JP2010016095A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に電極を外部に接続することが可能な半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】この半導体レーザ装置１００は、表面上に絶縁性を有するアンドープＧａＡｓ層５２（５２ａおよび５２ｂ）が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板５１上に形成され、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１、活性層１２およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３の順に有する赤外半導体レーザ素子１０と、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１、活性層２２およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３の順に有する赤色半導体レーザ素子２０と、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の表面上に融着層６０を介して接合されるとともに、ｎ型ＧａＡｓ基板５１と電気的に接続され、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の側から、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３、活性層４２およびｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の順に有する青紫色半導体レーザ素子４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、複数の半導体レーザ素子を集積化して形成される半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。

従来、ＣＤ（コンパクトディスク）／ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスク−レコーダブル）ドライブには、光源として波長が約７８０ｎｍの赤外光を出射する半導体レーザ素子（赤外半導体レーザ素子）が用いられてきた。また、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）ドライブには、光源として波長が約６５０ｎｍの赤色光を出射する半導体レーザ素子（赤色半導体レーザ素子）が用いられてきた。

一方、近年では、波長が約４０５ｎｍの青紫色光を用いて記録および再生が可能なＤＶＤの開発が進められている。このようなＤＶＤの記録および再生のために、波長４０５ｎｍの青紫色光を出射する半導体レーザ素子（青紫色半導体レーザ素子）を用いた次世代ＤＶＤドライブも同時に開発が進められている。このＤＶＤドライブにおいては、従来のＣＤ／ＣＤ−ＲおよびＤＶＤに対する互換性が必要とされる。

この場合、ＤＶＤドライブに赤外光、赤色光および青紫色光をそれぞれ出射する複数の光ディスク用ピックアップ装置をそれぞれ設ける方法や、１つの光ディスク用ピックアップ装置内に赤外半導体レーザ素子、赤色半導体レーザ素子および青紫色半導体レーザ素子を個別に設ける方法などにより、従来のＣＤ、ＤＶＤ、および、記録および再生が可能なＤＶＤに対する互換性が実現される。しかしながら、これらの方法では部品点数の増加を招くため、光ディスク用ピックアップ装置の小型化、構造の簡素化および低価格化が困難となる不都合があった。

このような部品点数の増加を抑制するために、従来では、赤外半導体レーザ素子（波長約７８０ｎｍ）と赤色半導体レーザ素子（波長約６５０ｎｍ）とが、共にＧａＡｓ基板上に形成されることにより１チップに集積化された半導体レーザ素子として実用化されている。また、１チップに集積化することにより、各色の半導体レーザの発光点位置が精度よく形成される。

これに対し、青紫色半導体レーザ素子はＧａＡｓ基板上に形成されないため、青紫色半導体レーザ素子を赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子とともに１チップに集積化するのは非常に困難であった。また、各色の半導体レーザ素子が出射するレーザ光に対するロスや収差を低減するために、それぞれの発光点位置を極力近接させることが要求されていた。

そこで、従来では、異なる基板上に個々の半導体レーザ素子を形成した後に、各々の半導体レーザ素子の発光層（半導体素子層）側が対向するように基板同志を貼り合わせた構造を有する集積型の半導体レーザ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、窒化物系半導体レーザ素子からなる第１発光素子と、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子とＧａＡｓ系半導体レーザ素子とがｎ型ＧａＡｓ基板上に形成されて１チップ化された第２発光素子とが、各々の発光層（ｐ側半導体層側）が対向するように貼り合わされた状態で１つの支持基体上に配置された集積型の半導体レーザ装置が開示されている。この特許文献１に記載の半導体レーザ装置では、支持基体上に窒化物系半導体レーザ素子からなる第１発光素子を配置するとともに、第１発光素子の上方を完全に覆うように２つのＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子およびＧａＡｓ系半導体レーザ素子からなる第２発光素子が配置されている。また、第１発光素子および第２発光素子は、対向するｐ側半導体層側が電気的に絶縁された状態で導電性接着層により貼り合わされている。したがって、窒化物系半導体レーザ素子からなる第１発光素子のｐ側電極は、この導電性接着層および支持基体上に別途設けられた柱状ポスト（導電部材）に接続されて第２発光素子が第１発光素子を覆う領域の外部まで引き出されるように構成されている。一方、第２発光素子のｐ側半導体層は、第１発光素子の配置に影響されずに支持基体上の電極層と接続されている。

特開２００７−４８８１０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された集積型の半導体レーザ装置では、構造上、第２発光素子が、第２発光素子と電気的に絶縁された第１発光素子を上方から完全に覆うため、第１発光素子に対して、第１発光素子のｐ側電極から導電性接着層および柱状ポストを経由させることにより第２発光素子が第１発光素子を覆わない位置まで第１発光素子を迂回して引き出すような電流供給路を設ける必要がある。このため、第１発光素子の電極（ｐ側電極）を外部に対して接続しにくいという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、集積化された半導体レーザ素子において、容易に電極を外部に接続することが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体レーザ装置は、導電性半導体の表面上に形成され、絶縁性を有する層、第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に有する第１半導体レーザ素子と、導電性半導体の表面上に融着層を介して接合されるとともに、導電性半導体と電気的に接続され、導電性半導体の側から、第１導電型または第２導電型の一方の導電型の第３半導体層、第２活性層および第１導電型または第２導電型の他方の導電型の第４半導体層の順に有する第２半導体レーザ素子とを備える。

この発明の第１の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、導電性半導体の表面上に絶縁性を有する層を介して形成された第１半導体レーザ素子と、導電性半導体の表面上に融着層を介して導電性半導体と電気的に接続された第２半導体レーザ素子とを備えることによって、導電性半導体は、絶縁性を有する層により第１半導体レーザ素子とは電気的に絶縁されているので、この導電性半導体を、第１半導体レーザ素子への電流供給路と絶縁された第２半導体レーザ素子への電流供給用の導電部材として利用することができる。これにより、第２半導体レーザ素子の電極を容易に外部に接続することができる。

上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、絶縁性を有する層は、高抵抗半導体層からなる。このように構成すれば、製造プロセス上、導電性半導体上に、高抵抗半導体層および第１半導体層を結晶成長により連続的に形成することができるので、容易に導電性半導体と第１半導体層との絶縁を図ることができる。

上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第３半導体層は、第２半導体層と同じ導電型である。このように構成すれば、絶縁性を有する層を介して、第２半導体層と異なる導電型である第１半導体層と第３半導体層とを配置することができる。

上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第１導電型は、ｎ型である。このように構成すれば、基板（導電性半導体）に近い側から順にｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を積層して第１半導体レーザ素子を形成することができる。したがって、第１半導体レーザ素子の主要部を、従来の半導体レーザ素子の製造プロセスにより容易に形成することができるので、第１半導体レーザ素子の量産性および特性を向上させることができる。

この発明の第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法は、導電性半導体の表面上に、絶縁性を有する層、第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に積層することにより、第１半導体レーザ素子を形成する工程と、成長用基板の表面上に、第１導電型または第２導電型の一方の導電型の第４半導体層、第２活性層、および、第１導電型または第２導電型の他方の導電型の第３半導体層の順に積層することにより、第２半導体レーザ素子を形成する工程と、導電性半導体の表面上の第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に、融着層を介して第３半導体層を接合することにより、第３半導体層と導電性半導体とが電気的に接続された状態で第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程とを備える。

この発明の第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法では、上記のような製造工程を備えることによって、導電性半導体は、絶縁性を有する層により第１半導体レーザ素子とは電気的に絶縁されているので、この導電性半導体を、第１半導体レーザ素子への電流供給路と絶縁された第２半導体レーザ素子への電流供給用の導電部材として利用することができる。これにより、第２半導体レーザ素子の電極を容易に外部に接続することが可能な集積型半導体レーザ装置を形成することができる。

上記第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、導電性半導体の表面上の第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に、底部が導電性半導体まで達する凹部を形成する工程をさらに備え、貼り合わせる工程は、底部に融着層を介して第３半導体層を接合することにより、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程を含む。このように構成すれば、第２半導体レーザ素子と導電性半導体とを、凹部の底部を介して容易に電気的に接続させることができる。また、第２半導体レーザ素子を凹部に嵌まり込むように配置して導電性半導体と接合することができるので、第１半導体レーザ素子の発光領域と第２半導体レーザ素子の発光領域とを所望の位置関係に配置することができる。

上記第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程の後に、成長用基板を除去する工程をさらに備える。このように構成すれば、除去後の成長用基板に表面処理などを行うことによって、この成長用基板を、第２半導体レーザ素子を形成する際の成長用基板として再度利用することができる。

なお、上記半導体レーザ装置の構成において、以下のように構成してもよい。

上記構成において、好ましくは、導電性半導体は、導電性半導体の表面上の第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に凹部を有するとともに凹部の底部には導電性半導体が露出し、第２半導体レーザ素子は、凹部の底部に接合されている。このように構成すれば、第２半導体レーザ素子と導電性半導体とを、凹部の底部を介して容易に電気的に接続させることができる。また、第２半導体レーザ素子を凹部に嵌まり込むように配置して導電性半導体と接合することができるので、第１半導体レーザ素子の発光領域と第２半導体レーザ素子の発光領域とを所望の位置関係に配置することができる。

