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JP2011165708A - Method of manufacturing semiconductor laser apparatus, and semiconductor laser apparatus - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor laser apparatus, and semiconductor laser apparatus Download PDF

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JP2011165708A
JP2011165708A JP2010023313A JP2010023313A JP2011165708A JP 2011165708 A JP2011165708 A JP 2011165708A JP 2010023313 A JP2010023313 A JP 2010023313A JP 2010023313 A JP2010023313 A JP 2010023313A JP 2011165708 A JP2011165708 A JP 2011165708A
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JP
Japan
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semiconductor laser
laser element
layer
support substrate
blue
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010023313A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Hata
雅幸 畑
Yasuhiko Nomura
康彦 野村
Yasuyuki Bessho
靖之 別所
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to US13/020,080 priority patent/US20110188532A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor laser apparatus, capable of suppressing increase of the size of a laser device, and facilitating wire bonding to the laser device. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor laser apparatus 40 includes: a step of forming a first semiconductor laser device 10 having a first surface including a flat part 1a and a second conduction-side electrode 5 and a second surface including a first conduction type semiconductor layer 1, a step of forming a second semiconductor laser device 20 having a third surface including a second conduction-side electrode 25 and a fourth surface including a first conduction type semiconductor layer 21, and a step of bonding the third surface to a region 30a of a support substrate 30, and thereafter, bonding the first surface to a region 30b of the support substrate 30 so that the bottom surface of the flat part 1a lies on the top surface of the first conduction type semiconductor layer 21. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置に関し、特に、複数の半導体レーザ素子を接合した半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser device manufacturing method and a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device manufacturing method and a semiconductor laser device in which a plurality of semiconductor laser elements are joined.

従来、CD(コンパクトディスク)/CD−R(コンパクトディスク−レコーダブル)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、DVD(デジタル多用途ディスク)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。   Conventionally, in a CD (compact disc) / CD-R (compact disc-recordable) drive, an infrared semiconductor laser element having a wavelength of about 780 nm has been used as a light source. In a DVD (digital versatile disc) drive, a red semiconductor laser element having a wavelength of about 650 nm has been used as a light source.

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。   On the other hand, in recent years, a DVD that can be recorded / reproduced using blue-violet light has been developed. For such DVD recording / reproduction, a blue DVD drive using a blue-violet semiconductor laser element having a wavelength of about 405 nm is being developed at the same time. This DVD drive requires compatibility with conventional CD / CD-R and DVD.

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。   In this case, a method of providing a plurality of optical disk pickups for individually emitting infrared light, red light and blue-violet light in a DVD drive, or infrared, red and blue-violet semiconductor laser elements individually in one optical disk pickup The compatibility with conventional CDs, DVDs, and recordable / reproducible DVDs can be realized by the method of providing them. However, this method causes an increase in the number of parts, which makes it difficult to reduce the size of the pickup device, simplify the configuration, and reduce the price.

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。   In order to suppress such an increase in the number of parts, conventionally, a two-wavelength semiconductor laser element in which an infrared laser and a red laser are integrated on one chip has been put into practical use. On the other hand, since the blue-violet laser is not formed on a GaAs substrate or the like, it is very difficult to make the blue-violet semiconductor laser element into one chip together with the infrared and red semiconductor laser elements.

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が提案されている(たとえば、特許文献1および2参照)。   Therefore, conventionally, a semiconductor laser in which a laser element having a long wavelength (wavelength 600 to 700 nm) such as a red or infrared semiconductor laser element is bonded to a laser element having a short wavelength (wavelength 400 nm) such as a blue-violet semiconductor laser element. An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

上記特許文献1には、GaN系(窒化物系)半導体からなる第1の発光素子の上面に、AlGaAs系半導体またはAlGaInP系半導体からなる第2の発光素子が融着金属層を介して接合され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の表面同士を対向させて接合することにより、第1の発光素子のレーザ発光部に対して第2の発光素子のレーザ発光部が、素子の厚み方向に沿って所定の距離を隔てて配置されている。   In Patent Document 1, a second light emitting element made of an AlGaAs semiconductor or an AlGaInP semiconductor is bonded to the upper surface of a first light emitting element made of a GaN (nitride) semiconductor via a fused metal layer. A semiconductor laser device is disclosed. In the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1, the surfaces of the light emitting element layers opposite to the substrates of the respective light emitting elements are bonded so as to face each other, thereby being bonded to the laser light emitting portion of the first light emitting element. The laser light emitting portions of the second light emitting element are arranged at a predetermined distance along the thickness direction of the element.

また、上記特許文献2には、青紫色半導体レーザ素子の表面に、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子が接合された半導体レーザ装置が開示されている。この特許文献2に記載の半導体レーザ装置では、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子が、青紫色半導体レーザ素子の幅方向の略中央部に形成されたリッジ部の両側の平坦部上にそれぞれ接合されている。なお、各々のレーザ素子の基板とは反対側のレーザ素子層の表面同士を対向させて接合することにより、青紫色半導体レーザ素子のレーザ発光部に対して、赤色半導体レーザ素子および赤外半導体レーザ素子の各々のレーザ発光部が、レーザ素子の厚み方向に所定の距離を隔てて配置されている。   Patent Document 2 discloses a semiconductor laser device in which a red semiconductor laser element and an infrared semiconductor laser element are bonded to the surface of a blue-violet semiconductor laser element. In the semiconductor laser device described in Patent Document 2, a red semiconductor laser element and an infrared semiconductor laser element are respectively formed on flat portions on both sides of a ridge portion formed at a substantially central portion in the width direction of the blue-violet semiconductor laser element. It is joined. It is to be noted that a red semiconductor laser element and an infrared semiconductor laser are connected to the laser emission part of the blue-violet semiconductor laser element by bonding the surfaces of the laser element layers opposite to the substrate of each laser element facing each other. The laser light emitting portions of the elements are arranged at a predetermined distance in the thickness direction of the laser element.

特開2004−207480号公報JP 2004-207480 A 特開2005−317919号公報JP 2005-317919 A

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、各々の発光素子の基板とは反対側の発光素子層の表面同士を対向させて接合するため、第1の発光素子の厚みに第2の発光素子の厚みが足される分、半導体レーザ装置の大きさ(厚み)が増大するという問題点がある。また、第1の発光素子に対して第2の発光素子を接合するため、たとえば、第1の発光素子の幅を狭くする場合、第1の発光素子に接合される第2の発光素子の幅も同様に狭く形成する必要がある。このため、各々の発光素子の幅が狭くなる分、発光素子に対する金属線などのワイヤボンドが行いにくくなるという問題点がある。   However, in the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1, since the surfaces of the light emitting element layers opposite to the substrates of the respective light emitting elements are bonded to face each other, the thickness of the first light emitting element is the second. There is a problem that the size (thickness) of the semiconductor laser device increases as the thickness of the light emitting element is added. Further, since the second light emitting element is bonded to the first light emitting element, for example, when the width of the first light emitting element is narrowed, the width of the second light emitting element bonded to the first light emitting element. Similarly, it is necessary to form narrowly. For this reason, there is a problem that wire bonding such as a metal wire to the light emitting element becomes difficult due to the narrow width of each light emitting element.

また、上記特許文献2に開示された半導体レーザ装置においても、各々のレーザ素子の基板とは反対側のレーザ素子層の表面同士を対向させて接合するため、青紫色半導体レーザ素子の厚みに赤色半導体レーザ素子(または赤外半導体レーザ素子)の厚みが足される分、半導体レーザ装置の大きさ(厚み)が増大するという問題点がある。また、青紫色半導体レーザ素子に対して赤色半導体レーザ素子(または赤外半導体レーザ素子)を接合するため、たとえば、青紫色半導体レーザ素子の幅を狭くする場合、赤色半導体レーザ素子(または赤外半導体レーザ素子)の幅も同様に狭く形成する必要がある。このため、各々のレーザ素子の幅が狭くなる分、レーザ素子に対する金属線などのワイヤボンドが行いにくくなるという問題点がある。   Also in the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 2, the surface of the laser element layer opposite to the substrate of each laser element is bonded so as to face each other, so that the thickness of the blue-violet semiconductor laser element is red. There is a problem that the size (thickness) of the semiconductor laser device increases as the thickness of the semiconductor laser element (or infrared semiconductor laser element) is added. Further, since a red semiconductor laser element (or an infrared semiconductor laser element) is bonded to a blue-violet semiconductor laser element, for example, when the width of the blue-violet semiconductor laser element is narrowed, the red semiconductor laser element (or infrared semiconductor) Similarly, the width of the laser element must be narrow. For this reason, there is a problem that wire bonding such as a metal wire to the laser element becomes difficult due to the narrow width of each laser element.

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、レーザ素子の大きさ(厚み)が増大するのを抑制することが可能で、かつ、レーザ素子に対する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の製造方法および半導体レーザ装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress an increase in the size (thickness) of the laser element, and It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device and a semiconductor laser device capable of easily performing wire bonding of a metal wire to a laser element.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

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表面とを含む第2半導体レーザ素子を形成する工程と、第3表面を支持基板の一面上の第1領域に接合した後に、第1表面の一部が、前第4表面に重なるように、前記第1表面を前記支持基板の一面上の第1領域以外の第2領域に接合する工程とを備える。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention includes a first semiconductor laser including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface. Forming a second semiconductor laser element including a step of forming an element, a third surface, and a fourth surface provided on the opposite side of the third surface; and forming the third surface on one surface of the support substrate. Joining the first surface to a second region other than the first region on one surface of the support substrate such that a portion of the first surface overlaps the front fourth surface after joining to the first region; Is provided.

この発明の第1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2半導体レーザ素子の第3表面を、支持基板の一面上の第1領域に接合した後に、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、第1表面を支持基板の一面上の第1領域以外の第2領域に接合する工程を備えることによって、同じ支持基板の一面上に、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ことができるので、第1半導体レーザ素子と第2半導体レーザ素子とを素子の厚み方向に重ねて接合して半導体レーザ装置を構成する場合と異なり、レーザ素子の大きさ(厚み)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。また、同じ支持基板の一面上に第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、第1半導体レーザ素子の幅が過度に狭く形成されることがなく、金属線をワイヤボンドするためのワイヤボンド領域を適切な広さを有して確保することができる。これにより、第1半導体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を得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the first aspect of the present invention, as described above, after the third surface of the second semiconductor laser element is bonded to the first region on one surface of the support substrate, the first semiconductor laser is manufactured. A step of joining the first surface to a second region other than the first region on one surface of the support substrate so that a part of the first surface of the device overlaps the fourth surface of the second semiconductor laser device; Since the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element can be arranged side by side on one surface of the same support substrate, the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are arranged in the thickness direction of the element. Unlike the case where the semiconductor laser device is configured by overlapping and joining, a semiconductor laser device in which an increase in the size (thickness) of the laser element is suppressed can be obtained. Further, when the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are arranged side by side on one surface of the same support substrate, a part of the first surface of the first semiconductor laser element is Since the first semiconductor laser element is arranged so as to overlap the fourth surface, the width of the first semiconductor laser element is not excessively narrow, and the wire bond region for wire bonding the metal wire has an appropriate width. Can be secured. Thereby, a semiconductor laser device capable of easily performing wire bonding of a metal wire to the first semiconductor laser element can be obtained.

上記第1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表面を支持基板の第2領域に接合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。   In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the step of forming the second semiconductor laser element includes a step of forming a second semiconductor laser element including a third surface on the surface of the growth substrate. Prior to the step of bonding the first surface to the second region of the support substrate, the thickness of the second semiconductor laser device is reduced by removing at least a portion of the growth substrate in a region overlapping with the first semiconductor laser device. Thus, the method further includes the step of forming the fourth surface on the second semiconductor laser element. If comprised in this way, since the thickness (thickness from the 3rd surface to the 4th surface) of the laser element in the field which overlaps with a part of the 1st surface of the 1st semiconductor laser element of the 2nd semiconductor laser element becomes small, The first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are arranged on the same supporting substrate in a state where a part of the first surface of the first semiconductor laser element is easily overlapped with the fourth surface of the second semiconductor laser element. can do. Accordingly, the height from the support substrate to the active layer of the first semiconductor laser element and the height from the support substrate to the active layer of the second semiconductor laser element can be easily adjusted. A semiconductor laser device in which the light emission points are close to each other can be obtained. As a result, when this semiconductor laser device is applied to an optical disk pickup device, the light emitted from each semiconductor laser element is incident at substantially the same angle (vertical direction) with respect to the recording surface of the optical disk or DVD. Therefore, it is possible to suppress variation in the light spot quality of the semiconductor laser element in each recording medium.

上記第1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。このように、第2半導体レーザ素子がV族元素としてリンまたは砒素を最も多く含むIII−V族半導体からなる場合には、たとえばGaAs基板などからなる熱伝導率の低い成長用基板を用いて第2半導体レーザ素子を形成した後、熱伝導率が低い成長用基板とは反対側のレーザ素子層側を接合面(第3表面)として支持基板の第1領域に接合し、その後、成長用基板を除去する工程が適用される。これにより、成長用基板よりも熱伝導率の高い支持基板を用いれば、第2半導体レーザ素子が発する熱を、支持基板を介して外部に容易に放熱させることが可能な半導体レーザ装置を得ることができる。   In the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the second semiconductor laser element is made of a III-V group semiconductor that most contains phosphorus or arsenic as a group V element. As described above, when the second semiconductor laser element is made of a III-V group semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element, the growth substrate having a low thermal conductivity such as a GaAs substrate is used. (2) After forming the semiconductor laser element, the laser element layer side opposite to the growth substrate having a low thermal conductivity is joined to the first region of the support substrate as the joining surface (third surface), and then the growth substrate. A step of removing is applied. As a result, a semiconductor laser device capable of easily dissipating the heat generated by the second semiconductor laser element to the outside through the support substrate by using a support substrate having a higher thermal conductivity than the growth substrate is obtained. Can do.

この発明の第2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表面とを含み、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子からなる集積型半導体レーザ素子と、第1半導体レーザ素子と集積型半導体レーザ素子とが接合される支持基板とを備え、第3表面が、支持基板の一面上の第1領域に接合され、第1表面の一部が、第4表面に重なるように、第1表面が支持基板の一面上の第1領域以外の第2領域に接合されている。   A semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention includes a first semiconductor laser element including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface, a third surface, and a third surface. And an integrated semiconductor laser element composed of the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element, and the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element are joined to each other. The first surface is on one surface of the support substrate such that the third surface is bonded to the first region on one surface of the support substrate, and a part of the first surface overlaps the fourth surface. The first region is joined to a second region other than the first region.

この発明の第2の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、第1半導体レーザ素子と集積型半導体レーザ素子とが接合される支持基板を備え、第1半導体レーザ素子を、第1半導体レーザ素子の第1表面の一部が、集積型半導体レーザ素子の第4表面に重なるように、第1表面が支持基板の一面上の第1領域以外の第2領域に接合することによって、同じ支持基板の一面上に、第1半導体レーザ素子および集積型半導体レーザ素子を横方向に並べて配置することができるので、第1半導体レーザ素子と集積型半導体レーザ素子とを素子の厚み方向に重ねて接合して半導体レーザ装置を構成する場合と異なり、レーザ素子の大きさ(厚み)が増大するのを抑制することができる。また、同じ支持基板の一面上に第1半導体レーザ素子および集積型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、集積型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、第1半導体レーザ素子の幅が過度に狭く形成されることがなく、ワイヤボンドのためのワイヤボンド領域を適切に確保することができる。これにより、第1半導体レーザ素子に対してワイヤボンドを容易に行うことができる。   As described above, the semiconductor laser device according to the second aspect of the present invention includes the support substrate to which the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element are bonded, and the first semiconductor laser element is the first semiconductor laser. The same support is achieved by bonding the first surface to a second region other than the first region on one surface of the support substrate such that a part of the first surface of the device overlaps the fourth surface of the integrated semiconductor laser device. Since the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element can be arranged side by side on one surface of the substrate, the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element are overlapped in the thickness direction of the element and bonded together. Unlike the case where the semiconductor laser device is configured, an increase in the size (thickness) of the laser element can be suppressed. Further, when the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element are arranged in the horizontal direction on one surface of the same support substrate, a part of the first surface of the first semiconductor laser element is made of the integrated semiconductor laser element. Since the first semiconductor laser element is arranged so as to overlap the fourth surface, the width of the first semiconductor laser element is not excessively narrowed, and a wire bond region for wire bonding can be appropriately secured. Thereby, wire bonding can be easily performed to the first semiconductor laser element.

