１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板７１が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＡｓ基板７１の上面を研磨した後、真空蒸着法およびフォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板７１の上面上にｎ側電極７９を形成する。続いて、ｎ型ＧａＮ基板５１が約１００μｍ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、真空蒸着法およびフォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上の所定の領域にｎ側電極５９を形成する。
【００６５】
その後、図１２における赤色半導体レーザ素子７０側に示された分離位置において、ＧａＡｓ基板７１の表面（上面）をダイヤモンドポイントを用いてＡ方向にスクライブすることにより、素子分割のための分離溝８１を形成する。なお、図１１は、図１２の１１００−１１００線に沿った断面図である。
【００６６】
その後、図１２に示す劈開位置においてウェハをＢ方向に沿ってバー状に劈開することにより、各半導体レーザ素子の共振器面を形成する。なお、配線用電極６１とｐ型クラッド層５４との密着性が高いので、劈開の際に、赤色半導体レーザ素子７０のウェハが、青紫色半導体レーザ素子５０のウェハから剥離することが抑制される。そして、光出射側の共振器面に低反射率の誘電体多層膜を形成するとともに、光反射側の共振器面に高反射率の誘電体多層膜を形成する。その後、図１２に示す素子分割位置においてバーを共振器方向（Ａ方向）に沿って素子分割する。この際、青紫色半導体レーザ素子５０が形成されたウェハは素子分割位置に沿ってＢ方向に分割されるとともに、赤色半導体レーザ素子７０が形成されたウェハは、配線用電極６１に接合されているレーザ素子の部分（図１１に示した分離溝８１にＢ方向に挟まれた部分）が残される。このようにして、２波長半導体レーザ素子９０（図２参照）のチップが形成される。
【００６７】
その後、セラミック製のコレットを用いて、２波長半導体レーザ素子９０の青紫色半導体レーザ素子５０側を下にして、導電性接着層３１を介して基台９１に対して押圧することにより２波長半導体レーザ素子９０を基台９１に固定する。これにより、ｎ側電極５９が基台９１を介して負極側リード端子に電気的に接続される。
【００６８】
その後、図２に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５８（ワイヤボンド領域５８ａ）とリード端子とを金属線９２により接続する。また、赤色半導体レーザ素子７０の配線用電極６１（ワイヤボンド領域６１ｄ）とリード端子とを金属線９３により接続する。また、赤色半導体レーザ素子７０のｎ側電極７９と基台９１とを金属線９４により接続する。このようにして、第１実施形態による２波長半導体レーザ素子９０を備えた半導体レーザ装置１００が形成される。
【００６９】
第１実施形態では、上記のように、配線用電極６１を、青紫色半導体レーザ素子５０のｐ型クラッド層５４に対してショットキー接触した状態で形成することによって、青紫色半導体レーザ素子５０のｐ型クラッド層５４と配線用電極６１とがショットキー障壁により互いに絶縁されるので、赤色半導体レーザ素子７０が青紫色半導体レーザ素子５０側から剥離するのを抑制しつつ、互いに接合された半導体レーザ素子間を絶縁することができる。
【００７０】
また、第１実施形態では、ｐ型クラッド層５４が窒化物系半導体であるとともに、配線用電極６１がＴｉ層６１ａを含む金属材料からなることによって、窒化物系半導体からなるｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂに対して、配線用電極６１を確実にショットキー接触した状態で形成することができる。また、窒化物系半導体からなるｐ型クラッド層５４と配線用電極６１を構成するＴｉ層６１ａとの密着性は、窒化物系半導体からなるｐ型クラッド層５４とＳｉＯ２などからなる絶縁膜（電流ブロック層）との密着性よりも大きいので、青紫色半導体レーザ素子５０に対する赤色半導体レーザ素子７０の剥離を有効に抑制することができる。
【００７１】
（第２実施形態）
図３および図１３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１５０のｐ側パッド電極１５８が、ｐ型クラッド層５４の表面上に直接接触して形成される場合について説明する。なお、青紫色半導体レーザ素子１５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、ｐ側パッド電極１５８は、本発明の「第２電極」の一例である。
【００７２】
本発明の第２実施形態における半導体レーザ装置２００では、図１３に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０の表面上に赤色半導体レーザ素子７０が接合された２波長半導体レーザ素子１８０が、導電性接着層３１を介して基台９１上に固定されている。
【００７３】
