JP2002299750A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JP2002299750A JP2002299750A JP2001105470A JP2001105470A JP2002299750A JP 2002299750 A JP2002299750 A JP 2002299750A JP 2001105470 A JP2001105470 A JP 2001105470A JP 2001105470 A JP2001105470 A JP 2001105470A JP 2002299750 A JP2002299750 A JP 2002299750A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振波長の異なる２つのレーザ光を出射する
半導体レーザ素子の配置を高精度に行う。 【解決手段】 ｎ型半導体基板１上に第１の半導体レー
ザ構造ＬＤ１、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２が半導体
基板に垂直な方向に集積されて２波長の半導体レーザ素
子ＬＤ３が形成されている。また、第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の側面には例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜２
が形成されており、その側面にはｐ型を共通にする電極
３が形成されている。この半導体レーザ素子ＬＤ３が段
差を有するサブマウント６上に配置されている。
半導体レーザ素子の配置を高精度に行う。 【解決手段】 ｎ型半導体基板１上に第１の半導体レー
ザ構造ＬＤ１、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２が半導体
基板に垂直な方向に集積されて２波長の半導体レーザ素
子ＬＤ３が形成されている。また、第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の側面には例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜２
が形成されており、その側面にはｐ型を共通にする電極
３が形成されている。この半導体レーザ素子ＬＤ３が段
差を有するサブマウント６上に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置等
に用いられる半導体レーザ装置、特に発振波長の異なる
２つのレーザ光を出射できる２波長半導体レーザ装置に
関するものである。
に用いられる半導体レーザ装置、特に発振波長の異なる
２つのレーザ光を出射できる２波長半導体レーザ装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、多分野での需要の高まりを受け、
色々な種類の半導体レーザの研究開発が進められてい
る。光情報処理分野においては、特にコンパクトディス
ク（ＣＤ）用の、発振波長が７８０ｎｍ付近であるＡｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子と、デジタルビデオディス
ク（ＤＶＤ）用の、発振波長が６５０ｎｍ付近であるＡ
ｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子の研究開発が進められ
ている。
色々な種類の半導体レーザの研究開発が進められてい
る。光情報処理分野においては、特にコンパクトディス
ク（ＣＤ）用の、発振波長が７８０ｎｍ付近であるＡｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子と、デジタルビデオディス
ク（ＤＶＤ）用の、発振波長が６５０ｎｍ付近であるＡ
ｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子の研究開発が進められ
ている。
【０００３】現在のＤＶＤ機器は一般的に、ＤＶＤ、Ｃ
Ｄいずれも再生可能なように、すなわち互換性を持たせ
ている。従って、ＤＶＤ機器の光ピックアップにはＤＶ
Ｄ用の波長６５０ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザ素子に加え、ＣＤを読み出すための波長７８０ｎｍ帯
のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子が搭載されている。
これら２つの半導体レーザ素子を１つの光ピックアップ
に搭載する場合において、図６に示すようにＡｌＧａＡ
ｓ系およびＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの積層構造を
１つの基板上に積層して作製するモノリシック化技術が
知られている（特開平１１−２９８０９３号公報）。
Ｄいずれも再生可能なように、すなわち互換性を持たせ
ている。従って、ＤＶＤ機器の光ピックアップにはＤＶ
Ｄ用の波長６５０ｎｍ帯のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザ素子に加え、ＣＤを読み出すための波長７８０ｎｍ帯
のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子が搭載されている。
これら２つの半導体レーザ素子を１つの光ピックアップ
に搭載する場合において、図６に示すようにＡｌＧａＡ
ｓ系およびＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの積層構造を
１つの基板上に積層して作製するモノリシック化技術が
知られている（特開平１１−２９８０９３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ素子を光
ピックアップに用いる場合において、半導体レーザ素子
は通常サブマウントに搭載される。
ピックアップに用いる場合において、半導体レーザ素子
は通常サブマウントに搭載される。
【０００５】しかしながら、図６に示すような従来の半
導体レーザ装置をサブマウントに搭載した場合に、光ピ
ックアップを構成する光学部品に対する半導体レーザ素
子の発光点の位置を正確に決めるための目標物がサブマ
ウントにないために、光ピックアップに半導体レーザ素
子を用いた場合に、光ピックアップの組立精度を向上さ
せることが困難である。
導体レーザ装置をサブマウントに搭載した場合に、光ピ
ックアップを構成する光学部品に対する半導体レーザ素
