(57)【要約】【課題】ワイヤボンディングの際に、レーザ素子に損傷を与えるのを抑制することが可能で、かつ、平面的な大きさが増大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４０は、平坦部１ａおよび第２導電側電極５からなる第１表面と、第１導電型半導体層１からなる第２表面とを含む第１半導体レーザ素子１０と、第２導電側電極２５からなる第３表面と、第１導電型半導体層２１からなる第４表面とを含む第２半導体レーザ素子２０と、支持基板３０とを備え、第１半導体レーザ素子１０は第１表面の一部が第４表面に重なり、支持基板３０は、上面３０ａから下面３０ｂに向かって支持基板３０を貫通するとともに導電性部材３７が充填されたビア３５および３６を含み、第２導電側電極５および第２導電側電極２５は、それぞれ、ビア３５および３６の導電性部材３７に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面と、前記第１表面とは反対側に設けられた第２表面とを含む第１半導体レーザ素子と、
第３表面と、前記第３表面とは反対側に設けられた第４表面とを含む第２半導体レーザ素子と、
絶縁性の支持基板とを備え、
前記第１半導体レーザ素子は、前記第２半導体レーザ素子に対して、前記第１表面の一部または前記第２表面が前記第４表面に重なるように配置されており、
前記第１半導体レーザ素子は、前記第１表面上に形成された第１電極を有するとともに、前記第２半導体レーザ素子は、前記第３表面上に形成された第２電極を有し、
前記支持基板は、前記第２半導体レーザ素子が接合される上面から、前記上面とは反対側の下面に向かって前記支持基板を貫通するように形成され、導電性部材を有するビアを含み、
前記第１電極および前記第２電極の少なくともいずれか一方は前記上面に接合されて、前記ビアの導電性部材に接続されている、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記支持基板の前記下面に接合されるサブマウントをさらに備え、
前記サブマウントは、前記支持基板の前記下面が接合される表面上に形成された引き出し電極を含み、
前記引き出し電極は、前記ビアの導電性部材に接続されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記ビアは、前記第１半導体レーザ素子および前記第２半導体レーザ素子の少なくともいずれか一方に接続するように前記支持基板に形成された第１ビアおよび第２ビアを含み、
前記第１半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向に沿った前記支持基板の第１端面から前記第１ビアの中心位置までの第１距離と、前記支持基板の前記第１端面から前記第２ビアの中心位置までの第２距離とは、異なる、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表面と、前記第１表面とは反対側に設けられた第２表面とを含む第１半導体レーザ素子を形成する工程と、
第３表面と、前記第３表面とは反対側に設けられた第４表面とを含み、前記第１半導体レーザ素子とは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、
導電性部材を有するビアが形成された絶縁性の支持基板の上面に前記第３表面を接合した後に、前記第１半導体レーザ素子を、前記第２半導体レーザ素子に対して、前記第１表面の一部または前記第２表面が前記第４表面に重なるように配置する工程とを備え、
前記第１半導体レーザ素子を形成する工程は、前記第１表面上に前記第１半導体レーザ素子の第１電極を形成する工程を含み、
前記第２半導体レーザ素子を形成する工程は、前記第３表面上に前記第２半導体レーザ素子の第２電極を形成する工程を含み、
前記第１電極および前記第２電極の少なくともいずれか一方は、前記導電性部材に接続されている、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２半導体レーザ素子を形成する工程は、成長用基板の表面上に、前記第３表面を含む前記第２半導体レーザ素子を形成する工程を含み、
前記第１半導体レーザ素子を、前記第２半導体レーザ素子に対して、前記第１表面の一部または前記第２表面が前記第４表面に重なるように配置する工程に先立って、少なくとも前記第１半導体レーザ素子と重なる領域の前記成長用基板の部分を除去して前記第２半導体レーザ素子の厚みを小さくすることにより、前記第２半導体レーザ素子に前記第４表面を形成する工程をさらに備える、請求項４に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項６】
前記ビアは、前記第１半導体レーザ素子および前記第２半導体レーザ素子の少なくともいずれか一方に接続するように前記支持基板に形成された第１ビアおよび第２ビアを含み、
前記第１半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向に沿った前記支持基板の第１端面から前記第１ビアの中心位置までの第１距離と、前記支持基板の前記第１端面から前記第２ビアの中心位置までの第２距離とは、異なる、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備え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、コンパクトディスク（ＣＤ）／コンパクトディスク−レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）ドライブには、約７８０ｎｍの波長を有する赤外半導体レーザ素子が光源に用いられてきた。また、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブには、約６５０ｎｍの波長を有する赤色半導体レーザ素子が光源に用いられてきた。
【０００３】
一方、近年では、青紫色光を用いて記録／再生が可能なＤＶＤの開発が進められている。このようなＤＶＤの記録／再生のために、約４０５ｎｍの波長を有する青紫色半導体レーザ素子を用いた青色ＤＶＤドライブの開発も同時に進められている。このＤＶＤドライブでは、従来のＣＤ／ＣＤ−ＲおよびＤＶＤに対する互換性が必要とされる。
【０００４】
この場合、ＤＶＤドライブに赤外光、赤色光および青紫色光を個別に出射する光ディスク用ピックアップを複数設ける方法や、１つの光ディスク用ピックアップ内に赤外、赤色および青紫色半導体レーザ素子を個別に設ける方法などにより、従来のＣＤ、ＤＶＤ、および、記録／再生が可能なＤＶＤに対する互換性が実現される。しかしながら、この方法では部品点数の増加を招くため、ピックアップ装置の小型化、構成の簡素化および低価格化が困難となる不都合があった。
【０００５】
このような部品点数の増加を抑制するために、従来では、赤外レーザと赤色レーザとを１チップに集積化した２波長半導体レーザ素子が実用化されている。これに対し、青紫色レーザはＧａＡｓ基板上などに形成されないため、青紫色半導体レーザ素子を赤外および赤色半導体レーザ素子とともに１チップ化するのは非常に困難であった。
【０００６】
そこで、従来では、青紫色半導体レーザ素子などの短波長（波長４００ｎｍ帯）のレーザ素子に、赤色または赤外半導体レーザ素子などの長波長（波長６００〜７００ｎｍ帯）のレーザ素子を接合した半導体レーザ装置などが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、支持基板と、支持基板の上面に接合されたＧａＮ系（窒化物系）半導体からなる第１の発光素子と、第１の発光素子の上面に接合されたＡｌＧａＡｓ系半導体またはＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなる第２の発光素子とを備え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、各々の発光素子の基板とは反対側の発光素子層（ｐ型半導体層）の表面同士を対向させて接合している。また、支持基板の第１の発光素子が接合される側の表面上に、ｎ側用およびｐ側用の引き出し電極がそれぞれ形成されている。したがって、第１の発光素子および第２の発光素子のｐ型半導体層は、支持基板の上面において共通のｐ側用引き出し電極に接続されるとともに、第１の発光素子のｎ型半導体層は、支持基板の上面のｎ側用引き出し電極に接続されている。また、外部接続用のリード線が、各々の発光素子の側方において各々の引き出し電極にワイヤボンディングされるように構成されている。
【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、各々の発光素子の側方において、外部接続用のリード線が引き出し電極にワイヤボンディングされるように構成されているため、ワイヤボンディングの際に、レーザ素子に損傷を与えやすいという不都合がある。
【０００９】
そこで、従来、上記の不都合を解決する構成が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【００１０】
上記特許文献２には、上面および下面上にそれぞれ電極層が形成された支持基板と、支持基板の上面に接合された複数の面発光型の半導体レーザ素子とを備えた半導体レーザアレイが開示されている。この特許文献２に記載の半導体レーザアレイでは、支持基板上に、複数の面発光型の半導体レーザ素子が互いに横方向に所定の間隔を隔てて並んで配置されている。また、支持基板中には、上面および下面の電極層間を導通させるビアが複数形成されている。これにより、複数の面発光型の半導体レーザ素子のｎ型半導体層が、支持基板の下面（裏面）側の電極層を介して外部と接続されるので、ワイヤボンディングの際にレーザ素子に損傷を与えるのを抑制することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２０７４８０号公報
【特許文献２】特開２００９−４９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に開示された半導体レーザアレイでは、複数の半導体レーザ素子が互いに横方向に所定の間隔を隔てて並んで支持基板上に配置されるため、半導体レーザ素子を横方向に並べる分、支持基板のサイズを大きく確保する必要がある。したがって、半導体レーザアレイの大きさ（平面的なサイズ）が増大するという問題点がある。
【００１３】
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、ワイヤボンディングの際にレーザ素子に損傷を与えるのを抑制することが可能で、かつ、平面的な大きさが増大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】
【００１４】
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表面と、第１表面とは反対側に設けられた第２表面とを含む第１半導体レーザ素子と、第３表面と、第３表面とは反対側に設けられた第４表面とを含む第２半導体レーザ素子と、絶縁性の支持基板とを備え、第１半導体レーザ素子は、第２半導体レーザ素子に対して、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置されており、第１半導体レーザ素子は、第１表面上に形成された第１電極を有するとともに、第２半導体レーザ素子は、第３表面上に形成された第２電極を有し、支持基板は、第２半導体レーザ素子が接合される上面から、上面とは反対側の下面に向かって支持基板を貫通するように形成され、導電性部材を有するビアを含み、第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方は、上面に接合されて、ビアの導電性部材に接続されている。
【００１５】
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１半導体レーザ素子を、第２半導体レーザ素子に対して、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置することによって、同じ支持基板の上面上に第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子を横方向に並べて配置する際に、第１半導体レーザ素子の第１表面の一部または第２表面が、第２半導体レーザ素子の第４表面に重なるように配置されるので、支持基板上に複数のレーザ素子を配置する場合であっても、支持基板の平面積を少なくした状態で配置することができるので、半導体レーザ装置の平面的な大きさが増大するのを抑制することができる。
【００１６】
また、第１の局面では、絶縁性の支持基板を備え、支持基板に、第２半導体レーザ素子が接合される上面から、上面とは反対側の下面に向かって支持基板を貫通するとともに導電性部材を有するビアが形成されており、第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方を上面に接合してビアの導電性部材に接続するように構成することによって、第２半導体レーザ素子を外部に電気的に接続する際、レーザ素子が接合されている側（上面側）とは反対側の支持基板の下面側に引き出し電極を設けてワイヤボンディングを行うことができるので、ワイヤボンディングの位置がレーザ素子が接合される支持基板の上面から下方に遠ざかる分、ワイヤボンディングの際のレーザ素子の損傷を抑制することができる。また、支持基板のレーザ素子が接合された上面側においてワイヤボンディングを行う必要がない分、個々のレーザ素子の幅を狭く形成することができる。
【００１７】
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、支持基板の下面に接合されるサブマウントをさらに備え、サブマウントは、支持基板の下面が接合される表面上に形成された引き出し電極を含み、引き出し電極は、ビアの導電性部材に接続されている。このように構成すれば、サブマウントの表面上に形成された引き出し電極において、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。
【００１８】
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、ビアは、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子の少なくともいずれか一方に接続するように支持基板に形成された第１ビアおよび第２ビアを含み、第１半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向に沿った支持基板の第１端面から第１ビアの中心位置までの第１距離と、支持基板の第１端面から第２ビアの中心位置までの第２距離とは、異なる。このように構成すれば、第１ビアおよび第２ビアをレーザ素子の共振器方向に沿って互いにずらして配置することができるので、幅の小さな支持基板を用いる場合であっても、個々のビアの直径を大きくしながら、複数のビアを効率よく支持基板中に設けることができる。
【００１９】
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表面と、第１表面とは反対側に設けられた第２表面とを含む第１半導体レーザ素子を形成する工程と、第３表面と、第３表面とは反対側に設けられた第４表面とを含み、第１半導体レーザ素子とは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、導電性部材を有するビアが形成された絶縁性の支持基板の上面に第３表面を接合した後に、第１半導体レーザ素子を、第２半導体レーザ素子に対して、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置する工程とを備え、第１半導体レーザ素子を形成する工程は、第１表面上に第１半導体レーザ素子の第１電極を形成する工程を含み、第２半導体レーザ素子を形成する工程は、第３表面上に第２半導体レーザ素子の第２電極を形成する工程を含み、第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方は、導電性部材に接続されている。