ここで、第２実施形態では、リッジ６０のＢ２側の電流ブロック層５７ｃは、リッジ６０の側面およびＢ２側のｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）の一部の領域にのみ形成されている。また、Ｂ２側の平坦部５４ｂのうちの電流ブロック層５７ｃが形成されていない領域には、ｐ側パッド電極１５８が、平坦部５４ｂの上面上に直接接触するように形成されている。なお、ｐ側パッド電極１５８の平面的な形状は、図３に示した上記第１実施形態のｐ側パッド電極５８と同様である。
【００７４】
また、ｐ側パッド電極１５８は、配線用電極６１と同様に、ｐ型クラッド層５４から近い順に、約１０ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の厚みを有するＴｉ層、約１００ｎｍ以上約２００ｎｍ以下の厚みを有するＰｄ層および約５００ｎｍの厚みを有するＡｕ層がこの順に積層されて構成されている。これにより、ｐ側パッド電極１５８は、ｐ型クラッド層５４に対してショットキー接触した状態で形成されている。すなわち、ｐ側パッド電極１５８とｐ型クラッド層５４とが接触する界面にショットキー障壁が存在するので、ｐ側パッド電極１５８は平坦部５４ｂにおいてｐ型クラッド層５４との絶縁性が高められている。なお、リッジ６０の部分では、ｐ側パッド電極１５８は、ｐ側オーミック電極５６を介してｐ側コンタクト層５５と接続されているので、この部分におけるｐ側パッド電極１５８から半導体層内部に向かって電流を注入することが可能に構成されている。
【００７５】
なお、第２実施形態における半導体レーザ装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、第２実施形態における半導体レーザ装置２００の製造プロセスでは、図１３に示すように、リッジ６０のＢ２側におけるｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）のうちの所定の領域にのみ共振器方向に沿って延びる電流ブロック層５７ｃを形成した後、電流ブロック層５７ｃが形成されていない平坦部５４ｂの表面上に直接接触するように、リッジ６０の上部からＢ２方向に延びるｐ側パッド電極１５８を形成する。なお、その他の製造プロセスについては、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
第２実施形態では、上記のように、青紫色半導体レーザ素子１５０のｐ側パッド電極１５８が、ｐ型クラッド層５４のｐ側オーミック電極５６が形成された電流通路部（リッジ６０）においてｐ型クラッド層５４側と電気的に接続され、かつ、配線用電極６１が形成されていない領域（Ｂ２側）のｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂに直接接触して形成されている。したがって、金属からなるｐ側パッド電極１５８は、電流通路部において青紫色半導体レーザ素子１５０と電気的に接続される一方、電流通路部以外の部分においてｐ型クラッド層５４の平坦部５４ｂに直接接触して形成されるので、電流通路部以外の領域において、ｐ型クラッド層５４と絶縁膜よりも密着性が良好な金属からなるｐ側パッド電極１５８とが直接接触する分、ｐ型クラッド層５４とｐ側パッド電極１５８との密着性を向上させることができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子１５０においても、ｐ側パッド電極１５８がｐ型クラッド層５４の表面から剥離するのを抑制することができる。
【００７７】
また、第２実施形態では、ｐ側パッド電極１５８がＴｉを含む金属材料からなることによって、ｐ型クラッド層５４のＢ２側の平坦部５４ｂに対して、ｐ側パッド電極１５８を確実にショットキー接触した状態で形成することができる。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。
【００７８】
（第３実施形態）
図１４および図１５を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、青紫色半導体レーザ素子１５０に対して、赤色および赤外半導体レーザ素子からなるモノリシック型の２波長半導体レーザ素子３５０を接合して３波長半導体レーザ素子３６０を形成する場合について説明する。なお、図１４は、図１５の３０００−３０００線に沿った断面図である。
【００７９】
本発明の第３実施形態における半導体レーザ装置３００では、図１４に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０の表面上に、赤色半導体レーザ素子３７０および赤外半導体レーザ素子３８０からなるモノリシック型の２波長半導体レーザ素子３５０が接合された３波長半導体レーザ素子３６０が、導電性接着層３１を介して基台９１上に固定されている。なお、赤色半導体レーザ素子３７０、赤外半導体レーザ素子３８０および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。
【００８０】