この発明の第3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、第5表面と、第5表面とは反対側に設けられた第6表面とを含む第3半導体レーザ素子と、第1半導体レーザ素子、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子が接合される支持基板とを備え、第3表面が、支持基板の一面上の第1領域に接合され、第5表面が、支持基板の一面上の第3領域に接合され、第1半導体レーザ素子は、第1表面の一部が、第4表面および第6表面の各々に重なるように、第1表面が支持基板の一面上の第1領域および第3領域以外の第2領域に接合され、第1領域と第3領域との間に挟まれた第2領域に、第1表面が接合されている。   A semiconductor laser device according to a third aspect of the present invention includes a first semiconductor laser element including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface, a third surface, and a third surface. A third semiconductor laser element including a second semiconductor laser element including a fourth surface provided on the opposite side to the fifth surface, a fifth surface, and a sixth surface provided on the opposite side of the fifth surface; And a support substrate to which the first semiconductor laser element, the second semiconductor laser element, and the third semiconductor laser element are bonded. The third surface is bonded to the first region on one surface of the support substrate, and the fifth surface is The first semiconductor laser element is bonded to a third region on one surface of the support substrate, and the first surface of the first semiconductor laser element is one surface of the support substrate so that a part of the first surface overlaps each of the fourth surface and the sixth surface. Bonded to the second region other than the first region and the third region above, the first region and the third region Second region sandwiched between the frequency, the first surface being bonded.

この発明の第3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、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子が接合される支持基板を備え、第1半導体レーザ素子を、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表面および第3半導体レーザ素子の第6表面の各々に重なるように、第1表面が支持基板の一面上の第1領域および第3領域以外の第2領域に接合することによって、同じ支持基板の一面上に、第1半導体レーザ素子と第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子とを横方向に並べて配置することができるので、第1半導体レーザ素子と第2半導体レーザ素子または第3半導体レーザ素子とを素子の厚み方向に重ねて接合して半導体レーザ装置を構成する場合と異なり、レーザ素子の大きさ(厚み)が増大するのを抑制することができる。また、同じ支持基板の一面上に第1半導体レーザ素子と第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子と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表面に重なるとともに、第3半導体レーザ素子の第6表面に重なるように配置されるので、第1半導体レーザ素子の幅が過度に狭く形成されることがなく、ワイヤボンドのためのワイヤボンド領域を適切に確保することができる。これにより、第1半導体レーザ素子に対してワイヤボンドを容易に行うことができる。   In the semiconductor laser device according to the third aspect of the present invention, as described above, the first semiconductor laser element includes the first semiconductor laser element, the second semiconductor laser element, and the support substrate to which the third semiconductor laser element is bonded. The first surface is on one surface of the support substrate so that a part of the first surface of the first semiconductor laser element overlaps each of the fourth surface of the second semiconductor laser element and the sixth surface of the third semiconductor laser element. By joining to the second region other than the first region and the third region, the first semiconductor laser element, the second semiconductor laser element, and the third semiconductor laser element are arranged side by side on one surface of the same supporting substrate. When the semiconductor laser device is configured by joining the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element or the third semiconductor laser element so as to overlap each other in the thickness direction of the element. Different, can be the size of the laser element (thickness) can be inhibited from increase. In addition, when the first semiconductor laser element, the second semiconductor laser element, and the third semiconductor laser element are arranged side by side on one surface of the same support substrate, a part of the first surface of the first semiconductor laser element is The first semiconductor laser element is not formed to be excessively narrow because the first semiconductor laser element is disposed so as to overlap the fourth surface of the second semiconductor laser element and the sixth surface of the third semiconductor laser element. A wire bond region for wire bonding can be appropriately secured. Thereby, wire bonding can be easily performed to the first semiconductor laser element.

上記第2の局面または第3の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子は、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。このように、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子がV族元素としてリンまたは砒素を最も多く含むIII−V族半導体からなる場合には、たとえばGaAs基板などからなる熱伝導率の低い成長用基板を用いて第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子を形成した後、熱伝導率が低い成長用基板とは反対側のレーザ素子層側を接合面として支持基板の第1領域に接合し、その後、成長用基板を除去する工程が適用される。これにより、成長用基板よりも熱伝導率の高い支持基板を用いれば、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子が発する熱を、支持基板を介して外部に容易に放熱させることができる。   In the semiconductor laser device according to the second aspect or the third aspect, preferably, the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element are made of a III-V group semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element. . Thus, when the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element are made of a group III-V semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element, growth with a low thermal conductivity made of, for example, a GaAs substrate or the like. After the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element are formed using the substrate for bonding, the laser element layer side opposite to the growth substrate having low thermal conductivity is bonded to the first region of the support substrate. Then, a step of removing the growth substrate is applied. Accordingly, if a support substrate having a higher thermal conductivity than the growth substrate is used, the heat generated by the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element can be easily radiated to the outside through the support substrate.

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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic structure of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic manufacturing process of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic manufacturing process of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic manufacturing process of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic manufacturing process of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the schematic manufacturing process of the semiconductor laser apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。1 is a top view showing a structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第1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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by the 1st modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置の構造を示した上面図である。It is the top view which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is the top view which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 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。It is the top view which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 4th Embodiment of this invention. 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。It is the top view which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 4th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 4th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 4th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 5th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 5th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 6th Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor laser apparatus by 7th Embodiment of this invention. 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。It is the schematic which showed the structure of the optical pick-up apparatus provided with the semiconductor laser apparatus by 8th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

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。   First, with reference to FIG. 1, before explaining a specific embodiment of the present invention, a schematic structure of a semiconductor laser device 40 according to the present invention will be described.

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(B方向)に隣接した状態で支持基板30の表面上に接合された第2半導体レーザ素子20とを備えている。また、半導体レーザ装置40は、支持基板30の下面が、基台(サブマウント)31の上面に接合されている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device 40 of the present invention includes a support substrate 30, a first semiconductor laser element 10 bonded on the upper surface of the support substrate 30, and a lateral direction (B And a second semiconductor laser element 20 bonded on the surface of the support substrate 30 in a state adjacent to the direction). In the semiconductor laser device 40, the lower surface of the support substrate 30 is bonded to the upper surface of the base (submount) 31.

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。   The first semiconductor laser element 10 has a structure in which a first conductive semiconductor layer 1, an active layer 2, and a second conductive semiconductor layer 3 are sequentially stacked. The active layer 2 has a single layer, a single quantum well (SQW) structure, or a multiple quantum well (MQW) structure.

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。   The first conductivity type semiconductor layer 1 is composed of a first conductivity type cladding layer having a band gap larger than that of the active layer 2. Moreover, you may have the light guide layer which has the band gap between the 1st conductivity type semiconductor layer 1 and the active layer 2 in the active layer 2 side of the 1st conductivity type semiconductor layer 1. FIG. Further, a carrier block layer having a band gap larger than that of the first conductivity type semiconductor layer 1 may be provided between the first conductivity type semiconductor layer 1 and the active layer 2. Moreover, you may have a 1st conductivity type contact layer on the opposite side to the active layer 2 of the 1st conductivity type semiconductor layer 1. FIG.

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。   The second conductivity type semiconductor layer 3 is composed of a second conductivity type cladding layer having a band gap larger than that of the active layer 2. Further, an optical guide layer having a band gap between the second conductive semiconductor layer 3 and the active layer 2 may be provided on the active layer 2 side of the second conductive semiconductor layer 3. Further, a carrier block layer having a band gap larger than that of the second conductivity type semiconductor layer 3 may be provided between the second conductivity type semiconductor layer 3 and the active layer 2. Moreover, you may have a 2nd conductivity type contact layer in the opposite side to the active layer 2 of the 2nd conductivity type semiconductor layer 3. FIG. In this case, the second conductivity type contact layer preferably has a smaller band gap than the second conductivity type cladding layer.

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。   Each semiconductor layer (first conductive semiconductor layer 1, active layer 2 and second conductive semiconductor layer 3) is made of AlGaAs, GaInAs, AlGaInP, AlGaInNAs, AlGaSb, GaInAsP, or nitride semiconductor. MgZnSSe series, ZnO series and the like. As the nitride semiconductor, GaN, AlN, InN, BN, TlN, or a mixed crystal thereof can be used.

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。   Further, the substrate opposite to the active layer 2 of the first conductivity type semiconductor layer 1 may be a substrate. When each semiconductor layer is formed of a nitride semiconductor having a wurtzite structure, the substrate may be a first conductivity type nitride semiconductor substrate or a heterogeneous substrate. As the heterogeneous substrate, a first conductivity type α-SiC substrate having a hexagonal structure and a rhombohedral structure can be used. The first conductivity type semiconductor layer 1 may include a substrate. However, in order to obtain an AlGaInN semiconductor layer having the best crystallinity, it is most preferable to use a nitride semiconductor substrate.

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。   The plane orientation of the growth surface of the nitride-based semiconductor substrate is a nonpolar plane such as the (0001) plane and the (000-1) plane, the (11-20) plane and the (1-100) plane, or (11-22 ) Plane, (11-2-2) plane, (1-101) plane and (1-10-1) plane can be used.

また、活性層2に流れる電流を狭窄する構造が活性層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。   Further, a structure for confining the current flowing through the active layer 2 is formed in the vicinity of the active layer 2. In this example, an insulating film 4 having an opening 4 a is formed on the lower surface of the second conductivity type semiconductor layer 3. A second conductive side electrode 5 is formed on the lower surface of the second conductive semiconductor layer 3 and the lower surface of the insulating film 4 at the opening 4a.

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。   Further, the first semiconductor laser element 10 is formed with a protrusion 15 in which a part of the first conductivity type semiconductor layer 1 protrudes downward (C1 side) perpendicular to the substrate surface. On the lower surface of the conductive semiconductor layer 1, the layers from the active layer 2 to the second conductive side electrode 5 are formed. Here, the lower surface of the flat portion 1a of the first conductivity type semiconductor layer 1 and the lower surface of the second conductive side electrode 5 which are the lower surface (the surface on the C1 side) of the first semiconductor laser element 10 are the "first surface" of the present invention. The upper surface (surface on the C2 side) of the first conductivity type semiconductor layer 1 corresponds to the “second surface” of the present invention. In addition, a first conductive side electrode may be formed on the surface (upper surface) opposite to the active layer 2 of the first conductive type semiconductor layer 1.

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。   The second semiconductor laser element 20 has a structure in which a first conductive semiconductor layer 21, an active layer 22, and a second conductive semiconductor layer 23 are sequentially stacked. The active layer 22 has a single layer, an SQW structure, or an MQW structure.

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。   The first conductivity type semiconductor layer 21 is composed of a first conductivity type cladding layer having a band gap larger than that of the active layer 22. Further, a light guide layer having a band gap between the first conductive semiconductor layer 21 and the active layer 22 may be provided on the active layer 22 side of the first conductive semiconductor layer 21. Further, a carrier block layer having a band gap larger than that of the first conductivity type semiconductor layer 21 may be provided between the first conductivity type semiconductor layer 21 and the active layer 22. Moreover, you may have a 1st conductivity type contact layer in the opposite side to the active layer 22 of the 1st conductivity type semiconductor layer 21. FIG.

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。   The second conductivity type semiconductor layer 23 is composed of a second conductivity type cladding layer having a band gap larger than that of the active layer 22. Further, an optical guide layer having a band gap between the second conductive semiconductor layer 23 and the active layer 22 may be provided on the active layer 22 side of the second conductive semiconductor layer 23. Further, a carrier block layer having a band gap larger than that of the second conductivity type semiconductor layer 23 may be provided between the second conductivity type semiconductor layer 23 and the active layer 22. In addition, a second conductivity type contact layer may be provided on the opposite side of the second conductivity type semiconductor layer 23 from the active layer 22. In this case, the second conductivity type contact layer preferably has a smaller band gap than the second conductivity type cladding layer.

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。   Each semiconductor layer (first conductive type semiconductor layer 21, active layer 22 and second conductive type semiconductor layer 23) is made of AlGaAs, GaInAs, AlGaInP, AlGaInNAs, AlGaSb, GaInAsP, MgZnSSe, and ZnO. It consists of systems.

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。   The opposite side of the first conductive semiconductor layer 21 from the active layer 22 may be a substrate, or the first conductive semiconductor layer 21 may include a substrate.

また、活性層22に流れる電流を狭窄する構造が活性層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。   Further, a structure for confining the current flowing through the active layer 22 is formed in the vicinity of the active layer 22. In this example, an insulating film 24 having an opening 24 a is formed on the lower surface of the second conductivity type semiconductor layer 23. A second conductive side electrode 25 is formed on the lower surface of the second conductive semiconductor layer 23 and the lower surface of the insulating film 24 in the opening 24a. An electrode 16 is formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 21.

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30a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30b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。また、領域30aおよび30bは、それぞれ、本発明の「第1領域」および「第2領域」の一例である。   Here, in the present invention, as shown in FIG. 1, in the state where the lower surface of the second conductive side electrode 25 of the second semiconductor laser element 20 is bonded to the region 30 a of the support substrate 30, The lower surface of the second conductive side electrode 5 of the first semiconductor laser element 10 is bonded to the region 30 b of the support substrate 30 so that the lower surface of the flat portion 1 a overlaps the upper surface of the electrode 16 of the second semiconductor laser element 20. In addition, the lower surface of the second conductive side electrode 25 which becomes the lower surface (the C1 side surface) of the second semiconductor laser element 20 corresponds to the “third surface” of the present invention, and the upper surface of the electrode 16 corresponds to “ This corresponds to the “fourth surface”. The regions 30a and 30b are examples of the “first region” and the “second region” in the present invention, respectively.

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、Al、SiO、ZrO、HfO、Ta、Nb、La、SiN、AlONおよびMgFや、これらの混成比の異なる材料であるTiやNbなどからなる多層膜を用いることができる。 In addition, a low-reflectivity dielectric multilayer film is formed on the cavity end face (light emitting surface) of the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 on the laser light emitting side. Further, a dielectric multilayer film having a high reflectivity is formed on the resonator end face (light reflecting surface) on the laser light reflecting side. Here, as the dielectric multilayer film, GaN, AlN, BN, Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 , SiN, AlON and MgF 2 or a multilayer film made of Ti 3 O 5 , Nb 2 O 3, or the like, which are materials having different mixing ratios.

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。   Here, the light emitting surface and the light reflecting surface described above are distinguished from the pair of resonator end surfaces formed in the semiconductor laser element by the magnitude relationship of the light intensity of the laser light emitted from each end surface. . That is, the light emitting surface having a relatively large light intensity emitted from the end surface is a light emitting surface, and the light intensity is relatively small.

また、支持基板30としては、導電性を有する基板を用いてもよいし、絶縁性を有する基板を用いてもよい。導電性を有する基板としては、たとえば、Cu−W、AlおよびFe−Niなどの金属板や、単結晶のn型やp型のSi、n型やp型のSiC、n型やp型のGaAsおよびn型ZnOなどの半導体基板や、多結晶のAlN基板を用いてもよい。また、金属などの導電性の微粒子を分散させた導電性樹脂フィルムや、金属および金属酸化物の複合材料などを用いてもよいし、金属を含侵した黒鉛粒子焼結体で構成される炭素および金属の複合材料を用いてもよい。また、導電性を有する基板を用いる場合、基板の半導体層と反対側の表面(下面)上に電極を形成してもよい。絶縁性を有する基板としては、単結晶の絶縁性Si、絶縁性SiC、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し、樹脂からなる基板を用いてもよい。   Further, as the support substrate 30, a conductive substrate may be used, or an insulating substrate may be used. Examples of the conductive substrate include a metal plate such as Cu-W, Al and Fe-Ni, single crystal n-type or p-type Si, n-type or p-type SiC, n-type or p-type. A semiconductor substrate such as GaAs and n-type ZnO, or a polycrystalline AlN substrate may be used. Further, a conductive resin film in which conductive fine particles such as metal are dispersed, a composite material of a metal and a metal oxide, or the like, or carbon composed of a graphite particle sintered body impregnated with a metal may be used. Alternatively, a metal composite material may be used. In the case of using a conductive substrate, an electrode may be formed on the surface (lower surface) of the substrate opposite to the semiconductor layer. As an insulating substrate, a semiconductor substrate such as single crystal insulating Si, insulating SiC, or insulating GaAs, an insulating polycrystalline AlN substrate, or a resin substrate may be used. Good.

