JP4530768B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
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Description
本発明は、波長の異なる半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device including semiconductor laser elements having different wavelengths.
近年、パーソナルコンピュータおよびマルチメディア機器の高性能化に伴い、処理対象となる情報量が著しく増加している。情報量の増加に伴い、情報処理の高速化および大容量化に対応した光学式記録媒体およびその駆動装置が開発されている。 In recent years, as the performance of personal computers and multimedia devices has increased, the amount of information to be processed has increased remarkably. As the amount of information increases, an optical recording medium and a driving device for the same have been developed to cope with higher speed and larger capacity of information processing.
この光学式記録媒体の具体例として、コンパクトディスク(以下、CDと呼ぶ。)およびデジタル多目的ディスク(以下、DVDと呼ぶ。)がある。それらの光学式記録媒体の再生および記録を行なう駆動装置の具体例として、CD用の半導体レーザ装置およびDVD用の半導体レーザ装置がある。CD用の半導体レーザ装置は、CDの再生または記録を行なう際に用いる赤外レーザ光(波長790nm付近)の出射が可能であり、DVD用の半導体レーザ装置は、DVDの再生または記録を行なう際に用いる赤色レーザ光(波長658nm付近)の出射が可能である。 Specific examples of the optical recording medium include a compact disc (hereinafter referred to as a CD) and a digital multipurpose disc (hereinafter referred to as a DVD). Specific examples of driving devices for reproducing and recording these optical recording media include a semiconductor laser device for CD and a semiconductor laser device for DVD. The semiconductor laser device for CD can emit infrared laser light (wavelength of about 790 nm) used when reproducing or recording a CD, and the semiconductor laser device for DVD is used when reproducing or recording a DVD. The red laser light (wavelength around 658 nm) used in the above can be emitted.
以下の説明において、赤外レーザ光(波長790nm付近)を出射する半導体レーザ素子を赤外半導体レーザ素子と呼び、赤色レーザ光(波長658nm付近)を出射する半導体レーザ素子を赤色半導体レーザ素子と呼ぶ。 In the following description, a semiconductor laser element that emits infrared laser light (wavelength around 790 nm) is called an infrared semiconductor laser element, and a semiconductor laser element that emits red laser light (around wavelength 658 nm) is called a red semiconductor laser element. .
また、光学式記録媒体の駆動装置として、CDおよびDVDの再生または記録を行なうことができる半導体レーザ装置がある。この半導体レーザ装置は、赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子を備え、CD用の赤外レーザ光およびDVD用の赤色レーザ光の出射が可能である。 As a drive device for an optical recording medium, there is a semiconductor laser device capable of reproducing or recording a CD and a DVD. This semiconductor laser device includes an infrared semiconductor laser element and a red semiconductor laser element, and can emit an infrared laser beam for CD and a red laser beam for DVD.
この半導体レーザ装置を用いた場合、CD用の半導体レーザ装置およびDVD用の半導体レーザ装置を併用する場合と比較して部品点数を減少させることができるので、光学式記録媒体の駆動装置の簡素化を図ることができる。 When this semiconductor laser device is used, the number of parts can be reduced as compared with the case where a semiconductor laser device for CD and a semiconductor laser device for DVD are used in combination, so that the drive device for the optical recording medium can be simplified. Can be achieved.
赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子は、ともにGaAs基板上に作製することができる。したがって、赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子をともにGaAs基板上に形成して1チップ化することにより、モノリシック赤色/赤外半導体レーザ素子が作製される。このように作製されたモノリシック赤色/赤外半導体レーザ素子を上記の半導体レーザ装置に設けた場合、赤外レーザ光および赤色レーザ光の発光点間隔を精密に制御することができる。 Both the infrared semiconductor laser device and the red semiconductor laser device can be fabricated on a GaAs substrate. Therefore, a monolithic red / infrared semiconductor laser element is manufactured by forming both an infrared semiconductor laser element and a red semiconductor laser element on a GaAs substrate to form a single chip. When the monolithic red / infrared semiconductor laser element manufactured in this way is provided in the above-described semiconductor laser device, the interval between the emission points of the infrared laser light and the red laser light can be precisely controlled.
一方、光ディスクシステムにおける記録密度向上のために発振波長の短い青紫色レーザ光(波長400nm付近)を出射する次世代DVD用の半導体レーザ素子が開発されている。また、この青紫色レーザ光を出射する半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザ装置の開発も行われている。 On the other hand, semiconductor laser elements for next-generation DVDs that emit blue-violet laser light (wavelength around 400 nm) with a short oscillation wavelength have been developed to improve recording density in optical disc systems. In addition, a semiconductor laser device equipped with a semiconductor laser element that emits the blue-violet laser light has been developed.
以下の説明において、青紫色レーザ光(波長400nm付近)を出射する半導体レーザ素子を青紫色半導体レーザ素子と呼ぶ。 In the following description, a semiconductor laser element that emits blue-violet laser light (having a wavelength of about 400 nm) is referred to as a blue-violet semiconductor laser element.
この青色半導体レーザ素子は、赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子と異なり、GaAs基板上に形成されない。したがって、青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チップ化することは非常に困難である。 Unlike the infrared semiconductor laser element and the red semiconductor laser element, this blue semiconductor laser element is not formed on the GaAs substrate. Therefore, it is very difficult to make the blue semiconductor laser element into one chip together with the infrared semiconductor laser element and the red semiconductor laser element.
そこで、赤外半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子を同一チップに形成することによりモノリシック赤色/赤外半導体レーザ素子を作製するとともに、青紫色半導体レーザ素子を別個のチップに形成した後、青紫色半導体レーザ素子のチップとモノリシック赤色/赤外半導体レーザ素子のチップとを積み重ねた構造を有する半導体レーザ装置が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, a monolithic red / infrared semiconductor laser element is manufactured by forming an infrared semiconductor laser element and a red semiconductor laser element on the same chip, and a blue-violet semiconductor laser element is formed on a separate chip, and then a blue-violet semiconductor is formed. A semiconductor laser device having a structure in which a laser element chip and a monolithic red / infrared semiconductor laser element chip are stacked has been proposed (see Patent Document 1).
