(57)【要約】【課題】２つ以上の半導体レーザを集積化した半導体レーザ装置において、それぞれの半導体レーザの出射光軸が離間するのを防止し、一つの基板上に複数の半導体レーザを精度よくかつ高密度に配置できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＳｉＯ2層３ａ、３ｂを挟んで表面をそれぞれ平行とするように積層されたシリコン（１００）基板２ａ〜２ｃからなる積層基板１に矩形溝５、６が異方性ウエットエッチを用いて形成され、溝５はＳｉＯ2層３ａに溝６はＳｉＯ2層３ａにそれぞれ到達している。溝５、６の底面には各々半導体レーザ８、９が載置され、その側面は、半導体レーザから出射されたレーザ光を反射して基板１の上方に導くマイクロミラーが形成されている。溝６における前記レーザ光が照射される領域を含む側面のうち、基板２ａ内で前記側面は途中で折り返された断面形状である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板が前記複数の基板と基板の間に当該基板と異なる材質からなる中間層を挟んで当該基板表面をそれぞれ平行とするように積層された積層基板表面に平面視矩形形状をした複数の矩形溝が設けられ、
前記複数の矩形溝のうち少なくとも一対の隣りあう矩形溝は、その開口部の稜線がそれぞれ平行となるように配され、かつ、一方が最表面にある第１の基板内に、他方が前記最表面にある基板の直下に位置する第２の基板に到達するように形成されており、
前記各矩形溝の底部には、一以上の半導体レーザが載置されており、
前記矩形溝の側面は、前記矩形溝の底部に載置された半導体レーザから出射されたレーザ光が照射される領域が、前記積層基板表面に対して４０°〜５０°の角度をなして形成されており、
前記レーザ光が照射される領域には、照射されたレーザ光を反射して前記積層基板上方に導くマイクロミラーが形成されており、
前記一対の矩形溝は、各矩形溝の側面における前記レーザ光が当たる領域のそれぞれが平面視したときに対向する位置に配され、
前記第２の基板に到達する他方の矩形溝における前記レーザ光が照射される領域を含む側面のうち、前記最表面にある基板内で前記側面は途中で折り返された断面形状であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の矩形溝の底部は、それぞれが深さ方向において前記基板と中間層との境界面まで到達することにより露出する中間層表面により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数の矩形溝の底部は、それぞれが深さ方向において前記中間層と基板との境界面まで到達することにより露出する基板表面により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記中間層と前記基板は、酸性溶液、アルカリ性溶液のそれぞれに対するエッチングレートが互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記複数の基板は、面内に〈１１０〉方向を有するとともに当該〈１１０〉方向を回転軸として（１００）面が５〜１５°の範囲で傾けられた表面を有するシリコン（１００）基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記複数の矩形溝のうち少なくとも一つが、他の矩形溝と異なる基板まで到達していることにより、前記積層基板表面からの深さが異なる矩形溝に載置された各半導体レーザは、互いに異なる波長のレーザ光を出射する半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記積層基板は、当該基板表面上に受光素子が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
複数の基板間に前記基板と異なる材質の中間層を挟んで前記複数の基板表面がそれぞれ平行となるように積層された積層基板上に矩形開口部を有する第１の矩形開口パターンを形成する第１矩形開口パターン形成工程と、
前記第１の矩形開口パターンをマスクとして前記積層基板の最上層にある第１の基板をその途中までエッチングする、途中止めエッチング工程と、
前記第１の矩形開口パターンを除去する工程と、
前記積層基板上に複数の開口部を有する第２の矩形開口パターンを形成する第２矩形開口パターン形成工程と、
前記第１の矩形開口パターンをマスクとして前記積層基板の最上層にある第１の基板をその直下の第１の中間層に到達するまでエッチングする第１基板エッチング工程と、