また、基台31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31は、支持基板30よりも厚みが大きい。   The base 31 can be made of a material having high thermal conductivity such as polycrystalline AlN, polycrystalline SiC, Si, diamond or the like. Here, the base 31 is thicker than the support substrate 30.

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。   Next, a schematic manufacturing process of the semiconductor laser device 40 of the present invention will be described with reference to FIGS.

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。   First, as shown in FIG. 2, a semiconductor element layer including a first conductive type semiconductor layer 21, an active layer 22, and a second conductive type semiconductor layer 23 is formed on the upper surface of a substrate 29, and a second conductive type semiconductor is formed. An insulating film 24 having an opening 24 a is formed on the surface of the layer 23. Then, by forming the second conductive side electrode 25 so as to cover the opening 24a and the insulating film 24 in the vicinity of the opening 24a, the second semiconductor laser element substrate 20a is manufactured. The substrate 29 is an example of the “growth substrate” in the present invention.

その後、図3に示すように、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。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。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the wafers are bonded to each other with the surface (lower surface) of the second conductive side electrode 25 of the second semiconductor laser element substrate 20 a facing the support substrate 30. Subsequently, as shown in FIG. 3, the thickness of the substrate 29 is reduced by polishing or etching the substrate 29. For etching, wet etching, dry etching, or the like is used. The substrate 29 having a reduced thickness may be left on the surface of the first conductivity type semiconductor layer 21 or may be completely removed as shown in FIG.

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の領域30b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。なお、支持基板30の領域30aが、本発明の「第1領域」に対応し、領域30bが、本発明の「第2領域」に対応している。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。   Thereafter, as shown in FIG. 4, the resonator is extended by removing a part of the second semiconductor laser element substrate 20a (in FIG. 4, only the semiconductor element layer) so that the opening 24a remains. The second semiconductor laser element 20 having a predetermined width is formed in a direction (B direction) substantially orthogonal to the direction (perpendicular to the paper surface) and the plane of the substrate 29 (see FIG. 3), and the removed semiconductor element layer The region 30b of the support substrate 30 is exposed from below. Here, unnecessary portions of the semiconductor element layer may be separated by scribing the second semiconductor laser element substrate 20a (see FIG. 3) along the resonator direction, and unnecessary by wet etching or dry etching. This part may be removed. The region 30a of the support substrate 30 corresponds to the “first region” of the present invention, and the region 30b corresponds to the “second region” of the present invention. Thereafter, the electrode 16 is formed on the surface of the first conductivity type semiconductor layer 21.

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。   On the other hand, as shown in FIG. 5, for the first semiconductor laser element 10, first, a semiconductor element layer including the first conductive type semiconductor layer 1, the active layer 2, and the second conductive type semiconductor layer 3 is formed. Further, the projection 15 including the active layer 2 is etched by etching from the second conductive type semiconductor layer 3 to the middle of the first conductive type semiconductor layer 1 by dry etching or the like while leaving the vicinity of the portion to be the opening 4a. Form. Thereafter, the insulating film 4 having the opening 4 a on the surface of the second conductivity type semiconductor layer 3 and covering both side surfaces of the protrusion 15 is formed. Then, by forming the second conductive side electrode 5 so as to cover the opening 4a and the insulating film 4 in the vicinity of the opening 4a, the first semiconductor laser element substrate 10a is manufactured.

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30b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。   After that, as shown in FIG. 6, the upper surface of the second semiconductor laser element 20 (upper surface of the first conductive type semiconductor layer 21) and the electrode 16 are opposed to each other, and the region 30b and the protrusion 15 (second conductive side electrode). 5) are opposed to each other, and the wafers are bonded to each other.

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。   Thereafter, the wafer is cleaved in a bar shape so as to have a predetermined resonator length, and the resonator end faces of the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 are formed. Thereafter, a low-reflectance dielectric multilayer film is formed on the light emitting side resonator end faces of the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20, and a high reflectivity dielectric is formed on the light reflecting side resonator end faces. A body multilayer film is formed. Finally, a plurality of chips of the semiconductor laser device 40 (see FIG. 1) are formed by dividing the bar along the resonator direction at the position of the element dividing line 45 in FIG.

本発明では、上記のように、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30bに接合することによって、同じ支持基板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を横方向(B方向)に並べて配置することができるので、第1半導体レーザ素子10と第2半導体レーザ素子20とを素子の厚み方向に重ねて接合して半導体レーザ装置を構成する場合と異なり、レーザ素子の大きさ(C方向の厚み)が増大するのを抑制することができる。また、同じ支持基板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の上面に重なるように配置されるので、第1半導体レーザ素子10(第1導電型半導体層1)のB方向の幅が過度に狭く形成されることがなく、金属線をワイヤボンドするためのワイヤボンド領域(第1導電型半導体層1の上面)を適切な広さを有して確保することができる。これにより、第1半導体レーザ素子10に対して金属線のワイヤボンドを容易に行うことができる。   In the present invention, as described above, the first semiconductor laser element 10 is arranged such that the lower surface of the flat portion 1a of the first semiconductor laser element 10 overlaps the upper surface of the first conductive type semiconductor layer 21 of the second semiconductor laser element 20. Further, by bonding the lower surface of the second conductive side electrode 5 to the region 30 b of the support substrate 30, the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 are placed in the horizontal direction (B direction) on the same support substrate 30. Since the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 are overlapped and joined in the thickness direction of the element to form a semiconductor laser device, the size of the laser element (C (Thickness in the direction) can be suppressed from increasing. Further, when the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 are arranged side by side in the horizontal direction on the same support substrate 30, the lower surface of the flat portion 1 a of the first semiconductor laser element 10 is placed on the second semiconductor laser element 20. Since the first conductive laser layer 10 is disposed so as to overlap the upper surface of the first conductive semiconductor layer 21, the width of the first semiconductor laser element 10 (first conductive semiconductor layer 1) in the B direction is not excessively narrowed. A wire bond region (upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 1) for wire bonding a metal wire can be secured with an appropriate width. Thereby, the wire bonding of the metal wire to the first semiconductor laser element 10 can be easily performed.

また、本発明では、第2導電側電極25の下面を支持基板30の領域30aに接合した後、第1半導体レーザ素子10の第2導電側電極5を支持基板30の領域30bに接合する前に、第1半導体レーザ素子10と重なる領域の基板29を除去して第2半導体レーザ素子20の厚み(高さ)を小さくすることにより、第2半導体レーザ素子20に、第1半導体レーザ素子10の平坦部1aの下面と重なる第1導電型半導体層21の上面を形成することによって、第2半導体レーザ素子20の第1半導体レーザ素子10の平坦部1aの下面と重なる領域におけるレーザ素子の厚み(第2導電側電極25の下面から第1導電型半導体層21の上面までの厚み)が小さくなる分、第1半導体レーザ素子10の平坦部1aの下面を、第2半導体レーザ素子20の第1導電型半導体層21の上面に容易に重ねた状態で、第1半導体レーザ素子10と第2半導体レーザ素子20とを同じ支持基板30上に配置することができる。これにより、支持基板30から第1半導体レーザ素子10の活性層2までの高さと、支持基板30から第2半導体レーザ素子20の活性層22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られた半導体レーザ装置40を得ることができる。   Further, in the present invention, after the lower surface of the second conductive side electrode 25 is bonded to the region 30 a of the support substrate 30, before the second conductive side electrode 5 of the first semiconductor laser element 10 is bonded to the region 30 b of the support substrate 30. Further, by removing the substrate 29 in the region overlapping with the first semiconductor laser element 10 to reduce the thickness (height) of the second semiconductor laser element 20, the second semiconductor laser element 20 is changed to the first semiconductor laser element 10. By forming the upper surface of the first conductive type semiconductor layer 21 that overlaps the lower surface of the flat portion 1a, the thickness of the laser element in the region of the second semiconductor laser element 20 that overlaps the lower surface of the flat portion 1a of the first semiconductor laser element 10 As the (thickness from the lower surface of the second conductive side electrode 25 to the upper surface of the first conductive type semiconductor layer 21) becomes smaller, the lower surface of the flat portion 1a of the first semiconductor laser element 10 is moved to the second semiconductor laser. While easily superimposed on the upper surface of the first conductive type semiconductor layer 21 of the secondary 20 can be disposed between the first semiconductor laser element 10 and the second semiconductor laser element 20 to the same supporting substrate 30. Thereby, the height from the support substrate 30 to the active layer 2 of the first semiconductor laser element 10 and the height from the support substrate 30 to the active layer 22 of the second semiconductor laser element 20 can be easily adjusted. The semiconductor laser device 40 in which the laser beam emission points of the respective laser elements are close to each other can be obtained.

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30b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。   In the present invention, by etching, a part of the semiconductor element layer is removed so that the opening 24a remains in the second semiconductor laser element substrate 20a bonded to the support substrate 30, and the removed semiconductor element layer is also removed. When the region 30b is exposed from the bottom, it is not necessary to provide a margin for element separation by scribing or dicing on the second semiconductor laser element substrate 20a, compared to the case where the same process is performed by scribing or dicing. Therefore, the emission point of the second semiconductor laser element 20 can be arranged closer to the first semiconductor laser element 10 as much as the width (B direction) of the second semiconductor laser element 20 can be reduced.

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。   In the present invention, the same process is performed by dicing or the like by forming the protrusion 15 protruding downward from the substrate surface on the first semiconductor laser element 10 (or the first semiconductor laser element substrate 10a) by etching. As compared with the first semiconductor laser element 10, it is not necessary to provide a cutting margin for dicing in the first semiconductor laser element 10 (or the first semiconductor laser element substrate 10a), so that the width of the first semiconductor laser element 10 can be reduced. Accordingly, the emission point of the first semiconductor laser element 10 can be arranged closer to the second semiconductor laser element 20. In particular, when the first semiconductor laser element 10 is made of a hexagonal nitride semiconductor, the cleavage plane and the element dividing plane are orthogonal to each other, and the element dividing plane cannot be formed by cleavage, so that the dividing plane is flat. The first semiconductor laser device 10 has to have a large margin for cutting.

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30b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。   In the present invention, the first semiconductor laser element 10 is provided with a protrusion 15 protruding downward (C1 side) from the substrate surface, and the lower surface (second conductive layer) of the semiconductor element layer formed on the protrusion 15 is formed. By bonding the lower surface of the side electrode 5 to the region 30 b of the support substrate 30, the optical waveguide (laser light emission point) formed in the active layer 2 above the opening 4 a is brought closer to the upper surface of the support substrate 30. Thus, the first semiconductor laser element 10 can be arranged. That is, in FIG. 1, the height from the lower surface of the support substrate 30 to the active layer 22 of the second semiconductor laser element 20 and the height from the lower surface of the support substrate 30 to the active layer 2 of the first semiconductor laser element 10 are made closer to each other. Therefore, the laser beam emission points can be aligned in the horizontal direction. Further, since the distance between the support substrate 30 and the laser beam emission point (optical waveguide) of the first semiconductor laser element 10 is reduced, the heat radiation of the first semiconductor laser element 10 can be easily performed.

次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。   Next, specific embodiments of the present invention will be described.

(第1実施形態)
まず、図7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。
(First embodiment)
First, the structure of the semiconductor laser device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a cross section taken along line 1000-1000 in FIG.

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の表面上に、約405nmの発振波長を有する青紫色半導体レーザ素子50と、約650nmの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子70と約780nmの発振波長を有する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は、本発明の「集積型半導体レーザ素子」の一例である。また、赤色半導体レーザ素子70および赤外半導体レーザ素子80のいずれか一方が、本発明の「第2半導体レーザ素子」の一例であり、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のいずれか他方が、本発明の「第3半導体レーザ素子」の一例である。   As shown in FIG. 7, the semiconductor laser device 100 according to the first embodiment of the present invention has a blue-violet semiconductor laser element 50 having an oscillation wavelength of about 405 nm on the surface of a support substrate 101 made of insulating Si. A two-wavelength semiconductor laser element 60 in which a red semiconductor laser element 70 having an oscillation wavelength of about 650 nm and an infrared semiconductor laser element 80 having an oscillation wavelength of about 780 nm are monolithically formed are adjacent in the lateral direction (B direction). And have a joined structure. The blue-violet semiconductor laser element 50 is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention, and the two-wavelength semiconductor laser element 60 is an example of the “integrated semiconductor laser element” in the present invention. One of the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 is an example of the “second semiconductor laser element” in the present invention, and any one of the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 is used. The other is an example of the “third semiconductor laser element” in the present invention.

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。 Further, the blue-violet semiconductor laser device 50 is formed on the lower surface of an n-type GaN substrate 51 having a width of about 100 μm (maximum width in the B direction) and a thickness of about 100 μm (maximum thickness in the C direction). An n-type cladding layer 52 made of 0.05 Ga 0.95 N, an active layer 53 having an MQW structure in which quantum well layers made of InGaN with a high In composition and barrier layers made of InGaN with a low In composition are alternately stacked. , And a p-type cladding layer 54 made of Mg-doped p-type Al 0.05 Ga 0.95 N is formed. Here, the lower surface of the n-type GaN substrate 51 is formed to have a protrusion 51b having a width of about 70 μm protruding downward in the C1 direction and a flat portion 51a having a width of about 30 μm other than the protrusion 51b. A semiconductor element layer constituting the above-described laser element part is formed on the lower surface of the part 51b.

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。   Further, the p-type cladding layer 54 is positioned opposite to the two-wavelength semiconductor laser device 60 from the side surface on the B1 side of the projection 51b from the center of the projection 51b toward the two-wavelength semiconductor laser device 60 (B1 side). It has a convex part formed on the inner side by about 10 μm toward the side (B2 side) and a flat part extending on both sides (B direction) of the convex part. The p-type cladding layer 54 has a support portion 54a that protrudes downward at the end of the flat portion on the B2 side. In addition, a p-side ohmic electrode layer 55 including a Pd layer, a Pt layer, and an Au layer is formed on the convex portion of the p-type cladding layer 54 in order from the p-type cladding layer 54. A ridge 56 for forming an optical waveguide is formed by the convex portion of the p-type cladding layer 54 and the p-side ohmic electrode layer 55. The ridge 56 has a width of about 1.5 μm in the B direction and is formed so as to extend along the resonator direction (A direction in FIG. 8). Note that the thickness from the lower surface of the flat portion 51a to the top of the ridge 56 (the lower surface of the p-side ohmic electrode layer 55) is about 8 μm.

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SiO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。 In addition, a current blocking layer 57 made of SiO 2 is formed so as to cover the lower surface of the flat portion (including the support portion 54 a) of the p-type cladding layer 54 and the side surface of the ridge 56. A p-side pad electrode 58 made of an Au layer or the like is formed so as to cover the upper surfaces of the ridge 56 and the current blocking layer 57. Here, the lower surface of the p-side pad electrode 58 and the lower surface of the flat portion 51a (surface on the C1 side) correspond to the “first surface” of the present invention, and the upper surface of the n-type GaN substrate 51 (surface on the C2 side). This corresponds to the “second surface” of the present invention.

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。   An n-side electrode 59 made of a Pt layer, a Pd layer, and an Au layer is formed on the upper surface of the n-type GaN substrate 51 in order from the n-type GaN substrate 51. A pad electrode 91 extending in a strip shape along the resonator direction is formed on the surface of the flat portion 51a. Here, the pad electrode 91 is composed of a Pt layer, a Pd layer, and an Au layer in order from the n-type GaN substrate 51.