特許文献1に記載された半導体レーザ装置について説明する。図25は、特許文献1に記載された半導体レーザ装置900を示す模式図である。
The semiconductor laser device described in
図25に示すように、青紫色半導体レーザ素子901がパッケージ本体903と一体化した支持部材903a上に融着層905を介して接着される。この青紫色半導体レーザ素子901は、機械的および電気的に支持部材903aと接続されている。
As shown in FIG. 25, the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子901上の一部には電極901bおよび絶縁層904が形成されている。絶縁層904上には電極901aが形成されている。電極901a上に融着層906を介して赤外半導体レーザ素子902aが接着され、電極901b上に融着層907を介して赤色半導体レーザ素子902bが接着されている。
An
この赤外半導体レーザ素子902aおよび赤色半導体レーザ素子902bは、同一基板上にモノリシックに集積化した集積型半導体レーザ素子902を構成している。集積型半導体レーザ素子902上には電極902cが形成されている。
The infrared
赤外半導体レーザ素子902aが接続された電極901aは、絶縁層904を挟んで青紫色半導体レーザ素子901上に形成されている。これにより、赤外半導体レーザ素子902aおよび赤色半導体レーザ素子902bのいずれか一方の独立駆動が可能となる。
The
給電ピン909a〜909cは、絶縁リング908a〜908cによりパッケージ本体903と絶縁するように形成されている。
The
ここで、電極901aは赤外半導体レーザ素子902aのp電極として用いられ、電極901bは青紫色半導体レーザ素子901のn電極および赤色半導体レーザ素子902bのp電極として用いられ、電極902cは赤外半導体レーザ素子902aおよび赤色半導体レーザ素子902bのn電極として用いられる。
Here, the
電極901a,901b,902cは、それぞれ給電ピン909a〜909cにワイヤJWa〜JWcにより接続されている。また、支持部材903aは、パッケージ本体903に接続された給電ピン903bから給電される。
The
それにより、図25の半導体レーザ装置900は、赤外レーザ光、赤色レーザ光および青紫色レーザ光のいずれか1つを選択して出射することができる。
図26は、図25の半導体レーザ装置900の電気的配線を示す回路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram showing electrical wiring of the
図26に示すように、青紫色半導体レーザ素子901を駆動するためには、一般に接地して使用されるパッケージ本体903に対して、給電ピン909bに負の電圧を印加する必要がある。また、赤色半導体レーザ素子902bを駆動するためには、給電ピン909bに給電ピン909cよりも高い電圧を印加する必要がある。さらに、赤外半導体レーザ素子902aを駆動するためには、給電ピン909aに給電ピン909cよりも高い電圧を印加する必要がある。
As shown in FIG. 26, in order to drive the blue-violet
したがって、図25の半導体レーザ装置900においては、各半導体レーザ素子を個別に駆動する場合、駆動電圧の制御が煩雑となる。
Therefore, in the
また、赤外半導体レーザ素子902aを交流電圧により駆動する場合、図25の電極901aに接する絶縁層904は、図26に破線で示すように誘電体として作用する。これにより、絶縁層904を介して赤色半導体レーザ素子902bに電流が流れ、赤外半導体レーザ素子902aの高周波特性が劣化する場合がある。
In addition, when the infrared
本発明の目的は、駆動電圧の制御が容易で、かつ絶縁性の層の影響による半導体レーザ素子の高周波特性の劣化を十分に抑制することができる半導体レーザ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device in which drive voltage can be easily controlled and deterioration of high-frequency characteristics of a semiconductor laser element due to the influence of an insulating layer can be sufficiently suppressed.
第1の発明に係る半導体レーザ装置は、導電性の支持部材と、絶縁層と、絶縁層の一方の面に形成された導電層と、第1の基板上に形成された第1の半導体層、第1の半導体層に形成された第1の一方電極および第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、第2の基板上に形成された第2の半導体層、第2の半導体層に形成された第2の一方電極および第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、第2の半導体層は、第2の一方電極から第2の他方電極に流れる電流を狭窄する電流狭窄層を含み、第1の一方電極が支持部材側に位置するように支持部材上に第1の半導体レーザ素子が設けられ、第1の半導体レーザ素子の第1の他方電極上に絶縁層および導電層が順に設けられ、第2の一方電極が導電層に電気的に接続されるように、第2の半導体レーザ素子が導電層上に設けられ、第2の他方電極は第1の他方電極と電気的に接続され、絶縁層に発生する容量値は、電流狭窄層に発生する容量値以下であるものである。 A semiconductor laser device according to a first invention includes a conductive support member, an insulating layer, a conductive layer formed on one surface of the insulating layer, and a first semiconductor layer formed on a first substrate. A first semiconductor laser element including a first one electrode formed on the first semiconductor layer and a first other electrode formed on the first substrate and emitting light of a first wavelength; A second semiconductor layer formed on the second substrate, a second one electrode formed on the second semiconductor layer, and a second other electrode formed on the second substrate, and having a second wavelength A second semiconductor laser element that emits light, wherein the second semiconductor layer includes a current confinement layer that confines a current flowing from the second one electrode to the second other electrode, and the first one electrode is A first semiconductor laser is provided on the support member so as to be positioned on the support member side, and the first semiconductor laser An insulating layer and a conductive layer are sequentially provided on the first other electrode of the child, and a second semiconductor laser element is provided on the conductive layer so that the second one electrode is electrically connected to the conductive layer. The second other electrode is electrically connected to the first other electrode, and the capacitance value generated in the insulating layer is not more than the capacitance value generated in the current confinement layer.
第1の発明に係る半導体レーザ装置においては、第1の一方電極と第1の他方電極との間に電圧が印加されることにより第1の半導体レーザ素子から第1の波長の光が出射される。また、絶縁層上の導電層と電気的に接続される第2の一方電極と、第2の他方電極との間に電圧が印加されることにより第2の半導体レーザ素子から第2の波長の光が出射される。 In the semiconductor laser device according to the first invention, light having the first wavelength is emitted from the first semiconductor laser element by applying a voltage between the first one electrode and the first other electrode. The Further, a voltage is applied between the second one electrode electrically connected to the conductive layer on the insulating layer and the second other electrode, whereby the second semiconductor laser element has a second wavelength. Light is emitted.
この場合、第2の半導体レーザ素子の駆動時において、絶縁性の電流狭窄層および絶縁層は誘電体として作用する。ここで、絶縁層に発生する容量値は電流狭窄層に発生する容量値以下である。これにより、絶縁層の容量値が小さくなるので、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 In this case, the insulating current confinement layer and the insulating layer act as a dielectric when the second semiconductor laser element is driven. Here, the capacitance value generated in the insulating layer is equal to or less than the capacitance value generated in the current confinement layer. Thereby, since the capacitance value of the insulating layer becomes small, the decrease in the cutoff frequency of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer becomes sufficiently small. As a result, deterioration of the high frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
また、第1の他方電極と第2の他方電極とが電気的に接続されている。これにより、電圧を第1および第2の一方電極にそれぞれ印加することにより、第1および第2の半導体レーザ素子を個別に駆動することができる。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易になる。 Further, the first other electrode and the second other electrode are electrically connected. Thus, the first and second semiconductor laser elements can be individually driven by applying a voltage to the first and second one electrodes, respectively. As a result, it becomes easy to control the drive voltages of the first and second semiconductor laser elements.
このように、駆動電圧の制御が容易であるとともに、絶縁性の層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 As described above, the control of the driving voltage is easy, and the deterioration of the high-frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
さらに、複数の第1の半導体レーザ素子が形成されたウェハと、複数の第2の半導体レーザ素子が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置を同時に作製することができる。この場合、各第1の半導体レーザ素子と各第2の半導体レーザ素子との位置精度が向上する。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点の位置決め精度が向上する。 Furthermore, a plurality of semiconductor laser devices can be simultaneously manufactured by superimposing a wafer on which a plurality of first semiconductor laser elements are formed and a wafer on which a plurality of second semiconductor laser elements are formed. In this case, the positional accuracy between each first semiconductor laser element and each second semiconductor laser element is improved. As a result, the positioning accuracy of the light emitting points of the first and second semiconductor laser elements is improved.
