(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生することを抑制することが可能な半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】この青紫色半導体レーザ素子１００（半導体レーザ素子）は、略平坦な表面１０ｂと、表面１０ｂの反対側に形成された表面１０ａと、表面１０ｂと表面１０ａとの間に形成された活性層１２とを含む半導体レーザ素子部１０と、半導体レーザ素子部１０の略平坦な表面１０ｂ上に形成されたｎ側電極３０とを備える。そして、ｎ側電極３０は、表面１０ｂと対向する領域の略全域に亘って略平坦な下面３０ｂと、下面３０ｂの反対側に形成された上面３０ａと、上面３０ａに形成されるとともに下面３０ｂに向かって窪む凹部３５とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平坦な第１表面と、前記第１表面の反対側に形成された第２表面と、前記第１表面と前記第２表面との間に形成された活性層とを含む半導体レーザ素子部と、
前記半導体レーザ素子部の前記略平坦な第１表面上に形成された電極とを備え、
前記電極は、前記第１表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第３表面と、前記第３表面の反対側に形成された第４表面と、前記第４表面に形成されるとともに前記第３表面に向かって窪む凹部とを含む、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子部は、前記第２表面に形成されたリッジをさらに含み、
前記電極の前記凹部および前記リッジは、平面的に見て、前記凹部および前記リッジの各々の形成領域が重なるように配置されており、
前記半導体レーザ素子部は、前記リッジが形成された前記第２表面側が放熱基台に接合されている、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記電極の凹部は、前記凹部の底面においてボンディングワイヤが接続可能で、かつ、前記ボンディングワイヤが前記凹部の内側面に接触した状態で接続可能なように構成されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記電極は、前記半導体レーザ素子部の前記第１表面に接触する前記略平坦な第３表面を有するオーミック電極層と、前記オーミック電極層の前記半導体レーザ素子部とは反対側に配置され、前記凹部が形成された前記第４表面を有するパッド電極層とを含み、
前記凹部の深さは、前記凹部が形成されていない部分における前記パッド電極層の厚みよりも小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記凹部の内側面は、前記半導体レーザ素子部に形成された共振器面から共振器の延びる方向に沿って所定の距離分内側に離間した位置に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系とを備える、光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子および光装置に関し、特に、半導体レーザ素子部と電極とを備えた半導体レーザ素子および光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ素子部と電極とを備えた半導体レーザ素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ｎ型ＧａＮ基板を含む半導体レーザ素子部と、ｎ型ＧａＮ基板の表面上に形成されたｎ側電極とを備えた半導体レーザ素子が開示されている。この半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板の上面に、下方の活性層に向かって窪む凹部（段差部）が形成されている。そして、ｎ側電極は、ｎ型ＧａＮ基板の凹部の底面と内側面とを覆うように凹部の段差形状に沿って形成されている。したがって、凹部の内側面または底面の少なくとも一方の面上に形成されたｎ側電極から活性層までの距離（厚み）が、ｎ側電極が形成されていないｎ型ＧａＮ基板の上面から活性層までの距離（厚み）よりも小さい。また、この半導体レーザ素子は、活性層に対してｎ側電極とは反対側に形成されたｐ側パッド電極を介して、ジャンクションダウン方式により半導体レーザ装置内の配線電極に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板に凹部が形成されることにより、ｎ型ＧａＮ基板の厚みが、凹部の設けられた部分と凹部の設けられていない部分とで異なっている。この場合、ｎ型ＧａＮ基板の厚みが局所的に異なるため、ｎ型ＧａＮ基板の機械的な強度は基板の全域に亘って略一定ではないと考えられる。したがって、この半導体レーザ素子を放熱基台（サブマウント）などに接合する場合、基板の強度の不均一さに起因して、接合とともに半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生しやすいと考えられる。また、凹部に形成されたｎ側電極にボンディングワイヤを接続する際にも、凹部におけるｎ型ＧａＮ基板の厚みが小さい分、ワイヤボンドの衝撃を受けやすい。この場合においても、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生しやすいという問題点がある。
【０００６】
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、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生することを抑制することが可能な半導体レーザ素子および光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】
【０００７】
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素子は、略平坦な第１表面と、第１表面の反対側に形成された第２表面と、第１表面と第２表面との間に形成された活性層とを含む半導体レーザ素子部と、半導体レーザ素子部の略平坦な第１表面上に形成された電極とを備え、電極は、第１表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第３表面と、第３表面の反対側に形成された第４表面と、第４表面に形成されるとともに第３表面に向かって窪む凹部とを含む。
【０００８】
この発明の第１の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、略平坦な第１表面を含む半導体レーザ素子部と、半導体レーザ素子部の略平坦な第１表面上に形成された電極とを備え、電極は、第１表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第３表面を含むことによって、半導体レーザ素子部の略平坦な第１表面から活性層までの厚みが略一定となるので、半導体レーザ素子部が有する機械的な強度に不均一さが生じない。したがって、半導体レーザ素子部に割れや欠けを発生させることなくこの半導体レーザ素子を放熱基台などに接合することができる。加えて、機械的な強度が略一様な半導体レーザ素子部の第１表面上に略平坦な第３表面を有する電極が形成されているので、電極にボンディングワイヤを接続する際に、凹部を含めた電極の厚みが均一でない場合にも、半導体レーザ素子部は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得ることができる。この結果、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生することを抑制することができる。
【０００９】
なお、本発明において、半導体レーザ素子部は、半導体基板の主面上に活性層を含む半導体層が積層されたレーザ素子構造、半導体基板を使用することなく活性層を含む半導体層のみが積層されたレーザ素子構造、または、支持基体（支持基板）に活性層を含む半導体層が接合されたレーザ素子構造を含む広い概念である。
【００１０】