【００２０】
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１半導体レーザ素子を、第２半導体レーザ素子に対して、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置することによって、同じ支持基板の上面上に第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子を横方向に並べて配置する際に、第１半導体レーザ素子の第１表面の一部が、第２半導体レーザ素子の第４表面に重なるように配置されるので、支持基板上に複数のレーザ素子を配置する場合であっても、支持基板の平面積を少なくした状態で配置することができるので、平面的な大きさが増大するのが抑制された半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２１】
また、第２の局面では、絶縁性を有する支持基板に、導電性部材を有するビアが形成された絶縁性の支持基板の上面に第３表面を接合した後に、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置する工程を備え、第１半導体レーザ素子の第１電極および第２半導体レーザ素子の第２電極の少なくともいずれか一方を、導電性部材に接続することによって、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子の少なくともいずれか一方を外部に電気的に接続する際、レーザ素子が接合されている側（上面側）とは反対側の支持基板の下面側に引き出し電極を設けてワイヤボンディングを行うことができるので、ワイヤボンディングの位置が、レーザ素子が接合される支持基板の上面から下方に遠ざかる分、ワイヤボンディングの際のレーザ素子の損傷を抑制することが可能な半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２２】
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、成長用基板の表面上に、第３表面を含む第２半導体レーザ素子を形成する工程を含み、第１半導体レーザ素子を、第２半導体レーザ素子に対して、第１表面の一部または第２表面が第４表面に重なるように配置する工程に先立って、少なくとも第１半導体レーザ素子と重なる領域の成長用基板の部分を除去して第２半導体レーザ素子の厚みを小さくすることにより、第２半導体レーザ素子に第４表面を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、第２半導体レーザ素子の第１半導体レーザ素子の第１表面の一部と重なる領域におけるレーザ素子の厚み（第３表面から第４表面までの厚み）が小さくなる分、第１半導体レーザ素子の第１表面の一部を、第２半導体レーザ素子の第４表面に容易に重ねた状態で、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを同じ支持基板上に配置することができる。これにより、支持基板から第１半導体レーザ素子の活性層までの高さと、支持基板から第２半導体レーザ素子の活性層までの高さとを容易に調整することができるので、各々のレーザ素子のレーザ光出射点が互いに近づけられた半導体レーザ装置を得ることができる。これにより、この半導体レーザ装置を光ディスク用ピックアップ装置に適用した場合、個々の半導体レーザ素子の出射光を、光ディスクやＤＶＤなどの記録面に対して、実質的に同一の角度（垂直方向）により入射させることができるので、各記録媒体における半導体レーザ素子の光スポット品質がばらつくのを抑制することができる。
【００２３】
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、ビアは、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子の少なくともいずれか一方に接続するように支持基板に形成された第１ビアおよび第２ビアを含み、第１半導体レーザ素子の光導波路の延びる方向に沿った支持基板の第１端面から第１ビアの中心位置までの第１距離と、支持基板の第１端面から第２ビアの中心位置までの第２距離とは、異なる。このように構成すれば、第１ビアおよび第２ビアをレーザ素子の共振器方向に沿って互いにずらして形成することができるので、幅の小さな支持基板を用いる場合であっても、個々のビアの直径を大きくしながら、複数のビアを効率よく支持基板中に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の半導体レーザ装置の概略的な構造を説明するための断面図である。
【図２】本発明の半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３】本発明の半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための断面図である。
【図４】本発明の半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】本発明の半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための断面図である。
【図６】本発明の半導体レーザ装置の概略的な製造プロセスを説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した上面図である。
【図９】図８に示した半導体レーザ装置に用いる支持基板の上面図である。
【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断面図である。
【図１３】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１４】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１５】本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図１６】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１７】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上面図である。
【図１８】本発明の第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断面図である。
【図１９】本発明の第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断面図である。
【図２０】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２１】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上面図である。
【図２２】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２３】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上面図である。
【図２４】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２５】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２６】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上面図である。
【図２７】本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２８】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。
【図２９】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上面図である。
【図３０】本発明の第７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３１】本発明の第８実施形態による半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置の構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
まず、図１を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明による半導体レーザ装置４０の概略的な構造について説明する。
【００２７】
本発明の半導体レーザ装置４０は、図１に示すように、支持基板３０と、支持基板３０の上面３０ａ上に接合された第１半導体レーザ素子１０と、第１半導体レーザ素子１０に横方向（Ｂ２方向）に隣接した状態で支持基板３０の上面３０ａ上に接合された第２半導体レーザ素子２０とを備えている。
【００２８】
第１半導体レーザ素子１０は、第１導電型半導体層１と、活性層２と、第２導電型半導体層３とを順次積層した構造を有する。また、活性層２は、単層あるいは単一量子井戸（ＳＱＷ）構造または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなる。
【００２９】
また、第１導電型半導体層１は、活性層２よりもバンドギャップの大きい第１導電型クラッド層などからなる。また、第１導電型半導体層１の活性層２側に、第１導電型半導体層１と活性層２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層１と活性層２との間に、第１導電型半導体層１よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層１の活性層２とは反対側に、第１導電型コンタクト層を有していてもよい。
【００３０】
また、第２導電型半導体層３は、活性層２よりもバンドギャップの大きい第２導電型クラッド層などからなる。また、第２導電型半導体層３の活性層２側に、第２導電型半導体層３と活性層２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層３と活性層２との間に、第２導電型半導体層３よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層３の活性層２とは反対側に、第２導電型コンタクト層を有していてもよい。この場合、第２導電型コンタクト層は、第２導電型クラッド層よりもバンドギャップが小さいことが好ましい。
【００３１】
また、各半導体層（第１導電型半導体層１、活性層２および第２導電型半導体層３）は、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ系、ＡｌＧａＳｂ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、窒化物系半導体、ＭｇＺｎＳＳｅ系およびＺｎＯ系などからなる。また、窒化物系半導体としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮ、または、これらの混晶を用いることが可能である。
【００３２】
また、第１導電型半導体層１の活性層２と反対側は基板であってもよい。各半導体層をウルツ鉱構造の窒化物系半導体により構成する場合、基板は、第１導電型窒化物系半導体基板または異種基板を用いてもよい。異種基板としては、六方晶構造および菱面体構造の第１導電型α−ＳｉＣ基板などを用いることができる。また、第１導電型半導体層１は基板を含んでいてもよい。ただし、最も結晶性のよいＡｌＧａＩｎＮ系半導体層を得るためには、窒化物系半導体基板を用いるのが最も好ましい。
【００３３】
窒化物系半導体基板の成長面の面方位は、（０００１）面および（０００−１）面や、（１１−２０）面および（１−１００）面などの非極性面や、（１１−２２）面、（１１−２−２）面、（１−１０１）面および（１−１０−１）面などの半極性面を用いることができる。
【００３４】
また、活性層２に流れる電流を狭窄するとともに光導波路を形成する構造が活性層２の付近に形成されている。この例では、第２導電型半導体層３の下面上に開口部４ａを有する絶縁膜４が形成されている。また、開口部４ａの部分の第２導電型半導体層３の下面上および絶縁膜４の下面上には、第２導電側電極５が形成されている。なお、第２導電側電極５は、本発明の「第１電極」の一例である。
【００３５】
また、第１半導体レーザ素子１０には、第１導電型半導体層１の一部が基板面と垂直な下方（Ｃ１側）に突出する突部１５が形成されており、突部１５における第１導電型半導体層１の下面上に、活性層２から第２導電側電極５までが形成されている。ここで、第１半導体レーザ素子１０の下面（Ｃ１側の表面）となる第１導電型半導体層１の平坦部１ａの下面および第２導電側電極５の下面が、本発明の「第１表面」に対応し、第１導電型半導体層１の上面（Ｃ２側の表面）が、本発明の「第２表面」に対応している。また、第１導電型半導体層１の活性層２と反対側の表面（上面）に、第１導電側電極を形成していてもよい。
【００３６】
また、第２半導体レーザ素子２０は、第１導電型半導体層２１と、活性層２２と、第２導電型半導体層２３とを順次積層した構造を有する。また、活性層２２は、単層あるいはＳＱＷ構造またはＭＱＷ構造からなる。
【００３７】
また、第１導電型半導体層２１は、活性層２２よりもバンドギャップの大きい第１導電型クラッド層などからなる。また、第１導電型半導体層２１の活性層２２側に、第１導電型半導体層２１と活性層２２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層２１と活性層２２との間に、第１導電型半導体層２１よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第１導電型半導体層２１の活性層２２とは反対側に、第１導電型コンタクト層を有していてもよい。
【００３８】
また、第２導電型半導体層２３は、活性層２２よりもバンドギャップの大きい第２導電型クラッド層などからなる。また、第２導電型半導体層２３の活性層２２側に、第２導電型半導体層２３と活性層２２との間のバンドギャップを有する光ガイド層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層２３と活性層２２との間に、第２導電型半導体層２３よりもバンドギャップの大きいキャリアブロック層を有していてもよい。また、第２導電型半導体層２３の活性層２２とは反対側に、第２導電型コンタクト層を有していてもよい。この場合、第２導電型コンタクト層は、第２導電型クラッド層よりもバンドギャップが小さいことが好ましい。
【００３９】
また、各半導体層（第１導電型半導体層２１、活性層２２および第２導電型半導体層２３）は、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ系、ＡｌＧａＳｂ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＭｇＺｎＳＳｅ系およびＺｎＯ系などからなる。
【００４０】
また、第１導電型半導体層２１の活性層２２と反対側は基板であってもよいし、第１導電型半導体層２１が基板を含んでいてもよい。
【００４１】
また、活性層２２に流れる電流を狭窄するとともに光導波路を形成する構造が活性層２２の付近に形成されている。この例では、第２導電型半導体層２３の下面上に開口部２４ａを有する絶縁膜２４が形成されている。また、開口部２４ａの部分の第２導電型半導体層２３の下面上および絶縁膜２４の下面上には、第２導電側電極２５が形成されている。また、第１導電型半導体層２１の上面上に、電極１６が形成されている。なお、第２導電側電極２５は、本発明の「第２電極」の一例である。
【００４２】
ここで、本発明では、図１に示すように、第２半導体レーザ素子２０の第２導電側電極２５の下面が支持基板３０の領域３０ｃに接合された状態において、第１半導体レーザ素子１０の平坦部１ａの下面が第２半導体レーザ素子２０の電極１６の上面に重なるように、第１半導体レーザ素子１０の第２導電側電極５の下面が支持基板３０の領域３０ｄに接合されている。なお、第２半導体レーザ素子２０の下面（Ｃ１側の表面）となる第２導電側電極２５の下面が、本発明の「第３表面」に対応し、電極１６の上面が、本発明の「第４表面」に対応している。
