(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の第１の面に形成された第１導電型のカソード電極と、前記半導体基板の第２の面上に形成され、かつ、その内部に複数の発光部を有する半導体層と、前記複数の発光部のそれぞれの上方に形成された第２導電型のアノード電極と、前記アノード電極のそれぞれの表面に形成された金属層とからなるマルチビーム構造の半導体レーザ素子アレイを備え、
前記金属層のそれぞれが接合材を介してサブマウントの第１の面に接合されることによって、前記半導体レーザ素子アレイが前記サブマウントに実装された半導体レーザ装置であって、
前記半導体基板の線膨張係数は、前記サブマウントの線膨張係数よりも大きく、
前記金属層のそれぞれの幅方向の中心位置は、その下方の前記発光部の幅方向の中心位置に対して、前記幅方向で見た場合の前記半導体基板の中心位置に近づく方向にずれていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子アレイを前記サブマウントに実装する前の段階において、前記半導体基板の幅方向の中心位置に対して左側に位置する前記発光部にはプラスの剪断歪みが加わり、右側に位置する前記発光部にはマイナスの剪断歪みが加わるように、
前記左側に位置する前記発光部の上部の前記金属層の幅方向の中心位置は、前記左側に位置する前記発光部の幅方向の中心位置に対して右側にずれており、
前記右側に位置する前記発光部の上部の前記金属層の幅方向の中心位置は、前記右側に位置する前記発光部の幅方向の中心位置に対して左側にずれていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記半導体基板はＧａＡｓからなり、前記サブマウントはＳｉＣまたはＡｌＮからなることを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
半導体基板と、前記半導体基板の第１の面に形成された第１導電型のカソード電極と、前記半導体基板の第２の面上に形成され、かつ、その内部に複数の発光部を有する半導体層と、前記複数の発光部のそれぞれの上方に形成された第２導電型のアノード電極と、前記アノード電極のそれぞれの表面に形成された金属層とからなるマルチビーム構造の半導体レーザ素子アレイを備え、
前記金属層のそれぞれが接合材を介してサブマウントの第１の面に接合されることによって、前記半導体レーザ素子アレイが前記サブマウントに実装された半導体レーザ装置であって、
前記半導体基板の線膨張係数は、前記サブマウントの線膨張係数よりも小さく、
前記金属層のそれぞれの幅方向の中心位置は、その下方の前記発光部の幅方向の中心位置に対して、前記幅方向で見た場合の前記半導体基板の中心位置より遠ざかる方向にずれていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子アレイを前記サブマウントに実装する前の段階において、前記半導体基板の幅方向の中心位置に対して左側に位置する前記発光部にはマイナスの剪断歪みが加わり、右側に位置する前記発光部にはプラスの剪断歪みが加わるように、
前記左側に位置する前記発光部の上部の前記金属層の幅方向の中心位置は、前記左側に位置する前記発光部の幅方向の中心位置に対して左側にずれており、
前記右側に位置する前記発光部の上部の前記金属層の幅方向の中心位置は、前記右側に位置する前記発光部の幅方向の中心位置に対して右側にずれていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体基板はＧａＡｓからなり、前記サブマウントはＣｕＷからなることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記金属層の幅をＷａとし、前記発光部の幅をＷｂとした場合、前記金属層の幅方向の中心位置とその下方の前記発光部の幅方向の中心位置のずれ量の上限は、（Ｗａ−４Ｗｂ）／２であることを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
ビーム数が４以上の場合は、前記半導体基板の幅方向の中心から遠い位置にある前記金属層ほど、その幅方向の中心位置を、その下方の前記発光部の幅方向の中心位置に対して大きくずらすことを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