また、上記第１の局面による半導体レーザ素子では、電極は、第４表面に形成されるとともに第３表面に向かって窪む凹部を含むことによって、電極の第４表面は、凹部と凹部以外からなる凹凸形状を有している。ここで、ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子部を素子分割する際、素子分割前の半導体レーザ素子部における電極の表面に延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムなどのシートを貼り付けた状態でウェハを素子分割する場合がある。この場合、ＯＰＰフィルムを電極の表面に貼り付けることにより、ＯＰＰフィルムに含まれる有機珪素化合物（たとえば有機シロキサンなど）を構成する炭素（Ｃ）や珪素（Ｓｉ）などの元素が電極の表面に付着する。そして、素子分割後にＯＰＰフィルムを剥離した電極の表面にワイヤボンディングを行った場合、電極とボンディングワイヤ（金属線）との間に上記した元素が介在する。そして、この状態で、半導体レーザ素子を動作させた場合、付着した元素が障壁となって電極とボンディングワイヤとの間に余分な電気抵抗が発生し、半導体レーザ素子の動作電圧が上昇するという不都合が生じる。本願発明者は、半導体レーザ素子を製造するにあたってこのような不都合を解決する方法を鋭意検討した。その結果、本発明の電極の第４表面に凹部を設けることによって、製造プロセスにおいて一時的に使用されるＯＰＰフィルムを電極の表面に貼り付けたとしても、凹部が窪んでいるので、凹部の底面および内側面にＯＰＰフィルムが貼り付かない。したがって、素子分割後に半導体レーザ素子からＯＰＰフィルムを剥離したとしても、凹部の底面および内側面には炭素（Ｃ）や珪素（Ｓｉ）などの元素が付着しないようにすることができる。これにより、電極の凹部の底面および内側面は、清浄に保たれるので、電極の凹部とボンディングワイヤとの間に余分な電気抵抗が発生することを抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子の動作電圧が上昇することを抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体レーザ素子部は、第２表面に形成されたリッジをさらに含み、電極の凹部およびリッジは、平面的に見て、凹部およびリッジの各々の形成領域が重なるように配置されており、半導体レーザ素子部は、リッジが形成された第２表面側が放熱基台に接合されている。このように、半導体レーザ素子をジャンクションダウン方式で放熱基台に接合した場合においても、半導体レーザ素子部の機械的強度が不均一さを有していないので、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生させることなく、ジャンクションダウン接合を行うことができる。また、半導体レーザ素子部は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得るので、電極の凹部およびリッジの各々の形成領域が重なっていても、リッジが損傷することを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の凹部は、凹部の底面においてボンディングワイヤが接続可能で、かつ、ボンディングワイヤが凹部の内側面に接触した状態で接続可能なように構成されている。このように構成すれば、付着物が極力排除されて清浄に保たれた電極の凹部の底面において、ボンディングワイヤと電極との導通を容易に図ることができる。加えて、ボンディングワイヤの電極との接触面積を増加させることができるので、電極とボンディングワイヤとの間の電気抵抗をより低減させることができる。
【００１３】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極は、半導体レーザ素子部の第１表面に接触する略平坦な第３表面を有するオーミック電極層と、オーミック電極層の半導体レーザ素子部とは反対側に配置され、凹部が形成された第４表面を有するパッド電極層とを含み、凹部の深さは、凹部が形成されていない部分におけるパッド電極層の厚みよりも小さい。このように構成すれば、凹部の底面には下層となるオーミック電極層が露出しない。つまり、ボンディングワイヤがオーミック電極層に直接接合されることが防止されるので、ワイヤボンドに起因してオーミック電極層が損傷することを防止することができる。
【００１４】
上記第１の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、凹部の内側面は、半導体レーザ素子部に形成された共振器面から共振器の延びる方向に沿って所定の距離分内側に離間した位置に形成されている。このように構成すれば、凹部の底面が共振器面に露出しない。したがって、製造プロセスにおいて、共振器面に誘電体材料などからなる端面コート膜を形成した場合においても、端面コート膜が電極の凹部の底面に入り込んで付着することを効果的に抑制することができる。この結果、電極の凹部の底面をより清浄に保つことができる。
【００１５】
この発明の第２の局面による光装置は、第１の局面における半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系とを備える。
【００１６】
この第２の局面による光装置では、上記第１の局面による半導体レーザ素子を備えているので、半導体レーザ素子においては、割れや欠けが発生することが抑制されるとともに、動作電圧が上昇することが抑制される。その結果、この半導体レーザ素子を安定的に動作させて長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子をサブマウントにジャンクションダウン方式で接合した状態を示した斜視図である。
【図２】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おいて、金属線がワイヤボンディングされた位置で共振器の延びる方向と垂直に切断した際の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子の上面図である。
【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の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子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実施形態による青紫色半導体レーザ素子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実施形態による青紫色半導体レーザ素子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実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９】本発明の効果を確認するために行った確認実験の結果を示した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子をサブマウントにジャンクションダウン方式で接合した状態を示した斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による３波長半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による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】
【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〜図３を参照して、本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の構造について説明する。なお、図２は、図３の１５０−１５０線に沿った断面図である。なお、青紫色半導体レーザ素子１００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００２０】
青紫色半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（Ｃ１側）上に形成された活性層１２を有する半導体素子層２とを含む半導体レーザ素子部１０を備えている。半導体素子層２は、発振波長が約４０５ｎｍ帯を有する窒化物系半導体からなる。また、青紫色半導体レーザ素子１００では、半導体素子層２側の表面１０ａ（Ｃ１側）上にｐ側電極２０が形成されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１側の表面１０ｂ（Ｃ２側）上にｎ側電極３０が形成されている。なお、表面１０ｂおよび表面１０ａは、それぞれ、本発明の「第１表面」および「第２表面」の一例である。また、ｎ側電極３０は、本発明の「電極」の一例である。