【００４３】
また、本発明では、支持基板３０の上面３０ａの領域３０ｄから反対側（Ｃ１側）の下面３０ｂに向かって支持基板３０中を貫通するビア３５と、領域３０ｃから下面３０ｂに向かって支持基板３０中を貫通するビア３６とが形成されている。また、ビア３５および３６には、ＡｕＳｎなどからなる導電性部材３７が充填されている。
【００４４】
ここで、支持基板３０としては、絶縁性を有する基板を用い、単結晶の絶縁性Ｓｉ、絶縁性ＳｉＣおよび絶縁性ＧａＡｓなどの半導体基板や、絶縁性多結晶のＡｌＮ基板を用いてもよい。また、樹脂を用いてもよい。あるいは、ビアとなる金属線を第２半導体レーザ素子２０に接合させた後、金属線の周囲を樹脂で固めることにより、硬化後の樹脂を支持基板としてもよい。また、下面３０ｂ上にビアの導電性部材３７と導通する引き出し電極を形成してもよい。この場合、引き出し電極は、下面３０ｂ上に接合される基台（サブマウント）上に形成されていてもよい。なお、基台は、多結晶のＡｌＮ、多結晶のＳｉＣ、Ｓｉ、ダイヤモンドなどの熱伝導率の高い材料を用いることができる。ここで、基台は、支持基板３０よりも厚みが大きい。
【００４５】
また、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０のレーザ光出射側の共振器端面（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。また、レーザ光反射側の共振器端面（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、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＭｇＦ２や、これらの混成比の異なる材料であるＴｉ３Ｏ５やＮｂ２Ｏ３などからなる多層膜を用いることができる。
【００４６】
ここで、上記した光出射面および光反射面は、半導体レーザ素子に形成されている一対の共振器端面に対して、それぞれの端面から出射されるレーザ光の光強度の大小関係により区別される。すなわち、端面から出射されるレーザ光の光強度が相対的に大きい方が光出射面であり、相対的に小さい方が光反射面である。
【００４７】
次に、図１〜図６を参照して、本発明の半導体レーザ装置４０の概略的な製造プロセスについて説明する。
【００４８】
まず、図２に示すように、基板２９の上面上に、第１導電型半導体層２１、活性層２２および第２導電型半導体層２３からなる半導体素子層を形成するとともに、第２導電型半導体層２３の表面上に開口部２４ａを有する絶縁膜２４を形成する。そして、開口部２４ａと開口部２４ａの近傍領域の絶縁膜２４とを覆うように第２導電側電極２５を形成することにより、第２半導体レーザ素子基板２０ａを作製する。なお、基板２９は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【００４９】
一方、図３に示す支持基板１０１の所定の領域に、上面３０ａから下面３０ｂに向かって貫通するビア３５および３６を形成した後、ビア３５および３６に、それぞれ、導電性部材３７を充填する。
【００５０】
その後、第２半導体レーザ素子基板２０ａの第２導電側電極２５の表面（下面）と支持基板３０とを対向させてウェハ同士を接合する。この際、ビア３６が形成された位置に第２導電側電極２５の下面を接合する。続いて、図３に示すように、基板２９を研磨またはエッチングすることにより、基板２９の厚みを薄くする。なお、エッチングには、ウェットエッチングやドライエッチングなどが用いられる。なお、厚みが薄くなった基板２９が、第１導電型半導体層２１の表面上に残されていてもよいし、図４に示すように完全に除去されていてもよい。
【００５１】
その後、図４に示すように、開口部２４ａが残るように第２半導体レーザ素子基板２０ａ（図４では、半導体素子層のみで構成される）の一部を除去することにより、共振器の延びる方向（紙面垂直方向）と基板２９（図３参照）の面内で略直交する方向（Ｂ方向）に所定の幅を有する第２半導体レーザ素子２０を形成するとともに、除去された半導体素子層の下から支持基板３０のビア３５を有する領域３０ｄを露出させる。ここで、共振器方向に沿って第２半導体レーザ素子基板２０ａ（図３参照）をスクライブすることなどにより、半導体素子層の不要な部分を分離してもよく、ウェットエッチングやドライエッチングなどにより不要な部分を除去してもよい。その後、第１導電型半導体層２１の表面上に電極１６を形成する。
【００５２】
一方、図５に示すように、第１半導体レーザ素子１０については、まず、第１導電型半導体層１、活性層２および第２導電型半導体層３からなる半導体素子層を形成する。さらに、開口部４ａとなる部分の近傍を残して、ドライエッチングなどにより、第２導電型半導体層３から第１導電型半導体層１の途中までをエッチングして、活性層２を含む突部１５を形成する。その後、第２導電型半導体層３の表面上に開口部４ａを有するとともに、突部１５の両側面を覆う絶縁膜４を形成する。そして、開口部４ａと開口部４ａの近傍領域の絶縁膜４とを覆うように第２導電側電極５を形成することにより、第１半導体レーザ素子基板１０ａが作製される。
【００５３】
その後、図６に示すように、第２半導体レーザ素子２０の上面（第１導電型半導体層２１の上面）と、電極１６とを対向させるとともに、領域３０ｄと突部１５（第２導電側電極５）とを対向させて、ウェハ同士を接合する。この際、ビア３５と第２導電側電極５の下面とを接合する。
【００５４】
その後、所定の共振器長を有するように、ウェハをバー状に劈開して、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０の共振器端面を形成する。その後、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０の光出射側の共振器端面に低反射率の誘電体多層膜を形成するとともに、光反射側の共振器端面に高反射率の誘電体多層膜を形成する。最後に、図６の素子分割線４５の位置で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより半導体レーザ装置４０（図１参照）の複数個のチップが形成される。
【００５５】
本発明では、上記のように、第１半導体レーザ素子１０を、第２半導体レーザ素子２０に対して、平坦部１ａの下面が電極１６の上面に重なるように配置することによって、同じ支持基板３０の上面３０ａ上に第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０を横方向（Ｂ方向）に並べて配置する際に、第１半導体レーザ素子１０の平坦部１ａの下面が、第２半導体レーザ素子２０の電極１６の上面に重なるように配置されるので、支持基板３０上に複数のレーザ素子を配置する場合であっても、支持基板３０の平面積を少なくした状態で配置することができるので、半導体レーザ装置４０の平面的な大きさが増大するのを抑制することができる。
【００５６】
また、本発明では、絶縁性の支持基板３０を備え、支持基板３０に、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が接合される上面３０ａから下面３０ｂに向かって支持基板３０を貫通するとともに導電性部材３７が充填されたビア３５および３６が形成されており、第２導電側電極５および第２導電側電極２５を、ビア３５および３６の導電性部材３７にそれぞれ接続することによって、第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０を外部に電気的に接続する際、レーザ素子が接合されている側（上面３０ａ側）とは反対側の支持基板３０の下面３０ｂ側に引き出し電極を設けてワイヤボンディングを行うことができるので、ワイヤボンディングの位置がレーザ素子が接合される支持基板３０の上面３０ａから下方（Ｃ１側）に遠ざかる分、ワイヤボンディングの際のレーザ素子の損傷を抑制することができる。また、上面３０ａ側においてワイヤボンディングを行う必要がない分、レーザ素子の幅を狭くすることができる。
【００５７】
また、本発明では、第１半導体レーザ素子１０を、第１半導体レーザ素子１０の平坦部１ａの下面が、第２半導体レーザ素子２０の第１導電型半導体層２１（電極１６）の上面に重なるように、第２導電側電極５の下面を支持基板３０の領域３０ｄに接合することによって、同じ支持基板３０の上面３０ａ上に第１半導体レーザ素子１０および第２半導体レーザ素子２０を横方向に並べて配置する際に、第１半導体レーザ素子１０の平坦部１ａの下面が、第２半導体レーザ素子２０の第１導電型半導体層２１（電極１６）の上面に重なるように配置されるので、支持基板３０上に複数のレーザ素子（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）を配置する場合であっても、支持基板３０の平面積を少なくした状態で配置することができるので、半導体レーザ装置４０の平面的な大きさが増大するのを抑制することができる。
【００５８】
また、本発明では、エッチングにより、支持基板３０に接合された第２半導体レーザ素子基板２０ａにおいて、開口部２４ａが残るように半導体素子層の一部を除去するとともに、除去された半導体素子層の下から領域３０ｄを露出させる場合、同じ工程をスクライブやダイシングによって行う場合と比較して、第２半導体レーザ素子基板２０ａにスクライブやダイシングによる素子分離を行うための切りしろを設けておく必要がないので、第２半導体レーザ素子２０の幅（Ｂ方向）を小さく形成できる分、第２半導体レーザ素子２０の出射点を第１半導体レーザ素子１０により近づけて配置することができる。
【００５９】
また、本発明では、第１半導体レーザ素子１０（あるいは第１半導体レーザ素子基板１０ａ）に基板面から下方（Ｃ１側）に突出する突部１５がエッチングにより形成されることによって、同じ工程をダイシングなどによって行う場合と比較して、第１半導体レーザ素子１０（あるいは第１半導体レーザ素子基板１０ａ）にダイシングを行うための切りしろを設けておく必要がないので、第１半導体レーザ素子１０の幅を小さく形成できる分、第１半導体レーザ素子１０の出射点を第２半導体レーザ素子２０により近づけて配置することができる。特に、第１半導体レーザ素子１０が六方晶系である窒化物系半導体からなる場合、劈開面と素子分割面とは直交する関係にあり、劈開により素子分割面を形成できないため、分割面の平坦性は極めて低く、第１半導体レーザ素子１０においては切りしろを大きく確保する必要があった。
【００６０】
また、本発明では、第１半導体レーザ素子１０に基板面から下方（Ｃ１側）に突出する突部１５が形成されており、この突部１５に形成された半導体素子層の下面（第２導電側電極５の下面）が支持基板３０の領域３０ｄに接合されることによって、開口部４ａの上部の活性層２内に形成される光導波路（レーザ光出射点）を支持基板３０の上面に近づけて第１半導体レーザ素子１０を配置することができる。すなわち、図１において、支持基板３０の下面から第２半導体レーザ素子２０の活性層２２までの高さと、支持基板３０の下面から第１半導体レーザ素子１０の活性層２までの高さとを互いに近づけることができるので、レーザ光出射点を横方向に揃えることができる。また、支持基板３０と第１半導体レーザ素子１０のレーザ光出射点（光導波路）との距離が小さくなる分、第１半導体レーザ素子１０の放熱を容易に行うことができる。
【００６１】
次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００６２】
（第１実施形態）
まず、図７〜図９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７は、図８の１０００−１０００線に沿った断面を示している。
【００６３】
本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００は、図７に示すように、絶縁性のＳｉからなる支持基板１０１の上面１０１ａ上に、約４０５ｎｍの発振波長を有する共振器長が約８００μｍの青紫色半導体レーザ素子５０と、約６５０ｎｍの発振波長を有する共振器長が約１．５ｍｍの赤色半導体レーザ素子７０と約７８０ｎｍの発振波長を有する共振器長が約１．５ｍｍの赤外半導体レーザ素子８０とがモノリシックに形成された２波長半導体レーザ素子６０とが、横方向（Ｂ方向）に隣接して接合された構造を有している。なお、青紫色半導体レーザ素子５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、２波長半導体レーザ素子６０、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子８０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。
【００６４】
また、青紫色半導体レーザ素子５０は、約１００μｍの幅（Ｂ方向の最大幅）および約１００μｍの厚み（Ｃ方向の最大厚み）を有するｎ型ＧａＮ基板５１の下面上に、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層５２、Ｉｎ組成の高いＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＩｎ組成の低いＩｎＧａＮからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層５３、および、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層５４が形成されている。ここで、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面は、Ｃ１方向の下方に突出する幅約７０μｍの突部５１ｂと突部５１ｂ以外の幅約３０μｍの平坦部５１ａとを有するように形成されており、突部５１ｂの下面上に、上記したレーザ素子部を構成する半導体素子層が形成されている。
【００６５】
また、ｐ型クラッド層５４は、突部５１ｂの中央部から２波長半導体レーザ素子６０側（Ｂ１側）に寄せられた位置（突部５１ｂのＢ１側の側面から２波長半導体レーザ素子６０と反対側（Ｂ２側）に向かって約１０μｍだけ内側の位置）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。また、ｐ型クラッド層５４は、Ｂ２側の平坦部の端部において下方に突出する支持部５４ａが形成されている。また、ｐ型クラッド層５４の凸部上にはｐ型クラッド層５４から近い順に、Ｐｄ層、Ｐｔ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極層５５が形成されている。このｐ型クラッド層５４の凸部とｐ側オーミック電極層５５とによって、光導波路を構成するためのリッジ５６が形成されている。また、リッジ５６は、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに共振器方向（図８のＡ方向）に沿って延びるように形成されている。なお、平坦部５１ａの下面からリッジ５６の頂部（ｐ側オーミック電極層５５の下面）までは、約８μｍの厚みを有している。
【００６６】
また、ｐ型クラッド層５４の平坦部（支持部５４ａを含む）の下面とリッジ５６の側面とを覆うようにＳｉＯ２からなる電流ブロック層５７が形成されている。また、リッジ５６および電流ブロック層５７の上面を覆うように、Ａｕ層などからなるｐ側パッド電極５８が形成されている。ここで、ｐ側パッド電極５８の下面および平坦部５１ａの下面（Ｃ１側の表面）が、本発明の「第１表面」に対応し、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面（Ｃ２側の表面）が、本発明の「第２表面」に対応している。
【００６７】
また、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、ｎ型ＧａＮ基板５１から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなるｎ側電極５９が形成されている。また、平坦部５１ａの表面上には、共振器方向に沿って短冊状に延びるパッド電極９１が形成されている。ここで、パッド電極９１は、ｎ型ＧａＮ基板５１から近い順に、Ｐｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなる。