第1および第2の半導体レーザ素子で発生する熱は支持部材により放熱される。第1の発明に係る半導体レーザ装置においては、第1の一方電極が支持部材側に位置するように支持部材上に第1の半導体レーザ素子が設けられている。これにより、第1の半導体層に位置する発光点が支持部材に近づく。その結果、第1の半導体レーザ素子の放熱性が向上する。 The heat generated in the first and second semiconductor laser elements is radiated by the support member. In the semiconductor laser device according to the first invention, the first semiconductor laser element is provided on the support member so that the first one electrode is positioned on the support member side. Thereby, the light emitting point located in the first semiconductor layer approaches the support member. As a result, the heat dissipation of the first semiconductor laser element is improved.
絶縁層に発生する容量値は、電流狭窄層に発生する容量値の1/5以下であってもよい。この場合、絶縁層の容量値が極めて小さくなるので、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。 The capacitance value generated in the insulating layer may be 1/5 or less of the capacitance value generated in the current confinement layer. In this case, since the capacitance value of the insulating layer becomes extremely small, the decrease in the cutoff frequency of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer becomes extremely small. As a result, the deterioration of the high-frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is extremely sufficiently suppressed.
第2の発明に係る半導体レーザ装置は、導電性の支持部材と、絶縁層と、絶縁層の一方の面に形成された導電層と、第1の基板上に形成された第1の半導体層、第1の半導体層に形成された第1の一方電極および第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、第2の基板上に形成された第2の半導体層、第2の半導体層に形成された第2の一方電極および第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、第1の半導体層は、第1の一方電極から第1の他方電極に流れる電流を狭窄する第1の電流狭窄層を含み、第2の半導体層は、第2の一方電極から第2の他方電極に流れる電流を狭窄する第2の電流狭窄層を含み、第1の他方電極が支持部材側に位置するように支持部材上に第1の半導体レーザ素子が設けられ、第1の半導体レーザ素子の第1の一方電極上に絶縁層および導電層が順に設けられ、第2の一方電極が導電層と電気的に接続するように、第2の半導体レーザ素子が導電層上に設けられ、第2の他方電極は第1の他方電極と電気的に接続され、絶縁層に発生する容量値は、第1の電流狭窄層および第2の電流狭窄層に発生する容量値のうち小さい方の容量値以下であるものである。 A semiconductor laser device according to a second invention includes a conductive support member, an insulating layer, a conductive layer formed on one surface of the insulating layer, and a first semiconductor layer formed on a first substrate. A first semiconductor laser element including a first one electrode formed on the first semiconductor layer and a first other electrode formed on the first substrate and emitting light of a first wavelength; A second semiconductor layer formed on the second substrate, a second one electrode formed on the second semiconductor layer, and a second other electrode formed on the second substrate, and having a second wavelength A second semiconductor laser element that emits light, wherein the first semiconductor layer includes a first current confinement layer that confines a current flowing from the first one electrode to the first other electrode; The semiconductor layer includes a second current confinement layer that confines a current flowing from the second one electrode to the second other electrode, The first semiconductor laser element is provided on the support member so that the other electrode is positioned on the support member side, the insulating layer and the conductive layer are provided in order on the first one electrode of the first semiconductor laser element, The second semiconductor laser element is provided on the conductive layer so that one of the two electrodes is electrically connected to the conductive layer, the second other electrode is electrically connected to the first other electrode, and the insulating layer The capacitance value generated in the first current confinement layer is equal to or smaller than the smaller one of the capacitance values generated in the first and second current confinement layers.
第2の発明に係る半導体レーザ装置においては、第1の一方電極と第1の他方電極との間に電圧が印加されることにより第1の半導体レーザ素子から第1の波長の光が出射される。また、絶縁層上の導電層と電気的に接続される第2の一方電極と、第2の他方電極との間に電圧が印加されることにより第2の半導体レーザ素子から第2の波長の光が出射される。 In the semiconductor laser device according to the second invention, light having the first wavelength is emitted from the first semiconductor laser element by applying a voltage between the first one electrode and the first other electrode. The Further, a voltage is applied between the second one electrode electrically connected to the conductive layer on the insulating layer and the second other electrode, whereby the second semiconductor laser element has a second wavelength. Light is emitted.
この場合、第1の半導体レーザ素子の駆動時において、絶縁性の第1の電流狭窄層および絶縁層は誘電体として作用する。ここで、絶縁層に発生する容量値は第1の電流狭窄層および第2の電流狭窄層に発生する容量値のうち小さい方の容量値以下である。これにより、絶縁層の容量値が小さくなるので、絶縁層の影響による第1の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第1の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 In this case, when the first semiconductor laser element is driven, the insulating first current confinement layer and the insulating layer act as a dielectric. Here, the capacitance value generated in the insulating layer is equal to or smaller than the smaller one of the capacitance values generated in the first current confinement layer and the second current confinement layer. Thereby, since the capacitance value of the insulating layer is reduced, the decrease in the cutoff frequency of the first semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently reduced. As a result, deterioration of the high frequency characteristics of the first semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
また、第2の半導体レーザ素子の駆動時において、絶縁性の第2の電流狭窄層および絶縁層は誘電体として作用する。ここで、絶縁層に発生する容量値は第2の電流狭窄層に発生する容量値以下である。これにより、絶縁層の容量値が小さくなるので、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 In addition, when the second semiconductor laser element is driven, the insulating second current confinement layer and the insulating layer act as a dielectric. Here, the capacitance value generated in the insulating layer is equal to or less than the capacitance value generated in the second current confinement layer. Thereby, since the capacitance value of the insulating layer becomes small, the decrease in the cutoff frequency of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer becomes sufficiently small. As a result, deterioration of the high frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
また、第1の他方電極と第2の他方電極とが電気的に接続されている。これにより、電圧を第1および第2の一方電極にそれぞれ印加することにより、第1および第2の半導体レーザ素子を個別に駆動することができる。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易になる。 Further, the first other electrode and the second other electrode are electrically connected. Thus, the first and second semiconductor laser elements can be individually driven by applying a voltage to the first and second one electrodes, respectively. As a result, it becomes easy to control the drive voltages of the first and second semiconductor laser elements.
このように、駆動電圧の制御が容易であるとともに、絶縁性の層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 As described above, the drive voltage can be easily controlled, and deterioration of the high frequency characteristics of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
さらに、複数の第1の半導体レーザ素子が形成されたウェハと、複数の第2の半導体レーザ素子が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置を同時に作製することができる。この場合、各第1の半導体レーザ素子と各第2の半導体レーザ素子との位置精度が向上する。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点の位置決め精度が向上する。 Furthermore, a plurality of semiconductor laser devices can be simultaneously manufactured by superimposing a wafer on which a plurality of first semiconductor laser elements are formed and a wafer on which a plurality of second semiconductor laser elements are formed. In this case, the positional accuracy between each first semiconductor laser element and each second semiconductor laser element is improved. As a result, the positioning accuracy of the light emitting points of the first and second semiconductor laser elements is improved.