【００２１】
半導体レーザ素子部１０は、図３に示すように、約８００μｍの共振器長（レーザ素子端部間（Ａ方向）の長さ）を有するとともに、約１００μｍの素子幅（Ｂ方向）を有する。また、半導体素子層２には、共振器の延びる方向（Ａ方向）と直交する光出射面２ａ（Ａ１側）および光反射面２ｂ（Ａ２側）がそれぞれ形成されている。なお、光出射面２ａおよび光反射面２ｂは、一対に形成された共振器面のそれぞれから出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側が光出射面２ａである。また、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側が光反射面２ｂである。なお、光出射面２ａおよび光反射面２ｂは、本発明の「共振器面」の一例である。
【００２２】
また、光出射面２ａ上には、低反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されており、光反射面２ｂ上には、高反射率の誘電体多層膜（図示せず）が形成されている。ここで、誘電体多層膜は、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。
【００２３】
また、青紫色半導体レーザ素子１００は、図１および図２に示すように、ＡｕＳｎ半田などからなる導電性接着層５を介してジャンクションダウン方式によりサブマウント１２０上に固定されている。具体的には、青紫色半導体レーザ素子１００は、半導体レーザ素子部１０の後述するリッジ３が形成された表面１０ａ側を下にして、ｐ側電極２０が導電性接着層５を介してサブマウント１２０の上面に形成されたパッド電極１２１に接合されている。なお、サブマウント１２０は、本発明の「放熱基台」の一例である。
【００２４】
また、青紫色半導体レーザ素子１００では、ｎ側電極３０の上面３０ａにＡｕからなり約５０μｍ以上約６０μｍ以下の線径を有する金属線９１の一方端部が接続されている。また、サブマウント１２０は、下面（Ｃ１側）が、導電性接着層（図示せず）を介して、金属製のステム（図示せず）に固定されている。また、金属線９１の他方端部は、図示しない負極端子に接続されるとともに、金属製のステムは、図示しない正極端子と導通している。なお、金属線９１は、本発明の「ボンディングワイヤ」の一例である。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、ｎ側電極３０は、図２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１に近い側から順に、Ａｌなどの金属層からなるオーミック電極層３１と、Ｐｔなどの金属層からなるバリア層３２と、Ａｕなどの金属層からなるパッド電極層３３とが積層された構造を有している。そして、ｎ側電極３０は、上面３０ａ側に形成された凹部３５を含んでいる。すなわち、凹部３５は、上面３０ａが下面３０ｂに向かってＣ１方向に窪んでいる。したがって、ｎ側電極３０の上面３０ａは、凹部３５が形成された領域と凹部３５が形成されていない領域とによって凹凸形状を有している。一方、ｎ側電極３０の下面３０ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１の表面１０ｂと対向する領域の略全域に亘って略平坦面を形成している。なお、上面３０ａおよび下面３０ｂは、それぞれ、本発明の「第４表面」および「第３表面」の一例である。
【００２６】
また、青紫色半導体レーザ素子１００を全体として捉えた場合、ｎ側電極３０では凹部３５が形成されることにより厚み（Ｃ方向）が変化する一方、半導体レーザ素子部１０では、略平坦な表面１０ｂから活性層１２までの厚みｔ５が略一定である。ここで、厚みｔ５は、ｎ型ＧａＮ基板１とｎ型クラッド層１１と活性層１２との厚みを合計した厚みを示す。
【００２７】
また、第１実施形態では、凹部３５の深さＤ１は、凹部３５が形成されていない部分におけるパッド電極層３３の厚みｔ１よりも小さい（Ｄ１＜ｔ１）。つまり、凹部３５はパッド電極層３３にのみ形成されている。したがって、底面３５ａは、パッド電極層３３であり、底面３５ａには下層のバリア層３２やオーミック電極層３１は、露出していない。なお、底面３５ａにおけるパッド電極層３３の厚み（ｔ１−Ｄ１）は、約２００ｎｍ以上約３００ｎｍ以下の範囲であればよい。また、凹部３５の深さＤ１については、約３μｍ以上５μｍ以下であればよい。
【００２８】
また、ｎ側電極３０を平面的に見た場合、図３に示すように、凹部３５は、ｎ側電極３０の内側に形成されている。つまり、凹部３５は、底面３５ａと、底面３５ａの四方を囲む４つの内側面とを有している。一対の内側面３５ｂは、共振器の延びる方向（Ａ方向）に対向しており、一対の内側面３５ｃは、Ａ方向と略直交する素子の幅方向（Ｂ方向）に対向している。したがって、ｎ側電極３０は、内側面３５ｂの外側（Ａ方向に沿った底面３５ａとは反対側）が底面３５ａよりも厚みが大きい壁部３３ａと、内側面３５ｃの外側（Ｂ方向に沿った底面３５ａとは反対側）が底面３５ａよりも厚みが大きい壁部３３ｂとを有している。また、壁部３３ａおよび壁部３３ｂは、凹部３５の四隅で互いに接続されて一体的な構造を有している。ここで、半導体レーザ素子部１０は素子幅（Ｂ方向）が約１００μｍであるのに対し、ｎ側電極３０の幅（Ｂ方向）は、約７０μｍである。
【００２９】
また、壁部３３ａにおいては、ｎ側電極３０のＡ方向の端部３０ｈから内側面３５ｂまでの幅Ｗ１を有している。また、ｎ側電極３０の端部３０ｈは、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）からＡ２方向（Ａ１方向）に沿って距離Ｌ１だけ内側に離間した位置に形成されている。したがって、凹部３５の内側面３５ｂは、光出射面２ａ（光反射面２ｂ）からＡ２方向（Ａ１方向）に沿って距離Ｌ１＋幅Ｗ１だけ内側に位置している。同様に、壁部３３ｂにおいては、ｎ側電極３０のＢ方向の端部３０ｊから内側面３５ｃまでの幅Ｗ２を有している。また、ｎ側電極３０の端部３０ｊは、半導体レーザ素子部１０の側端面２ｃ（２ｄ）からＢ２方向（Ｂ１方向）に沿って距離Ｌ２（約１５μｍ）だけ内側に離間した位置に形成されている。したがって、凹部３５の内側面３５ｃは、側端面２ｃ（２ｄ）からＢ２方向（Ｂ１方向）に沿って距離Ｌ２＋幅Ｗ２だけ内側に位置している。これにより、パッド電極層３３に形成された凹部３５は、上方（Ｃ２方向）にのみ開口する一方、ｎ側電極３０の端部３０ｈおよび端部３０ｊには開口部を有していない。
【００３０】
なお、幅Ｗ１と幅Ｗ２との大小関係については、図３に示すようにＷ１＞Ｗ２であってもよいし、幅Ｗ１と幅Ｗ２とが略等しくてもよい。また、図３においては、壁部３３ａの幅Ｗ１は、共振器方向（Ａ方向）において略対称な長さであり、壁部３３ｂの幅Ｗ２は、素子の幅方向（Ｂ方向）において略対称な長さとしているが、このように略対称な長さにしなくてもよい。壁部３３ａの幅Ｗ１は、たとえば、レーザ光の主たる出射方向を区別する目的で、光出射面２ａ側と光反射面２ｂとで異ならせていてもよい。
【００３１】
また、第１実施形態では、図２に示すように、凹部３５は、底面３５ａにおいて金属線９１が接続可能であるとともに、金属線９１が凹部３５の内側面３５ｂおよび内側面３５ｃの少なくとも一方に接触した状態で接続可能であるように構成されている。ここで、金属線９１は、約５０μｍ以上約６０μｍ以下の線径を有しており、ｎ側電極３０の幅（Ｂ方向：約７０μｍ）と比較しても、凹部３５の幅（Ａ方向およびＢ方向）よりも若干小さい程度である。したがって、凹部３５の底面３５ａに金属線９１が接続されたとしても、超音波ボンダ装置などによって接合時に溶融した金属線９１の一部が底面３５ａから内側面３５ｂ（３５ｃ）にかけた領域や、さらには、壁部３３ａ（図１参照）および壁部３３ｂ（図２参照）にまで僅かに延びた状態で固化される。このように、金属線９１は、ｎ側電極３０の上面３０ａに形成された起伏に沿って接合されている。
【００３２】