ビーム数が奇数の場合は、前記半導体基板の幅方向の中心に位置する前記金属層の幅方向の中心位置とその下方の前記発光部の幅方向の中心位置とのずれ量が０であることを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記複数の発光部および前記複数の金属層が形成された領域の外側に、発光部を有しない疑似レーザ素子を設けたことを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記サブマウントの第２の面には、ヒートシンクが接合されていることを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記金属層は、Ａｕメッキ層であることを特徴とする請求項１または４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、マルチビーム半導体レーザ装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＰＣ、レーザプリンタの印字高速化の要求に伴い、マルチビーム半導体レーザ装置の需要が急速に高まっている。マルチビーム半導体レーザ装置は、一次元または二次元に配列された発光部を有していることから、走査ビーム数を増やすことができ、高速印字が可能となるという利点がある。
【０００３】
マルチビーム半導体レーザ装置の一般的な構造を図１を用いて説明する。図１は、マルチビーム半導体レーザ装置の一例として、４ビーム構造の半導体レーザ装置を示したものである。図１に示すように、半導体基板（以下、単に基板という）１１と、アレイ状の発光部７を有する半導体層２と、ｎ型電極１と、ストライプ状に分離されたｐ型電極３とからなる半導体レーザ素子アレイ（レーザチップ）８は、サブマウント６上に形成されたストライプ状のサブマウント電極５の上に半田４によって接合されている。ｐ型電極３の表面には、Ａｕメッキなどからなる放熱用の金属層１０が形成されている。
【０００４】
サブマウント６は、半田などを介してＣｕからなるヒートシンク（図示せず）に接合されている。サブマウント６は、ヒートシンクと半導体レーザ素子アレイ８との線膨張係数差による熱応力を緩和し、かつ放熱性を向上させる役割がある。そのため、サブマウント６の材料としては、熱伝導性がよく、熱膨張係数が基板１１のそれに近い材料、例えばＳｉＣ、Ｓｉ、ＣｕＷ、ＡｌＮなどが用いられる。
【０００５】
基板１１の発光部７をサブマウント６側に向けて実装する上記の方式は、ジャンクションダウン方式と呼ばれ、発光部７で発生した熱を効率よくサブマウント６に逃がすことができる利点がある。しかし、このジャンクションダウン方式は、基板１１とサブマウント６との接合部に応力が加わり易いので、実装時の熱応力によって発光部７に歪みが加わり、光特性にばらつきが生じることが知られている。特に、マルチビーム半導体レーザ装置の場合は、波長、偏光角、発光効率、光出力といったビームごとの特性相対差を抑え、均一な光特性を持ったレーザ素子を実現ことが要求されるため、実装時の熱応力を低減し、発光部に加わる歪みの相対差を低減することが重要な課題となる。
【０００６】
ところが、例えば一次元的に配列されたマルチビーム半導体レーザ装置を作製すると、各ビームの偏光方向にばらつきが生じ、偏光角（半導体層内の活性層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のずれ）の相対差が生じるという問題がある。そして、半導体層に剪断歪みが加わると、この剪断歪みに比例してビームの偏光方向が回転することが知られており(M.A.Fritz, IEEE Trans.Comp.Package.Technol., 27(2004) p147)、上記の偏光角の相対差は、各発光部での剪断歪みの相対差が原因になっていると考えられる。
【０００７】
以下、上記した剪断歪みの相対差について、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、ここでは、基板１１の線膨張係数がサブマウント６のそれよりも大きい場合について考察する。
【０００８】