また、上記第２半導体レーザ素子が凹部の底部に接合される構成において、好ましくは、第１活性層と第２活性層とは、略同一の面内に所定の距離を隔てて配置されている。このように構成すれば、各半導体レーザ素子の発光領域を、略同一の平面に沿って配置することができるので、各半導体レーザ素子の出射光を略同一直線状に並べた状態で出射させることができる。これにより、この半導体レーザ装置を光ディスク用ピックアップ装置に適用した場合、個々の半導体レーザ素子の出射光を、光ディスクやＤＶＤなどの記録面に対して、略同一の角度（垂直方向）により入射させることができるので、各記録媒体における半導体レーザ素子の光スポット品質がばらつくのを抑制することができる。

また、上記構成において、好ましくは、導電性半導体の表面上の絶縁性を有する層が形成された領域に導電性半導体と電気的に導通する接続領域をさらに備え、第２半導体レーザ素子は、接続領域上に接合されている。このように構成すれば、導電性半導体の表面上の第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に凹部を設けることなく、容易に第２半導体レーザ素子と導電性半導体とを電気的に接続することができる。

また、上記構成において、好ましくは、第１活性層は、砒素およびリンの少なくともいずれかを含む化合物半導体により形成され、第２活性層は、窒化物系化合物半導体により形成されている。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子を、赤外光のレーザ光または赤色光のレーザ光を出射する半導体レーザ素子として形成することができるとともに、第２半導体レーザ素子を、第１半導体レーザ素子とは波長の異なるレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子として形成することができる。

また、上記構成において、好ましくは、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子を搭載するための放熱基台をさらに備え、第１半導体レーザ素子および第２半導体レーザ素子は、それぞれ、第２半導体層および第４半導体層が放熱基台に対して固定されている。このように構成すれば、レーザ作動時に、レーザ光の発振に伴う半導体レーザ素子の発熱を、導電性半導体よりも放熱性能が良好な放熱基台を介して、効率よく放熱させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した正面図である。図２は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による３波長半導体レーザ素子部５０を備えた半導体レーザ装置１００の構造について説明する。

本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００では、図１に示すように、３波長半導体レーザ素子部５０が、ＡｕＳｎ半田などの金属層からなる導電性接着層１および２を介してＡｌＮからなる基台（サブマウント）７０上の電極層７１〜７３（詳細は後述する）に固定されている。また、３波長半導体レーザ素子部５０は、約７８０ｎｍの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子１０と、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子２０とがｎ型ＧａＡｓ基板５１上に形成されたモノリシック２波長半導体レーザ素子３０に、約４０５ｎｍの発振波長を有する青紫色半導体レーザ素子４０が融着層６０を介して接合された構造を有する。なお、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０は、それぞれ、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、青紫色半導体レーザ素子４０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。また、ｎ型ＧａＡｓ基板５１は、本発明の「導電性半導体」の一例であり、基台７０は、本発明の「放熱基台」の一例である。

また、図１に示すように、赤外半導体レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の下面上に、高抵抗半導体層であるアンドープＧａＡｓ層５２ａと、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１がこの順に形成されている。ここで、第１実施形態では、アンドープＧａＡｓ層５２ａは、約１×１０^１５ｃｍ^−３のキャリア濃度を有するとともに、約１×１０^５Ωｃｍの電気抵抗率を有している。このアンドープＧａＡｓ層５２ａは、ｎ型ＧａＡｓ基板５１とｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１とを電気的に絶縁するため設けられている。なお、アンドープＧａＡｓ層５２ａは、約３×１０^１６ｃｍ^−３以下のキャリア濃度を有するとともに、約３×１０^３Ωｃｍ以上の電気抵抗率を有するのが好ましい。なお、アンドープＧａＡｓ層５２ａは、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。

また、Ａｓを含む化合物半導体であるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１の下面上の所定の領域に、Ａｌ組成の低いＡｌＧａＡｓからなる量子井戸層とＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層１２およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３が形成されている。これにより、第１実施形態では、赤外半導体レーザ素子１０は、アンドープＧａＡｓ層５２ａによってｎ型ＧａＡｓ基板５１とは電気的に絶縁されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１、活性層１２およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３は、それぞれ、本発明の「第１導電型の第１半導体層」、「第１活性層」および「第２導電型の第２半導体層」の一例である。

なお、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１と活性層１２との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第１半導体層として含んでいてもよい。また、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１の活性層１２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第１半導体層として含んでいてもよい。また、活性層１２とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第２半導体層として含んでいてもよい。また、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３の活性層１２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第２半導体層として含んでいてもよい。また、活性層１２は、単層または単一量子井戸（ＳＱＷ）構造などにより構成されてもよい。

また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３には、図面に対して垂直な方向であるＡ方向（図２参照）に延びる約３μｍの幅を有するリッジ部１３ａが形成されることによって導波路構造が形成されている。また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３のリッジ部１３ａ以外の下面上およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３から活性層１２およびｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１の一方側面上を覆うように、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜１４が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３のリッジ部１３ａおよび絶縁膜１４の下面上には、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側電極１５が形成されている。なお、リッジ部１３ａとｐ側電極１５との間には、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３よりも好ましくはバンドギャップが小さいコンタクト層（図示せず）などが形成されていてもよい。

また、図１に示すように、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１の下面上の活性層１２が形成されていない領域に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１側からＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極１６が形成されている。これにより、赤外半導体レーザ素子１０は、ｐ側電極１５の下面と基台７０上に形成された電極層７１の上面とが、導電性接着層１を介して接合されるともに、ｎ側電極１６の下面と基台７０上に形成された電極層７３の上面とが、導電性接着層２を介して接合されている。

また、図１に示すように、赤色半導体レーザ素子２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の下面上に、高抵抗半導体層であるアンドープＧａＡｓ層５２ｂと、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１とがこの順に形成されている。このアンドープＧａＡｓ層５２ｂは、アンドープＧａＡｓ層５２ａと同じキャリア濃度（約３×１０^１６ｃｍ^−３以下）と電気抵抗率（約３×１０^３Ωｃｍ以上）とを有する。また、アンドープＧａＡｓ層５２ｂは、ｎ型ＧａＡｓ基板５１とｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１とを電気的に絶縁するため設けられている。なお、アンドープＧａＡｓ層５２ｂは、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。

また、Ｐ（リン）を含む化合物半導体であるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１の下面上の所定の領域に、ＧａＩｎＰからなる量子井戸層とＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層２２およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３が形成されている。これにより、第１実施形態では、赤色半導体レーザ素子２０は、アンドープＧａＡｓ層５２ｂによってｎ型ＧａＡｓ基板５１とは電気的に絶縁されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１、活性層２２およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３は、それぞれ、本発明の「第１導電型の第１半導体層」、「第１活性層」および「第２導電型の第２半導体層」の一例である。

なお、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１と活性層２２との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第１半導体層として含んでいてもよい。また、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１の活性層２２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第１半導体層として含んでいてもよい。また、活性層２２とｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第２半導体層として含んでいてもよい。また、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３の活性層２２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第２半導体層として含んでいてもよい。また、活性層２２は、単層またはＳＱＷ構造などにより構成されてもよい。

また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３には、図面に対して垂直な方向であるＡ方向（図２参照）に延びる約２μｍの幅を有するリッジ部２３ａが形成されることによって導波路構造が構成されている。また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３のリッジ部２３ａ以外の下面上およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３から活性層２２およびｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１の一方側面上を覆うように、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜２４が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３のリッジ部２３ａおよび絶縁膜２４の下面上には、約１０ｎｍの厚みを有するＣｒ層と約２．２μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側電極２５が形成されている。なお、リッジ部２３ａとｐ側電極２５との間には、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３よりも好ましくはバンドギャップが小さいコンタクト層（図示せず）などが形成されていてもよい。

また、図１に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１の下面上の活性層２２が形成されていない領域に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１側からＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極２６が形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子２０は、ｐ側電極２５の下面と基台７０上に形成された電極層７２の上面とが、導電性接着層１を介して接合されるともに、ｎ側電極２６の下面と基台７０上に形成された電極層７３の上面とが、導電性接着層２を介して接合されている。

また、図１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の上面の略全面には、ｎ型ＧａＡｓ基板５１側からＡｕＧｅ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されたｐ側電極５３が形成されている。

また、図１に示すように、３波長半導体レーザ素子部５０を構成する青紫色半導体レーザ素子４０は、窒化物系化合物半導体であるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、Ｉｎ組成の高いＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＩｎ組成の低いＩｎＧａＮからなる障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層４２、および、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３により形成されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、活性層４２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３は、それぞれ、本発明の「第４半導体層」、「第２活性層」および「第３半導体層」の一例である。

なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１と活性層４２との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第４半導体層として含んでいてもよい。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の活性層４２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第４半導体層として含んでいてもよい。また、活性層４２とｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３との間に、光ガイド層（図示せず）やキャリアブロック層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第３半導体層として含んでいてもよい。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の活性層４２と反対側に、コンタクト層（図示せず）などの他の半導体層を、本発明の第３半導体層として含んでいてもよい。また、活性層４２は、単層またはＳＱＷ構造などにより構成されてもよい。