子の発光点の位置を正確に決めるための目標物がサブマ
ウントにないために、光ピックアップに半導体レーザ素
子を用いた場合に、光ピックアップの組立精度を向上さ
せることが困難である。
【０００６】この課題に鑑み、本発明は２波長の半導体
レーザ素子をサブマウントに搭載する場合に、光ピック
アップ等の組立精度を向上させることができる半導体レ
ーザ装置およびその製造方法を提供するものである。
レーザ素子をサブマウントに搭載する場合に、光ピック
アップ等の組立精度を向上させることができる半導体レ
ーザ装置およびその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体レーザ装置は、第１の半導体レーザ構
造と、第２の半導体レーザ構造とを１つの基板上に有
し、かつ前記第１の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第２の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が設けられた半導体レーザ素子と、高低差
のある２枚の主面とこれら２枚の主面との間に形成され
た側面とを有し、かつこの側面と前記半導体レーザ素子
の前記側壁とが適合するように前記半導体レーザ素子を
搭載したサブマウントとを備えたものである。
に本発明の半導体レーザ装置は、第１の半導体レーザ構
造と、第２の半導体レーザ構造とを１つの基板上に有
し、かつ前記第１の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第２の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が設けられた半導体レーザ素子と、高低差
のある２枚の主面とこれら２枚の主面との間に形成され
た側面とを有し、かつこの側面と前記半導体レーザ素子
の前記側壁とが適合するように前記半導体レーザ素子を
搭載したサブマウントとを備えたものである。
【０００８】この構成により、半導体レーザ素子があら
かじめ有する側壁とサブマウントがあらかじめ有する側
面とを目印に半導体レーザ素子をサブマウントに搭載す
ることができるので、半導体レーザ素子をサブマウント
に精度よく搭載することができる。
かじめ有する側壁とサブマウントがあらかじめ有する側
面とを目印に半導体レーザ素子をサブマウントに搭載す
ることができるので、半導体レーザ素子をサブマウント
に精度よく搭載することができる。
【０００９】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
半導体レーザ素子の結晶成長面が前記サブマウントに面
するように、前記半導体レーザ素子を前記サブマウント
に搭載したことが好ましい。このような構成にすること
により、半導体レーザ素子のレーザ発振時において発生
する熱を、基板を介さずに直接サブマウントを通じて逃
がすことができる。
半導体レーザ素子の結晶成長面が前記サブマウントに面
するように、前記半導体レーザ素子を前記サブマウント
に搭載したことが好ましい。このような構成にすること
により、半導体レーザ素子のレーザ発振時において発生
する熱を、基板を介さずに直接サブマウントを通じて逃
がすことができる。
【００１０】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
基板の主面側から眺めた前記第１の半導体レーザ構造の
発光点の位置と、前記第２の半導体レーザ構造の発光点
の位置とが互いに異なることが好ましい。このような構
成にすることにより、第１の半導体レーザ構造のレーザ
発振時において発生する熱を、第２の半導体レーザ構造
を経由しないで逃がすことができるとともに、第１の半
導体レーザ構造の発光点直上における結晶性の悪い部分
を避けて第２の半導体レーザ構造の発光点を設けること
ができる。
基板の主面側から眺めた前記第１の半導体レーザ構造の
発光点の位置と、前記第２の半導体レーザ構造の発光点
の位置とが互いに異なることが好ましい。このような構
成にすることにより、第１の半導体レーザ構造のレーザ
発振時において発生する熱を、第２の半導体レーザ構造
を経由しないで逃がすことができるとともに、第１の半
導体レーザ構造の発光点直上における結晶性の悪い部分
を避けて第２の半導体レーザ構造の発光点を設けること
ができる。
【００１１】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
第１の半導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの
高い主面側に位置し、前記第２の半導体レーザ構造の発
光点が前記サブマウントの低い主面側に位置することが
好ましい。このような構成にすることにより、第１の半
導体レーザ構造および第２の半導体レーザ構造につい
て、レーザ発振時において発生する熱のサブマウントへ
の通り道を最短にすることができる。
第１の半導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの
高い主面側に位置し、前記第２の半導体レーザ構造の発
光点が前記サブマウントの低い主面側に位置することが
好ましい。このような構成にすることにより、第１の半
導体レーザ構造および第２の半導体レーザ構造につい
て、レーザ発振時において発生する熱のサブマウントへ
の通り道を最短にすることができる。
【００１２】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
サブマウントの低い主面の面積が前記サブマウントの高
い主面の面積よりも大きく、前記第２の半導体レーザ構
造の平均の熱伝導率が前記第１の半導体レーザ構造の平
均の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。このような
構成により、熱伝導率の大きい第２の半導体レーザ構造
については面積の小さいサブマウントにて熱を逃がし、
熱伝導率の小さい第１の半導体レーザ構造については面
積の大きいサブマウントにて熱を逃がすことで、それぞ
れの半導体レーザ構造についてレーザ発振時における熱
をより効率よく逃がすことができる。
サブマウントの低い主面の面積が前記サブマウントの高
い主面の面積よりも大きく、前記第２の半導体レーザ構
造の平均の熱伝導率が前記第１の半導体レーザ構造の平
均の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。このような
構成により、熱伝導率の大きい第２の半導体レーザ構造