前記第１基板エッチング工程により形成された矩形溝のうち少なくとも一つを覆いかつ他の矩形溝開口部を露出する第３の矩形開口パターンを形成する第３矩形開口パターン形成工程と、
前記第２の矩形開口パターンをマスクとして前記第１の中間層をその直下の第２の基板に到達するまでエッチングする第１中間層エッチング工程と、
前記第２の矩形開口パターンをマスクとして前記第２の基板をその直下の第２の中間層に到達するまでエッチングする第２基板エッチング工程と、
前記第１基板エッチング工程から第２基板エッチング工程を経て形成された各矩形溝の底部に一以上の半導体レーザを載置する半導体レーザ載置工程と
を備えることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の基板および前記第２の基板は、面内に〈１１０〉方向を有するとともに当該〈１１０〉方向を回転軸として（１００）面が５〜１５°の範囲で傾けられた表面を有するシリコン（１００）基板であり、前記途中止めエッチング工程は異方性ドライエッチングにより行われ、前記第１基板エッチング工程および第２基板エッチング工程は、アルカリ性水溶液を用いたウエットエッチにより行われる
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１中間層エッチング工程は、前記第１の中間層に対するエッチングレートが前記第１の基板および第２の基板に対するものよりも高いエッチャントを用いてエッチングされることを特徴とする請求項８または９記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１１】
複数の半導体レーザを備える半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射された光が光情報記録媒体により反射された反射光を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段により分岐された光を受光する受光素子とを備えた光ピックアップ装置において、
前記半導体レーザ装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レーザ装置が用いられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記受光素子は、前記半導体レーザ装置と同じ基板上に配されていることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記半導体レーザ装置は、異なる波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装置であり、前記受光素子は、前記光分岐手段により回折された異なる波長の光を同一の受光素子により受光する位置に配されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つ以上の半導体レーザを集積化した半導体レーザ装置、特に異なる２つの波長の光を発する光ピックアップ装置に用いられる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】
光ピックアップ装置に用いられる半導体レーザ装置の従来例が例えば、特許文献１に示されている。図７は従来の技術における半導体レーザ装置の断面構造図である。基板の主軸が傾いたシリコン（１００）基板６１に異方性ウエットエッチング技術を用いて矩形溝を形成し、溝底部に半導体レーザ６２を載置している。この場合、４つの溝側面は（１１１）面およびこれと同指数の結晶面が露出する。シリコン結晶において（１００）面と（１１１）面とは４５°の角度をなさないため、基板６１として結晶主軸が傾いた基板を用いることにより、溝側面の一つを基板表面に対して正確に４５°の角度をなす面とすることが可能となる。この側面上にマイクロミラー６３を設け、マイクロミラー６３と半導体レーザ６２の出射端面を対向させる構成とすることにより、半導体レーザの出射光を基板表面に対して９０°の方向に正確に放射することが可能となる。
【０００３】
しかし、近年、一つの光ディスクドライブでＣＤやＤＶＤといった異なる種類の光ディスクの記録・再生を行うことが強く要望されてきている。この場合、光ピックアップ装置も単一の装置である必要性が高く、異なる波長の光源を集積化する技術が注目されている。
【０００４】
