JP2005327826A

JP2005327826A - 集積型半導体レーザ装置、集積型半導体レーザ装置の製造方法、集積型半導体発光装置、集積型半導体発光装置の製造方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置

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Publication number: JP2005327826A
Application number: JP2004142996A
Authority: JP
Inventors: Takeharu Asano; 竹春浅野; Keigo Agawa; 圭吾阿河; Masao Ikeda; 昌夫池田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】ＧａＮ系半導体レーザの発光点とＤＶＤ用ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発光点とを十分に近接させることができる集積型半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】第１の導電性基板１１上に半導体層を有し、発光波長がλ₁の半導体レーザＬＤ１と、第２の導電性基板１３上に半導体層を有し、発光波長がλ₂の半導体レーザＬＤ２と、第３の導電性基板１３上に半導体層を有し、発光波長がλ₃（λ₁＜λ₂＜λ₃）の半導体レーザＬＤ３とを有する集積型半導体レーザ装置において、支持基体１０上に半導体レーザＬＤ１の第１の導電性基板１１側を接着し、この半導体レーザＬＤ１の半導体層上に、半導体レーザＬＤ２の半導体層側および半導体レーザＬＤ３の半導体層側を接着する。半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁と半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂との間隔を１０μｍ以下とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、集積型半導体レーザ装置、集積型半導体レーザ装置の製造方法、集積型半導体発光装置、集積型半導体発光装置の製造方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置に関し、特に、記録／再生用のレーザ光の波長が互いに異なる複数種の光ディスクの記録／再生に用いて好適なものである。

近年、ＤＶＤプレーヤおよびＤＶＤレコーダのマーケットが全世界で急速に拡大している。これらのＤＶＤフォーマットの光ディスク装置においては、ＣＤフォーマットとの互換性を確保することが要求されるため、ＣＤ用７８０ｎｍ帯赤外半導体レーザとＤＶＤ用６５０ｎｍ帯赤色半導体レーザとが同一基板上に集積された集積型半導体レーザの研究開発が盛んに行われ、実用化されるに至っている。これらのＣＤ用赤外半導体レーザとＤＶＤ用赤色半導体レーザとは共にＧａＡｓ基板上に作製されるため、同一のＧａＡｓ基板上に結晶成長を複数回行うことにより、上記の集積型半導体レーザを比較的容易に作製することが可能である。この集積型半導体レーザによれば、光学ピックアップの小型化、低コスト化、したがって光ディスク装置の低コスト化を図ることができた。

なお、特許文献１には、サファイア基板上に成長形成された第１の半導体発光素子と、第１の半導体発光素子とは別に成長形成され、積層体の状態で前記第１の半導体発光素子に直接接着された第２の半導体発光素子とからなり、前記第１の半導体発光素子の発光波長と前記第２の半導体発光素子の発光波長とは互いに異なる集積型半導体発光装置が提案されている。また、特許文献２には、絶縁性の支持基体と、この支持基体の一面側に設けられ、絶縁性かつ可視領域において透明の第１の基板を有する第１の発光素子と、この第１の発光素子の前記支持基板と反対側に設けられ、第２の基板を有する第２の発光素子とを備え、第１の発光素子と第２の発光素子とは互いに波長が異なる光を出射可能である発光装置が、本出願人により提案されている。

特開２００２−１１８３３１号公報特開２００３−２９８１９３号公報

ＤＶＤフォーマットの次世代を担う技術として、さらに短い波長４００ｎｍ帯のＧａＮ系半導体レーザを光源として用いるＢｌｕ−ｒａｙあるいはＨＤ−ＤＶＤと呼ばれるフォーマットが策定され、前者に関してはすでに光ディスク装置が市販されるに至っている。この新規光ディスク装置に関しても、これまでのＣＤおよびＤＶＤとの互換性を確保することが、今後要求されてくるものと考えられている。しかしながら、ＧａＮ系半導体レーザは、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザやＡｌＧａＡｓ系半導体レーザとは異なりＧａＮ基板上に作製されるため、同一基板上へ結晶成長により作り込むことは不可能である。