また、図２に示すように、半導体素子層２においては、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（Ｃ１側）上に、約２μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層１１が形成されている。ｎ型クラッド層１１の下面上には、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１２が形成されている。この活性層１２は、各々が約３０ｎｍの厚みを有するとともにアンドープＧａＩｎＮからなる４つの障壁層（図示せず）と、各々が約７ｎｍの厚みを有するとともにアンドープＧａＩｎＮからなる３つの井戸層（図示せず）とが交互に積層されている。活性層１２の下面上には、約０．５μｍの厚みを有するＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１３が形成されている。ｐ型クラッド層１３は、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿ってストライプ状（細長状）に延びる約１．５μｍの幅を有する凸部１３ａと、凸部１３ａの幅方向（Ｂ方向）の両側（Ｂ１側およびＢ２側）の約８０ｎｍの厚みを有する平坦部１３ｂとを有している。
【００３３】
また、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａ上（Ｃ１側）には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＧａＩｎＮからなるｐ側コンタクト層１４が形成されている。このｐ側コンタクト層１４とｐ型クラッド層１３の凸部１３ａとによって、約１．５μｍの幅を有してＡ方向にストライプ状に延びるリッジ３が構成されている。また、リッジ３により、青紫色半導体レーザ素子１００の光導波路が構成されている。
【００３４】
また、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａの両側面上、平坦部１３ｂの下面上およびｐ側コンタクト層１４の両側面上には、約０．２μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層１９が形成されている。また、電流ブロック層１９は、リッジ３の下面（ｐ側オーミック電極１５の下面（Ｃ１側））を露出するように形成されている。
【００３５】
また、ｐ側コンタクト層１４の下面上には、ｐ側コンタクト層１４に近い側から順に、Ｐｄ層、Ｐｔ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極１５が形成されている。ｐ側オーミック電極１５の下面上と電流ブロック層１９の下面上とには、ｐ側オーミック電極１５に近い側から順に、約０．１μｍの厚みを有するＴｉ層と、約０．１μｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側電極２０が形成されている。
【００３６】
また、第１実施形態では、図２および図３に示すように、ｎ側電極３０の凹部３５およびリッジ３は、平面的に見て、凹部３５およびリッジ３の各々の形成領域が重なるように配置されている。この場合、凹部３５のＢ方向の中心線１７０（図３参照）がリッジ３の中心線に略一致している。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００が構成されている。
【００３７】
次に、図２〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスについて説明する。
【００３８】
まず、図４に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（主表面）上に、ｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３、ｐ側コンタクト層１４およびｐ側オーミック電極１５を順次積層する。その後、フォトリソグラフィを用いてｐ側オーミック電極１５の上面上にマスク（図示せず）をパターニングした後、マスクから露出するｐ側オーミック電極１５と下部のｐ側コンタクト層１４およびｐ型クラッド層１３の一部の領域をエッチングすることによりリッジ３を形成する。その後、リッジ３上に残されたマスクを除去する。
【００３９】
その後、プラズマＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いて、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａ以外の平坦部１３ｂの上面上、ｐ側オーミック電極１５の上面上、および、リッジ３の両側面を連続的に覆うように電流ブロック層１９を形成する。その後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、電流ブロック層１９上および電流ブロック層１９が形成されていないｐ側オーミック電極１５上に、ｐ側電極２０を形成する。
【００４０】
この後、ｎ型ＧａＮ基板１が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１の表面１０ｂ側を研磨し、研磨によるダメージ層をドライエッチングにより除去した後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の表面１０ｂ（Ｃ２側）上にｎ型ＧａＮ基板１に接触するようにｎ側電極３０を形成する。
【００４１】
具体的には、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（表面１０ｂ）上にオーミック電極層３１を蒸着する。次に、オーミック電極層３１を覆うようにバリア層３２を蒸着する。さらに、バリア層３２の下面上に、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層を蒸着して平坦なＡｕ金属層３３ｕを形成する。これにより、図５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１の下面（表面１０ｂ）上に、矩形形状を有する複数のＡｕ金属層３３ｕが形成される。ここで、Ａｕ金属層３３ｕのＡ方向の端部３０ｈ同士は、間隔Ｌ３（＝Ｌ１×２）を隔てて対向するとともに、Ｂ方向の端部３０ｊ同士は、間隔Ｌ４（＝Ｌ２×２）を隔てて対向する。また、Ａｕ金属層３３ｕは、下部にリッジ３が形成された領域に重なって形成される。
【００４２】
その後、図６に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の表面１０ｂからオーミック電極層３１（図４参照）、バリア層３２（図４参照）およびＡｕ金属層３３ｕ（図４参照）にかけての側面（端部３０ｈおよび端部３０ｊ）と、Ａｕ金属層３３ｕの表面（Ｃ２側）の所定領域とを覆うようにレジスト５０をパターニングする。これにより、レジスト５０は、Ａｕ金属層３３ｕの外縁部とその近傍の領域のみが露出するようにパターニングされる。
【００４３】
そして、この状態で、平面的に見てレジスト５０の枠状に形成された開口部５０ａ（Ａｕ金属層３３ｕが露出した部分）に、真空蒸着法を用いてＡｕ金属層３３ｖを堆積させる。これにより、Ａｕ金属層３３ｕの表面上に、枠状を有するようにＡｕ金属層３３ｖが形成される。その後、レジスト５０を除去する。これにより、図７に示すように、バリア層３２の上面（Ｃ２側）上に、凹部３５を有するとともにＡｕ金属層３３ｕおよび３３ｖが一体となったパッド電極層３３が形成される。このようにして、ｎ側電極３０が形成される。
【００４４】
その後、約８００μｍの共振器長（Ａ方向）を有するようにウェハをＢ方向に沿ってバー状に劈開する。具体的には、ウェハを、図５に示した分離線１９０の位置において劈開する。これにより、半導体レーザ素子部１０がＢ方向に複数繋げられた状態のバー１０５が得られる。
【００４５】
その後、劈開によってバー１０５に形成された劈開面からなる共振器面（光出射面２ａおよび光反射面２ｂ）に対して、ＥＣＲスパッタ成膜装置などを用いて端面コート膜（図示せず）を形成する。この際、第１実施形態では、図３に示すように、ｎ側電極３０の共振器面に対向する側の端部３０ｈには、凹部３５が開口していないので、誘電体材料などからなる端面コート膜が凹部３５内にまで浸入して付着することを防止しやすい。したがって、凹部３５の底面３５ａおよび内側面３５ｂおよび３５ｃは、清浄な状態に保たれる。
【００４６】