半導体レーザ素子アレイ（レーザチップ）８は、２００℃〜３００℃の温度下でＡｕ−Ｓｎなどの半田４によってサブマウント６に接合される。半田接合後（実装後）に温度が室温まで下がると、サブマウント６が基板１１よりも収縮し難い（線膨張係数が小さい）ため、サブマウント６に近いｐ型電極３側では半導体層２が水平方向の外向きに引っ張られるが、ｎ型電極１側では半導体層２が水平方向の内向きに圧縮される（図２参照）。ここで、水平方向とは、半導体層２と基板１１との接合面に平行な方向であり、垂直方向とは、半導体層２と基板１１との接合面に垂直な方向、すなわち半導体レーザ素子アレイ８の共振器方向に垂直な方向と定義する。
【０００９】
図２の斜線で示した平行四辺形は、各発光部７での剪断変形の様子を表しており、この各発光部７での剪断歪みをプロットすると図３のようになる。なお、図２および図３では、左端の発光部７から順にＬＤ１、ＬＤ２…と番号を付けた。図３から分かるように、実装後の垂直・水平剪断歪みは、発光部７ごとに大きさが異なり、剪断歪みの相対差が生じることが分かる。なお、基板１１の線膨張係数がサブマウント６のそれより小さい場合には、図３の発光部７における剪断歪みの符号が逆になる。このように、実装後には各発光部７に対して異なる剪断歪みが加わることから、マルチビーム半導体レーザ装置では、ビーム毎の偏光角が異なり、偏光角位相差が生じる。
【００１０】
上記した偏光角の回転を抑える方法および、実装後の発光部に加わる歪みを低減する方法として、例えば特開２００２−２４６６９６号公報（特許文献１）には、レーザチップの活性層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のずれを改善する手段が提案されている。この提案は、光射出点をチップの幅方向の中央位置から意図的に変位させた位置に配置することによって、偏光方向のずれを改善するものである。
【００１１】
また、特開平０７−２０２３２３号公報（特許文献２）には、複数の半導体レーザ素子が形成された領域の外側に、使用時に発光しない疑似レーザ素子を形成し、この疑似レーザ素子に熱応力を吸収させることによって、均一な光特性を有するマルチビーム半導体レーザ装置を得る手段が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２４６６９６号公報
【特許文献２】特開平０７−２０２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者の検討によれば、特許文献１に記載された提案は、一つの半導体基板上に等間隔に配置される複数の発光点を有し、かつビーム毎の偏光角が異なるマルチビーム半導体レーザには適用することができない。また、特許文献２に記載されたような疑似レーザ素子を形成する方法は、本発明者らの研究によると、直歪みの相対差を低減することはできるが、図２および図３で示したような剪断歪みの相対差に関しては、十分な低減効果が得られないことが見出された。
【００１３】
本発明の目的は、実装後の発光部に加わる剪断歪みの相対差を抑制し、偏光角相対差の小さいマルチビーム半導体レーザを提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１６】
本発明は、半導体基板と、前記半導体基板の第１の面に形成された第１導電型のカソード電極と、前記半導体基板の第２の面上に形成され、かつ、その内部に複数の発光部を有する半導体層と、前記複数の発光部のそれぞれの上方に形成された第２導電型のアノード電極と、前記アノード電極のそれぞれの表面に形成された金属層とからなるマルチビーム構造の半導体レーザ素子アレイを備え、前記金属層のそれぞれが接合材を介してサブマウントの第１の面に接合されることによって、前記半導体レーザ素子アレイが前記サブマウントに実装された半導体レーザ装置であって、前記半導体基板の線膨張係数は、前記サブマウントの線膨張係数よりも大きく、前記金属層のそれぞれの幅方向の中心位置は、その下方の前記発光部の幅方向の中心位置に対して、前記幅方向で見た場合の前記半導体基板の中心位置に近づく方向にずれているものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１８】