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。   Further, as shown in FIG. 7, the two-wavelength semiconductor laser element 60 has a red semiconductor laser element 70 having a width of about 30 μm on the B2 side and a width on the B1 side on the lower surface of the n-type contact layer 61 made of Si-doped GaAs. An infrared semiconductor laser element 80 of about 30 μm is formed with a recess 67a of about 5 μm therebetween, and has an element width (maximum width) of about 65 μm.

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。   The red semiconductor laser device 70 includes an n-type cladding layer 72 made of AlGaInP having a thickness of about 2.5 μm, a quantum well layer made of GaInP, and a barrier layer made of AlGaInP on the lower surface of the n-type contact layer 61. Are formed, and an active layer 73 having an MQW structure, and a p-type cladding layer 74 made of AlGaInP having a thickness of about 1 μm are formed.

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(図8のA方向)に沿って延びるように形成されている。   Further, the p-type cladding layer 74 is positioned slightly closer to the B2 side from the substantially central portion of the element (from the side surface of the red semiconductor laser element 70 on the blue-violet semiconductor laser element 50 side (B2 side) to the blue-violet semiconductor laser element 50. And a flat part extending on both sides (B direction) of the convex part. A ridge 75 for forming an optical waveguide is formed by the convex portion of the p-type cladding layer 74. The ridge 75 has a width of about 2 μm in the B direction and is formed so as to extend along the resonator direction (A direction in FIG. 8).

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、SiO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。 The current made of SiO 2 covers the lower surface of the p-type cladding layer 74 other than the ridge 75, the side surface from the p-type cladding layer 74 to the n-type cladding layer 72, and a part of the lower surface of the n-type contact layer 61. A block layer 76 is formed. Further, a p-side pad in which a Cr layer having a thickness of about 10 nm and an Au layer having a thickness of about 2.2 μm are laminated so as to cover the lower surfaces of the ridge 75 (p-type cladding layer 74) and the current blocking layer 76. An electrode 77 is formed.

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。   The infrared semiconductor laser device 80 has an n-type cladding layer 82 made of AlGaAs having a thickness of about 2 μm, a quantum well layer made of AlGaAs having a low Al composition, and an Al composition on the lower surface of the n-type contact layer 61. An active layer 83 having an MQW structure in which barrier layers made of high AlGaAs are alternately stacked and a p-type cladding layer 84 made of AlGaAs having a thickness of about 1 μm are formed.

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。   Further, the p-type cladding layer 84 is formed at a position slightly shifted toward the B2 side from the substantially central portion of the element (a position on the inner side by about 10 μm from the side surface on the B2 side of the infrared semiconductor laser element 80 toward the B1 side). And a flat portion extending on both sides of the convex portion. A ridge 85 for forming an optical waveguide is formed by the convex portion of the p-type cladding layer 84. The ridge 85 has a width of about 3 μm in the B direction and is formed so as to extend along the resonator direction (A direction in FIG. 8).

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。   Further, the current blocking layer 76 is formed on the lower surface of the p-type cladding layer 84 other than the ridge 85, the side surface from the p-type cladding layer 84 to the n-type cladding layer 82, and a part of the side surface on the B2 side of the n-type contact layer 61. It is formed to cover. Further, a p-side pad in which a Cr layer having a thickness of about 10 nm and an Au layer having a thickness of about 2.2 μm are laminated so as to cover the lower surfaces of the ridge 85 (p-type cladding layer 84) and the current blocking layer 76. An electrode 87 is formed.

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。   Further, on the upper surface of the n-type contact layer 61, an n-side ohmic electrode 62 is formed in which an AuGe layer and an Ni layer are stacked in this order from the lower layer to the upper layer. An n-side pad electrode 63 made of an Au layer is formed on the upper surface of the n-side ohmic electrode 62.

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。   The thickness of the n-type contact layer 61 of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is about 1 μm in the portion where the infrared semiconductor laser element 80 is formed, and is about 0.5 μm in the other portions. For this reason, the lower surfaces of the p-side pad electrodes 77 and 87 are formed so as to be substantially on the same plane. The thickness from the lower surface of the p-side pad electrodes 77 and 87 to the upper surface of the n-side pad electrode 63 is about 6 μm.

また、図8に示すように、平面的に見て、略矩形形状を有するB方向の幅が約300μmの支持基板101の表面上に、パッド電極92、93および94が所定の形状を有してパターニング形成されている。図7および図8に示すように、支持基板101のうち2波長半導体レーザ素子60が接合される領域101aにおいて、赤色半導体レーザ素子70のp側パッド電極77と対向する位置にパッド電極92が配置されるとともに、赤外半導体レーザ素子80のp側パッド電極87と対向する位置にパッド電極93が配置されている。そして、パッド電極92の隣(B2側)の青紫色半導体レーザ素子50のp側パッド電極58と対向する位置(領域101b)にパッド電極94が配置されている。なお、領域101aおよび101bが、それぞれ、本発明の「第1領域」および「第2領域」に対応している。   Further, as shown in FIG. 8, the pad electrodes 92, 93, and 94 have a predetermined shape on the surface of the support substrate 101 having a substantially rectangular shape and a width in the B direction of about 300 μm as viewed in a plan view. Patterning. As shown in FIGS. 7 and 8, a pad electrode 92 is disposed at a position facing the p-side pad electrode 77 of the red semiconductor laser element 70 in the region 101 a of the support substrate 101 where the two-wavelength semiconductor laser element 60 is bonded. In addition, a pad electrode 93 is disposed at a position facing the p-side pad electrode 87 of the infrared semiconductor laser element 80. A pad electrode 94 is arranged at a position (region 101b) facing the p-side pad electrode 58 of the blue-violet semiconductor laser element 50 adjacent to the pad electrode 92 (B2 side). The regions 101a and 101b correspond to the “first region” and the “second region” of the present invention, respectively.

ここで、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。   Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the bottom surfaces of the p-side pad electrodes 77 and 87 are flat in a state where the lower surfaces of the p-side pad electrodes 77 and 87 are bonded to the pad electrodes 92 and 93 via the conductive adhesive layer 95, respectively. The lower surface of the p-side pad electrode 58 is bonded to the pad electrode 94 via the conductive adhesive layer 96 so that the portion 51 a overlaps the upper surface of the n-side pad electrode 63. At this time, the n-side pad electrode 63 and the pad electrode 91 are joined via the conductive adhesive layer 96. The lower surfaces of the p-side pad electrodes 77 and 87 correspond to the “third surface” of the present invention, and the upper surface of the n-side pad electrode 63 corresponds to the “fourth surface” of the present invention.

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の上面が露出している。   Further, as shown in FIG. 8, the resonator length of the blue-violet semiconductor laser device 50 is shorter than the resonator length of the two-wavelength semiconductor laser device 60, and the blue-violet semiconductor laser device 50 and the two-wavelength semiconductor laser are formed. The light emitting side (A1 side) resonator end face of the element 60 is aligned on the same plane and joined to the support substrate 101. Here, the upper surface of the support substrate 101 is exposed with a width of about 120 μm on the B1 side of the two-wavelength semiconductor laser device 60, and the upper surface of the support substrate 101 with a width of about 40 μm is exposed on the B2 side of the blue-violet semiconductor laser device 50. Exposed.

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。   The conductive adhesive layer 95 is made of Au—Sn (Sn is about 20%) solder having a melting point of about 280 ° C. The conductive adhesive layer 96 is made of Au—Sn (Sn is about 90%) solder having a melting point of about 210 ° C.

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。   In addition, the semiconductor laser device 100 includes a pedestal 116, three lead terminals 111, 112, and 113 that are insulated from the pedestal 116 and pass through the bottom 114a, and another one that is electrically connected to the pedestal 116 and the bottom 114a. And a stem 114 provided with a lead terminal (not shown).

また、支持基板101は、図7に示すように、導電性接着層97を介してAlNなどの導電性を有する材料からなる基台115に電気的に接続されるとともに、基台115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。   Further, as shown in FIG. 7, the support substrate 101 is electrically connected to a base 115 made of a conductive material such as AlN through a conductive adhesive layer 97, and the lower surface of the base 115 is And fixed on the upper surface of the pedestal 116 (see FIG. 8) via a conductive adhesive layer (not shown).

また、図8に示すように、青紫色半導体レーザ素子50は、青紫色半導体レーザ素子50から露出するように、青紫色半導体レーザ素子50と支持基板101との間から光出射側と反対側(A2側)に延びたパッド電極94のワイヤボンド部94a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を介して基台115の表面上に形成された電極層117に接続されている。また、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、赤色半導体レーザ素子70と支持基板101との間からB2側に部分的に凸状に突出して延びたパッド電極92のワイヤボンド部92a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、赤外半導体レーザ素子80と支持基板101との間からB1側に延びたパッド電極93のワイヤボンド部93a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。   Further, as shown in FIG. 8, the blue-violet semiconductor laser element 50 is exposed from the blue-violet semiconductor laser element 50 and the support substrate 101 so as to be exposed from the blue-violet semiconductor laser element 50. The lead electrode 113 is connected to the lead terminal 113 through a metal wire 121 wire-bonded to the wire bond portion 94 a of the pad electrode 94 extending to the A2 side), and the n-side electrode 59 is connected to the base 115 through the metal wire 122. It is connected to an electrode layer 117 formed on the surface. Further, the red semiconductor laser element 70 has a pad electrode 92 extending so as to partially protrude from the red semiconductor laser element 70 and the support substrate 101 to the B2 side so as to be exposed from the red semiconductor laser element 70. The infrared semiconductor laser element 80 is connected to the lead terminal 111 through a metal wire 123 wire-bonded to the wire bond portion 92 a and the infrared semiconductor laser element 80 is exposed from the infrared semiconductor laser element 80. And the support substrate 101 are connected to the lead terminal 112 via a metal wire 124 wire-bonded to the wire bond portion 93a of the pad electrode 93 extending to the B1 side. Further, as shown in FIG. 7, the n-side pad electrode 63 is electrically connected to the pad electrode 91 through the conductive adhesive layer 96. Thereby, in the semiconductor laser device 100, the p-side pad electrodes (58, 77 and 87) are electrically connected to the lead terminals insulated from each other, and the n-side electrodes (59 and 63) are connected to the common negative terminal. It is configured in an electrically connected state (cathode common).

次に、図7〜図13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12および図13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。   A manufacturing process for the semiconductor laser device 100 according to the first embodiment is now described with reference to FIGS. FIG. 12 and FIG. 13 each show a state in the manufacturing process in a cross section taken along line 1000-1000 in FIG.

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9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。   In the manufacturing process of the semiconductor laser device 100 according to the first embodiment, first, as shown in FIG. 9, an n-type cladding layer is formed on the upper surface of the n-type GaN substrate 51 by using a metal organic vapor deposition (MOCVD) method. 52, an active layer 53 and a p-type cladding layer 54 are sequentially formed. Thereafter, etching by dry etching or the like is performed from the surface of the p-type cladding layer 54 toward the n-type GaN substrate 51, thereby leaving a semiconductor element layer for forming a laser element only on the protrusion 51b of the n-type GaN substrate 51. .

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。   Then, after forming the ridge 56 in the semiconductor element layer, the current blocking layer 57, the p-side ohmic electrode layer 55, and the p-side pad electrode 58 are formed. Further, a pad electrode 91 extending in a strip shape along the resonator direction of the blue-violet semiconductor laser device 50 is formed on the flat portion 51a of the n-type GaN substrate 51 by using a vacuum deposition method, thereby forming an n-side electrode. A wafer on which the blue-violet semiconductor laser element 50 except for 59 (see FIG. 7) is formed is manufactured.

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9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。   Thereafter, the lower surface of the n-type GaN substrate 51 is polished so that the n-type GaN substrate 51 has a predetermined thickness, and then an n-side electrode 59 is formed on the lower surface of the n-type GaN substrate 51 using a vacuum deposition method. . Then, the wafer is cleaved into a bar shape so as to have a predetermined resonator length to form a resonator end face of the blue-violet semiconductor laser device 50, and the bar is resonated at the position of the element dividing line 900 in FIG. A plurality of chips of the blue-violet semiconductor laser element 50 are formed by dividing the element along the direction of the device.

次に、図10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。 Next, as shown in FIG. 10, an etching stopper layer 66 made of Al 0.5 Ga 0.5 As having a thickness of about 0.1 μm and an n-type contact layer 61 are formed on the upper surface of the GaAs substrate 65. Laminate sequentially. Thereafter, a red semiconductor laser element 70 and an infrared semiconductor laser element 80 are formed on the upper surface of the n-type contact layer 61 so as to be spaced apart by about 5 μm, thereby producing a wafer of the two-wavelength semiconductor laser element 60. To do. The GaAs substrate 65 is an example of the “growth substrate” in the present invention.

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。   Specifically, an n-type cladding layer 82, an active layer 83, and a p-type cladding layer 84 to be the infrared semiconductor laser element 80 are sequentially formed on the upper surface of the n-type contact layer 61. Thereafter, a part from the p-type cladding layer 84 to the depth of the n-type contact layer 61 of about 0.5 μm is etched to expose a part of the n-type contact layer 61, and a part of the exposed part is An n-type clad layer 72, an active layer 73, and a p-type clad layer 74 to be the red semiconductor laser element 70 are sequentially formed, leaving the regions to be the recesses 67a and 67b. Thereafter, ridges 75 and 95 and a current blocking layer 76 are formed. Thereafter, the p-side pad electrode 77 is formed by vacuum deposition so as to cover the upper surfaces of the ridge 75 and the current blocking layer 76, and the p-side pad electrode 87 is covered so as to cover the upper surfaces of the ridge 85 and the current blocking layer 76. Form.

ここで、第1実施形態の製造プロセスでは、図11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。   Here, in the manufacturing process of the first embodiment, as shown in FIG. 11, by performing wet etching using an ammonia-based etchant, a predetermined surface 65a of the GaAs substrate 65 opposite to the n-type contact layer 61 is formed. A recess 65c having a side surface 65b is formed in this region. At this time, the etching stops at the interface between the etching stopper layer 66 and the n-type contact layer 61. Thereafter, the etching stopper layer 66 exposed at the bottom of the recess 65c is removed by wet etching with hydrofluoric acid or hydrochloric acid to expose the upper surface (bottom surface 65d) of the n-type contact layer 61. Thereafter, the n-side ohmic electrode 62 and the n-side pad electrode 63 are sequentially formed on the bottom surface 65d of the recess 65c by using a vacuum deposition method.

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。   Thereafter, in order to alloy the n-side ohmic electrode 62 and the n-type contact layer 61, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere.

その後、図12に示すように、支持基板101と、2波長半導体レーザ素子60が形成されたウェハとを接合する。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。   Then, as shown in FIG. 12, the support substrate 101 and the wafer on which the two-wavelength semiconductor laser element 60 is formed are bonded. At this time, the p-side pad electrode 77 and the pad electrode 92 are opposed to each other, and the p-side pad electrode 87 and the pad electrode 93 are opposed to each other through the conductive adhesive layer 95.

その後、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(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11参照)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13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。   Thereafter, as shown in FIG. 12, the GaAs substrate 65 (shown by a broken line) is completely removed by performing wet etching using an ammonia-based etchant. Further, all of the etching stopper layer 66 (see FIG. 11) is removed by wet etching with hydrofluoric acid or hydrochloric acid. As a result, only the n-side ohmic electrode 62 and the n-side pad electrode 63 are left on the n-type contact layer 61. Thereafter, as shown in FIG. 13, the n-type contact layer 61 in the region where the element structures of the red semiconductor laser device 70 and the infrared semiconductor laser device 80 are not formed (the region where the recess 67b is formed) is scribed or wet etched. A recess 68 having a width of about 235 μm for bonding the blue-violet semiconductor laser device 50 in a later step is formed above the pad electrode 94 by removing the surface by, for example. Thereby, the wafer is separated in the B direction, and a plurality of two-wavelength semiconductor laser elements 60 having a width of about 65 μm in the B direction are formed.