その後、図７に示すように、バー１０５の表面１０ａ側に、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム６０を貼り付ける。ここで、ＯＰＰフィルム６０は、約４０μｍの厚みを有しており、元々一体的であった剥離シート６１（図８参照）を剥離（分離）した後、ＯＰＰフィルム６０の粘着面６０ａに、バー１０５におけるｐ側電極２０の表面（Ｃ１側）を一様に貼り付ける。その後、機械的スクライブまたはレーザスクライブなどにより、ＯＰＰフィルム６０とは反対側（Ｃ２側）の半導体レーザ素子部１０の表面１０ｂ側から、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って直線状のスクライブ溝５１をＢ方向に所定の間隔（ピッチ）を隔てて複数形成する。ここで、スクライブ溝５１間のピッチは、青紫色半導体レーザ素子１００（図２参照）の素子幅（約１００μｍ）に略等しい。
【００４７】
その後、図８に示すように、前述した工程でＯＰＰフィルム６０から剥離しておいた剥離シート６１を、バー状態となった青紫色半導体レーザ素子１００のｎ側電極３０の上面３０ａ（Ｃ２側）に貼り付ける。この際、ｎ側電極３０には凹部３５が形成されているので、剥離シート６１は、凹部３５以外のｎ側電極３０（パッド電極層３３）の表面に貼り付けられる。したがって、凹部３５においては、剥離シート６１の粘着面６１ａと底面３５ａおよび内側面３５ｂ（３５ｃ）との間に空間が形成されており、剥離シート６１の粘着面６１ａは、凹部３５の底面３５ａおよび内側面３５ｂ（３５ｃ）には接触しない。
【００４８】
この状態で、バー１０５の下面側（剥離シート６１が貼り付けられた側（Ｃ２側））が開くようにバー１０５の上面側（ＯＰＰフィルム６０が貼り付けられた側（Ｃ１側））の所定の位置に刃状金具５２を矢印Ｃ２方向に押し当てる。刃状金具５２の先端部がＯＰＰフィルム６０をＣ２方向に突き破り、さらに、刃状金具５２の荷重が分離線１９５に沿って半導体素子層２に印加されることにより、バー１０５をスクライブ溝５１の位置（分離線１９５）で分割する。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００のチップ（図２参照）が多数形成される。
【００４９】
第１実施形態では、上記のように、略平坦な表面１０ｂを含む半導体レーザ素子部１０と、半導体レーザ素子部１０の略平坦な表面１０ｂ上に形成されたｎ側電極３０とを備え、ｎ側電極３０は、表面１０ｂと対向する領域の略全域に亘って略平坦な下面３０ｂを含むことによって、半導体レーザ素子部１０の略平坦な表面１０ｂから活性層１２までの厚みｔ５（図２参照）が略一定となるので、半導体レーザ素子部１０が有する機械的な強度に不均一さが生じない。したがって、半導体レーザ素子部１０に割れや欠けを発生させることなくこの青紫色半導体レーザ素子１００をサブマウント１２０に接合することができる。加えて、機械的強度が略一様な半導体レーザ素子部１０の表面１０ｂ上にｎ側電極３０が形成されているので、ｎ側電極３０に金属線９１を接続する際に、凹部３５を含むｎ側電極３０の厚み（Ｃ方向）が均一でない場合にも、半導体レーザ素子部１０は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得ることができる。この結果、半導体レーザ素子部１０に割れや欠けが発生することを抑制することができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、ｎ側電極３０は、上面３０ａに形成されるとともに下面３０ｂに向かって窪む凹部３５を含むことによって、ｎ側電極３０の上面３０ａは、凹部３５と凹部３５以外からなる凹凸形状を有している。製造プロセスにおいて一時的に使用されるＯＰＰフィルム６０から剥離された剥離シート６１をｎ側電極３０の表面に貼り付けたとしても、凹部３５が窪んでいるので、凹部３５の底面３５ａおよび内側面３５ｂに剥離シート６１の粘着面６１ａが貼り付かない。したがって、素子分割後に青紫色半導体レーザ素子１００から剥離シート６１を剥離したとしても、凹部３５の底面３５ａおよび内側面３５ｂには炭素（Ｃ）や珪素（Ｓｉ）などの元素が付着しないようにすることができる。これにより、ｎ側電極３０の凹部３５の底面３５ａおよび内側面３５ｂは、清浄に保たれるので、ｎ側電極３０の凹部３５と金属線９１との間に余分な電気抵抗が発生することを抑制することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００の動作電圧が上昇することを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、ｎ側電極３０の凹部３５およびリッジ３は、平面的に見て、凹部３５およびリッジ３の各々の形成領域が重なるように配置されており、半導体レーザ素子部１０は、リッジ３が形成された表面１０ａ側がサブマウント１２０に接合されている。このように、青紫色半導体レーザ素子１００をジャンクションダウン方式でサブマウント１２０に接合した場合においても、半導体レーザ素子部１０の機械的強度が不均一さを有していないので、半導体レーザ素子部１０に割れや欠けが発生させることなく、ジャンクションダウン接合を行うことができる。また、半導体レーザ素子部１０は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得るので、ｎ側電極３０の凹部３５およびリッジ３の各々の形成領域が重なっていても、リッジ３が損傷することを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、ｎ側電極３０の凹部３５は、凹部３５の底面３５ａにおいて金属線９１が接続可能で、かつ、金属線９１が凹部３５の内側面３５ｂに接触した状態で接続可能なように構成されている。これにより、付着物が極力排除されて清浄に保たれたｎ側電極３０の凹部３５の底面３５ａにおいて、金属線９１とｎ側電極３０との導通を容易に図ることができる。加えて、金属線９１のｎ側電極３０との接触面積を増加させることができるので、ｎ側電極３０と金属線９１との間の電気抵抗をより低減させることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、ｎ側電極３０は、オーミック電極層３１と、パッド電極層３３とを含み、凹部３５の深さＤ１は、凹部３５が形成されていない部分におけるパッド電極層３３の厚みｔ１よりも小さい（Ｄ１＜ｔ１）。これにより、凹部３５の底面３５ａには下層となるオーミック電極層３１が露出しない。つまり、金属線９１がオーミック電極層３１に直接接合されることが防止されるので、ワイヤボンドに起因してオーミック電極層３１が損傷することを防止することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、凹部３５の内側面３５ｂは、半導体レーザ素子部１０に形成された光出射面２ａおよび光反射面２ｂの各々から共振器の延びるＡ方向に沿って所定の距離（＝Ｌ１＋Ｗ１）だけ内側に離間した位置に形成されている。これにより、凹部３５の底面３５ａが光出射面２ａおよび光反射面２ｂの各々に露出しない。したがって、製造プロセスにおいて、光出射面２ａおよび光反射面２ｂの各々に誘電体膜などからなる端面コート膜を形成する場合においても、端面コート膜がｎ側電極３０の凹部３５の底面３５ａに入り込んで付着することを効果的に抑制することができる。この結果、ｎ側電極３０の凹部３５の底面３５ａをより清浄に保つことができる。
【００５５】
次に、図１、図２、図４、図８および〜図９を参照して、上記した第１実施形態の効果を確認するために行った比較例との対比による確認実験について説明する。この確認実験では、上記した第１実施形態に対応する実施例としての青紫色半導体レーザ素子１００（図１参照）を作製するとともに、実施例に対する比較例としての青紫色半導体レーザ素子を作製して、各々の半導体レーザ素子の動作電圧を比較した。
【００５６】
まず、上記した第１実施形態に対応する実施例としての青紫色半導体レーザ素子については、ｎ側電極を構成する表面（上面）が平坦なパッド電極層３３（図４参照）を形成した後、パッド電極層３３の表面を切削工具を用いて機械的に削ることにより、パッド電極層３３の表面に付着した有機シロキサンなどの有機珪素化合物（剥離シート６１（図８参照）の材料や粘着成分に含まれる炭素（Ｃ）や珪素（Ｓｉ）などの元素）を除去した。ここで、有機珪素化合物の除去とともに、パッド電極層３３の表層部のＡｕもある程度除去されるので、パッド電極層３３には、内部のＡｕ金属層が露出されて一定の清浄さが保たれた状態となった。このようにして、実施例の青紫色半導体レーザ素子においては、第１実施形態で示したｎ側電極３０（図２参照）が凹部３５（図２参照）を有することにより、剥離シート６１（図８参照）の材料などが凹部３５に付着しない状態と略同様の状態を再現した。
【００５７】
