JP2010166022A - 半導体レーザ装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白色光を再現する際に、発振波長の異なる複数のレーザ素子の間に大きな出力差が要求される場合であっても柔軟に対応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、赤色半導体レーザ素子１０と、緑色半導体レーザ素子３０と、青色半導体レーザ素子５０とを備える。そして、赤色半導体レーザ素子１０の個数ｎ１（３個）が、緑色半導体レーザ素子３０の個数ｎ２（２個）よりも多い関係を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置および表示装置に関し、特に、複数の半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置および表示装置に関する。

近年、光源としてレーザ光を用いたディスプレイの開発が盛んに行われている。特に、小型ディスプレイ用の光源として半導体レーザ素子を用いることが期待されている。この場合、ＲＧＢ各色を出射する半導体レーザを１つのパッケージに搭載することにより、光源の更なる小型化が可能となる。

そこで、従来では、赤色半導体レーザ素子と緑色半導体レーザ素子と青色半導体レーザ素子とを搭載した発光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、４００ｎｍ帯の光を発光可能なレーザ発振部を有する第１の発光素子と、５００ｎｍ帯および７００ｎｍ帯の光をそれぞれ発光可能な２つのレーザ発振部を有する第２の発光素子とを備えた発光装置が開示されている。この発光装置では、第１の発光素子および第２の発光素子が、光の３原色に対応する赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）を出射することにより、フルカラー表示装置の光源としての利用が可能なように構成されている。なお、この発光装置では、各レーザ発振部（発光点）は、発振波長帯域ごとに１個ずつ設けられている。

ここで、フルカラー表示装置が理想的な白色光を再現するためには、ＲＧＢ各色の光束（ルーメン）比で表した場合、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝約２：７：１となるように各発光素子の光出力を調整する必要がある。たとえば、約６５０ｎｍの赤色レーザ光と、約５３０ｎｍの緑色レーザ光と、約４８０ｎｍの青色レーザ光とを用いる場合、レーザ出力換算比で、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝約１８．７：８．１：７．１に調整した場合に理想的な白色光が得られる。また、約６５０ｎｍの赤色レーザ光と、約５５０ｎｍの緑色レーザ光と、約４６０ｎｍの青色レーザ光とを用いる場合、レーザ出力換算比で、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝約１８．７：７：１６．７に調整した場合に理想的な白色光が得られる。このように、レーザ光の発振波長に応じて各発光素子に要求される出力には大きな差がある。また、赤色光を発する発光素子には、緑色光や青色光を発する発光素子よりも大きな出力が求められる。

特開２００１−２３０５０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された発光装置では、各レーザ発振部が発振波長帯域（赤色、緑色および青色の３つの波長帯域）ごとに１個ずつ設けられているため、理想的な白色光を再現すべく個々のレーザ発振部の間に大きな出力差を必要とする場合に柔軟に対応できないという問題点がある。特に、赤色光を出射するレーザ発振部には、緑色光や青色光を出射するレーザ発振部よりも大きな出力が要求されるので、赤色光を出射するレーザ発振部が１個しか設けられていない場合、他のレーザ発振部との出力差を持たせにくくなり、理想的な白色光を再現するのがより困難となる。

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、白色光を再現する際に、発振波長の異なる複数のレーザ素子の間に大きな出力差が要求される場合であっても柔軟に対応することが可能な半導体レーザ装置および表示装置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、１つまたは複数のレーザ発光部を有する赤色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する緑色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する青色半導体レーザ素子とを備え、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子は、相対的に長い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数よりも多い関係を有する。

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、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子において、相対的に長い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数よりも多く構成することによって、白色光を再現する際に、各色半導体レーザ素子の間に大きな出力差が要求される場合であっても、要求される出力に応じてレーザ素子の数（レーザ発光部の数）を増減させて柔軟に対応することができる。特に、より長い波長を出射する半導体レーザ素子（緑色や青色レーザ素子と比較した場合の赤色レーザ素子）のレーザ発光部の個数を、より短い波長を出射する半導体レーザ素子（赤色レーザ素子と比較した場合の緑色や青色レーザ素子など）のレーザ発光部の個数よりも多く設けることにより、理想的な白色光を再現する出力比に調整された半導体レーザ装置を得ることができる。

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、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子の各々のレーザ発光部の個数を、それぞれ、ｎ１、ｎ２およびｎ３とした場合、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３の関係を有する。このように構成すれば、容易に、理想的な白色光を再現するための出力比に調整された半導体レーザ装置を形成することができる。

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、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子と青色半導体レーザ素子とに共通の基板上に形成されている。このように構成すれば、異なる発振波長を出射する緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子を別々の基板上に形成した後に、所定の間隔を隔ててパッケージ内に配置する場合と比較して、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子が共通の基板上に集積化されて形成されるので、集積化される分、半導体レーザ素子の幅を小さくすることができる。これにより、集積化された半導体レーザ素子をパッケージ内に容易に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、赤色半導体レーザ素子は、複数のレーザ発光部が形成されたモノリシック型であるとともに、緑色半導体レーザ素子は、複数のレーザ発光部が形成されたモノリシック型である。このように構成すれば、赤色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子が、発振波長別にそれぞれに共通の基板上に集積化されて形成されるので、集積化される分、それぞれの半導体レーザ素子の幅を小さくすることができる。これにより、大きな出力の半導体レーザ素子を必要とする場合においても、集積化された半導体レーザ素子の状態でパッケージ内に容易に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、赤色半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子または青色半導体レーザ素子の少なくともいずれかに接合されている。このように構成すれば、要求される出力が最も大きいためにレーザ発光部の数を横並びに増やして形成した赤色半導体レーザ素子と、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子とを直線的（たとえば横一列方向）に配置する場合と比較して、赤色半導体レーザ素子のレーザ発光部と緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子のレーザ発光部とを、レーザ素子の接合方向にも並列的に配置して互いに近づけることができるので、複数のレーザ発光部がパッケージの中央領域に集まるように半導体レーザ素子を配置することができる。これにより、半導体レーザ装置から出射される複数のレーザ出射光を光学系の光軸に近づけることができるので、半導体レーザ装置と光学系との調整を容易に行うことができる。

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、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子が接合される基台と、外部と電気的に接続されるとともに互いに絶縁された複数の端子とをさらに備え、赤色半導体レーザ素子は、基台とは反対側の表面上に形成された電極を含み、赤色半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数をｎ１とした場合、ｎ１個のうちの少なくとも２つの赤色半導体レーザ素子の電極は、各々が異なる端子に接続されている。このように構成すれば、緑色半導体レーザ素子や青色半導体レーザ素子よりもレーザ発光部の数が多い赤色半導体レーザ素子に対して、レーザ発光部の数に応じて個別に駆動することができるので、要求される出力に応じて赤色半導体レーザ素子の合計出力を容易に調整することができる。

上記緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子が共通の基板上に形成されている構成において、好ましくは、緑色半導体レーザ素子は、基板の表面上に形成されるとともに半極性面の主面を有する第１活性層を含み、青色半導体レーザ素子は、基板の表面上に形成されるとともに半極性面と略同一の面方位の主面を有する第２活性層を含み、第１活性層は、圧縮歪を有するとともに３ｎｍ以上の厚みを有する第１井戸層を含み、第２活性層は、圧縮歪を有する第２井戸層を含む。ここで、「緑色半導体レーザ素子」とは、発振波長が約５００ｎｍ以上約５６５ｎｍ以下の範囲にある半導体レーザ素子を指す。また、本発明における「厚み」とは、活性層の量子井戸構造が単一量子井戸（ＳＱＷ）構造を有する場合は、単一の井戸層の厚みであり、活性層の量子井戸構造が多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する場合は、ＭＱＷ構造を構成する多層の井戸層のそれぞれの井戸層の厚みを示している。また、圧縮歪とは、下地層と井戸層との間の格子定数の差に起因して発生する圧縮力による歪のことである。たとえば、井戸層の無歪での面内格子定数が、基板の無歪での面内格子定数に比べて大きい状態で、井戸層が基板に擬似格子整合して成長されている場合や、歪のない井戸層の面内格子定数に比べて小さい面内格子定数を有する層（クラッド層や障壁層など）の上に井戸層が擬似格子整合して成長されている場合などにおいて、圧縮歪は発生する。このように構成すれば、同一の基板の表面上に、半極性面の主面を有する第１活性層を含む緑色半導体レーザ素子および半極性面の主面を有する第２活性層を含む青色半導体レーザ素子を形成する場合において、青色半導体レーザ素子の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向と緑色半導体レーザ素子の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向とを略一致させることができる。

この場合、好ましくは、第１井戸層は、ＩｎＧａＮからなる。このように構成すれば、さらに効率の高い緑色半導体レーザ素子を作製することができる。

上記第１活性層が圧縮歪を有する第１井戸層を含み、第２活性層が圧縮歪を有する第２井戸層を含む構成において、好ましくは、第２井戸層は、ＩｎＧａＮからなる。このように構成すれば、さらに効率の高い青色半導体レーザ素子を作製することができる。

上記第１活性層が圧縮歪を有する第１井戸層を含み、第２活性層が圧縮歪を有する第２井戸層を含む構成において、好ましくは、第１井戸層の厚みは、第２井戸層の厚みよりも大きい。ここで、半極性面の主面を有する第１活性層を含む緑色半導体レーザ素子と、半極性面の主面を有する第２活性層を含む青色半導体レーザ素子とでは、緑色半導体レーザ素子よりも活性層における圧縮歪が小さく発振波長の短い青色半導体レーザ素子の方が、光学利得が最大化される光導波路の延びる方向の変化は起こりにくいと考えられるので、青色半導体レーザ素子の第２活性層の第２井戸層の厚みを、緑色半導体レーザ素子の第１活性層の第１井戸層の厚みよりも小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子の第２活性層において、第２井戸層の結晶格子と、第２井戸層が成長されている下地層の結晶格子との格子定数が異なることにより生じるミスフィット転位の発生を抑制することができる。

上記第１活性層が圧縮歪を有する第１井戸層を含み、第２活性層が圧縮歪を有する第２井戸層を含む構成において、好ましくは、半極性面は、（０００１）面または（０００−１）面に対して約１０度以上約７０度以下傾いた面である。このように構成すれば、より確実に、緑色半導体レーザ素子と青色半導体レーザ素子とで光学利得が最大化される光導波路の延びる方向を略一致させることができる。

上記第１活性層が圧縮歪を有する第１井戸層を含み、第２活性層が圧縮歪を有する第２井戸層を含む構成において、好ましくは、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子は、それぞれ、半極性面の主面に［０００１］方向を投影した方向に延びる光導波路をさらに含む。ここで、半導体レーザ素子の光学利得を最大化するためには、光導波路を活性層からの発光の主たる偏光方向に対して垂直に形成することが必要とされる。すなわち、半極性面の主面に［０００１］方向を投影した方向に光導波路を形成することによって、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の光学利得をそれぞれ最大化することができるとともに、青色半導体レーザ素子の青色光と緑色半導体レーザ素子の緑色光とを共通の共振器面から出射させることができる。

上記緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子が共通の基板上に形成されている構成において、好ましくは、青色半導体レーザ素子は、基板の表面上に形成されるとともに非極性面の主面を有する窒化物系半導体からなる第３活性層を含み、緑色半導体レーザ素子は、基板の表面上に形成されるとともに非極性面と略同一の面方位の主面を有する窒化物系半導体からなる第４活性層を含む。なお、本発明において、「非極性面」とは、極性面であるｃ面（（０００１）面）以外のすべての結晶面を含む広い概念であり、ｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの（Ｈ、Ｋ、−Ｈ−Ｋ、０）面の無極性面と、ｃ面（（０００１）面）から傾いた面（半極性面）とを含む。このように構成すれば、極性面であるｃ面の主面を有する場合に比べて、第１活性層および第２活性層に発生するピエゾ電界を小さくすることができる。これにより、ピエゾ電界による第１活性層の第１井戸層および第２活性層の第２井戸層におけるエネルギーバンドの傾きを小さくすることができるので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができる。この結果、同一の基板の表面上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備える集積型の半導体レーザ装置の歩留まりの低下を抑制することができる。

この場合、好ましくは、第３活性層は、ＩｎＧａＮからなる第３井戸層を有する量子井戸構造を有し、第４活性層は、ＩｎＧａＮからなる第４井戸層を有する量子井戸構造を有し、第３井戸層の厚みは、第４井戸層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、非極性面ではピエゾ電界の影響が小さいので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長は、ｃ面（（０００１）面）に形成する場合と比べて、それぞれのピーク波長よりも短波長側にシフトされる。これにより、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長を長波長側にシフトさせるためには、ｃ面に形成する場合よりも、青色半導体レーザ素子の第３井戸層および緑色半導体レーザ素子の第４井戸層のＩｎ組成をより大きくする必要がある。さらに、ＩｎＧａＮからなる第３井戸層および第４井戸層を形成する際に、緑色半導体レーザ素子の発振波長は、青色半導体レーザ素子の発振波長と比べて大きいので、緑色半導体レーザ素子の第４井戸層は、青色半導体レーザ素子の第３井戸層と比べてＩｎ組成をより大きくする必要がある。このように、Ｉｎ組成を大きくすると、第３井戸層および第４井戸層の面内の格子定数が、第３井戸層および第４井戸層を成長させる面の結晶格子の格子定数よりさらに大きくなることによって、第３井戸層および第４井戸層の面内の圧縮歪がより大きく、第３井戸層および第４井戸層にミスフィット転位が発生しやすい。また、緑色半導体レーザ素子の第４井戸層は、青色半導体レーザ素子の第３井戸層よりも圧縮歪が大きく、結晶欠陥が発生しやすい。この場合に、青色半導体レーザ素子の第３活性層の第３井戸層の厚みを、緑色半導体レーザ素子の第４活性層の第４井戸層の厚みよりも大きくすることによって、Ｉｎ組成が大きいために結晶欠陥が発生しやすい第４井戸層の厚みを小さくすることができるので、緑色半導体レーザ素子の第４井戸層において、結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。

上記青色半導体レーザ素子が第３活性層を含み、緑色半導体レーザ素子が第４活性層を含む構成において、好ましくは、非極性面は、略（１１−２２）面である。このように構成すれば、略（１１−２２）面は、他の半極性面と比べて、ピエゾ電界がより小さいので、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の発振波長の変化量を小さくすることができる。

上記青色半導体レーザ素子が第３活性層を含み、緑色半導体レーザ素子が第４活性層を含む構成において、好ましくは、基板の主面は、非極性面と略同一の面方位を有する。このように構成すれば、青色半導体レーザ素子の第３活性層および緑色半導体レーザ素子の第４活性層と略同一の非極性面の面方位の主面を有する基板上に半導体層を成長させるだけで、非極性面の主面を有する第３活性層を含んだ青色半導体レーザ素子および非極性面の主面を有する第４活性層を含んだ緑色半導体レーザ素子を容易に形成することができる。