その上、第1および第2の半導体レーザ素子が、第1および第2の一方電極とが絶縁層を介して対向するように配置されている。それにより、第1および第2の半導体層が近づくので、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点を互いに近づけることができる。 In addition, the first and second semiconductor laser elements are arranged so that the first and second one electrodes face each other through an insulating layer. As a result, the first and second semiconductor layers approach each other, so that the light emitting points of the first and second semiconductor laser elements can be brought closer to each other.
絶縁層に発生する容量値は、第1の電流狭窄層および第2の電流狭窄層に発生する容量値のうち小さい方の容量値の1/5以下であってもよい。この場合、絶縁層の容量値が極めて小さくなるので、絶縁層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。 The capacitance value generated in the insulating layer may be 1/5 or less of the smaller one of the capacitance values generated in the first current confinement layer and the second current confinement layer. In this case, since the capacitance value of the insulating layer becomes extremely small, the decrease in the cutoff frequency of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the insulating layer is remarkably reduced. As a result, deterioration of the high-frequency characteristics of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the insulating layer is extremely sufficiently suppressed.
絶縁層に発生する容量値は、約10pF以下であってもよい。この場合、絶縁層の容量値が約10pF以下となるので、絶縁層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が小さくなる。その結果、絶縁層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 The capacitance value generated in the insulating layer may be about 10 pF or less. In this case, since the capacitance value of the insulating layer is about 10 pF or less, the decrease in the cutoff frequency of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the insulating layer is reduced. As a result, deterioration of the high frequency characteristics of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
第3の発明に係る半導体レーザ装置は、導電性の支持部材と、導電層と、第1の基板上に形成された第1の半導体層、第1の半導体層に形成された第1の一方電極および第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、第2の基板上に形成された第2の半導体層、第2の半導体層に形成された第2の一方電極および第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、第1の半導体層は、第1の一方電極から第1の他方電極に流れる電流を狭窄する絶縁性の第1の電流狭窄層を含み、第2の半導体層は、第2の一方電極から第2の他方電極に流れる電流を狭窄する第2の電流狭窄層を含み、導電層は、第1の一方電極から絶縁されるように第1の電流狭窄層の所定の領域に形成され、第1の他方電極が支持部材側に位置するように支持部材上に第1の半導体レーザ素子が設けられ、第2の一方電極が導電層に電気的に接続されるように、第2の半導体レーザ素子が導電層上に設けられ、第2の他方電極は第1の他方電極と電気的に接続され、第1の電流狭窄層に発生する容量値は、第2の電流狭窄層に発生する容量値以下であってもよい。 A semiconductor laser device according to a third aspect of the present invention is a conductive support member, a conductive layer, a first semiconductor layer formed on a first substrate, and a first one formed on the first semiconductor layer. A first semiconductor laser element that includes an electrode and a first other electrode formed on the first substrate and emits light of a first wavelength; and a second semiconductor layer formed on the second substrate; A second semiconductor laser element that includes a second one electrode formed on the second semiconductor layer and a second other electrode formed on the second substrate, and emits light of a second wavelength; The first semiconductor layer includes an insulating first current confinement layer that confines a current flowing from the first one electrode to the first other electrode, and the second semiconductor layer includes the second one electrode from the second one electrode to the first one. 2 includes a second current confinement layer that confines a current flowing through the other electrode, and the conductive layer is insulated from the first one electrode. The first semiconductor laser element is provided on the support member so that the first other electrode is located on the support member side, and the second one electrode is formed in a predetermined region of the first current confinement layer. Is electrically connected to the conductive layer, the second semiconductor laser element is provided on the conductive layer, the second other electrode is electrically connected to the first other electrode, and the first current confinement is The capacitance value generated in the layer may be equal to or less than the capacitance value generated in the second current confinement layer.
第3の発明に係る半導体レーザ装置においては、第1の一方電極と第1の他方電極との間に電圧が印加されることにより第1の半導体レーザ素子から第1の波長の光が出射される。また、第1の電流狭窄層の所定の領域上の導電層と電気的に接続される第2の一方電極と、第2の他方電極との間に電圧が印加されることにより第2の半導体レーザ素子から第2の波長の光が出射される。 In the semiconductor laser device according to the third invention, light having the first wavelength is emitted from the first semiconductor laser element by applying a voltage between the first one electrode and the first other electrode. The In addition, a voltage is applied between the second one electrode electrically connected to the conductive layer on the predetermined region of the first current confinement layer and the second other electrode, whereby the second semiconductor Light of the second wavelength is emitted from the laser element.
この場合、第2の半導体レーザ素子の駆動時において、絶縁性の第1および第2の電流狭窄層は誘電体として作用する。ここで、第1の電流狭窄層に発生する容量値は第2の電流狭窄層に発生する容量値以下である。これにより、第1の電流狭窄層の容量値が小さくなるので、第1の電流狭窄層の影響による第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。その結果、第1の電流狭窄層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 In this case, the insulating first and second current confinement layers act as a dielectric when the second semiconductor laser element is driven. Here, the capacitance value generated in the first current confinement layer is equal to or less than the capacitance value generated in the second current confinement layer. Thereby, since the capacitance value of the first current confinement layer becomes small, the decrease in the cutoff frequency of the second semiconductor laser element due to the influence of the first current confinement layer becomes sufficiently small. As a result, deterioration of the high frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the first current confinement layer is sufficiently suppressed.
また、第1の他方電極と第2の他方電極とが電気的に接続されている。これにより、電圧を第1および第2の一方電極にそれぞれ印加することにより、第1および第2の半導体レーザ素子を個別に駆動することができる。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易になる。 Further, the first other electrode and the second other electrode are electrically connected. Thus, the first and second semiconductor laser elements can be individually driven by applying a voltage to the first and second one electrodes, respectively. As a result, it becomes easy to control the drive voltages of the first and second semiconductor laser elements.
このように、駆動電圧の制御が容易であるとともに、絶縁性の層の影響による第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 As described above, the control of the driving voltage is easy, and the deterioration of the high-frequency characteristics of the second semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer is sufficiently suppressed.
さらに、複数の第1の半導体レーザ素子が形成されたウェハと、複数の第2の半導体レーザ素子が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置を同時に作製することができる。この場合、各第1の半導体レーザ素子と各第2の半導体レーザ素子との位置精度が向上する。その結果、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点の位置決め精度が向上する。 Furthermore, a plurality of semiconductor laser devices can be simultaneously manufactured by superimposing a wafer on which a plurality of first semiconductor laser elements are formed and a wafer on which a plurality of second semiconductor laser elements are formed. In this case, the positional accuracy between each first semiconductor laser element and each second semiconductor laser element is improved. As a result, the positioning accuracy of the light emitting points of the first and second semiconductor laser elements is improved.
その上、第1および第2の半導体レーザ素子が、第1および第2の一方電極とが対向するように配置されている。それにより、第1および第2の半導体層が近づくので、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点を互いに近づけることができる。 In addition, the first and second semiconductor laser elements are arranged so that the first and second one electrodes face each other. As a result, the first and second semiconductor layers approach each other, so that the light emitting points of the first and second semiconductor laser elements can be brought closer to each other.