２つの半導体レーザを集積した従来例として、例えば、特許文献２に示す構成が提案されている。図８は従来の技術における集積化半導体レーザ装置の構成を示した図である。基板７１には、波長の異なる２つの半導体レーザ７２、７３を発光点が対向するように配置され、また、半導体レーザ７２、７３の間には、ミラー７４が設けられている。半導体レーザ７２より射出された光は、ミラー面７４ａにより上方へ反射される。また、半導体レーザ７３より射出された光は、ミラー面７４ｂにより上方へ反射される。これにより、１つの光源を配置した場合と同程度のスペースに、２つの光源を搭載した発光デバイスが製作可能であり、また、２つの半導体レーザの出射端面を対向させることにより、光ディスク（図示せず）から見て各半導体レーザからの射出光の光軸ズレ量を小さくすることができ、見かけ上の光軸をほぼ同じとすることが可能である。さらに、この構造の発光デバイスを組み込んだ光学システムを考えた場合、出射光の光軸が同一であることにより、各種光軸構成部品の共有化、光軸補正部品の省略が可能であり、部品点数の削減、省スペース化が可能である。
【特許文献１】特開平５−３２７１３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の集積化半導体レーザ装置には以下のような問題がある。
【０００６】
第１の問題点は、ミラー実装公差が出射光軸のぶれに対して直接影響を与える点である。特許文献１に開示された従来の技術では、基板とミラーとの相対位置は、基板の結晶軸方向によって一義的に決定され、非常に高精度である。しかし、上記のようなミラー実装型の場合、実装精度によって、基板表面内でのミラー位置、および、角度が変化してしまう。特に、図８で示したｘ、ｙ軸方向に関して、特に、ｘ方向でのズレと回転が、光軸のぶれに大きく影響する。ミラーが回転した場合、各光軸のｙ方向傾きの差は、ミラー回転角の２倍になる。また、ｚ軸実装位置は、ミラー自体の加工精度、特に平坦性と各ミラー面のなす角もあいまって、ｘ方向の光軸傾きを発生させてしまう。
【０００７】
第２の問題点は、２つの光源の光軸間隔を縮めるのに限度があることである。特許文献１に示した従来技術では、ミラー高さは５０〜６０μｍ程度である。これは、必要な光量、すなわちレーザの出射光強度分布より導かれる必要放射角を確保するために最低限必要な大きさである。これを外付け部品として置き換える場合、ミラー面７４ａ、７４ｂと底面とのなす角を４５°と仮定すると、ミラー底面部のｘ方向寸法は１００〜１２０μｍとなる。しかし、２つの光軸間隔は、１００μｍ程度離れても大きな問題となりうるし、一方で外付け部品の大きさを大幅に縮小することは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、２つの光源を集積化した半導体レーザ装置において、光軸間隔を近接させることのできる簡便な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザ装置は、複数の基板が前記複数の基板と基板の間に当該基板と異なる材質からなる中間層を挟んで当該基板表面をそれぞれ平行とするように積層された積層基板表面に平面視矩形形状をした複数の矩形溝が設けられ、
前記複数の矩形溝のうち少なくとも一対の隣りあう矩形溝は、その開口部の稜線がそれぞれ平行となるように配され、かつ、一方が最表面にある第１の基板内に、他方が前記最表面にある基板の直下に位置する第２の基板に到達するように形成されており、前記各矩形溝の底部には、一以上の半導体レーザが載置されており、前記矩形溝の側面は、前記矩形溝の底部に載置された半導体レーザから出射されたレーザ光が照射される領域が、前記積層基板表面に対して４０°〜５０°の角度をなして形成されており、前記レーザ光が照射される領域には、照射されたレーザ光を反射して前記積層基板上方に導くマイクロミラーが形成されており、前記一対の矩形溝は、各矩形溝の側面における前記レーザ光が当たる領域のそれぞれが平面視したときに対向する位置に配され、前記第２の基板に到達する他方の矩形溝における前記レーザ光が照射される領域を含む側面のうち、前記最表面にある基板内で前記側面は途中で折り返された断面形状であることを特徴とする。
【００１０】
前記複数の矩形溝の底部は、それぞれが深さ方向において前記基板と中間層との境界面まで到達することにより露出する中間層表面により形成されていることが好ましい。
【００１１】
前記複数の矩形溝の底部は、それぞれが深さ方向において前記中間層と基板との境界面まで到達することにより露出する基板表面により形成されていてもよい。
【００１２】
前記中間層と前記基板は、酸性溶液、アルカリ性溶液のそれぞれに対するエッチングレートが互いに異なる材料からなることが好ましい。
【００１３】
前記複数の基板は、面内に〈１１０〉方向を有するとともに当該〈１１０〉方向を回転軸として（１００）面が５〜１５°の範囲で傾けられた表面を有するシリコン（１００）基板であることが好ましい。
【００１４】