上記緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子が共通の基板上に形成されている構成において、好ましくは、青色半導体レーザ素子は、基板の一方側の表面上に形成されるとともに、基板側から第５活性層、第１半導体層および第１電極の順に積層されて構成され、緑色半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子に対して隣接して並ぶように形成されるとともに、基板側から第６活性層、第２半導体層および第２電極の順に積層されて構成され、第１電極上に第１融着層を介して形成され、かつ、第２電極上に第２融着層を介して形成された支持基台をさらに備え、基板は、一方側と反対側に他方側の表面を有し、他方側の表面から一方側の第１半導体層の表面までの青色半導体レーザ素子の厚みをｔ１、他方側の表面から一方側の第２半導体層の表面までの緑色半導体レーザ素子の厚みをｔ２、前記第１電極の厚みをｔ３および前記第２電極の厚みをｔ４とした場合、ｔ１＜ｔ２のときｔ３＞ｔ４の関係を有し、ｔ１＞ｔ２のときｔ３＜ｔ４の関係を有する。このように構成すれば、たとえば、青色半導体レーザ素子の基板の他方側の表面から第１半導体層の一方側の表面までの厚みｔ１と、緑色半導体レーザ素子の基板の他方側の表面から第２半導体層の一方側の表面までの厚みｔ２とに差が生じる場合であっても、第１電極および第２電極によって、第１電極を含めた青色半導体レーザ素子の厚み（ｔ１＋ｔ３）と第２電極を含めた緑色半導体レーザ素子の厚み（ｔ２＋ｔ４）との差をより小さくすることができる。すなわち、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子における基板から第１半導体層または第２半導体層までの各々の厚みｔ１およびｔ２に差が生じても、その差（厚みｔ１と厚みｔ２との差）を第１電極および第２電極の厚みの違いを利用して調整することができる。これにより、共通の基板を含む青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の厚みを揃えることができるので、この半導体レーザ装置をジャンクションダウン方式などにより融着層（第１および第２融着層）を介して支持基台に接合する場合、融着層に半導体レーザ素子の厚みの差を吸収させる必要がないので、融着層を必要最小限の量に抑えることができる。この結果、接合後に余分な融着層がはみ出すことに起因してレーザ素子同志の電気的な短絡が生じるという不都合が抑制されるので、半導体レーザ素子を形成する際の歩留まりを向上させることができる。

この場合、好ましくは、支持基台は、サブマウントである。このように構成すれば、この半導体レーザ装置をジャンクションダウン方式により融着層（第１融着層および第２融着層）を介してサブマウントに接合する場合、使用する融着層を２つの半導体レーザ素子においてそれぞれ必要最小限の量に抑えることができる。したがって、歩留まりが向上する半導体レーザ装置を容易に形成することができる。

上記青色半導体レーザ素子が第１電極を有し、緑色半導体レーザ素子が第２電極を有する構成において、好ましくは、第１電極は、第１パッド電極からなり、第２電極は、第２パッド電極からなる。このように構成すれば、第１パッド電極および第２パッド電極の厚みをそれぞれ適切に調整することにより、共通の基板の一方側の表面上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の厚みを容易に揃えることができる。

この場合、好ましくは、ｔ３＞ｔ４の場合、第１パッド電極の厚みは、第２パッド電極の厚みよりも大きく、ｔ３＜ｔ４の場合、第２パッド電極の厚みは、第１パッド電極の厚みよりも大きい。このように構成すれば、第１パッド電極および第２パッド電極の厚みを上記の条件に応じて調整することにより、共通の基板の一方側の表面上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の厚みが揃えられるので、この半導体レーザ装置をジャンクションダウン方式により融着層を介してサブマウントに接合する場合、使用する融着層を２つの半導体レーザ素子においてそれぞれ必要最小限の量に抑えることができる。

この発明の第２の局面による表示装置は、１つまたは複数のレーザ発光部を有する赤色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する緑色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する青色半導体レーザ素子とを含み、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子は、相対的に長い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数よりも多い関係を有する半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える。

この発明の第２の局面による表示装置では、上記のように、赤色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子において、相対的に長い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数よりも多く構成することによって、表示装置において白色光を再現する際に、光源となる各色半導体レーザ素子の間に大きな出力差が要求される場合であっても、要求される出力に応じてレーザ素子の数（レーザ発光部の数）を増減させて柔軟に対応することができる。特に、より長い波長を出射する半導体レーザ素子（緑色や青色レーザ素子と比較した場合の赤色レーザ素子）のレーザ発光部の個数を、より短い波長を出射する半導体レーザ素子（赤色レーザ素子と比較した場合の緑色や青色レーザ素子など）のレーザ発光部の個数よりも多く設けることにより、理想的な白色光を再現する出力比に調整された半導体レーザ装置（光源）を得ることができる。

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。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の詳細構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置が搭載された一例によるプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置が搭載された他の例によるプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置が搭載された他の例によるプロジェクタ装置における制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。 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平面図である。 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。 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。 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平面図である。 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。 本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置を構成する青色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置を構成する緑色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例による半導体レーザ装置を構成する青色半導体レーザ素子の活性層の構造を示した断面図である。 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平面図である。 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断面図である。 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断面図である。 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平面図である。 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上面図である。 図１８の５０００−５０００線に沿った断面図である。 本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置を構成する２波長半導体レーザ素子部の構造を示した断面図である。 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製造プロセスを説明するための図である。

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）
まず、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、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０が、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層１を介して台座１１０の上面（Ｃ２側の面）上に固定されている。また、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０は、約６５５ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子１０と、約５３０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子３０と、約４８０ｎｍの波長を有する青色半導体レーザ素子５０とは、各色のレーザ光が略平行で、かつ、半導体レーザ装置１００の正面方向に出射されるように、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層２を介して基台９１の上面上に所定の間隔を隔てて固定されている。

また、赤色半導体レーザ素子１０は、約８００ｍＷの定格出力を有するとともに、緑色半導体レーザ素子３０は、約４００ｍＷの定格出力を有している。また、青色半導体レーザ素子５０は約７００ｍＷの定格出力を有している。

ここで、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０によって白色光を得るためには、上記赤色光６５５ｎｍ、緑色光５３０ｎｍおよび青色光４８０ｎｍの半導体レーザを用いる場合、３つの半導体レーザ素子のワット換算の出力比を、赤色：緑色：青色＝２４．５：８．１：７．２に調整することが要求される（光束（ルーメン）比では、赤色光：緑色光：青色光＝２：７：１に相当する）。

したがって、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０は、図１に示すように、３個の赤色半導体レーザ素子１０と、２個の緑色半導体レーザ素子３０と、１個の青色半導体レーザ素子５０とによって構成されている。すなわち、第１実施形態では、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０において、赤色半導体レーザ素子１０と緑色半導体レーザ素子３０との個数を比較した場合、相対的に長い波長を出射する赤色半導体レーザ素子１０の個数ｎ１が、相対的に短い波長を出射する緑色半導体レーザ素子３０の個数ｎ２よりも多く（ｎ１＞ｎ２）なるように構成されている。また、緑色半導体レーザ素子３０と青色半導体レーザ素子５０との個数を比較した場合、相対的に長い波長を出射する緑色半導体レーザ素子３０の個数ｎ２が、相対的に短い波長を出射する青色半導体レーザ素子５０の個数ｎ３よりも多く（ｎ２＞ｎ３）なるように構成されている。

なお、第１実施形態では、約８００ｍＷの定格出力を有する赤色半導体レーザ素子１０を３個、約４００ｍＷの定格出力を有する緑色半導体レーザ素子３０を２個、および、約７００ｍＷの定格出力を有する青色半導体レーザ素子５０を１個配置することにより、ワット換算の出力比を、赤色：緑色：青色＝２４：８：７に調整している。

また、第１実施形態では、図１に示すように、各色の半導体レーザ素子は、半導体レーザ装置１００の正面（各色レーザ光の出射方向）側から見て、一方の側端部（Ｂ１側）から他方の側端部（Ｂ２側）に向かって、赤色、緑色、赤色、青色、赤色および緑色の順に並ぶように配置されている。これにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０では、各色の半導体レーザ素子が配列する方向（Ｂ方向）において最も個数の多い赤色半導体レーザ素子１０が、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の両側に配置されるので、３つの発光点（レーザ発光部）から出射される赤色光、２つの発光点から出射される緑色光、および、１つの発光点から出射される青色光が適切に混合された状態の白色光が得られるように構成されている。

また、図２に示すように、赤色半導体レーザ素子１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の上面上に、ＳｉドープＧａＡｓからなるｎ型コンタクト層１２と、ＳｉドープＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１３と、ＡｌＧａＩｎＰ障壁層およびＧａＩｎＰ井戸層が交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１４、および、ＺｎドープＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層１５とが形成されている。

また、ｐ型クラッド層１５は、レーザ光の出射方向に沿ってストライプ状に延びる凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層１５の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ２０が形成されている。なお、リッジ２０の下部の活性層１４の部分に、本発明の「レーザ発光部」が形成されている。また、ｐ型クラッド層１５のリッジ２０以外の上面を覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層１６が形成されている。また、リッジ２０および電流ブロック層１６の上面を覆うように、Ａｕなどからなるｐ側パッド電極１７が形成されている。なお、リッジ２０とｐ側パッド電極１７との間には、ｐ型クラッド層１５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やオーミック電極層などが形成されていてもよい。また、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の下面（Ｃ１側の面）上に、ｎ型ＧａＡｓ基板１１側からＴｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極１８が形成されている。

また、図２に示すように、緑色半導体レーザ素子３０は、ｎ型ＧａＮ基板３１の上面上に、ＧｅドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮ層３２と、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層３３と、ＩｎＧａＮ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３４と、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層３５とが形成されている。

また、ｐ型クラッド層３５は、レーザ光の出射方向に沿ってストライプ状に延びる凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層３５の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ４０が形成されている。なお、リッジ４０の下部の活性層３４の部分に、本発明の「レーザ発光部」が形成されている。また、ｐ型クラッド層３５のリッジ４０以外の上面上を覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層３６が形成されている。また、リッジ４０および電流ブロック層３６の上面を覆うように、Ａｕなどからなるｐ側パッド電極３７が形成されている。なお、リッジ４０とｐ側パッド電極３７との間には、ｐ型クラッド層３５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やオーミック電極層などが形成されていてもよい。また、ｎ型ＧａＮ基板３１の下面上に、ｎ型ＧａＮ基板３１側からＴｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極３８が形成されている。

また、図２に示すように、青色半導体レーザ素子５０は、ｎ型ＧａＮ基板５１の上面上に、ＧｅドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮ層５２と、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層５３と、ＩｎＧａＮ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５４と、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層５５とが形成されている。

また、ｐ型クラッド層５５は、レーザ光の出射方向に沿ってストライプ状に延びる凸部と、凸部の両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層５５の凸部によって、光導波路を構成するためのリッジ６０が形成されている。なお、リッジ６０の下部の活性層５４の部分に、本発明の「レーザ発光部」が形成されている。また、ｐ型クラッド層５５のリッジ６０以外の上面上を覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層５６が形成されている。また、リッジ６０および電流ブロック層５６の上面を覆うように、Ａｕ層などからなるｐ側パッド電極５７が形成されている。ここで、リッジ６０とｐ側パッド電極５７との間に、ｐ型クラッド層５５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やオーミック電極層などが形成されていてもよい。また、ｎ型ＧａＮ基板５１の下面上に、ｎ型ＧａＮ基板５１側からＴｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極５８が形成されている。

また、図１に示すように、半導体レーザ装置１００は、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０を載置する台座１１０と、台座１１０と電気的に絶縁されるとともに底部１０７ａを貫通する５つのリード端子１０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、台座１１０および底部１０７ａに電気的に導通するリード端子１０６（破線で示す）とが設けられたステム１０７とを備えている。

また、３個の赤色半導体レーザ素子１０は、それぞれのｐ側パッド電極１７にワイヤボンディングされた金属線７１、７２および７３を介して、それぞれ、リード端子１０１、１０２および１０５に接続されている。なお、ｐ側パッド電極１７は、本発明の「電極」の一例であり、リード端子１０１、１０２および１０５は、それぞれ、本発明の「端子」の一例である。

また、２個の緑色半導体レーザ素子３０は、それぞれのｐ側パッド電極３７（図２参照）にワイヤボンディングされた金属線７４および７５を介して１つのリード端子１０３に共通に接続されている。また、青色半導体レーザ素子５０は、ｐ側パッド電極５７（図２参照）にワイヤボンディングされた金属線７６を介してリード端子１０４に接続されている。また、各半導体レーザ素子（１０、３０および５０）を載置する基台９１は、ＡｌＮなどの導電性を有する材料からなり、導電性接着層１を介して台座１１０に電気的に接続されている。これにより、半導体レーザ装置１００は、各半導体レーザ素子（１０、３０および５０）のｐ側電極（１７、３７および５７）が、互いに絶縁されたリード端子（１０１、１０２、１０３、１０４および１０５）に接続されるとともに、ｎ側電極（１８、３８および５８）が共通の負極端子（リード端子１０６（図１参照））に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。

また、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０には、共振器方向（図１の紙面に垂直な方向）の両端部に、光出射面と光反射面とがそれぞれ形成されている。また、各半導体レーザ素子の光出射面（各色のレーザ光の出射方向側の面）には、低反射率の誘電体多層膜が形成されているとともに、光反射面（各色のレーザ光の出射方向と反対側の面）には、高反射率の誘電体多層膜が形成されている。ここで、誘電体多層膜としては、ＧａＮ，ＡｌＮ、ＢＮ，Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＭｇＦ_２や、これらの混成比の異なる材料であるＴｉ_３Ｏ_５やＮｂ_２Ｏ_３などからなる多層膜を用いることができる。

なお、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０、および青色半導体レーザ素子５０において、ｎ型クラッド層と活性層との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。また、ｎ型クラッド層の活性層と反対側にコンタクト層などが形成されていてもよい。また、活性層とｐ型クラッド層との間に、光ガイド層やキャリアブロック層などが形成されていてもよい。また、ｐ型クラッド層の活性層と反対側にコンタクト層などが形成されていてもよい。また、活性層は、単層または単一量子井戸（ＳＱＷ）構造などであってもよい。

次に、図１および図２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２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の上面上に、ｎ型コンタクト層１２、ｎ型クラッド層１３、活性層１４およびｐ型クラッド層１５を順次形成し、その後、リッジ２０、電流ブロック層１６およびｐ側パッド電極１７を形成する。その後、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の下面を研磨した後、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の下面上にｎ側電極１８を形成して赤色半導体レーザ素子１０のウェハを作製する。その後、所定の共振器長を有するようにウェハをバー状に劈開するとともに共振器方向に素子分割してチップにすることにより、赤色半導体レーザ素子１０（図１参照）が複数形成される。