また、上記実施例に対する比較例としての青紫色半導体レーザ素子については、ｎ側電極に関してパッド電極層３３の表面を切削金具を用いて削ることなく、剥離シート６１を剥がしたままの状態として素子チップを準備した。つまり、比較例におけるパッド電極層３３の表面の略全域に、有機珪素化合物が付着したままの状態を再現した。そして、各々の青紫色半導体レーザ素子をジャンクションダウン方式でサブマウント１２０（図１参照）に接合するとともに、ｎ側電極に金属線９１（図１参照）をワイヤボンディングして電気的な接続を図った。
【００５８】
そして、上記実施例および比較例として作製した青紫色半導体レーザ素子の各々についての電流−電圧特性を調べた。なお、電流−電圧特性については、半導体特性測定器の１つである半導体パラメータアナライザ（電気特性評価装置）を用いて測定した。
【００５９】
この結果、図９に示すように、実施例と比較例とを比較した場合、同じ電流値における動作電圧は、比較例よりも実施例の方が低くなる結果が得られた。また、動作電圧の減少幅は、電流値の増加とともに増加する傾向であった。つまり、比較例とは異なり、実施例におけるｎ側電極３０では、パッド電極層３３の表面に付着した有機珪素化合物が除去されてパッド電極層３３が清浄な状態に保たれたと考えられる。これにより、パッド電極層３３と金属線９１との間に余分な電気抵抗が発生することが抑制されて、動作電圧の低減につながったと考えられる。この結果から、ｎ側電極３０の表面を清浄に保つためにｎ側電極３０に本発明の「凹部」を形成した状態で、この凹部の底面にワイヤボンドを行うことの有用性が確認された。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、図５および図１０参照して、本発明の第２実施形態による青紫色半導体レーザ素子２００について説明する。この青紫色半導体レーザ素子２００では、凹部２３５は、底面２３５ａが素子の幅方向（Ｂ方向）においてｎ側電極２３０を貫通している。なお、図中において、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。また、青紫色半導体レーザ素子２００は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００６１】
詳細に説明すると、図１０に示すように、凹部２３５は、共振器の延びる方向（Ａ方向）に対向する一対の内側面２３５ｂを有する一方、素子の幅方向（Ｂ方向）においては内側面を有していない。つまり、青紫色半導体レーザ素子２００をＢ方向に沿って側方から見た場合、ｎ側電極２３０の端部２３０ｊには凹部２３５を確認することが可能な開口部が形成されている。
【００６２】
また、青紫色半導体レーザ素子２００においても、ｎ側電極２３０の上面２３０ａにＡｕからなる金属線９１の一方端部が接続されている。ここで、凹部２３５は、底面２３５ａがＢ方向に貫通しているので、ワイヤボンドの際に溶融した金属線９１の一部が底面２３５ａよりも外側のｎ型ＧａＮ基板１の表面１０ｂまで流れ出て固化される場合がある。しかしながら、ｎ型ＧａＮ基板１の厚みが約１００μｍと略一定であることと、青紫色半導体レーザ素子２００がジャンクションダウン方式でサブマウント１２０に接合されているので、ｎ側電極２３０の底面２３５ａから半導体素子層２におけるｐ−ｎ接合部分までの距離は比較的大きい。したがって、溶融した金属線９１の一部が底面２３５ａよりも外側に流れ出て固化されたとしても、ｐ−ｎ接合を短絡させることは殆どない。なお、上面２３０ａは、本発明の「第４表面」の一例である。なお、青紫色半導体レーザ素子２００のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６３】
また、青紫色半導体レーザ素子２００の製造プロセスでは、ｎ側電極２３０のパッド電極層２３３を形成する際、平坦なＡｕ金属層３３ｕ（図５参照）上に枠状のＡｕ金属層３３ｖ（図５参照）を堆積させる代わりに、平坦なＡｕ金属層３３ｕのＡ方向における端部３０ｈの近傍領域上にのみにＡｕ金属層３３ｖを堆積させるようなレジストパターンを形成した状態でＡｕ金属層３３ｖを増し盛りするプロセスを用いてｎ側電極２３０を形成する。なお、その他のプロセスについては、第１実施形態の製造プロセスと略同様である。
【００６４】
青紫色半導体レーザ素子２００では、上記のように、凹部２３５は、底面２３５ａが素子の幅方向（Ｂ方向）においてｎ側電極２３０を貫通している。これにより、製造プロセス上、第１実施形態のような周囲が壁部によって囲まれた凹部３５を有するｎ側電極３０を形成する場合よりも、より簡素なレジストパターンを用いてｎ側電極２３０を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。
【００６５】
（第３実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第３実施形態による３波長半導体レーザ装置３００について説明する。なお、図中において、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。
【００６６】
３波長半導体レーザ装置３００は、第１実施形態で示した青紫色半導体レーザ素子１００と、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子３２０および約７８０ｎｍの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子３３０が共通のｎ型ＧａＡｓ基板３５１上にモノリシックに形成された２波長半導体レーザ素子３５０とが、Ｓｉからなる放熱基台１２５の上面１２５ａ上（Ｃ２側）に固定されている。また、放熱基台１２５は、下面側（Ｃ１側）がＡｕＳｎ半田などの導電性融着層６を介してベース部１３０の上面１３０ａに接合されている。
【００６７】
赤色半導体レーザ素子３２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の下面上の一方側（Ｂ１側）に形成されているとともに、赤外半導体レーザ素子３３０は、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の下面上の他方側（Ｂ２側）に形成されている。また、赤色半導体レーザ素子３２０と赤外半導体レーザ素子３３０とは、Ｂ方向の略中央に形成された溝部３５２により所定の距離を隔てて配置されている。
【００６８】
赤色半導体レーザ素子３２０では、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の下面上のＢ１側に、ｎ型クラッド層３２１と、活性層３２２と、ｐ型クラッド層３２３と、電流ブロック層３２９と、ｐ側電極３２８とが形成されている。また、リッジ部３２５は、赤色半導体レーザ素子３２０の素子幅方向の中央部よりも青紫色半導体レーザ素子１００側（Ｂ１側）に寄せられた領域に形成されている。
【００６９】
また、赤外半導体レーザ素子３３０では、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の下面上のＢ２側に、ｎ型クラッド層３３１と、活性層３３２と、ｐ型クラッド層３３３と、電流ブロック層３３９と、ｐ側電極３３８とが形成されている。また、リッジ部３３５は、赤外半導体レーザ素子３３０の素子幅方向の中央部よりも青紫色半導体レーザ素子１００側（Ｂ１側）に寄せられた領域に形成されている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の上面上の略全領域に、共通のｎ側電極３５９が形成されている。
【００７０】
放熱基台１２５の上面１２５ａの略全面上には、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１２６が形成されている。絶縁膜１２６上には、青紫色半導体レーザ素子１００、赤色半導体レーザ素子３２０および赤外半導体レーザ素子３３０の各々が接合される位置に、Ａｕなどの金属材料からなるパッド電極３０１、３０２および３０３が放熱基台１２５とは絶縁された状態で設けられている。また、パッド電極３０１、３０２および３０３は、平面的に見て互いに所定の距離を隔てて配置されることにより互いに絶縁されている。
【００７１】
また、２波長半導体レーザ素子３５０は、青紫色半導体レーザ素子１００と同様に、活性層３２２および３３２をｎ型ＧａＡｓ基板３５１よりも放熱基台１２５側（Ｃ１側）に近づけて、ジャンクションダウン方式で接合されている。赤色半導体レーザ素子３２０のｐ側電極３２８とパッド電極３０２とが導電性融着層５を介して電気的に接続されている。また、赤外半導体レーザ素子３３０のｐ側電極３３８とパッド電極３０３とが導電性融着層５を介して電気的に接続されている。