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13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。   Thereafter, the wafer is cleaved in a bar shape so as to have a predetermined resonator length, and the resonator end face of each semiconductor laser element is formed. Then, a low-reflectance dielectric multilayer film is formed on the light emitting side resonator end face, and a high-reflectivity dielectric multilayer film is formed on the light reflecting side resonator end face. After that, at the position of the element dividing line 910 in FIG. 13 (position where the width of the element dividing line 910 on the B1 side is about 115 μm and the width of the element dividing line 910 on the B2 side is about 125 μm), the bar is placed in the resonator direction. A plurality of chips of the two-wavelength semiconductor laser element 60 bonded to the support substrate 101 are formed by dividing the element along the line.

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115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。   Thereafter, as shown in FIG. 7, the blue-violet semiconductor laser device 50 is made conductive while the p-side pad electrode 58 and the pad electrode 94 are opposed to each other, and the pad electrode 91 and the n-side pad electrode 63 are opposed to each other. It is bonded to the two-wavelength semiconductor laser element 60 and the support substrate 101 through the adhesive layer 96. Here, since the melting point of the conductive adhesive layer 95 is higher than the melting point of the conductive adhesive layer 96, the conductive adhesive layer 95 is not dissolved when the blue-violet semiconductor laser element 50 is bonded to the support substrate 101. Therefore, in this step, there is no problem that the two-wavelength semiconductor laser element 60 is detached from the support substrate 101 or the bonding position of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is shifted. Thereafter, the lower surface of the support substrate 101 is fixed to the upper surface of the electrode layer 117 formed on the surface of the conductive base 115 using the conductive adhesive layer 97.

最後に、セラミック製のコレット(図示せず)を用いて、基台115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。   Finally, using a ceramic collet (not shown), the base 115 is fixed while being pressed against the base 116 via a conductive adhesive layer (not shown). Thus, the semiconductor laser device 100 (see FIG. 7) according to the first embodiment is formed.

第1実施形態の製造プロセスでは、上記のように、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の動作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。   In the manufacturing process of the first embodiment, as described above, the GaAs substrate 65 is removed by etching to reduce the thickness of the two-wavelength semiconductor laser device 60, and then the bottom surface of the flat portion 51a is formed on the two-wavelength semiconductor laser device 60. By forming the upper surface of the overlapping n-side pad electrode 63, the n-type GaN substrate 51 and the n-type contact are formed from the n-side electrode 59 at a position where a part of the blue-violet semiconductor laser element 50 and the two-wavelength semiconductor laser element 60 overlap. Since the distance (thickness) reaching the active layers 73 and 83 via the layer 61 becomes smaller, the electric resistance can be easily reduced. As a result, since the operating voltage of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is reduced, the heat generation of the semiconductor laser device 100 can be suppressed.

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。   In the first embodiment, the flat portion 51 a is also bonded on the upper surface of the n-side pad electrode 63, so that the junction of the blue-violet semiconductor laser device 50 and the two-wavelength semiconductor laser device 60 with respect to the support substrate 101 (total Each of the laser elements can be reliably fixed on the support substrate 101 by the increase of the four locations. At this time, the n-side pad electrode 63 in the two-wavelength semiconductor laser element 60 is electrically connected to the pad electrode 91 of the blue-violet semiconductor laser element 50 through the conductive adhesive layer 96, so that one By wire bonding only the metal wire 122 to the n-side electrode 59, the cathode common connection in the semiconductor laser device 100 can be easily realized.

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。   In the first embodiment, the metal wire 122 is wire-bonded to the n-side electrode 59 of the blue-violet semiconductor laser device 50 having a thickness larger than that of the two-wavelength semiconductor laser device 60, thereby increasing the thickness of the laser device. It can suppress that an element becomes easy to be damaged at the time of wire bonding.

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101a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115に容易に放熱させることができる。   In the first embodiment, the two-wavelength semiconductor laser element 60 is formed by monolithically forming the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 made of a III-V group semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element. Is configured. That is, after the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 are formed using the GaAs substrate 65 having low thermal conductivity, the laser element layer (p-side pad electrodes 77 and 87) on the opposite side to the GaAs substrate 65 is formed. A process of joining the region 101a of the support substrate 101 having a higher thermal conductivity than that of the GaAs substrate 65 by the junction down method with the side as a joining surface and then removing the GaAs substrate 65 is applied. As a result, the heat generated by the two-wavelength semiconductor laser element 60 can be easily radiated to the base 115 via the support substrate 101.

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。   In the first embodiment, the thickness (about 100 μm) of the blue-violet semiconductor laser element 50 is configured to be larger than the thickness (about 6 μm) of the two-wavelength semiconductor laser element 60, thereby reducing the thickness of the two-wavelength semiconductor laser element 60. The heat generated in the blue-violet semiconductor laser device 50 can be easily radiated to the outside via the. In particular, since the two-wavelength semiconductor laser element 60 is made of a group III-V semiconductor other than a nitride semiconductor and has a lower thermal conductivity than a nitride semiconductor, the above effect is remarkable.

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の動作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。   In the manufacturing process of the first embodiment, when the two-wavelength semiconductor laser device 60 is formed, the n-side ohmic electrode 62 and the n-side pad electrode 63 are formed on the n-type contact layer 61 after removing the GaAs substrate 65. By doing so, the distance (thickness) from the n-side pad electrode 63 to the active layers 73 and 83 can be reduced by removing the GaAs substrate 65, so that the n-side pad electrode 63 in the two-wavelength semiconductor laser device 60 and the active layer are activated. The electrical resistance between the layers 73 and 83 can be easily reduced. As a result, since the operating voltage of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is reduced, the heat generation of the semiconductor laser device 100 can be suppressed.

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。   In the first embodiment, since the ridge 56 is formed at a position close to the two-wavelength semiconductor laser element 60 from the center of the protrusion 51b in the blue-violet semiconductor laser element 50, the blue-violet semiconductor laser element 50 The laser beam emission point can be made closer to the laser beam emission point of the two-wavelength semiconductor laser element 60 in the B1 direction to constitute the semiconductor laser device 100.

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。   In the first embodiment, the height of the protrusion 51 b in the blue-violet semiconductor laser device 50 is configured to be substantially the same as the thickness of the two-wavelength semiconductor laser device 60, so that the blue-violet color is projected from the lower surface of the support substrate 101. Since the height of the semiconductor laser element 50 to the active layer 53 and the height from the lower surface of the support substrate 101 to the active layers 73 and 83 of the two-wavelength semiconductor laser element 60 can be made close to each other, the laser light emission point can be set in the horizontal direction. Can be aligned.

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。   Further, in the first embodiment, the width of the blue-violet semiconductor laser device 50 (about 100 μm) is configured to be smaller than the width of the support substrate, so that the width of the blue-violet semiconductor laser device 50 can be reduced. In addition, the number of blue-violet semiconductor laser elements 50 per n-type GaN substrate 51 can be increased, and the manufacturing cost of the blue-violet semiconductor laser element 50 can be reduced. In particular, when the first semiconductor laser device of the present invention is a nitride semiconductor laser, the nitride semiconductor substrate is expensive, so the cost reduction effect is significant.

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。   Further, in the first embodiment, the blue-violet semiconductor laser device 50 is bonded to the support substrate 101 so that a part of the upper surface of the n-side pad electrode 63 of the two-wavelength semiconductor laser device 60 is exposed. Since the width of the blue-violet semiconductor laser element 50 can be reduced, the number of blue-violet semiconductor laser elements 50 per n-type GaN substrate 51 can be increased in the manufacturing process. The manufacturing cost of the element 50 can be reduced.

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。   In the first embodiment, the blue-violet semiconductor laser device 50 is disposed from the lower surface of the support substrate 101 by disposing the active layer 53 on the side (C1 side) bonded to the support substrate 101. The height from the lower surface of the support substrate 101 to the active layers 73 and 83 of the two-wavelength semiconductor laser device 60 can be made closer to each other.

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。   In the first embodiment, in the two-wavelength semiconductor laser element 60, the ridges 75 and 85 of the respective laser elements are formed at positions close to the blue-violet semiconductor laser element 50 side. The semiconductor laser device 100 can be configured by bringing each of the two laser beam emission points of the laser beam 60 close to the laser beam emission point of the blue-violet semiconductor laser element 50 in the B2 direction.

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。   In the first embodiment, the blue-violet semiconductor laser element 50 is configured to have the support portion 54a at the end (B2 side) opposite to the two-wavelength semiconductor laser element 60 of the protrusion 51b. When the blue-violet semiconductor laser element 50 is bonded to the pad electrode 94 of the support substrate 101, the blue-violet semiconductor laser element 50 can be easily prevented from being inclined and bonded by the support portion 54a.

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。   In the first embodiment, the resonator length of the blue-violet semiconductor laser device 50 is shortened by forming the resonator length of the blue-violet semiconductor laser device 50 smaller than the resonator length of the two-wavelength semiconductor laser device 60. The number of blue-violet semiconductor laser elements 50 per n-type GaN substrate 51 can be increased in the manufacturing process, and the manufacturing cost of the blue-violet semiconductor laser element 50 can be reduced. it can. In this case, the blue-violet semiconductor laser device 50 and the two-wavelength semiconductor laser device 60 can be easily increased in output.

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。   In the manufacturing process of the first embodiment, the melting point of the conductive adhesive layer 95 that joins the two-wavelength semiconductor laser element 60 is made higher than the melting point of the conductive adhesive layer 96 that joins the blue-violet semiconductor laser element 50. Thus, the conductive adhesive layer 95 is not dissolved when the blue-violet semiconductor laser device 50 is bonded to the support substrate 101. Therefore, in this step, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the two-wavelength semiconductor laser element 60 is detached from the support substrate 101 or the bonding position of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is shifted.

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。   In the manufacturing process of the first embodiment, when the two-wavelength semiconductor laser element 60 is formed, before the blue-violet semiconductor laser element 50 is bonded to the two-wavelength semiconductor laser element 60 (n-side pad electrode 63), the n-side By alloying the ohmic electrode 62 and the n-type contact layer 61 by heat treatment, heat treatment for alloying the n-side ohmic electrode 62 formed on the two-wavelength semiconductor laser device 60 before the bonding step in the manufacturing process ( A blue-violet semiconductor laser device 50 may be bonded to the heat-treated two-wavelength semiconductor laser device 60 after the alloying step under a temperature condition of about 500 ° C. is performed. That is, when the heat treatment is performed on the two-wavelength semiconductor laser device 60 after the blue-violet semiconductor laser device 50 is bonded to the two-wavelength semiconductor laser device 60 before the heat treatment, the processing temperature (about 500 ° C.) in the heat treatment step is set. In the above configuration, the two-wavelength semiconductor laser element 60 that has been heat-treated has a disadvantage that the ohmic characteristics are easily deteriorated by adversely affecting the p-side ohmic electrode layer 55 and the like formed in the blue-violet semiconductor laser element 50. On the other hand, by bonding the blue-violet semiconductor laser element 50, the electrode layers (p-side ohmic electrode layer 55 and n-side electrode 59) of the blue-violet semiconductor laser element 50 are not affected by the heat treatment (alloying). Thereby, it can suppress that the characteristic of the ohmic electrode layer of the blue-violet semiconductor laser element 50 deteriorates. Furthermore, by including the above-described steps, the metal layers that are multilayered are alloyed immediately after the formation of the n-side ohmic electrode 62 before bonding the blue-violet semiconductor laser device 50 to the two-wavelength semiconductor laser device 60. Therefore, the ohmic characteristics at the contact interface between the n-type contact layer 61 and the n-side ohmic electrode 62 can be improved.

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。   In the manufacturing process of the first embodiment, when the two-wavelength semiconductor laser device 60 is formed by the n-type contact layer 61 made of a group III-V semiconductor containing phosphorus or arsenic, the n-type contact layer 61 and the n-side ohmic electrode are formed. By alloying with 62, the ohmic characteristics between the n-type contact layer 61 and the n-side ohmic electrode 62 can be improved, and the contact resistance can be further reduced.

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。   In the manufacturing process of the first embodiment, when the etching stopper layer 66 is formed on the upper surface of the GaAs substrate 65 and then the semiconductor element layer to be a laser element is formed, the GaAs substrate 65 is removed by wet etching. Since the etching can be surely stopped at the interface between the etching stopper layer 66 and the n-type contact layer 61, it is possible to easily adjust the thickness of the two-wavelength semiconductor laser element 60 and to form the uniform thickness. it can.

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101b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。   In the manufacturing process of the first embodiment, in the two-wavelength semiconductor laser device 60 in the wafer state bonded to the support substrate 101, after removing the GaAs substrate 65, the n-type contact in the region where the laser device structure is not formed. By removing the layer 61 and forming the recess 68 above the pad electrode 94 of the support substrate 101, the region 101b of the support substrate 101 can be easily exposed by the above process. Thereby, in the subsequent process, the blue-violet semiconductor laser element 50 can be easily bonded to the pad electrode 94 while being fitted into the recess 68. Further, when the two-wavelength semiconductor laser device 60 in the wafer state is cleaved in a bar shape, the portion of the semiconductor device layer to be cleaved is reduced, so that the cleavage can be easily performed, and the two-wavelength semiconductor laser device 60 has good flatness. A simple resonator surface can be formed. Further, when the two-wavelength semiconductor laser element 60 in the wafer state is divided, the element can be easily divided at the portion of the support substrate 101 having a small thickness.

また、第1実施形態の製造プロセスでは、パッド電極93を形成した支持基板101に2波長半導体レーザ素子60を接合した後、パッド電極93のワイヤボンド部93aの上方に凹部68を形成することで、ワイヤボンド部93aを露出させることによって、支持基板101上において、ワイヤボンド部93aに対して金属線124を容易にワイヤボンドすることができる。   In the manufacturing process of the first embodiment, the two-wavelength semiconductor laser element 60 is bonded to the support substrate 101 on which the pad electrode 93 is formed, and then a recess 68 is formed above the wire bond portion 93 a of the pad electrode 93. By exposing the wire bond portion 93a, the metal wire 124 can be easily bonded to the wire bond portion 93a on the support substrate 101.

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、図9に示すように、青紫色半導体レーザ素子50がチップ化されている分、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。   Further, in the manufacturing process of the first embodiment, a blue-violet semiconductor laser device 50 that is pre-chiped is bonded to the two-wavelength semiconductor laser device 60 that is bonded to the support substrate 101, as shown in FIG. In addition, since the blue-violet semiconductor laser device 50 is made into chips, a large number of blue-violet semiconductor laser devices 50 can be secured on one wafer substrate (n-type GaN substrate 51).

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。   Further, in the manufacturing process of the first embodiment, the blue-violet semiconductor laser element 50 that is chipped in advance is bonded to the two-wavelength semiconductor laser element 60 that is chipped after being bonded to the support substrate 101. When the two-wavelength semiconductor laser element 60 in the wafer state is divided, the element can be easily divided at the portion of the support substrate 101 having a small thickness.

(第1実施形態の第1変形例)
図14を参照して、第1実施形態の第1変形例について説明する。この第1実施形態の第1変形例では、上記第1実施形態と異なり、チップ化された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「集積型半導体レーザ素子」の一例である。
(First modification of the first embodiment)
A first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the first modification of the first embodiment, a case will be described in which a part of the GaAs substrate 65 is left in the chipped two-wavelength semiconductor laser element 60a unlike the first embodiment. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. The two-wavelength semiconductor laser element 60a is an example of the “integrated semiconductor laser element” in the present invention.

第1実施形態の第1変形例における半導体レーザ装置100aでは、図14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。   In the semiconductor laser device 100a according to the first modification of the first embodiment, as shown in FIG. 14, in the two-wavelength semiconductor laser element 60a, the upper surface of the n-type contact layer 61 in which the infrared semiconductor laser element 80 is formed below. An n-type ohmic electrode 62 and an n-side pad electrode 63 for conduction with the n-type GaN substrate 51 of the blue-violet semiconductor laser element 50 are formed on the n-type, and a red semiconductor laser element 70 is formed on the lower side. On the upper surface of the contact layer 61, the GaAs substrate 65 is left in a convex shape (trapezoidal shape) via an etching stopper layer 66. That is, the maximum thickness (C direction) of the two-wavelength semiconductor laser element 60a is increased by the amount of the GaAs substrate 65 remaining.