本発明のマルチビーム半導体レーザ装置は、金属層のそれぞれの幅方向の中心位置が発光部のそれぞれの幅方向の中心位置に対して意図的に変位されているので、実装前の半導体レーザ素子アレイの段階で、発光部に実装後とは逆方向の剪断歪みを与えておくことができ、実装後の剪断歪みを低減することができる。具体的には、基板１１の線膨張係数がサブマウント６の線膨張係数より大きい場合には、実装によって発光部には図２および図３に示したような剪断歪みが加わるため、図４に示すように、発光部の中心２３に対して金属層１０の中心２４が内側に位置するように金属層１０を配置する。金属層１０は、半導体層２よりも線膨張係数が大きいため、高温でメッキ形成を行った後、室温まで冷却すると、金属層１０が半導体層２よりも大きく収縮する。この金属層１０の収縮により、各発光部には図４の斜線で示した平行四辺形のような剪断変形が生じる。これにより、実装によって生じる剪断歪み（図２参照）とは逆方向の剪断歪みを、実装前の半導体レーザ素子アレイ８の段階で加えておくことができ、実装後の剪断歪みを抑えることができる。これにより、剪断歪みの相対差による偏光角相対差を低減することができる。
【００１９】
なお、レーザ光の出力方向をｚ方向、半導体基板と半導体層の界面に垂直であり、かつ半導体層から半導体基板に向かう方向をプラスとする方向をｙ方向、上記ｙ方向およびｚ方向と垂直であり、かつ右手系の座標系をなす方向をｘ方向と定義したとき、前記剪断歪みとはｘｙ方向の剪断歪みを指すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、複数の凸状のリッジ部を有するマルチビーム半導体レーザ装置に本発明を適用した例について説明する。図５〜図１１は、本実施の形態のマルチビーム半導体レーザ装置に係わる図であり、図５および図８〜図１１は、マルチビーム半導体レーザ装置の概略を示す部分断面図、図６および図７は、マルチビーム半導体レーザ装置の部分拡大断面図である。
【００２２】
本実施の形態の半導体レーザ装置は、基板１１の線膨張係数がサブマウント６の線膨張係数よりも大きい半導体レーザ装置であり、例えば基板１１にはＧａＡｓ（線膨張係数＝６．４×１０−６／Ｋ）が選択され、サブマウント６にはＳｉＣ（線膨張係数＝４．０×１０−６／Ｋ）、またはＡｌＮ（線膨張係数＝４．８×１０−６／Ｋ）が選択されている。
【００２３】
図５に示すように、半導体レーザ素子アレイ（レーザチップ）８は、共通電極であるｎ型電極（カソード電極）１が形成された基板１１上に、２個の凸状のリッジ部１３を有する半導体層２が積層された構造を有し、半導体層２内の発光部７は、一次元的に等間隔に配列されている。２個のリッジ部１３は、基板１１の中心位置に対して左右対称となるように配置されている。これらのリッジ部１３は、半導体レーザ素子アレイ８の共振器方向に延在し、電流が狭窄されて供給される給電部となっている。
【００２４】
リッジ部１３の両側面とその近傍の半導体層２上には絶縁層１２が形成されており、絶縁層１２の上部には、独立電極であるｐ型電極（アノード電極）３がリッジ部１３の上面と接するように形成されている。また、ｐ型電極３の表面には、放熱用のＡｕメッキ層（金属層）１４が形成されている。
【００２５】
サブマウント６の下面には、ｐ型電極３と対向するように２個のサブマウント電極５が形成されており、サブマウント電極５とＡｕメッキ層１４とは、Ａｕ−Ｓｎなどの半田４によって互いに接合されている。図示は省略するが、サブマウント６の上面には、Ｃｕからなるヒートシンクが半田接合されている。
【００２６】
図に示すように、各リッジ部１３において、Ａｕメッキ層１４は、リッジ部１３の中心位置に対して非対称に形成されている。すなわち、Ａｕメッキ層１４の中心位置は、その下方の発光部７の中心位置に対して意図的に変位されている。従って、半導体レーザ素子アレイ８をサブマウント６に実装する前の段階において、基板１１の中心位置に対して左側に位置する発光部７にはプラスの剪断歪みが加わり、右側に位置する発光部７にはマイナスの剪断歪みが加わるようになっている。
【００２７】
Ａｕメッキ層１４の放熱性を考慮すると、Ａｕメッキ層１４の幅は、少なくとも発光部７の幅（Ｗｂ）の４倍（＝４Ｗｂ）以上必要である。従って、Ａｕメッキ層１４の実際の幅をＷａとした場合、Ａｕメッキ層１４の中心位置と発光部７の中心位置との変位量の上限は、（Ｗａ−４Ｗｂ）／２となる。具体的には、例えばビームピッチ（隣り合う発光部７のピッチ）＝１００μｍ、Ａｕメッキ層１４の幅(Ｗａ)＝５０μｍ、発光部７の幅（Ｗｂ）＝２μｍとした場合、Ａｕメッキ層１４の中心位置と発光部７の中心位置との変位量の上限は、（５０μｍ−８μｍ）／２＝２１μｍとなる。一方、上記変位量の下限は、Ａｕメッキ層１４の位置精度（Ａ）を±２μｍ程度とした場合、１．５Ａ＝３μｍ程度とする。