ここで、第３実施形態では、２波長半導体レーザ素子３５０は、青紫色半導体レーザ素子１５０のリッジ６０の上方をＢ方向に跨いだ状態で青紫色半導体レーザ素子１５０側と接合されている。また、３波長半導体レーザ素子３６０を平面的に見た場合、図１５に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０のｐ側パッド電極１５８は、ワイヤボンド領域１５８ａがｐ型クラッド層５４のＡ１側の領域に寄せられて形成されている。そして、ワイヤボンド領域１５８ａが形成されていないＡ２側の領域には、赤外半導体レーザ素子３８０を接合するための配線用電極６３が、ｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）に直接接触するように形成されている。なお、図１５では、便宜的に、２波長半導体レーザ素子３５０の外形形状を二点鎖線で示すことにより、青紫色半導体レーザ素子１５０の表面上に形成される配線用電極６３やｐ側パッド電極１５８などの形状を示している。
【００８１】
また、配線用電極６３は、配線用電極６１と同様に、ｐ型クラッド層５４から近い順に、約１０ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の厚みを有するＴｉ層、約１００ｎｍ以上約２００ｎｍ以下の厚みを有するＰｄ層および約５００ｎｍの厚みを有するＡｕ層がこの順に積層されて構成されている。これにより、配線用電極６３は、ｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）に対してショットキー接触した状態で形成されている。すなわち、配線用電極６３とｐ型クラッド層５４とが接触する界面にショットキー障壁が存在するので、ｐ型クラッド層５４側から配線用電極６３に向かって電流が流れにくくなるように構成されている。また、ショットキー接触により、ｐ型クラッド層５４と配線用電極６３との絶縁が図られている。
【００８２】
また、配線用電極６３は、図１５に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０の赤外半導体レーザ素子３８０（外形を破線で示す）が接合される領域の平坦部５４ｂ上を共振器方向（Ａ方向）に沿って覆うとともに、Ｂ２方向に凸状に突出して延びるワイヤボンド領域６３ｄを有するように形成されている。
【００８３】
また、図１４に示すように、２波長半導体レーザ素子３５０を構成する赤外半導体レーザ素子３８０は、ｎ型ＧａＡｓ基板７１の下面上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層３８２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３８３と、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層３８４とが形成されている。なお、ｎ型クラッド層３８２は、本発明の「第１導電型の第３半導体層」であり、ｐ型クラッド層３８４は、本発明の「第２導電型の第４半導体層」の一例である。
【００８４】
また、ｐ型クラッド層３８４は、素子の略中央部からＢ２側に寄せられた位置に形成された凸部３８４ａと、凸部３８４ａの両側（Ｂ方向）に延びる平坦部３８４ｂとを有している。また、ｐ型クラッド層３８４の凸部３８４ａ上には、ｐ側コンタクト層３８５と、ｐ側オーミック電極３８６とが形成されている。このｐ型クラッド層３８４の凸部３８４ａとｐ側コンタクト層３８５とｐ側オーミック電極３８６とによって、活性層３８３に光導波路を構成するためのリッジ３９０が形成されている。また、リッジ３９０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。なお、ｐ側コンタクト層３８５は、本発明の「第２導電型の第４半導体層」の一例である。
【００８５】
また、ｐ型クラッド層３８４の平坦部３８４ｂの下面上とリッジ３９０の側面上とに、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層８７が形成されている。また、リッジ３９０および電流ブロック層８７の下面上に、ｐ側パッド電極３８８が形成されている。なお、ｐ側パッド電極３８８は、本発明の「第１電極」の一例である。
【００８６】
また、２波長半導体レーザ素子３５０を構成する赤色半導体レーザ素子３７０は、赤外半導体レーザ素子３８０と凹部３９１を隔ててｎ型ＧａＡｓ基板７１の下面上に形成されている。なお、赤色半導体レーザ素子３７０は、上記第１実施形態の赤色半導体レーザ素子７０と同じ素子構造を有している。
【００８７】
また、図１４に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０は、ｐ側パッド電極１５８のワイヤボンド領域１５８ａにボンディングされた金属線９２を介してリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極５９が基台９１に電気的に固定される。また、赤色半導体レーザ素子３７０は、ワイヤボンド領域６１ｄにボンディングされた金属線９３を介してリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極７９にワイヤボンディングされた金属線９４を介して基台９１に電気的に固定される。また、赤外半導体レーザ素子３８０は、配線用電極６３のワイヤボンド領域６３ｄにボンディングされた金属線３９５を介してリード端子に接続される。これにより、３波長半導体レーザ素子３６０は、各半導体レーザ素子のｐ側パッド電極が、互いに絶縁されたリード端子に接続されるとともに、各半導体レーザ素子のｎ側電極が基台９１を介して共通の負極側リード端子に接続される。