第1の電流狭窄層に発生する容量値は、第2の電流狭窄層に発生する容量値の1/5以下であってもよい。この場合、第1の電流狭窄層の容量値が極めて小さくなるので、第1の電流狭窄層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。その結果、第1の電流狭窄層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。 The capacitance value generated in the first current confinement layer may be 1/5 or less of the capacitance value generated in the second current confinement layer. In this case, since the capacitance value of the first current confinement layer is extremely small, the decrease in the cutoff frequency of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the first current confinement layer is remarkably small. As a result, the deterioration of the high frequency characteristics of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the first current confinement layer is extremely sufficiently suppressed.
第1の電流狭窄層に発生する容量値は、約10pF以下であってもよい。この場合、第1の電流狭窄層の容量値が約10pF以下となるので、第1の電流狭窄層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の遮断周波数の低下が小さくなる。その結果、第1の電流狭窄層の影響による第1および第2の半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制される。 The capacitance value generated in the first current confinement layer may be about 10 pF or less. In this case, since the capacitance value of the first current confinement layer is about 10 pF or less, the decrease in the cutoff frequency of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the first current confinement layer is reduced. As a result, the deterioration of the high frequency characteristics of the first and second semiconductor laser elements due to the influence of the first current confinement layer is sufficiently suppressed.
支持部材と第1の半導体レーザ素子との間に挿入される所定の厚みを有する副基板をさらに備えてもよい。この場合、第1および第2の半導体レーザ素子の発光点位置を調整することが可能である。 A sub-substrate having a predetermined thickness inserted between the support member and the first semiconductor laser element may be further provided. In this case, it is possible to adjust the light emitting point positions of the first and second semiconductor laser elements.
第1の半導体レーザ素子は窒化物系半導体を含んでもよい。窒化物系半導体は熱伝導率が高い。これにより、第1の半導体レーザ素子の放熱性が向上する。また、第1の半導体レーザ素子上に第2の半導体レーザ素子が積層されているので、第2の半導体レーザ素子の放熱性も向上する。 The first semiconductor laser element may include a nitride semiconductor. Nitride semiconductors have high thermal conductivity. Thereby, the heat dissipation of the first semiconductor laser element is improved. In addition, since the second semiconductor laser element is stacked on the first semiconductor laser element, the heat dissipation of the second semiconductor laser element is also improved.
第1および第2の他方電極は互いに電気的に接続されるとともに、支持部材と電気的に絶縁されてもよい。この場合、第1および第2の他方電極にそれぞれ電圧を印加することができる。 The first and second other electrodes may be electrically connected to each other and electrically insulated from the support member. In this case, a voltage can be applied to each of the first and second other electrodes.
本発明の半導体レーザ装置によれば、駆動電圧の制御が容易になるとともに、絶縁性の層の影響による半導体レーザ素子の高周波特性の劣化が十分に抑制できる。 According to the semiconductor laser device of the present invention, the drive voltage can be easily controlled, and the deterioration of the high frequency characteristics of the semiconductor laser element due to the influence of the insulating layer can be sufficiently suppressed.
以下、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置について説明する。 Hereinafter, a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention will be described.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、第1の半導体レーザ素子および第2の半導体レーザ素子を備える。第1の半導体レーザ素子が出射するレーザ光の波長と、第2の半導体レーザ素子が出射するレーザ光の波長とは異なる。
(First embodiment)
The semiconductor laser device according to the first embodiment includes a first semiconductor laser element and a second semiconductor laser element. The wavelength of the laser beam emitted from the first semiconductor laser element is different from the wavelength of the laser beam emitted from the second semiconductor laser element.
以下の説明では、第1の半導体レーザ素子として青紫色レーザ光(波長400nm付近)を出射する半導体レーザ素子(以下、青紫色半導体レーザ素子と呼ぶ。)を用いる。 In the following description, a semiconductor laser element that emits blue-violet laser light (having a wavelength of about 400 nm) (hereinafter referred to as a blue-violet semiconductor laser element) is used as the first semiconductor laser element.
また、第2の半導体レーザ素子として赤色レーザ光(波長658nm付近)を出射する半導体レーザ素子(以下、赤色半導体レーザ素子と呼ぶ。)を用いる。 A semiconductor laser element that emits red laser light (having a wavelength of about 658 nm) (hereinafter referred to as a red semiconductor laser element) is used as the second semiconductor laser element.
図1は第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置を示す外観斜視図である。 FIG. 1 is an external perspective view showing the semiconductor laser device according to the first embodiment.
図1において、半導体レーザ装置500は、導電性のパッケージ本体3、給電ピン1a,1b,2および蓋体4を備える。
In FIG. 1, the
パッケージ本体3には、後述する複数の半導体レーザ素子が設けられ、蓋体4により封止されている。蓋体4には、取り出し窓4aが設けられている。取り出し窓4aは、レーザ光を透過する材料からなる。また、給電ピン2は、機械的および電気的にパッケージ本体3と接続されている。給電ピン2は接地端子として用いられる。
The
半導体レーザ装置500の詳細について説明する。以下、半導体レーザ素子からのレーザ光が出射される方向を正面として説明する。
Details of the
図2は図1の半導体レーザ装置500の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図3は図1の半導体レーザ装置500の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
2 is a schematic front view showing a state in which the
以下の説明では、図2および図3に示すように、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20からのレーザ光の出射方向をX方向と定義し、X方向に垂直な面内で互いに直交する2方向をY方向およびZ方向と定義する。
In the following description, as shown in FIGS. 2 and 3, the emission direction of the laser light from the blue-violet
図2に示すように、パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、導電性の融着層Hが形成されている。支持部材5は導電性および熱伝導性に優れた材料からなり、融着層HはAuSn(金錫)からなる。