【００６８】
また、２波長半導体レーザ素子６０は、図７に示すように、ＳｉドープＧａＡｓからなるｎ型コンタクト層６１の下面上に、Ｂ２側の幅約３０μｍの赤色半導体レーザ素子７０と、Ｂ１側の幅約３０μｍの赤外半導体レーザ素子８０とが、約５μｍの凹部６７ａを隔てて形成されており、約６５μｍの素子幅（最大幅）を有している。
【００６９】
また、赤色半導体レーザ素子７０は、ｎ型コンタクト層６１の下面上に、約２．５μｍの厚みを有するＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層７２と、ＧａＩｎＰからなる量子井戸層とＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層７３、および、約１μｍの厚みを有するＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層７４とが形成されている。
【００７０】
また、ｐ型クラッド層７４は、素子の略中央部からＢ２側に若干寄せられた位置（赤色半導体レーザ素子７０の青紫色半導体レーザ素子５０側（Ｂ２側）の側面から青紫色半導体レーザ素子５０と反対側（Ｂ１側）に向かって約１０μｍだけ内側の位置）に形成された凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層７４の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ７５が形成されている。また、リッジ７５は、Ｂ方向に約２μｍの幅を有するとともに共振器方向に沿って延びるように形成されている。
【００７１】
また、ｐ型クラッド層７４のリッジ７５以外の下面、ｐ型クラッド層７４からｎ型クラッド層７２までの側面、およびｎ型コンタクト層６１の下面の一部を覆うように、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層７６が形成されている。また、リッジ７５（ｐ型クラッド層７４）および電流ブロック層７６の下面を覆うように、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極７７が形成されている。
【００７２】
また、赤外半導体レーザ素子８０は、ｎ型コンタクト層６１の下面上に、約２μｍの厚みを有するＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層８２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８３、および、約１μｍの厚みを有するＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層８４とが形成されている。
【００７３】
また、ｐ型クラッド層８４は、素子の略中央部からＢ２側に若干寄せられた位置（赤外半導体レーザ素子８０のＢ２側の側面からＢ１側に向かって約１０μｍだけ内側の位置）に形成された凸部と、凸部の両側に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層８４の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ８５が形成されている。また、リッジ８５は、Ｂ方向に約３μｍの幅を有するとともに共振器方向（図８のＡ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００７４】
また、電流ブロック層７６は、ｐ型クラッド層８４のリッジ８５以外の下面上、ｐ型クラッド層８４からｎ型クラッド層８２までの側面およびｎ型コンタクト層６１のＢ２側の側面の一部を覆うように形成されている。また、リッジ８５（ｐ型クラッド層８４）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８７が形成されている。
【００７５】
また、ｎ型コンタクト層６１の上面上に、下層から上層に向かってＡｕＧｅ層およびＮｉ層の順に積層されたｎ側オーミック電極６２が形成されている。また、ｎ側オーミック電極６２の上面上に、Ａｕ層からなるｎ側パッド電極６３が形成されている。
【００７６】
また、２波長半導体レーザ素子６０のｎ型コンタクト層６１の厚みは、赤外半導体レーザ素子８０の形成された部分では約１μｍであり、他の部分では約０．５μｍである。このため、ｐ側パッド電極７７および８７の下面は、略同一平面上となるように形成されている。また、ｐ側パッド電極７７および８７の下面から、ｎ側パッド電極６３の上面までの厚みは、約６μｍである。
【００７７】
また、第１実施形態では、図７〜図９に示すように、Ｂ方向の幅が約３００μｍで、Ａ方向の長さが約１．５ｍｍの支持基板１０１には、上面１０１ａから下面１０１ｂに向かって支持基板１０１中を貫通するとともに、各々が約２５μｍの内径を有するビア３０１、３０２および３０３が形成されている。なお、ビア３０２および３０３は、本発明の「第１ビア」の一例であり、ビア３０１は、本発明の「第２ビア」の一例である。
【００７８】
また、第１実施形態では、ビア３０１は、ビア３０２および３０３にＢ方向に関して挟まれて配置されており、ビア３０１は、赤色半導体レーザ素子７０のリッジ７５に沿った光出射面と反対（Ａ２側）寄りの位置に形成されるとともに、ビア３０２は、赤外半導体レーザ素子８０のリッジ８５に沿った光出射面（Ａ１側）寄りの位置に形成されている。また、ビア３０３は、青紫色半導体レーザ素子５０の下部において、ビア３０２とＡ方向に沿って略同じ位置に形成されている。すなわち、レーザ素子の光出射面側における支持基板１０１の端面１０１ｅからビア３０２および３０３の中心位置までのＡ方向に沿った距離Ｌ１（約４００μｍ）に対して、端面１０１ｅから、ビア３０１の中心位置までの距離Ｌ２（約１ｍｍ）が長くなるように各々のビアは形成されている。なお、図８では、各々のビアの外形を破線で示しており、図７では、便宜的にビア３０１〜３０３の断面形状を全て図示している。なお、距離Ｌ１および距離Ｌ２は、それぞれ、本発明の「第１距離」および「第２距離」の一例である。また、端面１０１ｅは、本発明の「第１端面」の一例である。
【００７９】
ここで、第１実施形態では、支持基板１０１の上面１０１ａ上には、各々が平面的に見てＡ方向に短冊状に延びた略矩形形状を有するパッド電極９２、９３および９４が、パターニング形成されている。また、パッド電極９２および９３は、端面１０１ｅからＡ２側の端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。一方、パッド電極９４は、端面１０１ｅ側から青紫色半導体レーザ素子５０の共振器長と略同じ長さで形成されている。また、パッド電極９２、９３および９４は、それぞれ、ビア３０１、３０２および３０３が形成された位置に形成されるとともに、パッド電極９２、９３および９４は、それぞれ、赤色半導体レーザ素子７０のｐ側パッド電極７７、赤外半導体レーザ素子８０のｐ側パッド電極８７および青紫色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５８の支持基板１０１上の接合箇所に配置される。また、支持基板１０１の下面１０１ｂ上には、パッド電極１０２、１０３および１０４が、それぞれ、ビア３０１、３０２および３０３が形成された位置に形成されている。また、パッド電極１０２および１０３は、それぞれ、パッド電極９２および９３と合同な形状を有し、パッド電極１０２および１０３は、それぞれ、パッド電極９２および９３と対向する位置に形成されている。一方、パッド電極１０４は、端面１０１ｅから端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。したがって、パッド電極９２と１０２とは、ビア３０１の導電性部材１に接続されて導通され、パッド電極９３と１０３とは、ビア３０２の導電性部材２に接続されて導通され、パッド電極９４と１０４とは、ビア３０３の導電性部材３に接続されて導通されるように構成されている。
【００８０】
また、第１実施形態では、ＡｌＮなどの絶縁性を有する基台３１５の表面上に絶縁膜３１６を介して絶縁が図られた引き出し電極３１１、３１２および３１３が形成されている。また、図８に示すように、引き出し電極３１１は、パッド電極１０２と対向する位置に形成されて、赤色半導体レーザ素子７０の共振器方向に沿ってＡ１側の端部からＡ２側の端部まで短冊状に延びるとともに、Ａ２側の端部に設けられたワイヤボンド部３１１ａが基台３１５（絶縁膜３１６）と支持基板１０１との間からＡ２側に延びるように露出している。また、引き出し電極３１２は、パッド電極１０３と対向する位置に形成されて、赤外半導体レーザ素子８０の共振器方向に沿って短冊状に延びるとともに、Ｂ１側の端部に設けられたワイヤボンド部３１２ａが基台３１５（絶縁膜３１６）と支持基板１０１との間からＢ１側に延びるように露出している。また、引き出し電極３１３は、パッド電極１０３と対向する位置に形成されて、青紫色半導体レーザ素子５０の下部に配置されており、Ｂ２側の端部に設けられたワイヤボンド部３１３ａが基台３１５（絶縁膜３１６）と支持基板１０１との間からＢ２側に延びるように露出している。そして、支持基板１０１の下面１０１ｂ側において、パッド電極１０２と引き出し電極３１１、パッド電極１０３と引き出し電極３１２、および、パッド電極１０４と引き出し電極３１３とが、それぞれ、パッド電極の全面に形成された導電性接着層９７を介して接合されている。ここで、パッド電極９２、９３および９４の合計面積よりも、パッド電極１０２、１０３および１０４の合計面積を広く構成し、パッド電極１０２、１０３および１０４の各々の略全面に導電性接着層９７が形成されていることで、パッド電極１０２、１０３および１０４の各々と、引き出し電極３１１、３１２および３１３の各々との接合面積が大きくなるので、基台３１５と支持基板１０１との接合が強固になるとともに、支持基板１０１から基台３１５への放熱が良好となる。なお、基台３１５は、本発明の「サブマウント」の一例である。
【００８１】
これにより、青紫色半導体レーザ素子５０は、ｐ側パッド電極５８が、パッド電極９４、ビア３０３（導電性部材３）およびパッド電極１０４を介して引き出し電極３１３に導通されるように構成されている。また、２波長半導体レーザ素子６０における赤色半導体レーザ素子７０は、ｐ側パッド電極７７が、パッド電極９２、ビア３０１（導電性部材１）およびパッド電極１０２を介して引き出し電極３１１に導通されるとともに、赤外半導体レーザ素子８０は、ｐ側パッド電極８７が、パッド電極９３、ビア３０２（導電性部材２）およびパッド電極１０３を介して引き出し電極３１２に導通されるように構成されている。
【００８２】
また、第１実施形態では、図７に示すように、ｐ側パッド電極７７および８７の下面が、それぞれ、パッド電極９２および９３に導電性接着層９５を介して接合された状態において、平坦部５１ａがｎ側パッド電極６３の上面に重なるように、ｐ側パッド電極５８の下面がパッド電極９４に導電性接着層９６を介して接合されている。この際、ｎ側パッド電極６３とパッド電極９１とが、導電性接着層９６を介して接合されている。なお、ｐ側パッド電極７７および８７の下面が、本発明の「第３表面」に対応し、ｎ側パッド電極６３の上面が、本発明の「第４表面」に対応している。
【００８３】
また、図８に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器長は、２波長半導体レーザ素子６０の共振器長よりも短く形成されており、青紫色半導体レーザ素子５０と２波長半導体レーザ素子６０とは、光出射側（Ａ１側）の共振器端面が、同一平面（端面１０１ｅ）上に揃えられて支持基板１０１に接合されている。ここで、２波長半導体レーザ素子６０のＢ１側において、約１２０μｍの幅で支持基板１０１の上面１０１ａが露出し、青紫色半導体レーザ素子５０のＢ２側において、約４０μｍの幅で支持基板１０１の上面１０１ａが露出している。
【００８４】
また、導電性接着層９５は、約２８０℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ（Ｓｎが約２０％）半田から構成されている。また、導電性接着層９６は、約２１０℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ（Ｓｎが約９０％）半田から構成されている。
【００８５】
また、半導体レーザ装置１００は、台座１１６と、台座１１６と絶縁され、かつ、底部１１４ａを貫通する３つのリード端子１１１、１１２および１１３と、台座１１６および底部１１４ａ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１１４とを備えている。また、基台３１５の下面が、導電性接着層（図示せず）を介して台座１１６（図８参照）の上面上に固定されている。
【００８６】
また、図８に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０は、引き出し電極３１３のＢ２側に延びたワイヤボンド部３１３ａにワイヤボンディングされた金属線１２１を介してリード端子１１３に接続されるとともに、ｎ側電極５９が、金属線１２２を介して台座１１６に直接接続されている。また、２波長半導体レーザ素子６０における赤色半導体レーザ素子７０は、赤色半導体レーザ素子７０から露出するように、支持基板１０１と基台３１５との間から引き出し電極３１１のＡ２側に延びたワイヤボンド部３１１ａにワイヤボンディングされた金属線１２３を介してリード端子１１１に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子８０は、赤外半導体レーザ素子８０から露出するように、支持基板１０１と基台３１５との間から引き出し電極３１２のＢ１側に延びたワイヤボンド部３１２ａにワイヤボンディングされた金属線１２４を介してリード端子１１２に接続されている。また、図７に示すように、ｎ側パッド電極６３は、導電性接着層９６を介してパッド電極９１に電気的に接続されている。これにより、半導体レーザ装置１００は、ｐ側パッド電極（５８、７７および８７）が互いに絶縁されたリード端子に電気的に接続されるとともに、ｎ側電極（５９および６３）が共通の負極端子に電気的に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。
【００８７】
次に、図７〜図１４を参照して、第１実施形態による半導体レーザ装置１００の製造プロセスについて説明する。なお、図１３および図１４は、それぞれ、図８の１０００−１０００線に沿った断面での製造過程での状態を示している。
【００８８】
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１０に示すように、有機金属気層成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、ｎ型クラッド層５２、活性層５３およびｐ型クラッド層５４を順次形成する。その後、ｐ型クラッド層５４の表面からｎ型ＧａＮ基板５１に向かってドライエッチングなどによるエッチングを行うことにより、ｎ型ＧａＮ基板５１の突部５１ｂ上にのみレーザ素子を形成する半導体素子層を残す。
【００８９】
そして、半導体素子層にリッジ５６を形成した後、電流ブロック層５７、ｐ側オーミック電極層５５およびｐ側パッド電極５８を形成する。さらに、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の平坦部５１ａ上に、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器方向に沿って短冊状に延びるパッド電極９１を形成することにより、ｎ側電極５９（図７参照）を除く青紫色半導体レーザ素子５０が形成されたウェハを作製する。
【００９０】
