JP2011018761A - 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法及び光ピックアップ並びに光学装置 - Google Patents

半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法及び光ピックアップ並びに光学装置 Download PDF

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Abstract

【課題】信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置及びその製造方法を提供するとともに、信頼性が高く、小型・軽量の光ピックアップ及び光学装置を提供する。
【解決手段】この半導体レーザ装置１００では、上面１ａを有するサブマウント１と、上面１ａ上に接合層３を介して接合された青紫色半導体レーザ素子１０と、上面１ａ上に青紫色半導体レーザ素子１０に隣接して接合層５を介して接合された赤色半導体レーザ素子２０とを備え、接合層５の融点は、接合層３の融点より低く、上面１ａからの赤色半導体レーザ素子２０の高さは、上面１ａからの青紫色半導体レーザ素子１０の高さより大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法及び光ピックアップ並びに光学装置に関し、特に、複数の半導体レーザ素子をハイブリッド集積化した半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法及びこれを用いた光ピックアップ並びに光学装置に関する。
従来、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ；登録商標）等の光ディスクに情報を記録及び再生の少なくともいずれかを行う光ディスク装置には、半導体レーザ装置、レンズやビームスプリッタ（ＢＳ）等の光学部品、光検出器等を備えた光ピックアップが用いられている。また、一つの光ピックアップで上記複数種類の光ディスクへの記録及び再生の少なくともいずれかが可能な互換光ピックアップ用の半導体レーザ装置として、異なる発振波長を出射する複数の半導体レーザ素子が搭載された、ハイブリッド集積化した半導体レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１には、高さの異なる２つの半導体レーザ素子がサブマウント上に隣接して搭載されている半導体レーザ装置が記載されている。
また、特許文献２には、２つの半導体レーザ素子が、異なる融点を有する半田をそれぞれ用いて、基板上に隣接して接合されている半導体レーザ装置が記載されている。この従来の半導体レーザ装置の製造方法では、まず、第１の半導体レーザ素子が第１の半田を用いて基板上に接着される。その後、第１の半田の融点より低い融点を有する第２の半田を用いるとともに、第１の半田の融点より低く、第２の半田の融点より高い温度に加熱して、第２の半導体レーザ素子が基板上に接合される。
ここで、従来の半導体レーザ装置の製造プロセスでは、各半導体レーザ素子は、コレット等の治具を用いて半導体レーザ素子の上面を真空吸着等により保持されるとともに、基板上に半田を介して押し付けた状態で加熱されることにより、基板上に接合される。
特開２０００−２２２７６６号公報 特開２０００−２６８３８７号公報
しかしながら、上記従来の半導体レーザ装置の製造プロセスでは、半導体レーザ素子が小型化してくると治具の先端部の幅が半導体レーザ素子の幅よりも大きくなるので、２つの半導体レーザ素子を隣接して接合する場合には、治具の先端部が先に接合されている半導体レーザ素子に接触しやすいという不具合があった。特に、特許文献１の半導体レーザ装置を製造する際には、高さの大きい半導体レーザ素子をサブマウントに接合した後で、高さの小さい半導体レーザ素子をサブマウントに接合する場合に、上記治具の接触が生じやすい。その結果、先に接合した半導体レーザ素子はダメージを受けやすいとともに、後から接合した半導体レーザ素子には接合不良が発生しやすいという課題があった。また、先に接合された半導体レーザ素子の半田が、後の半導体レーザ素子の接合時の熱処理によって再溶融するので、先に接合された半導体レーザ素子の位置ずれが発生しやすいという課題があった。
さらに、治具が接触しないように、２つの半導体レーザ素子を離して配置する場合には、２つの半導体レーザ素子のレーザ光の出射領域（発光点）が離れるので、ピックアップを構成する際に、光学部品の小型化や位置合わせ等が困難になるという課題もあった。
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、この発明の目的は、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置及びその製造方法を提供することである。
また、この発明の他の目的は、信頼性が高く、小型・軽量の光ピックアップ及び光学装置を提供することである。
この発明の第１の局面による半導体レーザ装置は、主面を有する支持部材と、前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい。
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、支持部材の主面からの第１半導体レーザ素子の高さより、主面からの第２半導体レーザ素子の高さの方が大きいので、第１半導体レーザ素子を接合した後でも、第２半導体レーザ素子を容易に接合することができる。例えば、治具を用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、第２半導体レーザ素子の接合時に用いる治具が先に接合されている第１半導体レーザ素子に接触することを抑制することができる。これにより、第１半導体レーザ素子がダメージを受けることを抑制することができるとともに、第２半導体レーザ素子も支持部材上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。
さらに、第２半導体レーザ素子の接合に用いる第２接合層の融点は、第１半導体レーザ素子の接合に用いる第１接合層の融点より低いので、第２半導体レーザ素子の接合時の熱処理を第１接合層の融点より低い温度で行うことができる。これにより、例えば、第１半導体レーザ素子が先に接合されている場合でも、第２半導体レーザ素子の接合時に第１接合層が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている第１半導体レーザ素子の位置ずれを抑制することができる。これらの結果、この発明の第１の局面では、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
さらに、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）も近づけることができる。これにより、光ピックアップや光学装置等に実装する際に、光学部品の小型化や位置合わせ等を容易に行うことができる。
また、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子の高さが異なっているので、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子との識別を容易に行うことができるとともに、例えば、半導体レーザ装置の前後の識別も容易に行うことができる。これにより、光ピックアップ及び光学装置等への実装や、周辺の光学系等の配置を間違えることなく、容易に行うことができる。
また、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子の下側に形成されている第１接合層及び第２接合層の融点が異なるので、例えば、第２接合層のみを再溶融して、第２半導体レーザ素子の位置調整を行うことができる。この場合には、熱処理温度を過度に上げることなく第１接合層の再溶融を抑制することができるとともに、第１半導体レーザ素子の発光点と第２半導体レーザ素子の発光点との位置を高精度に制御することができる。
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、前記第１半導体レーザ素子は、第１半導体基板上に形成された第１半導体素子層を有するとともに、前記第１半導体素子層が形成されている側が前記第１接合層と接合されており、前記第２半導体レーザ素子は、第２半導体基板上に形成された第２半導体素子層を有するとともに、前記第２半導体素子層が形成されている側が前記第２接合層と接合されている。このように構成すれば、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子は、それぞれ、第１半導体基板及び第２半導体基板に対して第１半導体素子層及び第２半導体素子層が形成された側を支持部材に近づけて接合される。即ち、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子は、支持部材に対してジャンクションダウンで実装されるので、発熱源となる第１半導体素子層及び第２半導体素子層から支持部材に向かって効率よく放熱することができる。その結果、第１半導体素子層及び第２半導体素子層の温度特性及び信頼性を向上させることができる。
また、第１半導体素子層及び第２半導体素子層の厚さを制御することにより、支持部材の主面からの第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子の各発光点の高さを容易に等しくすることができる。これにより、この半導体レーザ装置を光ピックアップ及び光学装置等の光源に用いる際に、各発光点の位置を高精度に制御することができる。