結晶成長以外の集積方法としては、別々の基板上に作製された半導体レーザを高精度にアセンブリして一つの集積型半導体レーザを実現するという方法がある。例えば、上記特許文献２においては、支持基体上にＧａＮ系半導体レーザを基板側を上にして組み立て、その上にＡｌＧａＡｓ系半導体レーザをそのＧａＡｓ基板を上側にして組み立てることにより集積型半導体レーザを実現している。しかしながら、この方法の場合、ＧａＮ系半導体レーザの発光点とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発光点とは、少なくともＧａＮ基板の厚み分（通常、数十μｍ以上）離れるため、光学ピックアップの設計マージンが狭く、その組み立てに非常に高い精度が要求されるという問題がある。また、このようにＧａＮ系半導体レーザの発光点とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発光点との間隔が大きいと、光学ピックアップの集光レンズに対するそれらのレーザビームの入射位置が大きくずれるため、集光レンズの収差による光量の減少が大きくなり、それを補うためにはレーザパワーを増やさなければならず、低消費電力化の要求に反する結果となる。

一方、上記特許文献１においては、２種類の半導体レーザの半導体層を高温下で直接接着することにより集積型半導体レーザを実現しているが、この方法の場合、熱的安定性の低いＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザやＡｌＧａＡｓ系半導体レーザの特性を悪化させる可能性がある。

したがって、この発明が解決しようとする課題は、例えばＧａＮ系半導体レーザの発光点とＤＶＤ用ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発光点とを十分に近接させることができ、発光点間隔の制御性の向上を図ることができ、さらにレーザパワーを抑えることができる集積型半導体レーザ装置およびそのような集積型半導体レーザ装置を各半導体レーザの特性を悪化させることなく簡便に製造することができる集積型半導体レーザ装置の製造方法ならびにそのような集積型半導体レーザ装置を光源として用いる光学ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することにある。
この発明が解決しようとする他の課題は、例えば白色ＬＥＤを簡便に得ることができる集積型半導体発光装置およびその製造方法を提供することにある。
上記課題およびその他の課題は、本明細書の記述によって明らかとなるであろう。

上記課題を解決するために、第１の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着されている
ことを特徴とするものである。

第２の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置の製造方法であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とするものである。

第１および第２の発明においては、典型的には、支持基体上に第１の半導体レーザの第１の導電性基板側が接着される。支持基体としては、好適には、熱伝導率が高く、導電性を有するもの、例えば銅ヒートシンクが用いられる。このほか、支持基体をＡｌＮサブマウントにし、そのＡｌＮサブマウントを銅ヒートシンクにボンディングするようにしてもよい。この場合、ＡｌＮに導電性がないため、ＡｌＮサブマウント上の引き出し電極に対してワイヤボンディングを行う必要があるが、第１の半導体レーザを銅ヒートシンクから電気的に浮かせる、すなわちフローティングにすることができるという利点がある。典型的には、第１の導電性基板と第２の導電性基板および第３の導電性基板とは互いに異なる材料からなる。具体的には、例えば、第１の導電性基板は窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板、典型的にはＧａＮ基板であり、この場合、第１の半導体レーザは窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系半導体レーザである。ここで、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、最も一般的にはＡｌ_XＢ_yＧａ_1-x-y-zＩｎ_zＡｓ_uＮ_1-u-vＰ_v（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１、０≦ｕ＋ｖ＜１）からなり、より具体的にはＡｌ_XＢ_yＧａ_1-x-y-zＩｎ_zＮ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１）からなり、典型的にはＡｌ_XＧａ_1-x-zＩｎ_zＮ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｚ≦１）からなる。窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の具体例を挙げると、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどである。また、第２の導電性基板および第３の導電性基板は互いに異なる基板であってもよいが、最も簡便には同一の基板である。これらの第２の導電性基板および第３の導電性基板は、典型的にはＧａＡｓ基板であり、この場合、例えば、第２の半導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ、第３の半導体レーザはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザである。典型的には、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が、それぞれ第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を介して接着される。これらの第１の絶縁膜および第２の絶縁膜は互い異なる絶縁膜であってもよいが、最も簡便には同一の絶縁膜である。これらの第１の絶縁膜および第２の絶縁膜は、好適には少なくとも、熱伝導率が高く、熱抵抗が低いＡｌＮ膜を含む。第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点との間隔は好適には１０μｍ以下、より好適には５μｍ以下である。

第３の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層および／または第４の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側が接着されている
ことを特徴とするものである。

第４の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置の製造方法であって、
第１の半導体レーザの半導体層および／または第４の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とするものである。

第３および第４の発明においては、典型的には、第１の半導体レーザおよび第４の半導体レーザが同一の材料系の半導体レーザ、例えば窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系半導体レーザ、第２の半導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザである。
第３および第４の発明においては、その性質に反しない限り、第１および第２の発明に関連して説明したことが成立する。