As shown in FIG. 2, a conductive fusion layer H is formed on the
融着層H上には、上面および下面に導電層31a,31bを備える絶縁性の副基板31が設けられている。副基板31はAlN(窒化アルミニウム)からなる。副基板31の厚みは、例えば約200μmである。
On the fusion layer H, an insulating
副基板31の導電層31a上には、AuSnからなる融着層Hを介して青紫色半導体レーザ素子10が接着されている。
On the
青紫色半導体レーザ素子10は、p側パッド電極10a、n側パッド電極10bおよび電流ブロック層10cを含む積層構造を有する。青紫色半導体レーザ素子10は、p側パット電極10aが支持部材5側となるように設けられている。
The blue-violet
図2において、青紫色半導体レーザ素子10の上面側にn側パッド電極10bが位置し、青紫色半導体レーザ素子10の下面側にp側パッド電極10aが位置している。また、p側パッド電極10a上にリッジ部Riを有し、Riの両側に電流ブロック層10cを有している。青紫色半導体レーザ素子10の詳細は後述する。
In FIG. 2, the n-
青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b上にSiO2 (酸化ケイ素)からなる絶縁層32が設けられている。以下の説明において、この絶縁層32の厚みをt32とする。絶縁層32の厚みt32についての詳細は後述する。
An insulating
絶縁層32上にはAuを含む導電層32aが形成されている。導電層32a上には、AuSnからなる融着層Hを介して赤色半導体レーザ素子20が接着されている。
A
赤色半導体レーザ素子20は、p側パッド電極20a、n側パッド電極20bおよび第1の電流ブロック層20cを含む積層構造を有する。赤色半導体レーザ素子20は、p側パット電極20aが支持部材5側となるように設けられている。
The red
図2において、赤色半導体レーザ素子20の上面側にn側パッド電極20bが位置し、赤色半導体レーザ素子20の下面側にp側パッド電極20aが位置している。また、p側パッド電極20a上にリッジ部Riを有し、Riの両側に第1の電流ブロック層20cを有している。赤色半導体レーザ素子20の詳細は後述する。
In FIG. 2, the n-
青紫色半導体レーザ素子10は、蓋体4の取り出し窓4a(図1参照)の中央部に位置するように設けられる。
The blue-violet
図2および図3に示すように、給電ピン1a,1bは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。給電ピン1aはワイヤW4を介して副基板31上の導電層31aと電気的に接続されている。給電ピン1bはワイヤW1を介して絶縁層32上の導電層32aと電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the power supply pins 1a and 1b are electrically insulated from the
一方、支持部材5の露出した上面と青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bとがワイヤW3により電気的に接続され、支持部材5の露出した上面と赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとがワイヤW2により電気的に接続されている。これにより、給電ピン2は青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bと電気的に接続されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のカソードコモンの結線が実現されている。
On the other hand, the exposed upper surface of the
給電ピン1a,2間および給電ピン1b,2間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20を個別に駆動することができる。
By applying a voltage between the power supply pins 1a and 2 and between the power supply pins 1b and 2, the blue-violet
図4は、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing electrical wiring of the
上述のように、給電ピン2は支持部材5と電気的に接続されるとともに、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bと電気的に接続されている。
As described above, the
一方、青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aおよび赤色半導体レーザ素子20のp側パッド電極20aは支持部材5、すなわち給電ピン2から電気的に絶縁されている。
On the other hand, the p-
第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、接地電位よりも高い電圧を給電ピン1a,1bのいずれかに与えることにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20を個別に駆動することができる。その結果、各半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易になる。
In the
ところで、上記の半導体レーザ装置500は光ピックアップ装置等に設けられる。一般に、光ピックアップ装置は交流電圧により駆動される。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20は交流電圧により駆動される。この場合、図2の副基板31および絶縁層32は誘電体として作用する。
By the way, the
図5は、図2の副基板31および絶縁層32の誘電体としての作用を説明するための等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the sub-substrate 31 and the insulating
図5(a)が青紫色半導体レーザ素子10を駆動する場合の等価回路図を示し、図5(b)が赤色半導体レーザ素子20を駆動する場合の等価回路図を示す。
FIG. 5A shows an equivalent circuit diagram when driving the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10を交流電圧により駆動する場合、青紫色半導体レーザ素子10はリッジ部Riを抵抗とし、電流ブロック層10cを誘電体として図5(a)のように表される。この場合、絶縁性の副基板31は青紫色半導体レーザ素子10と並列に接続された誘電体として作用する。
When the blue-violet
一般に、絶縁性の層に発生する容量値は次式で表される。 In general, the capacitance value generated in the insulating layer is expressed by the following equation.
C1=εs・ε0・S/d ・・・(1)
C1は絶縁性の層に発生する容量値であり、εsは絶縁性の層の比誘電率であり、ε0は真空の誘電率である。また、Sは絶縁性の層の面積であり、dは絶縁性の層の厚みである。
C1 = εs · ε0 · S / d (1)
C1 is a capacitance value generated in the insulating layer, εs is a relative dielectric constant of the insulating layer, and ε0 is a vacuum dielectric constant. S is the area of the insulating layer, and d is the thickness of the insulating layer.
第1の実施の形態において、絶縁性の層である電流ブロック層10cは0.5μmの厚み(Z方向)を有する。また、青紫色半導体レーザ素子10は約350μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。
In the first embodiment, the
また、SiO2 からなる電流ブロック層10cの比誘電率は4であり、真空の誘電率は8.854×10-12 F/mである。
The relative permittivity of the
青紫色半導体レーザ素子10に形成されるリッジ部Riの幅(Y方向)は青紫色半導体レーザ素子10の幅に比べて非常に小さい。そこで、電流ブロック層10cの厚み、幅および長さを0.5μm、350μmおよび600μmとする。この場合、電流ブロック層10cに発生する容量値を式(1)に基づいて求めると、電流ブロック層10cに発生する容量値は約15pFとなる。
The width (Y direction) of the ridge Ri formed in the blue-violet
これに対して、副基板31の厚みは約200μmである。青紫色半導体レーザ素子10の幅(Y方向)が約350μmで、かつ長さ(X方向)が約600μmである場合、副基板31に発生する容量値を式(1)に基づいて求めると、青紫色半導体レーザ素子10の駆動時に副基板31に発生する容量値は約100fF以下となる。
On the other hand, the thickness of the sub-board 31 is about 200 μm. When the width (Y direction) of the blue-violet
このように、第1の実施の形態において、副基板31に発生する容量値は青紫色半導体レーザ素子10の電流ブロック層10cに発生する容量値と比べて非常に小さい値を示す。
As described above, in the first embodiment, the capacitance value generated in the sub-substrate 31 is much smaller than the capacitance value generated in the
したがって、青紫色半導体レーザ素子10のみを駆動する場合に副基板31および電流ブロック層10cに発生する容量値の合計(以下、実効容量値と呼ぶ。)は、電流ブロック層10cに発生する容量値とほぼ等しくなる。
Therefore, when only the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数は、実効容量値に基づいて算出される。遮断周波数が高いほど、半導体レーザ素子の駆動時における高周波特性がよい。
The cutoff frequency of the blue-violet
半導体レーザ素子の遮断周波数は簡易的に次式で表される。 The cutoff frequency of the semiconductor laser element is simply expressed by the following equation.
fTは半導体レーザ素子の遮断周波数であり、Lは半導体レーザ素子のインダクタンスであり、Cは半導体レーザ素子の駆動時における実効容量値である。 fT is a cutoff frequency of the semiconductor laser element, L is an inductance of the semiconductor laser element, and C is an effective capacitance value when the semiconductor laser element is driven.