その後、ｎ型ＧａＮ基板５１が所定の厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板５１の下面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上にｎ側電極５９を形成する。そして、所定の共振器長を有するように、ウェハをバー状に劈開して、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器端面を形成するとともに、図１０の素子分割線９００の位置で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより青紫色半導体レーザ素子５０の複数個のチップが形成される。
【００９１】
次に、図１１に示すように、ＧａＡｓ基板６５の上面上に、約０．１μｍの厚みを有するＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなるエッチングストッパ層６６とｎ型コンタクト層６１とをこの順に積層する。その後、ｎ型コンタクト層６１の上面上に、約５μｍの間隔を隔てて離間するように赤色半導体レーザ素子７０と赤外半導体レーザ素子８０とを形成して２波長半導体レーザ素子６０のウェハを作製する。なお、ＧａＡｓ基板６５は、本発明の「成長用基板」の一例である。
【００９２】
具体的には、ｎ型コンタクト層６１の上面上に、赤外半導体レーザ素子８０となるｎ型クラッド層８２、活性層８３、およびｐ型クラッド層８４を順次形成する。その後、ｐ型クラッド層８４からｎ型コンタクト層６１の深さ約０．５μｍまでの一部をエッチングしてｎ型コンタクト層６１の一部を露出させて、その露出した部分の一部に、凹部６７ａおよび６７ｂとなる領域を残して、赤色半導体レーザ素子７０となるｎ型クラッド層７２、活性層７３、およびｐ型クラッド層７４を順次形成する。その後、リッジ７５および９５と、電流ブロック層７６とをそれぞれ形成する。その後、真空蒸着法を用いて、リッジ７５および電流ブロック層７６の上面を覆うようにｐ側パッド電極７７を形成するとともに、リッジ８５および電流ブロック層７６の上面を覆うようにｐ側パッド電極８７を形成する。
【００９３】
ここで、第１実施形態の製造プロセスでは、図１２に示すように、アンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板６５のｎ型コンタクト層６１とは反対側の表面６５ａの所定の領域に側面６５ｂを有する凹部６５ｃを形成する。この際、エッチングは、エッチングストッパ層６６とｎ型コンタクト層６１との界面で停止する。その後、フッ化水素酸または塩酸などによるウェットエッチングにより凹部６５ｃの底部に露出するエッチングストッパ層６６を除去してｎ型コンタクト層６１の上面（底面６５ｄ）を露出させる。その後、真空蒸着法を用いて、凹部６５ｃの底面６５ｄ上にｎ側オーミック電極６２およびｎ側パッド電極６３を順次形成する。
【００９４】
その後、ｎ側オーミック電極６２とｎ型コンタクト層６１とを合金化するために、窒素雰囲気中で熱処理を行う。
【００９５】
一方、図１３に示すように、支持基板１０１の所定の領域に、上面１０１ａから下面１０１ｂ（図１３参照）に向かって貫通するビア３０１〜３０３を複数形成する。この際、図９に示すように、支持基板１０１の一方側（Ａ１側）の端面１０１ｅからビア３０１の中心位置までの距離Ｌ２と、端面１０１ｅからビア３０２および３０３の各々の中心位置までの距離Ｌ１とが異なるように、各々のビアを形成する。その後、ビア３０１〜３０３に、それぞれ、導電性部材１〜３（図１３参照）を充填することにより、上面１０１ａおよび下面１０１ｂに凹凸を有しない平坦面を形成する。その後、支持基板１０１の上面１０１ａおよび下面１０１ｂに、それぞれ、パッド電極９２〜９４、および、パッド電極１０２〜１０４をパターニング形成する（図９参照）。
【００９６】
その後、図１３に示すように、パッド電極が形成された支持基板１０１に対して、２波長半導体レーザ素子６０が形成されたウェハを接合する。この際、ｐ側パッド電極７７とパッド電極９２とを対向させるとともに、ｐ側パッド電極８７とパッド電極９３とを対向させながら、導電性接着層９５を介して接合する。
【００９７】
その後、アンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うことにより、ＧａＡｓ基板６５（破線で示す）を全て除去する。さらに、フッ化水素酸または塩酸などによるウェットエッチングによりエッチングストッパ層６６（図１２参照）を全て除去する。これにより、ｎ型コンタクト層６１上には、ｎ側オーミック電極６２およびｎ側パッド電極６３のみが残される。その後、図１４に示すように、赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子８０の素子構造が形成されていない領域（凹部６７ｂが形成された領域）のｎ型コンタクト層６１をスクライブやウェットエッチングなどにより除去することにより、パッド電極９４の上方に、後の工程で青紫色半導体レーザ素子５０を接合するための幅約２３５μｍの凹部６８を形成する。これにより、ウェハがＢ方向に分離されて、Ｂ方向に約６５μｍの幅を有する２波長半導体レーザ素子６０が複数形成される。
【００９８】
その後、所定の共振器長を有するように、ウェハをバー状に劈開して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。そして、光出射側の共振器端面に低反射率の誘電体多層膜を形成するとともに、光反射側の共振器端面に高反射率の誘電体多層膜を形成する。その後、図１４の素子分割線９１０の位置（素子分割線９１０のＢ１側の幅が約１１５μｍとなり、素子分割線９１０のＢ２側の幅が約１２５μｍとなる位置）で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより支持基板１０１に接合された２波長半導体レーザ素子６０の複数個のチップが形成される。
【００９９】
その後、図７に示すように、青紫色半導体レーザ素子５０を、ｐ側パッド電極５８とパッド電極９４とを対向させ、かつ、パッド電極９１とｎ側パッド電極６３とを対向させながら、導電性接着層９６を介して２波長半導体レーザ素子６０および支持基板１０１に接合する。ここで、導電性接着層９５の融点は、導電性接着層９６の融点よりも高いので、青紫色半導体レーザ素子５０を支持基板１０１に接合する際に、導電性接着層９５が溶解しない。したがって、この工程において、支持基板１０１から２波長半導体レーザ素子６０が外れたり、２波長半導体レーザ素子６０の接合位置がずれたりする不具合が発生しない。その後、導電性の基台３１５の表面上に形成された電極層１１７の上面に、支持基板１０１の下面を導電性接着層９７を用いて固定する。
【０１００】
最後に、セラミック製のコレット（図示せず）を用いて、基台３１５を導電性接着層（図示せず）を介して台座１１６に対して押圧しながら固定する。このようにして、第１実施形態による半導体レーザ装置１００（図７参照）が形成される。
【０１０１】
第１実施形態では、上記のように、複数のビアのうちの１つのビアの中心位置から支持基板１０１の出射面側の端面１０１ｅまでの共振器方向（Ａ方向）に沿った距離が、複数のビアのうちの少なくとも他の１つのビアの中心位置から支持基板１０１の出射面側の端面１０１ｅまでの共振器方向に沿った距離と異なるように形成されているので、支持基板１０１のＢ方向の幅が狭い場合であっても、個々のビアの直径を大きくしながら、複数のビアを効率よく支持基板１０１中に設けることができる。
【０１０２】
また、第１実施形態では、ビア３０２および３０３に対して、Ｂ方向に関して挟まれた位置にあるビア３０１を共振器方向にずらして形成しているので、支持基板１０１のＢ方向の幅が狭い場合であっても、個々のビアの直径を大きくしながら、複数のビアをより効率よく支持基板１０１中に設けることができる。
【０１０３】
また、第１実施形態では、基台３１５の支持基板１０１の下面１０１ｂが接合される表面上に引き出し電極３１１〜３１３が形成されており、引き出し電極３１１〜３１３を、ビア３０１〜３０３の導電性部材１〜３にそれぞれ接続するように構成することによって、基台３１５の表面上に形成された引き出し電極３１１〜３１３において、金属線１２１、１２３および１２４のワイヤボンディングを容易に行うことができる。
【０１０４】
また、第１実施形態では、引き出し電極３１２および３１３に挟まれた引き出し電極３１１を、赤色半導体レーザ素子７０の共振器方向に沿って短冊状に形成するとともに、光出射面側（Ａ１側）とは反対側のＡ２側の端部に設けられたワイヤボンド部３１１ａを、基台３１５と支持基板１０１との間から露出するように構成することによって、支持基板１０１の幅が狭い場合であっても、基台３１５上に引き出し電極３１１〜３１３を効率よく配置することができ、かつ、基台３１５と支持基板１０１との間から露出するワイヤボンド部３１１ａに対して容易に金属線１２３をワイヤボンドすることができる。また、金属線１２３をＡ２側に配置することができ、金属線１２３が出射光の妨げにならないようにすることができる。
【０１０５】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、エッチングによりＧａＡｓ基板６５を除去して２波長半導体レーザ素子６０の厚みを小さくした後に、２波長半導体レーザ素子６０に、平坦部５１ａの下面と重なるｎ側パッド電極６３の上面を形成することによって、青紫色半導体レーザ素子５０の一部と２波長半導体レーザ素子６０とが重なる位置において、ｎ側電極５９からｎ型ＧａＮ基板５１およびｎ型コンタクト層６１を経て活性層７３および８３に達する距離（厚み）がより小さくなる分、電気抵抗を容易に低減することができる。この結果、２波長半導体レーザ素子６０の作動電圧が低減されるので、半導体レーザ装置１００の発熱を抑制することができる。
【０１０６】
また、第１実施形態では、平坦部５１ａが、ｎ側パッド電極６３の上面においても接合されるので、支持基板１０１に対する青紫色半導体レーザ素子５０と２波長半導体レーザ素子６０との接合箇所（合計４箇所）が増える分、各々のレーザ素子を確実に支持基板１０１上に固定することができる。また、この際、２波長半導体レーザ素子６０におけるｎ側パッド電極６３が、導電性接着層９６を介して青紫色半導体レーザ素子５０のパッド電極９１に電気的に接続されているので、１本の金属線１２２のみをｎ側電極５９にワイヤボンドすることで、半導体レーザ装置１００におけるカソードコモン結線を容易に実現することができる。
【０１０７】
また、第１実施形態では、金属線１２２を、２波長半導体レーザ素子６０よりも厚みの大きな青紫色半導体レーザ素子５０のｎ側電極５９にワイヤボンドすることによって、レーザ素子の厚みが大きい分、ワイヤボンド時に素子が損傷しやすくなるのを抑制することができる。
【０１０８】
また、第１実施形態では、Ｖ族元素としてリンまたは砒素を最も多く含むＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子８０をモノリシックに形成して２波長半導体レーザ素子６０を構成している。すなわち、熱伝導率が低いＧａＡｓ基板６５を用いて赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子８０を形成した後、ＧａＡｓ基板６５とは反対側のレーザ素子層（ｐ側パッド電極７７および８７）側を接合面としてジャンクションダウン方式によりＧａＡｓ基板６５よりも熱伝導率の高い支持基板１０１の領域１０１ｃに接合し、その後、ＧａＡｓ基板６５を除去する工程が適用されている。これにより、２波長半導体レーザ素子６０が発する熱を、支持基板１０１を介して基台３１５に容易に放熱させることができる。
【０１０９】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０の厚み（約１００μｍ）を２波長半導体レーザ素子６０の厚み（約６μｍ）よりも大きく構成することによって、厚みの小さな２波長半導体レーザ素子６０を介して青紫色半導体レーザ素子５０で発生した熱を外部に放熱しやすくすることができる。特に、２波長半導体レーザ素子６０は窒化物系半導体以外のＩＩＩ−Ｖ族半導体からなり窒化物系半導体と比較して熱伝導率が低いため、上記効果は顕著である。
【０１１０】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、２波長半導体レーザ素子６０を形成する際に、ＧａＡｓ基板６５を除去した後にｎ型コンタクト層６１上にｎ側オーミック電極６２およびｎ側パッド電極６３を形成することによって、ｎ側パッド電極６３から活性層７３および８３までの距離（厚み）をＧａＡｓ基板６５を除去した分小さくすることができるので、２波長半導体レーザ素子６０におけるｎ側パッド電極６３と活性層７３および８３との間の電気抵抗を容易に低減することができる。この結果、２波長半導体レーザ素子６０の作動電圧が低減されるので、半導体レーザ装置１００の発熱を抑制することができる。
【０１１１】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０における突部５１ｂの中央部から２波長半導体レーザ素子６０側に寄せられた位置に光導波路（リッジ５６）が形成されているので、青紫色半導体レーザ素子５０のレーザ光出射点を、２波長半導体レーザ素子６０のレーザ光出射点にＢ１方向に近づけて半導体レーザ装置１００を構成することができる。
【０１１２】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０における突部５１ｂの高さを２波長半導体レーザ素子６０の厚みと略同じであるように構成することによって、支持基板１０１の下面から青紫色半導体レーザ素子５０の活性層５３までの高さと、支持基板１０１の下面から２波長半導体レーザ素子６０の活性層７３および８３までの高さとを互いに近づけることができるので、レーザ光出射点を横方向に揃えることができる。
【０１１３】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０の幅（約１００μｍ）を、支持基板の幅よりも小さく構成することによって、青紫色半導体レーザ素子５０の幅を狭く形成できる分、製造プロセス上、ｎ型ＧａＮ基板５１の１枚あたりの青紫色半導体レーザ素子５０の取れ数を多くすることが可能であり、青紫色半導体レーザ素子５０の製造コストを低減することができる。特に、本発明の第１半導体レーザ素子が窒化物系半導体レーザである場合、窒化物系半導体基板は価格が高いので、コスト低減の効果は著しい。
【０１１４】
また、第１実施形態では、２波長半導体レーザ素子６０のｎ側パッド電極６３の上面の一部が露出するように青紫色半導体レーザ素子５０を支持基板１０１に接合することによって、上記同様に、青紫色半導体レーザ素子５０の幅を狭く形成できる分、製造プロセス上、ｎ型ＧａＮ基板５１の１枚あたりの青紫色半導体レーザ素子５０の取れ数を多くすることが可能であり、青紫色半導体レーザ素子５０の製造コストを低減することができる。
【０１１５】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０を、支持基板１０１に接合される側（Ｃ１側）に活性層５３を配置することによって、支持基板１０１の下面から青紫色半導体レーザ素子５０の活性層５３までの高さと、支持基板１０１の下面から２波長半導体レーザ素子６０の活性層７３および８３までの高さとを互いに近づけることができる。
【０１１６】
また、第１実施形態では、２波長半導体レーザ素子６０において、青紫色半導体レーザ素子５０側に寄せられた位置に各々のレーザ素子の光導波路（リッジ７５および８５）が形成されているので、２波長半導体レーザ素子６０が有する２つのレーザ光出射点の各々を、青紫色半導体レーザ素子５０のレーザ光出射点にＢ２方向に近づけて半導体レーザ装置１００を構成することができる。
【０１１７】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０を、突部５１ｂの２波長半導体レーザ素子６０とは反対側（Ｂ２側）の端部に支持部５４ａを有するように構成することによって、青紫色半導体レーザ素子５０を支持基板１０１のパッド電極９４に接合する際に、支持部５４ａにより青紫色半導体レーザ素子５０が傾いて接合されるのを容易に抑制することができる。
【０１１８】