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、支持部材の主面上に第１接合層を介して第１半導体レーザ素子を接合する工程と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して第２半導体レーザ素子を接合する工程とを備え、前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい。
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、上記のように、支持部材の主面からの第１半導体レーザ素子の高さより、主面からの第２半導体レーザ素子の高さの方が大きいので、第１半導体レーザ素子を接合した後でも、第２半導体レーザ素子を容易に接合するができる。例えば、治具を用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、第２半導体レーザ素子の接合時に用いる治具が先に接合されている第１半導体レーザ素子に接触することを抑制することができる。これにより、第１半導体レーザ素子がダメージを受けることを抑制することができるとともに、第２半導体レーザ素子も支持部材上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。その結果、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、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置を容易に製造することができる。
さらに、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）も近づけることができる。これにより、光学部品の小型化や位置合わせを容易に行うことが可能な小型の光ピックアップや光学装置等に用いることができる半導体レーザ装置を容易に製造することができる。
また、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子の高さが異なっているので、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子との識別を容易に行うことができるとともに、例えば、半導体レーザ装置の前後の識別も容易に行うことができる。これにより、光ピックアップ及び光学装置等への実装や、周辺の光学系等の配置を間違えることなく、容易に行うことが可能な半導体レーザ装置を製造することができる。
また、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子の下側に形成されている第１接合層及び第２接合層の融点が異なるので、例えば、第２接合層のみを再溶融して、第２半導体レーザ素子の位置調整を行うことができる。この場合には、熱処理温度を過度に上げることなく第１接合層の再溶融を抑制することができるとともに、第１半導体レーザ素子の発光点と第２半導体レーザ素子の発光点との位置を高精度に制御することができる。
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、前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、前記第２半導体レーザ素子を接合する工程は、前記第１接合層の融点より低く、前記第２接合層の融点より高い温度で行われる熱処理を有する。このように構成すれば、第２半導体レーザ素子の接合時には、第１接合層が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている第１半導体レーザ素子の位置ずれを抑制することができる。その結果、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置をさらに容易に製造することができる。
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、前記第２半導体レーザ素子を接合する工程は、前記第２半導体レーザ素子上に前記第２接合層を形成する工程を有する。このように構成すれば、第２接合層は支持部材の主面上に形成しておく必要がないので、第１半導体レーザ素子の接合時の熱処理の際に、第２接合層が溶融して第１接合層と接触して絶縁不良が生じることを抑制することができる。また、第２半導体レーザ素子の接合前に表面が酸化することを抑制することができるので、第２半導体レーザ素子の接合不良を抑制することができる。
この発明の第３の局面による光ピックアップは、半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を調整する光学系と、前記レーザ光を受光する光検出部とを備えた光ピックアップであって、前記半導体レーザ装置は、主面を有する支持部材と、前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい。
この発明の第３の局面による光ピックアップでは、上記のように、支持部材の主面からの第１半導体レーザ素子の高さより、主面からの第２半導体レーザ素子の高さの方が大きいので、第１半導体レーザ素子を接合した後でも、第２半導体レーザ素子を容易に接合することができる。例えば、治具を用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、第２半導体レーザ素子の接合時に用いる治具が先に接合されている第１半導体レーザ素子に接触することを抑制することができる。これにより、第１半導体レーザ素子がダメージを受けることを抑制することができるとともに、第２半導体レーザ素子も支持部材上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。
さらに、第２半導体レーザ素子の接合に用いる第２接合層の融点は、第１半導体レーザ素子の接合に用いる第１接合層の融点より低いので、第２半導体レーザ素子の接合時の熱処理を第１接合層の融点より低い温度で行うことができる。これにより、例えば、第１半導体レーザ素子が先に接合されている場合でも、第２半導体レーザ素子の接合時に第１接合層が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている第１半導体レーザ素子の位置ずれを抑制することができる。
これらの結果、上記半導体レーザ装置の信頼性を高くすることができるとともに、優れた歩留まりで上記半導体レーザ装置を得ることができる。さらに、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）も近づけることができる。これにより、光ピックアップを構成する際に、光学部品等の小型化や位置合わせ等を容易に行うことができるので、光ピックアップの小型化及び軽量化も容易に行うことができる。その結果、第３の局面による光ピックアップでは、信頼性を向上させるとともに、小型・軽量化を図ることができる。
この発明の第４の局面による光学装置は、半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を駆動する駆動系と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を調整する光学系とを備えた光学装置であって、前記半導体レーザ装置は、主面を有する支持部材と、前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい。なお、本発明における「光学装置」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクへの記録や再生を行う光ディスク装置及びプロジェクタやディスプレイ等の表示装置をも含む広い概念である。
この発明の第４の局面による光学装置では、上記のように、支持部材の主面からの第１半導体レーザ素子の高さより、主面からの第２半導体レーザ素子の高さの方が大きいので、第１半導体レーザ素子を接合した後でも、第２半導体レーザ素子を容易に接合することができる。例えば、治具を用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、第２半導体レーザ素子の接合時に用いる治具が先に接合されている第１半導体レーザ素子に接触することを抑制することができる。これにより、第１半導体レーザ素子がダメージを受けることを抑制することができるとともに、第２半導体レーザ素子も支持部材上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。
さらに、第２半導体レーザ素子の接合に用いる第２接合層の融点は、第１半導体レーザ素子の接合に用いる第１接合層の融点より低いので、第２半導体レーザ素子の接合時の熱処理を第１接合層の融点より低い温度で行うことができる。これにより、例えば、第１半導体レーザ素子が先に接合されている場合でも、第２半導体レーザ素子の接合時に第１接合層が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている第１半導体レーザ素子の位置ずれを抑制することができる。
これらの結果、上記半導体レーザ装置の信頼性を高くすることができるとともに、優れた歩留まりで上記半導体レーザ装置を得ることができる。さらに、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）も近づけることができる。これにより、光学装置を構成する際に、光学部品等の小型化や位置合わせ等を容易に行うことができるので、光学装置の小型化及び軽量化も容易に行うことができる。その結果、第４の局面による光学装置では、信頼性を向上させるとともに、小型・軽量化を図ることができる。