【００２８】
次に、図６を用いて、半導体層２の詳細を説明する。図６は、半導体レーザ素子アレイ８の素子一個分の領域を示す拡大断面図である。
【００２９】
半導体レーザ素子２１は、第１の面およびこの面の反対側の面となる第２の面を有する第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓからなる基板（ｎ−ＧａＡｓ基板）１１を有しており、第１の面には、半導体層２が形成されている。半導体層２は、第１の面に垂直な方向に沿って順次積層されたｎ型クラッド層１５、多重量子井戸構造(multi-quantum well)を備えた活性層１６、ｐ型第１クラッド層１７、ｐ型エッチングストップ層１８、ｐ型第２クラッド層１９およびｐ型コンタクト層２０によって構成されている。
【００３０】
ここで、上記半導体層２の材料および厚さの一例を示す。ｎ型クラッド層１５は、厚さ２．０μｍのＡｌＧａＩｎＰで形成されている。活性層１６は、障壁層の厚さが５ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ層からなり、井戸層は、厚さ６ｎｍのＧａＩｎＰ層からなり、３層となる多重量子井戸構造となっている。ｐ型第１クラッド層１７、ｐ型エッチングストップ層１８およびｐ型第２クラッド層１９は、いずれもＡｌＧａＩｎＰで形成されている。ｐ型第１クラッド層１７は、厚さ０．３μｍ、ｐ型エッチングストップ層１８は、厚さ２０ｎｍ、ｐ型第２クラッド層１９は、厚さ１．２μｍである。また、ｐ型コンタクト層２０は、厚さ０．４μｍのＧａＡｓで形成されている。
【００３１】
さらに、半導体層２の一部の名称を、その導電型と材料とが分かるように、以下のようにも呼称する。すなわち、ｎ型クラッド層１５をｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と称し、ｐ型第１クラッド層１７をｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層と称し、ｐ型第２クラッド層１９をｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層と称し、ｐ型コンタクト層２０をｐ−ＧａＡｓコンタクト層と称する。
【００３２】
ｎ−ＧａＡｓ基板１１の第１の面側には、リッジ部１３の表面（上面）を除いて絶縁層１２が形成されている。絶縁層１２は、例えば酸化シリコン膜と、この酸化シリコン膜上に形成されたＰＳＧ膜とで構成されている。また、図６に示すように、絶縁層１２は、リッジ部１３の各側面（両側面）を含み、かつｎ−ＧａＡｓ基板１１の上面の一部を覆う構造になっているが、リッジ部１３の表面（上面）を除き、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の上面全体を覆っていてもよい。
【００３３】
リッジ部１３の上部および絶縁層１２の上部には、ｐ型電極３が形成されている。ｐ型電極３の一部は、リッジ部１３のｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０に接続されている。また、図６に示すように、ｐ型電極３の端部は、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の両側縁にまで至らないように、絶縁層１２の上で終端している。すなわち、ｐ型電極３は、絶縁層１２の上で分離された独立電極となっており、各半導体レーザ素子２１のリッジ部１３に個別に電圧を印加することができるようになっている。ｐ型電極３は、例えばＴｉ、ＰｔおよびＡｕを順次積層した金属多層膜からなり、全体の厚さは、０．５μｍとなっている。
【００３４】
ｐ型電極３の上部には、ｎ−ＧａＡｓ基板１１よりも熱伝導率が高いＡｕメッキ層１４が形成されている。Ａｕメッキ層１４は、３μｍ〜７μｍと厚く形成されており、その表面（上面）は平坦化されている。一方、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の第２の面には、ｎ型電極１が形成されている。ｎ型電極１は、例えばＴｉ、ＰｔおよびＡｕを順次積層した金属多層膜からなり、全体の厚さは、０．５μｍとなっている。