【００７２】
また、青紫色半導体レーザ素子１００のリッジ３は、青紫色半導体レーザ素子１００の素子幅方向（Ｂ方向）の中央部よりも２波長半導体レーザ素子３５０側（Ｂ２側）に寄せられた領域に形成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００および２波長半導体レーザ素子３５０は、各々のレーザ素子の発光点が３波長半導体レーザ装置３００の幅方向の中央部に集められている。
【００７３】
また、青紫色半導体レーザ素子１００のｐ側電極２０と導通するパッド電極３０１には、Ａｕなどからなる金属線９２の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子（正極側）に接続されている。また、パッド電極３０２には、赤色半導体レーザ素子３２０の後方（紙面奥側）の領域において、Ａｕなどからなる金属線（図示せず）の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子（正極側）に接続されている。また、パッド電極３０３には、Ａｕなどからなる金属線９３の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子（正極側）に接続されている。また、２波長半導体レーザ素子３５０のｎ側電極３５９には、金属線９４の一端が接続されており、他端は、ベース部１３０に接続されている。これにより、各半導体レーザ素子に対して正極のリード端子から個別に電流を供給することが可能であり、各半導体レーザ素子は、ｎ側電極が共通の端子（負極端子）に接続されている。３波長半導体レーザ装置３００は、このようにして構成されている。
【００７４】
第３実施形態では、上記のように、集積型の半導体レーザ装置である３波長半導体レーザ装置３００に青紫色半導体レーザ素子１００を備えている。ここで、ＧａＡｓ系の半導体基板および半導体層からなる半導体レーザ素子（２波長半導体レーザ素子３５０）は、レーザ素子の動作時に比較的大きな発熱を伴うので、放熱基台１２５に対してジャンクションダウン方式で接合される。したがって、各半導体レーザ素子の発光点高さ（水平位置）を揃えるためにも、図１１に示したように青紫色半導体レーザ素子１００についてもジャンクションダウン方式で放熱基台１２５に接合される必要がある。ｎ側電極３０に凹部３５が形成されていることによって、青紫色半導体レーザ素子１００に割れや欠けを発生させることなく放熱基台１２５に容易に接合することができる。なお、第３実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
（第４実施形態）
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第４実施形態による光ピックアップ装置４００について説明する。なお、光ピックアップ装置４００は、本発明の「光装置」の一例である。
【００７６】
本発明の第４実施形態による光ピックアップ装置４００は、図１２に示すように、第３実施形態による３波長半導体レーザ装置３００（図１１参照）が搭載されたキャン型の半導体レーザ装置４１０と、半導体レーザ装置４１０から出射されたレーザ光を調整する光学系４２０と、レーザ光を受光する光検出部４３０とを備えている。
【００７７】
また、光学系４２０は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２１、コリメータレンズ４２２、ビームエキスパンダ４２３、λ／４板４２４、対物レンズ４２５、シリンドリカルレンズ４２６および光軸補正素子４２７を有している。
【００７８】
また、ＰＢＳ４２１は、半導体レーザ装置４１０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４４０から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ４２２は、ＰＢＳ４２１を透過した半導体レーザ装置４１０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４２３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、凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させることにより、半導体レーザ装置４１０から出射されたレーザ光の波面状態を補正する機能を有している。
【００７９】
また、λ／４板４２４は、コリメータレンズ４２２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４２４は光ディスク４４０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４１０から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。これにより、光ディスク４４０から帰還するレーザ光は、ＰＢＳ４２１によって略全反射される。対物レンズ４２５は、λ／４板４２４を透過したレーザ光を光ディスク４４０の表面（記録層）上に収束させる。なお、対物レンズ４２５は、対物レンズアクチュエータ（図示せず）により移動可能にされている。
【００８０】
また、ＰＢＳ４２１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４２６、光軸補正素子４２７および光検出部４３０が配置されている。シリンドリカルレンズ４２６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４２７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４２６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４３０の検出領域上で一致するように配置されている。
【００８１】
また、光検出部４３０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。このようにして、半導体レーザ装置４１０を備えた光ピックアップ装置４００は構成される。
【００８２】
光ピックアップ装置４００では、半導体レーザ装置４１０は、赤色半導体レーザ素子３２０、青紫色半導体レーザ素子１００および赤外半導体レーザ素子３３０（図９参照）から、赤色、青紫色および赤外のレーザ光を独立的に出射することが可能に構成されている。また、半導体レーザ装置４１０から出射されたレーザ光は、上記のように、ＰＢＳ４２１、コリメータレンズ４２２、ビームエキスパンダ４２３、λ／４板４２４、対物レンズ４２５、シリンドリカルレンズ４２６および光軸補正素子４２７により調節された後、光検出部４３０の検出領域上に照射される。
【００８３】
ここで、光ディスク４４０に記録されている情報を再生する場合には、赤色半導体レーザ素子３２０、青紫色半導体レーザ素子１００および赤外半導体レーザ素子３３０から出射される各々のレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスク４４０の記録層にレーザ光を照射するとともに、光検出部４３０から出力される再生信号を得ることができる。また、光ディスク４４０に情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、赤色半導体レーザ素子３２０（赤外半導体レーザ素子３３０）および青紫色半導体レーザ素子１００から出射されるレーザパワーを制御しながら、光ディスク４４０にレーザ光を照射する。これにより、光ディスク４４０の記録層に情報を記録することができる。このようにして、半導体レーザ装置４１０を備えた光ピックアップ装置４００を用いて、光ディスク４４０への記録および再生を行うことができる。
【００８４】
第４実施形態では、上記のように、光ピックアップ装置４００には、第３実施形態の３波長半導体レーザ装置３００を備えた半導体レーザ装置４１０が搭載されている。これにより、３波長半導体レーザ装置３００に搭載された青紫色半導体レーザ素子１００においては、割れや欠けが発生することが抑制されるとともに、動作電圧が上昇することが抑制される。その結果、半導体レーザ装置４１０における青紫色半導体レーザ素子１００を安定的に動作させて長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光ピックアップ装置４００を得ることができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【００８５】