前記複数の矩形溝のうち少なくとも一つが、他の矩形溝と異なる基板まで到達していることにより、前記積層基板表面からの深さが異なる矩形溝に載置された各半導体レーザは、互いに異なる波長のレーザ光を出射する半導体レーザであることが好ましい。
【００１５】
前記積層基板は、当該基板表面上に受光素子が配置されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の半導体レーザの製造方法は、複数の基板間に前記基板と異なる材質の中間層を挟んで前記複数の基板表面がそれぞれ平行となるように積層された積層基板上に矩形開口部を有する第１の矩形開口パターンを形成する第１矩形開口パターン形成工程と、前記第１の矩形開口パターンをマスクとして前記積層基板の最上層にある第１の基板をその途中までエッチングする、途中止めエッチング工程と、前記第１の矩形開口パターンを除去する工程と、前記積層基板上に複数の開口部を有する第２の矩形開口パターンを形成する第２矩形開口パターン形成工程と、前記第１の矩形開口パターンをマスクとして前記積層基板の最上層にある第１の基板をその直下の第１の中間層に到達するまでエッチングする第１基板エッチング工程と、前記第１基板エッチング工程により形成された矩形溝のうち少なくとも一つを覆いかつ他の矩形溝開口部を露出する第３の矩形開口パターンを形成する第３矩形開口パターン形成工程と、前記第２の矩形開口パターンをマスクとして前記第１の中間層をその直下の第２の基板に到達するまでエッチングする第１中間層エッチング工程と、前記第２の矩形開口パターンをマスクとして前記第２の基板をその直下の第２の中間層に到達するまでエッチングする第２基板エッチング工程と、前記第１基板エッチング工程から第２基板エッチング工程を経て形成された各矩形溝の底部に一以上の半導体レーザを載置する半導体レーザ載置工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
前記第１の基板および前記第２の基板は、面内に〈１１０〉方向を有するとともに当該〈１１０〉方向を回転軸として（１００）面が５〜１５°の範囲で傾けられた表面を有するシリコン（１００）基板であり、前記途中止めエッチング工程は異方性ドライエッチングにより行われ、前記第１基板エッチング工程および第２基板エッチング工程は、アルカリ性水溶液を用いたウエットエッチにより行われることが好ましい。
【００１８】
前記第１中間層エッチング工程は、前記第１の中間層に対するエッチングレートが前記第１の基板および第２の基板に対するものよりも高いエッチャントを用いてエッチングされることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の光ピックアップ装置は、複数の半導体レーザを備える半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射された光が光情報記録媒体により反射された反射光を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段により分岐された光を受光する受光素子とを備えた光ピックアップ装置において、前記半導体レーザ装置は、上記本発明の半導体レーザ装置が用いられていることを特徴とする。
【００２０】
前記受光素子は、前記半導体レーザ装置と同じ基板上に配されていることが好ましい。
【００２１】
前記半導体レーザ装置は、異なる波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装置であり、前記受光素子は、前記光分岐手段により回折された異なる波長の光を同一の受光素子により受光する位置に配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、半導体レーザ装置、光ディスク装置などに用いることができる受発光素子において、２つの半導体レーザに対して、受光素子、レンズ、ホログラムなどの光学部品を共有可能な受発光素子、および、受発光素子搭載基板を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の構成を示した図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した直線Ａ−Ａ’における断面図である。
【００２５】