また、上記赤色半導体レーザ素子１０と同様の製造プロセスにより、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０がそれぞれ形成される。

その後、図１に示すように、セラミック製のコレット（図示せず）を用いて、３個の赤色半導体レーザ素子１０と、２個の緑色半導体レーザ素子３０と、１個の青色半導体レーザ素子５０とを、基台９１に対して押圧しながら導電性接着層２を介して固定する。このとき、各色の半導体レーザ素子は、各色のレーザ光が略平行で、かつ、レーザ光の出射方向側から見て一方の側端部（Ｂ１側）から他方の側端部（Ｂ２側）に向かって、赤色、緑色、赤色、青色、赤色および緑色の順に並ぶように配置される。このようにして、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０が形成される。その後、各色のレーザ光の出射方向がステム１０７の底部１０７ａの正面方向に向くように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０をステム１０７に設けられた台座１１０に対して押圧しながら導電性接着層１を介して接合する。これにより、基台９１が台座１１０を介してリード端子１０６に電気的に接続される。

その後、図１に示すように、赤色半導体レーザ素子１０の各々のｐ側パッド電極１７とリード端子１０１、１０２および１０５とを、金属線７１、７２および７３によりそれぞれ接続する。また、緑色半導体レーザ素子３０の各々のｐ側パッド電極３７とリード端子１０３とを、金属線７４および７５によりそれぞれ接続する。また、青色半導体レーザ素子５０のｐ側パッド電極５７とリード端子１０４とを金属線７６により接続する。このようにして、第１実施形態による半導体レーザ装置１００が形成される。

次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００が搭載された本発明の「表示装置」の一例であるプロジェクタ装置１５０の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置１５０では、半導体レーザ装置１００を構成する個々の半導体レーザ素子が略同時に点灯される例について説明する。

プロジェクタ装置１５０では、図３に示すように、半導体レーザ装置１００と、複数の光学部品からなる光学系１２０と、半導体レーザ装置１００および光学系１２０を制御する制御部１４５とを備えている。これにより、半導体レーザ装置１００から出射されたレーザ光が、光学系１２０により変調された後、外部のスクリーン１４４などに投影されるように構成されている。なお、光学系１２０は、本発明の「変調手段」の一例である。

また、光学系１２０において、半導体レーザ装置１００から出射されたレーザ光は、凹レンズと凸レンズとからなる分散角制御レンズ１２２により所定ビーム径を有する平行光に変換された後、フライアイインテグレータ１２３に入射される。また、フライアイインテグレータ１２３では、蝿の目状のレンズ群からなる２つのフライアイレンズが向き合うように構成されており、液晶パネル１２９、１３３および１４０に入射する際の光量分布が均一となるように分散角制御レンズ１２２から入射される光に対してレンズ作用を付与する。すなわち、フライアイインテグレータ１２３を透過した光は、液晶パネル１２９、１３３および１４０のサイズに対応したアスペクト比（たとえば１６：９）の広がりをもって入射できるように調整されている。

また、フライアイインテグレータ１２３を透過した光は、コンデンサレンズ１２４によって集光される。また、コンデンサレンズ１２４を透過した光のうち、赤色光のみがダイクロイックミラー１２５によって反射される一方、緑色光および青色光はダイクロイックミラー１２５を透過する。

そして、赤色光は、ミラー１２６を経てレンズ１２７による平行化の後に入射側偏光板１２８を介して液晶パネル１２９に入射される。この液晶パネル１２９は、赤色用の駆動信号（Ｒ画像信号）に応じて駆動されることにより赤色光を変調する。

また、ダイクロイックミラー１３０では、ダイクロイックミラー１２５を透過した光のうちの緑色光のみが反射される一方、青色光はダイクロイックミラー１３０を透過する。

そして、緑色光は、レンズ１３１による平行化の後に入射側偏光板１３２を介して液晶パネル１３３に入射される。この液晶パネル１３３は、緑色用の駆動信号（Ｇ画像信号）に応じて駆動されることにより緑色光を変調する。

また、ダイクロイックミラー１３０を透過した青色光は、レンズ１３４、ミラー１３５、レンズ１３６およびミラー１３７を経て、さらにレンズ１３８によって平行化がなされた後、入射側偏光板１３９を介して液晶パネル１４０に入射される。この液晶パネル１４０は、青色用の駆動信号（Ｂ画像信号）に応じて駆動されることにより青色光を変調する。

その後、液晶パネル１２９、１３３および１４０によって変調された赤色光、緑色光および青色光は、ダイクロイックプリズム１４１により合成された後、出射側偏光板１４２を介して投写レンズ１４３へと入射される。また、投写レンズ１４３は、投写光を被投写面（スクリーン１４４）上に結像させるためのレンズ群と、レンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズームおよびフォーカスを調整するためのアクチュエータを内蔵している。

また、プロジェクタ装置１５０では、制御部１４５によって赤色半導体レーザ素子１０の駆動に関するＲ信号、緑色半導体レーザ素子３０の駆動に関するＧ信号および青色半導体レーザ素子５０の駆動に関するＢ信号としての定常的な電圧が、半導体レーザ装置１００の各レーザ素子に供給されるように制御される。これによって、半導体レーザ装置１００の赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０は、実質的に同時に発振されるように構成されている。また、制御部１４５によって半導体レーザ装置１００の赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の各々の光の強度を制御することによって、スクリーン１４４に投写される画素の色相や輝度などが制御されるように構成されている。これにより、制御部１４５によって所望の画像がスクリーン１４４に投写される。このようにして、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００が搭載されたプロジェクタ装置１５０が構成されている。

次に、図１、図４および図５を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００が搭載された本発明の「表示装置」の他の例であるプロジェクタ装置１９０の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置１９０では、半導体レーザ装置１００を構成する個々の半導体レーザ素子が時系列的に点灯される例について説明する。

プロジェクタ装置１９０は、図４に示すように、半導体レーザ装置１００と光学系１６０と、半導体レーザ装置１００および光学系１６０を制御する制御部１８５とを備えている。これにより、半導体レーザ装置１００からのレーザ光が、光学系１６０により変調された後、スクリーン１８１などに投影されるように構成されている。なお、光学系１６０は、本発明の「変調手段」の一例である。

また、光学系１６０において、半導体レーザ装置１００から出射されたレーザ光は、それぞれ、レンズ１６２により平行光に変換された後、ライトパイプ１６４に入射される。

ライトパイプ１６４は内面が鏡面となっており、レーザ光は、ライトパイプ１６４の内面で反射を繰り返しながらライトパイプ１６４内を進行する。この際、ライトパイプ１６４内での多重反射作用によって、ライトパイプ１６４から出射される各色のレーザ光の強度分布が均一化される。また、ライトパイプ１６４から出射されたレーザ光は、リレー光学系１６５を介してデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）素子１６６に入射される。

ＤＭＤ素子１６６は、マトリクス状に配置された微小なミラー群からなる。また、ＤＭＤ素子１６６は、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ１８０に向かう第１の方向Ａと投写レンズ１８０から逸れる第２の方向Ｂとに切り替えることにより各画素の階調を表現（変調）する機能を有している。各画素位置に入射されるレーザ光のうち第１の方向Ａに反射された光（ＯＮ光）は、投写レンズ１８０に入射されて被投写面（スクリーン１８１）に投写される。また、ＤＭＤ素子１６６によって第２の方向Ｂに反射された光（ＯＦＦ光）は、投写レンズ１８０には入射されずに光吸収体１６７によって吸収される。

また、プロジェクタ装置１９０では、制御部１８５によりパルス電源が半導体レーザ装置１００に供給されるように制御されることによって、半導体レーザ装置１００の赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０は、時系列的に分割されて１素子ずつ周期的に駆動されるように構成されている。また、制御部１８５によって、光学系１６０のＤＭＤ素子１６６は、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の駆動状態とそれぞれ同期しながら、各画素（Ｒ、ＧおよびＢ）の階調に合わせて光を変調するように構成されている。

具体的には、図５に示すように、赤色半導体レーザ素子１０（図１参照）の駆動に関するＲ信号、緑色半導体レーザ素子３０（図１参照）の駆動に関するＧ信号、および青色半導体レーザ素子５０（図１参照）の駆動に関するＢ信号が、互いに重ならないように時系列的に分割された状態で、制御部１８５（図４参照）によって、半導体レーザ装置１００の各レーザ素子に供給される。また、このＢ信号、Ｇ信号およびＲ信号に同期して、制御部１８５からＢ画像信号、Ｇ画像信号、Ｒ画像信号がそれぞれＤＭＤ素子１６６に出力される。

これにより、図５に示したタイミングチャートにおけるＢ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子５０の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子１６６により青色光が変調される。また、Ｂ信号の次に出力されるＧ信号に基づいて、緑色半導体レーザ素子３０の緑色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｇ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子１６６により緑色光が変調される。さらに、Ｇ信号の次に出力されるＲ信号に基づいて、赤色半導体レーザ素子１０の赤色光が発光されるとともに、このタイミングで、Ｒ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子１６６により赤色光が変調される。その後、Ｒ信号の次に出力されるＢ信号に基づいて、青色半導体レーザ素子５０の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、再度、Ｂ画像信号に基づいて、ＤＭＤ素子１６６により青色光が変調される。上記の動作が繰り返されることによって、Ｂ画像信号、Ｇ画像信号およびＲ画像信号に基づいたレーザ光照射による画像が、被投写面（スクリーン１８１）に投写される。このようにして、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１００が搭載されたプロジェクタ装置１９０が構成されている。

第１実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子１０の個数ｎ１（３個）が、緑色半導体レーザ素子３０の個数ｎ２（２個）よりも多くなるように構成し、かつ、緑色半導体レーザ素子３０の個数ｎ２（２個）が、青色半導体レーザ素子５０の個数ｎ３（１個）よりも多くなるように構成することによって、白色光を再現する際に、各色半導体レーザ素子（１０、３０および５０）の間に出力差が要求される場合（ワット換算の出力比が、赤色：緑色：青色＝２４．５：８．１：７．２）であっても、要求される出力に応じてレーザ素子の数（レーザ発光部の数）を増減させることができる。すなわち、基台９１上に、約８００ｍＷの定格出力を有する赤色半導体レーザ素子１０を３個、約４００ｍＷの定格出力を有する緑色半導体レーザ素子３０を２個、および、約７００ｍＷの定格出力を有する青色半導体レーザ素子５０を１個配置することにより、ワット換算の出力比を赤色：緑色：青色＝２４：８：７に調整することができるので、理想的な白色光を再現する出力比にほぼ調整された半導体レーザ装置１００を容易に形成することができる。

また、第１実施形態では、３個の赤色半導体レーザ素子１０は、各々のｐ側パッド電極１７が、金属線７１、７２および７３を介して異なるリード端子１０１、１０２および１０５にそれぞれ接続されることによって、緑色半導体レーザ素子３０や青色半導体レーザ素子５０よりもレーザ発光部の多い赤色半導体レーザ素子１０を、レーザ発光部の数に応じて個別に駆動することができるので、要求される出力に応じて赤色半導体レーザ素子１０の合計出力を容易に調整することができる。

（第２実施形態）
図６〜図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、４つの赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄが集積化されたモノリシック型の赤色半導体レーザ素子部２１０と、２つの緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂが集積化されたモノリシック型の緑色半導体レーザ素子部２３０と、１つの青色半導体レーザ素子５０とを基台２９１上に配置してＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部２９０を構成する場合について説明する。

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６に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部２９０が台座２０６の上面（Ｃ２側の面）上に固定されている。

ここで、第２実施形態では、モノリシック型の赤色半導体レーザ素子部２１０は、図７に示すように、定格７００ｍＷ、約６５５ｎｍの発振波長を有する４つの赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄが１枚の基板２１１上に集積化されて約２．８Ｗの合計出力を有するように構成されている。また、モノリシック型の緑色半導体レーザ素子部２３０は、図８に示すように、定格４００ｍＷ、約５３０ｎｍの発振波長を有する２つの緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂが１枚の基板２３１上に集積化されて約８００ｍＷの合計出力を有するように構成されている。そして、図６に示すように、赤色半導体レーザ素子部２１０と、緑色半導体レーザ素子部２３０と、約７００ｍＷの出力を有する１つの青色半導体レーザ素子５０とが、基台２９１の上面（Ｃ２側の面）上に所定の間隔を隔てて固定されている。

すなわち、第２実施形態では、赤色半導体レーザ素子部２１０、緑色半導体レーザ素子部２３０および青色半導体レーザ素子５０において、赤色半導体レーザ素子部２１０および緑色半導体レーザ素子部２３０を構成する各々の半導体レーザ素子のレーザ発光部の個数を比較した場合、相対的に長い波長を出射する赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄのレーザ発光部（４つ）が、相対的に短い波長を出射する緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂのレーザ発光部（２つ）よりも多く形成されている。また、緑色半導体レーザ素子部２３０を構成する半導体レーザ素子のレーザ発光部と、青色半導体レーザ素子５０のレーザ発光部との個数を比較した場合、相対的に長い波長を出射する緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂのレーザ発光部（２つ）が、相対的に短い波長を出射する青色半導体レーザ素子５０のレーザ発光部（１つ）よりも多く形成されている。このようにして、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部２９０から白色光が得られるように構成されている。

また、第２実施形態では、図６に示すように、基台２９１上の半導体レーザ装置２００の幅方向（Ｂ方向）の略中央に、レーザ光の出射方向（Ａ１方向）がＢ方向に直交するように赤色半導体レーザ素子部２１０が配置されるとともに、基台２９１上の一方の側端部側（Ｂ１方向側）に赤色半導体レーザ素子部２１０に隣接するとともに、レーザ光の出射方向が赤色半導体レーザ素子部２１０からのレーザ光の出射方向（Ａ１方向）と略平行になるように緑色半導体レーザ素子部２３０が配置されている。また、青色半導体レーザ素子５０は、緑色半導体レーザ素子部２３０とは反対側（Ｂ２方向）に赤色半導体レーザ素子部２１０に隣接するとともに、レーザ光の出射方向が赤色半導体レーザ素子部２１０からのレーザ光の出射方向（Ａ１方向）と略平行になるように配置されている。

また、赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄは、図７に示すように、凹部５を隔てて基板２１１上に一体的に形成されている。なお、赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄのｐ型クラッド層１５側（Ｃ２側）の表面上には、赤色半導体レーザ素子２１０ａから２１０ｄにわたって共通に使用されるｐ側パッド電極２１７が形成されている。また、基板２１１の下面（Ｃ１側）上には、ｎ側電極２１８が形成されている。