この場合、式(2)に示すように、青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数は実効容量値の1/2乗に反比例する。したがって、青紫色半導体レーザ素子10の実効容量値が小さいほど遮断周波数は高くなる。
In this case, as shown in Expression (2), the cutoff frequency of the blue-violet
上述のように、副基板31で発生する容量値が電流ブロック層10cで発生する容量値に比べて非常に小さい場合、副基板31の影響による遮断周波数の低下は十分に小さくなる。その結果、副基板31の影響による青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
As described above, when the capacitance value generated in the sub-board 31 is very small compared to the capacitance value generated in the
一方、赤色半導体レーザ素子20を交流電圧により駆動する場合、赤色半導体レーザ素子20はリッジ部Riを抵抗とし、第1の電流ブロック層20cを誘電体として図5(b)のように表される。この場合、絶縁層32は赤色半導体レーザ素子20と並列に接続された誘電体として作用する。
On the other hand, when the red
第1の実施の形態において、空乏層として働く第1の電流ブロック層20cは0.5μmの厚み(Z方向)を有する。また、赤色半導体レーザ素子20は約200μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。なお、空乏層として働く第1の電流ブロック層20cは、この第1の電流ブロック層20cはAlInPからなる。
In the first embodiment, the first
赤色半導体レーザ素子20に形成されるリッジ部Riの幅(Y方向)は赤色半導体レーザ素子20の幅に対して非常に小さい。そこで、第1の電流ブロック層20cの厚み、幅および長さを0.5μm、200μmおよび600μmとする。また、AlInPの比誘電率は約13である。この場合、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値を式(1)に基づいて求めると、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値は約28pFとなる。
The width (Y direction) of the ridge Ri formed in the red
ここで、絶縁層32の厚みt32は、絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となるように設定される。
Here, the thickness t32 of the insulating
例えば、絶縁層32の幅(Y方向)が約300μmで、かつ長さ(X方向)が約600μmである場合、赤色半導体レーザ素子20の駆動時に絶縁層32に発生する容量値は厚みt32および上記式(1)に基づいて算出される。すなわち、絶縁層32に発生する容量値は厚みt32と反比例の関係を有する。
For example, when the width (Y direction) of the insulating
図6は、図2の赤色半導体レーザ素子20の駆動時に絶縁層32に発生する容量値と絶縁層32の厚みとの関係を示す図である。図6においては、縦軸が容量値を表し、横軸が絶縁層32の厚みt32を表す。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the capacitance value generated in the insulating
図6によれば、絶縁層32に発生する容量値を赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下にするためには、絶縁層32の厚みt32を0.23μm以上に設定する必要がある。
According to FIG. 6, in order to make the capacitance value generated in the insulating
絶縁層32の厚みt32を0.23μm以上に設定することにより、絶縁層32に発生する容量値は赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となる。
By setting the thickness t32 of the insulating
この場合の実効容量値は、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値と絶縁層32に発生する容量値との加算値であるため、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の2倍以下となる。
The effective capacitance value in this case is the sum of the capacitance value generated in the first
式(2)によれば、赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数は実効容量値の1/2乗に反比例する。その結果、絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下である場合の赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約3割の低下にとどめられる。
According to Equation (2), the cutoff frequency of the red
このように、絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。すなわち、赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
Thus, by setting the thickness of the insulating
ここで、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の構造の詳細について説明する。
Here, the details of the structures of the blue-violet
図7に基づいて青紫色半導体レーザ素子10の構造の詳細について作製方法とともに説明する。
Based on FIG. 7, the details of the structure of the blue-violet
図7は、青紫色半導体レーザ素子10の構造の詳細を説明するための模式的断面図である。以下の説明においても、図2および図3と同様にX方向、Y方向およびZ方向を定義する。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining details of the structure of the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10の製造時においては、n−GaN基板1s上に積層構造を有する半導体層が形成される。n−GaN基板1sは(0001)Ga面を表面とし、約100μmの厚みを有する。また、n−GaN基板1sにはO(酸素)がドープされている。
At the time of manufacturing the blue-violet
図7(a)に示すように、n−GaN基板1s上には、積層構造を有する半導体層として、n−GaN層101、n−AlGaNクラッド層102、n−GaN光ガイド層103、MQW(多重量子井戸)活性層104、アンドープAlGaNキャップ層105、アンドープGaN光ガイド層106、p−AlGaNクラッド層107およびアンドープGaInNコンタクト層108が順に形成される。これら各層の形成は、例えば、MOCVD法(有機金属化学気相成長法)により行われる。
As shown in FIG. 7A, an n-
図7(b)に示すように、MQW活性層104は4つのアンドープGaInN障壁層104aと3つのアンドープGaInN井戸層104bとが、交互に積層された構造を有する。
As shown in FIG. 7B, the MQW
ここで、例えば、n−AlGaNクラッド層102のAl組成は0.15であり、Ga組成は0.85である。n−GaN層101およびn−AlGaNクラッド層102にはSiがドープされている。
Here, for example, the Al composition of the n-
また、アンドープGaInN障壁層104aのGa組成は0.95であり、In組成は0.05である。アンドープGaInN井戸層104bのGa組成は0.90であり、In組成は0.10である。p−AlGaNキャップ層105のAl組成は0.30であり、Ga組成は0.70である。
The undoped
さらに、p−AlGaNクラッド層107のAl組成は0.15であり、Ga組成は0.85である。p−AlGaNクラッド層107にはMgがドープされている。アンドープGaInNコンタクト層108のGa組成は0.95であり、In組成は0.05である。
Further, the p-
上記の半導体層のうち、p−AlGaNクラッド層107には、X方向に延びるストライプ状のリッジ部Riが形成される。p−AlGaNクラッド層107のリッジ部Riは約1.5μmの幅を有する。
Among the above semiconductor layers, the p-
アンドープGaInNコンタクト層108は、p−AlGaNクラッド層107のリッジ部Riの上面に形成される。さらに、その上にはPd/Pt/Auからなるp電極110が形成される。
The undoped
p−AlGaNクラッド層107の平坦部上面およびリッジ部Riの側面、アンドープGaInNコンタクト層108の側面ならびにp電極110の上面および側面に、SiO2 からなる電流ブロック層10cが形成され、p電極110上に形成された電流ブロック層10cがエッチングにより除去される。そして、外部に露出したp電極110および電流ブロック層10cの上面を覆うように、スパッタ法、真空蒸着法または電子ビーム蒸着法によりp側パッド電極10aが形成される。
A
このように、n−GaN基板1sの一面側に積層構造を有する半導体層が形成される。また、n−GaN基板1sの他面側にはTi/Pt/Auからなるn側パッド電極10bが形成される。さらに、n側パッド電極10b上の一部の領域には、SiO2 からなる絶縁層32が形成され、絶縁層32上にAuを含む導電層32aが形成される。