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。
【００８６】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に凹部３５が形成されたｎ側電極３０を設け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、成長用基板を用いてリッジ３を有する半導体素子層２を形成した後、半導体素子層２をジャンクションダウンで支持基板に接合するとともに半導体素子層２から成長用基板を除去して半導体レーザ素子部を形成してもよい。そして、成長用基板が除去されたｎ型クラッド層の略平坦な表面（第１表面）上に、本発明の「電極」を形成してもよい。あるいは、成長用基板が除去されたｎ型クラッド層の表面に支持基体（支持基板）などを接合した状態で、この支持基体の略平坦な表面（第１表面）上に、本発明の「電極」を形成することも可能である。
【００８７】
また、上記した変形例のうち、成長用基板が除去された半導体層の表面（第１表面）上、または、成長用基板が除去された半導体層の表面に接合された支持基体の表面（第１表面）上に、本発明の「電極」を形成するレーザ素子構造の場合、活性層を有する半導体素子層においては、光導波路（リッジ）が形成された側の導電型とは反対側の導電型を有する半導体層の略平坦な表面上に、本発明の「電極」を形成してもよい。つまり、光導波路（リッジ）がｎ型半導体層中に形成される場合には、ｐ型半導体からなる半導体層の略平坦な表面上に、本発明の「電極」を形成してもよい。
【００８８】
また、上記第１および第２実施形態の製造プロセスでは、平坦な表面を有するＡｕ金属層３３ｕにレジスト５０をパターニングした状態で、レジスト５０の枠状に形成された開口部５０ａを介してＡｕ金属層３３ｖを堆積させ、その後、レジスト５０を除去（リフトオフ）することにより凹部３５を有するパッド電極層３３を形成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、バリア層３２上に平坦な表面を有するＡｕ金属層を所定の厚みで形成した後、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて、Ａｕ金属層にバリア層３２にまで達しない凹部を形成する方法によってパッド電極層３３を形成してもよい。上記例示したいずれの形成方法によっても、本発明の凹部を有する電極を容易に形成することができる。
【００８９】
また、上記第１〜第４実施形態では、半導体素子層２のｐ型クラッド層１３に凸状のリッジ３を形成して青紫色半導体レーザ素子１００を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。リッジをＳｉＯ２またはＡｌＧａＮなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率分布導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。あるいは、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成して電流通路部を設けた利得導波型の窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。このような素子構造を有する半導体レーザ素子の場合、電流通路部（光導波路）が形成された側とは反対側（基板側）を下にしてジャンクションアップ方式で放熱基台に接合する場合には、電流通路部（光導波路）が形成された側の半導体層の表面（本発明の「第１表面」）は略平坦であるので、この放熱基台とは反対側の半導体層の表面上に、凹部を有する本発明の「電極」を形成してもよい。
【００９０】
また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の「電極」を、窒化物系半導体レーザ素子である青紫色半導体レーザ素子１００に形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。ＧａＡｓ系半導体やＧａＩｎＰ系半導体からなる半導体レーザ素子（赤色ＬＤや赤外ＬＤ、あるいは、２波長半導体レーザ素子３５０のようなモノリシック構造を有する半導体レーザ素子）に対して本発明の「電極」を形成してもよい。また、窒化物系半導体レーザ素子についても青紫色半導体レーザ素子以外の、たとえば、青色半導体レーザ素子や緑色半導体レーザ素子に対して本発明の「電極」を形成してもよい。
【００９１】
また、上記第１〜第４実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１００の半導体素子層２を、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体素子層２を、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮおよびこれらの混晶からなるウルツ鉱構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。
【００９２】
また、上記第１〜第４実施形態では、ＳｉＯ２を用いて電流ブロック層１９を形成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、ＳｉＮなどの他の絶縁性材料や、ＡｌＩｎＰやＡｌＧａＮなどの半導体材料を用いて電流ブロック層を形成してもよい。
【００９３】
また、上記第３実施形態では、３波長半導体レーザ装置３００を、青紫色半導体レーザ素子１００と赤色半導体レーザ素子３２０と赤外半導体レーザ素子３３０とによって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、窒化物系半導体からなる緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子と、赤色半導体レーザ素子３２０とを用いてＲＧＢ３波長半導体レーザ装置を構成してもよい。この場合、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子に、本発明の「電極」を形成することが好ましい。
【００９４】
また、上記第４実施形態では、３波長半導体レーザ装置３００をキャン型の半導体レーザ装置４１０に搭載した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平板状の平面構造を有するフレーム型のパッケージに３波長半導体レーザ装置３００を搭載してもよい。
【００９５】
また、上記第４実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１００を有する３波長半導体レーザ装置３００を備えた光ピックアップ装置４００について示したが、本発明はこれに限らず、青紫色半導体レーザ素子１００を有する３波長半導体レーザ装置３００を用いて、ＣＤ、ＤＶＤまたはＢＤなどの光ディスクの記録または再生を行う光ディスク装置や、プロジェクタ装置などの光装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
２ａ  光出射面（共振器面）
２ｂ  光反射面（共振器面）
３  リッジ
１０  半導体レーザ素子部
１０ａ  表面（第２表面）
１０ｂ  表面（第１表面）
１２  活性層
３０  ｎ側電極（電極）
３０ａ、２３０ａ  上面（第４表面）
３０ｂ  下面（第３表面）
３１  オーミック電極層
３３、２３３  パッド電極層
３５、２３５  凹部
３５ａ、２３５ａ  底面
３５ｂ  内側面
９１  金属線（ボンディングワイヤ）
１００、２００  青紫色半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
１２０、１２５  サブマウント（放熱基台）
４００  光ピックアップ装置（光装置）
４２０  光学系
【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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