本発明によれば、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置及びその製造方法を提供することができるとともに、信頼性が高く、小型・軽量の光ピックアップ及び光学装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。 図１の青紫色半導体レーザ素子をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。 図１の赤色半導体レーザ素子をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。 図７の赤色／赤外２波長半導体レーザ素子をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第３実施形態による光ピックアップの構成図である。 図１１の半導体レーザ装置の外観斜視図である。 図１２の半導体レーザ装置のキャップを外した状態でレーザ光の出射方向から見た際の正面図である。 本発明の第４実施形態による光ディスク装置の構成図である。
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）
図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。図２は、図１の青紫色半導体レーザ素子１０をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。図３は、図１の赤色半導体レーザ素子２０をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。まず、図１〜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、ＡｌＮからなるサブマウント１の上面１ａ上に、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０が隣接して接合されており、互いのレーザ光が平行に出射されるように配置されている。ここで、サブマウント１及びサブマウント１の上面１ａは、それぞれ、本発明の「支持部材」及び「支持部材の主面」の一例であり、青紫色半導体レーザ素子１０及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」及び「第２半導体レーザ素子」の一例である。
青紫色半導体レーザ素子１０は、サブマウント１の上面１ａ上に形成された約１μｍの厚みを有する接続電極２上に、約３μｍの厚みを有する接合層３を介して、ジャンクションダウン構造で接合されている。接合層３は、約２８０℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ（２０％）半田から構成されている。また、赤色半導体レーザ素子２０は、サブマウント１の上面１ａ上に形成された約１μｍの厚みを有する接続電極４上に、約３μｍの厚みを有する接合層５を介して、ジャンクションダウン構造で接合されている。接合層５は、約２１０℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ（９０％）半田から構成されている。ここで、接合層３及び接合層５は、それぞれ、本発明の「第１接合層」及び「第２接合層」の一例である。
図２に示すように、青紫色半導体レーザ素子１０では、ｎ型ＧａＮ基板１１の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２１、ＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるＭＱＷ活性層１２２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２３がこの順に積層されたＧａＮ系半導体素子層１２が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１１及びＧａＮ系半導体素子層１２は、それぞれ、本発明の「第１半導体基板」及び「第１半導体素子層」の一例である。ＧａＮ系半導体素子層１２の上面にはリッジ１２ａが形成されており、リッジ１２ａの上面以外は電流ブロック層１３によって覆われている。電流ブロック層１３上には、ｐ側電極１４が形成されており、電流ブロック層１３から露出されたリッジ１２ａの上面において、ＧａＮ系半導体素子層１２と電気的に接続されている。ｎ型ＧａＮ基板１１の下面上にはｎ側電極１５が形成されている。また、青紫色半導体レーザ素子１０の厚み（ｐ側電極１４の上面からｎ側電極１５の下面までの厚み：Ｔ１）は、約９０μｍである。そして、青紫色半導体レーザ素子１０では、リッジ部１２ａの下方におけるＭＱＷ活性層１２２の領域（発光点）から、約４０５ｎｍの波長を有する青紫色光のレーザ光が出射される。
また、図１に示すように、青紫色半導体レーザ素子１０は、ジャンクションダウン構造でサブマウント１上に接合されており、ＧａＮ系半導体素子層１２が形成されている側（ｐ側電極１４）が接合層３と接合されている。また、サブマウント１の上面１ａからの青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（サブマウント１の上面１ａからｎ側電極１５の下面までの高さ：Ｈ１）は、約９４μｍである。
図３に示すように、赤色半導体レーザ素子２０では、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２１、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰからなるＭＱＷ活性層２２２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２３がこの順に積層されたＧａＩｎＰ系半導体素子層２２が形成されている。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板２１及びＧａＩｎＰ系半導体素子層２２は、それぞれ、本発明の「第２半導体基板」及び「第２半導体素子層」の一例である。ＧａＩｎＰ系半導体素子層２２の上面にはリッジ２２ａが形成されており、リッジ２２ａの上面以外は電流ブロック層２３によって覆われている。電流ブロック層２３上には、ｐ側電極２４が形成されており、電流ブロック層２３から露出されたリッジ２２ａの上面において、ＧａＩｎＰ系半導体素子層２２と電気的に接続されている。ｎ型ＧａＡｓ基板２１の下面上にはｎ側電極２５が形成されている。また、赤色半導体レーザ素子２０の厚み（ｐ側電極２４の上面からｎ側電極２５の下面までの厚み：Ｔ２）は、約１１０μｍである。そして、赤色半導体レーザ素子２０では、リッジ部２２ａの下方におけるＭＱＷ活性層２２２の領域（発光点）から、約６５０ｎｍの波長を有する赤色光のレーザ光が出射される。
また、図１に示すように、赤色半導体レーザ素子２０は、ジャンクションダウン構造でサブマウント１上に接合されており、ＧａＩｎＰ系半導体素子層２２が形成されている側（ｐ側電極２４）が接合層５と接合されている。また、サブマウント１の上面１ａからの赤色半導体レーザ素子２０の高さ（サブマウント１の上面１ａからｎ側電極２５の下面までの高さ：Ｈ２）は、約１１４μｍである。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が構成されている。
この半導体レーザ装置１００では、上記のように、サブマウント１の上面１ａからの青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（Ｈ１）より、上面１ａからの赤色半導体レーザ素子２０の高さ（Ｈ２）の方が大きいので、青紫色半導体レーザ素子１０を接合した後でも、赤色半導体レーザ素子２０を容易に接合することができる。例えば、コレットを用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、コレットを用いて青紫色半導体レーザ素子１０を接合した後、赤色半導体レーザ素子２０を接合することにより、赤色半導体レーザ素子２０の接合時に用いるコレットが先に接合されている青紫色半導体レーザ素子１０に接触することを抑制することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子１０がダメージを受けることを抑制することができるとともに、赤色半導体レーザ素子２０もサブマウント１上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。
さらに、赤色半導体レーザ素子２０の接合に用いる接合層５の融点は、青紫色半導体レーザ素子１０の接合に用いる接合層３の融点より低いので、赤色半導体レーザ素子２０の接合時の熱処理を接合層３の融点より低い温度で行うことができる。これにより、例えば、青紫色半導体レーザ素子１０が先に接合されている場合でも、赤色半導体レーザ素子２０の接合時に接合層３が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている青紫色半導体レーザ素子１０の位置ずれを抑制することができる。これらの結果、上記実施形態では、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置１００を得ることができる。
さらに、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）を近づけることができる。これにより、光ピックアップや光学装置等に実装する際に、光学部品の小型化や位置合わせ等を容易に行うことができる。