積層基板１は、ＳｉＯ2層３ａ、３ｂを挟んで３枚のシリコン基板２ａ、２ｂ、２ｃが貼り合わされた構造となっており、基板１の表面側から順に基板２ａ、２ｂ、２ｃが配置されている。このうち、少なくとも、基板２ａ、２ｂには、面内に〈１１０〉方向を有するとともに当該〈１１０〉方向を回転軸として（１００）面が５〜１５°の範囲で傾けられた表面を有するシリコン（１００）基板を使用しており、互いにそれぞれの表面結晶方位が対向するように、すなわち、互いの基板で結晶表面方位が１８０°回転した状態で接着されている。基板２ａ、２ｂの厚さは各基板に形成される矩形溝深さと同一であり、この深さは矩形溝底面部に半導体レーザを実装した際の光学距離を考慮して決定する事が望ましい。
【００２６】
基板２ａ表面には、受光素子４ａ、４ｂおよび配線(図示省略)、各種集積回路(図示省略)が通常のＬＳＩ製造技術を用いて形成されている。半導体基板２ａ上には、第１の矩形溝５、第２の矩形溝６が形成されており、それぞれの溝側面のうち、基板１の表面と４５°の角度をなす斜面上に、マイクロミラー７ａ、７ｂが形成されている。このうち、溝６は基板２ａ、ＳｉＯ2層３ａおよび基板２ｂを貫通してＳｉＯ2層３ｂに達しており、マイクロミラー７ｂは、溝６のうち基板２ｂ内に設けられた溝６ｂの側面に形成されている。
【００２７】
マイクロミラー７ａ、７ｂは、基板上方から見て互いに対向しており、光ディスク（図示せず）の動径方向（以下、ラジアル方向という）と垂直に交わる方向（以下、タンジェンシャル方向という）でのマイクロミラー間の距離が可能な限り小さくなるように溝５、６は形成されている。また、溝５、６の底面には、発振波長の異なる半導体レーザ８、９がそれぞれ実装されている。
【００２８】
ラジアル方向での矩形溝５、６の中心線を対称線として、基板２ａ上に配置された受光素子およびラジアル方向でのマイクロミラー７ａ、７ｂが配置されていることが望ましい。また、半導体レーザ８、９の各発光点も中心線上に位置するよう実装する。
【００２９】
半導体レーザ８、９からの射出光は、各々マイクロミラー７ａ、７ｂにより紙面に垂直に上方に反射される。各反射光は光ディスク（図示せず）により反射され、戻ってきた反射光は対応する受光素子４ａ、４ｂで受光される。
【００３０】
この半導体レーザ装置における、見かけ上のタンジェンシャル方向での発光点間距離は、矩形溝５、６の深さ、マイクロミラー７ａ、７ｂ間の距離、半導体レーザ８、９底面から発光点までの高さにより決定され、マイクロミラーと半導体レーザ前端面との距離には無関係である。そのため、各半導体レーザの発光点間距離と光学距離は個別に考えることができ、半導体レーザ８、９における光学距離をある程度自由に設定することが可能である。
【００３１】
本実施の形態において、溝６は、溝５に近接した側面を一部半導体レーザ９が配置された方向へ折り返した、「くの字」型形状をしている。
【００３２】
このような形態にする利点について以下に説明する。
【００３３】
上記したように、シリコン基板２ａ、２ｂを異方性ウエットエッチングして形成される矩形溝の斜面、よって、溝５、６の斜面上に形成されるマイクロミラー７ａ、７ｂと基板表面との角度は、各々の基板の結晶方位により一義的に決定される。
【００３４】
マイクロミラー角度をａ°とした場合、マイクロミラーと反対側の斜面角度は、ほぼ１（１１０−ａ）°となる。ここで、基板２ａの厚みをＤとして、基板を貫通するまで溝形成のためのエッチングを実施した場合、溝内でマイクロミラーと反対側の斜面のタンジェンシャル方向の寸法は、Ｄ／ｔａｎ（１１０−ａ）で表される。つまり、矩形溝５、６に形成されるマイクロミラー７ｂとマイクロミラー７ａとはタンジェンシャル方向の離間距離がＤ／ｔａｎ（１１０−ａ）の距離で決まってしまうため、半導体レーザ８、９の光軸間隔を縮められない要因となっている。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、図１（ａ）に示したとおり、マイクロミラーを設けた斜面の一部を折り返す構造にして、実効的に基板２ａの厚みＤを薄くすることで、タンジェンシャル方向の離間距離Ｄ／ｔａｎ（１１０−ａ）が減少し、半導体レーザ８、９の光軸間隔を縮小させている。
【００３６】
このことにより、２つの異なるレーザを搭載した集積化半導体レーザ装置において、それぞれのレーザの出射光軸をより近づけられ、光学部品点数の減少およびそれに伴うコスト削減、装置の簡素化が図れる。
【００３７】
ただし、折り返し量には以下の理由で上限がある。折り返し量が大きすぎると、１つには、基板２ａにおけるマイクロミラー７ａを支持する部分の厚みが減り、機械的強度が低下するため破損等のトラブルが起きやすいこと、もう１つは、マイクロミラー７ｂにより反射されて上方に出射される半導体レーザ９の出射光に対して「ひさし」となってしまい、必要な光量が得られないことである。後者についてさらに詳述する。