なお、第1実施形態の第1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実施形態の第1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14参照)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。   The remaining configuration of the semiconductor laser apparatus 100a according to the first modification of the first embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment. Further, in the manufacturing process of the semiconductor laser device 100a according to the first modification of the first embodiment, when the concave portion 65c (see FIG. 14) is formed in the surface 65a of the GaAs substrate 65, the red semiconductor laser element 70 and the infrared are formed in the lower portion. Without removing all the GaAs substrate 65 in the region where the semiconductor laser element 80 is formed, only the GaAs substrate 65 in the region corresponding to the infrared semiconductor laser element 80 is removed to form a wafer of the two-wavelength semiconductor laser device 60a. Except for this point, the manufacturing process is substantially the same as that of the first embodiment.

第1実施形態の第1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。   In the first modification of the first embodiment, as described above, since the GaAs substrate 65 is partially left in the two-wavelength semiconductor laser element 60a, the two-wavelength semiconductor laser element 60a is bonded in advance in the manufacturing process. When the blue-violet semiconductor laser device 50 is bonded to the support substrate 101, the two-wavelength semiconductor laser device 60a can be made difficult to be damaged by the pressing force accompanying the bonding.

(第1実施形態の第2変形例)
図15および図16を参照して、第1実施形態の第2変形例について説明する。この第1実施形態の第2変形例では、上記第1実施形態と異なり、導電性を有するn型のSi支持基板130に、SiOからなる絶縁膜131を介して、2波長半導体レーザ素子60を接合するためのパッド電極92および93を形成する場合について説明する。なお、図15は、図16の1100−1100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。なお、Si支持基板130は、本発明の「支持基板」の一例である。
(Second modification of the first embodiment)
A second modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the second modification of the first embodiment, unlike the first embodiment, a two-wavelength semiconductor laser device 60 is provided on an n-type Si support substrate 130 having conductivity via an insulating film 131 made of SiO 2. The case where the pad electrodes 92 and 93 for bonding are formed will be described. FIG. 15 shows a cross section taken along the line 1100-1100 in FIG. In the drawing, the same reference numerals as those in the first embodiment are attached to the same components as those in the first embodiment. The Si support substrate 130 is an example of the “support substrate” in the present invention.

第1実施形態の第2変形例における半導体レーザ装置100bでは、図15に示すように、導電性を有するn型のSi支持基板130の表面上に、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とが互いに隣接して接合されている。また、青紫色半導体レーザ素子50が接合される領域のSi支持基板130の表面には、Si支持基板130と導通するパッド電極194が形成される一方、2波長半導体レーザ素子60が接合される領域のSi支持基板130の表面には、パッド電極92および93との絶縁を図るためのSiOからなる絶縁膜131が形成されている。また、この絶縁膜131は、図16に示すように、2波長半導体レーザ素子60の側方(B2側)で、かつ、青紫色半導体レーザ素子50の後方領域(A2側の領域)を覆うように形成されている。 In the semiconductor laser device 100b according to the second modification of the first embodiment, as shown in FIG. 15, a blue-violet semiconductor laser element 50 and a two-wavelength semiconductor laser are formed on the surface of a conductive n-type Si support substrate 130. The element 60 is joined adjacent to each other. In addition, a pad electrode 194 that is electrically connected to the Si support substrate 130 is formed on the surface of the Si support substrate 130 in a region to which the blue-violet semiconductor laser device 50 is bonded, and a region to which the two-wavelength semiconductor laser device 60 is bonded. An insulating film 131 made of SiO 2 is formed on the surface of the Si support substrate 130 for insulation from the pad electrodes 92 and 93. In addition, as shown in FIG. 16, the insulating film 131 is on the side (B2 side) of the two-wavelength semiconductor laser element 60 and covers the rear region (region on the A2 side) of the blue-violet semiconductor laser device 50. Is formed.

したがって、青紫色半導体レーザ素子50のp側パッド電極58は、下部のパッド電極194、Si支持基板130および基台135上に形成された電極層118を介して、電極層118にワイヤボンディングされた金属線121からリード端子113に電気的に接続されるように構成されている。この際、基台135は絶縁性を有しており、電極層118と台座116(図16参照)とは導通していない。また、青紫色半導体レーザ素子50のn側電極59が、金属線132を介して台座116に直接接続されて構成されている。   Therefore, the p-side pad electrode 58 of the blue-violet semiconductor laser device 50 is wire-bonded to the electrode layer 118 via the lower pad electrode 194, the Si support substrate 130, and the electrode layer 118 formed on the base 135. The metal wire 121 is configured to be electrically connected to the lead terminal 113. At this time, the base 135 has insulating properties, and the electrode layer 118 and the base 116 (see FIG. 16) are not electrically connected. Further, the n-side electrode 59 of the blue-violet semiconductor laser device 50 is configured to be directly connected to the pedestal 116 via the metal wire 132.

なお、第1実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置100b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実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置100bの製造プロセスでは、支持基板30の代わりに、所定領域上に絶縁膜131を介して絶縁が図られたパッド電極92および93と、直に導通されるパッド電極194とが形成されたSi支持基板130を用いて、2波長半導体レーザ素子60および青紫色半導体レーザ素子50をこの順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。   The remaining structure of the semiconductor laser device 100b according to the second modification of the first embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment. In addition, in the manufacturing process of the semiconductor laser device 100b according to the second modification of the first embodiment, instead of the support substrate 30, pad electrodes 92 and 93 that are insulated on a predetermined region via an insulating film 131, Except for the point that the two-wavelength semiconductor laser device 60 and the blue-violet semiconductor laser device 50 are joined in this order using the Si support substrate 130 on which the pad electrode 194 that is directly conducted is formed, the first embodiment described above. It is almost the same as the manufacturing process.

(第2実施形態)
図7、図17および図18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)の略中央に青紫色半導体レーザ素子250を配置するとともに、青紫色半導体レーザ素子250の両側に、互い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を配置する場合について説明する。なお、図17は、図18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。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 7, 17, and 18. In the semiconductor laser device 200 according to the second embodiment, unlike the first embodiment, the blue-violet semiconductor laser element 250 is arranged at the approximate center in the width direction (B direction) of the semiconductor laser device 200, and a blue-violet semiconductor laser is used. A case where the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 separated from each other are arranged on both sides of the element 250 will be described. FIG. 17 shows a cross section taken along the line 2000-2000 in FIG. In the drawing, the same reference numerals as those in the first embodiment are attached to the same components as those in the first embodiment.

本発明の第2実施形態による半導体レーザ装置200は、図17に示すように、支持基板101の表面上に、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のいずれか一方が、本発明の「第2半導体レーザ素子」の一例であり、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のいずれか他方が、本発明の「第3半導体レーザ素子」の一例である。   As shown in FIG. 17, the semiconductor laser device 200 according to the second embodiment of the present invention has a red semiconductor laser element 270, a blue-violet semiconductor laser element 250, and an infrared semiconductor laser element 280 on the surface of the support substrate 101. Are arranged in the lateral direction at an interval of about 5 μm. The blue-violet semiconductor laser element 250 is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention. One of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 is an example of the “second semiconductor laser element” in the present invention, and either the red semiconductor laser element 270 or the infrared semiconductor laser element 280 is used. The other is an example of the “third semiconductor laser element” in the present invention.

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。   Further, in the blue-violet semiconductor laser device 250, the lower surface in the substantially central region in the width direction of about 80 μm has the protrusions 251b with a width of about 20 μm protruding downward, and the protrusions 251b are flat with a width of about 30 μm on each side. It has parts 251a and 251c. A laser element structure similar to that of the first embodiment is formed below the protrusion 251b. In the second embodiment, the ridge 56 is formed at a substantially central position of the semiconductor element layer, and the support portion 54a (see FIG. 7) shown in the first embodiment is provided in the p-type cladding layer. Not formed. Also, pad electrodes 291a and 291b extending in a strip shape along the resonator direction (A direction) of the blue-violet semiconductor laser element 250 are formed on the flat portions 251a and 251c, respectively.

また、図18に示すように、平面的に見て、略矩形形状を有する支持基板101の表面上に、パッド電極292、293および294が所定の平面形状を有してパターニング形成されている。具体的には、支持基板101のうちp側パッド電極77と対向する位置にパッド電極292が配置されるとともに、p側パッド電極87と対向する位置にパッド電極293が配置されている。そして、パッド電極292と293とによってB方向に挟まれた領域であり、かつ、p側パッド電極58と対向する位置にパッド電極294が配置されている。なお、図17において、支持基板101のうちの赤色半導体レーザ素子270が接合される領域101c(パッド電極292配置されている領域)が、本発明の「第1領域」に対応するとともに、赤外半導体レーザ素子280が接合される領域101d(パッド電極293が配置されている領域)が、本発明の「第3領域」に対応している。また、青紫色半導体レーザ素子250が接合される領域101e(パッド電極294が配置されている領域)が、本発明の「第2領域」に対応している。   As shown in FIG. 18, pad electrodes 292, 293, and 294 are patterned and formed in a predetermined planar shape on the surface of the support substrate 101 having a substantially rectangular shape when viewed in a plan view. Specifically, a pad electrode 292 is disposed at a position facing the p-side pad electrode 77 on the support substrate 101, and a pad electrode 293 is disposed at a position facing the p-side pad electrode 87. The pad electrode 294 is disposed in a region sandwiched between the pad electrodes 292 and 293 in the B direction and facing the p-side pad electrode 58. In FIG. 17, a region 101 c (a region where the pad electrode 292 is disposed) of the support substrate 101 to which the red semiconductor laser element 270 is bonded corresponds to the “first region” of the present invention and is infrared. A region 101d (region where the pad electrode 293 is disposed) to which the semiconductor laser element 280 is bonded corresponds to the “third region” of the present invention. Further, the region 101e (region where the pad electrode 294 is disposed) to which the blue-violet semiconductor laser element 250 is bonded corresponds to the “second region” of the present invention.

したがって、第2実施形態では、図17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。   Accordingly, in the second embodiment, as shown in FIG. 17, the blue-violet semiconductor laser element 250 is bonded at the approximate center in the width direction of the support substrate 101, and the B2 side and B1 on both sides of the blue-violet semiconductor laser element 250 are joined. The red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are respectively joined to the sides. Here, the red semiconductor laser element 270 has an element width of about 40 μm, and the ridge 75 is positioned about 10 μm inward from the side surface on the blue-violet semiconductor laser element 250 side (B1 side) toward the B2 side. Is formed. The infrared semiconductor laser element 280 has an element width of about 40 μm, and the ridge 85 is positioned about 10 μm inward from the side surface on the blue-violet semiconductor laser element 250 side (B2 side) toward the B1 side. Is formed. Therefore, the light emitting portions of the left and right laser elements are arranged so as to approach the light emitting portions of the central laser element.

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(C2側の表面)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(C1側の表面)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(C1側の表面)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。   In the second embodiment, the flat portion 251a (pad electrode) of the blue-violet semiconductor laser element 250 is obtained in a state where the lower surface of the p-side pad electrode 77 of the red semiconductor laser element 270 is bonded to the pad electrode 292 of the support substrate 101. The lower surface of 291a overlaps the upper surface (surface on the C2 side) of the n-side pad electrode 63 of the red semiconductor laser device 270, and the lower surface of the p-side pad electrode 87 of the infrared semiconductor laser device 280 is the pad of the support substrate 101. The p-side pad electrode 58 so that the flat portion 251c (the lower surface of the pad electrode 291b) overlaps the upper surface (the C2 side surface) of the n-side pad electrode 63 of the infrared semiconductor laser element 280 in a state of being bonded to the electrode 293. Is bonded to the pad electrode 294 of the support substrate 101. The lower surface (C1 side surface) of the p-side pad electrode 77 in the red semiconductor laser element 270 and the lower surface (C1 side surface) of the p-side pad electrode 87 in the infrared semiconductor laser element 280 are the “third” in the present invention. The upper surface (surface on the C2 side) of the n-side pad electrode 63 of each laser element corresponds to the “fourth surface” of the present invention.

また、図18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、同一平面上に揃えられて支持基板101に接合されている。   Further, as shown in FIG. 18, the resonator length of the blue-violet semiconductor laser element 250 is shorter than the resonator lengths of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280, and the three semiconductor laser elements (250, 270 and 280) have the light emitting side (A1 side) resonator end faces aligned on the same plane and bonded to the support substrate 101.

また、図18に示すように、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294のワイヤボンド部294a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292のワイヤボンド部292a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293のワイヤボンド部293a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、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。   Further, as shown in FIG. 18, the blue-violet semiconductor laser element 250 has a pad electrode extending from the blue-violet semiconductor laser element 250 and the support substrate 101 to the A2 side so as to be exposed from the blue-violet semiconductor laser element 250. The lead wire 111 is connected to the lead terminal 111 via the metal wire 201 wire-bonded to the wire bond portion 294 a of 294, and the n-side electrode 59 is connected to the base 116 via the metal wire 202. The red semiconductor laser element 270 is connected to the lead terminal 113 via the metal wire 203 wire-bonded to the wire bond portion 292a of the pad electrode 292 extending to the side (B2 side), and the infrared semiconductor laser. The element 280 is connected to the lead terminal 112 via a metal wire 204 wire-bonded to a wire bond portion 293a of a pad electrode 293 extending to the side (B1 side). In addition, the n-side pad electrode 63 of each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 is electrically connected to each of the pad electrodes 291a and 291b of the blue-violet semiconductor laser element 250 through the conductive adhesive layer 96. It is connected. Thereby, in the semiconductor laser device 200, the p-side pad electrodes (58, 77 and 87) of the respective semiconductor laser elements are electrically connected to the lead terminals insulated from each other, and the n-side electrodes (59 and 63) are connected. It is configured to be electrically connected to a common negative terminal (cathode common).

次に、図17〜図20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19および図20は、それぞれ、図18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。   A manufacturing process for the semiconductor laser device 200 according to the second embodiment is now described with reference to FIGS. 19 and 20 each show a state in the manufacturing process in a cross section taken along the line 2000-2000 in FIG.

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19に示した支持基板101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20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。   In the manufacturing process of the semiconductor laser device 200 according to the second embodiment, the wafer of the two-wavelength semiconductor laser element 295 formed by using the same manufacturing process as in the first embodiment is bonded to the support substrate 101 shown in FIG. After that, the n-side ohmic electrode 62 and the pad electrode 63 are formed on the bottom surface 295d of the concave portion 295c other than the region facing the concave portion 67a by using a vacuum deposition method. Thereby, the n-side ohmic electrode 62 and the pad electrode 63 corresponding to each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are formed. Thereafter, all the GaAs substrate 65 is removed, and further, as shown in FIG. 20, the n-type contact layer 61 in the region where the laser element structure is not formed (the region where the recesses 67a and 67b are formed) is scribed or wet etched. Remove by etc. As a result, the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are completely separated in the B direction.

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20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。   Thereafter, the wafer is cleaved in a bar shape so as to have a predetermined resonator length, and the resonator end face of each semiconductor laser element is formed. After that, the bar is divided into elements along the resonator direction at the position of the element dividing line 920 in FIG. 20, thereby having a recess 210 for joining the blue-violet semiconductor laser element 250 in the central region and B2 of the recess 210. A plurality of chips of the support substrate 101 on which the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are respectively arranged on the B1 side and the B1 side are formed.

この後、図17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18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。   Thereafter, as shown in FIG. 17, the chipped blue-violet semiconductor laser element 250 is bonded to the support substrate 101. That is, the p-side pad electrode 58 and the pad electrode 294 are made to face each other, and the pad electrodes 291a and 291b are made to face the n-side pad electrode 63 of each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 that face each other. Then, bonding is performed via the conductive adhesive layer 96. At this time, as shown in FIG. 18, the cavity end face on the light emitting side of the blue-violet semiconductor laser element 250 is the same as the cavity end face on the light emitting side of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280. Join to align on the surface.

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。   The other manufacturing processes of the semiconductor laser device 200 according to the second embodiment are the same as those in the first embodiment.