また、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の高さが異なっているので、青紫色半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０との識別を容易に行うことができるとともに、例えば、半導体レーザ装置１００の前後の識別も容易に行うことができる。これにより、光ピックアップ及び光学装置等への実装や、周辺の光学系等の配置を間違えることなく、容易に行うことができる。また、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の下側に形成されている接合層３及び接合層５の融点が異なるので、例えば、接合層５のみを再溶融して、赤色半導体レーザ素子２０の位置調整を行うことができる。これにより、熱処理温度を過度に上げることなく、上記場合に接合層３の再溶融を抑制することができるとともに、青紫色半導体レーザ素子１０の発光点と赤色半導体レーザ素子２０の発光点との位置を高精度に制御することができる。
また、この半導体レーザ装置１００では、上記のように、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０は、それぞれ、ｎ型ＧａＮ基板１１及びｎ型ＧａＡｓ基板２１に対してＧａＮ系半導体素子層１２及びＧａＩｎＰ系半導体素子層２２が形成された側をサブマウント１に近づけて接合される。即ち、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０は、それぞれ、サブマウント１に対してジャンクションダウンで実装されるので、発熱源となるＧａＮ系半導体素子層１２及びＧａＩｎＰ系半導体素子層２２からサブマウント１に向かって効率よく放熱することができる。その結果、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の温度特性及び信頼性を向上させることができる。
また、ＧａＮ系半導体素子層１２及びＧａＩｎＰ系半導体素子層２２の厚さを制御することにより、サブマウント１の上面１ａからの青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の各発光点の高さを容易に等しくすることができる。これにより、この半導体レーザ装置１００を光ピックアップ及び光学装置等の光源に用いる際に、各発光点の位置を高精度に制御することができる。
また、この半導体レーザ装置１００では、上記のように、青紫色半導体レーザ素子１０の厚み（Ｔ１）より、赤色半導体レーザ素子２０の厚み（Ｔ２）の方が大きい。これにより、赤色半導体レーザ素子２０の高さ（Ｈ２）を青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（Ｈ１）より容易に大きくすることができる。また、接続電極２及び接続電極４の厚みが等しくされているとともに、接合層３及び接合層５の厚みも等しくされているので、青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（Ｈ１）及び赤色半導体レーザ素子２０の高さ（Ｈ２）は、青紫色半導体レーザ素子１０の厚み（Ｔ１）及び赤色半導体レーザ素子２０の厚み（Ｔ２）によって、容易に制御することができる。
また、この半導体レーザ装置１００では、上記のように、本発明の第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子として、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０を備えているので、異なる波長のレーザ光を出射することができる。これにより、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の複数種類の光ディスクに対応した互換光ピックアップに用いることができる。なお、この半導体レーザ装置１００は、ＤＶＤ及びＢＤ用の互換光ピックアップに用いることができる。
また、この半導体レーザ装置１００では、上記のように、レーザ光の波長が短い青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（Ｈ１）が、レーザ光の波長の長い赤色半導体レーザ素子２０の高さ（Ｈ２）よりも小さい。即ち、ＧａＡｓ基板２１を用いた赤色半導体レーザ素子２０よりも加工性の良くないＧａＮ基板１１を用いた青紫色半導体レーザ素子１０の方が薄いので、青紫色半導体レーザ素子１０のチップ化を容易に行うことができる。
図４〜図６は、本発明の第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断面図である。次に、図１〜図６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の製造プロセスについて説明する。
まず、図４に示すように、サブマウント１の上面１ａ上に接続電極２及び接続電極４を所定の距離だけ離して形成した後、接続電極２上に接合層３を形成する。次に、図２に示すように、コレット９０を用いて青紫色半導体レーザ素子１０の下面（ｎ型ＧａＮ基板１１に対して、ｎ側電極１５が形成されている側の面）を吸着するとともに、上面（ｎ型ＧａＮ基板１１に対して、ＧａＮ系半導体素子層１２及びｐ側電極１４が形成されている側の面）を接合層３に向けて、青紫色半導体レーザ素子１０を保持する。そして、ｐ側電極１４を接合層３に押し付けながら、接合層３の融点以上の温度にサブマウント１を加熱することにより、接合層３を溶融する。その後、サブマウント１を冷却し、接合層３を凝固させることにより、青紫色半導体レーザ素子１０がサブマウント１上にジャンクションダウンで接合される。
次に、図３及び図５に示すように、赤色半導体レーザ素子２０の上面（ｎ型ＧａＡｓ基板２１に対して、ＧａＩｎＰ系半導体素子層２２及びｐ側電極２４が形成されている側の面）に接合層５を形成した後、コレット９０を用いて赤色半導体レーザ素子２０の下面（ｎ型ＧａＡｓ基板２１に対して、ｎ側電極２５が形成されている側の面）を吸着するとともに、上面側を接続電極４に向けて、赤色半導体レーザ素子２０を保持する。
次に、図６に示すように、接合層５を接続電極４に押し付けながら、接合層３の融点より低く、接合層５の融点より高い温度にサブマウント１を加熱することにより、接合層５を溶融する。その後、サブマウント１を冷却し、接合層５を凝固させることにより、赤色半導体レーザ素子２０がサブマウント１上にジャンクションダウンで接合される。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が製造される。
この半導体レーザ装置１００の製造方法では、上記のように、サブマウント１の上面１ａからの青紫色半導体レーザ素子１０の高さ（Ｈ１）より、上面１ａからの赤色半導体レーザ素子２０の高さ（Ｈ２）の方が大きいので、青紫色半導体レーザ素子１０を接合した後でも、赤色半導体レーザ素子２０を容易に接合することができる。例えば、コレットを用いて各半導体レーザ素子を接合する場合には、コレットを用いて青紫色半導体レーザ素子１０を接合した後、赤色半導体レーザ素子２０を接合することにより、赤色半導体レーザ素子２０の接合時に用いるコレット９０が先に接合されている青紫色半導体レーザ素子１０に接触することを抑制することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子１０がダメージを受けることを抑制することができるとともに、赤色半導体レーザ素子２０もサブマウント１上に良好に接合することができるので、接合不良が生じにくい。その結果、本実施形態では、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置１００を容易に製造することができる。
さらに、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０を近接して配置することができるので、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）を近づけることができる。これにより、光学部品の小型化や位置合わせを容易に行うことが可能な小型の光ピックアップや光学装置等に用いることができる半導体レーザ装置１００を容易に製造することができる。
また、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の高さが異なっているので、青紫色半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０との識別を容易に行うことができるとともに、例えば、半導体レーザ装置１００の前後の識別も容易に行うことができる。これにより、光ピックアップ及び光学装置等への実装や、周辺の光学系等の配置を間違えることなく、容易に行うことが可能な半導体レーザ装置１００を容易に製造することができる。また、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色半導体レーザ素子２０の下側に形成されている接合層３及び接合層５の融点が異なるので、例えば、接合層５のみを再溶融して、赤色半導体レーザ素子２０の位置調整を行うことができる。これにより、熱処理温度を過度に上げることなく、上記場合に接合層３の再溶融を抑制することができるとともに、青紫色半導体レーザ素子１０の発光点と赤色半導体レーザ素子２０の発光点との位置を高精度に制御することができる。