については面積の小さいサブマウントにて熱を逃がし、
熱伝導率の小さい第１の半導体レーザ構造については面
積の大きいサブマウントにて熱を逃がすことで、それぞ
れの半導体レーザ構造についてレーザ発振時における熱
をより効率よく逃がすことができる。
【００１３】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
第１の半導体レーザ構造がＡｌＧａＡｓ系材料よりな
り、前記第２の半導体レーザ構造がＡｌＧａＩｎＰ系材
料よりなるものであることが好ましい。このような構成
により、ＡｌＧａＩｎＰ系材料よりなる熱伝導率の小さ
い第２の半導体レーザ構造についてレーザ発振時におけ
る熱をより効率よく逃がすことができる。
第１の半導体レーザ構造がＡｌＧａＡｓ系材料よりな
り、前記第２の半導体レーザ構造がＡｌＧａＩｎＰ系材
料よりなるものであることが好ましい。このような構成
により、ＡｌＧａＩｎＰ系材料よりなる熱伝導率の小さ
い第２の半導体レーザ構造についてレーザ発振時におけ
る熱をより効率よく逃がすことができる。
【００１４】本発明の半導体レーザ装置は、さらに前記
半導体レーザ素子の前記側壁全面に絶縁膜が設けられた
のが好ましい。このような構成により、第１の半導体レ
ーザ構造の電極と第２の半導体レーザ構造の電極との絶
縁性を確実にすることができる。
半導体レーザ素子の前記側壁全面に絶縁膜が設けられた
のが好ましい。このような構成により、第１の半導体レ
ーザ構造の電極と第２の半導体レーザ構造の電極との絶
縁性を確実にすることができる。
【００１５】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
サブマウントの主面に高低差をつける工程と、前記高低
差をつけて側面が設けられたサブマウントの主面上に、
第１の半導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造とを
有しかつ前記第１の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第２の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が形成された半導体レーザ素子を、前記サ
ブマウントの側面と前記半導体レーザ素子の側壁とが適
合するように搭載する工程とを有することを特徴とする
ものである。
サブマウントの主面に高低差をつける工程と、前記高低
差をつけて側面が設けられたサブマウントの主面上に、
第１の半導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造とを
有しかつ前記第１の半導体レーザ構造が有する電極と前
記第２の半導体レーザ構造が有する電極との間に高低差
を有して側壁が形成された半導体レーザ素子を、前記サ
ブマウントの側面と前記半導体レーザ素子の側壁とが適
合するように搭載する工程とを有することを特徴とする
ものである。
【００１６】この構成により、サブマウントの側面を目
印にして半導体レーザ素子を載置することができ、半導
体レーザ素子に設けられた側壁とサブマウントの側面と
を適合させて半導体レーザ素子をサブマウントに精度よ
く載置させることができる。
印にして半導体レーザ素子を載置することができ、半導
体レーザ素子に設けられた側壁とサブマウントの側面と
を適合させて半導体レーザ素子をサブマウントに精度よ
く載置させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１８】（半導体レーザ装置）本発明の実施の形態
に係る半導体レーザ装置について以下に説明する。
に係る半導体レーザ装置について以下に説明する。
【００１９】図１は本発明の半導体レーザ装置の斜視図
であり、図２は図１においてＡ−Ａ′を通り基板１の主
面に垂直な平面で切った本発明の半導体レーザ装置の断
面図である。この半導体レーザ装置において、２波長の
半導体レーザ素子ＬＤ３は、第１の半導体レーザ構造Ｌ
Ｄ１および第２の半導体レーザ構造ＬＤ２をｎ型半導体
基板１上に重なり合うように集積して構成したものであ
る。また、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の、第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１側の側壁１０には例えばＳｉＯ2
よりなる絶縁膜２が形成されており、絶縁膜２を境界と
して第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に関するｐ型電極３
および第２の半導体レーザ構造ＬＤ２に関するｐ型電極
４が形成されている。この半導体レーザ素子ＬＤ３は、
高低差のある２枚の主面７および８の間に形成された側
面９を有するサブマウント６に対し、絶縁膜２と側面９
とが適合するように搭載されている。なお、半導体レー
ザ素子ＬＤ３はサブマウント６に接触しているが、図１
および図２においては便宜上半導体レーザ素子ＬＤ３と
サブマウント６とを離して描いている。
であり、図２は図１においてＡ−Ａ′を通り基板１の主
面に垂直な平面で切った本発明の半導体レーザ装置の断
面図である。この半導体レーザ装置において、２波長の
半導体レーザ素子ＬＤ３は、第１の半導体レーザ構造Ｌ
Ｄ１および第２の半導体レーザ構造ＬＤ２をｎ型半導体
基板１上に重なり合うように集積して構成したものであ
る。また、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の、第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１側の側壁１０には例えばＳｉＯ2
よりなる絶縁膜２が形成されており、絶縁膜２を境界と
して第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に関するｐ型電極３
および第２の半導体レーザ構造ＬＤ２に関するｐ型電極
４が形成されている。この半導体レーザ素子ＬＤ３は、
高低差のある２枚の主面７および８の間に形成された側
面９を有するサブマウント６に対し、絶縁膜２と側面９
とが適合するように搭載されている。なお、半導体レー
ザ素子ＬＤ３はサブマウント６に接触しているが、図１
および図２においては便宜上半導体レーザ素子ＬＤ３と
サブマウント６とを離して描いている。
【００２０】半導体レーザ素子ＬＤ３をサブマウント６
に搭載する場合に、サブマウント６に対し、半導体レー
ザ素子ＬＤ３を、結晶成長面を下にして搭載する。その
