CN100555773C - 半导体激光器装置和它的制造方法 - Google Patents
半导体激光器装置和它的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100555773C CN100555773C CN200510059393.4A CN200510059393A CN100555773C CN 100555773 C CN100555773 C CN 100555773C CN 200510059393 A CN200510059393 A CN 200510059393A CN 100555773 C CN100555773 C CN 100555773C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser device
- electrode
- substrate
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
在蓝紫色半导体激光元件的绝缘膜上,并且在第一p侧衬垫电极的两侧,形成第二和第三p侧衬垫电极。第二p侧衬垫电极和第三p侧衬垫电极分别离间形成。在第二和第三p侧衬垫电极的上面侧,分别形成焊锡膜。红色半导体激光元件的第四p侧衬垫电极经焊锡膜接合在第二p侧衬垫电极上。另外,红外半导体激光元件的第五p侧衬垫电极经焊锡膜接合在第三p侧衬垫电极上。因为第二和第三p侧衬垫电极彼此离间形成,所以第四和第五p侧衬垫电极分别电分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种可射出波长不同的多个光的半导体激光器装置及其制造方法。
背景技术
以前,在CD(致密盘)/CD-R(可重写致密盘)驱动器中,使用射出波长为780nm的红外线的半导体激光元件(红外半导体激光元件)来作为光源。另外,在DVD(数字通用盘)驱动器中,使用射出波长为650nm左右的红外线的半导体激光元件(红色半导体激光元件)来作为光源。
另一方面,近年来推进了可使用波长为405nm左右的蓝紫色光来记录和再现的DVD的开发。为了这种DVD的记录和再现,也同时推进对使用射出波长为405nm左右的蓝紫色光的半导体激光元件(蓝紫色半导体激光元件)的DVD驱动器的开发。就该DVD驱动器而言,需要与现有CD/CD-R和DVD的互换性。
此时,通过在DVD驱动器中设置分别射出红外光、红色光和蓝紫色光的多个光拾取器装置的方法、或在一个光拾取器装置内设置红外半导体激光元件、红色半导体激光元件和蓝紫色光半导体激光元件的方法,实现与现有CD、DVD和新的DVD的互换性。但是,这些方法导致部件个数增加,所以难以实现DVD驱动器的小型化、构成的简化和低成本化。
为了防止这种部件个数的增加,适用将红外半导体激光元件和红色半导体激光元件集成在一个芯片中的半导体激光元件。
因为红外半导体激光元件和红色半导体激光元件都形成于GaAs基板上,所以可单芯片化,但由于蓝紫色半导体激光元件不形成于GaAs基板上,所以很难将蓝紫色半导体激光元件与红外半导体激光元件和红色半导体激光元件一起集成在一个芯片中。
因此,提议具有如下构造的发光装置,通过将红外半导体激光元件和红色半导体激光元件形成于同一芯片中,制作单片红色/红外半导体激光元件,同时,在将蓝紫色半导体激光元件形成于另一芯片中后,层叠蓝紫色半导体激光元件的芯片与单片红色/红外半导体激光元件的芯片(例如参照特开2001-230502号公报)。
但是,在上述发光装置中,因为构造上两个红外半导体激光元件和蓝紫色半导体激光元件的电极变得共享,所以难以通过驱动电路向各红外半导体激光元件、红色半导体激光元件和蓝紫色半导体激光元件分别施加任意的电压。因此,驱动电路的构成自由度低,驱动电路的构成变复杂。
尤其是在上述发光装置中,红外半导体激光元件的p侧电极与蓝紫色半导体激光元件的n侧电极经粘接层电连接。由此,会限定红外半导体激光元件和蓝紫色半导体激光元件的驱动方式。例如,不能以将3个元件的n侧电极共用地连接的共阴极、或将3个p侧电极共用地连接的共阳极的驱动方式,来执行红外半导体激光元件和蓝紫色半导体激光元件的驱动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有多个半导体激光元件、并且可任意选择多个半导体激光元件的驱动方式的半导体激光器装置及其制造方法。
根据本发明一个方面的半导体激光器装置具备:第一半导体激光元件,在第一基板上具有射出第一波长光的第一半导体层;第二半导体激光元件,在第二基板上具有射出第二波长光的第二半导体层;和第三半导体激光元件,在第三基板上具有射出第三波长光的第三半导体层,第一、第二和第三波长各不相同,第二和第三基板的至少一方由与第一基板不同的材料形成,第一半导体激光元件在一面侧具有一方电极,第二半导体激光元件在一面侧具有一方电极,第三半导体激光元件在一面侧具有一方电极,第二半导体激光元件的一方电极和第三半导体激光元件的一方电极经绝缘膜接合于第一半导体激光元件的一面侧,第一半导体激光元件的一方电极、第二半导体激光元件的一方电极和第三半导体激光元件的一方电极彼此电分离。
就本发明的半导体激光器装置而言,第二半导体激光元件的一方电极和第三半导体激光元件的一方电极经绝缘膜接合于第一半导体激光元件的一面侧,第一半导体激光元件的一方电极、第二半导体激光元件的一方电极和第三半导体激光元件的一方电极彼此电分离。由此,可向第一、第二和第三半导体激光元件的一方电极分别施加任意的电压。因此,可任意选择第一、第二和第三半导体激光元件的驱动方式。
也可以是第一半导体激光元件的一方电极形成于第一半导体层侧的面上,第二半导体激光元件的一方电极形成于第二半导体层侧的面上,第三半导体激光元件的一方电极形成于第三半导体层侧的面上。
此时,在第一半导体激光元件的第一半导体层侧的面上,经绝缘膜接合第二半导体激光元件形成于第二半导体层侧的面中的一方电极与第三半导体激光元件形成于第三半导体层侧的面中的一方电极。
由此,第一、第二和第三半导体激光元件的第一、第二和第三半导体层相离得近,第一、第二和第三半导体激光元件的发光点间之间隔变短。由此,可将第一、第二和第三半导体激光元件的发光点都靠近半导体激光器装置的中心。
因此,可对从第一、第二和第三半导体激光元件的发光点射出的光使用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从发光点射出的光的情况下,第一、第二和第三半导体激光元件的光取出效率均提高。
并且,通过靠近第一、第二和第三半导体激光元件的发光点,从第一、第二和第三半导体激光元件的发光点射出的光在通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因光透过透镜而产生的光的像差,不需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
也可以是第一半导体激光元件的一方电极被设计成通过第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与第一半导体激光元件之间,从至少一方的半导体激光元件的侧面突出。
此时,因为第一半导体激光元件的一方电极从第二半导体激光元件和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出,所以即使在难以从第二和第三半导体激光元件之间到第一半导体激光元件的一方电极执行布线的情况下,也可在向从至少一方半导体激光元件的另一侧部突出的一方电极上执行布线。由此,布线的自由度增加。
这里,在第一基板是氮化物类半导体基板、第二和第三基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二和第三基板的加工性比第一基板好。
因此,通过去除加工容易的第二和第三基板的一部分,可使第一半导体激光元件的一方电极容易地在半导体激光器装置中的第二和第三半导体激光元件侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二和第三半导体激光元件侧开始,执行至第一半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是第二和第三半导体激光元件的至少一方半导体激光元件的一方电极被设计成通过第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与第一半导体激光元件之间而从至少一方的半导体激光元件的侧面突出。
此时,可在从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的至少一方的半导体激光元件的一方电极执行布线。由此,布线的自由度增加。另外,可确实且容易地执行向第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的引线接合,布线单纯化。
也可以是第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极的从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分形成于第一半导体激光元件的一个面上。
此时,可在第一半导体激光元件的一个面上,在从第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的侧面突出的至少一方的半导体激光元件的一方电极执行布线。由此,布线的自由度增加。另外,可确实且容易地执行向第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极的引线接合,布线单纯化。
这里,在第一基板是氮化物类半导体基板、第二和第三基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二和第三基板的加工性比第一基板好。
因此,通过去除加工容易的第二基板的一部分,可使第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极容易地在半导体激光器装置中的第二和第三半导体激光元件侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二和第三半导体激光元件侧开始,执行至第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是第一半导体激光元件的一方电极、与第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极被设计成都通过第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与第一半导体激光元件之间,从至少一方的半导体激光元件的同一侧面突出。
此时,第一半导体激光元件的一方电极、与第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的同一侧面突出,所以可在大致相同的部位执行第一半导体激光元件的一方电极和第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的布线。
由此,可减小半导体激光器装置中的布线用区域。另外,可在与第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的侧面垂直、并且与第一基板的一个面平行的方向上,减小第一半导体激光元件的大小。结果,实现半导体激光器装置的小型化。
也可以是从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出,第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。
此时,第一半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出。由此,可在第一区域中的第一半导体激光元件的一方电极的露出部执行布线。
另外,第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。由此,可在第二区域中的第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的露出部执行布线。
也可以是在平行于第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的侧面和第一基板的一个面的方向上,第一区域包含第二区域、和未形成第二和第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的一方电极的区域。
此时,在平行于第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的侧面和第一基板的一个面的方向上,使第一半导体激光元件的一方电极和第二及第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的一方电极的一部分都露出。
由此,可在与第二和第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的侧面垂直、并且与第一基板的一个面平行的方向上,在大致相同部位执行第一半导体激光元件的一方电极和第二和第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的一方电极的布线。由此,可减小半导体激光器装置中的布线用区域。
另外,可在与第二和第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的侧面垂直、并且与第一基板的一个面平行的方向上,减小第一半导体激光元件的大小。结果,实现半导体激光器装置的小型化。
也可以是第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分,经绝缘膜,形成于第一半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分上。
此时,从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极、和第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的一部分通过绝缘膜电分离。
也可以是绝缘膜形成为,在第一半导体激光元件的一方电极从第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧面突出的部分上,第一半导体激光元件的一方电极的至少一部分露出。此时,可在第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出的部位进行引线接合。
也可以是第二基板和第三基板由共用基板构成,第二半导体层和第三半导体层形成为在共用基板上彼此分离,在共用基板上,可共用地形成第二半导体激光元件的另一方电极和第三半导体激光元件的另一方电极。
此时,因为第二和第三半导体激光元件形成于共用基板上,所以容易执行第二和第三半导体激光元件向第一半导体激光元件的接合。
另外,因为共同形成第二和第三半导体激光元件的另一方电极,所以容易执行向第二和第三半导体激光元件的另一方电极的布线。
也可以是第二半导体激光元件在同与第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一方电极,第三半导体激光元件在同与第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一方电极。
此时,因为第二和第三半导体激光元件的另一方电极位于与第一半导体激光元件相反侧的面中,所以可从与第一半导体激光元件的一方电极相同侧执行向第二和第三半导体激光元件的另一方电极的布线。
也可以是第二半导体激光元件中的第二基板与第二半导体层的共计厚度、和/或第三半导体激光元件中的第三基板与第三半导体层的共计厚度,比第一半导体激光元件中的第一基板与第一半导体层的共计厚度小。
此时,降低第一半导体激光元件中第一基板和第一半导体层中变形的产生。由此,通过第一半导体激光元件射出的光的波长和发光效率稳定。
也可以是第一半导体激光元件具有沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光的发光点,第二半导体激光元件具有沿第一方向射出光的发光点,第三半导体激光元件具有沿第一方向射出光的发光点。
另外,也可以是第二半导体激光元件的发光点形成于在与第一基板的一个面平行、并且与第一方向正交的第二方向上、比第二半导体层的中心还靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上,第三半导体激光元件的发光点形成于在与第一基板的一个面平行、并且与第一方向正交的第二方向上、比第三半导体层的中心还靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上。
此时,沿与第一基板的一个面平行的第一方向,从第一半导体激光元件的发光点射出光。另外,沿与第一基板的一个面平行的第一方向,从形成于比第二半导体层的中心更靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上的第二半导体激光元件的发光点射出光。并且,沿与第一基板的一个面平行的第一方向,从形成于比第三半导体层的中心更靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上的第三半导体激光元件的发光点射出光。
这样,通过缩短第一、第二和第三半导体激光元件的发光点之间隔,可使第一、第二和第三半导体激光元件的发光点都靠近半导体激光器装置的中心。由此,可对从第一、第二和第三半导体激光元件的发光点射出的光使用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从发光点射出的光的情况下,第一、第二和第三半导体激光元件的光的取出效率都提高。
并且,通过使第一、第二和第三半导体激光元件的发光点靠近,从第一、第二和第三半导体激光元件的发光点射出的光在透过共同的透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因光通过透镜而产生的光的像差,不需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
也可以是在与第一基板的一个面平行、并且与光的射出方向正交的方向上,与第三半导体激光元件相反侧的第二半导体激光元件的一方电极的部位上,和/或在与第一基板的一个面平行、并且与光的射出方向正交的方向上,与第二半导体激光元件相反侧的第三半导体激光元件的一方电极的部位上,连接引线。
由此,可确实且容易地执行向第二半导体激光元件的一方电极和/或第三半导体激光元件的一方电极的引线接合。另外,布线单纯化。
根据本发明另一方面的半导体激光器装置具备:第一半导体激光元件,在第一基板上具有射出第一波长光的第一半导体层;和第二半导体激光元件,在第二基板上具有射出第二波长光的第二半导体层,第一和第二波长各不相同,第二基板由与第一基板不同的材料形成,第一半导体激光元件在一面侧具有一方电极,第二半导体激光元件在一面侧具有一方电极,第二半导体激光元件的一方电极经绝缘膜接合于第一半导体激光元件的一面侧,第一半导体激光元件的一方电极和第二半导体激光元件的一方电极彼此电分离。
就本发明的半导体激光器装置而言,第二半导体激光元件的一方电极经绝缘膜接合于第一半导体激光元件的一面侧,第一半导体激光元件的一方电极和第二半导体激光元件的一方电极彼此电分离。由此,可向第一和第二半导体激光元件的一方电极分别施加任意的电压。因此,可任意选择第一和第二半导体激光元件的驱动方式。
这里,在第一基板是氮化物类半导体基板、第二基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二基板的加工性比第一生长基板好。
因此,通过去除加工容易的第二基板的一部分,可使第一半导体激光元件的一方电极容易地在半导体激光器装置中的第二半导体激光元件侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二半导体激光元件侧开始,执行至第一半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是第一半导体激光元件的一方电极被设计成通过第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间,从第二半导体激光元件的侧面突出。
此时,可在从第二半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极执行布线。由此,布线的自由度增加。另外,可确实且容易地执行向第一半导体激光元件的一方电极的引线接合,布线单纯化。
也可以是第二半导体激光元件的一方电极被设计成通过第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间,从第二半导体激光元件的侧面突出。
此时,可在从第二半导体激光元件的侧面突出的第二半导体激光元件的一方电极执行布线。由此,布线的自由度增加。另外,可确实且容易地执行向第二半导体激光元件的一方电极的引线接合,布线单纯化。
也可以是第二半导体激光元件的一方电极的从第二半导体激光元件的侧面突出的部分形成于第一半导体激光元件的一个面上。
此时,可在第一半导体激光元件的一个面上,在从第二半导体激光元件的侧面突出的第二半导体激光元件的一方电极执行布线。由此,布线的自由度增加。另外,可确实且容易地执行向第二半导体激光元件的一方电极的引线接合,布线单纯化。
这里,在第一基板是氮化物类半导体基板、第二基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二基板的加工性比第一基板好。
因此,通过去除加工容易的第二基板的一部分,可使第二半导体激光元件的一方电极容易地在半导体激光器装置中的第二半导体激光元件侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二半导体激光元件侧开始,执行至第二半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是第一和第二半导体激光元件的一方电极被设计成都通过第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间,从第二半导体激光元件的同一侧面突出。
此时,因为第一和第二半导体激光元件的一方电极从第二半导体激光元件的同一侧突出,所以可在大致相同部位执行第一和第二半导体激光元件的一方电极的布线。由此,可减小半导体激光器装置中的布线用区域。另外,可在垂直于第二半导体激光元件的侧面、并且与第一基板的一个面平行的方向上,减小第一半导体激光元件的大小。结果,实现半导体激光器装置的小型化。
也可以是从第二半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出,从第二半导体激光元件的侧面突出的第二半导体激光元件的一方电极的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。
此时,从第二半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出。由此,可在第一区域中的第一半导体激光元件的一方电极的露出部执行布线。
另外,从第二半导体激光元件的侧面突出的第二半导体激光元件的一方电极的部分形成为,在第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。由此,可在第二区域中的第二半导体激光元件的一方电极的露出部执行布线。
也可以是在平行于第二半导体激光元件的侧面和第一基板的一个面的方向上,第一区域包含第二区域、和未形成第二半导体激光元件的一方电极的区域。
此时,在平行于第二半导体激光元件的侧面和第一基板的一个面的方向上,可使第一和第二半导体激光元件的一方电极的一部分都露出。由此,可在垂直于第二半导体激光元件的侧面、并且与第一基板的一个面平行的方向上,在大致相同部位执行第一和第二半导体激光元件的一方电极的布线。由此,减小半导体激光器装置中的布线用区域。另外,可在垂直于第二半导体激光元件的侧面、并且与第一基板的一个面平行的方向上,减小第一半导体激光元件的大小。结果,实现半导体激光器装置的小型化。