また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器長を、２波長半導体レーザ素子６０の共振器長よりも小さく形成することによって、青紫色半導体レーザ素子５０の共振器長を短く形成できる分、製造プロセス上、ｎ型ＧａＮ基板５１の１枚あたりの青紫色半導体レーザ素子５０の取れ数を多くすることが可能であり、青紫色半導体レーザ素子５０の製造コストを低減することができる。また、この場合、青紫色半導体レーザ素子５０と２波長半導体レーザ素子６０との高出力化を容易に行うことができる。
【０１１９】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、２波長半導体レーザ素子６０を接合する導電性接着層９５の融点を、青紫色半導体レーザ素子５０を接合する導電性接着層９６の融点よりも高くすることによって、青紫色半導体レーザ素子５０を支持基板１０１に接合する際に、導電性接着層９５が溶解しない。したがって、この工程において、支持基板１０１から２波長半導体レーザ素子６０が外れたり、２波長半導体レーザ素子６０の接合位置がずれたりする不具合が発生するのを抑制することができる。
【０１２０】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、２波長半導体レーザ素子６０を形成する際、青紫色半導体レーザ素子５０を２波長半導体レーザ素子６０（ｎ側パッド電極６３）に接合する前に、ｎ側オーミック電極６２およびｎ型コンタクト層６１を熱処理によって合金化することによって、製造プロセス上、接合工程の前に２波長半導体レーザ素子６０に形成されたｎ側オーミック電極６２の合金化のための熱処理（約５００℃の温度条件下での合金化の工程）を施しておき、その後、熱処理済みの２波長半導体レーザ素子６０に対して青紫色半導体レーザ素子５０を接合すればよい。すなわち、熱処理前の２波長半導体レーザ素子６０に対して青紫色半導体レーザ素子５０を接合した後に２波長半導体レーザ素子６０に対して上記熱処理を行う場合、熱処理工程における処理温度（約５００℃）が、青紫色半導体レーザ素子５０に形成されたｐ側オーミック電極層５５などに悪影響を及ぼしてオーミック特性が悪化しやすくなるという不都合がある一方、上記構成では、熱処理済みの２波長半導体レーザ素子６０に対して青紫色半導体レーザ素子５０を接合することにより、青紫色半導体レーザ素子５０の電極層（ｐ側オーミック電極層５５やｎ側電極５９）は、熱処理（合金化）の影響を受けない。これにより、青紫色半導体レーザ素子５０のオーミック電極層の特性が悪化するのを抑制することができる。さらには、上記工程を含むことにより、２波長半導体レーザ素子６０に対して青紫色半導体レーザ素子５０を接合する前のｎ側オーミック電極６２の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、ｎ型コンタクト層６１とｎ側オーミック電極６２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。
【０１２１】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、リンまたは砒素を含むＩＩＩ−Ｖ族半導体からなるｎ型コンタクト層６１によって２波長半導体レーザ素子６０を形成する場合、ｎ型コンタクト層６１とｎ側オーミック電極６２とを合金化することにより、ｎ型コンタクト層６１とｎ側オーミック電極６２間のオーミック特性を向上させて、接触抵抗をより小さくすることができる。
【０１２２】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、ＧａＡｓ基板６５の上面上にエッチングストッパ層６６を形成した後に、レーザ素子となる半導体素子層を形成することによって、ウェットエッチングによりＧａＡｓ基板６５を除去する際、エッチングをエッチングストッパ層６６とｎ型コンタクト層６１との界面で確実に停止させることができるので、２波長半導体レーザ素子６０の厚みを容易に調整し、かつ、均一な厚みに形成することができる。
【０１２３】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、支持基板１０１に接合されたウェハ状態の２波長半導体レーザ素子６０において、ＧａＡｓ基板６５を除去した後に、レーザ素子構造が形成されていない領域のｎ型コンタクト層６１を除去することにより、支持基板１０１のパッド電極９４の上方に凹部６８を形成することによって、上記の工程により支持基板１０１の領域１０１ｄを容易に露出させることができる。これにより、後の工程において、青紫色半導体レーザ素子５０を凹部６８に嵌め込みながら、容易にパッド電極９４に接合することができる。また、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子６０をバー状に劈開する際、劈開する半導体素子層の部分が少なくなるので劈開を容易に行うことができ、２波長半導体レーザ素子６０に平坦性が良好な共振器面を形成することができる。また、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子６０を素子分割する際、厚みが小さな支持基板１０１の部分で容易に素子分割を行うことができる。
【０１２４】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、支持基板１０１に接合された２波長半導体レーザ素子６０に対して、予めチップ化された青紫色半導体レーザ素子５０を接合することによって、青紫色半導体レーザ素子５０がチップ化されている分（図１０参照）、１枚のウェハ基板（ｎ型ＧａＮ基板５１）における青紫色半導体レーザ素子５０のチップの取れ数を多く確保することができる。
【０１２５】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、支持基板１０１に接合された後にチップ化された２波長半導体レーザ素子６０に対して、予めチップ化された青紫色半導体レーザ素子５０を接合することによって、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子６０を素子分割する際、厚みが小さな支持基板１０１の部分で容易に素子分割を行うことができる。
【０１２６】
（第１実施形態の変形例）
図１５を参照して、第１実施形態の変形例について説明する。この第１実施形態の変形例では、上記第１実施形態と異なり、２波長半導体レーザ素子６０ａにＧａＡｓ基板６５の一部が残されている場合について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。なお、２波長半導体レーザ素子６０ａは、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。
【０１２７】
第１実施形態の変形例における半導体レーザ装置１００ａでは、図１５に示すように、２波長半導体レーザ素子６０ａにおいて、下部に赤外半導体レーザ素子８０が形成されたｎ型コンタクト層６１の上面上に青紫色半導体レーザ素子５０のｎ型ＧａＮ基板５１と導通するためのｎ側オーミック電極６２およびｎ側パッド電極６３が形成されている一方、下部に赤色半導体レーザ素子７０が形成されたｎ型コンタクト層６１の上面上には、エッチングストッパ層６６を介してＧａＡｓ基板６５が凸状（台形状）に残されている。すなわち、ＧａＡｓ基板６５が残される分、２波長半導体レーザ素子６０ａの最大厚み（Ｃ方向）が大きくなっている。
【０１２８】
なお、第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１００ａのその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。また、第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１００ａの製造プロセスでは、ＧａＡｓ基板６５の表面６５ａに凹部６５ｃ（図１５参照）を形成する際、下部に赤色半導体レーザ素子７０および赤外半導体レーザ素子８０が形成されている領域のＧａＡｓ基板６５を全て除去せずに、赤外半導体レーザ素子８０に対応する領域のＧａＡｓ基板６５のみを除去して２波長半導体レーザ素子６０ａのウェハを形成する点を除いて、上記第１実施形態の製造プロセスと略同様である。
【０１２９】
第１実施形態の変形例では、上記のように、２波長半導体レーザ素子６０ａにＧａＡｓ基板６５の一部が残されているので、製造プロセス上、予め２波長半導体レーザ素子６０ａが接合された支持基板１０１に青紫色半導体レーザ素子５０を接合する際、接合に伴う押圧力によって、２波長半導体レーザ素子６０ａを破損しにくくすることができる。
【０１３０】
（第２実施形態）
図７、図１６および図１７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、半導体レーザ装置２００の幅方向（Ｂ方向）の略中央に共振器長が約８００μｍの青紫色半導体レーザ素子２５０が配置され、かつ、青紫色半導体レーザ素子２５０の両側に互いに分離された共振器長が約１．５ｍｍの赤色半導体レーザ素子２７０および共振器長が約１．５ｍｍの赤外半導体レーザ素子２８０が配置される場合について説明する。なお、図１６は、図１７の２０００−２０００線に沿った断面を示している。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【０１３１】
本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００は、図１６に示すように、ビア３０１、３０２および３０３が形成された支持基板１０１の上面１０１ａ上に、赤色半導体レーザ素子２７０と、青紫色半導体レーザ素子２５０と、赤外半導体レーザ素子２８０とが、横方向に、互いに、約５μｍの間隔を隔てて配置されている。なお、青紫色半導体レーザ素子２５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。また、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。
【０１３２】
また、青紫色半導体レーザ素子２５０では、約８０μｍの幅方向の略中央領域における下面が下方に突出する幅約２０μｍの突部２５１ｂを有するとともに、突部２５１ｂの両側に各々が幅約３０μｍの平坦部２５１ａおよび２５１ｃを有している。そして、突部２５１ｂの下部に、上記第１実施形態と類似のレーザ素子構造が形成されている。なお、第２実施形態では、リッジ５６は、半導体素子層の略中央部の位置に形成されており、ｐ型クラッド層には上記第１実施形態で示した支持部５４ａ（図７参照）は形成されていない。また、平坦部２５１ａおよび２５１ｃには、それぞれ、青紫色半導体レーザ素子２５０の共振器方向（Ａ方向）に沿って短冊状に延びるパッド電極２９１ａおよび２９１ｂが形成されている。
【０１３３】
また、第２実施形態では、図１６および図１７に示すように、支持基板１０１には、上面１０１ａから下面１０１ｂに向かって支持基板１０１中を貫通するビア３０１、３０２および３０３が形成されている。また、パッド電極２９２と１０２とは、ビア３０１の導電性部材１に接続されて導通するとともに、パッド電極２９３と１０３とは、ビア３０２の導電性部材２に接続されて導通している。また、パッド電極２９４と１０４とは、ビア３０３の導電性部材３に接続されて導通するように構成されている。この際、第２実施形態では、支持基板１０１中に形成されるビア３０１〜３０３の平面的な配置関係については、図１７に示すように、赤色半導体レーザ素子２７０用のビア３０１および赤外半導体レーザ素子２８０用のビア３０２が、光出射面側の支持基板１０１の端面１０１ｅ寄りの位置に形成されるとともに、青紫色半導体レーザ素子２５０用のビア３０３が、光出射面とは反対寄りの位置に形成されている。すなわち、端面１０１ｅからビア３０１および３０２の中心位置までのＡ方向に沿った距離Ｌ１（約２００μｍ）に対して、この端面１０１ｅからビア３０３の中心位置までの距離Ｌ２（約６００μｍ）が長くなるように各々のビアは形成されている。なお、ビア３０１および３０２は、本発明の「第１ビア」の一例であり、ビア３０３は、本発明の「第２ビア」の一例である。
【０１３４】
また、図１６および図１７に示すように、支持基板１０１の上面１０１ａ上には、各々が平面的に見てＡ方向に短冊状に延びた略矩形形状を有するパッド電極２９２、２９３および２９４がパターニング形成されている。この際、パッド電極２９２および２９３は、端面１０１ｅからＡ２側の端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。一方、パッド電極２９４は、端面１０１ｅ側から青紫色半導体レーザ素子２５０の共振器長と略同じ長さで形成されている。また、パッド電極２９２、２９３および２９４は、それぞれ、ビア３０１、３０２および３０３が形成された位置に形成されるとともに、パッド電極２９２、２９３および２９４は、それぞれ、赤色半導体レーザ素子２７０のｐ側パッド電極７７、赤外半導体レーザ素子２８０のｐ側パッド電極８７および青紫色半導体レーザ素子２５０のｐ側パッド電極５８の支持基板１０１上の接合箇所に配置される。この際、パッド電極２９４は、パッド電極２９２と２９３とによってＢ方向に挟まれている。また、支持基板１０１の下面１０１ｂ上には、パッド電極１０２、１０３および１０４が、それぞれ、ビア３０１、３０２および３０３が形成された位置に形成されている。また、パッド電極１０２および１０３は、それぞれ、パッド電極２９２および２９３と合同な形状を有し、パッド電極１０２および１０３は、それぞれ、パッド電極２９２および２９３と対向する位置に形成されている。一方、パッド電極１０４は、端面１０１ｅから端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。したがって、パッド電極２９２と１０２とは、ビア３０１の導電性部材１に接続されて導通され、パッド電極２９３と１０３とは、ビア３０２の導電性部材２に接続されて導通され、パッド電極２９４と１０４とは、ビア３０３の導電性部材３に接続されて導通されるように構成されている。
【０１３５】
したがって、第２実施形態では、図１６に示すように、支持基板１０１の幅方向の略中央において青紫色半導体レーザ素子２５０が接合されるとともに、青紫色半導体レーザ素子２５０の両側のＢ２側とＢ１側とに、それぞれ、赤色半導体レーザ素子２７０と赤外半導体レーザ素子２８０とが接合されるように構成されている。ここで、赤色半導体レーザ素子２７０は、約４０μｍの素子幅を有しており、リッジ７５は、青紫色半導体レーザ素子２５０側（Ｂ１側）における側面からＢ２側に向かって約１０μｍだけ内側の位置に形成されている。また、赤外半導体レーザ素子２８０は、約４０μｍの素子幅を有しており、リッジ８５は、青紫色半導体レーザ素子２５０側（Ｂ２側）における側面からＢ１側に向かって約１０μｍだけ内側の位置に形成されている。したがって、左右のレーザ素子の発光部が、中央のレーザ素子の発光部に近付くように配置されている。
【０１３６】
また、第２実施形態では、赤色半導体レーザ素子２７０のｐ側パッド電極７７の下面が、支持基板１０１のパッド電極２９２に接合された状態において、青紫色半導体レーザ素子２５０の平坦部２５１ａ（パッド電極２９１ａの下面）が赤色半導体レーザ素子２７０のｎ側パッド電極６３の上面（Ｃ２側の表面）に重なり、かつ、赤外半導体レーザ素子２８０のｐ側パッド電極８７の下面が、支持基板１０１のパッド電極２９３に接合された状態において、平坦部２５１ｃ（パッド電極２９１ｂの下面）が赤外半導体レーザ素子２８０のｎ側パッド電極６３の上面に重なるように、ｐ側パッド電極５８の下面が支持基板１０１のパッド電極２９４に接合されている。なお、赤色半導体レーザ素子２７０におけるｐ側パッド電極７７の下面および赤外半導体レーザ素子２８０におけるｐ側パッド電極８７の下面が、本発明の「第３表面」に対応し、各々のレーザ素子のｎ側パッド電極６３の上面（Ｃ２側の表面）が、本発明の「第４表面」に対応している。
【０１３７】
また、図１７に示すように、青紫色半導体レーザ素子２５０の共振器長は、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の共振器長よりも短く形成されており、３つの半導体レーザ素子（２５０、２７０および２８０）は、光出射側（Ａ１側）の共振器端面が、同一平面（端面１０１ｅ）上に揃えられて支持基板１０１に接合されている。