第５の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、
第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である
ことを特徴とするものである。

第６の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、
第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である
ことを特徴とするものである。

第５および第６の発明においては、光学ピックアップ装置の光源に用いる場合、集光レンズの収差の影響を最小限に抑え、レーザパワーを低く抑える観点より、好適には、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点との間隔が５μｍ以下である。

第７の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、
第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長より大きい
ことを特徴とするものである。

第８の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、
第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長および第３の半導体レーザの共振器長より大きい
ことを特徴とするものである。

第７および第８の発明において、第１の半導体レーザの共振器長をＬ₁、第２の半導体レーザの共振器長および第３の半導体レーザの共振器長をＬ₂とすると、第１の半導体レーザおよび第２の半導体レーザあるいは第１〜第３の半導体レーザに対するワイヤボンディングのスペースを十分に確保する観点より、Ｌ₁−Ｌ₂≧１００μｍであることが望ましい。例えば、Ｌ₁＝５００〜１５００μｍ、Ｌ₂＝２００〜１４００μｍである。

第９の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着されている集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置である。

第１０の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置である。

第１１の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置である。

第１２の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置である。

第１３の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長および第３の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置である。

第１４の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着されている集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置である。

第１５の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置である。

第１６の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置である。

第１７の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置である。

第１８の発明は、
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、第１の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着され、第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長および第３の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置である。

第５〜第１８の発明においては、その性質に反しない限り、第１および第２の発明に関連して説明したことが成立する。
第３および第４の発明の手法は、半導体レーザの代わりに発光ダイオードを用いた場合にも同様に適用することができる。

そこで、第１９の発明は、
第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の発光ダイオードと、第２の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の発光ダイオードと、第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の発光ダイオードとを少なくとも有する集積型半導体発光装置であって、
第１の発光ダイオードの半導体層および／または第４の発光ダイオードの半導体層上に、第２の発光ダイオードの半導体層側が接着されている
ことを特徴とするものである。

第２０の発明は、
第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の発光ダイオードと、第２の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の発光ダイオードと、第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の発光ダイオードとを少なくとも有する集積型半導体発光装置の製造方法であって、
第１の発光ダイオードの半導体層および／または第４の発光ダイオードの半導体層上に、第２の発光ダイオードの半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とするものである。

第１９および第２０の発明においては、典型的には、第１の発光ダイオードが青色発光、第４の発光ダイオードが緑色発光、第２の発光ダイオードが赤色発光であり、第１および第４の発光ダイオードは同一の材料系の発光ダイオード、例えば窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系発光ダイオードである。
第１９および第２０の発明においては、その性質に反しない限り、第１〜第４の発明に関連して説明したことが成立する。

上述のように構成されたこの発明においては、第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側が接着されることにより、第１の半導体レーザの発光点と第２の半導体レーザの発光点または第３の半導体レーザの発光点とを十分に近接させることができる。また、熱伝導率が高いＡｌＮ膜などの絶縁膜を介して第１の半導体レーザの半導体層上に第２の半導体レーザの半導体層側および第３の半導体レーザの半導体層側を接着することにより、接着時に各半導体レーザの特性が悪化するのを防止することができる。また、第１の半導体レーザの共振器長が第２の半導体レーザの共振器長より大きいため、例えば、第１の半導体レーザのフロント側の出射端面と第２の半導体レーザのフロント側の出射端面とが一致するように接着することにより、第２の半導体レーザの外部の第１の半導体レーザ上にこれらの半導体レーザのワイヤボンディング領域を確保することが可能となる。

また、第１の半導体レーザの半導体層および／または第４の半導体レーザの半導体層上に、第２の半導体レーザの半導体層側を接着することにより、例えばＲＧＢ三原色の発光が可能な集積型半導体レーザ装置を簡便に実現することができ、この集積型半導体レーザ装置を用いて例えば画像表示装置を実現することができる。
さらに、第１の発光ダイオードの半導体層および／または第４の発光ダイオードの半導体層上に、第２の発光ダイオードの半導体層側を接着することにより、例えばＲＧＢ三原色の発光が可能な集積型半導体発光装置を簡便に実現することができ、この集積型半導体発光装置を例えば白色ＬＥＤとして用いることができる。