【００８８】
なお、第３実施形態における半導体レーザ装置３００のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００８９】
また、第３実施形態における半導体レーザ装置３００の製造プロセスでは、上記第２実施形態と同様の製造プロセスにより、リッジ６０の両側にそれぞれ配線用電極６１および６３が形成された青紫色半導体レーザ素子１５０のウェハと、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する。この際、図１４に示すように、配線用電極６１と赤色半導体レーザ素子３７０のｐ側パッド電極７８とを対向させるとともに、配線用電極６３と赤外半導体レーザ素子３８０のｐ側パッド電極３８８とを対向させながら、双方のウェハを接合する。これにより、図１５に示すように、赤色半導体レーザ素子３７０のｐ側パッド電極７８が配線用電極６１側に引き出されるとともに、赤外半導体レーザ素子３８０のｐ側パッド電極３８８が配線用電極６３側に引き出される。その後、ウェハの劈開および素子分割を行うことにより３波長半導体レーザ素子３６０のチップを形成する。
【００９０】
なお、２波長半導体レーザ素子３５０のウェハ形成では、まず、ｎ型ＧａＡｓ基板７１の上面上に、赤外半導体レーザ素子３８０となるｎ型クラッド層３８２、活性層３８３、ｐ型クラッド層３８４、ｐ側コンタクト層３８５およびｐ側オーミック電極３８６を順次形成する。その後、上記半導体層の一部をエッチングしてｎ型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３９１となる領域を残して、赤色半導体レーザ素子３７０となるｎ型クラッド層７２、活性層７３、ｐ型クラッド層７４、ｐ側コンタクト層７５およびｐ側オーミック電極７６を順次形成する。その後、リッジ８０および３９０、電流ブロック層７７およびｐ側パッド電極７８および３８８をそれぞれ形成する。このようにして、ｎ側電極７９を除く２波長半導体レーザ素子３５０のウェハが作製される。なお、その他の製造プロセスについては、上記第１実施形態と同様である。
いて接合する。
【００９１】
第３実施形態では、上記のように、２波長半導体レーザ素子３５０を構成する赤色半導体レーザ素子３７０が、青紫色半導体レーザ素子１５０のＢ１側のｐ型クラッド層５４の表面上に直接接触して形成された配線用電極６１の表面上に接合されるとともに、赤外半導体レーザ素子３８０が、青紫色半導体レーザ素子１５０のＢ２側のｐ型クラッド層５４上に直接接触して形成された配線用電極６３の表面上に接合されて３波長半導体レーザ素子３６０が構成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子１５０と２波長半導体レーザ素子３５０との絶縁が図られた状態で３波長半導体レーザ素子３６０を形成することができるので、個々のレーザ素子を電気的に独立させて駆動させることができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
【００９２】
（第４実施形態）
図５〜図８および図１６〜図１９を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、配線用電極６１が接合される側のｐ型クラッド層５４の表層部に、高抵抗領域５４ｃが形成される場合について説明する。なお、図１６は、図１７の４０００−４０００線に沿った断面図である。
【００９３】
すなわち、第４実施形態では、図１６に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０のＢ１側のｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）の表面近傍に、所定の厚みを有する高抵抗領域５４ｃが形成されている。そして、配線用電極６１は、高抵抗領域５４ｃを介してｐ型クラッド層５４に接触するように構成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子７０が接合される配線用電極６１と青紫色半導体レーザ素子５０との絶縁性がより高められるように構成されている。
【００９４】
また、図１７に示すように、高抵抗領域５４ｃは、平面的に見て、配線用電極６１の平面積よりも大きな平面積を有した状態で、配線用電極６１の下方を共振器方向（Ａ方向）に沿って短冊状に延びるように形成されている。したがって、赤色半導体レーザ素子７０（図１６参照）が接合される配線用電極６１は、高抵抗領域５４ｃによってｐ型クラッド層５４に対して完全に絶縁されるように構成されている。なお、第４実施形態における半導体レーザ装置４００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９５】