也可以是从第二半导体激光元件的侧面突出的第二半导体激光元件的一方电极的部分,经绝缘膜,形成于从第二半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极的部分上。
此时,由绝缘膜来电分离从第二半导体激光元件的侧面突出的第一和第二半导体激光元件的一方电极的一部分。
也可以是绝缘膜形成为,在从第二半导体激光元件的侧面突出的第一半导体激光元件的一方电极的部分上,第一半导体激光元件的一方电极的至少一部分露出。此时,可在第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出的部位进行引线接合。
也可以是第一半导体激光元件的一方电极形成于第一半导体层侧的面中。另外,第二半导体激光元件的一方电极形成于第二半导体层侧的面中。
此时,第二半导体激光元件的形成于第二半导体层侧面中的一方电极经绝缘膜接合于第一半导体激光元件的第一半导体层侧面。
由此,第一和第二半导体激光元件的第一和第二半导体层靠近,第一和第二半导体激光元件的发光点间之间隔变短。由此,可使第一和第二半导体激光元件的发光点都靠近半导体激光器装置的中心。
因此,可对从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光使用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从发光点射出的光的情况下,第一和第二半导体激光元件的光取出效率均提高。
并且,通过靠近第一和第二半导体激光元件的发光点,从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光在通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因光透过透镜而产生的光的像差,不需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
也可以是第二半导体激光元件在同与第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一方电极。此时,因为第二半导体激光元件的另一方电极位于与第一半导体激光元件相反侧的面中,所以可从与第一半导体激光元件的一方电极相同的侧执行向第二半导体激光元件的另一方电极的布线。
也可以是第二半导体激光元件中的第二基板与第二半导体层的共计厚度,比第一半导体激光元件中的第一基板与第一半导体层的共计厚度小。
此时,降低第一半导体激光元件中第一基板和第一半导体层中变形的产生。由此,通过第一半导体激光元件射出的光的波长和发光效率稳定。
也可以是第一半导体激光元件具有沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光的发光点。此时,从第一半导体激光元件的发光点,沿平行于第一基板的一个面的第一方向射出光。
也可以是第二半导体激光元件具有沿第一方向射出光的发光点。此时,从第二半导体激光元件的发光点,沿平行于第一基板的一个面的第一方向射出光。
也可以是第一半导体激光元件具有沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光的发光点,第二半导体激光元件具有沿第一方向射出光的发光点,在与第一基板的一个面平行、并且与第一方向正交的第二方向上,第一和第二半导体激光元件的发光点彼此大致一致地配置。
此时,从第一半导体激光元件的发光点,沿平行于第一基板的一个面的第一方向射出光。另外,从在第二方向上、与第一半导体激光元件的发光点大致一致地配置的第二半导体激光元件的发光点,沿第一方向射出光。
这样,通过在第二方向上第一和第二半导体激光元件的发光点大致位于同一轴上,可缩短第一和第二半导体激光元件的发光点之间隔。
通过缩短第一和第二半导体激光元件的发光点之间隔,可使第一和第二半导体激光元件的发光点都靠近半导体激光器装置的中心。由此,可对从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光采用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从发光点射出的光的情况下,第一和第二半导体激光元件的光的取出效率均提高。
并且,通过使第一和第二半导体激光元件的发光点靠近,从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光在通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因光透过透镜而产生的光的像差,不需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
因此,通过第一和第二半导体激光元件的发光点大致位于同一轴上,半导体激光器装置和具备其的光拾取器装置的设计变容易。
也可以是第一半导体激光元件具有沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光的发光点,第二半导体激光元件具有沿第一方向射出光的发光点,第二半导体激光元件的发光点形成于在与一个面平行、并且与第一方向正交的第二方向上、比第二半导体层的中心还靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上。
此时,从第一半导体激光元件的发光点,沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光。另外,从形成于比第二半导体层的中心还靠近第一半导体激光元件的发光点的位置上的第二半导体激光元件的发光点,沿与第一基板的一个面平行的第一方向射出光。
这样,通过缩短第一和第二半导体激光元件的发光点之间隔,可使第一和第二半导体激光元件的发光点都靠近半导体激光器装置的中心。由此,可对从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光采用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从发光点射出的光的情况下,第一和第二半导体激光元件的光的取出效率均提高。
并且,通过使第一和第二半导体激光元件的发光点靠近,从第一和第二半导体激光元件的发光点射出的光在通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因光透过透镜而产生的光的像差,不需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
也可以是在与第一基板的一个面平行、并且与光的射出方向正交的方向上,在第二半导体激光元件侧面的一方电极的部位上,连接引线。由此,可确实且容易地执行向第二半导体激光元件的一方电极的引线接合。另外,布线单纯化。
第一基板也可以是透光性基板。这里,透光性基板具有可通过该第一基板来目视第二半导体激光元件或第二和第三半导体激光元件的透过率和厚度。此时,因为第一基板是透光性基板,所以在将第二半导体激光元件或第二和第三半导体激光元件接合在第一半导体激光元件的一面侧时,可通过第一基板来目视第二半导体激光元件或第二和第三半导体激光元件。由此,第二半导体激光元件或第二和第三半导体激光元件的定位变容易。结果,可正确执行接合位置的调整。因此,可使第一和第二半导体激光元件或第一、第二和第三半导体激光元件的发光点的位置精度提高。
也可以是第一半导体层由氮化物类半导体构成。此时,因为第一半导体层由导热率高的氮化物类半导体构成,所以第一半导体激光元件的第一半导体层的散热性提高。由此,第一半导体激光元件的温度特性提高,可靠性提高。
也可以是第一半导体激光元件在一面侧具有脊(ridge)部,在脊部的侧面形成绝缘膜。此时,通过绝缘膜,第一和第二的一方电极或第一、第二和第三的一方电极彼此电分离,同时,缩窄至脊部的电流。
根据本发明再一方面的半导体激光器装置的制造方法是可射出多个波长光的半导体激光器装置的制造方法,该方法包含如下工序:在透光性和导电性的第一生长基板上,制作具有射出第一波长光的第一半导体层的第一半导体激光元件的工序;在由与第一生长基板不同的材料构成的第二生长基板上,制作具有射出第二波长光的第二半导体层的第二半导体激光元件和具有射出第三波长光的第三半导体层的第三半导体激光元件的工序;在制作了第一半导体激光元件的第一生长基板上,接合形成有第二和第三半导体激光元件的第二生长基板而制作层叠基板的工序;和通过劈开(解理断开)层叠基板,形成具有第一、第二和第三半导体激光元件的半导体激光器装置的工序。
在该半导体激光器装置的制造方法中,在第一生长基板上,制作具有射出第一波长光的第一半导体层的第一半导体激光元件,在第二生长基板上,制作具有射出第二波长光的第二半导体层的第二半导体激光元件和具有射出第三波长光的第三半导体层的第三半导体激光元件。
另外,在制作了第一半导体激光元件的第一生长基板上,接合形成了第二和第三半导体激光元件的第二生长基板,制作层叠基板,通过劈开层叠基板,形成具有第一、第二和第三半导体激光元件的半导体激光器装置。
由此,通过劈开由第一和第二生长基板构成的层叠基板,可得到具有第一、第二和第三半导体激光元件的半导体激光器装置,所以不必单独劈开第一和第二生长基板,实现制造工序的简化。
这里,透光性的第一生长基板具有可通过该第一生长基板来目视第二和第三半导体激光元件的透过率和厚度。
这样,通过第一生长基板具有透光性,在将第二生长基板接合在第一生长基板上时,可通过第一基板来确认第二和第三半导体激光元件的位置。
由此,第一、第二和第三半导体激光元件的定位变容易,第一、第二和第三半导体激光元件的配置位置精度提高。
尤其是第一、第二和第三半导体激光元件分别具有射出第一、第二和第三波长光的发光点。如上,通过第一、第二和第三半导体激光元件的配置位置精度提高,制作的半导体激光器装置的发光点的位置精度提高。
第一基板具有导电性。在第一和第二生长基板的接合是在第一生长基板的第一半导体激光元件侧与第二生长基板的第二和第三半导体激光元件侧执行的情况下,可在第一生长基板侧设置用于驱动第一半导体激光元件的另一方电极。
由此,均不必在第一和第二生长基板的接合面侧设置用于驱动第一半导体激光元件的一方电极和另一方电极。结果,半导体激光器装置的构造变简单,实现半导体激光器装置的缩小化。
另外,在组装半导体激光器装置时,可在管座(stem)侧配置第一生长基板。结果,在第一生长基板的散热性好的情况下,半导体激光器装置的散热性提高,可靠性也提高。
另外,在第一生长基板由绝缘性材料构成的情况下,为了在第一生长基板侧设置用于驱动第一半导体激光元件的另一方电极,需要在第一和第二生长基板接合后除去由绝缘性材料构成的第一生长基板的工序,制造工序变复杂。并且,在除去第一生长基板的情况下,担心在第一半导体激光元件中产生损伤,元件特性恶化。
此外,在除去第一生长基板的情况下,需要增大第二生长基板的厚度,执行半导体激光器装置的组装。结果,在第二生长基板的散热性比第一生长基板的散热性低的情况下,半导体激光器装置的散热性恶化,可靠性也下降。
也可以是在制作层叠基板的工序之后,还包含去除第二生长基板的一部分的工序,制作第一半导体激光元件的工序包含在第一半导体层上形成第一半导体激光元件的一方电极的工序,去除第二生长基板的一部分的工序包含去除第二生长基板的一部分,使第一生长基板上的第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
此时,在制作第一半导体激光元件时,在第一半导体层上形成第一半导体激光元件的一方电极。之后,在第一半导体激光元件的一方电极上接合第二生长基板,制作层叠基板。
在制作层叠基板之后,去除第二生长基板的一部分,使第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
这里,在第一生长基板是氮化物类半导体基板、第二生长基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二生长基板的加工性比第一生长基板好。
因此,通过去除加工容易的第二生长基板的一部分,可使第一半导体激光元件的一方电极容易地在层叠基板中的第二生长基板侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二和第三半导体激光元件侧开始,执行至第一半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是在制作层叠基板的工序之后,还包含去除第二生长基板的一部分的工序,制作第一半导体激光元件的工序包含如下工序,即在第一半导体层上形成绝缘膜,并在绝缘膜上形成第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极,去除第二生长基板的一部分的工序包含去除第二生长基板的一部分,使第一生长基板上的第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
此时,在制作第一半导体激光元件时,经绝缘膜在第一半导体层上形成第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极。之后,在形成于绝缘膜上的第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极上,接合第二生长基板,制作层叠基板。
在制作层叠基板之后,去除第二生长基板的一部分,使形成于绝缘膜上的第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
这里,在第一生长基板是氮化物类半导体基板、第二生长基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二生长基板的加工性比第一生长基板好。
因此,通过去除加工容易的第二生长基板的一部分,可使形成于绝缘膜上的第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极容易地在层叠基板中的第二生长基板侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二和第三半导体激光元件侧开始,执行至第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
也可以是制作第一半导体激光元件的工序包含在第一生长基板上、形成沿第一方向延伸并且由第一半导体层构成的第一谐振器的工序,制作第二和第三半导体激光元件的工序包含如下工序:在第二生长基板上、形成沿第一方向延伸并且由第二半导体层构成的第二谐振器的工序;和在第二生长基板上、形成沿第一方向延伸并且由第三半导体层构成的第三谐振器的工序,制作层叠基板的工序包含在第一生长基板上接合第二生长基板、使第一谐振器与第二和第三谐振器大致平行的工序,形成半导体激光器装置的工序包含在沿与第一方向正交的第二方向劈开第一和第二生长基板之后,沿第一方向至少劈开第一生长基板的工序。
此时,在制作第一半导体激光元件时,形成沿第一方向延伸的第一谐振器,在制作第二和第三半导体激光元件时,制作沿第一方向延伸的第二和第三谐振器。另外,在制作层叠基板时,在第一生长基板上接合第二生长基板同,使第一谐振器与第二和第三谐振器大致平行。
并且,在形成半导体激光器装置时,沿与第一方向正交的第二方向劈开第一和第二生长基板。由此,形成为第一、第二和第三半导体激光元件的谐振器端面分别大致平行。
结果,从第一、第二和第三谐振器端面射出的第一、第二和第三波长的光大致平行。
也可以是形成第一谐振器的工序包含在第一半导体层中、形成沿第一方向延伸的脊部的工序,在第一生长基板上接合第二生长基板的工序包含在第一生长基板上接合第二生长基板、使脊部位于第二半导体层与第三半导体层之间的工序,脊部的高度比形成于第二生长基板上的第二和第三半导体层的高度小。
此时,在形成第一谐振器时,在第一半导体层中,形成沿第一方向延伸的脊部。另外,在接合第一生长基板与第二生长基板时,在第一生长基板上接合第二生长基板,使脊部位于第二半导体层与第三半导体层之间。
并且,脊部的高度比形成于第二生长基板上的第二和第三半导体层的高度小。由此,在第一生长基板与第二生长基板的接合时,可将形成于第一生长基板中的脊部容易地配置在第二半导体层与第三半导体层之间。结果,容易执行第一生长基板与第二生长基板的接合。
也可以是形成第一谐振器的工序包含在第一半导体层中、形成沿第一方向延伸的脊部的工序,在第一生长基板上接合第二生长基板的工序包含在第一生长基板上接合第二生长基板、使脊部位于第二半导体层与第三半导体层之间的工序,脊部在第二方向上的宽度比第二半导体层和第三半导体层在第二方向上的间隔小。
此时,在形成第一谐振器时,在第一半导体层中,形成沿第一方向延伸的脊部。另外,在第一生长基板与第二生长基板的接合时,在第一生长基板上接合第二生长基板,使脊部位于第二半导体层与第三半导体层之间。
并且,脊部在第二方向上的宽度比第二半导体层和第三半导体层在第二方向上的间隔小。由此,在第一生长基板与第二生长基板的接合时,可将形成于第一生长基板中的脊部容易地配置在第二半导体层与第三半导体层之间。结果,容易执行第一生长基板与第二生长基板的接合。
根据本发明又一方面的半导体激光器装置的制造方法是一种可射出多个波长光的半导体激光器装置的制造方法,包含如下工序:在第一生长基板上,制作具有射出第一波长光的第一半导体层的第一半导体激光元件的工序;在由与第一生长基板不同的材料构成的第二生长基板上,制作具有射出第二波长光的第二半导体层的第二半导体激光元件的工序;在制作了第一半导体激光元件的第一生长基板上,接合形成了第二半导体激光元件的第二生长基板,制作层叠基板的工序;和通过劈开层叠基板,形成具有第一和第二半导体激光元件的半导体激光器装置的工序。
在该半导体激光器装置的制造方法中,在第一生长基板上,制作具有射出第一波长光的第一半导体层的第一半导体激光元件,在第二生长基板上,制作具有射出第二波长光的第二半导体层的第二半导体激光元件。
另外,在制作了第一半导体激光元件的第一生长基板上,接合形成了第二半导体激光元件的第二生长基板,制作层叠基板,通过劈开层叠基板,形成具有第一和第二半导体激光元件的半导体激光器装置。
由此,通过劈开由第一和第二生长基板构成的层叠基板,可得到具有第一和第二半导体激光元件的半导体激光器装置,所以不必单独劈开第一和第二生长基板,实现制造工序的简化。
也可以是第一生长基板具有导电性。在第一和第二生长基板的接合是在第一生长基板的第一半导体激光元件侧、与第二生长基板的第二半导体激光元件侧执行的情况下,可在第一生长基板侧设置用于驱动第一半导体激光元件的另一方电极。
由此,均不必在第一和第二生长基板的接合面侧设置用于驱动第一半导体激光元件的一方电极和另一方电极。结果,半导体激光器装置的构造变简单,实现半导体激光器装置的缩小化。
另外,在组装半导体激光器装置时,可在管座侧配置第一生长基板。结果,在第一生长基板的散热性好的情况下,半导体激光器装置的散热性提高,可靠性也提高。
另外,在第一生长基板由绝缘性材料构成的情况下,为了在第一生长基板侧设置用于驱动第一半导体激光元件的另一方电极,需要在第一和第二生长基板接合后、除去由绝缘性材料构成的第一生长基板的工序,制造工序变复杂。并且,在除去第一生长基板的情况下,担心在第一半导体激光元件中产生损伤,元件特性恶化。
此外,在除去第一生长基板的情况下,需要增大第二生长基板的厚度,执行半导体激光器装置的组装。结果,在第二生长基板的散热性比第一生长基板的散热性低的情况下,半导体激光器装置的散热性恶化,可靠性也下降。
也可以是第一生长基板是透光性基板。这里,透光性基板具有可通过该第一生长基板来目视第二半导体激光元件的透过率和厚度。此时,因为第一生长基板是透光性基板,所以在将第二生长基板接合在第一生长基板上时,可通过第一生长基板来确认第二半导体激光元件的位置。
由此,第一和第二半导体激光元件的定位变容易,第一和第二半导体激光元件的配置位置精度提高。
尤其是第一和第二半导体激光元件分别具有射出第一和第二波长光的发光点。如上,通过第一和第二半导体激光元件的配置位置精度提高,制作的半导体激光器装置的发光点的位置精度提高。
也可以是还包含在制作层叠基板的工序之后,去除第二生长基板的一部分的工序,制作第一半导体激光元件的工序包含在第一半导体层上形成第一半导体激光元件的一方电极的工序,去除第二生长基板的一部分的工序包含去除第二生长基板的一部分,使第一生长基板上的第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
此时,在制作第一半导体激光元件时,在第一半导体层上形成第一半导体激光元件的一方电极。之后,在第一半导体激光元件的一方电极上接合第二生长基板,制作层叠基板。
在制作层叠基板之后,去除第二生长基板的一部分,使第一半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
这里,在第一生长基板是氮化物类半导体基板、第二生长基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二生长基板的加工性比第一生长基板好。
因此,通过去除加工容易的第二生长基板的一部分,可使第一半导体激光元件的一方电极容易地在层叠基板中的第二生长基板侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二半导体激光元件侧开始,执行至第一半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
在制作层叠基板的工序之后,也可以是还包含去除第二生长基板的一部分的工序,制作第一半导体激光元件的工序包含在第一半导体层上形成绝缘膜并在绝缘膜上形成第二半导体激光元件的一方电极的工序,去除第二生长基板的一部分的工序包含去除第二生长基板的一部分,使第一生长基板上的第二半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
此时,在制作第一半导体激光元件时,经绝缘膜在第一半导体层上形成第二半导体激光元件的一方电极。之后,在形成于绝缘膜上的第二半导体激光元件的一方电极上,接合第二生长基板,制作层叠基板。
在制作层叠基板之后,去除第二生长基板的一部分,使形成于绝缘膜上的第二半导体激光元件的一方电极的一部分露出。
这里,在第一生长基板是氮化物类半导体基板、第二生长基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二生长基板的加工性比第一生长基板好。
因此,通过去除加工容易的第二生长基板的一部分,可使形成于绝缘膜上的第二半导体激光元件的一方电极容易地在层叠基板中的第二生长基板侧露出。
结果,就制作的半导体激光器装置而言,可从半导体激光器装置的第二半导体激光元件侧开始,执行至第二半导体激光元件的一方电极的布线。由此,半导体激光器装置的布线变容易。
在制作层叠基板的工序之后也可以是还包含:将第二生长基板加工到规定薄度的工序。此时,在制作层叠基板之后,将第二生长基板加工至规定的薄度。
这里,在第一生长基板是氮化物类半导体基板、第二生长基板是镓砷类半导体基板的情况下,第二生长基板的加工性比第一生长基板好。由此,第二生长基板可容易地加工至规定的薄度。
并且,通过将第二生长基板加工得薄,容易劈开第二生长基板。由此,层叠基板的劈开变容易,第一和第二半导体激光元件的谐振器端面的形成变容易。另外,容易得到平坦的谐振器端面。
附图说明
图1是表示第一实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
图2是将图1的半导体激光器装置组装在管座上时的模式截面图。
图3是表示第一实施方式的半导体激光器装置的制造方法一例的模式工序截面图。
图4是表示第一实施方式的半导体激光器装置的制造方法一例的模式工序截面图。
图5是表示第一实施方式的半导体激光器装置的制造方法一例的模式工序截面图。
图6是表示第一实施方式的半导体激光器装置的制造方法一例的模式工序截面图。
图7是说明蓝紫色半导体激光元件的构造细节用的模式截面图。
图8是说明红色半导体激光元件的构造细节用的模式截面图。
图9是说明红外半导体激光元件的构造细节用的模式截面图。