この発明によれば、例えばＧａＮ系半導体レーザの発光点とＤＶＤ用ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの発光点またはＣＤ用ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザの発光点とを近接させることができ、発光点間隔の制御性の向上を図ることができ、さらにレーザパワーを抑えることができる集積型半導体レーザ装置を実現することができる。また、この集積型半導体レーザ装置を各半導体レーザの特性を悪化させることなく簡便に製造することができる。そして、この集積型半導体レーザ装置を光源として用いることにより、光学ピックアップ装置および光ディスク装置の低コスト化を図ることができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図１はこの発明の第１の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図、図２および図３はそれぞれこの集積型半導体レーザ装置の詳細を示す断面図および平面図である。

図１に示すように、この集積型半導体レーザ装置においては、支持基体１０上に、ｎ型ＧａＮ基板１１上にレーザ構造を形成する半導体層１２を有する例えば発光波長が４００ｎｍ付近のＧａＮ系半導体レーザＬＤ１がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されており、さらにこのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１上に、同一のｎ型ＧａＡｓ基板１３上に互いに分離した状態で形成された、レーザ構造を形成する半導体層１４を有するＤＶＤ用のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびレーザ構造を形成する半導体層１５を有するＣＤ用のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３が、それらの半導体層１４、１５を下にして接着されている。支持基体１０としては、熱伝導率が高く、導電性が良好な材料、例えば銅からなるものが用いられる。Ｐ₁〜Ｐ₃はそれぞれＧａＮ系半導体レーザＬＤ１、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の発光点を示す。

図２に示すように、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１においては、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６、ＧａＩｎＮ光導波層１７、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の活性層１８、ＧａＩｎＮ光導波層１９、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２０、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層２１およびｐ型ＧａＮコンタクト層２２が順次積層されている。ｎ型ＧａＮ基板１１は、例えば、（０００１）面（Ｃ面）方位のものである。ただし、ｎ型ＧａＮ基板１１はＲ面、Ａ面またはＭ面方位のものであってもよい。ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層２１の上部およびｐ型ＧａＮコンタクト層２２は一方向に延びるストライプ形状を有する。このストライプ部の側面およびその外側の部分のｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層２１上には例えばＳｉＯ₂膜のような絶縁膜２３が形成されている。また、このストライプ部のｐ型ＧａＮコンタクト層２２上にｐ側電極２４がオーミックコンタクトしている。このｐ側電極２４上に、引き出し電極２５がこのｐ側電極２４とオーミックコンタクトして形成されている。さらに、この引き出し電極２５を覆うように例えば熱伝導率が高いＡｌＮからなる絶縁膜２６が形成されている。この絶縁膜２６上には、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２用の引き出し電極２７およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３用の引き出し電極２８が形成されている。一方、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面にｎ側電極２９がオーミックコンタクトして形成されている。そして、このｎ型ＧａＮ基板１１のｎ側電極２９が接着層３０により支持基体１０に接着され、それによってＧａＮ系半導体レーザＬＤ１が支持基体１０に接着されている。接着層３０は例えばＳｎ−Ａｕ合金からなる。

ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２においては、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１、ＡｌＧａＩｎＰ光導波層３２、単一量子井戸（ＳＱＷ）またはＭＱＷ構造の活性層３３、ＡｌＧａＩｎＰ光導波層３４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６が順次積層されている。ｎ型ＧａＡｓ基板１３としては、例えば、（１００）面方位を有するものや、（１００）面から例えば５〜１５°オフした面を主面とするものが用いられる。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６は一方向に延びるストライプ形状を有する。このストライプ部の両側の部分には例えばＳｉＯ₂膜のような絶縁膜３７が形成されている。ストライプ形状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６および絶縁膜３７上にはｐ側電極３８が、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６とオーミックコンタクトして形成されている。

ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３においては、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３９、ＡｌＧａＡｓ光導波層４０、ＳＱＷまたはＭＱＷ構造の活性層４１、ＡｌＧａＡｓ光導波層４２、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４３およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４が順次積層されている。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４３の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４は一方向に延びるストライプ形状を有する。このストライプ部の両側の部分には例えばＳｉＯ₂膜のような絶縁膜４５が形成されている。ストライプ形状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４および絶縁膜４５上にｐ側電極４６が、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４とオーミックコンタクトして形成されている。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１３の裏面にｎ側電極４７がオーミックコンタクトして形成されている。

ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のｐ側電極３８が接着層４８により引き出し電極２７と接着され、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のｐ側電極４６が接着層４９により引き出し電極２８と接着され、それによってＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１と接着されている。ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のストライプ部は、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のストライプ部の直上にくるように位置決めされている。接着層４８、４９は例えばＳｎ−Ａｕ合金からなる。

ここで特徴的なことは、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂との間隔は１０μｍ以内、好適には５μｍ以内になるように設計されていることである。典型的な一例では、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の活性層１８からｐ型ＧａＮコンタクト層２２の上面までの距離は約０．５μｍ、ｐ側電極２４および引き出し電極２５の合計の厚さは約０．５μｍ、引き出し電極２５上の絶縁膜２６の厚さは０．２〜０．３μｍ、引き出し電極２７、接着層４８およびｐ側電極３８の合計の厚さは約２μｍ、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の活性層３３からｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６の上面までの距離は約１μｍであり、そのときＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂との間隔は約４．２〜４．３μｍである。

図３に、支持基体１０、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３、引き出し電極２５、絶縁膜２６および引き出し電極２７、２８の相互の平面的な位置関係を示す。支持基体１０は、例えば正方形の平面形状、ｎ型ＧａＮ基板１１およびｎ型ＧａＡｓ基板１３は例えば長方形の平面形状を有する。図４に図３の引き出し電極２７の長手方向の断面図を示す。図３および図４に示すように、この場合、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のフロント側の出射端面、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のフロント側の出射端面およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のフロント側の出射端面は、支持基体１０の一辺と一致している。ただし、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁から出射されるレーザビームが支持基体１０の上面に当たって反射されることがない限り、図４の一点鎖線で示すように、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のフロント側の出射端面、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のフロント側の出射端面およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のフロント側の出射端面が支持基体１０の一辺から内側に少し離れたところに位置するようにしてもよい。

ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のリア側の出射端面と絶縁膜２６の一辺との間には引き出し電極２５が十分な長さだけ露出している。また、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のリア側の出射端面およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のリア側の出射端面と絶縁膜２６の一辺との間には引き出し電極２７のパッド部２７ａおよび引き出し電極２８のパッド部２８ａが露出している。

この集積型半導体レーザ装置の外部回路との接続は、引き出し電極２５の一端にボンディングワイヤ５０を接続し、引き出し電極２７のパッド部２７ａにボンディングワイヤ５１を接続し、引き出し電極２８のパッド部２８ａにボンディングワイヤ５２を接続し、ｎ型ＧａＡｓ基板１３の裏面のｎ側電極４７にボンディングワイヤ５３を接続することにより行うことができる。

ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の共振器長をＬ₁、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の共振器長をＬ₂とするとＬ₁＞Ｌ₂であり、一般にＬ₁＝５００〜１５００μｍ、Ｌ₂＝２００〜１４００μｍ、Ｌ₁−Ｌ₂≧１００μｍであり、典型的な一つの例では例えば再生用の場合、Ｌ₁＝６００μｍ、Ｌ₂＝２５０〜３００μｍ、記録用の場合、Ｌ₁＝１２００μｍ、Ｌ₂＝９００〜１１００μｍである。ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の幅Ｗ₁は例えば４００μｍ、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のｎ型ＧａＡｓ基板１３の幅Ｗ₂は例えば２５０μｍ、絶縁膜２６の幅Ｗ₃は例えば３００μｍ、支持基体１０の幅Ｗ₄は例えば５００μｍである。

上述のように構成されたこの集積型半導体レーザ装置は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法などの公知のプロセスにより、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６、ＧａＩｎＮ光導波層１７、活性層１８、ＧａＩｎＮ光導波層１９、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２０、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層２１およびｐ型ＧａＮコンタクト層２２を順次成長させ、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層２１の上部およびｐ型ＧａＮコンタクト層２２をエッチングによりストライプ形状にパターニングし、絶縁膜２３およびｐ側電極２４を形成し、さらに引き出し電極２５を形成する。