際に絶縁膜２と、サブマウント６の段差の側面を合わせ
るようにして搭載する。
に搭載する場合に、サブマウント６に対し、半導体レー
ザ素子ＬＤ３を、結晶成長面を下にして搭載する。その
際に絶縁膜２と、サブマウント６の段差の側面を合わせ
るようにして搭載する。
【００２１】この構成によれば、半導体レーザ素子ＬＤ
３が有する側壁１０とサブマウント６が有する側面９と
を目印に半導体レーザ素子ＬＤ３をサブマウント６に搭
載することができるので、半導体レーザ素子ＬＤ３をサ
ブマウント６に精度よく搭載することができる。すなわ
ち、サブマウント６に段差があるために絶縁膜２の側面
を、サブマウント６の段差の側面に沿って設置するだけ
で、容易かつ高精度の組立ができ、他の光学素子等の光
軸も高精度に設定することができる。そのため、半導体
レーザ素子ＬＤ３とサブマウント６とを有する、例えば
光ピックアップ装置に示されるような半導体レーザ装置
の組立歩留まりを向上させることができる。
３が有する側壁１０とサブマウント６が有する側面９と
を目印に半導体レーザ素子ＬＤ３をサブマウント６に搭
載することができるので、半導体レーザ素子ＬＤ３をサ
ブマウント６に精度よく搭載することができる。すなわ
ち、サブマウント６に段差があるために絶縁膜２の側面
を、サブマウント６の段差の側面に沿って設置するだけ
で、容易かつ高精度の組立ができ、他の光学素子等の光
軸も高精度に設定することができる。そのため、半導体
レーザ素子ＬＤ３とサブマウント６とを有する、例えば
光ピックアップ装置に示されるような半導体レーザ装置
の組立歩留まりを向上させることができる。
【００２２】次に、本発明の半導体レーザ装置に用いら
れるサブマウント６について、図３および図４を用いて
説明する。図３は本発明に係るサブマウント６の側面
図、図４は本発明に係るサブマウント６の平面図であ
る。
れるサブマウント６について、図３および図４を用いて
説明する。図３は本発明に係るサブマウント６の側面
図、図４は本発明に係るサブマウント６の平面図であ
る。
【００２３】図３および図４に示すように、サブマウン
ト６は、高低差を有するＳｉ基板６０の、高い側および
低い側の主面上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜６１およびＡｕＳ
ｎ膜６２が形成され、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と
第２の半導体レーザ構造ＬＤ２とに対して独立に電流を
注入させることを可能にするためにストライプ状の溝６
３を、Ｓｉ基板６０の高い側の主面と低い側の主面との
間に設けたものである。なお、Ｓｉ基板６０の高い側の
主面および低い側の主面はそれぞれ第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の電極４および第１の半導体レーザ構造ＬＤ
１の電極３が配置される。Ｓｉ基板６０の高い側の主面
の幅Ｗ１は１５０μｍ、低い側の主面の幅Ｗ２は３５０
μｍである。すなわち、Ｓｉ基板６０の高い側の主面の
面積１は低い側の主面の面積よりも小さくしてある。
ト６は、高低差を有するＳｉ基板６０の、高い側および
低い側の主面上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜６１およびＡｕＳ
ｎ膜６２が形成され、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と
第２の半導体レーザ構造ＬＤ２とに対して独立に電流を
注入させることを可能にするためにストライプ状の溝６
３を、Ｓｉ基板６０の高い側の主面と低い側の主面との
間に設けたものである。なお、Ｓｉ基板６０の高い側の
主面および低い側の主面はそれぞれ第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の電極４および第１の半導体レーザ構造ＬＤ
１の電極３が配置される。Ｓｉ基板６０の高い側の主面
の幅Ｗ１は１５０μｍ、低い側の主面の幅Ｗ２は３５０
μｍである。すなわち、Ｓｉ基板６０の高い側の主面の
面積１は低い側の主面の面積よりも小さくしてある。
【００２４】この構成によれば、溝６３を設けることで
第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レーザ構
造ＬＤ２とを独立に駆動させることが可能となる。
第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レーザ構
造ＬＤ２とを独立に駆動させることが可能となる。
【００２５】なお、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１およ
び第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の例として、AlGaAs系
レーザ構造をＬＤ１、ＡｌＧａＩｎＰ系レーザ構造をＬ
Ｄ２としたとき、ＬＤ２はＬＤ１より平均の熱伝導率が
小さい、すなわちＬＤ２はＬＤ１より放熱性が悪いた
め、ＬＤ２をサブマウント６の高い側の主面すなわち電
極面積の大きな側に配置するのがよい。
び第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の例として、AlGaAs系
レーザ構造をＬＤ１、ＡｌＧａＩｎＰ系レーザ構造をＬ
Ｄ２としたとき、ＬＤ２はＬＤ１より平均の熱伝導率が
小さい、すなわちＬＤ２はＬＤ１より放熱性が悪いた
め、ＬＤ２をサブマウント６の高い側の主面すなわち電
極面積の大きな側に配置するのがよい。
【００２６】また、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と第
２の半導体レーザ構造ＬＤ２との組み合わせおいて、例
えばII−VI族半導体レーザ、III−Ｖ族半導体レーザの
群から２種類を組み合わせて適用してもよい。この場
合、サブマウント６の電極面積の大きい側に、第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レーザ構造ＬＤ２
とのうち熱伝導率の小さなほうを配置するのが、半導体
レーザ素子ＬＤ３の放熱特性を考える上で望ましい。
２の半導体レーザ構造ＬＤ２との組み合わせおいて、例
えばII−VI族半導体レーザ、III−Ｖ族半導体レーザの
群から２種類を組み合わせて適用してもよい。この場
合、サブマウント６の電極面積の大きい側に、第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レーザ構造ＬＤ２