图10是说明第一实施方式中的蓝紫色半导体激光元件、红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的优选形状、接合位置和发光点位置的图。
图11是表示以蓝紫色半导体激光元件的中心为基准、非对称地形成红色发光点和红外发光点的一例的模式图。
图12是表示以蓝紫色半导体激光元件的中心为基准、红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的宽度不对称时的一例的模式图。
图13是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图14是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图15是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图16是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图17是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图18是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图19是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图20是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图21是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图22是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图23是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图24是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图25是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图26是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图27是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图28是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图29是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图30是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图31是说明第一实施方式的半导体激光器装置的具体制造方法的制造工序图。
图32是表示第二实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。
图33是表示第三实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
图34是说明第三实施方式中的蓝紫色半导体激光元件和单片红色/红外半导体激光元件的优选形状的图。
图35是表示第四实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
图36是表示第五实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
图37是表示第六实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。
图38是将图37的半导体激光器装置组装在管座上时的模式截面图。
图39是说明第六实施方式中的蓝紫色半导体激光元件和红色半导体激光元件的优选形状、接合位置和发光点位置的图。
图40是表示第七实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。
图41是表示第八实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。
图42是表示第九实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
具体实施方式
下面,说明本发明的一实施方式的半导体激光器装置及其制造方法。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。
本实施方式的半导体激光器装置1000A具备射出波长约为400nm的激光的半导体激光元件(下面称为蓝紫色半导体激光元件)1、射出波长约为650nm的激光的半导体激光元件(下面称为红色半导体激光元件)2、和射出波长约为780nm的激光的半导体激光元件(下面称为红外半导体激光元件)3。
在本实施方式中,通过在GaN基板上形成半导体层来制作蓝紫色半导体激光元件1。通过在GaAs基板上形成半导体层来制作红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。细节如后所述。
如图1所示,蓝紫色半导体激光元件1在上面侧具有条带状的脊部Ri。在蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri的侧面的两侧,形成绝缘膜4,覆盖脊部Ri的上面地形成p侧衬垫电极12,在下面形成n电极15。在蓝紫色半导体激光元件1中,形成作为p型半导体与n型半导体的接合面的pn接合面10。
在红色半导体激光元件2的上面形成n电极23,在下面形成p侧衬垫电极22。在红色半导体激光元件2中形成作为p型半导体与n型半导体的接合面的pn接合面20。
在红外半导体激光元件3的上面形成n电极33,在下面形成p侧衬垫电极32。在红色半导体激光元件3中形成作为p型半导体与n型半导体的接合面的pn接合面30。
在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4中,离开p侧衬垫电极12地形成p侧衬垫电极13、14。
在p侧衬垫电极13、14的上面分别形成焊锡膜H。红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22经焊锡膜H接合在p侧衬垫电极13上。另外,红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32经焊锡膜H接合在p侧衬垫电极14上。
由此,红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22与p侧衬垫电极13电连接,红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32与p侧衬垫电极14电连接。
另外,如图1所示,p侧衬垫电极13与红色半导体激光元件2的接合部之外的上面露出到外部。p侧衬垫电极13的露出部从红色半导体激光元件2向与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12的相反侧的侧方延伸。
另外,如图1所示,p侧衬垫电极14与红外半导体激光元件3的接合部之外的上面露出到外部。p侧衬垫电极14的露出部从红外半导体激光元件3向与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12的相反侧的侧方延伸。
图1中,将如箭头X、Y、Z所示、彼此正交的3个方向设为X方向、Y方向和Z方向。X方向和Y方向是平行于蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的pn接合面10、20、30的方向。Z方向是垂直于蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的pn接合面10、20、30的方向。
通过向蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12与n电极15之间施加电压,从pn接合面10中的脊部Ri的下方区域(下面称为蓝紫色发光点)11,沿X方向射出波长约为400nm的激光。
通过向红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22与n电极23之间施加电压,从pn接合面20中的规定区域(下面称为红色发光点)21,沿X方向射出波长约为650nm的激光。
通过向红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32与n电极33之间施加电压,从pn接合面30中的规定区域(下面称为红外发光点)31,沿X方向射出波长约为780nm的激光。
图2是将图1的半导体激光器装置1000A组装在管座上时的模式截面图。图2中,也与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。
在将图1的半导体激光器装置1000A用于光拾取器装置的情况下,如图2所示,将半导体激光器装置1000A安装在由Cu、CuW或Al等金属构成的管座500上。之后,使用引线1W、2Wa、3Wa、2Wb、3Wb,执行p侧衬垫电极12、13、14和n电极23、33的布线。
另外,此时将n电极15接合在管座500的上面。由此,电连接n电极15与管座500。
利用引线2Wb将红色半导体激光元件2的n电极电23电连接于管座500的上面上。利用引线3Wb将红外半导体激光元件3的n电极33电连接于管座500上。
由此,管座500构成蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的共同的n电极,实现共阴极的结线。
另一方面,利用引线1W将蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12连接于未图示的驱动电路上。另外,利用引线2Wa将与红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22电连接的p侧衬垫电极13连接于未图示的驱动电路上。并且,利用引线3Wa将与红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32电连接的p侧衬垫电极14连接于未图示的驱动电路上。
通过向管座500与引线1W之间施加电压,可驱动蓝紫色半导体激光元件1,通过向管座500与引线2Wa之间施加电压,可驱动红色半导体激光元件2,通过向管座500与引线3Wa之间施加电压,可驱动红外半导体激光元件3。这样,可分别独立驱动蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
因此,在图2的实例中,将用于驱动蓝紫色半导体激光元件1的引线1W连接于形成在蓝紫色发光点11上方的p侧衬垫电极12上。
另一方面,将用于驱动红色半导体激光元件2的引线2Wa连接于向红色半导体激光元件2的侧面延伸的p侧衬垫电极13的露出部上。另外,将用于驱动红色半导体激光元件2的引线2Wb连接于形成在红色半导体激光元件2的上面的n电极23上。
这样,红色半导体激光元件2在Y方向上位于蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12、与用于驱动红色半导体激光器2的引线2Wa的连接部之间。
换言之,沿平行于GaN基板的表面、并且平行于激光的射出方向的方向,在与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相反侧的红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极13的部位,连接引线2Wa。
另一方面,将用于驱动红外半导体激光元件3的引线3Wa连接于向红外半导体激光元件3的侧面延伸的p侧衬垫电极14的露出部上。另外,将用于驱动红外半导体激光元件3的引线3Wb连接于形成在红外半导体激光元件3的上面的n电极33上。
这样,红外半导体激光元件3在Y方向上位于p侧衬垫电极12、与用于驱动红外半导体激光器的引线3Wa的连接部之间。
换言之,沿平行于GaN基板的表面、并且平行于激光的射出方向的方向,在与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相反侧的红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极14的部位,连接引线3Wa。
如上所述,在本实例中,均在与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12的相反侧的部位上,将用于驱动红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的引线2Wa、3Wa分别连接于p侧衬垫电极13、14上。
由此,确实且容易地执行引线2Wa、3Wa向红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的引线接合。另外,布线单纯化。
并且,因为不必在蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12附近设置用于连接引线2Wa、2Wb、3Wa、3Wb的空间,所以可缩短Y方向上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3之间的间隔。
这样,通过缩短红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的间隔,可缩短蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11、红色半导体激光元件2的红色发光点21和红外半导体激光元件3的红外发光点31的间隔。由此,可使蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31都靠近半导体激光器装置1000A的中心。
因为可缩短Y方向上的蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的间隔,所以可对从蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31射出的激光使用共同的光学系统。
由此,在由透镜聚光激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的光取出效率均提高。
并且,在从蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31射出的激光通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
说明本实施方式的半导体激光器装置1000A的制造方法。图3-图6是表示第一实施方式的半导体激光器装置的制造方法一例的模式工序截面图。图3-图6中也定义有图1的X、Y、Z方向。
如图3(a)所示,为了制作蓝紫色半导体激光元件1,在作为第一生长基板的n-GaN基板ls的一个面上,形成具有层叠构造的半导体层1t,在半导体层1t中,形成沿X方向延伸的截面为凸状的脊部Ri。之后,在形成有脊部Ri的半导体层1t的上面,形成由SiO2构成的绝缘膜4。
接着,如图3(b)所示,去除形成于脊部Ri上面的绝缘膜4。虽然图中省略,但在脊部Ri的上面形成p电极。之后,在露出的半导体层1t上(未图示的p电极上)和脊部Ri的两侧的绝缘膜4上,分别形成p侧衬垫电极12、13、14。并且,在p侧衬垫电极13、14上面形成由Au-Sn构成的焊锡膜H。另外,在以后的工序中形成蓝紫色半导体激光元件1的n电极15。
另一方面,如图4(c)所示,为了制作红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3,在作为第二生长基板的n-GaAs基板50的一个面上,形成由AlGaAs构成的蚀刻停止层51,并在蚀刻停止层51上形成n-GaAs接触层5。
之后,在n-GaAs接触层5上,彼此分离地形成具有AlGaInP类的层叠构造的半导体层2t和具有AlGaAs类层叠构造的半导体层3t。并且,在半导体层2t上形成p侧衬垫电极22,在半导体层3t上形成p侧衬垫电极32。虽然图中省略,但在半导体层2t与p侧衬垫电极22之间和半导体层3t与p侧衬垫电极32之间,形成各个p电极。另外,在以后的工序中形成红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n电极23、33。另外,虽然图4(c)中未图示,但还在红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3中形成脊部。
接着,如图4(d)所示,在经焊锡膜H接合形成于绝缘膜4上的p侧衬垫电极13与形成于半导体层2t上的p侧衬垫电极22的同时,经焊锡膜H接合形成于绝缘膜4上的p侧衬垫电极14与形成于半导体层3t上的p侧衬垫电极32,形成层叠基板。
另外,此时,n-GaN基板1s和n-GaAs基板50均具有约为300-500微米程度的厚度。由此,n-GaN基板1s和n-GaAs基板50的处理变容易,可容易地执行p侧衬垫电极22、32至p侧衬垫电极13、14的接合。
另外,蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板ls是透明的。n-GaN基板1s具有可通过该n-GaN基板1s来目视红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的透过率和厚度。
由此,可通过n-GaN基板ls,利用目视来确认p侧衬垫电极22、32至p侧衬垫电极13、14的接合位置。由此,蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的定位变容易。
另外,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件1的基板不限于n-GaN基板1s,也可使用其它透光性和导电性的基板。作为其它透光性的基板,例如可使用n-ZnO基板。此时,如上所述,蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的定位变容易。
如图5(e)所示,在通过蚀刻或研磨等将n-GaAs基板50加工到规定薄度之后,蚀刻到蚀刻停止层51。
例如,首先研磨n-GaAs基板50,直至n-GaAs基板50变为规定厚度,之后,通过RIE(Reactive Ion Etching:反应性离子蚀刻)等干蚀刻来去除。
之后,还去除蚀刻停止层51。例如,通过使用由氟酸或盐酸构成的蚀刻液,利用湿蚀刻来去除蚀刻停止层51。
之后,如图5(f)所示,在去除蚀刻停止层51之后,分别通过图案布线,在半导体层2t、3t上方的n-GaAs接触层5上的区域中,形成n电极23、33。
如图6(g)所示,通过干蚀刻去除未形成半导体层2t和半导体层3t的部分的n-GaAs接触层5。由此,制作红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。红色半导体激光元件2和红外半导体激光元3的构造细节如后所述。
之后,如图6(h)所示,在通过研磨变薄n-GaN基板1s之后,在n-GaN基板1s的下面侧形成n电极15。由此,制作蓝紫色半导体激光元件1。蓝紫色半导体激光元件1的构造细节如后所述。
最后,沿Y方向,通过劈开,将上述制作的蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3所构成的层叠基板分离成棒状,形成谐振器端面。在谐振器端面中形成保护膜之后,进一步细化成芯片状,沿X方向裁断。由此,完成本实施方式的半导体激光器装置1000A。
根据图7,在说明制作方法的同时,说明蓝紫色半导体激光元件1的构造细节。
图7是说明蓝紫色半导体激光元件1的构造细节用的模式截面图。以下的说明中,与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。
在制造蓝紫色半导体激光元件1时,如上所述,在n-GaN基板ls上形成具有层叠构造的半导体层1t。
如图7(a)所示,在n-GaN基板1s上,作为具有层叠构造的半导体层1t,依次形成n-GaN层101、n-AlGaN包覆层102、n-GaN光引导层103、MQW(多重量子阱)活性层104、未掺杂AlGaN盖层105、未掺杂GaN光引导层106、p-AlGaN包覆层107和未掺杂GaInN接触层108。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相生长法)来进行。
如图7(b)所示,MQW活性层104具有交互层叠4个未掺杂GaInN阻挡层104a与3个未掺杂GaInN阱层104b的构造。
这里,例如,n-AlGaN包覆层102的Al组成为0.15,Ga组成为0.85。向n-GaN层101、n-AlGaN包覆层102和n-GaN光引导层103掺杂Si。
另外,未掺杂GaInN阻挡层104a的Ga组成为0.95,In组成为0.05。未掺杂GaInN阱层104b的Ga组成为0.90,In组成为0.10。p-AlGaN盖层105的Al组成为0.30,Ga组成为0.70。
并且,p-AlGaN包覆层107的Al组成为0.15,Ga组成为0.85。向p-AlGaN包覆层107中掺杂Mg。未掺杂GaInN接触层108的Ga组成为0.95,In组成为0.05。
在上述半导体层1t中,在p-AlGaN包覆层107中形成沿X方向延伸的条带状的脊部Ri。P-AlGaN包覆层107的脊部Ri具有约为1.5微米的宽度。
未掺杂GaInN接触层108形成于p-AlGaN包覆层107的脊部Ri的上面。
在p-AlGaN包覆层107和未掺杂GaInN接触层108的上面,形成由SiO2构成的绝缘膜4,通过蚀刻去除形成于未掺杂GaInN接触层108上的绝缘膜4。之后,在露出到外部的未掺杂GaInN接触层108上,形成由Pd/Pt/Au构成的p电极110。并且,利用溅射法、真空淀积(蒸镀)法或电子束淀积(蒸镀)法,覆盖p电极110和绝缘膜4的上面地形成p侧衬垫电极12。另外,这里省略图1的p侧衬垫电极13、14的说明。
这样,在n-GaN基板1s的一面侧,形成具有层叠构造的半导体层1t。并且,在n-GaN基板1s的另一面侧,形成由Ti/Pt/Au构成的n电极15。
在该蓝紫色半导体激光元件1中,在脊部Ri下方的MQW活性层104的位置上,形成蓝紫色发光点11。另外,本例中,MQW活性层104相当于图1的pn接合面10。
根据图8,在说明制作方法的同时,说明红色半导体激光元件2的构造细节。
图8是说明红色半导体激光元件2的构造细节用的模式截面图。以下的说明中,与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。另外,在本实施方式中,设为通过在n-GaAs接触层5上形成半导体层2t来制作红色半导体激光元件2,但在以下的说明中,代替n-GaAs接触层5,而在n-GaAs基板5X上形成半导体层2t。向该n-GaAs基板5X中掺杂Si。
如图8(a)所示,在n-GaAs基板5X上,作为具有层叠构造的半导体层2t,依次形成n-GaAs层201、n-AlGaInP包覆层202、未掺杂AlGaInP光引导层203、MQW(多重量子阱)活性层204、未掺杂AlGaInP光引导层205、p-AlGaInP第一包覆层206、p-InGaP蚀刻停止层207、p-AlGaInP第二包覆层208和p-接触层209。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相生长法)来进行。
如图8(b)所示,MQW活性层204具有交互层叠2个未掺杂AlGaInP阻挡层204a与3个未掺杂InGaP阱层204b的构造。
这里,例如,n-AlGaInP包覆层202的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。向n-GaAs层201和n-AlGaInP包覆层202掺杂Si。