また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３には、図面に対して垂直な方向であるＡ方向（図２参照）に延びる約１．５μｍの幅を有するリッジ部４３ａが形成されることによって導波路構造が形成されている。また、図１に示すように、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３のリッジ部４３ａ以外の表面には、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜４４が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３のリッジ部４３ａおよび絶縁膜４４の上面上には、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層、約２０ｎｍの厚みを有するＰｄ層および約１０００ｎｍの厚みを有するＡｕ層の順に積層されたｐ側電極４５が形成されている。また、リッジ部４３ａとｐ側電極４５との間には、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３よりも好ましくはバンドギャップが小さいコンタクト層（図示せず）などが形成されていてもよい。また、図１に示すように、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の下面上には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１側からＰｔ層、Ｐｄ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極４６が形成されている。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１とｎ側電極４６との間には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１よりも好ましくはバンドギャップが小さいコンタクト層（図示せず）などが形成されていてもよい。また、図１に示すように、ｎ側電極４６の下面と、基台７０上に形成された電極層７３の上面とが、導電性接着層１を介して接合されている。

ここで、第１実施形態では、図１に示すように、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０とに挟まれた領域のｎ型ＧａＡｓ基板５１には、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０が形成されている領域のｎ型ＧａＡｓ基板５１の表面（下面）よりもｎ型ＧａＡｓ基板５１側に窪む凹部５１ａが形成されている。また、凹部５１ａの底部５１ｂには、電極層５４が形成されている。したがって、青紫色半導体レーザ素子４０は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３が、ｐ側電極４５および融着層６０を介して凹部５１ａの底部５１ｂと電気的に接続された状態でｎ型ＧａＡｓ基板５１に接合されている。すなわち、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ側半導体層（ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３）が、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０との間のｎ型ＧａＡｓ基板５１の表面に電気的に接続されている。

また、図１に示すように、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０のうち、凹部５１ａが形成されない側（素子部のＢ方向の両側端）には、凹部５１ａと略同一の深さを有する段差部５１ｃが形成されている。この段差部５１ｃは、後述する製造プロセスにおいて、段差部５１ｃ（分離溝５１ｄ）に沿ってウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部５０を素子分割（チップ化）するために設けられている。

また、第１実施形態では、図１に示すように、赤外半導体レーザ素子１０の発光領域（活性層１２近傍の領域）および赤色半導体レーザ素子２０の発光領域（活性層２２近傍の領域）と、青紫色半導体レーザ素子４０の発光領域（活性層４２近傍の領域）とは、略同一面（各半導体層の厚み方向（図１のＣ方向）であって、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の上面からの距離Ｈが略等しい位置）上に、Ｂ方向に所定の距離を隔てて配置されるように構成されている。

また、基台７０の上面上には、図２に示すように、上述の電極層７１、電極層７２および電極層７３がそれぞれ形成されている。ここで、電極層７１、電極層７２および電極層７３は、それぞれ電気的に分離されている。電極層７１は、赤外半導体レーザ素子１０のｐ側電極１５の位置に対応する領域に形成されている。電極層７２は、赤色半導体レーザ素子２０のｐ側電極２５の位置に対応する領域に形成されている。電極層７３は、図１および図２に示すように、赤外半導体レーザ素子１０のｎ側電極１６の位置と、赤色半導体レーザ素子２０のｎ側電極２６の位置と、青紫色半導体レーザ素子４０のｎ側電極４６の位置とに対応する領域を電気的に接続する形状（略Ｅ字形状）に形成されている。しがたって、第１実施形態では、半導体レーザ装置１００は、各半導体レーザ素子がカソードコモン（ｎ側共通電極）接続となるように構成されている。

また、図１に示すように、基台７０の下面上の略全面には、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約２００ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなる下地金属層７４が形成されている。この下地金属層７４は、ＡｕＳｎ半田などの金属層からなる導電性接着層３を基台７０に接着するために設けられている。また、基台７０は、導電性接着層３を介して、図示しない銅や鉄などからなる金属製のステムに固定される。

また、図２に示すように、電極層７１、７２および７３は、平面的に見て、それぞれ、赤外半導体レーザ素子１０、赤色半導体レーザ素子２０および青紫色半導体レーザ素子４０の平面形状よりも光反射面１０ｂ、２０ｂおよび４０ｂ側に突出した領域（半導体レーザ素子が電極層上面に接合されていない領域）を有している。これにより、図２に示すように、赤外半導体レーザ素子１０に対応する電極層７１の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ９１がワイヤボンディングされるとともに、赤色半導体レーザ素子２０に対応する電極層７２の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ９２がワイヤボンディングされている。また、図２に示すように、各半導体レーザ素子のｎ側電極１６、２６および４６同志を接続する電極層７３の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ９３がワイヤボンディングされている。また、図１および図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１（図１参照）上に設けられたｐ側電極５３（図１参照）の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ９４がワイヤボンディングされている。また、半導体レーザ装置１００のＡｕワイヤ９１、９２および９４は、それぞれ、ステム（図示せず）のリード端子（正極端子：図示せず）に接続されるとともに、Ａｕワイヤ９３は、ステム（図示せず）のリード端子（負極端子：図示せず）に接続されるために設けられている。これにより、半導体レーザ装置１００は、各半導体レーザ素子に対して正極側のリード端子から個別に電流を供給することが可能に構成されている。

また、３波長半導体レーザ素子部５０を構成する赤外半導体レーザ素子１０、赤色半導体レーザ素子２０および青紫色半導体レーザ素子４０には、図２に示すように、共振器の延びる方向（Ａ方向）の両端部に、光出射面１０ａ、２０ａおよび４０ａと、光反射面１０ｂ、２０ｂおよび４０ｂとが、それぞれ形成されている。なお、第１実施形態では、光出射面１０ａ、２０ａおよび４０ａ、および光反射面１０ｂ、２０ｂおよび４０ｂは、それぞれの共振器面から出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい共振器面が光出射面１０ａ、２０ａおよび４０ａであり、相対的にレーザ光の出射強度の小さい共振器面が光反射面１０ｂ、２０ｂおよび４０ｂである。また、各半導体レーザ素子の光出射面１０ａ（２０ａおよび４０ａ）、および、光反射面１０ｂ（２０ｂおよび４０ｂ）には、製造プロセスにおける端面コート処理により、ＡｌＮ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜などからなる誘電体多層膜（図示せず）が、それぞれ形成されている。

図３〜図１２は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図１〜図１２を参照して、第１実施形態による半導体レーザ装置１００の製造プロセスについて説明する。

第１実施形態による半導体レーザ装置１００の製造プロセスでは、まず、図３に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の上面上に、アンドープＧａＡｓ層５２を所定の厚みに形成する。その後、図４に示すように、アンドープＧａＡｓ層５２上に、赤外半導体レーザ素子１０を構成する半導体層と、赤色半導体レーザ素子２０を構成する半導体層とをＢ方向に所定の間隔を隔ててそれぞれ形成する。そして、図４に示すように、エッチング技術を用いて、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３からｎ型ＧａＡｓ基板５１に向かって所定の領域を除去することにより、凹部５１ａおよび分離溝５１ｄをそれぞれ形成する。この際、凹部５１ａおよび分離溝５１ｄは、底部がｎ型ＧａＡｓ基板５１まで達するように形成される。これにより、Ｂ方向に一様に形成されたアンドープＧａＡｓ層５２（図３参照）が、アンドープＧａＡｓ層５２ａおよび５２ｂの部分を有するように形成される。なお、アンドープＧａＡｓ層５２は、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。

その後、さらにエッチングを行うことにより、図４に示すように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３に、凸形状を有するリッジ部１３ａおよび２３ａをそれぞれ形成する。また、図４に示すように、エッチングにより、各半導体層に底部がｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１）の部分まで達する段差部５１ｅを形成する。

次に、図５に示すように、リッジ部１３ａ上を除くｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３から活性層１２およびｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１の一方側面上を覆うようにＳｉＯ_２からなる絶縁膜１４を形成する。同様に、リッジ部２３ａ上を除くｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３から活性層２２およびｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１の一方側面上を覆うように段差部５１ｅ（図４参照）の形状に沿ってＳｉＯ_２からなる絶縁膜２４を形成する。

そして、リッジ部１３ａ（２３ａ）および絶縁膜１４（２４）の上面上に、最表面がＡｕ膜からなるｐ側電極１５および２５を、真空蒸着法によりそれぞれ形成する。また、図５に示すように、段差部５１ｅ（図４参照）上に、ｎ側電極１６および２６を真空蒸着法により形成する。

その後、図５に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の凹部５１ａの底部５１ｂに、電極層５４を真空蒸着法により形成するとともに、電極層５４上に融着層６０を形成する。このようにして、ウェハ状態のモノリシック２波長半導体レーザ素子３０が形成される。

また、図６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板８０の上面上に、ＩｎＧａＮ剥離層８１、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、活性層４２、および、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３を順次積層することにより、青紫色半導体レーザ素子４０を形成する。そして、エッチング技術を用いて、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の上面上にリッジ部４３ａを形成した後に、リッジ部４３ａ上を除くｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の上面上にＳｉＯ_２からなる絶縁膜４４を形成する。その後、リッジ部４３ａおよび絶縁膜４４の上面上に、最表面がＡｕ膜からなるｐ側電極４５を真空蒸着法により形成する。なお、ｎ型ＧａＮ基板８０は、本発明の「成長用基板」の一例である。