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。   In the second embodiment, as described above, the flat portions 251a and 251c are bonded to the upper surface of the n-side pad electrode 63 of each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280. Each of the laser elements can be reliably fixed on the support substrate 101 as the number of junctions (a total of five) of the blue-violet semiconductor laser element 250, the red semiconductor laser element 270, and the infrared semiconductor laser element 280 increases. The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

(第3実施形態)
図21および図22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、絶縁性を有する支持基板101中に、AuSnが充填された3つのビア301、302および303が形成されている場合について説明する。なお、図21は、図22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1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. 21 and 22. In the semiconductor laser device 300 according to the third embodiment, unlike the first embodiment, three vias 301, 302, and 303 filled with AuSn are formed in the insulating support substrate 101. explain. FIG. 21 shows a cross section taken along the line 3000-3000 in FIG. In the drawing, the same reference numerals as those in the first embodiment are attached to the same components as those in the first embodiment.

本発明の第3実施形態による半導体レーザ装置300は、図21に示すように、支持基板101の表面上に、上記第1実施形態と同様に、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とが互いに隣接して接合されている。   As shown in FIG. 21, a semiconductor laser device 300 according to the third embodiment of the present invention has a blue-violet semiconductor laser element 50 and a two-wavelength semiconductor laser element on the surface of a support substrate 101, as in the first embodiment. 60 are joined adjacent to each other.

ここで、第3実施形態では、支持基板101中に、AuSnが充填された導通領域となるビア301、302および303が形成されている。なお、図21では、便宜的にビア301〜303の断面形状を全て図示しているが、実際には、図22に示すような位置に形成されている。具体的には、ビア302は、赤外半導体レーザ素子80のリッジ85に沿った光出射面側(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方向に関して略同じ位置に形成されている。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、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側(A2側)寄りの位置に形成される。すなわち、支持基板101の出射面側の端面からビア302および303の中心位置までのA方向に沿った距離よりも、支持基板101の出射面側の端面からビア301の中心位置までのA方向に沿った距離の方が長くなるように構成されている。   Here, in the third embodiment, vias 301, 302, and 303 that are conductive regions filled with AuSn are formed in the support substrate 101. In FIG. 21, all the cross-sectional shapes of the vias 301 to 303 are shown for convenience, but in reality, they are formed at positions as shown in FIG. 22. Specifically, the via 302 is formed at a position closer to the light emitting surface side (A1 side) along the ridge 85 of the infrared semiconductor laser element 80. Further, the via 303 is formed at substantially the same position as the via 302 in the A direction below the blue-violet semiconductor laser device 50. The via 301 is disposed between the vias 302 and 303 with respect to the B direction, and is formed at a position closer to the light emitting surface along the ridge 75 of the red semiconductor laser element 70 (on the A2 side). That is, in the A direction from the end surface on the emission surface side of the support substrate 101 to the center position of the via 301, the distance along the A direction from the end surface on the emission surface side of the support substrate 101 to the center position of the vias 302 and 303. It is comprised so that the distance along along may become long.

また、ビア301、302および303は、それぞれ、パッド電極92、93および94が形成された領域において、各々のパッド電極と導通した状態で支持基板101を厚み方向(C方向)に貫通して直径約25μmで形成されている。また、支持基板101の下面(裏面)上には、下面に露出するビア301、302および303の各々と導通するように、パッド電極304、305および306がそれぞれパターニング形成されている。   The vias 301, 302, and 303 penetrate through the support substrate 101 in the thickness direction (C direction) in a state where the vias are connected to the respective pad electrodes in the regions where the pad electrodes 92, 93, and 94 are formed. It is formed with a thickness of about 25 μm. Further, pad electrodes 304, 305, and 306 are respectively formed on the lower surface (back surface) of the support substrate 101 so as to be electrically connected to the vias 301, 302, and 303 exposed on the lower surface.

また、第3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22に示すように、引き出し電極311は、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、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、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の裏面(下面)側において、パッド電極304および引き出し電極311、パッド電極305および引き出し電極312、および、パッド電極306および引き出し電極313が、それぞれ、導電性接着層97を介して基台315側と接合されている。   In the third embodiment, lead electrodes 311, 312, and 313 are formed on the surface of the base 315 having an insulating property such as AlN so as to be insulated via the insulating film 316. Further, as shown in FIG. 22, the extraction electrode 311 extends in a strip shape along the resonator direction of the red semiconductor laser element 70, and a wire bond portion 311a provided at an end portion on the A2 side has a base 315 ( The insulating film 316) and the support substrate 101 are exposed so as to extend to the A2 side. In addition, the extraction electrode 312 extends in a strip shape along the resonator direction of the infrared semiconductor laser element 80, and the wire bond portion 312a provided at the end on the B1 side supports the base 315 (insulating film 316). It is exposed so as to extend to the B1 side from between the substrate 101. The lead electrode 313 is disposed under the blue-violet semiconductor laser device 50, and a wire bond portion 313a provided at an end portion on the B2 side is provided between the base 315 (insulating film 316) and the support substrate 101. It is exposed to extend to the B2 side. Then, on the back surface (lower surface) side of the support substrate 101, the pad electrode 304 and the extraction electrode 311, the pad electrode 305 and the extraction electrode 312, and the pad electrode 306 and the extraction electrode 313 are respectively interposed via the conductive adhesive layer 97. It is joined to the base 315 side.

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およびパッド電極306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およびパッド電極304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およびパッド電極305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。   Thus, the blue-violet semiconductor laser device 50 is configured such that the p-side pad electrode 58 is electrically connected to the extraction electrode 313 through the pad electrode 94, the via 303, and the pad electrode 306. In the red semiconductor laser element 70 in the two-wavelength semiconductor laser element 60, the p-side pad electrode 77 is electrically connected to the extraction electrode 311 through the pad electrode 92, the via 301 and the pad electrode 304, and the infrared semiconductor laser element. 80, the p-side pad electrode 87 is electrically connected to the extraction electrode 312 via the pad electrode 93, the via 302, and the pad electrode 305.

したがって、図22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のワイヤボンド部313aにワイヤボンディングされた金属線321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322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のワイヤボンド部311aにワイヤボンディングされた金属線323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、引き出し電極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324を介してリード端子112に接続されている。   Therefore, as shown in FIG. 22, the blue-violet semiconductor laser device 50 is connected to the lead terminal 113 via the metal wire 321 wire-bonded to the wire bond portion 313a of the extraction electrode 313, and the n-side electrode 59 is , Directly connected to the pedestal 116 via a metal wire 322. The red semiconductor laser element 70 in the two-wavelength semiconductor laser element 60 is connected to the lead terminal 111 through a metal wire 323 wire-bonded to the wire bond portion 311a of the extraction electrode 311 and the infrared semiconductor laser element 80. Is connected to the lead terminal 112 through a metal wire 324 wire-bonded to the wire bond portion 312a of the extraction electrode 312.

なお、第3実施形態による半導体レーザ装置300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3実施形態による半導体レーザ装置300の製造プロセスでは、支持基板101中に接合されるレーザ素子の共振器方向に沿って互いにずれた位置関係を有するようにビア301〜303を形成した後に、支持基板101の上面および下面に、それぞれ、パッド電極92〜94、および、パッド電極304〜306を形成し、その後、この支持基板101を用いて、2波長半導体レーザ素子60および青紫色半導体レーザ素子50をこの順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。   The remaining configuration of the semiconductor laser apparatus 300 according to the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment. Further, in the manufacturing process of the semiconductor laser device 300 according to the third embodiment, after the vias 301 to 303 are formed so as to have a positional relationship shifted from each other along the resonator direction of the laser elements bonded to the support substrate 101. The pad electrodes 92 to 94 and the pad electrodes 304 to 306 are formed on the upper surface and the lower surface of the support substrate 101, respectively, and then the two-wavelength semiconductor laser device 60 and the blue-violet semiconductor laser are used by using the support substrate 101. Except for the point that the elements 50 are joined in this order, the manufacturing process is substantially the same as that of the first embodiment.

第3実施形態では、上記のように、支持基板101中にビア301〜303を形成するとともに、支持基板101の下面に形成されたパッド電極304〜306の各々に対応するように引き出し電極311〜313を設けることによって、金属線321、323および324の各々を半導体レーザ素子が接合されている位置から遠ざけてワイヤボンディングすることができるので、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。   In the third embodiment, as described above, the vias 301 to 303 are formed in the support substrate 101, and the extraction electrodes 311 to 111 correspond to the pad electrodes 304 to 306 formed on the lower surface of the support substrate 101. By providing 313, each of the metal wires 321, 323, and 324 can be wire-bonded away from the position where the semiconductor laser element is bonded, so that damage to the laser element during wire bonding can be suppressed. it can.

また、第3実施形態では、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の出射面側の端面までの共振器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。   In the third embodiment, the distance along the resonator direction from the center position of one of the plurality of vias to the end surface on the emission surface side of the support substrate 101 is at least the other of the plurality of vias. Since the distance from the center position of one via to the end face on the emission surface side of the support substrate 101 is different from the distance along the resonator direction, the width of the support substrate 101 in the B direction is narrow. A plurality of vias can be efficiently provided in the support substrate 101 while increasing the diameter of each via.

また、第3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。   Further, in the third embodiment, the via 301 at a position sandwiched with respect to the B direction with respect to the vias 302 and 303 is formed to be shifted in the resonator direction, so that the width of the support substrate 101 in the B direction is narrow. Even in this case, a plurality of vias can be provided in the support substrate 101 more efficiently while increasing the diameter of each via.

また、第3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323をワイヤボンドすることができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   Further, in the third embodiment, the extraction electrode 311 sandwiched between the extraction electrodes 312 and 313 is formed in a strip shape along the resonator direction of the red semiconductor laser element 70, and the light emission surface side (A1 side) and Is a case where the width of the support substrate 101 is narrow by configuring the wire bond portion 311a provided at the end on the opposite A2 side so as to be exposed from between the base 315 and the support substrate 101. In addition, the extraction electrodes 311 to 313 can be efficiently arranged on the base 315, and the metal wire 323 can be easily wired to the wire bond portion 311a exposed between the base 315 and the support substrate 101. Can be bonded. The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

(第4実施形態)
図23〜図26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3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23、図25および図26は、図24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3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。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。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 23 to 26. In the semiconductor laser device 400 according to the fourth embodiment, unlike the manufacturing process of the third embodiment, the wafer-state blue-violet semiconductor laser is applied to the wafer-state support substrate 101 to which the two-wavelength semiconductor laser element 60 is bonded. A description will be given of a case where, after the element 450 is bonded, two bonded wafers are simultaneously cleaved, and then the element is divided at the same time to form the semiconductor laser device 400. 23, 25, and 26 show cross sections taken along the line 4000-4000 in FIG. In the figure, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the third embodiment. The blue-violet semiconductor laser element 450 is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention.

本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置400は、図23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の表面上に、上記第3実施形態と同様に、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とが互いに隣接して接合されている。   As shown in FIG. 23, the semiconductor laser device 400 according to the fourth embodiment of the present invention has a blue-violet color on the surface of the support substrate 101 on which the vias 301, 302, and 303 are formed, as in the third embodiment. The semiconductor laser element 450 and the two-wavelength semiconductor laser element 60 are joined adjacent to each other.

ここで、第4実施形態では、図23および図24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3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。なお、図24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。なお、図23および図24に示すように、ビアの配置および形状は、上記第3実施形態と同様である。   Here, in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 23 and 24, the flat portion 51a on the two-wavelength semiconductor laser device 60 side (B1 side) of the n-type GaN substrate 51 of the blue-violet semiconductor laser device 450 is 2 The wavelength semiconductor laser device 60 is configured to overlap with substantially the entire region of the upper surface (the upper surface of the n-side pad electrode 63). That is, the blue-violet semiconductor laser element 450 is bonded to the upper surface of the two-wavelength semiconductor laser element 60 in a state having a larger bonding area than the blue-violet semiconductor laser element 50 of the third embodiment. In FIG. 24, the outer shape of the two-wavelength semiconductor laser element 60 hidden under the n-type GaN substrate 51 is indicated by a broken line. As shown in FIGS. 23 and 24, the arrangement and shape of the vias are the same as those in the third embodiment.

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、まず、図25に示すように、予めビア301〜303、パッド電極92〜94、および、パッド電極304〜306が形成されてなる支持基板101の表面上に、2波長半導体レーザ素子60が導電性接着層95を介して接合されたウェハを準備する。そして、図26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3実施形態と略同様である。   Further, in the manufacturing process of the semiconductor laser device 400 according to the fourth embodiment, first, as shown in FIG. 25, a support in which vias 301 to 303, pad electrodes 92 to 94, and pad electrodes 304 to 306 are formed in advance. On the surface of the substrate 101, a wafer is prepared in which the two-wavelength semiconductor laser element 60 is bonded via the conductive adhesive layer 95. Then, as shown in FIG. 26, the blue-violet semiconductor laser element 450 in the wafer state is electrically conductive to the support substrate 101 so that the pad electrode 94 and the n-side pad electrode 63 are bonded to the pad electrode 58 and the pad electrode 91, respectively. After bonding using the conductive adhesive layer 96, the wafer-state support substrate 101 and the wafer-state blue-violet semiconductor laser element 450 are both cleaved into a bar shape to form resonator end faces of the respective semiconductor laser elements. Thereafter, the bar is divided into elements along the resonator direction at the position of the element dividing line 940, thereby forming a plurality of chips of the semiconductor laser device 400. The remaining manufacturing process of the semiconductor laser apparatus 400 according to the fourth embodiment is substantially the same as that of the third embodiment.

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3実施形態と同様である。   In the manufacturing process of the fourth embodiment, as described above, after bonding the wafer on which the two-wavelength semiconductor laser element 60 is bonded and the wafer on which the blue-violet semiconductor laser element 450 is formed, each semiconductor laser is cleaved at the same time. By forming the resonator end face of the element, the position of the resonator end face of each semiconductor laser element can be easily matched to form the semiconductor laser device 400. The remaining effects of the fourth embodiment are similar to those of the aforementioned third embodiment.

(第5実施形態)
図27および図28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4実施形態と異なり、半導体レーザ装置500の略中央に青紫色半導体レーザ素子550を配置するとともに、青紫色半導体レーザ素子550の両側に、互い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を配置する場合について説明する。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。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 27 and 28. In the semiconductor laser device 500 according to the fifth embodiment, unlike the fourth embodiment, the blue-violet semiconductor laser element 550 is disposed at substantially the center of the semiconductor laser device 500, and both sides of the blue-violet semiconductor laser element 550 are mutually connected. A case where the separated red semiconductor laser element 270 and infrared semiconductor laser element 280 are arranged will be described. The blue-violet semiconductor laser element 550 is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention.

本発明の第5実施形態による半導体レーザ装置500は、図27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。   As shown in FIG. 27, the semiconductor laser device 500 according to the fifth embodiment of the present invention has the same arrangement relationship as that of the second embodiment on the surface of the support substrate 101 on which the vias 301, 302, and 303 are formed. As shown, the blue-violet semiconductor laser element 550 and the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are bonded to the B2 side and the B1 side of the blue-violet semiconductor laser element 550, respectively.