また、緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂは、図８に示すように、緑色半導体レーザ素子部２３０の上面（Ｃ２側の面）からｎ型ＧａＮ層３２に達する凹部６を隔てて基板２３１上に一体的に形成されている。また、電流ブロック層３６は、凹部６の側面および底面を覆うように形成されている。なお、緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂのｐ型クラッド層３５側（Ｃ２側）の表面上には、緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂに共通に使用されるｐ側パッド電極２３７が形成されている。また、基板２３１の下面（Ｃ１側）上には、ｎ側電極２３８が形成されている。なお、緑色半導体レーザ素子部２３０のその他の構成は、上記第１実施形態の緑色半導体レーザ素子３０と同様である。

また、図６に示すように、半導体レーザ装置２００は、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部２９０を載置する台座２０６と、台座２０６と電気的に絶縁されるとともに底部２０５ａを貫通する３つのリード端子２０１、２０２および２０３と、台座２０６および底部２０５ａに電気的に導通するもう１つのリード端子（図示せず）とが設けられたステム２０５とを備えている。

また、赤色半導体レーザ素子部２１０は、ｐ側パッド電極２１７にワイヤボンディングされた金属線２７１を介してリード端子２０１に接続されている。また、緑色半導体レーザ素子部２３０は、ｐ側パッド電極２３７にワイヤボンディングされた金属線２７２を介してリード端子２０２に接続されている。また、青色半導体レーザ素子５０は、ｐ側パッド電極５７にワイヤボンディングされた金属線２７３を介してリード端子２０３に接続されている。また、赤色半導体レーザ素子部２１０、緑色半導体レーザ素子部２３０および青色半導体レーザ素子５０は、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層（図示せず）を介して基台２９１の上面（Ｃ２側の面）上に電気的に接続されているとともに、基台２９１は、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層（図示せず）を介して台座２０６に電気的に接続されている。なお、図６に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部２９０のＡ１側の共振器端面から各色のレーザ光が出射されるように構成されている。

なお、第２実施形態による半導体レーザ装置２００の製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、４つの赤色半導体レーザ素子２１０ａ〜２１０ｄを共通の基板２１１上に形成してモノリシック型の赤色半導体レーザ素子部２１０を形成するとともに、２つの緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂを共通の基板２３１上に形成してモノリシック型の緑色半導体レーザ素子部２３０を形成することによって、赤色半導体レーザ素子部２１０および緑色半導体レーザ素子部２３０が、発振波長別にそれぞれに共通の基板上に集積化されて形成されるので、集積化される分、赤色半導体レーザ素子部２１０および緑色半導体レーザ素子部２３０のＢ方向の幅を小さくすることができる。これにより、よりも大きな出力の半導体レーザ素子（たとえば赤色半導体レーザ素子部２１０など）を必要とする場合においても、集積化された半導体レーザ素子の状態で赤色半導体レーザ素子部２１０および緑色半導体レーザ素子部２３０をパッケージ内（基台２９１上）に容易に配置することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図６および図８〜図１２を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、２つの緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂからなる緑色半導体レーザ素子部３３０と１つの青色半導体レーザ素子３５０とが集積化されたモノリシック型の２波長半導体レーザ素子部３７０と、赤色半導体レーザ素子部２１０とを基台３９１上に配置してＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部３９０を構成する場合について説明する。

本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置３００では、図９に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部３９０が台座２０６の上面上に固定されている。

ここで、第３実施形態では、図９に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部３９０は、赤色半導体レーザ素子部２１０と、２つの緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂ、および、１つの青色半導体レーザ素子３５０が１枚のｎ型ＧａＮ基板３３１上に集積化されたモノリシック型の２波長半導体レーザ素子部３７０とが、ＡｕＳｎ半田などの導電性接着層（図示せず）を介して基台３９１の上面上に固定されている。ここで、２波長半導体レーザ素子部３７０は、緑色半導体レーザ素子部３３０と青色半導体レーザ素子３５０とが（１１−２２）面の主面を有する共通のｎ型ＧａＮ基板３３１上に集積化されて形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板３３１は、本発明の「基板」の一例である。

また、第３実施形態では、図１０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３３１の（１１−２２）面は、ｃ面（（０００１）面）から［１１−２０］方向に向かって約５８°傾いた面からなる半極性面により構成されている。なお、半極性面としては、ｃ面から約１０°以上約７０°以下傾いた面を用いるのが好ましい。これにより、緑色半導体レーザ素子部３３０と青色半導体レーザ素子３５０とで、光学利得が最大化される光導波路の延びる方向を互いに略一致させることが可能となる。なお、（１１−２２）面は、他の半極性面と比べてピエゾ電界がより小さいので、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の発光効率が低下するのを抑制することが可能である。したがって、ｎ型ＧａＮ基板３３１の主面として上記した（１１−２２）面を用いるのがより好ましい。

また、青色半導体レーザ素子３５０は、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上の［−１１００］方向（Ｂ１方向）側の領域に、ｎ型ＧａＮ層５２と、約２μｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｎ型クラッド層５３ａと、約５ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ_０．１６Ｇａ_０．８４Ｎからなるｎ型キャリアブロック層５３ｂと、約１００ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ｉｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなるｎ型光ガイド層５３ｃとが形成されている。

また、青色半導体レーザ素子３５０における活性層５４は、ｎ型ＧａＮ基板３３１と同じ（１１−２２）面からなる主面を有している。具体的には、図１１に示すように、活性層５４は、ｎ型光ガイド層５３ｃの上面上に、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなる４層の障壁層５４ａと、約３ｎｍの厚みｔ５を有するアンドープＩｎ_０．２０Ｇａ_０．８０Ｎからなる３層の井戸層５４ｂとが交互に積層されて構成されている。ここで、井戸層５４ｂの面内格子定数は、ｎ型ＧａＮ基板３３１の面内の格子定数よりも大きいので、面内方向に圧縮歪が印加されている。なお、井戸層５４ｂは、本発明の「第１井戸層」の一例である。すなわち、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の井戸層５４ｂは、約２０％のＩｎ組成を有している。また、極性面であるｃ面（（０００１）面）および他の半極性面を活性層５４の主面に適用する場合と比べて、（１１−２２）面を活性層５４の主面とすることによって、活性層５４におけるピエゾ電界を小さくすることが可能である。

また、青色半導体レーザ素子３５０の主面内で振動子強度の最大となる偏光方向は、無極性面であるｍ面（（１−１００）面）に対して垂直な方向である［１−１００］方向になるように構成されている。

また、図１０に示すように、青色半導体レーザ素子３５０は、活性層５４の上面上に、約１００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなるｐ型光ガイド層５５ａと、約２０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ_０．１６Ｇａ_０．８４Ｎからなるｐ型キャリアブロック層５５ｂと、約７００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層５５ｃと、約１０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなるｐ型コンタクト層５５ｄとが形成されている。

また、図１０に示すように、ｐ型クラッド層５５ｃとｐ型コンタクト層５５ｄとによって、青色半導体レーザ素子３５０のＢ方向（Ｂ１方向およびＢ２方向）の略中央部にストライプ状のリッジ３６０が形成されている。また、リッジ３６０は、（１１−２２）面に［０００１］方向を投影した方向である光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びるように形成されている。

また、ｐ型クラッド層５５ｃの平坦部の上面と、リッジ３６０の側面と、ｎ型半導体層（５３）、活性層５４、ｐ型光ガイド層５５ａ、ｐ型キャリアブロック層５５ｂおよびｐ型クラッド層５５ｃの側面とを覆い、リッジ３６０の上面が露出するように絶縁膜からなる電流ブロック層３７６が形成されている。この電流ブロック層３７６は、ＳｉＯ_２からなるとともに、約２５０ｎｍの厚みを有する。また、電流ブロック層３７６は、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面の所定領域（青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０から露出された領域）と、緑色半導体レーザ素子部３３０の後述するｐ型クラッド層３５ｃの平坦部の上面と、後述するリッジ３４０の側面と、ｎ型半導体層（３３）、活性層３４およびｐ型半導体層（３５）の一部の側面とを覆い、リッジ３４０の上面が露出するように形成されている。また、電流ブロック層３７６は、凹部７の側面および底面を覆うように形成されている。また、ｐ型コンタクト層５５ｄの上面上には、ｐ型コンタクト層５５ｄから近い順に、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側オーミック電極５６が形成されている。

また、緑色半導体レーザ素子部３３０は、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上に青色半導体レーザ素子３５０とは反対側（Ｂ２側）に凹部８を隔てて形成されている。また、緑色半導体レーザ素子部３３０において凹部７を隔ててレーザ素子が配列する方向（Ｂ方向）に並んで配置された緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂは、図１０に示すように、青色半導体レーザ素子３５０と同一の基板であるｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上の［１−１００］方向（Ｂ２方向）側の領域に、約１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ層３２と、約２μｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ_０．１０Ｇａ_０．９０Ｎからなるｎ型クラッド層３３ａと、約５ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ａｌ_０．２０Ｇａ_０．８０Ｎからなるｎ型キャリアブロック層３３ｂと、約１００ｎｍの厚みを有するＳｉドープｎ型Ｉｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｎ型光ガイド層３３ｃとが形成されている。

また、緑色半導体レーザ素子部３３０における活性層３４は、ｎ型ＧａＮ基板３３１と同じ（１１−２２）面からなる主面を有している。具体的には、図１２に示すように、活性層３４は、ｎ型光ガイド層３３ｃの上面上に、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなる２層の障壁層３４ａと、約３．５ｎｍの厚みｔ６を有するアンドープＩｎ_０．３３Ｇａ_０．６７Ｎからなる１層の井戸層３４ｂとが交互に積層されたＳＱＷ構造を有している。なお、井戸層３４ｂの厚みｔ６は、約６ｎｍ未満が好ましい。また、活性層３４の井戸層３４ｂの厚みｔ６は十分に小さいことにより、活性層３４がＭＱＷ構造を有する場合と比べて、活性層３４がＳＱＷ構造を有することによって、井戸層３４ｂは層構造を維持することが可能である。なお、井戸層３４ｂは、本発明の「第２井戸層」の一例である。すなわち、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４の井戸層３４ｂは、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の井戸層５４ｂのＩｎ組成（約２０％）よりも大きい約３３％のＩｎ組成を有している。これにより、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの利得が最大化される光導波路（リッジ３４０）の延びる方向と、青色半導体レーザ素子３５０の利得が最大化される光導波路（リッジ３６０）の延びる方向とが同じ方向（［−１−１２３］方向）になるように構成されている。

なお、上記した緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの利得が最大化される光導波路（リッジ３４０）の延びる方向と、青色半導体レーザ素子３５０の利得が最大化される光導波路（リッジ３６０）の延びる方向とが同じ方向（［−１−１２３］方向）になるのは、Ｉｎ組成が約３０％以上の場合において、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる井戸層の厚みが約３ｎｍ未満であれば、（１１−２２）面内における主たる偏光方向が９０°回転（［１−１００］方向）から［−１−１２３］方向に回転）する現象が見い出されたことに基づいている。これにより、井戸層３４ｂが約３０％以上のＩｎ組成を有する場合、井戸層３４ｂの厚みｔ６は、約３ｎｍ以上であるのがより好ましい。また、約３３％のＩｎ組成を有するとともに、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる井戸層３４ｂの厚みを約３．５ｎｍ（約３ｎｍ以上）の厚みｔ６を有するように構成することによって、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの光学利得が最大化される光導波路（リッジ３４０）の延びる方向が、青色半導体レーザ素子３５０の光学利得が最大化される光導波路（リッジ３６０）の延びる方向に対して９０°変化しないように構成することが可能である。ここで、井戸層３４ｂの面内格子定数は、ｎ型ＧａＮ基板３３１（図１０参照）の面内の格子定数よりも大きいので、面内方向に圧縮歪が印加されている。また、緑色半導体レーザ素子部３３０の井戸層３４ｂの圧縮歪は、青色半導体レーザ素子３５０の井戸層５４ｂの圧縮歪よりも大きい。また、極性面であるｃ面（（０００１）面）および他の半極性面を活性層３４の主面にする場合と比べて、（１１−２２）面を活性層３４の主面とすることによって、活性層３４におけるピエゾ電界を小さくすることが可能である。

また、図１２に示す緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの活性層３４の井戸層３４ｂの厚みｔ６（約３．５ｎｍ）は、図１１に示す青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の井戸層５４ｂの各層の厚みｔ５（約３ｎｍ）よりも大きく（ｔ６＞ｔ５）なるように構成されている。

また、図１０に示すように、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂは、活性層３４の上面上に、約１００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるｐ型光ガイド層３５ａと、約２０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ_０．２０Ｇａ_０．８０Ｎからなるｐ型キャリアブロック層３５ｂと、約７００ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ａｌ_０．１０Ｇａ_０．９０Ｎからなるｐ型クラッド層３５ｃと、約１０ｎｍの厚みを有するＭｇドープｐ型Ｉｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなるｐ型コンタクト層３５ｄとが形成されている。

また、ｐ型クラッド層３５ｃとｐ型コンタクト層３５ｄとによって、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの各々のＢ方向（Ｂ１方向およびＢ２方向）の略中央部にストライプ状のリッジ３４０が形成されている。また、リッジ３４０は、（１１−２２）面に［０００１］方向を投影した方向である光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びるように形成されている。

また、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型クラッド層３３ａおよびｐ型クラッド層３５ｃのＡｌ組成（約１０％）は、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型クラッド層５３ａおよびｐ型クラッド層５５ｃのＡｌ組成（約７％）に比べて大きくなるように構成されている。また、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型キャリアブロック層３３ｂおよびｐ型キャリアブロック層３５ｂのＡｌ組成（約２０％）は、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型キャリアブロック層５３ｂおよびｐ型キャリアブロック層５５ｂのＡｌ組成（約１６％）に比べて大きくなるように構成されている。また、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型光ガイド層３３ｃおよびｐ型光ガイド層３５ａのＩｎ組成（約５％）は、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型光ガイド層５３ｃおよびｐ型光ガイド層５５ａのＩｎ組成（約２％）に比べて大きくなるように構成されている。上述の構成によって、屈折率の小さい緑色光を青色光と同程度にクラッド層およびキャリアブロック層と光ガイド層との間に閉じ込めることが可能になるので、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂにおいて、青色半導体レーザ素子３５０と同程度の光の閉じ込めを確保することが可能である。

ここで、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型クラッド層３３ａ、ｎ型キャリアブロック層３３ｂ、ｐ型キャリアブロック層３５ｂおよびｐ型クラッド層３５ｃのＡｌ組成は、それぞれ、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型クラッド層５３ａ、ｎ型キャリアブロック層５３ｂ、ｐ型キャリアブロック層５５ｂおよびｐ型クラッド層５５ｃのＡｌ組成と比べて大きい方が好ましい。一方、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのＡｌ組成を小さくすることによって、光の閉じ込め機能は低下する一方、ＡｌＧａＮとｎ型ＧａＮ基板３３１との結晶格子の格子定数が異なることに起因する亀裂や反りの発生を低減させることが可能である。