【００３８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の溝付近の断面拡大図であり、図２（ａ）は、ひさしのない溝の断面拡大図、図２（ｂ）は、ひさし１０が形成された溝の断面拡大図である。それぞれ半導体レーザ８、９からの射出光の様子を示している。
【００３９】
図２（ａ）からわかるようにマイクロミラーが設けられた溝側面が単純な斜面であれば、側面自体が出射光を遮ることはない。
【００４０】
しかし、図２（ｂ）に示すように、溝の側面が折り返されて上部がひさし１０となるような場合には、折り返し量の大きさによってはマイクロミラーで反射されたレーザからの出射光の一部がひさし１０にかかり、散乱されて有効利用できなくなる。
【００４１】
折り返しの許容量はミラーで反射された後のレーザ光の放射角の大きさによって決まり、この角度自体は、半導体レーザの厚さ、マイクロミラー高さ、半導体レーザとマイクロミラー間の距離等によって規定される。
【００４２】
ここで、実際の使用において折り返しの許容上限量を算出してみる。まず、図２（ａ）の場合、半導体レーザ厚を１５０μｍ、発光点位置を底面より１０μｍ上方、半導体レーザとマイクロミラー最上部との間の距離を８５μｍ、マイクロミラー高さを５５μｍとすると、放射角２１、２２はそれぞれ約１２°、３４°となる。この結果を図３の配置にあてはめると、折り返しの許容上限量は、最大３０μｍ程度である。
【００４３】
図４に示すように、本実施の形態と違って斜面にひさしがない場合には、基板上方に向かう各々の半導体レーザの出射光軸間隔は、上記の値を用いて計算すると約１００μｍと見積もられる。
【００４４】
本実施の形態によれば、折り返しを最大３０μｍ程度までつけられるので、光軸間隔はその分縮まり約７０μｍにまで低下させることが可能である。
【００４５】
図４、図５に本実施の形態における半導体レーザ装置の製造工程フロー図を示す。
【００４６】
まず、基板２ａ上に開口部４１ａを有する第１のマスク層４２を形成し（図４（ａ））、開口部４１ａ直下の基板２ａをエッチングして溝４３を形成する（図４（ｂ））。この際、エッチングは基板の結晶方位に影響を受けない方法、例えば異方性ドライエッチングにより行い、エッチング後、第１のマスク層４２は除去する。
【００４７】
次に、基板２ａ上に開口部４１ｂと４４を有する第２のマスク層４５を形成し（図４（ｃ））、開口部４１ｂおよび４４直下の基板２ａをエッチングして溝５および６ａを形成する（図５（ｄ））。この際、ＫＯＨ等のアルカリ性溶液を用いてシリコン基板２ａを異方性ウエットエッチングすることにより、溝の側面は（１１１）面およびこれと同指数の面が露出することとなる。また、図４（ｃ）の平面図に示すように、開口部４１ｂを上から見たとき、開口部４１ｂは溝４３を囲むように設けられ、開口部４４と対向する１辺と溝４３の１辺とはほぼ重なり合う状態である。
【００４８】
この状態で上記異方性ウエットエッチングを行なうことにより、溝５に対向する溝６ａの側面に折り返しが形成されることとなる。
【００４９】
このことについてさらに詳述する。開口部４１ｂ直下の基板２ａを異方性ウエットエッチングしていく際、既に形成されている溝４３の部分は次のようにエッチングが進行する。
【００５０】
まず、溝４３の底面ではエッチングが進むにつれ底面積が小さくなって最終的には逆ピラミッド形になって終了する。ただし、開口部４１ｂ直下の全体のエッチングが進むと最終的にはその加工形状に吸収される。
【００５１】
一方、溝４３の側面では、エッチングが進むにつれて上から見たもとの開口部４１ａよりも外側にエッチングが進行する。よって、溝４３の側面は異方性ウエットエッチング前の底面を境界として上側の面は逆テーパ形状になり、下側の面は順テーパ形状となる。
【００５２】
このうち、溝５と対向する面以外では上記と同様に開口部４１ｂ直下の全体のエッチングが進むと最終的にはその加工形状に吸収されるが、溝５と対向する側面では、もともと上から見て開口部４１ｂと溝４３とがほぼ重なっているから、全体の加工形状に吸収されることなく、逆テーパ形状と順テーパ形状とが結合した面となる。
【００５３】
この結果、図５（ｄ）に示すような折り返しが形成されることとなる。この際、折り返し量は、溝４３のドライエッチング深さの約半分程度である。
【００５４】
異方性ウエットエッチングが基板２ａを貫通し、ＳｉＯ2層３ａに達するまで行われた後、溝５の底面をレジストマスク等（図示せず）で覆った後、溝６ａの底面のＳｉＯ2層をエッチングして基板２ｂを露出させる（図５（ｅ））。
【００５５】
レジストマスクを除去した後、異方性ウエットエッチングにより基板２ｂをエッチングして溝６ｂを形成する（図５（ｆ））。
【００５６】