未掺杂AlGaInP光引导层203的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。
另外,未掺杂AlGaInP阻挡层204a的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。未掺杂InGaP阱层204b的In组成为0.50,Ga组成为0.50。未掺杂AlGaInP光引导层205的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。
并且,p-AlGaInP第一包覆层206的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。p-InGaP蚀刻停止层207的In组成为0.50,Ga组成为0.50。
p-AlGaInP第二包覆层208的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。
p-接触层209具有p-GaInP层与p-GaAs层的层叠构造。该p-GaInP的Ga组成为0.5,In组成为0.5。
另外,上述AlGaInP类材料的组成由一般式(AlaGab)0.5IncPd表示时的a为Al组成,b为Ga组成,c为In组成,d为P组成。
向p-AlGaInP第一包覆层206、p-InGaP蚀刻停止层207、p-AlGaInP第二包覆层208和p-接触层209的p-GaInP和p-GaAs中掺杂Zn。
上述中,仅在p-InGaP蚀刻停止层207的一部分(中央部)执行在p-InGaP蚀刻停止层207上形成p-AlGaInP第二包覆层208。另外,在p-AlGaInP第二包覆层208的上面形成p-接触层209。
由此,在上述半导体层2t中,利用p-AlGaInP第二包覆层208和p-接触层209,形成沿X方向延伸的条带状的脊部Ri。由p-AlGaInP第二包覆层208和p-接触层209构成的脊部Ri具有约为2.5微米的宽度。
在p-InGaP蚀刻停止层207的上面、p-AlGaInP第二包覆层208的侧面、以及p-接触层209的上面和侧面,形成由SiO2构成的绝缘膜210,通过蚀刻去除形成于p-接触层209上的绝缘膜210。之后,在露出到外部的p-接触层209上,形成由Cr/Au构成的p电极211。并且,利用溅射法、真空淀积法或电子束淀积法,覆盖p电极211的上面和绝缘膜210的上面地形成p侧衬垫电极22。
这样,在n-GaAs基板5X的一面侧,形成具有层叠构造的半导体层2t。并且,在n-GaAs基板5X的另一面侧,形成由AuGe/Ni/Au构成的n电极23。
在该红色半导体激光元件2中,在脊部Ri下方的MQW活性层204的位置上,形成红色发光点21。另外,本例中,MQW活性层204相当于图1的pn接合面20。
另外,在上述图8的说明中,在红色半导体激光元件2的半导体层2t上,形成脊部Ri,但在图1-图6的说明中,省略红色半导体激光元件2的脊部Ri的说明。
根据图9,在说明制作方法的同时,说明红外半导体激光元件3的构造细节。
图9是说明红外半导体激光元件3的构造细节用的模式截面图。以下的说明中,与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。另外,在本实施方式中,设为通过在n-GaAs接触层5上形成半导体层3t来制作红外半导体激光元件3,但在以下的说明中,代替n-GaAs接触层5,而在n-GaAs基板5X上形成半导体层3t。向该n-GaAs基板5X中掺杂Si。
如图9(a)所示,在n-GaAs基板5X上,作为具有层叠构造的半导体层3t,依次形成n-GaAs层301、n-AlGaAs包覆层302、未掺杂AlGaAs光引导层303、MQW(多重量子阱)活性层304、未掺杂AlGaAs光引导层305、p-AlGaAs第一包覆层306、p-AlGaAs蚀刻停止层307、p-AlGaAs第二包覆层308和p-GaAs接触层309。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相生长法)来进行。
如图9(b)所示,MQW活性层304具有交互层叠2个未掺杂AlGaAs阻挡层304a与3个未掺杂AlGaAs阱层304b的构造。
这里,例如,n-AlGaAs包覆层302的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。向n-GaAs层301和n-AlGaAs包覆层302掺杂Si。
未掺杂AlGaAs光引导层303的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。另外,未掺杂AlGaAs阻挡层304a的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。未掺杂AlGaAs阱层304b的Al组成为0.10,Ga组成为0.90。未掺杂AlGaAs光引导层305的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。
并且,p-AlGaAs第一包覆层306的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。p-AlGaAs蚀刻停止层307的Al组成为0.70,Ga组成为0.30。
p-AlGaAs第二包覆层308的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。
向p-AlGaAs第一包覆层306、p-AlGaAs蚀刻停止层307、p-AlGaAs第二包覆层308和p-GaAs接触层309中掺杂Zn。
上述中,仅在p-AlGaAs蚀刻停止层307的一部分(中央部)执行在p-AlGaAs蚀刻停止层307上形成p-AlGaAs第二包覆层308。另外,在p-AlGaAs第二包覆层308的上面形成p-GaAs接触层309。
由此,在上述半导体层3t中,利用p-AlGaAs第二包覆层308和p-GaAs接触层309,形成沿X方向延伸的条带状的脊部Ri。由p-AlGaAs第二包覆层308和p-GaAs接触层309构成的脊部Ri具有约为2.8微米的宽度。
在p-AlGaAs蚀刻停止层307的上面、p-AlGaAs第二包覆层308的侧面、以及p-GaAs接触层309的上面和侧面,形成由SiN构成的绝缘膜310,通过蚀刻去除形成于p-GaAs接触层309上的绝缘膜310。之后,在露出到外部的p-GaAs接触层309上,形成由Cr/Au构成的p电极311。并且,利用溅射法、真空淀积法或电子束淀积法,覆盖p电极311的上面和绝缘膜310的上面地形成p侧衬垫电极32。
这样,在n-GaAs基板5X的一面侧,形成具有层叠构造的半导体层3t。并且,在n-GaAs基板5X的另一面侧,形成由AuGe/Ni/Au构成的n电极33。
在该红外半导体激光元件3中,在脊部Ri下方的MQW活性层304的位置上,形成红外发光点31。另外,本例中,MQW活性层304相当于图1的pn接合面30。
另外,在上述图9的说明中,在红外半导体激光元件3的半导体层3t上,形成脊部Ri,但在图1-图6的说明中,省略红外半导体激光元件3的脊部Ri的说明。
这里,在本实施方式中,说明蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的优选形状、接合位置和发光点位置。
图10是说明第一实施方式中的蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的优选形状、接合位置和发光点位置的图。在以下的说明中,与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。
在图10中,表示有用图8和图9说明的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的脊部Ri。
在考虑红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3至蓝紫色半导体激光元件1的接合位置、和在Y方向上的蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的位置关系的基础上,确定红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的脊部Ri的形成位置。
即,蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31分别形成于对应的蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的各脊部Ri下方的MQW活性层中。因此,对应于后述的红色发光点21和红外发光点31的配置位置来确定红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的各脊部Ri的形成位置。
图10中,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的厚度(Z方向)依次由T1、T2、T3表示。蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1优选比红色半导体激光元件2的厚度T2和红外半导体激光元件3的厚度T3大。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
T1>T2…(1)
T1>T3…(2)
蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1是图7的蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s与半导体层1t的共计厚度,红色半导体激光元件2的厚度T2是图8的n-GaAs基板5X与半导体层2t的共计厚度,红外半导体激光元件3的厚度T3是图9的n-GaAs基板5X与半导体层3t的共计厚度。
此时,因为红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的厚度T2、T3比蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1小,所以在制作半导体激光器装置1000A时,若劈开蓝紫色半导体激光元件1,则红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3也都被劈开。因此,谐振器端面的形成变容易,同时,容易得到平坦的谐振器端面。
但是,蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3相比,容易受到变形的影响。有时由于蓝紫色半导体激光元件1产生变形,激光的波长和发光效率变化。
在蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1比红色半导体激光元件2的厚度T2和红外半导体激光元件3的厚度T3小的情况下,担心在蓝紫色半导体激光元件1中产生更大的变形。
另外,上述变形易在蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的各发光点产生。因此,若在Y方向上蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的间隔彼此接近,则容易在蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11附近产生红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3引起的变形。
并且,在图10的半导体激光器装置1000A中,蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3彼此由形成了脊部Ri的面彼此接合。此时,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3各自中也易产生因脊部Ri的形状引起的变形。
但是,在本实施方式中,如上所述,通过使蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1比红色半导体激光元件2的厚度T2和红外半导体激光元件3的厚度T3大,可降低蓝紫色半导体激光元件1中的变形的产生。结果,使蓝紫色半导体激光元件1的激光波长和发光效率的变化降低,可稳定化。
尤其是就图10的半导体激光器装置1000A而言,优选蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1为50-250微米,优选红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的厚度T2、T3为5-150微米。
图10中,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的宽度(Y方向)依次由g1、g2、g3表示。蓝紫色半导体激光元件1的宽度g1优选比红色半导体激光元件2的宽度g2和红外半导体激光元件3的宽度g3的和大。
若由公式来表示上述关系,则如下所示。
g1>g2+g3…(3)
此时,如用图2所示的那样,可在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13、14。
如上所述,在蓝紫色半导体激光元件1中,在n-GaN基板1s上形成半导体层1t。另外,在红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3中,在n-GaAs基板5X上形成半导体层2t、3t。蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n-GaAs基板5X相比,由于化学稳定,所以加工性差。
但是,在加工蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的情况下,如上述式(3)所示,因为蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3相比,具有大的宽度,所以不必蚀刻等加工。由此,半导体激光器装置1000A的制作变容易。
图10中,Y方向上从蓝紫色发光点11至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离用h来表示。此时,优选红色半导体激光元件2的宽度g2比距离h小。
若由公式来表示上述关系,则如下所示。
g2<h…(4)
由此,如用图2所示的那样,可在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13。
在Y方向上从蓝紫色发光点11至红外半导体激光元件3侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离与红外半导体激光元件3的宽度g3之间也优选满足与上述式(4)一样的关系。此时,可得到与上述一样的效果。
在图10的半导体激光器装置1000A中,优选蓝紫色半导体激光元件1的宽度g1为300-1500微米,红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的宽度g2、g3优选为30-400微米。并且,Y方向上从蓝紫色发光点11至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离h优选为150-750微米。
图10中,Y方向上从蓝紫色发光点11至红色发光点21之间的距离用a表示,Y方向上从红色发光点21至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离用b表示。优选距离a比距离b小。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
b>a…(5)
此时,在Y方向上,与红色发光点21位于蓝紫色发光点11与蓝紫色半导体激光元件1在红外半导体激光元件2侧的侧面之间的中心时相比,因为红色发光点21靠近蓝紫色发光点11,所以可缩短蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11与红色半导体激光元件2的红色发光点21的间隔。由此,可使蓝紫色发光点11和红色发光点21都靠近半导体激光器装置1000A的中心。
由此,因为可缩短Y方向上的蓝紫色发光点11与红色发光点21的间隔,所以可对从蓝紫色发光点11与红色发光点21射出的激光采用共同的光学系统。
由此,在由透镜聚光激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的光取出效率均提高。
并且,从蓝紫色发光点11与红色发光点21射出的激光在透过共同的透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
Y方向上的从蓝紫色发光点11至红外发光点31之间的距离、与从红外发光点31至红外半导体激光元件3侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离之间也优选满足与上述式(5)一样的关系。此时,可得到与上述一样的效果。
尤其是就图10的半导体激光器装置1000A而言,优选Y方向上的从蓝紫色发光点11至红色发光点21之间的距离a为10-400微米,Y方向上的从红色发光点21至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离b为100-700微米。
图10中,Y方向上的从红色半导体激光元件2的一个侧面至红色发光点21的距离用c表示,Y方向上的从红色半导体激光元件2的另一个侧面至红色发光点21的距离用d表示。
Y方向上的从红色半导体激光元件2的一个侧面至红色发光点21的距离c优选比Y方向上的从红色半导体激光元件2的另一个侧面至红色发光点21的距离d小。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
d>c…(6)
换言之,优选红色半导体激光元件2的红色发光点21在Y方向上比红色半导体激光元件2的中心更靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11。
此时,因为红色半导体激光元件2的红色发光点21靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11,所以可使蓝紫色发光点11和红色发光点21都靠近半导体激光器装置1000A的中心。
由此,因为可缩短Y方向上的蓝紫色发光点11与红色发光点21的间隔,所以可对从蓝紫色发光点11和红色发光点21射出的激光使用共同的光学系统。
由此,在由透镜聚光激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的光取出效率均提高。
并且,在从蓝紫色发光点11和红色发光点21射出的激光通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
并且,在本实施方式中,如用图2说明的那样,在形成于红色半导体激光元件2上的n电极23上连接引线2Wb。为了连接引线2Wb,n电极23必需具有规定的大小。
在满足上述式(6)的关系的情况下,可在Y方向上确保红色半导体激光元件2的n电极23的大小的同时,使红色发光点21靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11。
因此,在满足上述式(6)的关系的情况下,可确实且容易地执行向红色半导体激光元件2连接引线2Wb。
此外,在满足上述式(6)的关系的情况下,可确保Y方向上红色半导体激光元件2的宽度g2的大小。
由此,通过确保Y方向上红色半导体激光元件2的宽度g2的大小,由于在红色半导体激光元件2的红色发光点21处产生的热沿Y方向扩散,所以红色半导体激光元件2的散热性提高。由此,红色半导体激光元件2的温度特性提高,可靠性提高。
即便是Y方向上的从红外半导体激光元件3的一个侧面至红外发光点31的距离、与Y方向上的从红外半导体激光元件3的另一个侧面至红外发光点31的距离之间,优选也满足与上述式(6)一样的关系。此时,可得到与上述一样的效果。
就本方式的半导体激光器装置1000A而言,优选Y方向上的从红色半导体激光元件2的一个侧面至红色发光点21的距离c为5-150微米,Y方向上的从红色半导体激光元件2的另一个侧面至红色发光点21的距离d为25-350微米。
图10中,接合在蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的彼此相对的侧面间的距离用f表示。在本实施方式中,距离f优选为50-400微米。
另外,图10中,从红色半导体激光元件2的另一个侧面至蓝紫色半导体激光元件1在红色半导体激光元件2侧的侧面的距离用e表示。在本实施方式中,距离e优选为30-300微米。
红色半导体激光元件2与红外半导体激光元件3之间的距离f、与红色半导体激光元件2的侧面和蓝紫色半导体激光元件1的侧面之间的距离e的关系优选对应于引线接合的作业性、布线等来确定。
考虑距离e、f具有以下关系的情况。
f>e…(7)
此时,因为红色半导体激光元件2与红外半导体激光元件3之间的距离f大,所以如用图2说明的那样,当在蓝紫色半导体激光元件1的p电极上连接引线1W时,防止用于连接的器具接触红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
另外,通过减小距离e,可在制作半导体激光器装置1000A时,细小地裁断蓝紫色半导体激光元件1。由此,可增加由一个晶片制作的半导体激光器装置1000A的数量。
考虑距离e、f具有以下关系的情况。
f<e…(8)
此时,即便在红色半导体激光元件2的红色发光点21与红外半导体激光元件3的红外发光点31的间隔窄的情况下,也如图2所示,可确保在红色半导体激光元件2的侧面与蓝紫色半导体激光元件1的侧面之间用于连接引线2Wa的充分区域。由此,确实且容易地执行向红色半导体激光元件2连接引线2Wa、2Wb。
红色半导体激光元件2与红外半导体激光元件3之间的距离f、与从红外半导体激光元件3之外侧侧面至蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离之间,也满足与上述式(7)或上述式(8)一样的关系,由此得到对应于各关系的与上述一样的效果。
但是,在图10中,示出蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的构成以蓝紫色半导体激光元件1在Y方向上的中心为基准,沿Y方向对称。
但是,蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的形状和构成也可以蓝紫色半导体激光元件1在Y方向上的中心为基准,沿Y方向非对称。
图11是表示以蓝紫色半导体激光元件1的中心为基准、非对称地形成红色发光点21和红外发光点31的一例的模式图,图12是表示以蓝紫色半导体激光元件1的中心为基准、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的宽度不对称时的一例的模式图。
在图11的实例中,Y方向上的蓝紫色发光点11与红外发光点31之间的距离LB3比Y方向上的蓝紫色发光点11与红色发光点21之间的距离LB2小。
在图12的实例中,Y方向上的红外半导体激光元件3的宽度g3比Y方向上的红色半导体激光元件2的宽度g2小。
另外,图11中,距离LB3也可以比距离LB2大。图12中,宽度g3也可以比宽度g2大。
如图11和图12所示,即便半导体激光器装置1000A在以蓝紫色半导体激光元件1的中心为基准、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的宽度和发光点不对称的情况下,通过满足上述式(1)-(8)的条件,也可得到上述各种效果。
在本实施方式的半导体激光器装置1000A中,如上所述,从蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri的侧面向红色半导体激光元件2侧(Y方向)和红外半导体激光元件3侧(Y方向)延伸地形成绝缘膜4。