次に、引き出し電極２５を覆うように例えばＡｌＮ膜のような絶縁膜２６を全面に形成した後、この絶縁膜２６をエッチングにより所定形状にパターニングする。この絶縁膜２６は、例えばＥＣＲスパッタリング法や真空蒸着法などにより形成することができる。
次に、この絶縁膜２６上に、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２用の引き出し電極２７およびその上の例えばＡｕ−Ｓｎ合金からなる接着層４８と、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３用の引き出し電極２８およびその上の例えばＡｕ−Ｓｎ合金からなる接着層４９とを形成する。この場合、引き出し電極２７、２８を形成した後、全面に例えばＡｕ−Ｓｎ合金膜を真空蒸着法などにより形成し、このＡｕ−Ｓｎ合金膜をリフトオフにより引き出し電極２７、２８と同一形状にパターニングすることにより接着層４８、４９を形成してもよいし、絶縁膜２６上に引き出し電極２７、２８形成用の金属膜を形成し、さらにその上に例えばＡｕ−Ｓｎ合金膜を形成し、これらの膜をリフトオフにより一括してパターニングすることにより、引き出し電極２７、２８および接着層４８、４９を形成するようにしてもよい。後者の方法によれば、リソグラフィーが一回で済む利点がある。

次に、ｎ型ＧａＮ基板１１を裏面側から研磨することなどにより所望の厚さに薄膜化する。
次に、こうして薄膜化されたｎ型ＧａＮ基板１１の裏面にｎ側電極２９を形成する。
次に、上記のようにしてレーザ構造が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１をバー状に劈開して出射端面（共振器端面）を形成した後、このバーを劈開などによりチップ化する。

一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上に、ＭＯＣＶＤ法などの公知のプロセスにより、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３９、ＡｌＧａＡｓ光導波層４０、活性層４１、ＡｌＧａＡｓ光導波層４２、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４３およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４を順次成長させた後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４上に所定形状の絶縁膜（図示せず）を形成し、この絶縁膜をマスクとしてこれらの層をエッチング除去する。次に、この絶縁膜をマスクとして、露出したｎ型ＧａＡｓ基板１３上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３１、ＡｌＧａＩｎＰ光導波層３２、活性層３３、ＡｌＧａＩｎＰ光導波層３４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６を順次成長させた後、この絶縁膜をエッチング除去する。

次に、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４３の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４４をエッチングによりストライプ形状にパターニングするとともに、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３６をエッチングによりストライプ形状にパターニングする。次に、全面にＳｉＯ₂膜やＳｉＮ膜などの絶縁膜を形成してストライプ部の両側の部分を埋め込んだ後、これを所定形状にパターニングして絶縁膜３７、４５を形成することにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のレーザ構造を形成する。次に、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のｐ側電極３８およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のｐ側電極４６を形成する。

次に、ｎ型ＧａＡｓ基板１３を裏面側から研磨することなどにより所望の厚さに薄膜化する。
次に、こうして薄膜化されたｎ型ＧａＡｓ基板１３の裏面にｎ側電極４７を形成する。
次に、上記のようにしてレーザ構造が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１３をバー状に劈開して出射端面（共振器端面）を形成した後、このバーを劈開などによりチップ化する。

次に、支持基体１０上に例えばＡｕ−Ｓｎ合金からなる接着層３０を形成した後、上記のＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のｎ型ＧａＮ基板１１の裏面に形成されたｎ側電極２９を接着層３０を介して支持基体１０に接着する。
次に、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上に形成されたＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のｐ側電極３８およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のｐ側電極４６を、それぞれ接着層４８、４９を介して、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の絶縁膜２６上の引き出し電極２７、２８上に接着する。

この後、引き出し電極２５の一端にボンディングワイヤ５０を接続し、引き出し電極２７のパッド部２７ａにボンディングワイヤ５１を接続し、引き出し電極２８のパッド部２８ａにボンディングワイヤ５２を接続し、ｎ型ＧａＡｓ基板１３の裏面のｎ側電極４７にボンディングワイヤ５３を接続する。
この集積型半導体レーザ装置は、光ディスク装置の光学ピックアップ装置の光源に用いて好適なものである。