その後、図７に示すように、エッチング技術を用いて、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３からｎ型ＧａＮ基板８０に向かって所定の領域を除去することにより、段差部８０ａを形成する。この際、段差部８０ａは、底部がｎ型ＧａＮ基板８０まで達するように形成する。このようにして、ウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子４０が形成される。

その後、図８に示すように、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の凹部５１ａに設けられた電極層５４と、ｎ型ＧａＮ基板８０上に形成された青紫色半導体レーザ素子４０のｐ側電極４５とを対向させながら、融着層６０により、温度約２９５℃、荷重約１００Ｎの条件下で互いに貼り合わせる。この際、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の活性層１２および２２と青紫色半導体レーザ素子４０の活性層４２とがＢ方向に沿って略直線状に並ぶように貼り合わせる。

次に、図９に示すように、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：約５３２ｎｍ）を、約５００ｍＪ／ｃｍ^２〜約１０００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギ密度に調整した状態で、ｎ型ＧａＮ基板８０の裏面（図９ではｎ型ＧａＮ基板８０の上面）からｎ型ＧａＮ基板８０に向けて照射する。そして、レーザ光の照射により、内部に積層されたＩｎＧａＮ剥離層８１（破線で示す）の結晶結合が全面的にまたは局所的に破壊される。これにより、ｎ型ＧａＮ基板８０は、ＩｎＧａＮ剥離層８１の破壊領域に沿って、青紫色半導体レーザ素子４０から容易に剥離（分離）される。なお、剥離後のｎ型ＧａＮ基板８０は、表面研磨により段差部８０ａ（図７参照）およびＩｎＧａＮ剥離層８１が形成されていた面の凹凸形状を平坦化することによって、再度、青紫色半導体レーザ素子４０を形成する際の成長用基板として使用される。なお、ｎ型ＧａＮ基板８０の剥離によって、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の表面（上面）と青紫色半導体レーザ素子４０の表面（上面）とが略同一平面状に揃えられた３波長半導体レーザ素子部５０が形成される。

その後、図１０に示すように、青紫色半導体レーザ素子４０の上面に露出されたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１の上面上に、ｎ側電極４６を真空蒸着法により形成する。また、エッチングなどによりｎ型ＧａＡｓ基板５１を所定の厚みまで薄くした後に、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の下面上（略全面）に、ｐ側電極５３を真空蒸着法により形成する。このようにして、ウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部５０が形成される。

なお、第１実施形態では、上述の製造プロセスにより３波長半導体レーザ素子部５０を形成することによって、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３が、凹部５１ａを介してｎ型ＧａＡｓ基板５１と同一の極性（ｐ型）を有しながら導通されるので、内部構造が簡素化された３波長半導体レーザ素子部５０が形成される。また、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０は、高抵抗半導体層のアンドープＧａＡｓ層５２ａおよび５２ｂを介してｎ型ＧａＡｓ基板５１上に形成されているので、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板５１から電気的に絶縁されている。したがって、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３と、赤外半導体レーザ素子１０のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１および赤色半導体レーザ素子２０のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１とが電気的な短絡を起こすことなくｎ型ＧａＡｓ基板５１上に形成される。

その後、図１１に示すように、ウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部５０に、レーザスクライブにより共振器の延びる方向（Ａ方向）と垂直な方向（Ｂ方向）に、共振器長のピッチでケガキ線８００（２点鎖線）を形成するとともに、ケガキ線８００に沿って劈開を行う。これにより、３波長半導体レーザ素子部５０は、ウェハ状態からバー状態（図１１参照）に分離される。これにより、図２に示すように、共振器の延びる方向（Ａ方向）の両端部に、光出射面１０ａ、２０ａおよび４０ａと、光反射面１０ｂ、２０ｂおよび４０ｂとがそれぞれ形成される。

その後、３波長半導体レーザ素子部５０の共振器面（赤外半導体レーザ素子１０の光出射面１０ａおよび光反射面１０ｂ（図２参照）、赤色半導体レーザ素子２０の光出射面２０ａおよび光反射面２０ｂ（図２参照）、および、青紫色半導体レーザ素子４０の光出射面４０ａおよび光反射面４０ｂ（図２参照））に対して、それぞれ、図示しない誘電体多層膜（酸化膜など）を形成することにより、端面コート処理が行われる。さらに、図１２に示すように、バー状態の３波長半導体レーザ素子部５０の分離溝５１ｄ（図１１参照）に沿って、共振器の延びる方向（図１１のＡ方向）に上記と同様の方法を用いて素子分割を行う。これにより、チップ化された個々の３波長半導体レーザ素子部５０が形成される。

また、図２に示すように、基台７０の上面上に、平面形状が所定の形状を有するように、電極層７１、７２および７３をそれぞれ形成する。また、電極層７１、７２および７３の上面の所定の領域に、導電性接着層１および２をそれぞれ形成する。その後、図１に示すように、チップ化された３波長半導体レーザ素子部５０を基台７０に対して接合する。この際、窒素雰囲気中において、電極層７１、７２および７３が形成された基台７０の上面上に、３波長半導体レーザ素子部５０のｐ側電極１５および２５とｎ側電極４６とが、電極層７１、７２および７３とそれぞれ対向するように配置する。これにより、３波長半導体レーザ素子部５０のｎ側電極１６および２６が、Ｃ方向（図１参照）に対向する部分の電極層７３の上方に配置される。

そして、セラミック製のコレット（図示せず）を用いて、３波長半導体レーザ素子部５０を導電性接着層１および２を介して基台７０に対して押圧することにより、導電性接着層１および２が溶融する。その後、導電性接着層１および２の固化とともに、３波長半導体レーザ素子部５０が基台７０に固定される。この際、３波長半導体レーザ素子部５０の表面（図１では下面）が凹凸形状を有していないので、３波長半導体レーザ素子部５０は、容易に基台７０に接合される。このようにして、第１実施形態による３波長半導体レーザ素子部５０を備えた半導体レーザ装置１００（図１参照）が形成される。

第１実施形態では、上記のように、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３を、融着層６０を介してｎ型ＧａＡｓ基板５１の表面上に接合することにより、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３をｎ型ＧａＡｓ基板５１と電気的に接続するように構成することによって、ｎ型ＧａＡｓ基板５１は、アンドープＧａＡｓ層５２ａおよび５２ｂにより赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０とは電気的に絶縁されているので、このｎ型ＧａＡｓ基板５１を、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０への電流供給路と絶縁された青紫色半導体レーザ素子４０への電流供給用の導電部材として利用することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ側電極４５を容易に外部に接続することができる。

また、第１実施形態では、赤外半導体レーザ素子１０のｎ側電極１６と、赤色半導体レーザ素子２０のｎ側電極２６と、青紫色半導体レーザ素子４０のｎ側電極４６とが同一の電極層７３により接続されることによって、特に、多波長半導体レーザ素子を光ディスク用ピックアップ装置に適用する場合、一般的に、各半導体レーザ素子をカソードコモン（ｎ側共通電極）として使用することが望まれるため、第１実施形態における半導体レーザ装置１００を、光ディスク用ピックアップ装置に容易に組み込むことができる。

また、第１実施形態では、絶縁性を有する層を、高抵抗半導体層であるアンドープＧａＡｓ層５２（５２ａおよび５２ｂ）からなるように構成することによって、製造プロセス上、ｎ型ＧａＡｓ基板５１上に、アンドープＧａＡｓ層５２およびｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１）を結晶成長により連続的に形成することができるので、容易に絶縁性を有する層（アンドープＧａＡｓ層５２）とｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１）との絶縁を図ることができる。

また、第１実施形態では、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０が形成されていないｎ型ＧａＡｓ基板５１の部分に凹部５１ａが形成されているとともに凹部５１ａの底部５１ｂにはｎ型ＧａＡｓ基板５１が露出し、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３が、融着層６０を介して凹部５１ａの底部５１ｂに接合されている。このように構成することによって、青紫色半導体レーザ素子４０とｎ型ＧａＡｓ基板５１とを容易に電気的に接続させることができる。また、青紫色半導体レーザ素子４０を、凹部５１ａの形状に嵌まり込むように配置してｎ型ＧａＡｓ基板５１と接合することができるので、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の発光領域（赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０の発光領域）と青紫色半導体レーザ素子４０の発光領域とを所望の位置関係に配置することができる。

また、第１実施形態では、赤外半導体レーザ素子１０の活性層１２、赤色半導体レーザ素子２０の活性層２２および青紫色半導体レーザ素子４０の活性層４２を、略同一の面内（各半導体層の厚み方向（図１のＣ方向）であって、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の上面からの距離Ｈが略等しい位置）にＢ方向に所定の距離を隔てて配置することによって、各半導体レーザ素子（１０、２０および４０）の発光領域を、略同一の平面に沿って配置することができるので、各半導体レーザ素子（１０、２０および４０）の出射光を略同一直線状に並べた状態で出射させることができる。これにより、この半導体レーザ装置１００を光ディスク用ピックアップ装置に適用した場合、個々の半導体レーザ素子の出射光を、光ディスクやＤＶＤなどの記録面に対して、略同一の角度（垂直方向）により入射させることができるので、各記録媒体における半導体レーザ素子の光スポット品質がばらつくのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、赤外半導体レーザ素子１０の活性層１２を、Ａｓを含む化合物半導体により形成し、かつ、赤色半導体レーザ素子２０の活性層２２を、Ｐを含む化合物半導体により形成するとともに、青紫色半導体レーザ素子４０の活性層４２を、窒化物系化合物半導体により形成することによって、３波長半導体レーザ素子部５０を、赤外光のレーザ光および赤色光のレーザ光を出射するモノリシック２波長半導体レーザ素子３０と、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０とは波長の異なるレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子４０とから構成することができる。