また、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型光ガイド層３３ｃおよびｐ型光ガイド層３５ａのＩｎ組成は、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型光ガイド層５３ｃおよびｐ型光ガイド層５５ａのＩｎ組成と比べて大きい方が好ましい。

また、ｐ型コンタクト層３５ｄの上面上には、青色半導体レーザ素子３５０のｐ側オーミック電極５６と同様の材料からなるｐ側オーミック電極３６が形成されている。

また、２波長半導体レーザ素子部３７０は、図１０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３３１上に、２波長半導体レーザ素子部３７０の上面（Ｃ２側の面）からｎ型ＧａＮ層３２に達する凹部７を隔てて２つの緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂが形成されるとともに、２波長半導体レーザ素子部３７０の上面からｎ型ＧａＮ基板３３１に達する凹部８を隔てて緑色半導体レーザ素子３３０ａ側に隣接するように１つの青色半導体レーザ素子３５０が形成されている。

また、図１０に示すように、緑色半導体レーザ素子部３３０のリッジ３４０の両側面、ｐ型クラッド層３５ｃの平坦部、および、凹部７の内側面および底面を覆うようにＳｉＯ_２からなる電流ブロック層３７６が形成されている。また、この電流ブロック層３７６は、凹部８の内側面および底面、青色半導体レーザ素子３５０のリッジ３６０の両側面およびｐ型クラッド層５５ｃの平坦部を覆うように形成されている。

また、図１０に示すように、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの電流ブロック層３７６上には、ｐ側オーミック電極３６と電気的に接続されるように、ｐ側オーミック電極３６から近い順に、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とが積層されたｐ側パッド電極３３７が形成されるとともに、青色半導体レーザ素子３５０の電流ブロック層３７６上には、ｐ側パッド電極３３７と同様の構造を有しｐ側オーミック電極５６と電気的に接続されるｐ側パッド電極３５７が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面（Ｃ１側の面）上には、ｎ型ＧａＮ基板３３１側から近い順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍ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ｎ側電極３７８が形成されている。

また、図９に示すように、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂには、それぞれ、光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）に対して垂直な共振器面が形成されている。すなわち、青色半導体レーザ素子３５０と緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂとは、同一の面方位からなる共振器面を有するように構成されている。なお、２波長半導体レーザ素子部３７０を構成する緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂ、および、青色半導体レーザ素子３５０のその他の構成は、それぞれ、上記第２実施形態における緑色半導体レーザ素子部２３０の緑色半導体レーザ素子２３０ａおよび２３０ｂと同様である。

また、図９に示すように、基台３９１上のＢ１方向側に赤色半導体レーザ素子部２１０が配置されるとともに、Ｂ２方向側に２波長半導体レーザ素子部３７０が配置されている。

また、赤色半導体レーザ素子部２１０は、ｐ側パッド電極２１７にワイヤボンディングされた金属線３７１を介してリード端子２０２に接続されている。また、２波長半導体レーザ素子部３７０の緑色半導体レーザ素子部３３０は、ｐ側パッド電極３３７にワイヤボンディングされた金属線３７２を介してリード端子２０３に接続されている。また、青色半導体レーザ素子３５０は、ｐ側パッド電極３５７にワイヤボンディングされた金属線３７３を介してリード端子２０１に接続されている。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２実施形態と同様である。

次に、図９および図１０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。

第３実施形態による半導体レーザ装置３００の製造プロセスでは、まず、図１０に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、（１１−２２）面からなる主面を有するｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上に、青色半導体レーザ素子３５０となるｎ型ＧａＮ層５２、ｎ型クラッド層５３ａ、ｎ型キャリアブロック層５３ｂ、ｎ型光ガイド層５３ｃ、活性層５４、ｐ型光ガイド層５５ａ、ｐ型キャリアブロック層５５ｂおよびｐ型クラッド層５５ｃを順次形成する。その後、ｎ型ＧａＮ層５２からｐ型クラッド層５５ｃまでの半導体層の一部をエッチングしてｎ型ＧａＮ基板３３１の一部を露出させて、その露出した部分の一部に、凹部８となる領域を残して緑色半導体レーザ素子部３３０となるｎ型ＧａＮ層３２、ｎ型クラッド層３３ａ、ｎ型キャリアブロック層３３ｂ、ｎ型光ガイド層３３ｃ、活性層３４、ｐ型光ガイド層３５ａ、ｐ型キャリアブロック層３５ｂおよびｐ型クラッド層３５ｃを順次形成する。その後、半導体層を緑色半導体レーザ素子３３０ａと３３０ｂとに分離するために、底面がｎ型ＧａＮ層３２に達する凹部７を形成する。

続いて、光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）に沿って延びる１つのリッジ３６０および２つのリッジ３４０を形成した後、各々のリッジ上にｐ型コンタクト層３５ｄおよび５５ｄと、ｐ側オーミック電極３６および５６とを形成する。その後、ｐ型クラッド層３５ｃ（５５ｃ）の表面と、凹部７および凹部８の各々の側面および底面とを覆うように電流ブロック層３７６を形成する。さらに、電流ブロック層３７６の所定領域と、ｐ側オーミック電極３６および５６とを覆うように、ｐ側パッド電極３３７および３５７を各々のレーザ素子に対して形成する。これにより、凹部７の側面上および底面上に形成されるとともに、緑色半導体レーザ素子３３０ａと３３０ｂとに共通に用いられるｐ側パッド電極３３７が形成される。

ここで、青色半導体レーザ素子３５０を形成した後、青色半導体レーザ素子３５０が形成されたｎ型ＧａＮ基板３３１と同一のｎ型ＧａＮ基板３３１の表面上に、緑色半導体レーザ素子部３３０を形成することによって、Ｉｎ組成が大きいことにより熱によって劣化しやすい緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４が、青色半導体レーザ素子３５０を形成する際の熱の影響を受けないようにすることが可能である。このようにして、底部がｎ型ＧａＮ基板３３１に達する凹部８によりＢ方向に所定の間隔で隔てられた青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０を作製する。

その後、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面を厚みが約１００μｍになるまで研磨した後、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面上にｎ側電極３７８を形成して２波長半導体レーザ素子部３７０のウェハを作製する。その後、エッチングにより所定の位置において、光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）に対して垂直な共振器面を形成する。なお、共振器面の形成は、ウェハの所定の位置を劈開することによって行ってもよい。さらに、共振器方向（［−１−１２３］方向）に沿って素子分割（チップ化）することにより、２波長半導体レーザ素子部３７０（図９参照）が複数形成される。

その後、図９に示すように、赤色半導体レーザ素子部２１０と、２波長半導体レーザ素子部３７０とを基台３９１に対して押圧しながらＡｕＳｎ半田などの導電性接着層を介して固定することによりＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部３９０を形成する。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。

第３実施形態では、上記のように、緑色半導体レーザ素子部３３０および青色半導体レーザ素子３５０を共通のｎ型ＧａＮ基板３３１上に形成することによって、緑色半導体レーザ素子部３３０および青色半導体レーザ素子３５０を別々の基板上に形成した後に、所定の間隔を隔ててパッケージ内（基台３９１上）に配置する場合と比較して、緑色半導体レーザ素子部３３０および青色半導体レーザ素子３５０が共通のｎ型ＧａＮ基板３３１上に集積化された２波長半導体レーザ素子部３７０として形成されるので、集積化される分、２波長半導体レーザ素子部３７０のＢ方向の幅を小さくすることができる。これにより、２波長半導体レーザ素子部３７０をパッケージ内（基台３９１上）に容易に配置することができる。

また、第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０を構成する緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの、（１１−２２）面からなる主面を有する活性層３４の井戸層３４ｂを、約３．５ｎｍの厚みｔ６を有するように構成することによって、青色半導体レーザ素子３５０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（[−１−１２３]方向）と緑色半導体レーザ素子部３３０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（[−１−１２３]方向）とを一致させることができる。

また、第３実施形態では、井戸層３４ｂのＩｎ組成を少なくとも約３０％にするとともに、井戸層３４ｂの厚みを少なくとも約３ｎｍにすることによって、青色半導体レーザ素子３５０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）と緑色半導体レーザ素子部３３０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）とを一致させることができる。

また、第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４の井戸層３４ｂが、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の井戸層５４ｂのＩｎ組成よりも大きいＩｎ組成を有するＩｎＧａＮからなるように構成することによって、青色半導体レーザ素子３５０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）と緑色半導体レーザ素子部３３０の光学利得が最大化される光導波路の延びる方向（［−１−１２３］方向）とを一致させることができる。

また、第３実施形態では、井戸層３４ｂの厚みｔ６（約３．５ｎｍ：図１２参照）を、井戸層５４ｂの厚みｔ５（約３ｎｍ：図１１参照）よりも大きく（ｔ６＞ｔ５）することによって、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４において、Ｉｎ組成の大きい井戸層５４ｂの結晶格子と、井戸層５４ｂが成長されているＩｎ組成の小さい下地層（障壁層５４ａ）の結晶格子との格子定数が異なることにより生じるミスフィット転位の発生を抑制することができる。

また、第３実施形態では、半極性面として約５８°傾いた面である（１１−２２）面を用いることによって、より確実に、緑色半導体レーザ素子部３３０と青色半導体レーザ素子３５０とで光学利得が最大化される光導波路の延びる方向を略一致させることができる。

また、第３実施形態では、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０に、それぞれ、（１１−２２）面に［０００１］方向を投影した方向（[−１−１２３]方向）に延びる光導波路を設けることによって、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０のそれぞれの光学利得を最大化することができるとともに、青色半導体レーザ素子３５０の青色光と緑色半導体レーザ素子部３３０の緑色光とを共通の共振器面から出射させることができる。

また、第３実施形態では、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４がｎ型ＧａＮ基板３３１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなるとともに、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４がｎ型ＧａＮ基板３３１と同一の主面である（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなることによって、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４および青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４と同一の（１１−２２）面の主面を有し、ＧａＮからなるｎ型ＧａＮ基板３３１の表面上に半導体層を成長させるだけで、（１１−２２）面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる活性層３４を含んだ緑色半導体レーザ素子部３３０、および、（１１−２２）面の主面を有し、ＩｎＧａＮからなる活性層５４を含んだ青色半導体レーザ素子３５０を共に容易に形成することができる。

また、第３実施形態では、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０に、それぞれ、（１１−２２）面に［０００１］方向を投影した方向（［−１−１２３］方向）に延びる光導波路を設けることによって、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０のそれぞれの光学利得を最大化することができるとともに、青色半導体レーザ素子３５０の青色光と緑色半導体レーザ素子部３３０の緑色光とを共通の共振器面から出射させることができる。

また、第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０のｎ型光ガイド層３３ｃおよびｐ型光ガイド層３５ａのＩｎ組成（約５％）が、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型光ガイド層５３ｃおよびｐ型光ガイド層５５ａのＩｎ組成（約２％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型光ガイド層３３ｃおよびｐ型光ガイド層３５ａはｎ型光ガイド層５３ｃおよびｐ型光ガイド層５５ａよりも光をより活性層（活性層３４および５４）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子部３３０の緑色光をより活性層３４内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子３５０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子部３３０において、青色半導体レーザ素子３５０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。

また、第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０のｎ型キャリアブロック層３３ｂおよびｐ型キャリアブロック層３５ｂのＡｌ組成（約２０％）が、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型キャリアブロック層５３ｂおよびｐ型キャリアブロック層５５ｂのＡｌ組成（約１６％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型キャリアブロック層３３ｂおよびｐ型キャリアブロック層３５ｂはｎ型キャリアブロック層５３ｂおよびｐ型キャリアブロック層５５ｂよりも光をより活性層（活性層３４および５４）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子部３３０の緑色光をより活性層３４内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子３５０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子部３３０において、青色半導体レーザ素子３５０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。

また、第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０のｎ型クラッド層３３ａおよびｐ型クラッド層３５ｃのＡｌ組成（約１０％）が、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型クラッド層５５ａおよびｐ型クラッド層５５ｃのＡｌ組成（約７％）に比べて大きくなるように構成することによって、ｎ型クラッド層３３ａおよびｐ型クラッド層３５ｃはｎ型クラッド層５５ａおよびｐ型クラッド層５５ｃよりも光をより活性層（活性層３４および５４）内に閉じ込めることができるので、緑色半導体レーザ素子部３３０の緑色光をより活性層３４内に閉じ込めるができる。これにより、青色半導体レーザ素子３５０と比べて発光効率が劣る緑色半導体レーザ素子部３３０において、青色半導体レーザ素子３５０と同程度の光の閉じ込めを確保することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。

（第３実施形態の変形例）
図１０、図１２および図１３を参照して、第３実施形態の変形例について説明する。この第３実施形態の変形例では、上記第３実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の厚みが、緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂの活性層３４の厚みよりも大きい場合について説明する。

すなわち、第３実施形態の変形例による青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４は、図１３に示すように、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなるＳＱＷ構造を有している。すなわち、活性層５４は、ｎ型光ガイド層５３ｃの上面上に形成され、それぞれ約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎからなる２層の障壁層５４ｃと、２層の障壁層５４ｃの間に配置され、約８ｎｍの厚みｔ７を有するアンドープＩｎ_０．２０Ｇａ_０．８０Ｎからなる１層の井戸層５４ｄとによって構成されている。ここで、井戸層５４ｄの面内格子定数は、ｎ型ＧａＮ基板３３１（図１０参照）の面内の格子定数よりも大きいので、面内方向に圧縮歪が印加されている。なお、井戸層５４ｄの厚みｔ７は、６ｎｍ以上１５ｎｍ未満が好ましい。第３実施形態の変形例では、活性層５４が、ｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面の主面を有する場合と異なり、（１１−２２）面の主面を有することによって、井戸層５４ｄの結晶成長が困難になるのを抑制することが可能であるので、活性層５４において、Ｉｎ組成が大きくなることによる結晶欠陥の増加を抑制することが可能である。なお、ＩｎＧａＮは、本発明の「窒化物系半導体」の一例であり、井戸層５４ｄは、本発明の「第３井戸層」の一例である。