绝缘膜4起到蓝紫色半导体激光元件1的电流阻挡层的作用。另外,绝缘膜4电分离p侧衬垫电极13、14和p侧衬垫电极12彼此。这样,通过在蓝紫色半导体激光元件1上形成绝缘膜4,可执行电流阻挡层的形成、以及p侧衬垫电极13、14和p侧衬垫电极12的电分离,所以集成化的半导体激光器装置1000A的制造工序简化。
以上就本实施方式的半导体激光器装置1000A而言,红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22和红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32经绝缘膜4接合在蓝紫色半导体激光元件1的一个面侧的p侧衬垫电极13、14上。另外,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12、红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22和红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32彼此电分离。
由此,可分别向蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极12、22、32施加任意的电压。因此,可任意选择蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的驱动方式。
另外,在半导体层1t侧面中形成蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12,在半导体层2t侧面中形成红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22,在半导体层3t侧面中形成红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32。另外,形成于红色半导体激光元件2的半导体层2t侧面中的p侧衬垫电极22、与形成于红外半导体激光元件3的半导体层3t侧面中的p侧衬垫电极32经绝缘膜4接合在蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t的面侧。
由此,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的半导体层1t、2t、3t靠近,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的间隔变短。由此,可使蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31都靠近半导体激光器装置1000A的中心。
由此,可对从蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11、红色半导体激光元件2的红色发光点21和红外半导体激光元件3的红外发光点31射出的激光使用共同的光学系统。结果,在由透镜聚光从蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31射出的激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的光取出效率均提高。
并且,通过靠近蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31,在从蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31射出的激光通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必需要用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
就本实施方式的半导体激光器装置1000A而言,通过使蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1比红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的厚度T2、T3小,可降低蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s和半导体层1t中的变形的产生。由此,由蓝紫色半导体激光元件1射出的激光的波长和发光效率稳定。
此外,本实施方式的半导体激光器装置1000A如图10所示,也可在Y方向上,在靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11的位置处形成红色半导体激光元件2的红色发光点21,在Y方向上,在靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11的位置处形成红外半导体激光元件3的红外发光点31。
这样,通过缩短蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的间隔,可使蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31均靠近半导体激光器装置1000A的中心。由此,可对从蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31射出的激光采用共同的光学系统。
结果,在由透镜聚光从各发光点射出的激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的光取出效率均提高。
并且,在从蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3射出的激光通过共同透镜的情况下,可通过透镜的中心。由此,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
在本实施方式中,如图2所示,在Y方向上在蓝紫色半导体激光元件1的与p侧衬垫电极12的、以红色半导体激光元件2为基准的相反侧的p侧衬垫电极13上,连接引线2Wa,在Y方向上在蓝紫色半导体激光元件1的与p侧衬垫电极12的、以红外半导体激光元件3为基准的相反侧的p侧衬垫电极14上,连接引线3Wa。
由此,可确实且容易地执行向红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极13和红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极14的引线接合。另外,布线单纯化。
就本实施方式的半导体激光器装置1000A而言,蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s是透光性基板。由此,当在蓝紫色半导体激光元件1的一个面侧接合红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3时,可通过n-GaN基板1s来目视红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
由此,红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的定位变容易。因此,可正确执行接合位置的调整。结果,使蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的位置精度提高。
另外,在蓝紫色半导体激光元件1中使用由氮化物类半导体构成的n-GaN基板1s和半导体层1t。由此,由于n-GaN基板1s和半导体层1t由导热率高的氮化物类半导体构成,所以蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t的散热性提高。由此,蓝紫色半导体激光元件1的温度特性提高,可靠性提高。
并且,红色半导体激光元件2在与同蓝紫色半导体激光元件1的接合部的相反侧面中具有n电极23,红外半导体激光元件3在与同蓝紫色半导体激光元件1的接合部的相反侧面中具有n电极33。此时,因为红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n电极23和n电极33位于与蓝紫色半导体激光元件1相反侧面中,所以可从与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相同的一侧执行至红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n电极23、33的布线。
如图1所示,在蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri的侧面中形成绝缘膜4。由此,就蓝紫色半导体激光元件1而言,利用脊部Ri侧面的绝缘膜4来变窄至脊部Ri的电流。
在本实施方式中,通过集成蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3来制作半导体激光器装置1000A。但是,不限于此,集成的多个半导体激光元件也可以是射出其它波长光的半导体激光元件。
就本实施方式的半导体激光器装置1000A的制造方法而言,制作蓝紫色半导体激光元件1,制作红色半导体激光元件2,制作红外半导体激光元件3。
之后,形成层叠基板,使蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t侧、与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的半导体层2t和半导体层3t侧相对。
之后,通过劈开层叠基板,制作半导体激光器装置1000A。
由此,因为可通过劈开层叠基板来得到半导体激光器装置1000A,所以不必单独劈开蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s、红色半导体激光元件2的n-GaAs基板50和红外半导体激光元件3的n-GaAs基板50,实现制造工序的简化。
如上所述,n-GaN基板1s具有可通过该n-GaN基板1s来目视红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的透过率和厚度。
这样,通过n-GaN基板1s具有透光性,当将红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3接合在蓝紫色半导体激光元件1上时,可通过蓝紫色半导体激光元件1来确认红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的位置。
由此,蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的定位变容易。另外,因为蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的配置位置的位置精度提高,所以蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31的发光点的位置精度提高。
n-GaN基板1s具有导电性。由此,如图2所示,通过将半导体激光器装置1000A安装在管座500上,将设置在n-GaN基板1s上的n电极15与管座500电连接。
由此,构成也可为不将用于驱动蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12和n电极15都设置在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4侧。结果,半导体激光器装置1000A的构造变简单,实现缩小化。
另外,如图2所示,在将半导体激光器装置1000A适用于光拾取器装置时,将n-GaN基板1s侧接合在管座500上。这里,因为n-GaN基板1s的散热性比n-GaAs基板50高,所以提高半导体激光器装置1000A的散热性,可靠性也提高。
另外,在使用绝缘性材料作为蓝紫色半导体激光元件1的基板的情况下,为了在该基板侧设置用于驱动蓝紫色半导体激光元件1的n电极15,在形成层叠基板之后,需要除去由绝缘性材料构成的基板的工序,制造工序复杂。并且,在除去由绝缘性材料构成的基板的情况下,担心会对蓝紫色半导体激光元件1产生损伤,元件特性恶化。
此外,在除去该基板的情况下,需要增大红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n-GaAs基板50的厚度。此时,因为n-GaAs基板50的散热性比n-GaN基板1s低,所以与使用n-GaN基板1s的半导体激光器装置1000A相比,半导体激光器装置的散热性恶化,可靠性也降低。
如图2所示,在本实施方式中,将半导体激光器装置1000A安装在管座500上,但也可将半导体激光器装置1000A安装在由A1N、SiC、Si或钻石等绝缘性材料、或Cu、CuW或Al等导电性材料构成的散热片上。
作为半导体激光器装置1000A之封装壳体,也可使用金属制的听式封装壳体或树脂制的框架封装壳体等,只要能容纳半导体激光器装置1000A即可。
最后,进一步详细说明本实施方式的半导体激光器装置1000A的具体制造方法。
图13-图31是说明第一实施方式的半导体激光器装置1000A的具体制造方法的制造工序图。
图13-图28中示出蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的制造工序的具体例。另外,图29-图31中示出蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的接合工序以及半导体激光器装置1000A的劈开工序。图13-图31中也与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
在图13-图17中示出蓝紫色半导体激光元件1的制造工序的具体例和由此制造的蓝紫色半导体激光元件1的构造。
如图13(a)所示,在由掺杂O(氧)的GaN构成的n型基板601的(0001)面上,作为具有层叠构造的半导体层,依次结晶生长n型层602、n型包覆层603、光引导/活性层604、光引导层644、盖层645、p型包覆层605和接触层606。这些各层的形成例如通过有机金属气相生长法(MOVPE法)来进行。
如图13(b)所示,在n型包覆层603上,依次形成载流子阻挡层641和光引导层640,在光引导层640上交互层叠4个阻挡层643与3个阱层642的状态下,形成光引导/活性层604。
n型基板601的载流子浓度约为5×1018cm-3,厚度约为400微米。n型层602由掺杂5×1018cm-3的Si的膜厚为100nm的GaN构成。n型包覆层603由掺杂5×1018cm-3的Si的膜厚为400nm的Al0.07Ga0.93N构成。n型包覆层603的载流子浓度为5×1018cm-3。
载流子阻挡层641由掺杂5×1018cm-3的Si的膜厚为5nm的Al0.16Ga0.84N构成。载流子阻挡层641的载流子浓度为5×1018cm-3。
光引导层640由掺杂5×1018cm-3的Si的膜厚为100nm的GaN构成。光引导层640的载流子浓度为5×1018cm-3。
阱层642由膜厚为3nm的未掺杂In0.15Ga0.85N构成。阻挡层643由膜厚为20nm的未掺杂In0.02Ga0.98N构成。光引导层644由掺杂4×1019cm-3的Mg的膜厚为100nm的GaN构成。光引导层644的载流子浓度为5×1017cm-3。盖层645由掺杂4×1019cm-3的Mg的膜厚为20nm的Al0.16Ga0.84N构成。盖层645的载流子浓度为5×1017cm-3。
p侧包覆层605由掺杂4×1019cm-3的Mg的膜厚为400nm的Al0.07Ga0.93N构成。p侧包覆层605的载流子浓度为5×1017cm-3。接触层606由掺杂4×1019cm-3的Mg的膜厚为10nm的In0.02Ga0.98N构成。接触层606的载流子浓度约为5×1017cm-3。
在N2气氛气中,以800℃热处理(退火)图13(a)的层叠体。之后,如图14(c)所示,在接触层606上依次布图形成p型欧姆电极621和SiO2掩模620。
p型欧姆电极621通过在接触层606上依次层叠Pt、Pd和Au来形成。Pt、Pd和Au各自的膜厚为5nm、100nm和150nm。SiO2掩模620的膜厚为250nm。
之后,将层叠体的温度设为约200℃,由Cl2类气体执行干蚀刻。由此,如图14(d)所示,蚀刻接触层606和p型包覆层605的一部分,形成脊部Ri。
脊部Ri例如具有1.5微米的宽度(Y方向),具有380nm的高度(Z方向)。
接着,进行活性层的蚀刻。由此,如图15(e)所示,蚀刻n型包覆层603上的光引导/活性层604、光引导层644、盖层645和p型包覆层605的规定区域。
之后,在图15(e)的层叠体的上面侧形成绝缘膜4。绝缘膜4由SiN构成。绝缘膜4的膜厚为250nm。这里,如图15(f)所示,通过蚀刻仅去除形成于p型欧姆电极621上的SiO2掩模620和绝缘膜4。
其中,如图16(g)所示,在p型欧姆电极621和绝缘膜4上,覆盖图15(f)的层叠体的p型欧姆电极621的上面地形成p侧衬垫电极12。
p侧衬垫电极12通过在p型欧姆电极621和绝缘膜4上依次层叠Ti、Pd和Au来形成。Ti、Pd和Au各自的膜厚为100nm、100nm和3000nm。
另外,在本具体例中,蚀刻形成于p型欧姆电极621和绝缘膜4上的p侧衬垫电极12的一部分。由此,在绝缘膜4上,分离p侧衬垫电极12,如后述的图17(h)所示,将彼此分离的p侧衬垫电极12形成为p侧衬垫电极13、14。另外,p型欧姆电极621和绝缘膜4上的p侧衬垫电极12、13、14也可事先布图形成。
最后,研磨,使得n型基板601的厚度变为约100微米,在研磨后的n型基板601的下面形成n电极15。另外,如上所述,该n电极15的形成在蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的接合之后进行。
n电极15通过在n型基板601下依次层叠Al、Pt和Au来形成。Al、Pt和Au各自的膜厚为10nm、20nm和300nm。
图17(h)中示出该具体例的蓝紫色半导体激光元件1的详细截面图。图17(h)中,在绝缘膜4上,与p侧衬垫电极12分离后,形成p侧衬垫电极13、14。
另外,在图17(h)的蓝紫色半导体激光元件1中,蓝紫色半导体激光元件1的宽度X例如为1mm,脊部Ri的宽度W为1.6微米,p侧衬垫电极12的宽度B为125微米。
并且,用图15(e)说明的蚀刻后的光引导层644、盖层645、p型包覆层605的宽度D为4.5微米,脊部Ri两侧的光引导层644、盖层645和p型包覆层605的厚度合计t为0.2微米。
另外,在共同的n型基板601、即在共同的晶片上,制作多个上述蓝紫色半导体激光元件1。细节如后所述。
图18-图28中示出红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的制造工序的具体例和由此制作的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的构造。
如图18(a)所示,在由掺杂Si的GaAs构成的n型基板801的(001)面上,作为具有层叠构造的半导体层,依次结晶生长蚀刻停止层830、n型层821、n型包覆层802、光引导层803、阱层815、阻挡层816、光引导层805、p型包覆层806和接触层807。这些各层的形成例如通过MOVPE法来进行。另外,在光引导层803上,以交互层叠的状态来形成3个阱层815与2个阻挡层816。
n型基板801是具有从(001)面倾斜7度的结晶生长面的偏(off)基板。n型基板801的载流子浓度约为1×1018cm-3,厚度约为400微米。
蚀刻停止层830由AlGaAs构成,厚度为1微米。n型层821由掺杂3×1018cm-3的Si的膜厚为3000nm的GaAs构成。n型包覆层802由掺杂Si的膜厚为1500nm的Al0.45Ga0.55As构成。n型包覆层802的载流子浓度为3×1017cm-3。
光引导层803由膜厚为30nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。阱层815由膜厚为5nm的未掺杂Al0.1Ga0.9As构成。阻挡层816由膜厚为5nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。光引导层805由膜厚为30nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。
p型包覆层806由掺杂Zn的膜厚为1500nm的Al0.45Ga0.55As构成。p型包覆层806的载流子浓度约为3×1017cm-3。
接触层807由掺杂Zn的膜厚为200nm的GaAs构成。接触层807的载流子浓度约为2×1018cm-3。
接着,如图19(b)所示,在接触层807上的规定区域中形成第一SiN掩模841之后,选择地蚀刻接触层807和p型包覆层806。由此,形成脊部Ri。
接着,如图20(c)所示,覆盖蚀刻后的p型包覆层806的上面和侧面以及接触层807的侧面地,依次选择生长电流狭窄层808和盖层810。
电流狭窄层808由掺杂Si的Al0.8Ga0.2As构成。电流狭窄层808的载流子浓度约为8×1017cm-3。盖层810由膜厚为3000nm的未掺杂GaAs构成。
之后,如图21(d)所示,覆盖盖层810的上面和侧面以及第一SiN掩模841的上面地形成第二SiN掩模842。之后,蚀刻未形成第二SiN掩模842的部位。执行该蚀刻,直至n型层821露出到外部。这里,将从n型层821突出地形成的包含AlGaAs类材料的层叠体的部分称为红外半导体激光器层叠部。
接着,覆盖红外半导体激光器层叠部的上面和侧面以及n型层821的部分区域地、以规定图案形成第三SiN掩模843。
之后,在露出的n型层821上,依次结晶生长n型包覆层702、光引导层703、阱层715、阻挡层716、光引导层705、p型包覆层706和接触层707。这些各层的形成例如通过MOVPE法来进行。另外,在光引导层703上,以交互层叠的状态来形成3个阱层715与2个阻挡层716。
n型包覆层702由掺杂Si的膜厚为1500nm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成。n型包覆层702的载流子浓度为3×1017cm-3。
光引导层703由膜厚为30nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。阱层715由膜厚为5nm的未掺杂Ga0.5In0.5P构成。阻挡层716由膜厚为5nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。光引导层705由膜厚为30nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。
p型包覆层706由掺杂Zn的膜厚为1500nm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成。p型包覆层706的载流子浓度约为3×1017cm-3。接触层707由掺杂Zn的膜厚为200nm的Ga0.5In0.5P构成。接触层707的载流子浓度约为2×1018cm-3。这样,将从n型层821突出后形成的包含AlGaInP类材料的层叠体的部分称为红色半导体激光器层叠部。
这里,如图22(e)所示,覆盖接触层707上的规定区域、红色半导体激光器层叠部的侧面和第三SiN掩模843的露出部地,形成第四SiN掩模844。
接着,如图23(f)所示,选择地蚀刻接触层707和p型包覆层706。由此,形成脊部Ri。
接着,如图24(g)所示,覆盖蚀刻后的p型包覆层706的上面和侧面以及接触层707的侧面地,选择生长电流狭窄层708。
电流狭窄层708由掺杂Si的AlInP构成。电流狭窄层708的载流子浓度约为8×1017cm-3。
之后,如图25(h)所示,去除接触层707上的第四SiN掩模844,在电流狭窄层708和接触层707上结晶生长接触层711。