すなわち、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、図28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304〜306が形成されてなる支持基板101の表面上に、上記第2実施形態と同様の製造プロセスを用いて、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が導電性接着層95を介して接合されたウェハを準備する。この際、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、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の端面寄り(図27の紙面手前側)であるとともに、青紫色半導体レーザ素子550用のビア303が、光出射面側とは反対寄り(紙面奥側)となるようにビア301〜303を形成する。また、基台315上に絶縁膜316を介して形成される引き出し電極311〜313の平面的な配置関係については、上記第4実施形態(図24参照)と略同様に形成する。ただし、この場合、青紫色半導体レーザ素子550の下部に配置される引き出し電極313を短冊状に形成して、光出射面とは反対側に設けられるワイヤボンド部が基台315と支持基板101との間から露出するようにしておく。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)から露出するようにしてワイヤボンド部を形成しておく。   That is, in the manufacturing process of the semiconductor laser device 500 according to the fifth embodiment, as shown in FIG. 28, the support substrate 101 in which the vias 301 to 303, the pad electrodes 292 to 294, and the pad electrodes 304 to 306 are formed in advance. A wafer in which the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are bonded via the conductive adhesive layer 95 is prepared using the same manufacturing process as in the second embodiment. At this time, regarding the planar arrangement relationship of the vias 301 to 303 formed in the support substrate 101, the via 301 for the red semiconductor laser element 270 and the via 302 for the infrared semiconductor laser element 280 are on the light emitting surface side. Of the support substrate 101 (the front side in FIG. 27), and the via 301 for the blue-violet semiconductor laser element 550 is closer to the opposite side of the light emitting surface side (the back side of the paper). ~ 303 are formed. The planar arrangement relationship of the extraction electrodes 311 to 313 formed on the base 315 via the insulating film 316 is formed in substantially the same manner as in the fourth embodiment (see FIG. 24). However, in this case, the lead electrode 313 disposed in the lower part of the blue-violet semiconductor laser element 550 is formed in a strip shape, and the wire bond portion provided on the side opposite to the light emitting surface has the base 315 and the support substrate 101. Be sure to expose from between. The lead electrodes 311 and 312 are exposed from the side of the support substrate 101 (B2 side and B1 side) to form a wire bond portion.

そして、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4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。   The pad electrode 294, the n-side pad electrode 63 of the red semiconductor laser element 270, and the n-side pad electrode 63 of the infrared semiconductor laser element 280 are bonded to the pad electrode 58 and the pad electrodes 291a and 291b, respectively. After bonding the wafer-state blue-violet semiconductor laser element 550 to the support substrate 101 using the conductive adhesive layer 96, the wafer-state support substrate 101 and the wafer-state blue-violet semiconductor laser element 550 are both cleaved into a bar shape. Thus, the cavity end face of each semiconductor laser element is formed. After that, at the position of the element dividing line 950, the bar is divided into elements along the resonator direction to form a plurality of chips of the semiconductor laser device 500. Other manufacturing processes of the semiconductor laser device 500 in the fifth embodiment are the same as those in the fourth embodiment. The effects of the fifth embodiment are the same as those of the second and fourth embodiments.

(第6実施形態)
図7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、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。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described with reference to FIGS. In the semiconductor laser device 600 according to the sixth embodiment, unlike the first embodiment, the n-type GaN substrate 51 and the n-side pad electrode 63 are disposed at a position where the blue-violet semiconductor laser element 50a and the two-wavelength semiconductor laser element 60 overlap. A case where the two are not joined so as to be electrically connected will be described. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. The blue-violet semiconductor laser element 50a is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention.

本発明の第6実施形態による半導体レーザ装置600は、図29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。   As shown in FIG. 29, the semiconductor laser device 600 according to the sixth embodiment of the present invention is arranged so that the n-type GaN substrate 51 overlaps the two-wavelength semiconductor laser element 60, while the n-type GaN substrates 51 and 2 are arranged. The wavelength semiconductor laser element 60 is not joined, and the n-type GaN substrate 51 and the n-side pad electrode 63 are not electrically connected.

一方、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を介して基台115上の電極層117に接続されている。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。   On the other hand, the n-side pad electrode 63 of the two-wavelength semiconductor laser element 60 is connected to the electrode layer 117 on the base 115 via a metal wire 601. The remaining configuration of the semiconductor laser apparatus 600 according to the sixth embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment. In the manufacturing process of the semiconductor laser device 600 according to the sixth embodiment, the pad electrode 91 is not formed on the flat portion 51a, and the n-type GaN substrate 51 and the n-side pad electrode 63 are not electrically connected. The blue-violet semiconductor laser device 50a is substantially the same as the manufacturing process of the first embodiment except that the blue-violet semiconductor laser device 50a is bonded to the support substrate 101.

(第7実施形態)
図17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。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 30. In the semiconductor laser device 700 according to the seventh embodiment, unlike the second embodiment, the n-type GaN is formed at a position where each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 and the blue-violet semiconductor laser element 250a overlap. A case where the substrate 251 and the n-side pad electrode 63 are electrically connected and not joined will be described. In the figure, components similar to those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the second embodiment. The blue-violet semiconductor laser element 250a is an example of the “first semiconductor laser element” in the present invention.

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。   As shown in FIG. 30, the semiconductor laser device 700 according to the seventh embodiment of the present invention is arranged such that the n-type GaN substrate 251 overlaps each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280. The red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 are not bonded to the n-type GaN substrate 251, and the n-side pad electrode 63 of each of the red semiconductor laser element 270 and the infrared semiconductor laser element 280 Conduction with the n-type GaN substrate 251 is not achieved.

また、第7実施形態では、導電性を有するn型のSi支持基板130に、SiOからなる絶縁膜131を介して、3つの半導体レーザ素子の各々を接合するためのパッド電極292〜294が形成されている。 In the seventh embodiment, the pad electrodes 292 to 294 for bonding each of the three semiconductor laser elements to the conductive n-type Si support substrate 130 via the insulating film 131 made of SiO 2 are provided. Is formed.

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を介して基台115上の電極層117に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を介して電極層117に接続されている。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。   The n-side pad electrode 63 of the red semiconductor laser element 270 is connected to the electrode layer 117 on the base 115 via the metal line 701, and the n-side pad electrode 63 in the infrared semiconductor laser element 280 is made of metal. The electrode layer 117 is connected through a line 702. The remaining configuration of the semiconductor laser apparatus 700 in the seventh embodiment is similar to that of the aforementioned second embodiment. In the manufacturing process of the semiconductor laser device 700 according to the seventh embodiment, the pad electrodes 291a and 291b are not formed on the flat portion 251a, and the n-type GaN substrate 251 and the n-side pad electrode 63 are electrically connected. The manufacturing process of the second embodiment is substantially the same as that of the second embodiment, except that the blue-violet semiconductor laser device 250a is bonded to the support substrate 101 without using the semiconductor laser.

(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。
(Eighth embodiment)
With reference to FIGS. 8 and 31, an optical pickup device 850 including a semiconductor laser device 100 according to an eighth embodiment of the present invention will be described.

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(偏光BS)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。   That is, as shown in FIG. 31, the optical pickup device 850 includes a semiconductor laser device 100 (see FIG. 8) according to the first embodiment, a polarization beam splitter (polarization BS) 801, a collimator lens 802, a beam expander 803, An optical system 820 having a λ / 4 plate 804, an objective lens 805, a cylindrical lens 806, and an optical axis correction element 807, and a light detection unit 860 are provided.

光学系820において、偏光BS801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、偏光BS801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。   In the optical system 820, the polarization BS 801 totally transmits the laser light emitted from the semiconductor laser device 100 and totally reflects the laser light returning from the optical disk 870. The collimator lens 802 converts the laser light from the semiconductor laser device 100 that has passed through the polarized light BS 801 into parallel light. The beam expander 803 includes a concave lens, a convex lens, and an actuator (not shown). The actuator changes the distance between the concave lens and the convex lens according to a servo signal from a servo circuit (not shown). As a result, the wavefront state of the laser light emitted from the semiconductor laser device 100 is corrected.

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、偏光BS801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。   The λ / 4 plate 804 converts the linearly polarized laser light converted into substantially parallel light by the collimator lens 802 into circularly polarized light. The λ / 4 plate 804 converts the circularly polarized laser beam returned from the optical disk 870 into linearly polarized light. In this case, the polarization direction of the linearly polarized light is orthogonal to the direction of the linearly polarized light of the laser light emitted from the semiconductor laser device 100. Thereby, the laser beam returning from the optical disk 870 is substantially totally reflected by the polarized light BS801. The objective lens 805 converges the laser light transmitted through the λ / 4 plate 804 on the surface (recording layer) of the optical disc 870. The objective lens 805 can be moved in the focus direction, tracking direction, and tilt direction by an objective lens actuator (not shown) in accordance with servo signals (tracking servo signal, focus servo signal, and tilt servo signal) from the servo circuit.

偏光BS801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。   A cylindrical lens 806, an optical axis correction element 807, and a light detection unit 860 are arranged along the optical axis of the laser light totally reflected by the polarized light BS801. The cylindrical lens 806 imparts astigmatism to the incident laser light. The optical axis correction element 807 is configured by a diffraction grating, and a spot of zero-order diffracted light of each of blue-violet, red, and infrared laser beams transmitted through the cylindrical lens 806 is on a detection region of the light detection unit 860 described later. They are arranged to match.

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。   Further, the light detection unit 860 outputs a reproduction signal based on the intensity distribution of the received laser light. Here, the light detection unit 860 has a detection area having a predetermined pattern so that a focus error signal, a tracking error signal, and a tilt error signal can be obtained together with the reproduction signal. The actuator of the beam expander 803 and the objective lens actuator are feedback-controlled by the focus error signal, tracking error signal, and tilt error signal. Thus, the optical pickup device 850 including the semiconductor laser device 100 is configured.

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。   In the eighth embodiment, as described above, since the semiconductor laser device 100 according to the first embodiment is used for the optical pickup device 850, an increase in the size (thickness) of the laser element is suppressed, and An optical pickup device 850 including the semiconductor laser device 100 capable of easily performing wire bonding of a metal wire to the laser element can be obtained.

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。   In the eighth embodiment, since the semiconductor laser device 100 is used for the optical pickup device 850, the emitted light of each semiconductor laser element is substantially the same angle (vertical direction) with respect to the recording surface of the optical disc 870. Therefore, it is possible to obtain an optical pickup device 850 in which the light spot quality of the semiconductor laser element on the optical disc 870 is suppressed from varying.

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

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。   For example, in the first to eighth embodiments, a blue-violet semiconductor laser element is used as the first semiconductor laser element of the present invention, and a red semiconductor laser element and an infrared semiconductor laser element are used as the second semiconductor laser element of the present invention. Although an example in which the semiconductor laser device used is shown is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, a blue semiconductor laser element and a green semiconductor laser element are used as the first semiconductor laser element, and a red semiconductor laser element is used as the second semiconductor laser element. May be configured.

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。   In the first to eighth embodiments, the example in which the red semiconductor laser element and the infrared semiconductor laser element are bonded to the support substrate made of Si has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, a support substrate made of a material other than Si is used as long as the support substrate has a higher thermal conductivity than the GaAs substrate 65 as a growth substrate for crystal growth of a red semiconductor laser element or an infrared semiconductor laser element. Also good.

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。   Moreover, in the manufacturing processes of the first to eighth embodiments, the example in which the crystal growth of each nitride-based semiconductor layer is performed using the MOCVD method has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, crystal growth of each nitride-based semiconductor layer may be performed using a halide vapor phase epitaxy method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a gas source MBE method, or the like.

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。   In the first to eighth embodiments, an example in which a blue-violet semiconductor laser element made of a III-V semiconductor containing the most nitrogen as a group V element is used as the “first semiconductor laser element” of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the first semiconductor laser element may be composed of a group III-V semiconductor containing phosphorus, arsenic or antimony in an amount smaller than nitrogen in addition to nitrogen.

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、101c 領域(第1領域)
30b、101b、101e 領域(第2領域)
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(集積型半導体レーザ素子)
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、第3半導体レーザ素子)
80、280 赤外半導体レーザ素子(第3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 支持基板
101d 領域(第3領域)
130 Si支持基板(支持基板)
10 First Semiconductor Laser Element 20 Second Semiconductor Laser Element 29 Substrate (Growth Substrate)
30a, 101a, 101c area (first area)
30b, 101b, 101e area (second area)
50, 250, 450, 550 Blue-violet semiconductor laser element (first semiconductor laser element)
50a, 250a Blue-violet semiconductor laser element (first semiconductor laser element)
60, 60a 2 wavelength semiconductor laser device (integrated semiconductor laser device)
65 GaAs substrate (growth substrate)
70, 270 Red semiconductor laser element (second semiconductor laser element, third semiconductor laser element)
80, 280 Infrared semiconductor laser element (third semiconductor laser element, second semiconductor laser element)
100, 100a, 100b, 200, 300, 400, 500, 600, 700 Semiconductor laser device 101 Support substrate 101d Region (third region)
130 Si support substrate (support substrate)

Claims (6)

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表面とを含む第2半導体レーザ素子を形成する工程と、
前記第3表面を支持基板の一面上の第1領域に接合した後に、前記第1表面の一部が、前記第4表面に重なるように、前記第1表面を前記支持基板の前記一面上の前記第1領域以外の第2領域に接合する工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。
Forming a first semiconductor laser element including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface;
Forming a second semiconductor laser element including a third surface and a fourth surface provided on the opposite side of the third surface;
After joining the third surface to the first region on one surface of the support substrate, the first surface is placed on the one surface of the support substrate so that a part of the first surface overlaps the fourth surface. And a step of bonding to a second region other than the first region.
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表面を前記支持基板の前記第2領域に接合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1に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
The step of forming the second semiconductor laser element includes the step of forming the second semiconductor laser element including the third surface on the surface of the growth substrate,
Prior to the step of bonding the first surface to the second region of the support substrate, the thickness of the second semiconductor laser device is removed by removing at least a portion of the growth substrate in a region overlapping with the first semiconductor laser device. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a step of forming the fourth surface on the second semiconductor laser element by reducing the size of the second semiconductor laser element.
前記第2半導体レーザ素子は、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、請求項1または2に記載の半導体レーザ装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1, wherein the second semiconductor laser element is made of a III-V group semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element. 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表面とを含み、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子からなる集積型半導体レーザ素子と、
前記第1半導体レーザ素子と前記集積型半導体レーザ素子とが接合される支持基板とを備え、
前記第3表面が、前記支持基板の一面上の第1領域に接合され、
前記第1表面の一部が、前記第4表面に重なるように、前記第1表面が前記支持基板の前記一面上の前記第1領域以外の第2領域に接合されている、半導体レーザ装置。
A first semiconductor laser element including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface;
An integrated semiconductor laser element including a third surface and a fourth surface provided on the opposite side of the third surface, the integrated semiconductor laser element including a second semiconductor laser element and a third semiconductor laser element;
A support substrate to which the first semiconductor laser element and the integrated semiconductor laser element are bonded;
The third surface is bonded to a first region on one surface of the support substrate;
The semiconductor laser device, wherein the first surface is bonded to a second region other than the first region on the one surface of the support substrate so that a part of the first surface overlaps the fourth surface.
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、
第5表面と、前記第5表面とは反対側に設けられた第6表面とを含む第3半導体レーザ素子と、
前記第1半導体レーザ素子、前記第2半導体レーザ素子および前記第3半導体レーザ素子が接合される支持基板とを備え、
前記第3表面が、前記支持基板の一面上の第1領域に接合され、
前記第5表面が、前記支持基板の前記一面上の第3領域に接合され、
前記第1半導体レーザ素子は、前記第1表面の一部が、前記第4表面および前記第6表面の各々に重なるように、前記第1表面が前記支持基板の前記一面上の前記第1領域および前記第3領域以外の第2領域に接合され、
前記第1領域と前記第3領域との間に挟まれた前記第2領域に、前記第1表面が接合されている、半導体レーザ装置。
A first semiconductor laser element including a first surface and a second surface provided on the opposite side of the first surface;
A second semiconductor laser element including a third surface and a fourth surface provided on the opposite side of the third surface;
A third semiconductor laser element including a fifth surface and a sixth surface provided on the opposite side of the fifth surface;
A support substrate to which the first semiconductor laser element, the second semiconductor laser element, and the third semiconductor laser element are bonded;
The third surface is bonded to a first region on one surface of the support substrate;
The fifth surface is bonded to a third region on the one surface of the support substrate;
In the first semiconductor laser element, the first surface is on the one surface of the support substrate so that a part of the first surface overlaps each of the fourth surface and the sixth surface. And joined to a second region other than the third region,
A semiconductor laser device, wherein the first surface is bonded to the second region sandwiched between the first region and the third region.
前記第2半導体レーザ素子および前記第3半導体レーザ素子は、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、請求項5または6に記載の半導体レーザ装置。   7. The semiconductor laser device according to claim 5, wherein each of the second semiconductor laser element and the third semiconductor laser element is made of a group III-V semiconductor containing the largest amount of phosphorus or arsenic as a group V element.
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