【００３５】
図５および図６に示した半導体レーザ素子２１においては、リッジ部１３から外れた領域のｐ型エッチングストップ層１８上にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１９およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０が存在しないが、図７に示すように、リッジ部１３から外れた領域のｐ型エッチングストップ層１８上にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１９およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０が存在しても特に支障はない。
【００３６】
また、図７に示す半導体レーザ素子２１に本発明を適用した場合、半導体レーザ素子アレイ８の構造は、図８のようになる。なお、図７に示した半導体レーザ素子２１の場合は、リッジ部１３の両側に設けた凹部の幅をそれぞれａ、ｂとした時に、図９に示すように、基板１１の中心位置に対して左側の半導体レーザ素子２１ではａ＜ｂとなり、右側の半導体レーザ素子２１ではａ＞ｂとなるように、凹部の幅を非対称にしてもよい。図９に示した構造においても、図５および図８に示した構造と同じように、実装によって加わる剪断歪みとは逆方向の剪断歪みを発光部７に加えることができる。
【００３７】
また、図１０に示すように、半導体レーザ素子２１に隣接した領域に、使用時には発光しない疑似レーザ素子２２を設けてもよい。このような疑似レーザ素子２２を設けた構造では、実装によって加わる剪断歪みだけでなく、直歪みの相対差も低減できるので、半導体レーザ素子２１間の特性相対差をより小さくすることが可能になる。なお、疑似レーザ素子２２のＡｕメッキ層１４は、疑似レーザ素子２２の中心に対して非対称にする必要はない。
【００３８】
また、図１１に示すように、ビーム数が奇数（例えば３個）の場合、基板１１の中心に位置する半導体レーザ素子２１のＡｕメッキ層１４は、その下方の発光部７の中心に対して左右対称となるように形成する。さらに、４ビーム以上のマルチビーム半導体レーザ装置の場合には、図１２に示すように、基板１１の中心から遠い半導体レーザ素子２１ほど、Ａｕメッキ層１４の中心位置を、発光部７の中心位置に対して大きく変位させる。すなわち、図１２のような構造にすることによって、実装に先立ち、外側の半導体レーザ素子２１に内側の半導体レーザ素子２１よりも大きな剪断歪みを加える。
【００３９】
前述したように、基板１１の線膨張係数がサブマウント６のそれよりも大きい場合は、図３に示したように、実装によって、基板１１の中心位置に対して左側の発光部７にはマイナスの剪断歪みが加わり、右側の発光部７にはプラスの剪断歪みが加わる。しかし、本実施の形態の構造では、実装前の半導体レーザ素子２１に、あらかじめ逆方向の剪断歪みが加えられているので、実装後に加わる剪断歪みが相殺される結果、実装後の剪断歪みは従来構造に比べて小さくなる。これにより、剪断歪みの相対差から生じる偏光角の相対差を低減することができる。
【００４０】
図１３および図１４は、本実施の形態の効果を表す特性図（グラフ）である。このグラフは、４ビームのマルチビーム半導体レーザ装置に対し、有限要素法を用いた応力解析から求めたものである。図１３および図１４では、三角印が実装前の各発光部７における剪断歪みを表し、丸印が実装後の各発光部７における剪断歪みを表している。図１３は、従来構造における剪断歪み分布を表しており、この図から、従来構造では実装前には剪断歪みの相対差がなく、実装後には剪断歪みの相対差が生じることが分かる。図１４は、本実施の形態の構造における剪断歪みの分布を表している。図１４では、図１３の結果から、特に剪断歪みが大きくなる外側の半導体レーザ素子（図２および図１３におけるＬＤ１とＬＤ４に相当）に対して本実施の形態の構造を適用したものである。本実施の形態の構造では、実装前の段階でＬＤ１とＬＤ４のそれぞれの発光部７に剪断歪みが加えられているので、実装後の剪断歪みの相対差が従来構造よりも小さくなっていることが分かる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、基板１１の線膨張係数がサブマウント６のそれよりも小さい半導体レーザ装置に適用した例であり、これを図１５によって説明する。図１５では、マルチビーム半導体レーザ装置の構造について説明し、その他の構造は、前記実施の形態１の構造と同一である。また、Ａｕメッキ層１４の中心位置と発光部７の中心位置との変位量の上限および下限も前記実施の形態１と同一である。