とのうち熱伝導率の小さなほうを配置するのが、半導体
レーザ素子ＬＤ３の放熱特性を考える上で望ましい。
【００２７】なお、サブマウント６としてはＳｉ以外に
例えば、熱伝導率の高いＳｉＣを使用してもよいし、Ａ
ｌＮ、Ｃ等を用いてもよい。
例えば、熱伝導率の高いＳｉＣを使用してもよいし、Ａ
ｌＮ、Ｃ等を用いてもよい。
【００２８】次に、サブマウント６の材料としてＳｉを
使用する場合についての製造方法を図７を用いて説明す
る。
使用する場合についての製造方法を図７を用いて説明す
る。
【００２９】Ｓｉ基板６０を用意して、例えば化学的気
相成長（ＣＶＤ）法により、ＳｉＯ 2膜またはＳｉＮ膜
などのＳｉ誘電体膜を形成する。次に、有機レジスト膜
を塗布した後、フォトリソグラフィー法により、有機レ
ジストをパターンニングし、例えば、ウエットエッチン
グ法により、Ｓｉ誘電体膜をエッチングする。その後、
Ｓｉ誘電体膜上の有機レジストを除去する。続いて、パ
ターンニングしたＳｉ誘電体膜をマスクとしてＳｉ基板
６０を例えば、ウエットエッチング法により、エッチン
グして、最後にＳｉ誘電体膜を除去して主面に高低差を
設けたＳｉ基板６０を作製する。
相成長（ＣＶＤ）法により、ＳｉＯ 2膜またはＳｉＮ膜
などのＳｉ誘電体膜を形成する。次に、有機レジスト膜
を塗布した後、フォトリソグラフィー法により、有機レ
ジストをパターンニングし、例えば、ウエットエッチン
グ法により、Ｓｉ誘電体膜をエッチングする。その後、
Ｓｉ誘電体膜上の有機レジストを除去する。続いて、パ
ターンニングしたＳｉ誘電体膜をマスクとしてＳｉ基板
６０を例えば、ウエットエッチング法により、エッチン
グして、最後にＳｉ誘電体膜を除去して主面に高低差を
設けたＳｉ基板６０を作製する。
【００３０】次に、Ｓｉ基板６０の表面にレジスト６５
を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レジスト
６５をパターンニングする（図７（ａ））。
を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レジスト
６５をパターンニングする（図７（ａ））。
【００３１】続いて、例えば、真空蒸着法により、Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕ薄膜６１、ＡｕＳｎ薄膜６２（金錫はん
だ）をＳｉ基板６０の表面に形成する。続いて、レジス
ト６６を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レ
ジスト６６をパターンニングする（図７（ｂ））。
／Ｐｔ／Ａｕ薄膜６１、ＡｕＳｎ薄膜６２（金錫はん
だ）をＳｉ基板６０の表面に形成する。続いて、レジス
ト６６を塗布した後、フォトリソグラフィ法により、レ
ジスト６６をパターンニングする（図７（ｂ））。
【００３２】続いて、例えば、ウエットエッチング法に
より、ＡｕＳｎ薄膜６２をエッチングし（図７
（ｃ））、最後に、例えば、アセトンなどを用いて、パ
ターンニングされた有機レジストをリフトオフにより除
去して、図に示すようにＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜６１、金
錫はんだ６２、溝６３をＳｉ基板６０の表面に形成する
（図７（ｄ））。
より、ＡｕＳｎ薄膜６２をエッチングし（図７
（ｃ））、最後に、例えば、アセトンなどを用いて、パ
ターンニングされた有機レジストをリフトオフにより除
去して、図に示すようにＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ薄膜６１、金
錫はんだ６２、溝６３をＳｉ基板６０の表面に形成する
（図７（ｄ））。
【００３３】（半導体レーザ素子）次に、本発明の半導
体レーザ装置に係る半導体レーザ素子ＬＤ３の構造につ
いて、図５に示す断面図を用いて説明する。
体レーザ装置に係る半導体レーザ素子ＬＤ３の構造につ
いて、図５に示す断面図を用いて説明する。
【００３４】半導体レーザ素子ＬＤ３は、ｎ型ＧａＡｓ
基板４０上に、ＡｌＧａＡｓ系の、７８０ｎｍ帯の、第
１の半導体レーザ構造ＬＤ１と、第１の半導体レーザ構
造ＬＤ１上にＡｌＧａＩｎＰ系の、６５０ｎｍ帯の発振
波長を持つ第２の半導体レーザ構造ＬＤ２が形成された
ものである。
基板４０上に、ＡｌＧａＡｓ系の、７８０ｎｍ帯の、第
１の半導体レーザ構造ＬＤ１と、第１の半導体レーザ構
造ＬＤ１上にＡｌＧａＩｎＰ系の、６５０ｎｍ帯の発振
波長を持つ第２の半導体レーザ構造ＬＤ２が形成された
ものである。
【００３５】ｎ型ＧａＡｓ基板４０には、ｎ型のオーミ
ックをとるための電極（Ａｌ／Ｇａ／Ｎｉよりなる）５
６ｂ、ｎ側Ａｕ電極５９ｃが形成されている。第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１は、ｎ型ＧａＡｓ基板４０上に、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層４２、ＡｌＧａＡｓバルク活性層４３、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第１クラッド層４４、ｎ型ＡｌＧａＡｓエッチン
グストップ層４５、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流阻止層４６、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４７、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクトバッファ層４８から構成されている。
ックをとるための電極（Ａｌ／Ｇａ／Ｎｉよりなる）５
６ｂ、ｎ側Ａｕ電極５９ｃが形成されている。第１の半
導体レーザ構造ＬＤ１は、ｎ型ＧａＡｓ基板４０上に、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層４２、ＡｌＧａＡｓバルク活性層４３、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第１クラッド層４４、ｎ型ＡｌＧａＡｓエッチン
グストップ層４５、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流阻止層４６、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４７、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクトバッファ層４８から構成されている。