また、第４実施形態における半導体レーザ装置４００の製造プロセスでは、青紫色半導体レーザ素子５０のウェハを形成する際、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、ｎ型クラッド層５２からｐ型クラッド層５４までを積層した後、電気炉内のＮ２雰囲気中において、ウェハに対する熱処理を行い、半導体層内のＨ２を脱離することによりｐ型化を行う。その際の熱処理温度は、約６００℃以上約１０００℃以下に設定されるとともに、熱処理時間は、約５分以上約６０分以下に設定される。
【００９６】
次に、図１８に示すように、ｐ型クラッド層５４の上面上にフォトリソグラフィを用いてＳｉＯ２からなるマスク６７をパターニングする。なお、マスク６７は、約１００ｎｍ以上約５００ｎｍ以下の厚みに形成されるのが好ましい。その後、電気炉内のＨ２を含む雰囲気中において、ウェハに対する熱処理を行う。この際、熱処理温度は、約３００℃以上約１０００℃以下に設定されるとともに、熱処理時間は、約５分以上６０分以下に設定される。この熱処理により、パターニングされたマスク６７から露出するｐ型クラッド層５４内にＨ２が拡散されて、ｐ型のドーパント（Ｍｇ）が不活性化されるので、ｐ型クラッド層５４の表層部に高抵抗領域５４ｃが形成される。このとき、マスク６７の下部のｐ型クラッド層５４は、ＳｉＯ２からなるマスクによって覆われているので、内部にＨ２が拡散されずに高抵抗化されない。なお、ｐ側オーミック電極５６（図１６参照）を形成する部分以外のｐ型クラッド層５４をＳｉＯ２からなるマスクで覆った状態で、上記したＮ２雰囲気中における熱処理を行ってもよい。この場合、ｐ側オーミック電極５６を形成する部分のみのｐ型クラッド層５４がＨ２脱離されてｐ型化される。
【００９７】
第４実施形態では、上記の製造プロセスを用いることにより、ｐ型クラッド層５４のみでは、約２Ωｃｍ以上４Ωｃｍ以下の電気抵抗率を有するのに対して、高抵抗領域５４ｃの部分では、約１０Ωｃｍ以上１０００Ωｃｍ以下の電気抵抗率を有するようにｐ型クラッド層５４の表層部が高抵抗化される。
【００９８】
熱処理後、マスク６７が除去されたｐ型クラッド層５４の上面上に、ｐ側コンタクト層５５およびｐ側オーミック電極５６を形成した後、図１９に示すように、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いて、高抵抗領域５４ｃが形成されていない領域の半導体層にリッジ６０を形成する。その後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、図８に示す青紫色半導体レーザ素子５０のウェハを形成する。
【００９９】
ここで、ｐ型クラッド層５４の高抵抗領域５４ｃを、以下に示す方法により形成することも可能である。すなわち、図５〜図７に示した製造プロセスによりｐ側パッド電極５８までを形成した後、図２０に示すように、ｐ側パッド電極５８をマスクとして、ｐ型クラッド層５４に、約１００ｋｅＶ以上約２００ｋｅＶ以下の注入エネルギ、および、約２×１０１５ｃｍ−２のドーズ量に設定された条件下でホウ素（Ｂ）をイオン注入する。これにより、ｐ型クラッド層５４の表層部に含まれるｐ型のドーパント（Ｍｇ）が不活性化されるので、ｐ型クラッド層５４の上面から約０．１μｍ以上約０．３μｍ以下の深さの領域に、約１０２０ｃｍ−３の不純物濃度を有する高抵抗領域５４ｃが形成される。なお、イオン注入される不純物の元素としては、上記ホウ素以外に、Ｃ、ＳｉまたはＰを用いてもよい。このようにしても、ｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）の表面近傍に、高抵抗領域５４ｃを形成することが可能である。なお、第４実施形態におけるその他の製造プロセスについては、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
第４実施形態では、上記のように、配線用電極６１が接触する側のｐ型クラッド層５４の表層部に高抵抗領域５４ｃを形成することによって、この高抵抗領域５４ｃにより、青紫色半導体レーザ素子５０と配線用電極６１とが互いに絶縁されるので、赤色半導体レーザ素子７０が青紫色半導体レーザ素子５０側から剥離するのを抑制しつつ、互いに接合された半導体レーザ素子間の絶縁性をより高めることができる。なお、第４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。
【０１０１】
（第５実施形態）
図２１を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、上記第２実施形態と異なり、ｐ側パッド電極１５８が接合されるｐ型クラッド層５４の表層部に、高抵抗領域５４ｃが形成される場合について説明する。
【０１０２】
すなわち、上記第４実施形態と同様に、青紫色半導体レーザ素子１５０のＢ１側のｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）の表面近傍に、所定の厚みを有する高抵抗領域５４ｃが形成されている。そして、配線用電極６１は、高抵抗領域５４ｃを介してｐ型クラッド層５４に接触するように構成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子７０が接合される配線用電極６１と青紫色半導体レーザ素子１５０との絶縁性がより高められている。