この第１の実施形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。第１に、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３を有するため、Ｂｌｕ−ｒａｙあるいはＨＤ−ＤＶＤと呼ばれるフォーマットの光ディスクに加えて、ＣＤおよびＤＶＤの記録／再生を行うこともできる。第２に、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の半導体層側を接着しているため、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂とを１０μｍ以下、さらには５μｍ以下に近接させることができる。このため、光学ピックアップの設計マージンが広くなる。また、光学ピックアップの集光レンズに対する、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁からのレーザビームおよびＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂からのレーザビームの入射位置が接近するため、集光レンズの収差による光量の減少量が小さくなることから、レーザパワーを増やす必要がなくなり、低消費電力化の要求を満たすことができる。また、発光点Ｐ₁、Ｐ₂の間隔の制御も容易である。第３に、熱抵抗が低いＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の半導体層側を、熱伝導率が高く、熱抵抗が低いＡｌＮ膜からなる絶縁膜２６を介して接着しているため、この絶縁膜２６とＧａＮ系半導体レーザＬＤ１との全体がヒートシンクとして働き、支持基体１０に迅速に放熱が行われることから、熱放散性が高く、温度上昇を抑えることができる。このため、信頼性の高い集積型半導体レーザ装置を得ることができる。第４に、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の半導体層側を、ＡｌＮ膜からなる絶縁膜２６を介して例えばＡｕ−Ｓｎ合金からなる接着層４８、４９により低温で接着しているため、熱的安定性が低いＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の特性が悪化するのを防止することができる。第５に、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の半導体層側およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の半導体層側を接着するという簡便な方法で集積型半導体レーザ装置を製造することができるため、集積型半導体レーザ装置の低コスト化を図ることができる。

次に、この発明の第２の実施形態による集積型半導体レーザ装置について説明する。
図５に示すように、この集積型半導体レーザ装置においては、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２およびＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３が別々のｎ型ＧａＡｓ基板１３上に形成されている。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。

次に、この発明の第３の実施形態による集積型半導体レーザ装置について説明する。
図６に示すように、この集積型半導体レーザ装置においては、支持基体１０上に、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されており、さらにこのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１上に、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２がその半導体層１４を下にして接着されている。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態とほぼ同様な利点を得ることができる。

次に、この発明の第４の実施形態による集積型半導体レーザ装置について説明する。
図７に示すように、この集積型半導体レーザ装置においては、支持基体１０上に、ｎ型ＧａＮ基板１１上にレーザ構造を形成する半導体層１２を有する青色ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されているとともに、同じくｎ型ＧａＮ基板１１上にレーザ構造を形成する半導体層１２を有する緑色ＧａＮ系半導体レーザＬＤ４がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されており、さらにこれらのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１およびＧａＮ系半導体レーザＬＤ４の両方にまたがるように、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上にレーザ構造を形成する半導体層１４を有する赤色ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２が、その半導体層１４を下にして接着されている。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
この第４の実施形態によれば、ＲＧＢ三原色で発光することができる集積型半導体レーザ装置を得ることができ、この集積型半導体レーザ装置を用いて低コストで画像表示装置を実現することが可能である。

次に、この発明の第５の実施形態による集積型半導体レーザ装置について説明する。
図８に示すように、この集積型半導体レーザ装置においては、支持基体１０上に、ｎ型ＧａＮ基板１１上にレーザ構造を形成する半導体層１２を有する青色ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されているとともに、同じくｎ型ＧａＮ基板１１上にレーザ構造を形成する半導体層１２を有する緑色ＧａＮ系半導体レーザＬＤ４がそのｎ型ＧａＮ基板１１を下にして接着されており、さらにＧａＮ系半導体レーザＬＤ１上に、ｎ型ＧａＡｓ基板１３上にレーザ構造を形成する半導体層１４を有する赤色ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２が、その半導体層１４を下にして接着されている。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
この第５の実施形態によれば、第４の実施形態と同様な利点を得ることができる。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第１〜第５の実施形態において挙げた数値、材料、構造、形状、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。

具体的には、第１の実施形態においては、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の半導体層側を、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２のストライプ部がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のストライプ部の直上にくるように位置決めして接着し、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の発光点Ｐ₂とを１０μｍ以下に近接させているが、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の半導体層側にＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の半導体層側を、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３のストライプ部がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１のストライプ部の直上にくるように位置決めして接着し、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の発光点Ｐ₁とＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３の発光点Ｐ₃とを１０μｍ以下に近接させるようにしてもよい。

また、図８に示す集積型半導体レーザ装置において、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の代わりにＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３を接着するとともに、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ４の代わりにＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２をその半導体層１４を下にして接着するようにしてもよい。このようにすることにより、次のような利点を得ることができる。すなわち、記録用を考えた場合、ＤＶＤ用のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２はハイパワー化のためにその共振器長を長くしなければならず、それに応じてＧａＮ系半導体レーザＬＤ１の共振器長も長くする必要がある。一方、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１およびＣＤ用ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３はハイパワー化のためにその共振器長を長くする必要がなく、ＤＶＤ用に合わせて不必要に長共振器長化するのは理論収率の低下を招き、コスト増につながる。したがって、それほど共振器長を長くする必要がないＧａＮ系半導体レーザＬＤ１およびＣＤ用ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザＬＤ３同士を接着し、ＤＶＤ用のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２をこれとは別に支持基体１０上に接着する。ただし、ＤＶＤ用のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザＬＤ２の半導体層１４が上側では熱的に不利なため、半導体層１４を下にして支持基体１０上に接着する。