【００３６】第２の半導体レーザ構造ＬＤ２は、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクトバッファ層４８から、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４９、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ量子
井戸活性層５０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層５
１、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層５２、ｐ型Ａ
ｌＩｎＰ電流阻止層５３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラ
ッド層５４、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層５５、ｎ型のオ
ーミックをとるための電極（Ａｌ／Ｇａ／Ｎｉよりな
る）５６ａ、ｎ側Ａｕ電極５９ｂから構成されている。
また、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１、第２の半導体レ
ーザ構造ＬＤ２ともに電流狭窄となるストライプ状の窓
４６ａ、５３ａが形成されており、光導波路を実現す
る。ただし、図５に示すように、電流狭窄となるストラ
イプ状の窓４６ａと５３ａとは、半導体基板と平行な方
向にずれた位置に配置される。
ａＡｓコンタクトバッファ層４８から、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４９、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ量子
井戸活性層５０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層５
１、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層５２、ｐ型Ａ
ｌＩｎＰ電流阻止層５３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラ
ッド層５４、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層５５、ｎ型のオ
ーミックをとるための電極（Ａｌ／Ｇａ／Ｎｉよりな
る）５６ａ、ｎ側Ａｕ電極５９ｂから構成されている。
また、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１、第２の半導体レ
ーザ構造ＬＤ２ともに電流狭窄となるストライプ状の窓
４６ａ、５３ａが形成されており、光導波路を実現す
る。ただし、図５に示すように、電流狭窄となるストラ
イプ状の窓４６ａと５３ａとは、半導体基板と平行な方
向にずれた位置に配置される。
【００３７】第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の一部に
は、ｐ型ＧａＡｓコンタクトバッファ層４８の表面が露
出し、その露出したｐ型ＧａＡｓコンタクトバッファ層
４８上に第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に対してｐ型の
オーミックをとるための電極（Ｃｒ／Ｐｔ）５８、ｐ側
Ａｕ電極５９ａが配置されている。また、第２の半導体
レーザ構造ＬＤ２の、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に
面する側面に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜５７が配置
されている。
は、ｐ型ＧａＡｓコンタクトバッファ層４８の表面が露
出し、その露出したｐ型ＧａＡｓコンタクトバッファ層
４８上に第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に対してｐ型の
オーミックをとるための電極（Ｃｒ／Ｐｔ）５８、ｐ側
Ａｕ電極５９ａが配置されている。また、第２の半導体
レーザ構造ＬＤ２の、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１に
面する側面に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜５７が配置
されている。
【００３８】以下、半導体レーザ素子ＬＤ３の動作特性
について説明する。ｐ側Ａｕ電極５９ａとｎ側Ａｕ電極
５９ｂとの間に電流を流すことにより、ｐ型ＡｌＩｎＰ
電流阻止層５３には電流が流れず、ストライプ状の窓５
３ａの部分にのみ電流が流れ、発振波長６５０ｎｍ帯の
第２の半導体レーザ構造ＬＤ２をレーザ発振させること
ができる。
について説明する。ｐ側Ａｕ電極５９ａとｎ側Ａｕ電極
５９ｂとの間に電流を流すことにより、ｐ型ＡｌＩｎＰ
電流阻止層５３には電流が流れず、ストライプ状の窓５
３ａの部分にのみ電流が流れ、発振波長６５０ｎｍ帯の
第２の半導体レーザ構造ＬＤ２をレーザ発振させること
ができる。
【００３９】また、ｐ側Ａｕ電極５９ａとｎ側Ａｕ電極
５９ｃとの間に電流を流すことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ電流阻止層４６には電流が流れず、ストライプ状の窓
４６ａの部分にのみ電流が流れ、発振波長７８０ｎｍ帯
の、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１をレーザ発振させる
ことができる。
５９ｃとの間に電流を流すことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ電流阻止層４６には電流が流れず、ストライプ状の窓
４６ａの部分にのみ電流が流れ、発振波長７８０ｎｍ帯
の、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１をレーザ発振させる
ことができる。
【００４０】すなわち、絶縁膜５７が設けられているた
めに第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レー
ザ構造ＬＤ２とを独立に駆動させることができる。
めに第１の半導体レーザ構造ＬＤ１と第２の半導体レー
ザ構造ＬＤ２とを独立に駆動させることができる。
【００４１】ここで、図５に示すように、電流狭窄とな