【０１３８】
また、図１７に示すように、基台３１５上に絶縁膜３１６を介して引き出し電極３１１〜３１３が形成されている。第２実施形態では、青紫色半導体レーザ素子２５０の下部に配置される引き出し電極３１３が、Ａ１側の端部からＡ２側の端部までＡ方向に沿って短冊状に延びて形成されており、光出射面とは反対側に設けられるワイヤボンド部３１３ａが基台３１５と支持基板１０１との間から露出している。また、引き出し電極３１１および３１２は、支持基板１０１の側方（Ｂ２側およびＢ１側）に延びて形成されており、ワイヤボンド部３１１ａおよび３１２ａが、それぞれ、基台３１５と支持基板１０１との間から露出している。
【０１３９】
したがって、青紫色半導体レーザ素子２５０は、青紫色半導体レーザ素子２５０から露出するように、青紫色半導体レーザ素子２５０と支持基板１０１との間からＡ２側に延びたパッド電極３１３のワイヤボンド部３１３ａにワイヤボンディングされた金属線２０１を介してリード端子１１１に接続されるとともに、ｎ側電極５９が、金属線２０２を介して台座１１６に接続されている。また、赤色半導体レーザ素子２７０は、側方（Ｂ２側）に延びたパッド電極３１１のワイヤボンド部３１１ａにワイヤボンディングされた金属線２０３を介してリード端子１１３に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子２８０は、側方（Ｂ１側）に延びたパッド電極３１２のワイヤボンド部３１２ａにワイヤボンディングされた金属線２０４を介してリード端子１１２に接続されている。また、図１６に示すように、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々のｎ側パッド電極６３は、導電性接着層９６を介して青紫色半導体レーザ素子２５０のパッド電極２９１ａおよび２９１ｂの各々に電気的に接続されている。これにより、半導体レーザ装置２００は、各半導体レーザ素子のｐ側パッド電極（５８、７７および８７）が互いに絶縁されたリード端子に電気的に接続されるとともに、ｎ側電極（５９および６３）が共通の負極端子に電気的に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。
【０１４０】
次に、図１３および図１６〜図１９を参照して、第２実施形態による半導体レーザ装置２００の製造プロセスについて説明する。なお、図１８および図１９は、それぞれ、図１７の２０００−２０００線に沿った断面での製造過程での状態を示している。
【０１４１】
第２実施形態による半導体レーザ装置２００の製造プロセスでは、図１８に示すように、予めビア３０１〜３０３、パッド電極２９２〜２９４、および、パッド電極１０２〜１０４が形成されてなる支持基板１０１の上面１０１ａ上に、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて形成された２波長半導体レーザ素子２９５のウェハを接合した後、真空蒸着法を用いて、凹部２９５ｃのうちの凹部６７ａと対向する領域以外の底面２９５ｄ上に、ｎ側オーミック電極６２およびパッド電極６３を形成する。これにより、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々に対応したｎ側オーミック電極６２およびパッド電極６３が形成される。その後、ＧａＡｓ基板６５を全て除去し、さらに、図１９に示すように、レーザ素子構造が形成されていない領域（凹部６７ａおよび６７ｂが形成された領域）のｎ型コンタクト層６１をスクライブやウェットエッチングなどにより除去する。これにより、赤色半導体レーザ素子２７０と赤外半導体レーザ素子２８０とがＢ方向に完全に分離される。
【０１４２】
その後、所定の共振器長を有するように、ウェハをバー状に劈開して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。その後、図１９の素子分割線９２０の位置で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより、中央領域に青紫色半導体レーザ素子２５０を接合するための凹部２１０を有するとともに凹部２１０のＢ２側およびＢ１側に赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０がそれぞれ配置された支持基板１０１の複数個のチップが形成される。
【０１４３】
この後、図１６に示すように、チップ化された青紫色半導体レーザ素子２５０を、支持基板１０１に接合する。すなわち、ｐ側パッド電極５８とパッド電極２９４とを対向させるとともに、パッド電極２９１ａおよび２９１ｂを、各々に対向する赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々のｎ側パッド電極６３と対向させながら、導電性接着層９６を介して接合する。また、この際、図１７に示すように、青紫色半導体レーザ素子２５０の光出射側の共振器端面が、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の光出射側の共振器端面と同一面上に揃うように接合する。
【０１４４】
なお、第２実施形態による半導体レーザ装置２００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。
【０１４５】
第２実施形態では、上記のように、平坦部２５１ａおよび２５１ｃが、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々のｎ側パッド電極６３の上面に接合されるので、支持基板１０１に対する青紫色半導体レーザ素子２５０と赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０との接合箇所（合計５箇所）が増える分、各々のレーザ素子を確実に支持基板１０１上に固定することができる。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。
【０１４６】
（第３実施形態）
図２０および図２１を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態による半導体レーザ装置３００では、上記第１実施形態と異なり、２波長半導体レーザ素子６０のみが絶縁性のＳｉからなる支持基板３３１の上面３３１ａ上に接合され、かつ、２波長半導体レーザ素子６０のｎ側パッド電極６３上に、青紫色半導体レーザ素子５０が接合される場合について説明する。なお、図２０は、図２１の３０００−３０００線に沿った断面を示している。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第３実施形態と同じ符号を付して図示している。
【０１４７】
本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置３００は、図２０に示すように、２波長半導体レーザ素子６０が支持基板３３１の上面３３１ａ上に接合されている。そして、青紫色半導体レーザ素子５０のｎ型ＧａＮ基板５１を下側（Ｃ１側）にして２波長半導体レーザ素子６０上に導電性接着層９６を介して接合されている。これにより、上記第１実施形態で用いた支持基板１０１よりもＢ方向に幅の小さい支持基板３３１が基台３１５上に接合されて半導体レーザ装置３００が構成されている。
【０１４８】
また、図２１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にワイヤボンディングされた金属線３５１を介してリード端子１１１に接続されるとともに、パッド電極９１が、金属線３５２を介して台座１１６に直接接続されている。また、２波長半導体レーザ素子６０における赤色半導体レーザ素子７０は、引き出し電極３１１のＢ２側に延びたワイヤボンド部３１１ａにワイヤボンディングされた金属線３５３を介してリード端子１１３に接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子８０は、引き出し電極３１２のＢ１側に延びたワイヤボンド部３１２ａにワイヤボンディングされた金属３５４を介してリード端子１１２に接続されている。また、ｎ側パッド電極６３は、導電性接着層９６を介してｎ型ＧａＮ基板５１に導通している。
【０１４９】
また、支持基板３３１に２波長半導体レーザ素子６０用のビア３０１および３０２のみが形成され、上面３３１ａにパッド電極９２および９３のみが形成され、下面３３１ｂにパッド電極１０２および１０３のみが形成されている。この場合、ビア３０１および３０２のいずれか一方が、本発明の「第１ビア」に対応し、他方が、本発明の「第２ビア」に対応する。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１実施形態と略同様である。また、第３実施形態における半導体レーザ装置３００の製造プロセスについては、支持基板３３１に２波長半導体レーザ素子６０用のビア３０１および３０２のみを形成する点と、支持基板３３１に接合された２波長半導体レーザ素子６０上にチップ化された青紫色半導体レーザ素子５０をｎ型ＧａＮ基板５１の下面（ｎ側電極５９）を接合面として接合する点とを除いて、上記第１実施形態の製造プロセスと略同様である。また、第３実施形態の効果は、上記第１実施形態と略同様である。
【０１５０】
（第４実施形態）
図２２〜図２４を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態による半導体レーザ装置４００では、上記第１実施形態の製造プロセスと異なり、２波長半導体レーザ素子６０が接合されたウェハ状態の支持基板１０１に対して、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子４５０を接合した後、接合された２枚のウェハを同時に劈開するとともに、その後、同時に素子分割して半導体レーザ装置４００を形成する場合について説明する。なお、図２２および図２４は、図２３の４０００−４０００線に沿った断面を示している。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。なお、青紫色半導体レーザ素子４５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。
【０１５１】
ここで、第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、図２２および図２３に示すように、青紫色半導体レーザ素子４５０のｎ型ＧａＮ基板５１の２波長半導体レーザ素子６０側（Ｂ１側）の平坦部５１ａが、２波長半導体レーザ素子６０の上面（ｎ側パッド電極６３の上面）の略全領域と重なるように構成されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子４５０は、上記第１実施形態の青紫色半導体レーザ素子５０よりもより広い接合面積を有した状態で、２波長半導体レーザ素子６０の上面に接合されている。また、青紫色半導体レーザ素子４５０の共振器長と２波長半導体レーザ素子６０の共振器長とは等しく約１ｍｍに形成されており、青紫色半導体レーザ素子４５０と２波長半導体レーザ素子６０とは、光反射側（Ａ２側）の共振器端面が、同一平面上に揃えられて支持基板１０１に接合されている。なお、図２３では、ｎ型ＧａＮ基板５１の下部に隠れる２波長半導体レーザ素子６０の外形を破線で示している。また、パッド電極９２、９３および９４は、端面１０１ｅからＡ２側の端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。
【０１５２】
また、第４実施形態では、ビア３０１は、赤色半導体レーザ素子７０のリッジ７５に沿った光出射面と反対（Ａ２側）寄りの位置に形成され、ビア３０２は、赤外半導体レーザ素子８０のリッジ８５に沿った光出射面（Ａ１側）寄りの位置に形成され、ビア３０３は、青紫色半導体レーザ素子５０の下部においてビア３０２とＡ方向に沿って略同じ位置に形成されている。すなわち、支持基板１０１の端面１０１ｅからビア３０２および３０３の中心位置までのＡ方向に沿った距離Ｌ１（約３００μｍ）に対して、端面１０１ｅから、ビア３０１の中心位置までの距離Ｌ２（約７００μｍ）が長くなるように各ビアが形成されている。なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１５３】
また、第４実施形態による半導体レーザ装置４００の製造プロセスでは、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて形成された支持基板１０１に２波長半導体レーザ素子６０が接合されたウェハを準備する。そして、図２４に示すように、パッド電極９４およびｎ側パッド電極６３が、それぞれ、パッド電極５８およびパッド電極９１に接合するように、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子４５０を支持基板１０１に導電性接着層９６を用いて接合した後、ウェハ状態の支持基板１０１とウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子４５０とを共にバー状に劈開して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。その後、素子分割線９４０の位置で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより、半導体レーザ装置４００（図２２参照）の複数個のチップを形成する。なお、第４実施形態による半導体レーザ装置４００のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と略同様である。
【０１５４】
第４実施形態の製造プロセスでは、上記のように、２波長半導体レーザ素子６０が接合されたウェハと青紫色半導体レーザ素子４５０が形成されたウェハとを接合した後、同時に劈開して各半導体レーザ素子の共振器端面を形成することによって、各半導体レーザ素子の共振器端面の位置を、容易に一致させて半導体レーザ装置４００を形成することができる。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。
【０１５５】
（第５実施形態）
図２５〜図２７を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態による半導体レーザ装置５００では、上記第２実施形態の製造プロセスと異なり、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子２９５を基にして互いに完全に分離された赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０が接合されたウェハ状態の支持基板１０１に対して、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子５５０を接合した後、接合された２枚のウェハを同時に劈開するとともに、その後、同時に素子分割して半導体レーザ装置５００を形成する場合について説明する。なお、図２５は、図２６の５０００−５０００線に沿った断面を示している。なお、図中において、上記第２実施形態と同様の構成には、上記第２実施形態と同じ符号を付して図示している。なお、青紫色半導体レーザ素子５５０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。
【０１５６】
本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置５００は、図２５に示すように、ビア３０１〜３０３が形成された支持基板１０１の表面上に、上記第２実施形態と同様の配置関係を有するように、青紫色半導体レーザ素子５５０と、青紫色半導体レーザ素子５５０のＢ２側とＢ１側とに、それぞれ、赤色半導体レーザ素子２７０と赤外半導体レーザ素子２８０とが接合されている。
【０１５７】