また、この半導体レーザ装置１００の製造方法では、上記のように、赤色半導体レーザ素子２０の接合に用いる接合層５の融点は、青紫色半導体レーザ素子１０の接合に用いる接合層３の融点より低く、赤色半導体レーザ素子２０を接合する際の熱処理を接合層３の融点より低い温度で行っている。これにより、赤色半導体レーザ素子２０の接合時には、接合層３が再溶融することを抑制することができるので、先に接合されている青紫色半導体レーザ素子１０の位置ずれを抑制することができる。その結果、信頼性が高く、歩留まりの優れた半導体レーザ装置１００をさらに容易に製造することができる。
また、この半導体レーザ装置１００の製造方法では、上記のように、赤色半導体レーザ素子２０をサブマウント１上に接合する工程は、赤色半導体レーザ素子２０上に接合層５を形成する工程を有している。これにより、接合層５はサブマウント１の上面１ａ上に形成しておく必要がないので、青紫色半導体レーザ素子１０の接合時の熱処理の際に、接合層５が溶融して接合層３と接触して絶縁不良が生じることを抑制することができる。また、赤色半導体レーザ素子２０の接合前に表面が酸化することを抑制することができるので、赤色半導体レーザ素子２０の接合不良を抑制することができる。
また、この半導体レーザ装置１００の製造方法では、上記のように、ＧａＮ系半導体からなる青紫色半導体レーザ素子１０を先に接合し、ＧａＩｎＰ系半導体からなる赤色半導体レーザ素子２０を後に接合している。これにより、ＧａＮ系半導体より熱的安定性が相対的に低いＧａＩｎＰ系半導体からなる赤色半導体レーザ素子２０に与えられる熱処理の温度を低くすることができるので、赤色半導体レーザ素子２０に与えられる熱的ダメージを抑制することができる。その結果、この半導体レーザ装置１００の信頼性を向上させることができる。
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。図８は、図７の赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０をレーザ光の出射方向と垂直に切断した際の断面図である。次に、図７及び図８を参照して、上記第１実施形態における赤色半導体レーザ素子に代えて、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子を用いることにより、３波長半導体レーザ装置を構成する場合について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成に対しては、同じ符号を付して説明を省略する。
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７に示すように、サブマウント１の上面１ａ上に、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０が隣接して接合されており、互いのレーザ光が平行に出射されるように配置されている。ここで、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、本発明の「第２半導体レーザ素子」の一例である。また、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、サブマウント１の上面１ａ上に形成された約１μｍの厚みを有する接続電極６及び接続電極８上に、約３μｍの厚みを有する接合層７及び接合層９を介して、ジャンクションダウン構造で接合されている。接合層７及び接合層９は、それぞれ、約２１０℃の融点（ｔ２）を有するＡｕ−Ｓｎ（９０％）半田から構成されており、それぞれ、本発明の「第２接合層」の一例である。
図８に示すように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、略平行四辺形状の断面形状を有しており、ｎ型ＧａＡｓ基板３１の上面上に赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒ及び赤外半導体レーザ素子構造３０ＩＲを備えている。
ｎ型ＧａＡｓ基板３１の上面上の所定の領域（ｎ型ＧａＡｓ基板３１の上面と側面とのなす角（θ）が鋭角にされている側の側面に沿った領域）には、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２１、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰからなるＭＱＷ活性層３２２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３２３がこの順に積層されたＧａＩｎＰ系半導体素子層３２が形成されている。なお、ｎ型ＧａＡｓ基板３１及びＧａＩｎＰ系半導体素子層３２は、それぞれ、本発明の「第２半導体基板」及び「第２半導体素子層」の一例である。ＧａＩｎＰ系半導体素子層３２の上面にはリッジ３２ａが形成されており、リッジ３２ａの上面以外は電流ブロック層３４によって覆われている。電流ブロック層３４上には、ｐ側電極３６が形成されており、電流ブロック層３４から露出されたリッジ３２ａの上面において、ＧａＩｎＰ系半導体素子層３２と電気的に接続されている。このようにして、ＧａＩｎＰ系半導体素子層３２が形成されている領域には、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒが形成されている。そして、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒでは、リッジ部３２ａの下方におけるＭＱＷ活性層３２２の領域（発光点）から、約６５０ｎｍの波長を有する赤色光のレーザ光が出射される。
また、ｎ型ＧａＡｓ基板３１の上面上の、ＧａＩｎＰ系半導体素子層３２が形成されていない領域（ｎ型ＧａＡｓ基板３１の上面と側面とのなす角（１８０°−θ）が鈍角にされている側の側面に沿った領域）には、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３３１、ＡｌＧａＡｓからなるＭＱＷ活性層３３２、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３３３がこの順に積層されたＧａＡｓ系半導体素子層３３が形成されている。なお、ＧａＡｓ系半導体素子層３３は、本発明の「第２半導体素子層」の一例である。ＧａＡｓ系半導体素子層３３の上面にはリッジ３３ａが形成されており、リッジ３３ａの上面以外は電流ブロック層３７によって覆われている。電流ブロック層３７上には、ｐ側電極３８が形成されており、電流ブロック層３８から露出されたリッジ３３ａの上面において、ＧａＡｓ系半導体素子層３３と電気的に接続されている。このようにして、ＧａＡｓ系半導体素子層３３が形成されている領域には、赤外半導体レーザ素子構造３０ＩＲが形成されている。そして、赤外半導体レーザ素子構造３０ＩＲでは、リッジ部３３ａの下方におけるＭＱＷ活性層３３２の領域（発光点）から、約７８０ｎｍの波長を有する赤外光のレーザ光が出射される。
ｎ型ＧａＡｓ基板３１の下面上にはｎ側電極３９が形成されている。また、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の厚み（Ｔ３）は、ｐ側電極３６及びｐ側電極３８の上面からｎ側電極３９の下面までの厚みがともに等しく、約１１０μｍである。
また、図７に示すように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒ側が青紫色半導体レーザ素子１０に隣接するように、ジャンクションダウン構造でサブマウント１上に接合されている。即ち、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒのｐ側電極３６と接続電極６上の接合層７とが接合されており、赤外半導体レーザ素子構造３０ＩＲのｐ側電極３８と接続電極８上の接合層９とが接合されている。また、サブマウント１の上面１ａからの赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の高さ（サブマウント１の上面１ａからｎ側電極３９の下面までの高さ：Ｈ３）は、約１１４μｍである。また、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の断面形状が上記のように略平行四辺形状であることから、青紫色半導体レーザ素子１０と赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０との間隔は、サブマウント１の上面１ａに近い側で狭く、サブマウント１から離れるに従って広くなるようにされている。半導体レーザ装置２００の上記以外の構成は、第１実施形態の半導体レーザ装置１００の構成と同様である。
この半導体レーザ装置２００では、上記のように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０がモノリシックに集積されているので、３つの波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装置を容易に得ることができる。これにより、この半導体レーザ装置２００は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ用の互換光ピックアップに用いることができる。
また、この半導体レーザ装置２００では、上記のように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０において、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒ及び赤外半導体レーザ素子構造３０ＩＲの厚み（Ｔ３）は等しくされているので、サブマウント１上への接合を容易に行うことができる。