るストライプ状の窓４６ａと５３ａとは、半導体基板と
平行な方向にずれた位置に配置されている、すなわちｎ
型ＧａＡｓ基板４０の主面側から眺めた第１の半導体レ
ーザ構造ＬＤ１の発光点の位置と、第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の発光点の位置とが互いに異なっている。こ
のような構成にすることにより、第１の半導体レーザ構
造ＬＤ１のレーザ発振時において発生する熱を、第２の
半導体レーザ構造ＬＤ２を経由しないで逃がすことがで
きるとともに、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の発光点
の位置を、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１の発光点直上
における結晶性の悪い部分を避けて第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の発光点を設けることができる。なお、第１
の半導体レーザ構造ＬＤ１について、ストライプ状の窓
の部分（第１の半導体レーザ構造ＬＤ１の発光点直上）
とストライプ状の窓以外の部分とを比較した場合に、ス
トライプ状の窓の部分において結晶性が悪いのは、スト
ライプ状の窓の上に半導体層が結晶成長する際に、スト
ライプ状の窓の側面からの半導体層の成長とストライプ
状の窓の底面からの半導体層の成長とが重なり合うため
である。
るストライプ状の窓４６ａと５３ａとは、半導体基板と
平行な方向にずれた位置に配置されている、すなわちｎ
型ＧａＡｓ基板４０の主面側から眺めた第１の半導体レ
ーザ構造ＬＤ１の発光点の位置と、第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の発光点の位置とが互いに異なっている。こ
のような構成にすることにより、第１の半導体レーザ構
造ＬＤ１のレーザ発振時において発生する熱を、第２の
半導体レーザ構造ＬＤ２を経由しないで逃がすことがで
きるとともに、第２の半導体レーザ構造ＬＤ２の発光点
の位置を、第１の半導体レーザ構造ＬＤ１の発光点直上
における結晶性の悪い部分を避けて第２の半導体レーザ
構造ＬＤ２の発光点を設けることができる。なお、第１
の半導体レーザ構造ＬＤ１について、ストライプ状の窓
の部分（第１の半導体レーザ構造ＬＤ１の発光点直上）
とストライプ状の窓以外の部分とを比較した場合に、ス
トライプ状の窓の部分において結晶性が悪いのは、スト
ライプ状の窓の上に半導体層が結晶成長する際に、スト
ライプ状の窓の側面からの半導体層の成長とストライプ
状の窓の底面からの半導体層の成長とが重なり合うため
である。
【００４２】なお、ここでｎ型半導体基板１としては例
えば、ｎ−ＧａＡｓの（１００）面方位を有するもの、
もしくは、（１００）面から５〜１５°オフした面を主
面とするものを使用する。
えば、ｎ−ＧａＡｓの（１００）面方位を有するもの、
もしくは、（１００）面から５〜１５°オフした面を主
面とするものを使用する。
【００４３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明は第１の半
導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造とを有し、か
つ第１の半導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造と
で段差を有する半導体レーザ素子を段差のあるサブマウ
ントに搭載することにより、光軸を容易に高精度に設定
でき、歩留まりよく組立てることができる。
導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造とを有し、か
つ第１の半導体レーザ構造と第２の半導体レーザ構造と
で段差を有する半導体レーザ素子を段差のあるサブマウ
ントに搭載することにより、光軸を容易に高精度に設定
でき、歩留まりよく組立てることができる。
【図１】本発明の半導体レーザ装置の斜視図
【図２】本発明の半導体レーザ装置の、図１に関するＡ
−Ａ′断面図
−Ａ′断面図
【図３】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の断面図
の断面図
【図４】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の上面図
の上面図
【図５】本発明の半導体レーザ装置に係る半導体レーザ
素子の断面図
素子の断面図
【図６】従来の半導体レーザ装置の斜視図
【図７】本発明の半導体レーザ装置に係るサブマウント
の製造工程を示す図
の製造工程を示す図
１ 半導体基板 ２ 絶縁膜 ３ 共通電極 ４、５ 電極 ６ サブマウント ４０ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４１ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ４２ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ４３ ＡｌＧａＡｓバルク活性層 ４４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層 ４５ ｎ型ＡｌＧａＡｓエッチングストップ層 ４６ ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流阻止層 ４６ａ ストライプ状の窓 ４７ ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層 ４８ ｐ型ＧａＡｓコンタクトバッファ層 ４９ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５０ ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層 ５１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層 ５２ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層 ５３ ｐ型ＡｌＩｎＰ電流阻止層 ５３ａ ストライプ状の窓 ５４ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層 ５５ ｎ型ＧａＡｓコンタクト層 ５６ａ、５６ｂ ｎ型のオーミックをとるための電極 ５７ 絶縁膜 ５８ ｐ型のオーミックをとるための電極 ５９a ｐ側Ａｕ電極 ５９ｂ、５９ｃ ｎ側Ａｕ電極 ６０ Ｓｉ基板 ６１ Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜 ６２ ＡｕＳｎ膜 ６３ 溝