接触层711由掺杂Zn的膜厚为3000nm的GaAs构成。接触层711的载流子浓度约为3×1019cm-3。
最后,如图26(i)所示,通过蚀刻去除第一-第四SiN掩模841-844。另外,在红外半导体激光器层叠部的接触层807和盖层810上形成p侧衬垫电极32,并在红色半导体激光器层叠部的接触层711上形成p侧衬垫电极22。
p侧衬垫电极32通过在盖层810和接触层807上依次层叠AuGe和Au来形成。AuGe和Au各自的膜厚为100nm和3000nm。
p侧衬垫电极22通过在接触层711上依次层叠AuGe和Au来形成。AuGe和Au各自的膜厚为100nm和3000nm。
图27(j)中示出该具体例的红外半导体激光器层叠部的详细截面图。另外,在本具体例中,红外半导体激光元件3的n电极在以后的工序中形成。
就图27(j)的红外半导体激光器层叠部而言,红外半导体激光器层叠部的宽度X1为250微米,脊部Ri的宽度W为2.5微米,Y方向上的从脊部Ri至红外半导体激光器层叠部一个侧面的宽度X2为50微米。并且,用图19(b)说明的蚀刻后的p型包覆层806的最小厚度t为0.15微米。
图28(k)中示出该具体例的红色半导体激光器层叠部的详细截面图。另外,在本具体例中,红色半导体激光元件2的n电极在以后的工序中形成。
就图28(k)的红色半导体激光器层叠部而言,红色半导体激光器层叠部的宽度X1为250微米,脊部Ri的宽度W为2.5微米,Y方向上的从脊部Ri至红色半导体激光器层叠部一个侧面的宽度X2为50微米。并且,用图23(f)说明的蚀刻后的p型包覆层706的最小厚度t为0.15微米。
另外,在共同的n型基板801、即共同的晶片上,制作多个上述红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部。其细节如后所述。
在上述具体例中,从图26(i)的红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的n型层821到Z方向的尺寸(蚀刻深度)HH、比从图17(h)的蓝紫色半导体激光元件1的n型包覆层603到Z方向的尺寸(蚀刻深度)TT形成得大。
并且,图26(i)的箭头DD所示的红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的Y方向间隔DD、比图17(h)的p型包覆层605的宽度D形成得大。
此时,在蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的接合工序中,可将蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri容易地配置在红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部之间。结果,容易地执行后述的蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的接合。
图29中示出通过上述具体例制造的蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极侧俯视图。图29中,对多个蓝紫色半导体激光元件1,使用GaN晶片BW,作为共同的n型基板601。在GaN晶片BW上,排列有通过上述具体例制作的多个蓝紫色半导体激光元件1。图29中,为了容易理解,用粗的虚线示出在多个蓝紫色半导体激光元件1的每个中形成的脊部Ri。
如图29所示,当蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部接合时,在各个p侧衬垫电极13、14上形成焊锡膜H。
另外,图29的a-a方向截面图相当子图17(h)的蓝紫色半导体激光元件1的详细截面图。
图30中示出通过上述具体例制作的红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的p侧衬垫电极侧俯视图。图30中,对多个红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部,使用GaAs晶片RW,作为共同的n型基板801。在GaAs晶片RW上,排列通过上述具体例制作的多个红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部。图30中,为了容易理解,用粗的虚线示出在多个红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的每个中形成的脊部Ri。
另外,图30的b-b方向截面图相当于图26(i)的蓝紫色半导体激光元件1的详细截面图。
这里,经图29的焊锡膜H来接合图29的GaN晶片BW的层叠体与图30的GaAs晶片RW的层叠体。由此,将红色半导体激光器层叠部的p侧衬垫电极22分别接合在多个蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极13上。另外,将红外半导体激光器层叠部的p侧衬垫电极32分别接合在多个蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极14上。
接合这种GaN晶片BW上的多个蓝紫色半导体激光元件1、与GaAs晶片RW上的多个红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部后的状态相当于上述图4(d)的状态。
即,在本具体例中,GaAs晶片RW(n型基板801)相当于图4(c)的n-GaAs基板50,蚀刻停止层830相当于图4(c)的蚀刻停止层51,n型层821相当于图4(c)的n-GaAs接触层5。
其中,研磨GaAs晶片RW(n型基板801),直至变为规定厚度,并通过使用RIE技术的干蚀刻来去除。另外,使用由氟酸或盐酸构成的蚀刻液进行湿蚀刻来去除露出的蚀刻停止层830。由此,n型层821露出。
之后,在形成红色半导体激光器层叠部的n型层821的露出部分中,以规定图案形成n电极23。另外,在形成红外半导体激光器层叠部的n型层821的露出部分中,以规定图案形成n电极33。
n电极23、33通过在n型层821的露出部分依次层叠Cr、Sn和Au来形成。Cr、Sn和Au各自的膜厚为100nm、200nm和300nm。
之后,通过干蚀刻去除未形成红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的n型层821的部分。由此,在多个蓝紫色半导体激光元件1上,完成多个红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
另外,在红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3完成之后形成蓝紫色半导体激光元件1的n电极15。即,在红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的完成之后,研磨GaN晶片BW至规定厚度。之后,在研磨后的GaN晶片BW上,以规定图案形成上述n电极15。
图31中示出通过上述具体例制造的蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的层叠体的俯视图。
这里,如图31的粗线LA所示,在GaN晶片BW中形成沿Y方向的划线。之后,沿形成的划线,将GaN晶片BW劈开成棒状。由此,形成蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的谐振器端面。
在本具体例中,沿粗线LA的GaN晶片BW的劈开(解理)面为GaN晶片BW(n型基板601)的(1-100)面。
之后,在谐振器端面形成保护膜。之后,如图31的粗线LB所示,在GaN晶片BW中形成沿X方向的划线。另外,沿形成的划线,将GaN晶片BW劈开成芯片状。由此,完成多个半导体激光器装置1000A。
在本具体例中,在制作蓝紫色半导体激光元件1时,形成沿X方向延伸的脊部Ri,在制作红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3时,制作沿X方向延伸的红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部。之后,在制作层叠基板时,将GaAs晶片RW接合在GaN晶片BW上,使蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri与红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部大致平行。
并且,在形成半导体激光器装置1000A时,沿与X方向正交的Y方向,劈开GaN晶片BW和GaAs晶片RW。由此,形成为蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的谐振器端面变得分别大致平行。
结果,从蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的谐振器端面射出的各激光变得大致平行。
(第二实施方式)
图32是表示第二实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第二实施方式的半导体激光器装置1000B在以下方面与第一实施方式的半导体激光器装置1000A的构造不同。
图32(a)示出半导体激光器装置1000B的模式截面图。图32(b)中示出半导体激光器装置1000B的平面图。
如图32(a)所示,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12在绝缘膜4上沿一个方向(Y方向)延伸,突出到红外半导体激光元件3的侧面。在p侧衬垫电极12上,形成绝缘膜4b。绝缘膜4b切掉部分以露出p侧衬垫电极12的一部分来形成。
在绝缘膜4b上,形成p侧衬垫电极14。p侧衬垫电极14从红外半导体激光元件3的侧面突出。由此,p侧衬垫电极14的一部分在绝缘膜4b上露出。
如上所述,通过将p侧衬垫电极12形成为在绝缘膜4上从脊部Ri沿规定方向延伸,可在脊部Ri的上部以外的部位执行蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12的布线。
另外,因为p侧衬垫电极14经绝缘膜4b形成于p侧衬垫电极12上,所以与p侧衬垫电极12电分离。由此,红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12之间被电分离。
如上所述,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12从红外半导体激光元件3的侧面突出。由此,即便难以从红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3之间向蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri上的p侧衬垫电极12执行布线的情况下,也可向从红外半导体激光元件3的侧面突出的p侧衬垫电极12执行布线。由此,布线的自由度增加。
(第三实施方式)
图33是表示第三实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第三实施方式的半导体激光器装置1000C在以下方面与第二实施方式的半导体激光器装置1000B的构造不同。
如图33所示,在本实施方式中,一体形成接合在蓝紫色半导体激光元件1上的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。下面,将一体形成的红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3称为单片红色/红外半导体激光元件23X。
在制作该单片红色/红外半导体激光元件23X时,不必如图4(c)所示,在n-GaAs基板50上形成蚀刻停止层51和n-GaAs接触层5,在n-GaAs基板50的一个面上,彼此分离地形成半导体层2t和半导体层3t。
之后,在半导体层2t和半导体层3t的上面形成p侧衬垫电极22、32,在n-GaAs基板50的另一个面上形成红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的共同n电极233。
通过将如此制作的单片红色/红外半导体激光元件23X接合到设置在蓝紫色半导体激光元件1上面的p侧衬垫电极13、14上,完成本实施方式的半导体激光器装置1000C。
这里,在本实施方式中,说明蓝紫色半导体激光元件1和单片红色/红外半导体激光元件23X的优选形状。
图34是说明第三实施方式中的蓝紫色半导体激光元件1和单片红色/红外半导体激光元件23X的优选形状的图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
图34中,蓝紫色半导体激光元件1和单片红色/红外半导体激光元件23X的宽度(Y方向)依次用g1、gx来表示。蓝紫色半导体激光元件1的宽度g1优选比单片红色/红外半导体激光元件23X的宽度gx大。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
g1>gx…(9)
此时,可在蓝紫色半导体激光元件1上的绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13、14。
由此,向蓝紫色半导体激光元件1上接合单片红色/红外半导体激光元件23X以及引线2Wa、3Wa的布线变容易。
如上所述,就蓝紫色半导体激光元件1而言,在n-GaN基板1s上形成有半导体层1t。另外,就单片红色/红外半导体激光元件23X而言,在n-GaAs基板50上形成半导体层2t、3t。蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的n-GaAs基板50相比,由于化学上稳定,所以加工性差。
如上述式(9)所示,在加工蓝紫色半导体激光元件1和单片红色/红外半导体激光元件23X的情况下,因为蓝紫色半导体激光元件1具有比单片红色/红外半导体激光元件23X大的宽度g1,所以不必蚀刻等加工。由此,半导体激光器装置1000C的制作变容易。
就本实施方式的半导体激光器装置1000C而言,蓝紫色半导体激光元件1的导热率比单片红色/红外半导体激光元件23X的导热率高。另外,蓝紫色半导体激光元件1的宽度g1比红色半导体激光元件和红外半导体激光元件3的宽度g2、g3的加和值还大。由此,由于在红色发光点21和红外发光点31处产生的热向导热率高的蓝紫色半导体激光元件1侧扩散,所以提高单片红色/红外半导体激光元件23X的散热性。由此,单片红色/红外半导体激光元件23X的温度特性提高,可靠性提高。
如上所述,就本实施方式的半导体激光器装置1000C而言,红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的基板由共同的n-GaAs基板50构成,半导体层2t和半导体层3t在共同的n-GaAs基板50上彼此分离地形成,在共同的n-GaAs基板50上,形成红色半导体激光元件2的n电极和红外半导体激光元件3的n电极,作为共同n电极233。
由此,因为红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3在共同的n-GaAs基板50上作为单片红色/红外半导体激光元件23X一体形成,所以容易执行向蓝紫色半导体激光元件1上接合红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
另外,因为红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3具有共同n电极233,所以容易执行向红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的共同n电极233的布线。
(第四实施方式)
图35是表示第四实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第四实施方式的半导体激光器装置1000D在以下方面与第一实施方式的半导体激光器装置1000A的构造不同。
如图35所示,在本实施方式中,将蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri设置在红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的侧面,在脊部Ri的上面设置p侧衬垫电极12。
由此,在红色发光点21和红外发光点31的侧面形成蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11。
这样,根据本实施方式的半导体激光器装置1000D,可将红色半导体激光元件2配置在中心。由此,可在Y方向上按蓝紫色发光点11、红色发光点21、红外发光点31的顺序来配置发光点。
另外,通过变更红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3至蓝紫色半导体激光元件1上的p侧衬垫电极13和p侧衬垫电极14的配置,也可变更红色发光点21和红外发光点31的位置关系。
(第五实施方式)
图36是表示第五实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第五实施方式的半导体激光器装置1000E在以下方面与第一实施方式的半导体激光器装置1000A的构造不同。
如图36所示,在本实施方式中,在蓝紫色半导体激光元件1上的中央部设置凸状部。在该凸状部中形成pn接合面10。在蓝紫色半导体激光元件1的凸状部的两侧、并且绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13、14,接合红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3。
由此,因为蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31分别位于大致直线上,所以半导体激光器装置1000E和光拾取器装置的设计变容易。
(第六实施方式)
图37是表示第六实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第六实施方式的半导体激光器装置1000F在以下方面与第一实施方式的半导体激光器装置1000A的构造不同。
图37中示出半导体激光器装置1000F的模式截面图。如图37所示,本实施方式的半导体激光器装置1000F具备蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2。
图37中,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12在绝缘膜4上沿与红色半导体激光元件2相反侧的一方向(Y方向)延伸,上面露出。
这里,第六实施方式的半导体激光器装置1000F的制造方法如下所示。首先,与第一实施方式一样,制作蓝紫色半导体激光元件1,制作红色半导体激光元件2。
之后,与图3-图6的说明一样,形成层叠基板,使蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t侧与红色半导体激光元件2的半导体层2t侧相对。之后,通过劈开层叠基板,制作具有蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的半导体激光器装置1000F。
这样,由于可通过劈开层叠基板来得到半导体激光器装置1000F,所以如使用图3-图6说明的那样,不必单独劈开蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板ls和红色半导体激光元件2的n-GaAs基板50,实现制造工序的简化。
具体而言,半导体激光器装置1000F的制造首先如图13-图17所示,制作蓝紫色半导体激光元件1,并如图22-图26所示,制作红色半导体激光元件2。
之后,如图29-图31所示,经焊锡膜H接合形成有多个蓝紫色半导体激光元件1的GaN晶片BW、与形成有多个红色半导体激光元件2的GaAs晶片RW。
最后,对接合后的层叠体,形成蓝紫色半导体激光元件1的n电极15和红色半导体激光元件2的n电极23,并执行GaN晶片BW的劈开。由此,完成多个半导体激光器装置1000F。
图38是将图37的半导体激光器装置1000F组装在管座上时的模式截面图。图38中,与图37一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
此时,将n电极15接合在管座500的上面。由此,n电极15与管座500电连接。红色半导体激光元件2的n电极23通过引线2Wb电连接于管座500的上面上。由此,管座500变为蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的共同n电极,实现共阴极的结线。
另一方面,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12通过引线1W连接于未图示的驱动电路上。另外,利用引线2Wa将与红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22电连接的p侧衬垫电极13连接于未图示的驱动电路上。
通过向管座500与引线1W之间施加电压,可驱动蓝紫色半导体激光元件1,通过向管座500与引线2Wa之间施加电压,可驱动红色半导体激光元件2。这样,可分别独立驱动蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2。
这样,就本实施方式的半导体激光器装置1000F而言,红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22经绝缘膜4接合在蓝紫色半导体激光元件1的一个面侧的p侧衬垫电极13上。另外,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12和红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22彼此电分离。
由此,可分别向蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极12、22施加任意的电压。因此,可任意选择蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的驱动方式。
但是,在图38的实例中,将用于驱动蓝紫色半导体激光元件1的引线1W连接于形成在蓝紫色发光点11上方的p侧衬垫电极12上。
另一方面,将用于驱动红色半导体激光元件2的引线2Wa连接于向红色半导体激光元件2的侧面延伸的p侧衬垫电极13的露出部上。另外,将用于驱动红色半导体激光元件2的引线2Wb连接于形成在红色半导体激光元件2的上面的n电极23上。
这样,在平行于n-GaN基板1s的表面、并且沿激光的射出方向直行的方向(Y方向)上,在与同蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相反侧的红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极13的部位上连接引线2Wa。由此,确实且容易地执行向红色半导体激光元件2的引线2Wa的引线接合。另外,布线单纯化。
如图38所示,在本实施方式中,将半导体激光器装置1000F安装在管座500上,但也可将半导体激光器装置1000F安装在由AlN、SiC、Si或钻石等绝缘性材料、或Cu、CuW或Al等导电性材料构成的散热片上。
作为半导体激光器装置1000F之封装壳体,也可使用金属制的听式封装壳体或树脂制的框架封装壳体等,只要能容纳半导体激光器装置1000F即可。
与第一实施方式一样,n-GaN基板1s(具体例的GaN晶片BW)具有可通过该n-GaN基板1s来目视红色半导体激光元件2的透过率和厚度。
由此,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的定位变容易,蓝紫色发光点11和红色发光点21的发光点的位置精度提高。