この発明の第１の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。この発明の第１の実施形態による集積型半導体レーザ装置を示す断面図である。この発明の第１の実施形態による集積型半導体レーザ装置を示す平面図である。この発明の第１の実施形態による集積型半導体レーザ装置を示す断面図である。この発明の第２の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。この発明の第３の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。この発明の第４の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。この発明の第５の実施形態による集積型半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１０…支持基体、１１…ｎ型ＧａＮ基板、１２、１４、１５…半導体層、１３…ｎ型ＧａＡｓ基板、２５、２７、２８…引き出し電極、２６…絶縁膜、ＬＤ１、ＬＤ４…ＧａＮ系半導体レーザ、ＬＤ２…ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ、ＬＤ３…ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ

Claims

第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着されている
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
支持基体上に上記第１の半導体レーザの上記第１の導電性基板側が接着されていることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の導電性基板と上記第２の導電性基板および上記第３の導電性基板とが互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の導電性基板が窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板であることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板がＧａＮ基板であることを特徴とする請求項４記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の半導体レーザが窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第２の導電性基板および上記第３の導電性基板が同一の基板であることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第２の導電性基板および上記第３の導電性基板がＧａＡｓ基板であることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第２の半導体レーザがＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第３の半導体レーザがＡｌＧａＡｓ系半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が、それぞれ第１の絶縁膜および第２の絶縁膜を介して接着されていることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の絶縁膜および上記第２の絶縁膜が同一の絶縁膜であることを特徴とする請求項１１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の絶縁膜および上記第２の絶縁膜は少なくともＡｌＮ膜を含むことを特徴とする請求項１１記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点または上記第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置の製造方法であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置の製造方法。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、上記第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層および／または上記第４の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着されている
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
上記第１の半導体レーザおよび上記第４の半導体レーザが同一の材料系の半導体レーザであることを特徴とする請求項１６記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第１の半導体レーザおよび上記第４の半導体レーザが窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系半導体レーザであることを特徴とする請求項１６記載の集積型半導体レーザ装置。
上記第２の半導体レーザがＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザであることを特徴とする請求項１６記載の集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、上記第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置の製造方法であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層および／または上記第４の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置の製造方法。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、
上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、
上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点または上記第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、
上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長より大きい
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、
上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、
上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長および上記第３の半導体レーザの共振器長より大きい
ことを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着されている集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点または上記第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長および上記第３の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着されている集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの発光点と上記第２の半導体レーザの発光点または上記第３の半導体レーザの発光点との間隔が１０μｍ以下である集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂（ただし、λ₁＜λ₂）の第２の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に上記第２の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
第１の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の半導体レーザと、第２の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の半導体レーザと、第３の導電性基板上にレーザ構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₃（ただし、λ₁＜λ₂＜λ₃）の第３の半導体レーザとを少なくとも有する集積型半導体レーザ装置であって、上記第１の半導体レーザの上記半導体層上に、上記第２の半導体レーザの上記半導体層側および上記第３の半導体レーザの上記半導体層側が接着され、上記第１の半導体レーザの共振器長が上記第２の半導体レーザの共振器長および上記第３の半導体レーザの共振器長より大きい集積型半導体レーザ装置を光源として有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の発光ダイオードと、第２の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の発光ダイオードと、上記第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の発光ダイオードとを少なくとも有する集積型半導体発光装置であって、
上記第１の発光ダイオードの上記半導体層および／または上記第４の発光ダイオードの上記半導体層上に、上記第２の発光ダイオードの上記半導体層側が接着されている
ことを特徴とする集積型半導体発光装置。
第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₁の第１の発光ダイオードと、第２の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₂の第２の発光ダイオードと、上記第１の導電性基板上に発光ダイオード構造を形成する半導体層を有し、発光波長がλ₄（ただし、λ₁＜λ₄＜λ₂）の第４の発光ダイオードとを少なくとも有する集積型半導体発光装置の製造方法であって、
上記第１の発光ダイオードの上記半導体層および／または上記第４の発光ダイオードの上記半導体層上に、上記第２の発光ダイオードの上記半導体層側を接着するようにした
ことを特徴とする集積型半導体発光装置の製造方法。