また、図１３に示す青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の２０％のＩｎ組成を有する井戸層５４ｄの厚みｔ７（約８ｎｍ）は、図１２に示す緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４の３３％のＩｎ組成を有する井戸層３４ｂの厚みｔ６（約２．５ｎｍ）よりも大きく（ｔ７＞ｔ６）なるように構成されている。なお、第３実施形態の変形例において、Ｉｎ組成が２０％程度の場合、活性層の内の井戸層の厚みは、約１０ｎｍ以下であることが結晶欠陥の発生を抑制する点で好ましく、Ｉｎ組成が３０％程度の場合、井戸層の厚みは、約３ｎｍ以下であることが結晶欠陥の発生を抑制する点で好ましい。この際、活性層５４がＭＱＷ構造を有する場合においては、活性層の各井戸層のそれぞれの厚みを合計した値が、上記数値内であることが好ましい。なお、井戸層３４ｂは、本発明の「第４井戸層」の一例である。

また、緑色半導体レーザ素子部３３０を構成する緑色半導体レーザ素子３３０ａおよび３３０ｂのｎ型光ガイド層３３ｃおよびｐ型光ガイド層３５ａのＩｎ組成は、青色半導体レーザ素子３５０のｎ型光ガイド層５３ｃおよびｐ型光ガイド層５５ａのＩｎ組成と比べて大きい方が好ましい。

なお、第３実施形態の変形例におけるその他の構成および製造プロセスは、上記第３実施形態と同様である。

第３実施形態の変形例では、上記のように、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層５４を含む青色半導体レーザ素子３５０が形成されたｎ型ＧａＮ基板３３１と同一のｎ型ＧａＮ基板３３１の表面上に、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層３４を含む緑色半導体レーザ素子部３３０を形成することによって、ｃ面（（０００１）面）を主面とする場合に比べて、活性層３４および５４に発生するピエゾ電界を小さくすることができるので、ピエゾ電界による活性層３４の井戸層３４ｂおよび活性層５４の井戸層５４ｂにおけるエネルギーバンドの傾きを小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができるので、同一のｎ型ＧａＮ基板３３１の表面上に形成された青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０を備える半導体レーザ装置３００の歩留まりの低下を抑制することができる。また、ピエゾ電界が小さいことにより、活性層３４および５４のキャリアの密度の変化量に対する、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の発振波長の変化量（変動幅）をより小さくすることができる。これにより、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の色合いの制御が困難になるのを抑制することができる。また、ピエゾ電界が小さいことにより、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の発光効率を向上させることができる。

また、第３実施形態の変形例では、（１１−２２）面は、他の半極性面と比べて、ピエゾ電界がより小さいので、青色半導体レーザ素子３５０および緑色半導体レーザ素子部３３０の発振波長の変化量を小さくすることができる。また、ｃ面（（０００１）面）に対して垂直な面であるｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面を主面にする場合と比べて、（１１−２２）面を主面とすることによって、容易に、（１１−２２）面の主面を有する半導体層（活性層３４および５４）を形成することができる。

また、第３実施形態の変形例では、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の圧縮歪を有する井戸層５４ｄの厚みｔ７（約８ｎｍ：図１３参照）を、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４の圧縮歪を有する井戸層３４ｂの厚みｔ６（約２．５ｎｍ：図１２参照）よりも大きく（ｔ７＞ｔ６）することによって、Ｉｎ組成が大きいために結晶欠陥が発生しやすい井戸層３４ｂにおいて、結晶欠陥が生じるのを抑制することができる。

また、第３実施形態の変形例では、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４の井戸層５４ｄをＩｎ組成が約２０％以下であるＩｎＧａＮからなるように構成し、かつ、井戸層５４ｄの厚みｔ７（約８ｎｍ）を約６ｎｍ以上約１５ｎｍ以下にするとともに、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４の井戸層３４ｂをＩｎ組成が約２０％よりも大きいＩｎＧａＮからなるように構成し、かつ、井戸層３４ｂの厚みｔ６（約２．５ｎｍ）を約６ｎｍ未満にすることによって、確実に、青色半導体レーザ素子３５０の井戸層５４ｄおよび緑色半導体レーザ素子部３３０の井戸層３４ｂにおいて、結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。

また、第３実施形態の変形例では、ｎ型ＧａＮ基板３３１を、（１１−２２）面の主面を有するように構成することによって、青色半導体レーザ素子３５０の活性層５４および緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４と同一の（１１−２２）面の主面を有するｎ型ＧａＮ基板３３１上に半導体層を形成させるだけで、非極性面の主面を有する活性層５４を含んだ青色半導体レーザ素子３５０および非極性面の主面を有する活性層３４を含んだ緑色半導体レーザ素子部３３０を容易に形成することができる。

また、第３実施形態の変形例では、緑色半導体レーザ素子部３３０の活性層３４がＳＱＷ構造を有することによって、活性層３４がＭＱＷ構造を有する場合と比べて、活性層３４の井戸層３４ｂの厚みｔ６（図１２参照）が過度に小さくなることに起因して活性層３４が層構造ではなくなるのを抑制することができる。

また、第３実施形態の変形例では、活性層３４および５４がそれぞれ（１１−２２）面を主面とすることによって、非極性面のうちのｍ面（（１−１００）面）およびａ面（（１１−２０）面）などの無極性面を主面とする場合と異なり、（１１−２２）面を主面とすることによって、活性層３４および５４における結晶成長が困難になるのを抑制することができるので、活性層３４および５４において、Ｉｎ組成が大きくなることによる結晶欠陥が増加するのを抑制することができる。

また、第３実施形態の変形例では、半極性面である（１１−２２）面がｃ面（（０００１）面）から［１１−２０］方向に向かって約５８°傾いた面からなることによって、半極性面のうちの（１１−２２）面の主面を有する活性層５４を含む青色半導体レーザ素子３５０の光学利得と、半極性面のうちの（１１−２２）面の主面を有する活性層３４を含む緑色半導体レーザ素子部３３０の光学利得とをそれぞれより大きくすることができる。なお、第３実施形態の変形例におけるその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図１４〜図１７を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第３実施形態で用いた２波長半導体レーザ素子部３７０の表面上に、３つの赤色半導体レーザ素子４１０ａ〜４１０ｃが集積化されたモノリシック型の赤色半導体レーザ素子部４１０を接合することによりＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０を構成する場合について説明する。なお、図１５は、図１４の４０００−４０００線に沿った断面を示している。また、図１６は、図１４の４１００−４１００線に沿った断面を示している。

本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置４００では、図１４に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０が台座２０６の上面上に固定されている。

ここで、第４実施形態では、図１５に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０は、２波長半導体レーザ素子部３７０の表面上に形成されたＳｉＯ_２からなる絶縁膜４８０と、ＡｕＳｎ半田などからなる導電性接着層３とを介して赤色半導体レーザ素子部４１０が接合されている。また、赤色半導体レーザ素子部４１０は、３つの赤色半導体レーザ素子４１０ａ〜４１０ｃが１枚のｎ型ＧａＡｓ基板４１１上に集積化されている。また、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０は、図１４に示すように、基台４９１上の各色の半導体レーザ素子が配列する方向（Ｂ方向）の略中央部から若干一方側（Ｂ２側）に寄せられた位置に配置されている。

また、図１７に示すように、絶縁膜４８０は、青色半導体レーザ素子３５０のレーザ光の出射方向（Ａ１方向）側におけるｐ側パッド電極３５７の一部の領域（ワイヤボンド領域３５７ａ）および緑色半導体レーザ素子３３０ａのｐ側パッド電極３３７の一部の領域が外部に露出するように形成されている。また、青色半導体レーザ素子３５０のレーザ光の出射方向とは反対（Ａ２方向）側の端部近傍の所定領域には、絶縁膜４８０を覆うようにＡｕからなる電極層４８１が形成されている。これにより、赤色半導体レーザ素子部４１０は、電極層４８１と上下方向（Ｃ方向）に対向する領域において、ｐ側パッド電極４１７の一部が導電性接着層３を介して電極層４８１と電気的に接続されている。また、電極層４８１は、正面（図１６参照）から見て青色半導体レーザ素子３５０が形成された側（Ｂ１側）の端部領域（ワイヤボンド領域４８１ａ）が、赤色半導体レーザ素子部４１０の側方（Ｂ１側）において外部に露出するように形成されている。

また、赤色半導体レーザ素子部４１０は、電極層４８１のワイヤボンド領域４８１ａにワイヤボンディングされた金属線４７１を介してリード端子２０１に接続されている。また、２波長半導体レーザ素子部３７０の緑色半導体レーザ素子部３３０は、ｐ側パッド電極３３７のワイヤボンド領域３３７ａにワイヤボンディングされた金属線４７２を介してリード端子２０３に接続されている。また、青色半導体レーザ素子３５０は、ｐ側パッド電極５７のワイヤボンド領域３５７ａにワイヤボンディングされた金属線４７３を介してリード端子２０２に接続されている。なお、第４実施形態による半導体レーザ装置４００のその他の構造は、上記第２実施形態と同様である。

次に、図１４〜図１７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。

第４実施形態による半導体レーザ装置４００の製造プロセスでは、上記第２および第３実施形態と同様の製造プロセスによりチップ化された赤色半導体レーザ素子部４１０と、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子部３７０とを作製する。

その後、図１７に示すように、ｐ側パッド電極３５７のワイヤボンド領域３５７ａ（Ｂ１側）とｐ側パッド電極３３７のワイヤボンド領域３３７ａ（Ｂ２側）とを残して電流ブロック層３７６（図１６参照）の上面をＡ方向に覆うように絶縁膜４８０を形成する。その後、青色半導体レーザ素子３５０が形成された側のｐ側パッド電極３５７を除く絶縁膜４８０の上面に、ワイヤボンド領域４８１ａを有する電極層４８１を形成する。

その後、図１５に示すように、２波長半導体レーザ素子部３７０が形成されたウェハと、赤色半導体レーザ素子部４１０とを対向させながら導電性接着層３を用いて接合することにより、ウェハ状態のＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０が形成される。その後、所定の共振器長を有するようにＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０が形成されたウェハをバー状に劈開するとともに共振器方向に素子分割してチップにすることにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０（図１４参照）が複数形成される。

その後、図１４に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０を基台４９１に対して押圧しながら導電性接着層（図示せず）を介して固定することによりＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０を形成する。その後、金属線により、電極層（ワイヤボンド領域）とリード端子とをそれぞれ接続する。このようにして、第４実施形態による半導体レーザ装置４００が形成される。

第４実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子部４１０を、２波長半導体レーザ素子部３７０の表面上に接合することによって、要求される出力が最も大きいためにレーザ発光部の数（３個）を横並びに増やして形成した赤色半導体レーザ素子部４１０と、２波長半導体レーザ素子部３７０とを直線的に配置する（たとえば基台４９１上に横一列方向に並べる）場合と比較して、赤色半導体レーザ素子部４１０のレーザ発光部と２波長半導体レーザ素子部３７０のレーザ発光部とを接合方向（Ｃ方向）に所定の間隔を隔てて並列的に配置して互いに近づけることができるので、複数のレーザ発光部がパッケージ（基台４９１）の中央領域に集まるように赤色半導体レーザ素子部４１０を配置することができる。これにより、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部４９０から出射される複数のレーザ出射光を光学系の光軸に近づけることができるので、半導体レーザ装置４００と光学系との調整を容易に行うことができる。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１８〜図２０を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。なお、図２０には、図１９に示したモノリシック型の２波長半導体レーザ素子部５７０の詳細な構造に関して図１９とは上下方向（Ｃ１方向およびＣ２方向）を逆さにして示している。

本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置５００では、図１９に示すように、２波長半導体レーザ素子部５７０と赤色半導体レーザ素子部２１０とからなるＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部５９０が、ＡｕＳｎ半田などからなる導電性接着層４（４ａおよび４ｂ）を介してＡｌＮなどからなる基台５９１の上面上にジャンクションダウン方式により接合されている。なお、導電性接着層４ａおよび４ｂは、それぞれ、本発明の「第１融着層」および「第２融着層」の一例であり、基台５９１は、本発明の「支持基台」の一例である。

また、青色半導体レーザ素子５５０は、図２０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａ上に、約１μｍの厚みを有するＧｅドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮ層５１２と、約２μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層５１３と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層および障壁層が交互に積層された活性層５１４と、約０．３μｍの厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層５１５とが形成されている。なお、活性層５１４およびｐ型クラッド層５１５は、それぞれ、本発明の「第５活性層」および「第１半導体層」の一例である。

また、ｐ型クラッド層５１５は、凸部５１５ａと、凸部５１５ａの両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層５１５の凸部５１５ａによって、光導波路を構成するためのリッジ５２０が形成されている。またリッジ５２０上に、ｐ型クラッド層５１５から近い順に、Ｃｒ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極５１６が形成されている。また、ｐ型クラッド層５１５の平坦部とリッジ５２０の側面とを覆うように、ＳｉＯ_２からなる電流ブロック層５１７が形成されている。また、リッジ５２０および電流ブロック層５１７の上面上に、Ａｕなどからなるｐ側パッド電極５１８が形成されている。なお、ｐ側パッド電極５１８は、本発明の「第１パッド電極」の一例である。

また、緑色半導体レーザ素子部５３０は、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上に青色半導体レーザ素子５５０とは反対側（Ｂ１側）に凹部８を隔てて形成されている。また、緑色半導体レーザ素子部５３０において凹部７を隔ててレーザ素子が配列する方向（Ｂ方向）に並んで配置された緑色半導体レーザ素子５３０ａおよび５３０ｂは、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面上（上面３３１ａ上）に、約１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ層５１２と、約３μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層５３３と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層および障壁層が交互に積層された活性層５３４と、約０．４５μｍの厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層５３５とが形成されている。なお、活性層５３４およびｐ型クラッド層５３５は、それぞれ、本発明の「第６活性層」および「第２半導体層」の一例である。

また、ｐ型クラッド層５３５は、凸部５３５ａと、凸部５３５ａの両側（Ｂ方向）に延びる平坦部とを有している。このｐ型クラッド層５３５の凸部５３５ａによって、光導波路を構成するためのリッジ５４０が形成されている。またリッジ５４０上に、ｐ型クラッド層５３５から近い順に、Ｃｒ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極５３６が形成されている。また、ｐ型クラッド層５３５の平坦部とリッジ５４０の側面とを覆うように、青色半導体レーザ素子５５０から延びる電流ブロック層５１７が形成されている。また、リッジ５４０および電流ブロック層５１７の上面上に、Ａｕなどからなるｐ側パッド電極５３８が形成されている。なお、ｐ側パッド電極５３８は、本発明の「第２パッド電極」の一例である。

なお、ｐ側オーミック電極５１６（第１オーミック電極層）およびｐ側パッド電極５１８（第１パッド電極）は、本発明の「第１電極」の一例であり、ｐ側オーミック電極５３６（第２オーミック電極層）およびｐ側パッド電極５３８（第２パッド電極）は、本発明の「第２電極」の一例である。ここで、第１半導体層と第１パッド電極との間に第１オーミック電極層を備え、第２半導体層と第２パッド電極との間に第２オーミック電極層を備えることにより、青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ側の接触抵抗を低減することができる。また、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂ上に、ｎ型ＧａＮ基板３３１側からＴｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順に積層されたｎ側電極５３９が形成されている。