另外,在蓝紫色半导体激光元件1中使用由氮化物类半导体构成的n-GaN基板1s和半导体层1t。此时,蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t的散热性提高,蓝紫色半导体激光元件1的温度特性提高,可靠性提高。
如图37和图38所示,在蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri的侧面中形成绝缘膜4。由此,就蓝紫色半导体激光元件1而言,利用脊部Ri侧面的绝缘膜4来变窄至脊部Ri的电流。
n-GaN基板1s具有导电性。由此,如图38所示,通过将半导体激光器装置1000F安装在管座500上,将设置在n-GaN基板1s上的n电极15与管座500电连接。
由此,也可构成为不将用于驱动蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12和n电极15都设置在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4侧。结果,半导体激光器装置1000F的构造变简单,实现缩小化。
另外,如图38所示,在将半导体激光器装置1000F适用于光拾取器装置时,将n-GaN基板1s侧接合在管座500上。这里,因为n-GaN基板1s的散热性比n-GaAs基板50高,所以提高半导体激光器装置1000F的散热性,可靠性也提高。
在本实施方式中,说明蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的优选形状、接合位置和发光点位置。
图39是说明第六实施方式中的蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的优选形状、接合位置和发光点位置的图。在以下的说明中,与图1一样定义X方向、Y方向和Z方向。
与第一实施方式一样,在图39中,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的厚度(Z方向)依次由T1、T2表示。蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1优选比红色半导体激光元件2的厚度T2大。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
T1>T2…(1)
此时,因为红色半导体激光元件2的厚度T2比蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1小,所以在制作半导体激光器装置1000F时,若劈开蓝紫色半导体激光元件1,则红色半导体激光元件2也都被劈开。因此,谐振器端面的形成变容易,同时,容易得到平坦的谐振器端面。
另外,通过如上所述使蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1比红色半导体激光元件2的厚度T2大,可降低蓝紫色半导体激光元件1中的变形的产生。结果,使蓝紫色半导体激光元件1的激光波长和发光效率变化降低,稳定。
图39中,蓝紫色半导体激光元件1和红外半导体激光元件3的宽度(Y方向)依次由g1、g2表示。蓝紫色半导体激光元件1的宽度g1优选比红色半导体激光元件2的宽度g2大。
若由公式来表示上述关系,则如下所示。
g1>g2…(9)
此时,如图39所示,可在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13。
如第一实施方式中说明的那样,蓝紫色半导体激光元件1的n-GaN基板1s与红色半导体激光元件2的n-GaAs基板5X相比,由于化学稳定,所以加工性差。
但是,在加工蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的情况下,如上述式(9)所示,因为蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2相比,具有大的宽度,所以不必蚀刻等加工。由此,半导体激光器装置1000F的制作变容易。
图39中,Y方向上从蓝紫色发光点11至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离用h来表示。此时,优选红色半导体激光元件2的宽度g2比距离h小。
若由公式来表示上述关系,则如下所示。
g2<h…(4)
由此,如图39所示,可在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13。
在图39的半导体激光器装置1000F中,优选宽度g1为200-1000微米,距离h优选为100-750微米。宽度g2的优选尺寸与第一实施方式中说明的尺寸相同。
图39中,Y方向上从蓝紫色发光点11至红色发光点21之间的距离用a表示,Y方向上从红色发光点21至红色半导体激光元件2侧的蓝紫色半导体激光元件1的侧面的距离用b表示。优选距离a比距离b小。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
b>a…(5)
此时,如第一实施方式中说明的那样,可缩短蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11与红色半导体激光元件2的红色发光点21的间隔。由此,可使蓝紫色发光点11和红色发光点21都靠近半导体激光器装置1000F的中心。
由此,可对从蓝紫色发光点11和红色发光点21射出的激光采用共同的光学系统。另外,在由透镜聚光激光的情况下,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的光取出效率均提高。
并且,降低因激光通过透镜而产生的光的像差,不必用于补偿光的像差的部件。结果,实现小型化和低成本化。
就图39的半导体激光器装置1000F而言,距离a、b的优选尺寸与第一实施方式中说明的尺寸一样。
图39中,Y方向上的从红色半导体激光元件2的一个侧面至红色发光点21的距离用c表示,Y方向上的从红色半导体激光元件2的另一个侧面至红色发光点21的距离用d表示。
Y方向上的从红色半导体激光元件2的一个侧面至红色发光点21的距离c优选比Y方向上的从红色半导体激光元件2的另一个侧面至红色发光点21的距离d小。
若用公式来表示上述关系,则如下所示。
d>c…(6)
换言之,优选红色半导体激光元件2的红色发光点21在Y方向上比红色半导体激光元件2的中心更靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11。
此时,因为红色半导体激光元件2的红色发光点21靠近蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11,所以可使蓝紫色发光点11和红色发光点21都靠近半导体激光器装置1000F的中心。
在本实施方式中,如图38所示,在形成于红色半导体激光元件2上的n电极23上连接引线2Wb。为了连接引线2Wb,n电极23必需具有规定的大小。
满足上述式(6)的关系产生的效果如第一实施方式中说明的一样。就图39的半导体激光器装置1000F而言,距离c、d的优选尺寸与第一实施方式中说明的尺寸一样。
图39中,从红色半导体激光元件2的另一个侧面至蓝紫色半导体激光元件1在红色半导体激光元件2侧的侧面的距离用e表示。该距离e的优选尺寸与第一实施方式中说明的尺寸一样。
在本实施方式中,与第一实施方式一样,在半导体层1t侧的面中形成蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12,在半导体层2t侧的面中形成红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22。另外,形成于红色半导体激光元件2的半导体层2t侧的面中的p侧衬垫电极22经绝缘膜4接合在蓝紫色半导体激光元件1的半导体层1t的面侧。
由此,蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2的半导体层1t、2t靠近,蓝紫色发光点11和红色发光点21的间隔变短。由此,可使蓝紫色发光点11和红色发光点21都靠近半导体激光器装置1000F的中心。
如图38所示,红色半导体激光元件2在与同蓝紫色半导体激光元件1的接合部的相反侧的面中具有n电极23。此时,因为红色半导体激光元件2的n电极23位于与蓝紫色半导体激光元件1相反侧的面中,所以可从与蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相同的一侧执行至红色半导体激光元件2的n电极23的布线。
上述实施方式的半导体激光器装置1000F通过将红色半导体激光元件2接合到蓝紫色半导体激光元件1上来形成,但也可将第一实施方式中说明的红外半导体激光元件3接合在蓝紫色半导体激光元件1上,以代替红色半导体激光元件2。
即便在将红外半导体激光元件3接合在蓝紫色半导体激光元件1上的情况下,也可得到与上述一样的效果。
(第七实施方式)
图40是表示第七实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第七实施方式的半导体激光器装置1000G在以下方面与第六实施方式的半导体激光器装置1000F的构造不同。
根据图40的模式截面图,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12在绝缘膜4上沿一个方向(Y方向)延伸。在于蓝紫色半导体激光元件1的上面形成的绝缘膜4和p侧衬垫电极12的一部分区域中,形成绝缘膜4b。另外,绝缘膜4b至少覆盖蓝紫色发光点11的上方地形成。未形成绝缘膜4b的p侧衬垫电极12的部分露出到外部。
在绝缘膜4b上,在与p侧衬垫电极12电分离的状态下,形成p侧衬垫电极13。在p侧衬垫电极13上,经焊锡膜H接合红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22。未接合红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极13的一部分在Y方向上的与p侧衬垫电极12的相反侧处露出到外部。另外,红色半导体激光元件2的n电极23位于蓝紫色半导体激光元件1的相反侧的面中。
就本实施方式的半导体激光器装置1000G而言,使彼此的脊部Ri方向相对地接合蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2。另外,蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11与红色半导体激光元件2的红色发光点21位于Z方向上的大致同一轴上。由此,可尽可能减小蓝紫色发光点11和红色发光点21的发光点间隔。
由此,因为蓝紫色发光点11和红色发光点21的各个位于大致直线上,所以半导体激光器装置1000G和光拾取器装置的设计变容易。
并且,因为接合蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2,使红色半导体激光元件2的脊部Ri位于蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri上,所以可减小半导体激光器装置1000G在Y方向上的宽度(蓝紫色半导体激光元件1的宽度)。
另外,就本实施方式的半导体激光器装置1000G而言,也可代替红色半导体激光元件2,将红外半导体激光元件3接合在蓝紫色半导体激光元件1上。
(第八实施方式)
图41是表示第八实施方式的半导体激光器装置一例的模式图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第八实施方式的半导体激光器装置1000H在以下方面与第七实施方式的半导体激光器装置1000G的构造不同。
图41(a)示出半导体激光器装置1000H的模式截面图。图41(b)中示出半导体激光器装置1000H的平面图。
如图41(a)所示,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12在绝缘膜4上沿一个方向(Y方向)延伸。
在于蓝紫色半导体激光元件1的上面形成的绝缘膜4和p侧衬垫电极12上,形成绝缘膜4b。绝缘膜4b切掉部分以露出p侧衬垫电极12的一部分来形成。
在绝缘膜4b上,在与p侧衬垫电极12电分离的状态下,形成p侧衬垫电极13。p侧衬垫电极13对应于绝缘膜4b的形状,切掉部分地形成。在p侧衬垫电极13上,经焊锡膜H接合红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22。
根据图41(a),将红色半导体激光元件2接合在蓝紫色半导体激光元件1上,使红色半导体激光元件2在Y方向上的一侧面与蓝紫色半导体激光元件1在Y方向上的一侧面在Z方向上大致共面。
另外,与第七实施方式一样,蓝紫色半导体激光元件1的蓝紫色发光点11、与红色半导体激光元件2的红色发光点21位于Z方向的大致同一轴上。由此,可尽可能减小蓝紫色发光点11和红色发光点21的发光点间隔。
由此,因为蓝紫色发光点11和红色发光点21的各个位于大致直线上,所以半导体激光器装置1000H和光拾取器装置的设计变容易。
另外,根据图41(b),p侧衬垫电极12和p侧衬垫电极13在彼此电分离的状态下,在Y方向上从红色半导体激光元件2延伸地露出。
此时,可在Y方向上的大致同一部位执行蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12和红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极13的布线。由此,可减小布线用的区域(执行引线接合用的区域)。结果,可进一步减小半导体激光器装置1000H在Y方向上的宽度(蓝紫色半导体激光元件1的宽度)。
(第九实施方式)
图42是表示第九实施方式的半导体激光器装置一例的模式截面图。在以下的说明中,与图1一样来定义X方向、Y方向和Z方向。
第九实施方式的半导体激光器装置1000I在以下方面与第六实施方式的半导体激光器装置1000F的构造不同。
如图42所示,在本实施方式中,在蓝紫色半导体激光元件1上的一侧设置凸状部。在该凸状部中形成pn接合面10。在蓝紫色半导体激光元件1的凸状部的侧面、并且绝缘膜4上,形成p侧衬垫电极13,接合红色半导体激光元件2。
由此,因为蓝紫色发光点11和红色发光点21的各个位于大致直线上,所以半导体激光器装置1000I和光拾取器装置的设计变容易。
以上,在第一~第九实施方式中,n-GaN基板1s相当于第一基板,波长约为400nm的激光相当于第一波长光,半导体层1t相当于第一半导体层,蓝紫色半导体激光元件1相当于第一半导体激光元件。
另外,n-GaAs接触层5、n-GaAs基板50、5X相当于第二基板,波长约为650nm的激光相当于第二波长光,半导体层2t相当于第二半导体层,红色半导体激光元件2相当于第二半导体激光元件。
并且,n-GaAs接触层5、n-GaAs基板50、5X相当于第三基板,波长约为780nm的激光相当于第三波长光,半导体层3t相当于第三半导体层,红色半导体激光元件3相当于第三半导体激光元件。
另外,蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12相当于第一半导体激光元件的一方电极,蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4相当于绝缘膜。
并且,红色半导体激光元件2的厚度T2相当于第二基板与第二半导体层的厚度之和,红外半导体激光元件3的厚度T3相当于第三基板与第三半导体层的厚度之和,蓝紫色半导体激光元件1的厚度T1相当于第一基板与第一半导体层的厚度之和。
另外,X方向相当于第一方向,Y方向相当于第二方向,蓝紫色发光点11、红色发光点21和红外发光点31相当于发光点,引线2Wa、3Wa相当于引线。
并且,红色半导体激光元件2的p侧衬垫电极22、焊锡膜H和p侧衬垫电极13相当于第二半导体激光元件的一方电极,红外半导体激光元件3的p侧衬垫电极32、焊锡膜H和p侧衬垫电极14相当于第三半导体激光元件的一方电极。
GaN晶片BW和n型基板601相当于第一生长基板,GaAs晶片RW和n型基板801相当于第二生长基板,图17(h)的从蓝紫色半导体激光元件1的n型包覆层603至Z方向的尺寸(蚀刻深度)TT相当于脊部的高度,图26(i)的从红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部的n型层821至Z方向的尺寸(蚀刻深度)HH相当于第二和第三半导体层的高度。
图17(h)的p型包覆层605的宽度D相当于脊部在第二方向上的宽度,图26(i)的由箭头DD表示的红色半导体激光器层叠部和红外半导体激光器层叠部在Y方向的间隔DD相当于第二半导体层和第三半导体层在第二方向上的间隔。
红色半导体激光器层叠部相当于第二谐振器,红外半导体激光器层叠部相当于第三谐振器,形成蓝紫色半导体激光元件1的脊部Ri的半导体层相当于第一谐振器。
并且,图32(b)的Y方向中的与红色半导体激光元件2相反侧的红外半导体激光元件3的侧面的蓝紫色半导体激光元件1上的区域、和图41(b)的Y方向中的红色半导体激光元件2的侧面的蓝紫色半导体激光元件1上的区域相当于第一区域,图32(b)在绝缘膜4b上露出的p侧衬垫电极14的形成区域、和图41(b)在绝缘膜4b上露出的p侧衬垫电极13的形成区域相当于第二区域。
在上述第一-第九实施方式中,由焊锡膜与2个p侧衬垫电极的3层构造来构成第二或第三半导体激光元件的一方电极,但本发明不限于此,也可由2个p侧衬垫电极的2层构造来构成第二或第三半导体激光元件的一方电极,或由兼作第二或第三半导体激光元件的p侧衬垫电极与第一半导体激光元件的p侧衬垫电极的一体构造的电极来形成。
但是,为了与半导体层的欧姆接触变好,且可提高衬垫电极与引线的接合强度,所以优选将p侧衬垫电极设为2层构造。另外,为了提高2个p侧衬垫电极的接合强度,优选在2个p侧衬垫电极之间形成焊锡膜。另外,此时,也可在图6(g)的工序之后,在衬垫电极上再形成其它衬垫电极。
Claims (37)
1、一种半导体激光器装置,其特征在于,具备:
第一半导体激光元件,在第一基板上具有射出第一波长光的第一半导体层;
第二半导体激光元件,在第二基板上具有射出第二波长光的第二半导体层;和
第三半导体激光元件,在第三基板上具有射出第三波长光的第三半导体层,
所述第一、第二和第三波长各不相同,所述第二和第三基板的至少一个由与所述第一基板不同的材料形成,
所述第一半导体激光元件在所述第一半导体层侧具有一个电极,
所述第二半导体激光元件在所述第二半导体层侧具有一个电极,
所述第三半导体激光元件在所述第三半导体层侧具有一个电极,
所述第二半导体激光元件的一个电极和所述第三半导体激光元件的一个电极经绝缘膜接合于所述第一半导体激光元件的所述第一半导体层侧,
所述第一半导体激光元件的一个电极、所述第二半导体激光元件的一个电极和所述第三半导体激光元件的一个电极彼此电分离。
2、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件的一个电极形成于所述第一半导体层侧的表面上,所述第二半导体激光元件的一个电极形成于所述第二半导体层侧的表面上,所述第三半导体激光元件的一个电极形成于所述第三半导体层侧的表面上。
3、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件的一个电极被设计成通过所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与所述第一半导体激光元件之间并从所述至少一方的半导体激光元件的侧方突出。
4、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一个电极被设计成通过所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与所述第一半导体激光元件之间并从所述至少一方的半导体激光元件的侧方突出。
5、根据权利要求4所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一个电极的从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的部分形成于所述第一半导体激光元件的一个面上。
6、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件的一个电极、与所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一个电极被设计成都通过所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件与所述第一半导体激光元件之间并从所述至少一方的半导体激光元件的相同侧方突出。
7、根据权利要求6所述的半导体激光器装置,其特征在于:
从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分形成为,在所述第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出,
从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一个电极的部分形成为,在所述第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。
8、根据权利要求7所述的半导体激光器装置,其特征在于:
在平行于所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的侧面和所述第一基板的一个面的方向上,
所述第一区域包含所述第二区域、和未形成所述第二和第三半导体激光元件至少一方的半导体激光元件的一个电极的区域。
9、根据权利要求6所述的半导体激光器装置,其特征在于:
从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的所述第二和第三半导体激光元件的至少一方的半导体激光元件的一个电极的部分,经所述绝缘膜,形成于从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分上。
10、根据权利要求9所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述绝缘膜形成为,在从所述第二和第三半导体激光元件中至少一方的半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分上,所述第一半导体激光元件的一个电极的至少一部分露出。
11、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二基板和所述第三基板由共用基板构成,
所述第二半导体层和所述第三半导体层形成为在所述共用基板上彼此分离,
在所述共用基板上,共用地形成所述第二半导体激光元件的另一个电极和所述第三半导体激光元件的另一个电极。
12、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件在同与所述第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一个电极,
所述第三半导体激光元件在同与所述第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一个电极。
13、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件中的所述第二基板与所述第二半导体层的共计厚度、和所述第三半导体激光元件中的所述第三基板与所述第三半导体层的共计厚度中的至少一个共计厚度,比所述第一半导体激光元件中的所述第一基板与所述第一半导体层的共计厚度小。
14、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有沿与所述第一半导体层的光射出面垂直的第一方向射出光的发光点,
所述第二半导体激光元件具有沿所述第一方向射出光的发光点,