また、第１実施形態では、３波長半導体レーザ素子部５０を構成するモノリシック２波長半導体レーザ素子３０および青紫色半導体レーザ素子４０を搭載するための基台７０を備えるとともに、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０（赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０）および青紫色半導体レーザ素子４０を、それぞれ、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３およびｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１を介して基台７０に固定されるように構成することによって、レーザ作動時に、レーザ光の発振に伴う３波長半導体レーザ素子部５０の発熱を、ｎ型ＧａＡｓ基板５１よりも放熱性能が良好な基台７０を介して、効率よく放熱させることができる。

また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３と、赤外半導体レーザ素子１０のｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３（赤色半導体レーザ素子２０のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３）とが同じ導電型（ｐ型）であるように構成することによって、アンドープＧａＡｓ層５２を介して、ｐ型と反対の導電型であるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１またはｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１とｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３とを配置することができる。

また、第１実施形態では、第１導電型にｎ型を適用することによって、基板（ｎ型ＧａＡｓ基板５１）に近い側から順にｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を積層して赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０をそれぞれ形成することができる。したがって、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の主要部を、従来の半導体レーザ素子の製造プロセスにより容易に形成することができるので、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の量産性および特性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、第１導電型にｎ型を適用することによって、基板（ｎ型ＧａＮ基板８０）に近い側から順にｎ型半導体層（本発明における第３半導体層）、活性層およびｐ型半導体層（本発明における第４半導体層）を積層して青紫色半導体レーザ素子４０を形成するという従来の製造プロセスの後に、ｐ型半導体層側を基板（ｎ型ＧａＡｓ基板５１）に接合することができるので、３波長半導体レーザ素子部５０を容易に形成することができる。これにより、半導体レーザ装置１００の量産性および特性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３は、ｎ型ＧａＡｓ基板５１にＡｕＳｎ半田からなる融着層６０を介して接合されることにより、ｎ型ＧａＡｓ基板５１と電気的に接続されるように構成することによって、青紫色半導体レーザ素子４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３がｎ型ＧａＡｓ基板５１に接合される際に、融着層６０の厚みを調整することにより、青紫色半導体レーザ素子４０の活性層４２を、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０の活性層１２および２２と、容易に、同一平面内に配置することができる。

また、第１実施形態では、青紫色半導体レーザ素子４０に、ｐ側電極４５およびｎ側電極４６を形成することによって、青紫色半導体レーザ素子４０をモノリシック２波長半導体レーザ素子３０に貼り合わせる際に、ｐ側電極４５と融着層６０との接合性を向上させることができる。さらに、３波長半導体レーザ素子部５０を基台７０に接合する際も、ｎ側電極４６と導電性接着層１との接合性を向上させることができる。

（第１実施形態の変形例）
図１３は、本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。図１および図１３を参照して、この第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１５０では、上記第１実施形態と異なり、基台７０上の負極側に対応する電極層が、半導体レーザ素子毎に電気的に独立した状態で複数配置されている場合について説明する。

ここで、第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１５０では、図１３に示すように、基台７０上の赤外半導体レーザ素子１０のｎ側電極１６（図１参照）に対応する領域に電極層７３ａが形成されるとともに、基台７０上の赤色半導体レーザ素子２０のｎ側電極２６（図１参照）に対応する領域に電極層７３ｂがそれぞれ形成されている。また、電極層７３ａおよび７３ｂとは別に、基台７０上の青紫色半導体レーザ素子４０のｎ側電極４６（図１参照）に対応する領域に電極層７３ｃが形成されている。したがって、赤外半導体レーザ素子１０には、電極層７１（ｐ側）および電極層７３ａ（ｎ側）が対応するとともに、赤色半導体レーザ素子２０には、電極層７２（ｐ側）および電極層７３ｂ（ｎ側）が対応している。また、青紫色半導体レーザ素子４０には、電極層５４（ｐ側：図１参照）および電極層７３ｃ（ｎ側）が対応している。これにより、３波長半導体レーザ素子部５０を構成する各半導体レーザ素子（１０、２０および４０）は、各々が電気的に独立した状態で基台７０上に接合されている。

なお、第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置１５０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第１実施形態の変形例では、上記のように、３波長半導体レーザ素子部５０を構成する各半導体レーザ素子（１０、２０および４０）のｎ側電極およびｐ側電極が、半導体レーザ素子毎に電気的に独立した状態で電極層７１、７２、７３ａ、７３ｂ、７３ｃおよび電極層５４（図１参照）とそれぞれ接続されるように構成することによって、個々の半導体レーザ素子が電気的に独立した状態でレーザ動作を行うことができる。なお、第１実施形態の変形例のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。図１５〜図１７は、図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。図１４〜図１７を参照して、第２実施形態では上記第１実施形態の製造プロセスと異なり、ウェハ状態に形成された青紫色半導体レーザ素子２４０を共振器の延びる方向に沿って短冊状に分割した後に、短冊状の個々の青紫色半導体レーザ素子２４０をモノリシック２波長半導体レーザ素子３０に接合する場合について説明する。なお、青紫色半導体レーザ素子２４０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。

本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００では、図１４に示すように、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０に青紫色半導体レーザ素子２４０が接合されて形成された３波長半導体レーザ素子部２５０が、ジャンクションダウン方式により基台２７０に固定されている。

ここで、第２実施形態では、青紫色半導体レーザ素子２４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３上のｐ側電極４５が、融着層６０を介してモノリシック２波長半導体レーザ素子３０の凹部５１ａの底部５１ｂに接合されている。また、青紫色半導体レーザ素子２４０のｎ型ＧａＮ基板８０上（下面）のｎ側電極４６が、導電性接着層１を介して、基台２７０に予め形成されている凹部２７０ａの底部２７０ｂに接合されている。また、この底部２７０ｂには、電極層７３が形成されている。なお、第２実施形態による半導体レーザ装置２００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図５、図１４〜図１７を参照して、第２実施形態による半導体レーザ装置２００の製造プロセスについて説明する。

まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、ウェハ状態のモノリシック２波長半導体レーザ素子３０（図５参照）を形成する。

次に、図１５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板８０の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４１、活性層４２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３を順次積層する。そして、エッチングにより、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の上面上にリッジ部４３ａを形成した後に、リッジ部４３ａ上を除くｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３の上面上に絶縁膜４４を形成する。その後、リッジ部４３ａおよび絶縁膜４４の上面上にｐ側電極４５を形成する。また、ｎ型ＧａＮ基板８０の下面上にｎ側電極４６を形成する。

ここで、第２実施形態の製造プロセスでは、図１５に示すように、リッジ部４３ａの延びる方向（紙面に垂直な方向）に沿って素子分割を行う。なお、図１５では、破線で示した位置において素子分割を行う。これにより、図１６に示すように、共振器方向（紙面に垂直な方向）に短冊状に形成された青紫色半導体レーザ素子２４０が複数形成される。

その後、図１７に示すように、モノリシック２波長半導体レーザ素子３０の凹部５１ａに設けられた電極層５４と、短冊状の青紫色半導体レーザ素子２４０のｐ側電極４５とを対向させながら、融着層６０を介して貼り合わせる。これにより、ウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部２５０が形成される。

その後、素子分割によりチップ化を行い、図１７に示した３波長半導体レーザ素子部２５０が複数形成される。

また、基台２７０（図１４参照）の所定の領域にエッチングなどにより底部２７０ｂを有する凹部２７０ａ予め形成しておく。この状態で、３波長半導体レーザ素子部２５０を基台２７０に接合する。この際、基台２７０の凹部２７０ａの部分に青紫色半導体レーザ素子２４０が対応するように接合する。

なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。このようにして、第２実施形態による３波長半導体レーザ素子部２５０を備えた半導体レーザ装置２００（図１４参照）が形成される。

第２実施形態の製造プロセスでは、上記のように、予め共振器の延びる方向に沿って素子分割されて短冊状に形成された複数の青紫色半導体レーザ素子２４０をモノリシック２波長半導体レーザ素子３０に接合する工程を備えることによって、１枚のｎ型ＧａＮ基板８０上に複数形成される青紫色半導体レーザ素子２４０の取れ数を増加させることができるので、半導体レーザ素子形成時の歩留まりを向上させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図１８は、本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。まず、図２および図１８を参照して、この第３実施形態による半導体レーザ装置３００では、上記第１実施形態と異なり、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０とに挟まれた領域の半導体層の表面上に、上記第２実施形態と同様の青紫色半導体レーザ素子２４０が融着層６０を介して貼り合わされた３波長半導体レーザ素子部３５０が、導電性接着層１および２を介して基台２７５に固定される場合について説明する。なお、基台２７５は、本発明の「放熱基台」の一例である。