また、図１８に示すように、基台５９１の共振器方向（Ａ方向）の長さは、２波長半導体レーザ素子部５７０の共振器長よりも大きく形成されている。そして、基台５９１（図１９参照）の上面上には、ｐ側パッド電極５１８および５３８に対応する位置に、後述するＡｕからなる配線電極５９４および５９３がそれぞれ形成されている。また、配線電極５９３および５９４は、Ａ方向（図１９参照）に短冊状に延びるとともに２波長半導体レーザ素子部５７０の共振器長よりも長く形成されている。したがって、２波長半導体レーザ素子部５７０の青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０は、図１９に示すように、配線電極５９３および５９４のうちの２波長半導体レーザ素子部５７０が接合されていない領域にワイヤボンディングされる金属線を介して外部と接続されるように構成されている。

ここで、第５実施形態では、図２０に示すように、青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０とを比較した場合、青色半導体レーザ素子５５０におけるｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂからｐ型クラッド層５１５の凸部５１５ａの上面までの半導体素子層の厚みｔ１よりも、緑色半導体レーザ素子部５３０におけるｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂからｐ型クラッド層５３５の凸部５３５ａの上面までの半導体素子層の厚みｔ２が大きくなる（ｔ１＜ｔ２であり、ｔ２−ｔ１＝約１．２μｍ）ように構成されている。さらに、青色半導体レーザ素子５５０のｐ側オーミック電極５１６の下面（凸部５１５ａの上面）からｐ側パッド電極５１８の上面までの厚みｔ３は、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ側オーミック電極５３６の下面（凸部５３５ａの上面）からｐ側パッド電極５３８までの厚みｔ４よりも大きく（ｔ３＞ｔ４であり、ｔ３−ｔ４＝約１．２μｍ）形成されている。これにより、青色半導体レーザ素子５５０のｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂから導電性接着層４（４ａ）の下面までの厚み（ｔ１＋ｔ３）と、緑色半導体レーザ素子部５３０のｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂから導電性接着層４（４ｂ）の下面までの厚み（ｔ２＋ｔ４）とは略同じ厚みを有している。なお、第５実施形態における「厚み」とは、凸部（リッジ）の上面と基台５９１の下面間における各電極および融着層の厚みを示している。

また、第５実施形態では、上記ｔ３＞ｔ４の関係に加えて、ｐ側パッド電極５１８の厚みｔ１３が、ｐ側パッド電極５３８の厚みｔ１４よりも大きく（ｔ１３＞ｔ１４）形成されている。また、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ型クラッド層５３５の厚みが青色半導体レーザ素子５５０のｐ型クラッド層５１５の厚みよりも大きく、かつ、緑色半導体レーザ素子部５３０のｎ型クラッド層５３３の厚みが青色半導体レーザ素子５５０のｎ型クラッド層５１３の厚みよりも大きく形成されている。

また、第５実施形態では、ｐ側パッド電極５１８の上面（Ｃ２側の面）とｐ側パッド電極５３８の上面（Ｃ２側の面）とが略同一平面（破線で示す）に揃えられている。これにより、２波長半導体レーザ素子部５７０は、Ｃ方向に略同じ厚みを有する導電性接着層４ａおよび４ｂを介して基台５９１に固定されている。なお、下面３３１ｂは、本発明の「他方側の表面」の一例であり、凸部５１５ａの上面および凸部５３５ａの上面は、それぞれ、本発明の「第１半導体層の表面」および「第２半導体層の表面」の一例である。

また、図１８および図１９に示すように、基台５９１の上面のうちの赤色半導体レーザ素子部２１０が接合される領域には、Ａｕからなる配線電極５９２が形成されている。また、図１８に示すように、導電性接着層１を介してｐ側パッド電極２１７（図１９参照）と配線電極５９２とが接合されており、赤色半導体レーザ素子部２１０は、基台５９１の上面上にジャンクションダウン方式により接合されている。また、配線電極５９２は、ワイヤボンディングされた金属線５９５を介してリード端子２０２に接続されている。また、ｎ側電極２１８は、ワイヤボンディングされた金属線５９６を介して台座２０６に電気的に接続されている。また、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ側パッド電極５３８（図１９参照）に電気的に接続された配線電極５９３は、ワイヤボンディングされた金属線５９７を介してリード端子２０１に接続されるとともに、青色半導体レーザ素子５５０のｐ側パッド電極５１８（図１９参照）に電気的に接続された配線電極５９４は、ワイヤボンディングされた金属線５９８を介してリード端子２０３に接続されている。また、２波長半導体レーザ素子部５７０のｎ側電極５３９は、ワイヤボンディングされた金属線５９９を介して台座２０６に電気的に接続されている。これにより、半導体レーザ装置５００は、各半導体レーザ素子のｐ側パッド電極（２１７、５１８および５３８）が、互いに絶縁されたリード端子に接続されるとともに、ｎ側電極（２１８および５３９）が共通の負極端子に接続される状態（カソードコモン）に構成されている。なお、図１８に示すように、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部５９０のＡ１側の共振器端面から各色のレーザ光が出射されるように構成されている。

次に、図１８〜図２６を参照して、第５実施形態による半導体レーザ装置５００の製造プロセスについて説明する。

第５実施形態による半導体レーザ装置５００の製造プロセスでは、まず、図２１に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａ上に、ＳｉＯ_２からなる選択成長用のマスク５４１をパターニングする。マスク５４１は、Ｂ方向に所定の間隔を隔てた状態でＡ方向（紙面垂直方向）に延びるようにパターニングされる。その後、図２２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、マスク５４１の開口部５４１ａから露出するｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａ上に、ｎ型ＧａＮ層５１２、ｎ型クラッド層５１３、活性層５１４およびｐ型クラッド層５１５を選択的に成長させて半導体素子層５１０ｃを形成する。

その後、マスク５４１を除去する。次に、図２３に示すように、フォトリソグラフィを用いて、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａの所定領域および青色半導体レーザ素子５５０となる半導体素子層５１０ｃの表面全体を覆うマスク５４２をパターニングする。この状態で、ＭＯＣＶＤ法を用いて、マスク５４２の開口部５４２ａから露出するｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａ上に、ｎ型ＧａＮ層５１２、ｎ型クラッド層５３３、活性層５３４およびｐ型クラッド層５３５を選択的に成長させて半導体素子層５３０ｃを形成する。この際、半導体素子層５３０ｃは、青色半導体レーザ素子５５０となる半導体素子層５１０ｃよりも厚みが約１．２μｍ大きくなるように形成される。その後、マスク５４２を除去する。これにより、半導体素子層５１０ｃと５３０ｃとが、凹部８を隔てて形成される。

そして、半導体素子層５３０ｃを緑色半導体レーザ素子５３０ａと５３０ｂ緑とに分離するための、底面がｎ型ＧａＮ層５１２に達する凹部７を形成した後、図２４に示すように、ｐ型クラッド層５１５および５３５の表面上にｐ側オーミック電極５１６および５３６をそれぞれ形成する。その後、フォトリソグラフィを用いて、ｐ側オーミック電極５１６および５３６上に、Ａ方向（紙面垂直方向）にストライプ状に延びるレジスト（図示せず）をパターニングするとともに、そのレジストをマスクとしてドライエッチングすることにより、ｐ型クラッド層５１５および５３５の部分に１つのリッジ５２０および２つのリッジ５４０をそれぞれ形成する。これにより、ｎ型ＧａＮ基板３３１（上面３３１ａ）上に、青色半導体レーザ素子５５０の素子構造と緑色半導体レーザ素子部５３０の素子構造とが、素子の幅方向（Ｂ方向）に所定の間隔を隔てて形成される。

その後、図２５に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ｐ側オーミック電極５１６および５３６の上面（Ｃ１側の面）以外の半導体素子層５１０ｃおよび５３０ｃの表面（凹部７および８の各々の側面および底面を含む）を覆うように電流ブロック層５１７を形成する。

その後、フォトリソグラフィを用いて、電流ブロック層５１７の表面の所定領域を覆うようにレジスト５４３をパターニングする。この際、図２５に示すように、レジスト５４３は、リッジ５２０（５４０）の上方およびリッジ５２０（５４０）の両側に続く電流ブロック層５１７の所定領域のみが露出するようにパターニングされる。また、レジスト５４３は、半導体素子層５１０ｃおよび５３０ｃの高さ方向（Ｃ方向）の厚みに対応して形成されるので、青色半導体レーザ素子５５０の素子構造領域と緑色半導体レーザ素子部５３０の素子構造領域とでｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａからレジスト５４３の上面までの高さが異なるように形成される。そして、この状態で、レジスト５４３の開口部５４３ａ（ｐ側オーミック電極５１６および５３６が露出した部分）に、真空蒸着法を用いてＡｕ金属層５４５（５４５ａおよび５４５ｂ）を堆積させる。これにより、開口部５４３ａはＡｕ金属層５４５で略完全に埋め込まれる。

そして、レジスト５４３（図２５参照）を除去した後、図２６に示すように、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、Ａｕ金属層５４５の上面（Ｃ１側の面）が略同一平面となるようにＡｕ金属層５４５の厚みを調整する。この際、まず、緑色半導体レーザ素子部５３０が形成される側のＡｕ金属層５４５ｂの上面から先にＣ２方向に向かって研磨が開始される。そして、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａからＡｕ金属層５４５ｂの上面までの高さＨ１が、ｎ型ＧａＮ基板３３１の上面３３１ａからＡｕ金属層５４５ａの上面までの高さＨ２と略等しくなったところでＣＭＰ工程を終了する。なお、この時点で、Ａｕ金属層５４５ａがｐ側パッド電極５１８（厚みｔ１３）となり、Ａｕ金属層５４５ｂがｐ側パッド電極５３８（厚みｔ１４）となる。これにより、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂからｐ側パッド電極５１８（５３８）の上面までの高さが略等しい２波長半導体レーザ素子部５７０が得られる。続いて、ｎ型ＧａＮ基板３３１が約１００μｍの厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂを研磨した後、ｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂ上にｎ側電極５３９を形成する。これにより、ウェハ状態の２波長半導体レーザ素子部５７０が形成される。

その後、Ａ方向に約６００μｍの共振器長を有するようにウェハをＢ方向にバー状に劈開するとともに、破線８００（図２６参照）の位置でＡ方向（紙面に垂直な方向）に素子分割することにより、２波長半導体レーザ素子部５７０（図１８参照）の複数個のチップが形成される。

一方、図１９に示すように、短冊状の配線電極５９２、５９３および５９４が表面上に形成されるとともに所定の形状に形成された基台５９１を準備する。その際、配線電極５９２の表面上に、約１μｍの厚みを有する導電性接着層１を予め形成するとともに、配線電極５９３および５９４の表面上に、約１μｍの厚みを有する導電性接着層４を予め形成しておく。そして、図１９に示すように、２波長半導体レーザ素子部５７０と基台５９１とを対向させながら熱圧着により接合する。この際、ｐ側パッド電極５１８が配線電極５９４に対応するとともに、ｐ側パッド電極５３８が配線電極５９３に対応するように接合する。また、図１８に示すように、基台５９１のＡ１側の端部と２波長半導体レーザ素子部５７０のＡ１側（光出射側）の共振器端面とが略同一平面上に配置されるように２波長半導体レーザ素子部５７０と基台５９１とを接合する。

また、赤色半導体レーザ素子部２１０と基台５９１とを対向させながら熱圧着により接合する。この際、ｐ側パッド電極２１７が配線電極５９２に対向するように接合する。また、図１８に示すように、基台５９１のＡ１側の端部と赤色半導体レーザ素子部２１０のＡ１側（光出射側）の共振器端面とが略同一平面上に配置されるように赤色半導体レーザ素子部２１０と基台５９１とを接合する。

最後に、基台５９１の下面５９１ａ（図１９参照）を台座２０６（図１８参照）の上面に接合するとともに、ｎ側電極２１８および５３９や配線電極５９２〜５９４に対して、それぞれ、金属線５９６、５９９、５９５、５９７および５９８をワイヤボンディングして電気的に接続する。このようにして、第５実施形態による半導体レーザ装置５００（図１８参照）が形成される。

第５実施形態では、上記のように、ｐ側オーミック電極５１６の下面（凸部５１５ａの上面）からｐ側パッド電極５１８の上面までの厚みｔ３とｐ側オーミック電極５３６の下面（凸部５３５ａの上面）からｐ側パッド電極５３８までの厚みｔ４とが、ｔ３＞ｔ４の関係を有することによって、青色半導体レーザ素子５５０のｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂからｐ型クラッド層５１５の凸部５１５ａの上面までの厚みｔ１と緑色半導体レーザ素子部５３０のｎ型ＧａＮ基板３３１の下面３３１ｂからｐ型クラッド層５３５の凸部５３５ａの上面までの厚みｔ２とに差異が生じた場合であっても、ｐ側電極層の部分に厚みの差（図１８における厚みｔ３と厚みｔ４との差）を設けているので、青色半導体レーザ素子５５０の厚み（ｔ１＋ｔ３）と緑色半導体レーザ素子部５３０の厚み（ｔ２＋ｔ４）との差をより小さくすることができる。すなわち、青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０における半導体素子層の厚みｔ１およびｔ２に差が生じても、その差（厚みｔ１と厚みｔ２との差）をｐ側電極層の厚みの差（厚みｔ３と厚みｔ４との差）を利用して適切に調整することができる。これにより、共通のｎ型ＧａＮ基板３３１を含む青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０の厚みを略揃えることができるので、この半導体レーザ装置５００（２波長半導体レーザ素子部５７０）をジャンクションダウン方式で導電性接着層４を介して基台５９１に接合する際、導電性接着層４に半導体レーザ素子の厚みの差を吸収させる必要がないので、導電性接着層４（４ａおよび４ｂ）を必要最小限の量に抑えることができる。この結果、接合後に余分な導電性接着層４がはみ出すことに起因してレーザ素子同志の電気的な短絡が生じるという不都合が抑制されるので、半導体レーザ装置５００を形成する際の歩留まりを向上させることができる。

また、第５実施形態では、ｐ側パッド電極５１８の厚みｔ１３と、ｐ側パッド電極５３８の厚みｔ１４とが、ｔ１３＞ｔ１４の関係を有することによって、青色半導体レーザ素子５５０と緑色半導体レーザ素子部５３０との厚みの差を小さくすることができる。これにより、この半導体レーザ装置５００をジャンクションダウン方式で基台５９１に接合する際、導電性接着層４を必要最小限の量に抑えることができる。