所述第三半导体激光元件具有沿所述第一方向射出光的发光点。
15、根据权利要求14所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件的发光点形成于在与所述第一基板的一个面平行且与所述第一方向正交的第二方向上比第二半导体层的中心还靠近所述第一半导体激光元件的发光点的位置上,
所述第三半导体激光元件的发光点形成于在与所述第一基板的一个面平行且与所述第一方向正交的所述第二方向上比第三半导体层的中心还靠近所述第一半导体激光元件的发光点的位置上。
16、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
在与所述第一基板的一个面平行并且与光的射出方向正交的方向上,与所述第三半导体激光元件相反侧的所述第二半导体激光元件的一个电极的部位,和在与所述第一基板的一个面平行且与光的射出方向正交的方向上,与所述第二半导体激光元件相反侧的所述第三半导体激光元件的一个电极的部位的至少一者的一个电极的部位上,连接有引线。
17、一种半导体激光器装置,其特征在于,具备:
第一半导体激光元件,在第一基板上具有射出第一波长光的第一半导体层;和
第二半导体激光元件,在第二基板上具有射出第二波长光的第二半导体层,
所述第一和第二波长各不相同,所述第二基板由与所述第一基板不同的材料形成,
所述第一半导体激光元件在所述第一半导体层侧具有一个电极,
所述第二半导体激光元件在所述第二半导体层侧具有一个电极,
所述第一半导体激光元件以具有所述第一半导体层的露出部的方式在所述第一半导体层上形成有绝缘膜,
所述第一半导体激光元件的所述一个电极在所述露出部与所述第一半导体层接触,
所述第二半导体激光元件的一个电极经所述绝缘膜接合于所述第一半导体激光元件的所述第一半导体层侧,
所述第一半导体激光元件的一个电极和所述第二半导体激光元件的一个电极彼此电分离。
18、一种半导体激光器装置,其特征在于,具备:
第一半导体激光元件,在第一基板上具有射出第一波长光的第一半导体层;和
第二半导体激光元件,在第二基板上具有射出第二波长光的第二半导体层,
所述第一和第二波长各不相同,所述第二基板由与所述第一基板不同的材料形成,
所述第一半导体激光元件在所述第一半导体层侧具有一个电极,
所述第二半导体激光元件在所述第二半导体层侧具有一个电极,
所述第二半导体激光元件的一个电极经绝缘膜接合于所述第一半导体激光元件的所述第一半导体层侧,
所述第一半导体激光元件的一个电极和所述第二半导体激光元件的一个电极彼此电分离,
所述第一半导体激光元件的一个电极被设计成通过所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件之间,从所述第二半导体激光元件的侧方突出
所述第一半导体激光元件的一个电极的突出方向表面的一部分被露出,所述第一半导体激光元件的一个电极的与突出方向相反侧的表面不被露出。
19、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件的一个电极被设计成通过所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件之间,从所述第二半导体激光元件的侧方突出。
20、根据权利要求19所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件的一个电极的从所述第二半导体激光元件的侧方突出的部分形成于所述第一半导体激光元件的一个面上。
21、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一和第二半导体激光元件的一个电极被设计成都通过所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件之间,从所述第二半导体激光元件的同一侧方突出。
22、根据权利要求21所述的半导体激光器装置,其特征在于:
从所述第二半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分形成为,在所述第一半导体激光元件的一个面上的第一区域中,至少一部分露出,
从所述第二半导体激光元件的侧方突出的所述第二半导体激光元件的一个电极的部分形成为,在所述第一半导体激光元件的一个面上的第二区域中,至少一部分露出。
23、根据权利要求22所述的半导体激光器装置,其特征在于:
在平行于所述第二半导体激光元件的侧面和所述第一基板的一个面的方向上,
所述第一区域包含所述第二区域、和未形成所述第二半导体激光元件的一个电极的区域。
24、根据权利要求21所述的半导体激光器装置,其特征在于:
从所述第二半导体激光元件的侧方突出的所述第二半导体激光元件的一个电极的部分,经所述绝缘膜,形成于从所述第二半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分上。
25、根据权利要求24所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述绝缘膜形成为,在从所述第二半导体激光元件的侧方突出的所述第一半导体激光元件的一个电极的部分上,所述第一半导体激光元件的一个电极的至少一部分露出。
26、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件的一个电极形成于所述第一半导体层侧的表面上。
27、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件的一个电极形成于所述第二半导体层侧的表面上。
28、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件在同与所述第一半导体激光元件的接合部相反侧的面中具有另一个电极。
29、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件中的所述第二基板与所述第二半导体层的共计厚度,比所述第一半导体激光元件中的所述第一基板与所述第一半导体层的共计厚度小。
30、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有沿与所述第一半导体层的光射出面垂直的第一方向射出光的发光点。
31、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第二半导体激光元件具有沿与所述第一半导体层的光射出面垂直的第一方向射出光的发光点。
32、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有沿与所述第一半导体层的光射出面垂直的第一方向射出光的发光点,
所述第二半导体激光元件具有沿所述第一方向射出光的发光点,
所述第一和第二半导体激光元件的发光点被配置得位于与所述第一半导体层的表面垂直的方向的同一轴上。
33、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有沿与所述第一半导体层的光射出面垂直的第一方向射出光的发光点,
所述第二半导体激光元件具有沿所述第一方向射出光的发光点,
所述第二半导体激光元件的发光点形成于在与所述一个面平行且与所述第一方向正交的所述第二方向上、比第二半导体层的中心还靠近所述第一半导体激光元件的发光点的位置上。
34、根据权利要求17所述的半导体激光器装置,其特征在于:
在与所述第一基板的一个面平行且与光的射出方向正交的方向上,在所述第二半导体激光元件侧方的一个电极的部位上,连接有引线。
35、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一基板是透光性基板。
36、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体层由氮化物类半导体构成。
37、根据权利要求1所述的半导体激光器装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件在所述第一半导体层侧具有脊部,在所述脊部的侧面形成有所述绝缘膜。
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004101488 | 2004-03-30 | ||
JP2004101488 | 2004-03-30 | ||
JP2004184316 | 2004-06-22 | ||
JP2004184316 | 2004-06-22 | ||
JP2004289087 | 2004-09-30 | ||
JP2004289087 | 2004-09-30 | ||
JP2005077910A JP2006128602A (ja) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
JP2005077910 | 2005-03-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1677784A CN1677784A (zh) | 2005-10-05 |
CN100555773C true CN100555773C (zh) | 2009-10-28 |
Family
ID=35050157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200510059393.4A Expired - Fee Related CN100555773C (zh) | 2004-03-30 | 2005-03-29 | 半导体激光器装置和它的制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7535945B2 (zh) |
JP (1) | JP2006128602A (zh) |
CN (1) | CN100555773C (zh) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4568133B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-10-27 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置および光装置 |
JP4544892B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-09-15 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
JP2011023754A (ja) * | 2004-03-30 | 2011-02-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
JP4660224B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-03-30 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
TWI266435B (en) * | 2004-07-08 | 2006-11-11 | Sharp Kk | Nitride-based compound semiconductor light emitting device and fabricating method thereof |
JP4614715B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2011-01-19 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
JP4371956B2 (ja) | 2004-09-02 | 2009-11-25 | シャープ株式会社 | 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
JP4767035B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2011-09-07 | シャープ株式会社 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
KR100599012B1 (ko) | 2005-06-29 | 2006-07-12 | 서울옵토디바이스주식회사 | 열전도성 기판을 갖는 발광 다이오드 및 그것을 제조하는방법 |
JP2008091862A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-04-17 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
JP2008117824A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Sharp Corp | 窒化物系半導体素子の製造方法 |
JP4930322B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-05-16 | ソニー株式会社 | 半導体発光素子、光ピックアップ装置および情報記録再生装置 |
JP4985100B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2012-07-25 | ソニー株式会社 | 多波長レーザ、光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
JP2009188273A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Rohm Co Ltd | ジャンクションダウン型の光半導体素子及び光半導体装置 |
US8073031B2 (en) * | 2008-03-03 | 2011-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laser diode with improved heat dissipation |
JP5075786B2 (ja) * | 2008-10-06 | 2012-11-21 | 株式会社東芝 | 発光装置及びその製造方法 |
JP2010159947A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Norimasa Sasaki | 太陽熱を利用する床下換気構造 |
JP2011014624A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子の製造方法および半導体レーザ素子 |
CN111313234B (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-24 | 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 | 一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用 |
WO2021186695A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | 光半導体素子 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3093646B2 (ja) * | 1996-08-09 | 2000-10-03 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ装置 |
JPH10153742A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Canon Inc | 複数ビーム光源装置 |
US6058124A (en) * | 1997-11-25 | 2000-05-02 | Xerox Corporation | Monolithic independently addressable Red/IR side by side laser |
US6144683A (en) * | 1998-01-07 | 2000-11-07 | Xerox Corporation | Red, infrared, and blue stacked laser diode array by wafer fusion |
US5920766A (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-06 | Xerox Corporation | Red and blue stacked laser diode array by wafer fusion |
US6136623A (en) * | 1998-05-06 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding |
JP3685306B2 (ja) * | 1999-03-03 | 2005-08-17 | パイオニア株式会社 | 2波長半導体レーザ素子及びその製造方法 |
JP3486900B2 (ja) * | 2000-02-15 | 2004-01-13 | ソニー株式会社 | 発光装置およびそれを用いた光装置 |
JP2001332805A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-11-30 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 2波長レーザーダイオード及びその製造方法 |
TWI227585B (en) * | 2002-12-13 | 2005-02-01 | Ind Tech Res Inst | Resonant cavity component array applicable on wavelength division multiplexing (WDM) and method for producing the same |
JP2004207480A (ja) | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Pioneer Electronic Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
JP2004207479A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Pioneer Electronic Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
JP2004304111A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Sharp Corp | 多波長レーザ装置 |
JP4568133B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-10-27 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置および光装置 |
-
2005
- 2005-03-17 JP JP2005077910A patent/JP2006128602A/ja active Pending
- 2005-03-29 CN CN200510059393.4A patent/CN100555773C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-30 US US11/093,024 patent/US7535945B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-12-12 US US12/333,764 patent/US7881356B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090097523A1 (en) | 2009-04-16 |
US7881356B2 (en) | 2011-02-01 |
JP2006128602A (ja) | 2006-05-18 |
CN1677784A (zh) | 2005-10-05 |
US7535945B2 (en) | 2009-05-19 |
US20050242361A1 (en) | 2005-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100555773C (zh) | 半导体激光器装置和它的制造方法 | |
CN100459333C (zh) | 半导体激光器装置和它的制造方法 | |
CN100461564C (zh) | 半导体激光装置 | |
US6136623A (en) | Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding | |
US8085825B2 (en) | Method of fabricating semiconductor laser diode apparatus and semiconductor laser diode apparatus | |
KR100541110B1 (ko) | 다파장 반도체 레이저 제조방법 | |
US8275013B2 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
US7333525B2 (en) | Integrated semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same | |
US7916766B2 (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
JPH11186651A (ja) | 集積型半導体発光装置 | |
US7817694B2 (en) | Semiconductor laser apparatus and manufacturing method thereof | |
US20110188532A1 (en) | Semiconductor Laser Apparatus | |
JP2002118331A (ja) | 集積型半導体発光装置及びその製造方法 | |
JP3752339B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
US20070099321A1 (en) | Method for fabricating semiconductor laser device | |
KR100360143B1 (ko) | 반도체 레이저 소자 및 그의 제조방법 | |
JP4604189B2 (ja) | 半導体基板上にモノリシック集積化された三波長半導体レーザアレイ装置 | |
JP2011165708A (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置 | |
JP2010062245A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP2011023754A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP2011023754A5 (zh) | ||
JP2010067868A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
JP2010171285A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
JP2010056185A (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091028 Termination date: 20140329 |