また、この半導体レーザ装置２００では、上記のように、接合層７及び接合層９は、融点が等しい同じ半田から構成されているとともに、それぞれの厚みも等しくされているので、サブマウント１上に赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０を一の工程で容易に接合することができる。
また、この半導体レーザ装置２００では、上記のように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の断面形状が略平行四辺形状であって、青紫色半導体レーザ素子１０との間隔は、サブマウント１の上面１ａに近い側で狭く、サブマウント１から離れるに従って広くなるようにされている。これにより、青紫色半導体レーザ素子１０の発光点と赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の発光点（赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒの発光点）とを容易に近づけることができる。
この半導体レーザ装置２００のその他の効果は、上記第１実施形態の半導体レーザ装置１００の効果と同様である。
図９、図１０は、本発明の第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断面図である。次に、図７〜図１０を参照して、本発明の第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、図９に示すように、サブマウント１の上面１ａ上に接続電極２、接続電極６及び接続電極８を所定の距離だけ離して形成した後、第１実施形態と同様のプロセスにより、サブマウント１上の接続電極２上に、接合層３を介して青紫色半導体レーザ素子１０をジャンクションダウンで接合する。次に、接続電極６及び接続電極８上に、接合層７及び接合層９を構成するＡｕ−Ｓｎ（９０％）半田からなる半田ペレット１７、１９を載置する。また、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の下面（ｎ型ＧａＡｓ基板３１に対して、ｎ側電極３９が形成されている側の面）を吸着するとともに、上面（ｎ型ＧａＡｓ基板３１に対して、ＧａＩｎＰ系半導体素子層３２、ＧａＡｓ系半導体素子層３３、ｐ側電極３６及びｐ側電極３８が形成されている側の面）をサブマウント１側に向けて、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０を保持する。ここで、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、青紫色半導体レーザ素子１０に隣接する側面と青紫色半導体レーザ素子１０との間隔が、サブマウント１の上面１ａに近い側で狭く、サブマウント１から離れるに従って広くなるように、赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒが青紫色半導体レーザ素子１０に隣接するように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０が保持される。
次に、図１０に示すように、ｐ側電極３６を接続電極６上の半田ペレット１７に、ｐ側電極３８を接続電極８上の半田ペレット１９に、それぞれ押し付けながら、サブマウント１を接合層３の融点より低く、接合層７及び接合層９の融点より高い温度に加熱した後、冷却する。これにより、半田ペレット１７、１９は、ｐ側電極３６及びｐ側電極３８と、接続電極６及び接続電極８との間で溶融、凝固することにより、それぞれ、接合層７及び接合層９となる。また、接合層７及び接合層９により、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０がサブマウント１上にジャンクションダウンで接合される。このようにして、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置２００が製造される。
この半導体レーザ装置２００の製造方法では、上記のように、接続電極６及び接続電極８上に半田ペレット１７、１９を載置しているので、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の接合の前に、接合層７及び接合層９をｐ側電極３６及びｐ側電極３８上、あるいは、接続電極６及び接続電極８上に形成する必要がない。これにより、製造プロセスを簡略化することができる。
また、この半導体レーザ装置２００の製造方法では、上記のように、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０は、青紫色半導体レーザ素子１０に隣接する側面と青紫色半導体レーザ素子１０との間隔が、サブマウント１の上面１ａに近い側で狭く、サブマウント１から離れるに従って広くなるように保持した状態で、サブマウント１上に接合される。これにより、青紫色半導体レーザ素子１０の発光点と赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の発光点（赤色半導体レーザ素子構造３０Ｒの発光点）とを容易に近づけることができる。
この半導体レーザ装置２００の製造方法のその他の効果は、上記第１実施形態の半導体レーザ装置１００の製造方法の効果と同様である。
（第３実施形態）
図１１は、本発明の第３実施形態による光ピックアップの構成図である。また、図１２は、図１１の半導体レーザ装置３００の外観斜視図である。また、図１３は、図１２の半導体レーザ装置のキャップを外した状態でレーザ光の出射方向から見た際の正面図である。次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第３実施形態による光ピックアップ１０００について説明する。
図１１に示すように、第３実施形態による光ピックアップ１０００は、青紫色、赤色及び赤外の３つの波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装置３００と、半導体レーザ装置３００から出射されたレーザ光を調整する光学系４００と、レーザ光を受光する光検出部４１０とを備えている。
半導体レーザ装置３００は、図１２及び図１３に示すように、導電性材料からなるベース３０１と、ベース３０１の前面に配置されたキャップ３０２と、ベース３０１の後面に取り付けられたリード３０３、３０４、３０５及び３０６を有している。ベース３０１の前面には、ヘッダ３０１ａがベース３０１と一体的に形成されている。ヘッダ３０１ａの上面には、第２実施形態の半導体レーザ装置２００が配置されており、半導体レーザ装置２００のサブマウント１とヘッダ３０１ａとは、半田からなる接合層３１０により固定されている。また、キャップ３０２の前面には、半導体レーザ装置２００から出射されるレーザ光を透過する光学窓３０２ａが取り付けられており、キャップ３０２によって、内部の半導体レーザ装置２００が封止されている。
リード３０３〜３０５は、ベース３０１を貫通するとともに、絶縁部材（図示せず）を介して、互いに電気的に絶縁するように固定されている。また、リード３０３〜３０５は、それぞれ、ワイヤー（図示せず）を介して、半導体レーザ装置２００のサブマウント１上に形成されている接続電極２、接続電極６及び接続電極８と電気的に接続されている。リード３０６は、ベース３０１と一体的に形成されている。青紫色半導体レーザ素子１０のｎ側電極１５及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０のｎ側電極３９は、それぞれ、ワイヤー（図示せず）を介して、ヘッダ３０１ａの上面に電気的に接続されている。これにより、リード３０６とｎ側電極１５及びｎ側電極３９とは、電気的に接続されており、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０のカソードコモンの結線が実現されている。
光学系４００は、図１１に示すように、偏光ビームスプリッタ（以下、偏光ＢＳと略記する。）４０１、コリメータレンズ４０２、ビームエキスパンダ４０３、λ／４板４０４、対物レンズ４０５、シリンドリカルレンズ４０６及び光軸補正素子４０７を有する。
偏光ＢＳ４０１は、半導体レーザ装置３００から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスクＤＩから帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ４０２は、偏光ＢＳ４０１を透過したレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ４０３は、凹レンズ、凸レンズ及びアクチュエータ（図示せず）から構成されている。アクチュエータは、後述するサーボ回路からのサーボ信号に応じて、凹レンズ及び凸レンズの距離を変化させることにより、半導体レーザ装置３００から出射されたレーザ光の波面状態を補正する。
λ／４板４０４は、コリメータレンズ４０２によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ／４板４０４は、光ディスクＤＩから帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ装置３００から出射されるレーザ光の直線偏光の偏光方向に直交する。これにより、光ディスクＤＩから帰還するレーザ光は、偏光ＢＳ４０１によってほぼ全反射される。対物レンズ４０５は、λ／４板４０４を透過したレーザ光を光ディスクＤＩの表面（記録層）上に収束させる。なお、対物レンズ４０５は、対物レンズアクチュエータ（図示せず）により、後述するサーボ回路からのサーボ信号（トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号及びチルトサーボ信号）に応じて、フォーカス方向、トラッキング方向及びチルト方向に移動可能にされている。