溝６ｂは底面がＳｉＯ2層３ｂに達しており、その側面は溝５や溝６ａと同様に（１１１）面およびこれと同指数の面が露出することとなる。この場合、基板上方より見て溝５、溝６ｂのそれぞれ対向する側面は基板表面と正確に４５°の角度をなす。これらの斜面に金薄膜を堆積後、パターニングしてマイクロミラー７ａ、７ｂを設けた後、半導体レーザ８、９をそれぞれ溝５、６ｂの底面に載置する。
【００５７】
本実施の形態によれば、ＳｉＯ2層を介して複数のシリコン基板を貼り合せた基板を用いて、その積層基板の表面からそれぞれ異なる基板に到達するよう溝を設けることにより、ＳｉＯ2層が異方性ウエットエッチ時のエッチストップ層となるため、エッチングによる溝底面の平坦度のばらつきを生じない。また、シリコン基板の表面平坦度が高いこと、さらにＳｉＯ2層はシリコン基板表面の熱酸化あるいは基板中への酸素イオン注入およびその後の熱処理によって形成される、非常に高い表面平坦度を保っているため、上記の効果とあわせて、溝底面は非常に高い平坦度を保つ。
【００５８】
その底面にそれぞれ半導体レーザを載置する構成をとることにより、レーザの出射光軸のばらつきを大幅に低減でき、基板上方９０°に正確にそれぞれのレーザ光を放射することが可能となる。
【００５９】
また、本実施の形態では、最上層の基板表面から見て異なる深さに半導体レーザを載置しているので、光ディスクまでの光路長がそれぞれ異なっている。一方、これらの光路は、半導体レーザ８、９にとって見かけ上の共振器となるので、この長さが変化すると周期的に半導体レーザのノイズ特性が悪化する。このようにノイズ特性の悪化する位置は、一般にスクープ位置と呼ばれている。その周期は、半導体レーザの実効屈折率をｎeff、共振器長をＬとしたときに、Ｃ＝２×ｎeff×Ｌで表され、一般的にＣはコヒーレンス長と呼ばれている。通常、光ピックアップ装置の設計においては、光ディスクと半導体レーザの出射端面とによって形成される見かけ上の共振器長（光路長）がスクープ位置のほぼ中央に来るようにしている。
【００６０】
ここで、出射光の波長が異なる半導体レーザを複数載置する場合、一つの基板上に同じ深さの溝を形成してその底面にそれぞれ半導体レーザを載置する構成とすると、光路長が等しく固定されているため、一の半導体レーザのノイズ特性を良好に保つことができたとしても、他の半導体レーザにおいてはその特性が異なるためスクープ位置に近づくことになり、ノイズ特性が悪化する場合がある。このノイズ特性の悪化を防ぐためにそれぞれの光路長を最適化させて半導体レーザを配置しようとすると光ディスクと半導体レーザ装置間の距離を微妙に調整する必要があり、光ピックアップ装置の組立工程が複雑化する。
【００６１】
しかしながら、本実施の形態に係る半導体レーザ装置によれば、図１に示すように半導体レーザ８、９と光ディスク（図示せず）との間の距離は、溝５、６の深さを最適な値に設定することによって容易に調整できる。ここで、ノイズ特性の悪化を抑制するため、矩形溝の深さが深いほうに載置される半導体レーザは、浅いほうに載置される半導体レーザよりもその出射光の波長が長いものが好ましい。
【００６２】
この溝の深さは、積層基板１に用いる各シリコン基板２ａ、２ｂの厚みおよびＳｉＯ2層３ａ、３ｂの厚みを最適なものを選択することによって、任意かつ一定の深さに調整することができる。したがって、半導体レーザ装置においては、半導体レーザ８、９を従来よりも三次元的に精度よく載置することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、ＳｉＯ2層の上面に半導体レーザを載置したが、ＳｉＯ2層をエッチングしてその下方のシリコン基板表面に載置してもよい。その場合、シリコン基板がヒートシンクとなり放熱性が向上する。
【００６４】
また、第１のマスク層４２をいったん除去した後、第２のマスク層４５を形成したが、第１のマスク層を除去せずに残して、これに開口部４１ｂおよび溝４３を形成するようにしてもよい。
【００６５】
マイクロミラーの材質、製造方法はレーザ光を有効に反射できればよく、特に本実施の形態に限定されるものではない。
【００６６】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態における光ピックアップの構成を示した模式図である。
【００６７】
なお、同図における半導体レーザ装置５１は、本発明の第１の実施の形態に示したものと同じである。
【００６８】
同図に示すように、光ピックアップ装置は、光ディスク５５に記録された情報を読み取る装置であり、半導体レーザ装置５１、光学素子５２、コリメートレンズ５３、および対物レンズ５４を備える。
【００６９】
半導体レーザ装置５１は、半導体レーザ８、９から出射されたレーザ光を各マイクロミラー７ａ、７ｂによって反射し、光学素子５２に向けて射出する。