【０１０３】
なお、第５実施形態における半導体レーザ装置５００のその他の構成は、上記第２実施形態と同様であり、第５実施形態における製造プロセスは、上記第４実施形態と同様である。また、第５実施形態の効果についても、上記第２および第４実施形態と同様である。
【０１０４】
（第６実施形態）
図２２を参照して、第６実施形態について説明する。この第６実施形態では、上記第３実施形態と異なり、配線用電極６１および６３の各々が接合されるｐ型クラッド層５４の表層部に、高抵抗領域５４ｃがそれぞれ形成される場合について説明する。
【０１０５】
すなわち、第６実施形態では、図２２に示すように、青紫色半導体レーザ素子１５０のＢ１側およびＢ２側の両方のｐ型クラッド層５４（平坦部５４ｂ）の表面近傍に、所定の厚みを有する高抵抗領域５４ｃが形成されている。そして、配線用電極６１および６３は、それぞれ、高抵抗領域５４ｃを介してｐ型クラッド層５４に接触するように構成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子３７０が接合される配線用電極６１と青紫色半導体レーザ素子１５０との絶縁性がより高められるとともに、赤外半導体レーザ素子３８０が接合される配線用電極６３と青紫色半導体レーザ素子１５０との絶縁性がより高められている。
【０１０６】
なお、第６実施形態における半導体レーザ装置６００のその他の構成は、上記第３実施形態と同様であり、第６実施形態における製造プロセスは、上記第４実施形態と同様である。また、第６実施形態の効果についても、上記第３および第４実施形態と同様である。
【０１０７】
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。
【０１０８】
たとえば、上記第３および第６実施形態では、本発明の「第１半導体レーザ素子」である青紫色半導体レーザ素子上に、本発明の「第２半導体レーザ素子」である赤色・赤外２波長半導体レーザ素子を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。たとえば、本発明の「第１半導体レーザ素子」として青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子からなる２波長半導体レーザ素子上に、本発明の「第２半導体レーザ素子」である赤色半導体レーザ素子を接合して、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子を形成してもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第６実施形態では、本発明の「第１半導体レーザ素子」である青紫色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層に直接形成された配線用電極の表面上に、本発明の「第２半導体レーザ素子」である赤色半導体レーザ素子などを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。たとえば、本発明の「第１半導体レーザ素子」としての赤色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層に直接形成された配線用電極の表面に、本発明の「第２半導体レーザ素子」としての青紫色半導体レーザ素子などを接合してもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  半導体層（第１導電型の第１半導体層）
３  半導体層（第２導電型の第２半導体層）
６  電極層（第２電極）
２１  半導体層（第１導電型の第３半導体層）
２３  半導体層（第２導電型の第４半導体層）
２６  電極層（第１電極）
１０  第１半導体レーザ素子
１１、６１、６３  配線用電極
２０  第２半導体レーザ素子
５０、１５０  青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
５１  ｎ型ＧａＮ基板（第１導電型の第１半導体層）
５２  ｎ型クラッド層（第１導電型の第１半導体層）
５４  ｐ型クラッド層（第２導電型の第２半導体層、窒化物系半導体）
５４ｃ  高抵抗領域
５５  ｐ側コンタクト層（第２導電型の第２半導体層）
５８、１５８  ｐ側パッド電極（第２電極）
７０、３７０  赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
７１  ｎ型ＧａＡｓ基板（第１導電型の第３半導体層）
７２、３８２  ｎ型クラッド層（第１導電型の第３半導体層）
７４、３８４  ｐ型クラッド層（第２導電型の第４半導体層）
７５、３８５  ｐ側コンタクト層（第２導電型の第４半導体層）
７８、３８８  ｐ側パッド電極（第１電極）
３５０  ２波長半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
３６０  ３波長半導体レーザ素子
３８０  赤外半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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