また、偏光ＢＳ４０１により全反射されるレーザ光の光軸に沿うように、シリンドリカルレンズ４０６、光軸補正素子４０７及び光検出部４１０が配置されている。シリンドリカルレンズ４０６は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子４０７は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ４０６を透過した青紫色、赤色及び赤外の各レーザ光の０次回折光のスポットが後述する光検出部４１０の検出領域上で一致するように配置されている。
光検出部４１０は、受光したレーザ光の強度分布に基づいた信号を出力する。ここで、光検出部４１０は、再生信号とともにフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びチルトエラー信号が得られるように、所定のパターンの検出領域を有する。このようにして、本発明の第３実施形態による光ピックアップ１０００が構成される。
この光ピックアップ１０００では、半導体レーザ装置３００は、リード３０６とリード３０３〜３０５との間に、それぞれ、独立して電圧を印加することによって、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０から、青紫色、赤色及び赤外のレーザ光を独立に出射することができる。半導体レーザ装置３００から出射されたレーザ光は、上記のように、偏光ＢＳ４０１、コリメータレンズ４０２、ビームエキスパンダ４０３、λ／４板４０４、対物レンズ４０５、シリンドリカルレンズ４０６及び光軸補正素子４０７により調整された後、光検出部４１０の検出領域上に照射される。
ここで、光ディスクＤＩに記録されている情報を再生する場合には、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０から出射されるレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスクＤＩの記録層にレーザ光を照射し、光検出部４１０から出力される再生信号を得ることができる。また、同時に出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ４０３のアクチュエータと対物レンズ４０５を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。
また、光ディスクＤＩに情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０から出射するレーザパワーを制御しながら、光ディスクＤＩにレーザ光を照射する。これにより、光ディスクＤＩの記録層に情報を記録することができる。また、上記同様、光検出部４１０より出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ４０３のアクチュエータと対物レンズ４０５を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。
このようにして、本発明の第３実施形態による光ピックアップ１０００を用いて、光ディスクＤＩへの記録及び再生を行うことができる。
第３実施形態による光ピックアップ１０００では、半導体レーザ装置３００内に第２実施形態の半導体レーザ装置２００が実装されているので、半導体レーザ装置３００の信頼性を高くすることができるとともに、青紫色半導体レーザ素子１０及び赤色/赤外２波長半導体レーザ素子３０を近接して配置することができる。これにより、それぞれのレーザ光の出射領域（発光点）も近づけることができるので、光学系４００及び光検出部４１０の小型化や位置合わせ等を容易に行うことができる。その結果、本実施形態では、信頼性が高く、小型・軽量の光ピックアップ１０００を容易に得ることができる。この光ピックアップ１０００のその他の効果は、上記第２実施形態の半導体レーザ装置２００の効果と同様である。
（第４実施形態）
図１４は、本発明の第４実施形態による光ディスク装置の構成図である。次に、図１４を参照して、本発明の第４実施形態による光記録再生装置２０００について説明する。
図１４に示すように、この光ディスク装置２０００は、第３実施形態による光ピックアップ１０００と、コントローラ１００１と、レーザ駆動回路１００２と、信号生成回路１００３と、サーボ回路１００４と、ディスク駆動モータ１００５とを備えている。なお、光ディスク装置２０００は、本発明の「光学装置」の一例である。また、コントローラ１００１及びレーザ駆動回路１００２は、本発明の「駆動系」の一例である。
コントローラ１００１には、光ディスクＤＩに記録すべき情報に基づいて生成された記録データＳ１が入力される。また、コントローラ１００１は、記録データＳ１及び後述する信号生成回路１００３からの信号Ｓ５に応じて、レーザ駆動回路１００２に向けて信号Ｓ２を出力するとともに、サーボ回路１００４に向けて信号Ｓ７を出力する。また、コントローラ１００１は、後述するように、信号Ｓ５を基に再生データＳ１０を出力する。レーザ駆動回路１００２は、上記信号Ｓ２に応じて、光ピックアップ１０００内の半導体レーザ装置３００から出射されるレーザパワーを制御する信号Ｓ３を出力する。即ち、半導体レーザ装置３００は、コントローラ１００１及びレーザ駆動回路１００２により駆動される。
光ピックアップ１０００では、上記信号Ｓ３に応じて制御されたレーザ光を光ディスクＤＩに照射する。また、光ピックアップ１０００内の光検出部４１０から、信号生成回路１００３に向けて信号Ｓ４が出力される。また、後述するサーボ回路１００４からのサーボ信号Ｓ８により、光ピックアップ１０００内の光学系４００（ビームエキスパンダ４０３のアクチュエータ及び対物レンズ４０５を駆動する対物レンズアクチュエータ）が制御される。信号生成回路１００３は、光ピックアップ１０００から出力された信号Ｓ４を増幅および演算処理して、再生信号を含む第１出力信号Ｓ５をコントローラ１００１に向けて出力するとともに、上記光ピックアップ１０００のフィードバック制御及び後述する光ディスクＤＩの回転制御を行う第２出力信号Ｓ６をサーボ回路１００４に向けて出力する。
サーボ回路１００４は、信号生成回路１００３及びコントローラ１００１からの制御信号Ｓ６及びＳ７に応じて、光ピックアップ１０００内の光学系４００を制御するサーボ信号Ｓ８及びディスク駆動モータ１００５を制御するモータサーボ信号Ｓ９を出力する。また、ディスク駆動モータ１００５は、モータサーボ信号Ｓ９に応じて、光ディスクＤＩの回転速度を制御する。
ここで、光ディスクＤＩに記録されている情報を再生する場合には、まず、ここでは説明を省略する光ディスクＤＩの種類（ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等）を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、光ピックアップ１０００内の半導体レーザ装置３００から出射されるべき波長のレーザ光強度が一定になるように、コントローラ１００１からレーザ駆動回路１００２に向けて信号Ｓ２が出力される。さらに、第３実施形態で説明したように、光ピックアップ１０００の半導体レーザ装置３００、光学系４００及び光検出部４１０が機能することにより、光検出部４１０から再生信号を含む信号Ｓ４が信号生成回路１００３に向けて出力され、信号生成回路１００３は、再生信号を含む信号Ｓ５をコントローラ１００１に向けて出力する。コントローラ１００１は、信号Ｓ５を処理することにより、光ディスクＤＩに記録されていた再生信号を抽出し、再生データＳ１０として出力する。この再生データＳ１０を用いて、例えば、光ディスクＤＩに記録されている映像、音声等の情報をモニターやスピーカ等に出力することができる。また、光検出部４１０からの信号Ｓ４を基に、各部のフィードバック制御も行う。
また、光ディスクＤＩに情報を記録する場合には、まず、上記同様の光ディスクＤＩの種類（ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等）を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、記録される情報に応じた記録データＳ１に応じて、コントローラ１００１からレーザ駆動回路１００２に向けて信号Ｓ２が出力される。さらに、第３実施形態で説明したように、光ピックアップ１０００の半導体レーザ装置３００、光学系４００及び光検出部４１０が機能することにより、光ディスクＤＩに情報を記録するとともに、光検出部４１０からの信号Ｓ４を基に、各部のフィードバック制御を行う。
このようにして、本発明の第４実施形態による光ディスク装置２０００を用いて、光ディスクＤＩへの記録及び再生を行うことができる。
第４実施形態による光ディスク装置２０００では、光ピックアップ１０００内の半導体レーザ装置３００内に第２実施形態の半導体レーザ装置２００が実装されているので、信頼性の高い光ピックアップ１０００を容易に小型・軽量化することができる。これにより、本実施形態では、信頼性が高く、小型・軽量の光ディスク装置２０００を容易に得ることができる。この光ディスク装置２０００のその他の効果は、上記第３実施形態の光ピックアップ１０００の効果と同様である。