【００７０】
光学素子５２は、半導体レーザ装置５１側の面に入射光を分割するための回折格子５６（図示せず）が形成されており、当該回折格子が入射光を３ビームに分割した後、各ビームをコリメートレンズ５３に入射させる。
【００７１】
コリメートレンズ５３は、入射光を平行光にして対物レンズ５４に入射させる。
【００７２】
対物レンズ５４は、その入射光を集束して光ディスク５５に照射させる。
【００７３】
光ディスク５５には、情報がピットと呼ばれる多数の突起によって記録されており、ピットの有無によって反射光の光量が異なるが、光ディスク５５によって反射されたレーザ光は同じ経路を戻り、対物レンズ５４、コリメートレンズ５３を経て、光学素子５２の光ディスク側の面に形成されたホログラム５７（図示せず）によって回折され、半導体レーザ装置５１の上面に設けられた受光素子４ａ、４ｂ（図示せず）に到達する。
【００７４】
当該受光素子４ａ、４ｂの検出値に基づき公知のトラッキングエラーやフォーカスエラーなどを検出するための演算が行われて光ディスク５５に記録された情報が読み取られる。
【００７５】
本実施の形態によれば、光ディスクに対して各レーザの出射光軸を十分に近づけることができ、かつその光軸ばらつきを十分に低減できるため、異なるレーザが複数配置されていても、ほぼ同一の出射光軸を有する一つの半導体レーザ装置と見なすことができる。このことにより、対物レンズやコリメートレンズ、さらにホログラム等の光学部品が１セットで共有でき、光ピックアップの部品点数を大幅に低減できる。また、光ディスクからの反射戻り光を受光する受光素子も共有化できる。この受光素子は基板上に公知のＬＳＩ製造技術を用いて形成するため、受光素子の共有化により製造工程を大幅に短縮できる。
【００７６】
よって、本実施の形態によれば、製造コストの大幅な削減、また製造期間の短縮ができるとともに高性能・高品質の２波長光ピックアップを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る半導体レーザ装置は、２波長光ピックアップに用いられる集積化半導体レーザ装置として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の構成を示した図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）に示した直線Ａ−Ａ’における断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の溝付近の断面拡大図であり、（ａ）は、ひさしのない溝の断面拡大図、（ｂ）は、ひさしが形成された溝の断面拡大図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるひさしを形成しない場合の半導体レーザ装置の構造説明図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）に示した直線Ｂ−Ｂ’における断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の製造工程フロー図
【図５】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ装置の製造工程フロー図
【図６】本発明の第２の実施の形態における光ピックアップの構成を示した模式図
【図７】従来の技術における半導体レーザ装置の断面構造図
【図８】従来の技術における集積化半導体レーザ装置の構成を示した図
【符号の説明】
【００７９】
１  積層基板
２ａ、２ｂ、２ｃ  シリコン基板
３ａ、３ｂ  ＳｉＯ2層
４ａ、４ｂ  受光素子
５  第１の矩形溝
６  第２の矩形溝
６ａ  基板２ａに形成された第２の矩形溝
６ｂ  基板２ｂに形成された第２の矩形溝
７ａ  溝５内に形成されたマイクロミラー
７ｂ  溝６内に形成されたマイクロミラー
８、９  半導体レーザ
１０  ひさし
４１ａ、４１ｂ  開口部
４２  第１のマスク層
４３  溝
４４  開口部
４５  第２のマスク層
５１  半導体レーザ装置
５２  光学素子
５３  コリメートレンズ
５４  対物レンズ
５５  光ディスク
５６  回折格子
５７  ホログラム
６１  半導体基板
６２  半導体レーザ
６３  マイクロミラー
７１  基板
７２、７３  半導体レーザ
７４  ミラー
７４ａ、７４ｂ  ミラー面
【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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