Claims (8)
- 【請求項１】 第１の半導体レーザ構造と、第２の半導
体レーザ構造とを１つの基板上に有し、かつ前記第１の
半導体レーザ構造が有する電極と前記第２の半導体レー
ザ構造が有する電極との間に高低差を有して側壁が設け
られた半導体レーザ素子と、高低差のある２枚の主面と
これら２枚の主面との間に形成された側面とを有し、か
つこの側面と前記半導体レーザ素子の前記側壁とが適合
するように前記半導体レーザ素子を搭載したサブマウン
トとを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記半導体レーザ素子の結晶成長面が前
記サブマウントに面するように、前記半導体レーザ素子
を前記サブマウントに搭載したことを特徴とする請求項
１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記基板の主面側から眺めた前記第１の
半導体レーザ構造の発光点の位置と、前記第２の半導体
レーザ構造の発光点の位置とが互いに異なることを特徴
とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記第１の半導体レーザ構造の発光点が
前記サブマウントの高い主面側に位置し、前記第２の半
導体レーザ構造の発光点が前記サブマウントの低い主面
側に位置することを特徴とする請求項１記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項５】 前記サブマウントの低い主面の面積が前
記サブマウントの高い主面の面積よりも大きく、前記第
１の半導体レーザ構造の平均の熱伝導率が前記第２の半
導体レーザ構造の平均の熱伝導率よりも大きいことを特
徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記第１の半導体レーザ構造がＡｌＧａ
Ａｓ系材料よりなり、前記第２の半導体レーザ構造がＡ
ｌＧａＩｎＰ系材料よりなるものである請求項５記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記半導体レーザ素子の前記側壁全面に
絶縁膜が設けられたことを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザ装置。 - 【請求項８】 サブマウントの主面に高低差をつける工
程と、前記高低差をつけて側面が設けられたサブマウン
トの主面上に、第１の半導体レーザ構造と第２の半導体
レーザ構造とを有しかつ前記第１の半導体レーザ構造が
有する電極と前記第２の半導体レーザ構造が有する電極
との間に高低差を有して側壁が形成された半導体レーザ
素子を、前記サブマウントの側面と前記半導体レーザ素
子の側壁とが適合するように搭載する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105470A JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105470A JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299750A true JP2002299750A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18958163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001105470A Pending JP2002299750A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002299750A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286244A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| US7672349B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-03-02 | Sony Corporation | Laser diode |
| CN103390702A (zh) * | 2012-05-09 | 2013-11-13 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置、超辐射发光二极管及投影仪 |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105470A patent/JP2002299750A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286244A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| 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 |
| US7672349B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-03-02 | Sony Corporation | Laser diode |
| CN103390702A (zh) * | 2012-05-09 | 2013-11-13 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置、超辐射发光二极管及投影仪 |
| US8955987B2 (en) | 2012-05-09 | 2015-02-17 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device, super-luminescent diode, and projector |
| US9172003B2 (en) | 2012-05-09 | 2015-10-27 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device, super-luminescent diode, and projector |
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