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、上記した実施形態及び実施例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及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、第１実施形態及び第２実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１０よりも赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の方が、サブマウント１の上面１ａからの高さの方が大きくされていたが、本発明はこれに限らず、赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０よりも青紫色半導体レーザ素子１０の方が、サブマウント１の上面１ａからの高さの方が大きくされていてもよい。
なお、青紫色半導体レーザ素子１０を構成するＧａＮ系半導体は、赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０を構成するＧａＩｎＰ系半導体又はＧａＡｓ系半導体よりも硬い材料からなる。そのため、共振器端面を形成するための劈開工程を容易に行うために、青紫色半導体レーザ素子１０のｎ型ＧａＮ基板１１は、赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０のｎ型ＧａＡｓ基板２１、３１よりも厚みを薄くする方が好ましい。この場合には、青紫色半導体レーザ素子１０の厚みの方が赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の厚みよりも小さくなるので、青紫色半導体レーザ素子１０よりも赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０の方が、サブマウント１の上面１ａからの高さの方を大きくするのが好ましい。
また、第１実施形態及び第２実施形態では、各半導体レーザ素子がジャンクションダウン構造でサブマウント１上に接合されていたが、本発明はこれに限らず、各半導体レーザ素子のｎ側電極側がサブマウント１上に接合されるジャンクションアップ構造であってもよく、あるいは、一方がジャンクションダウン構造で、他方がジャンクションアップ構造であってもよい。
また、第２実施形態では、赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０はモノリシックに形成されていたが、本発明はこれに限らず、赤色半導体レーザ素子と赤外半導体レーザ素子とが別々にサブマウント１に接合されてもよい、即ち、この場合は、３個の半導体レーザ素子がサブマウント１上に隣接して接合される。なお、この場合、接合される半導体レーザ素子は、厚みの小さいものから順に接合されるのが好ましい。
また、第１実施形態及び第２実施形態では、青紫色半導体レーザ素子１０と赤色半導体レーザ素子２０又は赤色／赤外２波長半導体レーザ素子３０とを用いていたが、本発明はこれに限らず、他の波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子を用いることができる。また、ＧａＮ系半導体、ＧａＩｎＰ系半導体及びＧａＡｓ系半導体以外の半導体材料から構成されていてもよい。さらに、同じ波長のレーザ光を出射する２つの半導体レーザ素子が隣接して接合されていてもよい。
また、第３実施形態及び第４実施形態では、第２実施形態による半導体レーザ装置２００を用いていたが、本発明はこれに限らず、第１実施形態による半導体レーザ装置１００を用いてもよい。
また、第４実施形態では、本発明の光学装置の一例として、光ディスク装置２０００について説明したが、本発明はこれに限らず、プロジェクタやディスプレイ等の表示装置にも適用できる。この場合、表示装置の光源に用いる本発明の半導体レーザ装置には、約４４０ｎｍの波長の青色光のレーザ光を出射する青色半導体レーザ素子、約５３０ｎｍの波長の緑色光のレーザ光を出射する緑色半導体レーザ素子、及び、約６３５ｎｍの波長の赤色光のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置を用いてもよい。あるいは、青色半導体レーザ素子及び緑色半導体レーザ素子に代えて、青色半導体レーザ素子構造及び緑色半導体レーザ素子構造を有する青色／緑色半導体レーザ素子を用いてもよい。この場合、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子及び赤色半導体レーザ素子（あるいは、青色／緑色半導体レーザ素子及び赤色半導体レーザ素子）の高さは、それぞれ異なっているのが好ましく、さらに、高さの大きい半導体レーザ素子と支持部材とを接合する接合層の融点が、高さの小さい半導体レーザ素子と支持部材とを接合している接合層の融点より低くされているのが好ましい。
また、第１〜第４実施形態では、２つの半導体レーザ素子がサブマウント上に接合された半導体レーザ装置１００、２００及び３００を用いていたが、本発明はこれに限らず、上記説明した表示装置における半導体レーザ装置の例のように、３つ以上の半導体レーザ素子が支持部材上に接合されていてもよい。この場合にも、好ましくは、３つ以上の半導体レーザ素子の高さがそれぞれ異なっており、さらに、高さの大きい半導体レーザ素子と支持部材とを接合している接合層の融点が、高さの小さい半導体レーザ素子と支持部材とを接合している接合層の融点より低くされているのが好ましい。
１ サブマウント（支持部材）
１ａ 上面（主面）
２、４ 接続電極
３ 接合層（第１接合層）
５ 接合層（第２接合層）
１０ 青紫色半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
１１ ｎ型ＧａＮ基板（第１半導体基板）
１２ ＧａＮ系半導体素子層（第１半導体素子層）
１３、２３ 電流ブロック層
１４、２４ ｐ側電極
１５、２５ ｎ側電極
２０ 赤色半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
２１ ｎ型ＧａＡｓ基板（第２半導体基板）
２２ ＧａＩｎＰ系半導体素子層（第２半導体素子層）

Claims (7)

  1. 主面を有する支持部材と、
    前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、
    前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、
    前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、
    前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい、半導体レーザ装置。
  2. 前記第１半導体レーザ素子は、第１半導体基板上に形成された第１半導体素子層を有するとともに、前記第１半導体素子層が形成されている側が前記第１接合層と接合されており、
    前記第２半導体レーザ素子は、第２半導体基板上に形成された第２半導体素子層を有するとともに、前記第２半導体素子層が形成されている側が前記第２接合層と接合されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
  3. 支持部材の主面上に第１接合層を介して第１半導体レーザ素子を接合する工程と、
    前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して第２半導体レーザ素子を接合する工程とを備え、
    前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい、半導体レーザ装置の製造方法。
  4. 前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、
    前記第２半導体レーザ素子を接合する工程は、前記第１接合層の融点より低く、前記第２接合層の融点より高い温度で行われる熱処理を有する、請求項３に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  5. 前記第２半導体レーザ素子を接合する工程は、前記第２半導体レーザ素子上に前記第２接合層を形成する工程を有する、請求項３又は４に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  6. 半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を調整する光学系と、前記レーザ光を受光する光検出部とを備えた光ピックアップであって、
    前記半導体レーザ装置は、主面を有する支持部材と、前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、
    前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、
    前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい、光ピックアップ。
  7. 半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を駆動する駆動系と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を調整する光学系とを備えた光学装置であって、
    前記半導体レーザ装置は、主面を有する支持部材と、前記主面上に第１接合層を介して接合された第１半導体レーザ素子と、前記主面上に前記第１半導体レーザ素子に隣接して第２接合層を介して接合された第２半導体レーザ素子とを備え、
    前記第２接合層の融点は、前記第１接合層の融点より低く、
    前記主面からの前記第２半導体レーザ素子の高さは、前記主面からの前記第１半導体レーザ素子の高さより大きい、光学装置。
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