ここで、第５実施形態では、上記第２実施形態と異なり、図２５および図２６に示すように、青紫色半導体レーザ素子５５０におけるｎ型ＧａＮ基板２５１の左右の平坦部２５１ａが、それぞれ、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の上面（各々のレーザ素子のｎ側パッド電極６３の上面）の略全領域と重なるように構成されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子５５０は、上記第２実施形態の青紫色半導体レーザ素子２５０よりもより広い接合面積を有した状態で、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々の上面に接合されている。また、青紫色半導体レーザ素子５５０の共振器長と赤色半導体レーザ素子２７０（赤外半導体レーザ素子２８０）の共振器長とは等しく約１ｍｍに形成されており、青紫色半導体レーザ素子５５０と赤色半導体レーザ素子２７０（赤外半導体レーザ素子２８０）とは、光反射側（Ａ２側）の共振器端面が、同一平面上に揃えられて支持基板１０１に接合されている。また、パッド電極９２、９３および９４は、端面１０１ｅからＡ２側の端面１０１ｆまでの略全体に亘って延びるように形成されている。
【０１５８】
また、第５実施形態では、ビア３０１は、赤色半導体レーザ素子７０のリッジ７５に沿った光出射面と反対（Ａ２側）寄りの位置に形成され、ビア３０２は、赤外半導体レーザ素子８０のリッジ８５に沿った光出射面（Ａ１側）寄りの位置に形成され、ビア３０３は、青紫色半導体レーザ素子５０の下部においてビア３０２とＡ方向に沿って略同じ位置に形成されている。すなわち、支持基板１０１の端面１０１ｅからビア３０２および３０３の中心位置までのＡ方向に沿った距離Ｌ１（約３００μｍ）に対して、端面１０１ｅから、ビア３０１の中心位置までの距離Ｌ２（約７００μｍ）が長くなるように各ビアが形成されている。なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【０１５９】
また、第５実施形態による半導体レーザ装置５００の製造プロセスでは、上記第２実施形態と同様の製造プロセスを用いて形成された支持基板１０１に赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０が接合されたウェハを準備する。そして、図２７に示すように、パッド電極２９４、赤色半導体レーザ素子２７０のｎ側パッド電極６３および赤外半導体レーザ素子２８０のｎ側パッド電極６３が、それぞれ、パッド電極５８、パッド電極２９１ａおよび２９１ｂに接合されるように、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子５５０を支持基板１０１に導電性接着層９６を用いて接合した後、ウェハ状態の支持基板１０１とウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子５５０とを共にバー状に劈開して、各半導体レーザ素子の共振器端面を形成する。その後、素子分割線９５０の位置で、バーを共振器方向に沿って素子分割することにより、半導体レーザ装置５００の複数個のチップを形成する。なお、第５実施形態における半導体レーザ装置５００のその他の製造プロセスについては、上記第２実施形態と同様である。また、第５実施形態の効果は、上記第２および第４実施形態と同様である。
【０１６０】
（第６実施形態）
図７、図２８および図２９を参照して、第６実施形態について説明する。この第６実施形態による半導体レーザ装置６００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５０ａと２波長半導体レーザ素子６０とが重なる位置において、ｎ型ＧａＮ基板５１とｎ側パッド電極６３とが電気的に接続されるように接合されていない場合について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、上記第１実施形態と同じ符号を付して図示している。なお、図２８は、図２９の６０００−６０００線に沿った断面を示している。なお、青紫色半導体レーザ素子５０ａは、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。
【０１６１】
本発明の第６実施形態による半導体レーザ装置６００は、図２８に示すように、２波長半導体レーザ素子６０にｎ型ＧａＮ基板５１が重なるように配置されている一方、ｎ型ＧａＮ基板５１と２波長半導体レーザ素子６０とは接合されておらず、ｎ型ＧａＮ基板５１とｎ側パッド電極６３との導通が図られていない。したがって、図２９に示すように、２波長半導体レーザ素子６０のｎ側パッド電極６３は、金属線６０１を介して台座１１６に直接接続されている。
【０１６２】
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１実施形態と同様である。また、第６実施形態における半導体レーザ装置６００の製造プロセスについては、平坦部５１ａにパッド電極９１を形成せず、かつ、ｎ型ＧａＮ基板５１とｎ側パッド電極６３とを電気的に接続せずに青紫色半導体レーザ素子５０ａを支持基板１０１に接合する点を除いて、上記第１実施形態の製造プロセスと略同様である。
【０１６３】
（第７実施形態）
図１５および図３０を参照して、第７実施形態について説明する。この第７実施形態による半導体レーザ装置７００では、上記第２実施形態と異なり、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々と青紫色半導体レーザ素子２５０ａとが重なる位置において、ｎ型ＧａＮ基板２５１とｎ側パッド電極６３とが電気的に接続されて接合されていない場合について説明する。なお、図中において、上記第２実施形態と同様の構成には、上記第２実施形態と同じ符号を付して図示している。なお、青紫色半導体レーザ素子２５０ａは、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。
【０１６４】
本発明の第７実施形態による半導体レーザ装置７００は、図３０に示すように、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々にｎ型ＧａＮ基板２５１が重なるように配置されている一方、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々とｎ型ＧａＮ基板２５１とは接合されておらず、赤色半導体レーザ素子２７０および赤外半導体レーザ素子２８０の各々のｎ側パッド電極６３とｎ型ＧａＮ基板２５１との導通が図られていない。
【０１６５】
また、赤色半導体レーザ素子２７０のｎ側パッド電極６３は、金属線７０１を介して台座１１６に直接接続されるとともに、赤外半導体レーザ素子２８０におけるｎ側パッド電極６３は、金属線７０２を介して台座１１６に直接接続されている。なお、第７実施形態における半導体レーザ装置７００のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。また、第７実施形態における半導体レーザ装置７００の製造プロセスについては、平坦部２５１ａにパッド電極２９１ａおよび２９１ｂを形成せず、かつ、ｎ型ＧａＮ基板２５１とｎ側パッド電極６３とを電気的に接続せずに青紫色半導体レーザ素子２５０ａを支持基板１０１に接合する点を除いて、上記第２実施形態の製造プロセスと略同様である。
【０１６６】
（第８実施形態）
図８および図３１を参照して、本発明の第８実施形態による半導体レーザ装置１００を備えた光ピックアップ装置８５０について説明する。
【０１６７】
すなわち、図３１に示すように、光ピックアップ装置８５０は、上記第１実施形態による半導体レーザ装置１００（図８参照）と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８０１、コリメータレンズ８０２、ビームエキスパンダ８０３、λ／４板８０４、対物レンズ８０５、シリンドリカルレンズ８０６および光軸補正素子８０７を有する光学系８２０と、光検出部８６０とを備えている。
【０１６８】
光学系８２０において、ＰＢＳ８０１は、半導体レーザ装置１００から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク８７０から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ８０２は、ＰＢＳ８０１を透過した半導体レーザ装置１００からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ８０３は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ（図示せず）から構成されている。アクチュエータは図示しないサーボ回路からのサーボ信号に応じて凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させる。これにより、半導体レーザ装置１００から出射されたレーザ光の波面状態が補正される。
【０１６９】
λ／４板８０４は、コリメータレンズ８０２によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ／４板８０４は光ディスク８７０から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ装置１００から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。それにより、光ディスク８７０から帰還するレーザ光は、ＰＢＳ８０１によって略全反射される。対物レンズ８０５は、λ／４板８０４を透過したレーザ光を光ディスク８７０の表面（記録層）上に収束させる。なお、対物レンズ８０５は、サーボ回路からのサーボ信号（トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号およびチルトサーボ信号）に応じて図示しない対物レンズアクチュエータにより、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に移動可能である。
【０１７０】
ＰＢＳ８０１により全反射されるレーザ光の光軸に沿うようにシリンドリカルレンズ８０６、光軸補正素子８０７および光検出部８６０が配置されている。シリンドリカルレンズ８０６は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子８０７は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ８０６を透過した青紫色、赤色および赤外の各レーザ光の０次回折光のスポットが後述する光検出部８６０の検出領域上で一致するように配置されている。
【０１７１】
また、光検出部８６０は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。ここで、光検出部８６０は再生信号とともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号が得られるように所定のパターンの検出領域を有する。フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ８０３のアクチュエータおよび対物レンズアクチュエータがフィードバック制御される。このようにして、半導体レーザ装置１００を備えた光ピックアップ装置８５０が構成される。
【０１７２】
第８実施形態では、上記のように、光ピックアップ装置８５０に、上記第１実施形態による半導体レーザ装置１００を用いているので、レーザ素子の大きさ（厚み）が増大するのが抑制され、かつ、レーザ素子に対して金属線のワイヤボンドを容易に行うことが可能な半導体レーザ装置１００を備えた光ピックアップ装置８５０を得ることができる。
【０１７３】
第８実施形態では、光ピックアップ装置８５０に半導体レーザ装置１００を用いているので、個々の半導体レーザ素子の出射光を、光ディスク８７０の記録面に対して、実質的に同一の角度（垂直方向）により入射させることができるので、光ディスク８７０における半導体レーザ素子の光スポット品質がばらつくのが抑制された光ピックアップ装置８５０を得ることができる。
【０１７４】
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。
【０１７５】
たとえば、上記第１〜第８実施形態では、本発明の第１半導体レーザ素子として青紫色半導体レーザ素子を用いるとともに、本発明の第２半導体レーザ素子として赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置を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、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を用いるとともに、第２半導体レーザ素子として赤色半導体レーザ素子を用いることにより、プロジェクタ装置の光源として用いられるＲＧＢ３波長半導体レーザ装置を構成してもよい。
【０１７６】
また、上記第１〜第８実施形態では、Ｓｉからなる支持基板に対して赤色半導体レーザ素子および赤外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。本発明では、赤色半導体レーザ素子や赤外半導体レーザ素子を結晶成長させる成長用基板としてのＧａＡｓ基板６５よりも熱伝導率の大きな支持基板であれば、Ｓｉ以外の材料からなる支持基板を用いてもよい。
【０１７７】
また、上記第１〜第８実施形態の製造プロセスでは、窒化物系半導体各層の結晶成長を、ＭＯＣＶＤ法を用いて行っ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、窒化物系半導体各層の結晶成長を、ハライド気相エピタキシー法や、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や、ガスソースＭＢＥ法などを用いて行うようにしてもよい。
【０１７８】
また、上記第１〜第８実施形態では、Ｖ族元素として窒素を最も多く含むＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる青紫色半導体レーザ素子を本発明の「第１半導体レーザ素子」と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、窒素の他に、窒素よりも少ない量で、リン、砒素またはアンチモンを含むＩＩＩ−Ｖ族半導体により第１半導体レーザ素子を構成してもよい。
【符号の説明】
【０１７９】
１、２、３、３７  導電性部材
１０  第１半導体レーザ素子
２０  第２半導体レーザ素子
２９  基板（成長用基板）
３０ａ、１０１ａ、３３１ａ  上面
３０ｂ、１０１ｂ、３３１ｂ  下面
５０、２５０、４５０、５５０  青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
５０ａ、２５０ａ  青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
６０、６０ａ  ２波長半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
６５  ＧａＡｓ基板（成長用基板）
７０、２７０  赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
８０、２８０  赤外半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
１００、１００ａ、１００ｂ、２００、３００、４００、５００、６００、７００  半導体レーザ装置
１０１、３３１  支持基板
１０１ｅ  端面（第１端面）
３０１  ビア（第２ビア、第１ビア）
３０２  ビア（第１ビア）
３０３  ビア（第１ビア、第２ビア）
３１１、３１２、３１３  引き出し電極
３１５  基台（サブマウント）
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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