ここで、第３実施形態では、図１８に示すように、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０とに挟まれた領域の内部（穴部３５１ｂの内側面）に、半導体層の表面（電極層３５３）からアンドープＧａＡｓ層５２ｃを貫通してｎ型ＧａＡｓ基板３５１の内部まで達する導通部３５２が設けられている。これにより、青紫色半導体レーザ素子２４０は、融着層６０、電極層３５３および導通部３５２を介して、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１と電気的に接続されるように構成されている。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１は、本発明の「導電性半導体」の一例であり、導通部３５２は、本発明の「接続領域」の一例である。また、アンドープＧａＡｓ層５２ｃは、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。

また、第３実施形態では、図１８に示すように、青紫色半導体レーザ素子２４０が接合される基台２７５の表面に凹部２７５ａが形成されている。また、凹部２７５ａの底部２７５ｂには、電極層７３が形成されている。この電極層７３は、平面的に見て、図２に示すように、赤外半導体レーザ素子１０のｎ側電極１６（図１８参照）と、赤色半導体レーザ素子２０のｎ側電極２６（図１８参照）と、青紫色半導体レーザ素子２４０のｎ側電極４６（図１８参照）とを電気的に接続する形状（略Ｅ字形状）に形成されている。また、図１８に示すように、３波長半導体レーザ素子部３５０のうちの凸形状を有する青紫色半導体レーザ素子２４０の部分が、基台２７５の凹部２７５ａに入り込んだ状態で、導電性接着層１および２を介して基台２７５に接合されるように構成されている。

なお、第３実施形態による半導体レーザ装置３００のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

図１９〜図２２は、図１８に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図３および図１８〜図２２を参照して、第３実施形態による半導体レーザ装置３００の製造プロセスについて説明する。

まず、図１９に示すように、上記第１実施形態の製造プロセスと同様の製造プロセスにより、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の上面上に、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０とが形成される。

ここで、第３実施形態では、図１９に示すように、エッチングにより、赤外半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０とに挟まれた領域に、一対の絶縁溝部３５１ａと、分離溝３５１ｄとを形成する。この一対の絶縁溝部３５１ａおよび分離溝３５１ｄは、それぞれ、溝の深さがｎ型ＧａＡｓ基板３５１まで達するように形成される。これにより、Ｂ方向に一様に形成されたアンドープＧａＡｓ層５２（図３参照）が、アンドープＧａＡｓ層５２ａ、５２ｂおよび５２ｃとを有するように形成される。

また、第３実施形態では、図２０に示すように、エッチングにより、アンドープＧａＡｓ層５２ｃ上の半導体層の上面からｎ型ＧａＡｓ基板３５１に向かって穴部３５１ｂを形成する。この穴部３５１ｂは、穴の深さがアンドープＧａＡｓ層５２ｃを貫通してｎ型ＧａＡｓ基板３５１まで達するように形成される。その後、穴部３５１ｂの内側面を覆うように導通部３５２を真空蒸着法により形成する。

そして、図２１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１の導通部３５２上に、電極層３５３を真空蒸着法により形成するとともに、電極層３５３上に融着層６０を形成する。これにより、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１は、導通部３５２および電極層３５３を介して融着層６０と電気的に接続されることが可能となる。このようにして、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０が形成される。なお、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０は、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。

その後、図２２に示すように、上記第２実施形態と同様の製造プロセスにより形成された短冊状の青紫色半導体レーザ素子２４０を、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０の電極層３５３と対向させながら、融着層６０を介して貼り合わせる。これにより、ウェハ状態の３波長半導体レーザ素子部３５０が形成される。

第３実施形態では、上記のような製造プロセスにより３波長半導体レーザ素子部３５０を形成することによって、青紫色半導体レーザ素子２４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３が、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０の赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０によって挟まれた領域（半導体層）に形成されたｎ型ＧａＡｓ基板３５１と電気的に導通する導通部３５２を介して、ｎ型ＧａＡｓ基板３５１と同一の極性（ｎ型）を有しながら導通されるので、内部構造が簡素化された３波長半導体レーザ素子部３５０を形成することができる。

また、基台２７５（図１８参照）の所定の領域にエッチングなどにより底部２７５ｂを有する凹部２７５ａ予め形成しておく。この状態で、３波長半導体レーザ素子部３５０を基台２７５に接合する。この際、基台２７５の凹部２７５ａの部分に青紫色半導体レーザ素子２４０が対応するように接合する。

なお、第３実施形態のその他の製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。このようにして、第３実施形態による３波長半導体レーザ素子部３５０を備えた半導体レーザ装置３００（図１８参照）が形成される。

第３実施形態では、上記のように、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０を構成する赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０によって挟まれた領域（半導体層）の表面に、アンドープＧａＡｓ層５２ｃおよび上部の半導体層に覆われたｎ型ＧａＡｓ基板３５１と電気的に導通する導通部３５２および電極層３５３を設けるとともに、青紫色半導体レーザ素子２４０のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４３を、融着層６０を介して電極層３５３に接合するように構成することによって、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０によって挟まれた領域（半導体層）にｎ型ＧａＡｓ基板３５１まで達する凹部などを設けることなく、容易に、赤外半導体レーザ素子１０および赤色半導体レーザ素子２０と青紫色半導体レーザ素子２４０とを、カソードコモンで接続することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図２３は、本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した正面図である。図２４は、図２３に示した第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。まず、図２３および図２４を参照して、この第４実施形態による半導体レーザ装置４００では、上記第１実施形態と異なり、モノリシック２波長半導体レーザ素子４３０を構成する赤外半導体レーザ素子４１０および赤色半導体レーザ素子４２０のｎ側電極の位置が、青紫色半導体レーザ素子４０の近傍に隣接して形成される場合について説明する。なお、赤外半導体レーザ素子４１０および赤色半導体レーザ素子４２０は、それぞれ、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例である。

この第４実施形態による半導体レーザ装置４００では、図２３に示すように、３波長半導体レーザ素子部４５０が、導電性接着層１および２を介して基台７０に固定されている。また、３波長半導体レーザ素子部４５０は、モノリシック２波長半導体レーザ素子４３０に、青紫色半導体レーザ素子４０が融着層６０を介して接合された構造を有する。また、モノリシック２波長半導体レーザ素子４３０は、ｎ型ＧａＡｓ基板５１上（下面）に、凹部５１ａを隔てて赤外半導体レーザ素子４１０および赤色半導体レーザ素子４２０が形成されている。

ここで、第４実施形態では、図２３に示すように、赤外半導体レーザ素子４１０の青紫色半導体レーザ素子４０とＢ方向に対向する部分のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１上に、ｎ側電極１６が形成されている。また、赤色半導体レーザ素子４２０の青紫色半導体レーザ素子４０とＢ方向に対向する部分のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２１上に、ｎ側電極２６が形成されている。また、基台７０の、青紫色半導体レーザ素子４０、赤外半導体レーザ素子４１０のｎ側電極１６および赤色半導体レーザ素子４２０のｎ側電極２６が接合される領域に対応する領域上に、電極層４７１が形成されている。これにより、３波長半導体レーザ素子部４５０は、青紫色半導体レーザ素子４０のｎ側電極４６、赤外半導体レーザ素子４１０のｎ側電極１６および赤色半導体レーザ素子４２０のｎ側電極２６が、導電性接着層１および２を介して、１つの電極層４７１に接合されている。しがたって、第４実施形態では、半導体レーザ装置４００は、各半導体レーザ素子がカソードコモン（ｎ側共通電極）接続となるように構成されている。

また、図２４に示すように、基台７０の、赤外半導体レーザ素子４１０のｐ側電極１５および赤色半導体レーザ素子４２０のｐ側電極２５が接合される領域に対応する領域上に、電極層４７２および４７３がそれぞれ形成されている。また、図２４に示すように、赤外半導体レーザ素子４１０に対応する電極層４７２の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ４９１がワイヤボンディングされるとともに、赤色半導体レーザ素子４２０に対応する電極層４７３の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ４９２がワイヤボンディングされている。また、各半導体レーザ素子のｎ側電極同志を接続するように設けられた電極層４７１の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ４９３がワイヤボンディングされている。ここで、電極層４７２および４７３は、基台７０の両側に形成され、電極層４７１は、電極層４７２および４７３に挟まれるように形成されている。また、図２３および図２４に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１（図２３参照）上に設けられたｐ側電極５３（図２３参照）の上面の所定領域には、Ａｕワイヤ４９４がワイヤボンディングされている。また、Ａｕワイヤ４９１、４９２および４９４は、それぞれ、ステム（図示せず）のリード端子（正極端子：図示せず）に接続されるとともに、Ａｕワイヤ４９３は、ステム（図示せず）のリード端子（負極端子：図示せず）に接続されるために設けられている。これにより、半導体レーザ装置４００は、上記第１実施形態と同様に、各半導体レーザ素子に対して正極側のリード端子から個別に電流を供給することが可能に構成されている。

図２５は、図２３に示した第４実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図２３〜図２５を参照して、第４実施形態による半導体レーザ装置４００の製造プロセスについて説明する。

まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、ウェハ状態のモノリシック２波長半導体レーザ素子４３０（図２５参照）を形成する。

ここで、第４実施形態の製造プロセスでは、図２５に示すように、赤外半導体レーザ素子４１０のｎ側電極１６および赤色半導体レーザ素子４２０のｎ側電極２６を、凹部５１ａを挟んでＢ方向に対向するようにそれぞれ形成する。

また、図２５に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１の凹部５１ａの底部５１ｂに、電極層５４を真空蒸着法により形成するとともに、電極層５４上に融着層６０を形成する。このようにして、ウェハ状態のモノリシック２波長半導体レーザ素子４３０が形成される。その後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、モノリシック２波長半導体レーザ素子４３０に青紫色半導体レーザ素子４０を貼り合わせてチップ化を行うことにより３波長半導体レーザ素子部４５０（図２３参照）が形成される。

また、図２４に示すように、基台７０の上面上に、平面形状が所定の形状を有するように、電極層４７１、４７２および４７３をそれぞれ形成する。また、各電極層の上面の所定の領域に、導電性接着層１および２をそれぞれ形成する。その後、図２３に示すように、チップ化された３波長半導体レーザ素子部５０を基台７０に対して接合する。この際、基台７０の上面上に、３波長半導体レーザ素子部４５０のｐ側電極１５および２５とｎ側電極４６とが、電極層４７２、４７３および４７１とそれぞれ対向するように配置する。また、３波長半導体レーザ素子部４５０のｎ側電極１６および２６が、青紫色半導体レーザ素子４０の下部からＢ方向に延びる電極層４７１の端部近傍の上方に配置される。したがって、３波長半導体レーザ素子部４５０は、ｎ側電極１６、２６および４６が、導電性接着層１および２を介して１つの電極層４７１に接合される。

なお、第４実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。このようにして、第４実施形態による３波長半導体レーザ素子部４５０を備えた半導体レーザ装置４００（図２３参照）が形成される。

第４実施形態では、上記のように、３波長半導体レーザ素子部４５０を構成する各半導体レーザ素子（赤外半導体レーザ素子４１０、赤色半導体レーザ素子４２０および青紫色半導体レーザ素子４０）のｎ側電極を、共に基台７０上の電極層４７１に接続するように構成することによって、簡素な構造により容易にカソードコモン接続の半導体レーザ装置４００を形成することができる。特に、多波長半導体レーザ素子を光ディスク用ピックアップ装置に適用する場合、一般的に、各半導体レーザ素子をカソードコモンとして使用することが望まれるため、第４実施形態における半導体レーザ装置４００を、光ディスク用ピックアップ装置に容易に組み込むことができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第５実施形態）
図２６は、本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。図２６を参照して、第５実施形態では上記第２実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０を形成したモノリシック２波長半導体レーザ素子５３０に、赤色半導体レーザ素子５４０を貼り合わせてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部５５０を形成する場合について説明する。なお、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０は、それぞれ、本発明の「第１半導体レーザ素子」の一例であり、赤色半導体レーザ素子５４０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。

この第５実施形態による半導体レーザ装置５００では、図２６に示すように、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０からなるモノリシック２波長半導体レーザ素子５３０に、赤色半導体レーザ素子５４０が接合されて形成されたＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部５５０が、ジャンクションダウン方式により基台２７０に固定されている。また、モノリシック２波長半導体レーザ素子５３０は、ｎ型ＧａＮ基板５５１上（下面）に、凹部５５１ａを隔てて青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板５５１は、本発明の「導電性半導体」の一例である。

ここで、第５実施形態では、赤色半導体レーザ素子５４０のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４３上のｐ側電極４５が、融着層６０を介してモノリシック２波長半導体レーザ素子５３０の凹部５５１ａの底部５５１ｂに接合されている。また、赤色半導体レーザ素子５４０のｎ型ＧａＡｓ基板５８０上（下面）のｎ側電極４６が、導電性接着層１を介して、基台２７０に予め形成されている凹部２７０ａの底部２７０ｂに接合されている。また、この底部２７０ｂには、電極層７３が形成されている。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板５８０は、本発明の「成長用基板」の一例である。

また、図２６に示すように、青色半導体レーザ素子５１０は、ｎ型ＧａＮ基板５５１の下面上に、高抵抗半導体層であるＺｎドープＧａＮ層５５２ａと、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５１１と、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層および障壁層が交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層５１２と、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５１３とが形成されている。なお、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａは、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。これにより、青色半導体レーザ素子５１０は、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａによってｎ型ＧａＮ基板５５１とは電気的に絶縁されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５１１、活性層５１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５１３は、それぞれ、本発明の「第１導電型の第１半導体層」、「第１活性層」および「第２導電型の第２半導体層」の一例である。

また、図２６に示すように、緑色半導体レーザ素子５２０は、ｎ型ＧａＮ基板５５１の下面上に、高抵抗半導体層であるＺｎドープＧａＮ層５５２ｂと、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５２１と、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層および障壁層が交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層５２２と、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５２３とが形成されている。なお、ＺｎドープＧａＮ層５５２ｂは、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。これにより、緑色半導体レーザ素子５２０は、ＺｎドープＧａＮ層５５２ｂによってｎ型ＧａＮ基板５５１とは電気的に絶縁されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５２１、活性層５２２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５２３は、それぞれ、本発明の「第１導電型の第１半導体層」、「第１活性層」および「第２導電型の第２半導体層」の一例である。

また、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部５５０を構成する赤色半導体レーザ素子５４０は、ｎ型ＧａＡｓ基板５８０の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４１と、ＧａＩｎＰからなる量子井戸層および障壁層が交互に積層されたＭＱＷ構造を有する活性層５４２と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４３とが形成されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４１、活性層５４２およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４３は、それぞれ、本発明の「第４半導体層」、「第２活性層」および「第３半導体層」の一例である。

なお、第５実施形態による半導体レーザ装置５００のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。

第５実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子５４０のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４３を、融着層６０を介してｎ型ＧａＮ基板５５１の表面上に接合することにより、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５４３をｎ型ＧａＮ基板５５１と電気的に接続するように構成することによって、ｎ型ＧａＮ基板５５１は、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａおよび５５２ｂにより青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０とは電気的に絶縁されているので、このｎ型ＧａＮ基板５５１を、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０への電流供給路と絶縁された赤色半導体レーザ素子５４０への電流供給用の導電部材として利用することができる。これにより、赤色半導体レーザ素子５４０のｐ側電極４５を容易に外部に接続することができる。また、ｎ型ＧａＮ基板５５１が赤色半導体レーザ素子５４０のｐ側電極４５と導通される一方、基台２７０上に設けられた１つの電極層７３に３つの半導体レーザ素子（５１０、５２０および５４０）のｎ側電極（１６、２６および４６）を一体的に接続することができるので、各半導体レーザ素子のカソードコモン接続を実現することができる。なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。

（第５実施形態の変形例）
図２７は、本発明の第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。図２７を参照して、第５実施形態の変形例では上記第５実施形態と異なり、下面にＳｉドープｎ型ＧａＮ層６０１が形成されたｎ型ＧａＮ基板５５１を使用してＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部６５０を形成する場合について説明する。なお、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１は、本発明の「導電性半導体」の一例である。

ここで、第５実施形態の変形例では、半導体レーザ装置６００は、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１の下面上に、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａおよび５５２ｂを介して青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０が形成されたモノリシック２波長半導体レーザ素子６３０を備えている。また、赤色半導体レーザ素子５４０のｐ側電極４５が、融着層６０を介してＳｉドープｎ型ＧａＮ層６０１の凹部６０１ａの底部６０１ｂに接合されている。また、赤色半導体レーザ素子５４０のｎ型ＧａＡｓ基板５８０上（下面）のｎ側電極４６が、導電性接着層１を介して、基台２７０に接合されている。なお、第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置６００のその他の構造は上記第５実施形態と同様である。

図２８は、図２７に示した第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。次に、図１５〜図１７、図２７および図２８を参照して、第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置６００の製造プロセスについて説明する。

まず、図２８に示すように、ｎ型ＧａＮ基板５５１の上面上に、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１を所定の厚みに形成するとともに、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１上にＺｎドープＧａＮ層５５２を形成する。なお、ＺｎドープＧａＮ層５５２は、本発明の「絶縁性を有する層」の一例である。その後、ＺｎドープＧａＮ層５５２上に、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０を構成する半導体層をＢ方向に所定の間隔を隔てて形成する。そして、エッチング技術を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１に凹部６０１ａおよび分離溝６０１ｄをそれぞれ形成する。これにより、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａおよび５５２ｂの部分が形成されるとともに、青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０が所定の間隔を隔てて配置されたウェハ状態のモノリシック２波長半導体レーザ素子６３０が形成される。

次に、図１５〜図１７に示した上記第２実施形態と同様の製造プロセスにより、短冊状の赤色半導体レーザ素子５４０（図２７参照）を形成するとともに、モノリシック２波長半導体レーザ素子６３０（図２７参照）の凹部６０１ａの底部６０１ｂに設けられた電極層５４と、短冊状の赤色半導体レーザ素子５４０のｐ側電極４５とを対向させながら、融着層６０を介して貼り合わせる。その後、素子分割によりチップ化を行い、図２７に示したＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部６５０が形成される。この際、分離溝６０１ｄ（図２８参照）が分割されて段差部６０１ｃ（図２７参照）が形成される。