【００４２】
本実施の形態のマルチビーム半導体レーザ装置においては、基板１１の材料として、例えばＧａＡｓ（線膨張係数＝６．４×１０−６／Ｋ）が選択され、サブマウント６にはＣｕＷ（線膨張係数＝６．５×１０−６／Ｋ〜８．３×１０−６／Ｋ）が選択されている。この場合、実装後には基板１１の中心位置に対して左側の半導体レーザ素子２１の発光部にはプラスの剪断歪みが加わり、右側の半導体レーザ素子２１の発光部にはマイナスの剪断歪みが加わる。
【００４３】
そこで、図１５に示すように、Ａｕメッキ層１４の中心がその下方の発光部７の中心に対して外側に位置するようにＡｕメッキ層１４を形成することによって、実装前には基板１１の中心位置に対して左側の半導体レーザ素子２１の発光部７にマイナスの剪断歪みを加えておき、右側の半導体レーザ素子２１の発光部７にはプラスの剪断歪みを加えておく。
【００４４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、マルチビーム半導体レーザ装置に適用して有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】マルチビーム半導体レーザ装置の一般的な構造を示す要部断面図である。
【図２】実装後のレーザチップにおける発光部の剪断変形を示す模式図である。
【図３】図２に示した発光部の剪断歪みをプロットしたグラフである。
【図４】実装前のレーザチップにおける発光部の剪断変形を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置を示す部分断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置のチップ構造を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明のマルチビーム半導体レーザ装置のチップ構造の別例を示す部分拡大断面図である。
【図８】図７に示したチップ構造を有するマルチビーム半導体レーザ装置を示す部分断面図である。
【図９】本発明のマルチビーム半導体レーザ装置のチップ構造の別例を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置を示す要部断面図である。
【図１３】図１に示したマルチビーム半導体レーザ装置における剪断歪み分布を示すグラフである。
【図１４】図１２に示した本発明のマルチビーム半導体レーザ装置における剪断歪み分布を示すグラフである。
【図１５】本発明の他の実施の形態であるマルチビーム半導体レーザ装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ｎ型電極（カソード電極）
２  半導体層
３  ｐ型電極（アノード電極）
４  半田
５  サブマウント電極
６  サブマウント
７  発光部
８  半導体レーザ素子アレイ（レーザチップ）
１０  金属層
１１  半導体基板（ｎ−ＧａＡｓ基板）
１２  絶縁層
１３  リッジ部
１４  Ａｕメッキ層（金属層）
１５  ｎ型クラッド層（ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層）
１６  活性層
１７  ｐ型第１クラッド層（ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層）
１８  ｐ型エッチングストップ層
１９  ｐ型第２クラッド層（ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層）
２０  ｐ型コンタクト層（ｐ−ＧａＡｓコンタクト層）
２１  半導体レーザ素子
２２  疑似レーザ素子
２３  発光部の中心
２４  金属層の中心
【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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