また、第５実施形態では、導電性接着層４ａの厚みと導電性接着層４ｂの厚みとが略同じであることによって、使用する導電性接着層４を、青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０と基台５９１との接合部分において、共に必要最小限の量に抑えることができる。

また、第５実施形態では、ｐ側パッド電極５１８および５３８は、それぞれ、ｐ側オーミック電極５１６およびｐ側オーミック電極５３６に接触するパッド電極であるように構成することによって、ｐ側パッド電極５１８および５３８の厚みをそれぞれ適切に調整することにより、共通のｎ型ＧａＮ基板３３１の表面上（上面３３１ａ上）に形成された青色半導体レーザ素子５５０および緑色半導体レーザ素子部５３０の厚みを容易に揃えることができる。

また、第５実施形態では、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ型クラッド層５３５の厚みを青色半導体レーザ素子５５０のｐ型クラッド層５１５の厚みよりも大きく形成することによって、一般的に青色半導体レーザ素子におけるｐ型クラッド層の光閉じ込め効果よりも弱い傾向にある緑色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層の光閉じ込め効果を向上させることができる。なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１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実施形態では、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部９０を構成する赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の個数（レーザ発光部の数）を、それぞれ、３個、２個および１個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れない。本発明において、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３であればよく、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の個数を、たとえば、４個、２個および１個からなるように構成してもよい。あるいは、赤色半導体レーザ素子１０、緑色半導体レーザ素子３０および青色半導体レーザ素子５０の個数を、３個、３個および１個からなるように構成してもよい。また、青色半導体レーザ素子５０を複数有していてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、約６５５ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子と、約５３０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子と、約４８０ｎｍの波長を有する青色半導体レーザ素子とによってＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子と、約５５０ｎｍの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子と、約４６０ｎｍの波長を有する青色半導体レーザ素子とによってＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。

この場合、白色光を得るためには、３つの半導体レーザ素子のワット換算の出力比を、赤色：緑色：青色＝１８．７：７：１６．７に調整することが要求される。したがって、約７００ｍＷの出力を有する１つの赤色半導体レーザ素子を３個、約４００ｍＷの出力を有する１つの緑色半導体レーザ素子を２個、および、約４００ｍＷの出力を有する１つの青色半導体レーザ素子を４個設けてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。また、約６００ｍＷの出力を有する１つの赤色半導体レーザ素子を４個、約４００ｍＷの出力を有する１つの緑色半導体レーザ素子を２個、および、約６００ｍＷの出力を有する１つの青色半導体レーザ素子を３個設けてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。また、約７００ｍＷの出力を有する１つの赤色半導体レーザ素子を３個、約２００ｍＷの出力を有する１つの緑色半導体レーザ素子を４個、および、約８００ｍＷの出力を有する１つの青色半導体レーザ素子を２個設けてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、約６５５ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、約６５０ｎｍの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子を用いてもよい。この場合、白色光を得るためには、３つの半導体レーザ素子のワット換算の出力比を、赤色：緑色：青色＝１８．７：８．１：７．２に調整することが要求される。したがって、約７００ｍＷの出力を有する１つの赤色半導体レーザ素子を３個、約４００ｍＷの出力を有する１つの緑色半導体レーザ素子を２個、および、約７００ｍＷの出力を有する青色半導体レーザ素子を１個設けてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。また、約２Ｗの出力を有する赤色半導体レーザ素子を１個、約２００ｍＷの出力を有する１つの緑色半導体レーザ素子を４個、および、約４００ｍＷの出力を有する１つの青色半導体レーザ素子を２個設けてＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部を構成してもよい。

また、上記第４実施形態では、緑色半導体レーザ素子部３３０と青色半導体レーザ素子３５０とが集積されたモノリシック型の２波長半導体レーザ素子部３７０上に赤色半導体レーザ素子部４１０を接合した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記第２実施形態の緑色半導体レーザ素子の表面に赤色半導体レーザ素子を接合してもよく、また、上記第２実施形態の青色半導体レーザ素子の表面に赤色半導体レーザ素子を接合してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、ＲＧＢ３波長半導体レーザ素子部が接合される基台（９１、２９１、３９１、４９１および５９１）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れない。本発明では、基台を、ＦｅやＣｕなどからなる熱伝導率の良好な導電材料を用いて構成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、平坦な活性層上に、リッジを有する上部クラッド層を形成し、誘電体のブロック層をリッジの側面に形成したリッジ導波型半導体レーザによってＲＧＢ３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れない。たとえば、半導体のブロック層を有するリッジ導波型半導体レーザや、埋め込みヘテロ構造（ＢＨ）の半導体レーザや、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成した利得導波型の半導体レーザによってＲＧＢ３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、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層を、約３．５ｎｍの厚みを有す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れない。たとえば、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層を３ｎｍ以上の厚みを有するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、青色半導体レーザ素子のＭＱＷ構造を構成する多層の井戸層のすべての井戸層（１つの井戸層）を、約３ｎｍの厚みを有す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れない。すなわち、青色半導体レーザ素子の活性層の井戸層の厚みは、特に限定されない。ここで、青色半導体レーザ素子の活性層の井戸層の厚みは、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層の厚みよりも小さい方が好ましい。

また、上記第３実施形態では、青色半導体レーザ素子の活性層をＭＱＷ構造を有するように構成するとともに、緑色半導体レーザ素子の活性層をＳＱＷ構造を有す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れない。すなわち、青色半導体レーザ素子の活性層をＳＱＷ構造を有するように構成してもよいし、緑色半導体レーザ素子の活性層をＭＱＷ構造を有するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層を、３３％のＩｎ組成を有するＩｎＧａＮ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れない。すなわち、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層の組成は特に限定されない。この際、緑色半導体レーザ素子の活性層の井戸層は、３０％以上のＩｎ組成を有するＩｎＧａＮからなるように構成するのが好ましい。

また、上記第３実施形態では、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として、非極性面の一例としての半極性面である（１１−２２）面を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、（１１−２ｘ）面（ｘ＝２、３、４、５、６、８、１０、−２、−３、−４、−５、−６、−８、−１０）および（１−１０ｙ）面（ｙ＝１、２、３、４、５、６、−１、−２、−３、−４、−５、−６）などの他の半極性面を、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として用いてもよい。この際、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の厚みおよびＩｎ組成は適宜変更される。また、半極性面は、（０００１）面または（０００−１）面に対して１０度以上７０度以下傾いた面であることが好ましい。

また、上記第３実施形態およびその変形例では、ｎ型ＧａＮ基板の上面上に、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＬｉＡｌＯ_２およびＬｉＧａＯ_２などからなる基板の上面上に、（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層を形成してもよい。

また、上記第３実施形態およびその変形例では、青色半導体レーザ素子の井戸層および緑色半導体レーザ素子の井戸層がＩｎＧａＮからなる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、青色半導体レーザ素子の井戸層および緑色半導体レーザ素子の井戸層は、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＩｎＡｌＮなどからなるように構成してもよい。この際、青色半導体レーザ素子の活性層における厚みおよび組成は適宜変更される。

また、上記第３実施形態およびその変形例では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の障壁層がＩｎＧａＮからなる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の障壁層は、ＧａＮからなるように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、（１１−２２）面の主面を有するｎ型ＧａＮ基板上に（１１−２２）面の主面を有するＩｎＧａＮからなる活性層を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、（１１−２２）面、（１―１０３）面または（１−１２６）面の主面を有する窒化物系半導体（たとえばＩｎＧａＮ）を予め成長させたｒ面（（１−１０２）面）の主面を有するサファイア基板を用いてもよい。

また、上記第３実施形態およびその変形例では、ｎ型ＧａＮ基板上にＩｎＧａＮからなる活性層（井戸層）を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ基板にＩｎＧａＮからなる活性層（井戸層）を形成してもよい。ここで、Ａｌ組成を大きくすることによって、垂直横モードにおける光強度分布の広がりを抑制することが可能である。これによって、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ基板から光が出射されるのを抑制することが可能になるので、レーザ素子から複数の垂直横モードの光が出射されるのを抑制することが可能である。また、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＮ基板上にＩｎＧａＮからなる活性層（井戸層）を形成してもよい。これによって、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＮ基板のＩｎ組成を調整することによって、活性層（井戸層）における歪を低減させることが可能である。この際、青色半導体レーザ素子の活性層（井戸層の厚みおよびＩｎ組成、および、緑色半導体レーザ素子における活性層（井戸層）の厚みおよびＩｎ組成は、それぞれ適宜変更される。

また、上記第３実施形態の変形例では、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として、非極性面の一例としての半極性面である（１１−２２）面を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位は、その他の非極性面（無極性面および半極性面）を用いてもよい。たとえば、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層の主面の面方位として、ａ面（（１１−２０）面）およびｍ面（（１−１００）面）などの無極性面を用いてもよいし、（１１−２ｘ）面（ｘ＝２、３、４、５、６、８、１０、−２、−３、−４、−５、−６、−８、−１０）および（１−１０ｙ）面（ｙ＝１、２、３、４、５、６、−１、−２、−３、−４、−５、−６）などの半極性面を用いてもよい。

また、上記第３実施形態の変形例では、本発明の「窒化物系半導体」として、ＩｎＧａＮを用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、窒化物系半導体として、ＡｌＧａＮなどを用いてもよい。この際、青色半導体レーザ素子の活性層および緑色半導体レーザ素子の活性層における厚みおよび組成は、適宜変更される。

また、上記第５実施形態では、青色半導体レーザ素子５５０のｐ側パッド電極５１８の上面位置と、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ側パッド電極５３８の上面位置とが、略同じ位置の状態で基台５９１の下面に接合される例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ｐ側パッド電極の上面位置に若干のずれが生じた状態で２波長半導体レーザ素子５７０が基台５９１の下面に接合されるように構成されていてもよい。

また、上記第５実施形態では、青色半導体レーザ素子５５０のｎ型ＧａＮ基板３３１を含めた厚みが、緑色半導体レーザ素子５３０のｎ型ＧａＮ基板３３１を含めた厚みよりも小さく形成された例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、青色半導体レーザ素子５５０のｎ型ＧａＮ基板３３１を含めた厚みが、緑色半導体レーザ素子５３０のｎ型ＧａＮ基板３３１を含めた厚みよりも大きく形成されて２波長半導体レーザ素子が構成されていてもよい。この場合、青色半導体レーザ素子５５０のｐ側パッド電極５１８の厚みは、緑色半導体レーザ素子部５３０のｐ側パッド電極５３８の厚みよりも小さく形成される。これにより、ｐ側パッド電極５１８および５３８の上面（Ｃ２側）は略同一平面に揃えられるので、２波長半導体レーザ素子を、Ｃ方向に略同じ厚みの導電性接着層を介して基台５９１に固定することが可能である。

また、上記第５実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板の表面上に青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成長用基板の表面上に剥離層や共通のｎ型コンタクト層などを形成した後に青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を形成してもよい。そして、この２波長半導体レーザ素子を支持基台または赤色半導体レーザ素子に接合した後に、成長用基板のみを剥離することにより、本発明の「基板」が、ｎ型コンタクト層などのみからなる半導体レーザ装置を形成してもよい。なお、この場合、成長用基板の剥離後のｎ型コンタクト層の下面にｎ側電極が形成される。また、この場合、共通のｎ型コンタクト層は、一方のレーザ素子のｎ型クラッド層を兼ねていてもよい。

また、上記第５実施形態では、緑色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層の厚みを青色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層の厚みよりも大きく形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、青色半導体レーザ素子の厚み（ｎ型ＧａＮ基板の下面からｐ型クラッド層の上面までの厚み）が緑色半導体レーザ素子の厚み（ｎ型ＧａＮ基板の下面からｐ型クラッド層の上面までの厚み）よりも大きい場合、青色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層（第１半導体層）の厚みを緑色半導体レーザ素子のｐ型クラッド層（第２半導体層）の厚みよりも大きくなるように形成してもよい。

１０、２１０ａ〜２１０ｄ、４１０ａ〜４１０ｃ 赤色半導体レーザ素子
１７ ｐ側パッド電極（電極）
３０、２３０ａ、２３０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ 緑色半導体レーザ素子
５０、３５０ 青色半導体レーザ素子
９１ 基台
１０１、１０２、１０５ リード端子（端子）
１２０、１６０ 光学系（変調手段）
３３１ ｎ型ＧａＮ基板（基板）

Claims (7)

1. １つまたは複数のレーザ発光部を有する赤色半導体レーザ素子と、
   １つまたは複数のレーザ発光部を有する緑色半導体レーザ素子と、
   １つまたは複数のレーザ発光部を有する青色半導体レーザ素子とを備え、
   前記赤色半導体レーザ素子、前記緑色半導体レーザ素子および前記青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子は、相対的に長い波長を出射する前記半導体レーザ素子の前記レーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する前記半導体レーザ素子の前記レーザ発光部の個数よりも多い関係を有する、半導体レーザ装置。
2. 前記赤色半導体レーザ素子、前記緑色半導体レーザ素子および前記青色半導体レーザ素子の各々の前記レーザ発光部の個数を、それぞれ、ｎ１、ｎ２およびｎ３とした場合、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３の関係を有する、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記緑色半導体レーザ素子および前記青色半導体レーザ素子は、前記緑色半導体レーザ素子と前記青色半導体レーザ素子とに共通の基板上に形成されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記赤色半導体レーザ素子は、複数の前記レーザ発光部が形成されたモノリシック型であるとともに、前記緑色半導体レーザ素子は、複数の前記レーザ発光部が形成されたモノリシック型である、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. 前記赤色半導体レーザ素子は、前記緑色半導体レーザ素子または前記青色半導体レーザ素子の少なくともいずれかに接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
6. 前記赤色半導体レーザ素子、前記緑色半導体レーザ素子および前記青色半導体レーザ素子が接合される基台と、
   外部と電気的に接続されるとともに互いに絶縁された複数の端子とをさらに備え、
   前記赤色半導体レーザ素子は、前記基台とは反対側の表面上に形成された電極を含み、
   前記赤色半導体レーザ素子の前記レーザ発光部の個数をｎ１とした場合、前記ｎ１個のうちの少なくとも２つの前記赤色半導体レーザ素子の前記電極は、各々が異なる前記端子に接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
7. １つまたは複数のレーザ発光部を有する赤色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する緑色半導体レーザ素子と、１つまたは複数のレーザ発光部を有する青色半導体レーザ素子とを含み、前記赤色半導体レーザ素子、前記緑色半導体レーザ素子および前記青色半導体レーザ素子のうちの少なくとも２つの半導体レーザ素子は、相対的に長い波長を出射する前記半導体レーザ素子の前記レーザ発光部の個数が、相対的に短い波長を出射する前記半導体レーザ素子の前記レーザ発光部の個数よりも多い関係を有する半導体レーザ装置と、
   前記半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える、表示装置。

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