なお、第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置６００のその他の製造プロセスは、上記第５実施形態と同様である。また、第５実施形態の変形例の効果は、上記第５実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第４実施形態では、絶縁性を有する層を、高抵抗半導体層であるアンドープＧａＡｓ層５２からなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型ＧａＡｓ基板５１上にＳｉＯ_２などからなる絶縁膜を形成することにより基板（導電性半導体）と基板上に形成される半導体レーザ素子とを電気的に絶縁するように構成してもよい。

また、上記第５実施形態では、絶縁性を有する層を、高抵抗半導体層であるＺｎドープＧａＮ層５５２ａおよび５５２ｂからなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ型ＧａＮ基板５５１上にＳｉＯ_２などからなる絶縁膜を形成することにより基板（導電性半導体）と基板上に形成される半導体レーザ素子とを電気的に絶縁するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、絶縁性を有する層にアンドープＧａＡｓ層５２を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、Ｃｒおよび酸素がドープされた半絶縁性ＧａＡｓ層などを用いてもよい。この場合、半絶縁性ＧａＡｓ層は、約１×１０^７Ωｃｍ以上の電気抵抗率を有するように構成するのが好ましい。

また、上記第１〜第５実施形態では、多波長半導体レーザ素子部が接合される基台を、ＡｌＮからなる基板により構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、基台を、ＳｉＣ、Ｓｉ、ダイヤモンドおよび立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）などの熱伝導率の良好な絶縁体からなる基板により構成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、多波長レーザ素子部（ｐ−ｎ接合部）が基台（サブマウント）に対して下向きに接合されるジャンクションダウン方式により半導体レーザ装置を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、多波長レーザ素子部が基台に対して上向きに接合されるジャンクションアップ方式により半導体レーザ装置を構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、２つの半導体レーザ素子からなるモノリシック２波長半導体レーザ素子に対して、１つの青紫色半導体レーザ素子を貼り合わせることにより３波長半導体レーザ素子部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、同一の成長用基板上に２つ以外の複数の半導体レーザ素子からなる多波長レーザ素子部（第１半導体レーザ素子）を形成するとともに、互いに異なる波長のレーザ光を出射する２つ以上の半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）を貼り合わせることによって、多波長レーザ素子部を形成するようにしてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、２つの半導体レーザ素子からなるモノリシック２波長半導体レーザ素子に対して、１つの半導体レーザ素子を貼り合わせることにより３波長半導体レーザ素子部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、１つの半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）に対して、互いに異なる波長のレーザ光を出射する２つ以上の半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）を貼り合わせることによって、多波長レーザ素子部を形成するようにしてもよい。たとえば、ｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層などの絶縁層を介して形成された赤色半導体レーザ素子に、それぞれ個別に形成された青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を順次貼り合わせることによりＲＧＢ多波長半導体レーザ素子部を形成することも可能である。この場合も、上記実施形態と同様に、ｎ型ＧａＡｓ基板が青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子のｐ側電極と導通される一方、基台上に設けられた１つの電極層に３つの半導体レーザ素子のｎ側電極を一体的に接続することができるので、各半導体レーザ素子のカソードコモン接続を実現することができる。

また、上記第１〜第４実施形態では、青紫色半導体レーザ素子を、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、青紫色半導体レーザ素子を、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮおよびこれらの混晶からなるウルツ鉱構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、多波長半導体レーザ素子部を構成する各半導体レーザ素子の共振器面（光出射面および光反射面）に形成した誘電体多層膜を、Ａｌ元素を含むＡｌＮ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜などを適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３、ＳｉＮ、ＭｇＦ_２、ＧａＮおよびＢＮや、これらの組成比の異なる材料であるＴｉ_３Ｏ_５やＮｂ_２Ｏ_３などからなる単層または多層膜を適用してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、平坦な基板上に下部クラッド層、活性層および上部クラッド層などを順次形成し、その上の電流路を電流ブロック層（絶縁膜）により狭く制限する利得導波型のオキサイドストライプ構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を用いて多波長半導体レーザ素子部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、リッジ部をＳｉＯ_２またはＡｌＧａＮなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率分布導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を用いて多波長半導体レーザ素子部を形成してもよい。

また、上記第３実施形態では、モノリシック２波長半導体レーザ素子３３０の半導体層が形成された表面からアンドープＧａＡｓ層５２ｃを貫通してｎ型ＧａＡｓ基板３５１まで達する穴部３５１ｂを設けるとともに、穴部３５１ｂの内側面に導通部３５２を真空蒸着法により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、穴部３５１ｂの内部に導電性材料を充填して導通部構造を形成するようにしてもよい。

また、上記第５実施形態の変形例では、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１とは反対側のｎ型ＧａＮ基板５５１の上面上にｐ側電極５３を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、製造プロセスにおいて、ｎ型ＧａＮ基板５５１をＳｉドープｎ型ＧａＮ層６０１から除去するとともに、除去後のＳｉドープｎ型ＧａＮ層６０１の上面上にｐ側電極を形成してもよい。この変形例のように構成しても、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層６０１は、ＺｎドープＧａＮ層５５２ａおよび５５２ｂにより青色半導体レーザ素子５１０および緑色半導体レーザ素子５２０とは電気的に絶縁される一方、赤色半導体レーザ素子５４０への電流供給用の導電部材として利用することができるので、赤色半導体レーザ素子５４０のｐ側電極４５を容易に外部に接続することができる。

本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した正面図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１に示した第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した正面図である。 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１４に示した第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図１８に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１８に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１８に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 図１８に示した第３実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した正面図である。 図２３に示した第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した平面図である。 図２３に示した第４実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。 本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 本発明の第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図２７に示した第５実施形態の変形例による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための図である。

符号の説明

１０、４１０ 赤外半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
１１ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（第１導電型の第１半導体層）
１２、２２、５１２、５２２ 活性層（第１活性層）
１３ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（第２導電型の第２半導体層）
２０、４２０ 赤色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
２１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第１導電型の第１半導体層）
２３ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第２導電型の第２半導体層）
４０、２４０ 青紫色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
４１ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層（第４半導体層）
４２、５４２ 活性層（第２活性層）
４３ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層（第３半導体層）
５１、３５１ ｎ型ＧａＡｓ基板（導電性半導体）
５１ａ、５５１ａ、６０１ａ 凹部
５１ｂ、５５１ｂ、６０１ｂ 底部
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ アンドープＧａＡｓ層（絶縁性を有する層）
６０ 融着層
７０、２７０、２７５ 基台（放熱基台）
８０ ｎ型ＧａＮ基板（成長用基板）
３５２ 導通部（接続領域）
５１０ 青色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
５１１ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層（第１導電型の第１半導体層）
５１３ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層（第２導電型の第２半導体層）
５２０ 緑色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
５２１ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層（第１導電型の第１半導体層）
５２３ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層（第２導電型の第２半導体層）
５４０ 赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
５４１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第４半導体層）
５４３ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第３半導体層）
５５１ ｎ型ＧａＮ基板（導電性半導体）
５５２、５５２ａ、５５２ｂ ＺｎドープＧａＮ層（絶縁性を有する層）
５８０ ｎ型ＧａＡｓ基板（成長用基板）
６０１ Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層（導電性半導体）

Claims (7)

1. 導電性半導体の表面上に形成され、絶縁性を有する層、第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に有する第１半導体レーザ素子と、
   前記導電性半導体の表面上に融着層を介して接合されるとともに、前記導電性半導体と電気的に接続され、前記導電性半導体の側から、第１導電型または第２導電型の一方の導電型の第３半導体層、第２活性層および前記第１導電型または前記第２導電型の他方の導電型の第４半導体層の順に有する第２半導体レーザ素子とを備える、半導体レーザ装置。
2. 前記絶縁性を有する層は、高抵抗半導体層からなる、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記第３半導体層は、前記第２半導体層と同じ導電型である、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記第１導電型は、ｎ型である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
5. 導電性半導体の表面上に、絶縁性を有する層、第１導電型の第１半導体層、第１活性層および第２導電型の第２半導体層の順に積層することにより、第１半導体レーザ素子を形成する工程と、
   成長用基板の表面上に、第１導電型または第２導電型の一方の導電型の第４半導体層、第２活性層、および、前記第１導電型または前記第２導電型の他方の導電型の第３半導体層の順に積層することにより、第２半導体レーザ素子を形成する工程と、
   前記導電性半導体の表面上の前記第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に、融着層を介して前記第３半導体層を接合することにより、前記第３半導体層と前記導電性半導体とが電気的に接続された状態で前記第１半導体レーザ素子と前記第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。
6. 前記導電性半導体の表面上の前記第１半導体レーザ素子が形成されていない領域に、底部が前記導電性半導体まで達する凹部を形成する工程をさらに備え、
   前記貼り合わせる工程は、前記底部に前記融着層を介して前記第３半導体層を接合することにより、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程を含む、請求項５に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
7. 前記第１半導体レーザ素子と前記第２半導体レーザ素子とを貼り合わせる工程の後に、前記成長用基板を除去する工程をさらに備える、請求項５または６に記載の半導体レーザ装置の製造方法。

Images