In this way, a semiconductor layer having a stacked structure is formed on one surface side of the n-
上述のように、第1の実施の形態において、SiO2 からなる電流ブロック層10cは、例えば0.5μmの厚みを有する。
As described above, in the first embodiment, the
この青紫色半導体レーザ素子10では、リッジ部Riの下方におけるMQW活性層104の位置に青紫色発光点が形成される。なお、MQW活性層104は青紫色半導体レーザ素子10のpn接合面に相当する。
In the blue-violet
図8に基づいて赤色半導体レーザ素子20の構造の詳細について作製方法とともに説明する。
The details of the structure of the red
図8は、赤色半導体レーザ素子20の構造の詳細を説明するための模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the details of the structure of the red
赤色半導体レーザ素子20の製造時においては、n−GaAs基板5X上に積層構造を有する半導体層が形成される。このn−GaAs基板5XにはSiがドープされている。
When the red
図8(a)に示すように、n−GaAs基板5X上には、積層構造を有する半導体層として、n−GaAs層201、n−AlGaInPクラッド層202、アンドープAlGaInP光ガイド層203、MQW(多重量子井戸)活性層204、アンドープAlGaInP光ガイド層205、p−AlGaInP第1クラッド層206、p−InGaPエッチングストップ層207、p−AlGaInP第2クラッド層208およびp−コンタクト層209が順に形成される。これら各層の形成は、例えば、MOCVD法(有機金属化学気相成長法)により行われる。
As shown in FIG. 8A, on the n-
図8(b)に示すように、MQW活性層204は2つのアンドープAlGaInP障壁層204aと3つのアンドープInGaP井戸層204bとが、交互に積層された構造を有する。
As shown in FIG. 8B, the MQW
ここで、例えば、n−AlGaInPクラッド層202のAl組成は0.70であり、Ga組成は0.30であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。n−GaAs層201およびn−AlGaInPクラッド層202にはSiがドープされている。
Here, for example, the Al composition of the n-
アンドープAlGaInP光ガイド層203のAl組成は0.50であり、Ga組成は0.50であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。
The undoped AlGaInP
また、アンドープAlGaInP障壁層204aのAl組成は0.50であり、Ga組成は0.50であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。アンドープInGaP井戸層204bのIn組成は0.50であり、Ga組成は0.50である。アンドープAlGaInP光ガイド層205のAl組成は0.50であり、Ga組成は0.50であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。
The undoped
さらに、p−AlGaInP第1クラッド層206のAl組成は0.70であり、Ga組成は0.30であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。p−InGaPエッチングストップ層207のIn組成は0.50であり、Ga組成は0.50である。
Furthermore, the Al composition of the p-AlGaInP
p−AlGaInP第2クラッド層208のAl組成は0.70であり、Ga組成は0.30であり、In組成は0.50であり、P組成は0.50である。
The p-AlGaInP
p−コンタクト層209は、p−GaInP層とp−GaAs層との積層構造を有する。このp−GaInP層のGa組成は0.5であり、In組成は0.5である。
The p-
なお、上記したAlGaInP系材料の組成は、一般式(Ala Gab )0.5 Inc Pd で表した時のaがAl組成であり、bがGa組成であり、cがIn組成であり、dがP組成である。 The composition of the AlGaInP-based material described above is such that a is an Al composition, b is a Ga composition, and c is an In composition when represented by the general formula (Al a Ga b ) 0.5 Inc c d . d is a P composition.
p−AlGaInP第1クラッド層206、p−InGaPエッチングストップ層207、p−AlGaInP第2クラッド層208およびp−コンタクト層209のp−GaInPおよびp−GaAsにはZnがドープされている。
The p-AlGaInP
p−InGaPエッチングストップ層207上のp−AlGaInP第2クラッド層208およびp−コンタクト層209は、一部の領域(中央部)を除いてエッチング除去されている。
The p-AlGaInP
これにより、上記の半導体層のうち、p−AlGaInP第2クラッド層208およびp−コンタクト層209により、X方向に延びるストライプ状のリッジ部Riが形成される。p−AlGaInP第2クラッド層208およびp−コンタクト層209からなるリッジ部Riは約2.5μmの幅を有する。
As a result, of the semiconductor layers, the p-AlGaInP
p−InGaPエッチングストップ層207の上面、p−AlGaInP第2クラッド層208の側面ならびにp−コンタクト層209の側面に、厚みが約0.5μmからなる第1の電流ブロック層20cと厚みが約0.3μmからなる第2の電流ブロック層20dとが積層して選択的に形成される。そして、外部に露出しているp−コンタクト層209の上面および第2の電流ブロック層20dの上面を覆うように、スパッタ法、真空蒸着法または電子ビーム蒸着法によりCr/Auからなるp側パッド電極20aが形成される。
On the upper surface of the p-InGaP
なお、第1の電流ブロック層20cはアンドープAlInPからなり、空乏層として働く。また、第2の電流ブロック層20dはn−GaAsからなる。
The first
このように、n−GaAs基板5Xの一面側に積層構造を有する半導体層が形成される。さらに、n−GaAs基板5Xの他面側にはAuGe/Ni/Auからなるn側パッド電極20bが形成される。
Thus, a semiconductor layer having a laminated structure is formed on one surface side of the n-
この赤色半導体レーザ素子20では、リッジ部Riの下方におけるMQW活性層204の位置に赤色発光点が形成される。なお、MQW活性層204は赤色半導体レーザ素子20のpn接合面に相当する。
In the red
上記第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、第2の半導体レーザ素子として赤外レーザ光(波長790nm付近)を出射する半導体レーザ素子(以下、赤外半導体レーザ素子と呼ぶ。)を用いてもよい。この場合、図2、図4および図5の括弧に示すように、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b上に赤外半導体レーザ素子30のp側パッド電極が接着される。
In the
図9に基づいて赤外半導体レーザ素子30の構造の詳細について作製方法とともに説明する。
The details of the structure of the infrared
図9は、赤外半導体レーザ素子30の構造の詳細を説明するための模式的断面図である。赤外半導体レーザ素子30の製造時においては、n−GaAs基板5X上に積層構造を有する半導体層が形成される。このn−GaAs基板5XにはSiがドープされている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining details of the structure of the infrared
図9(a)に示すように、n−GaAs基板5X上には、積層構造を有する半導体層として、n−GaAs層301、n−AlGaAsクラッド層302、アンドープAlGaAs光ガイド層303、MQW(多重量子井戸)活性層304、アンドープAlGaAs光ガイド層305、p−AlGaAs第1クラッド層306、p−AlGaAsエッチングストップ層307、p−AlGaAs第2クラッド層308およびp−GaAsコンタクト層309が順に形成される。これら各層の形成は、例えば、MOCVD法(有機金属化学気相成長法)により行われる。
As shown in FIG. 9A, on the n-
図9(b)に示すように、MQW活性層304は2つのアンドープAlGaAs障壁層304aと3つのアンドープAlGaAs井戸層304bとが、交互に積層された構造を有する。
As shown in FIG. 9B, the MQW
ここで、例えば、n−AlGaAsクラッド層302のAl組成は0.45であり、Ga組成は0.55である。n−GaAs層301およびn−AlGaAsクラッド層302にはSiがドープされている。
Here, for example, the Al composition of the n-
アンドープAlGaAs光ガイド層303のAl組成は0.35であり、Ga組成は0.65である。また、アンドープAlGaAs障壁層304aのAl組成は0.35であり、Ga組成は0.65である。アンドープAlGaAs井戸層304bのAl組成は0.10であり、Ga組成は0.90である。アンドープAlGaAs光ガイド層305のAl組成は0.35であり、Ga組成は0.65である。
The undoped AlGaAs
さらに、p−AlGaAs第1クラッド層306のAl組成は0.45であり、Ga組成は0.55である。p−AlGaAsエッチングストップ層307のAl組成は0.70であり、Ga組成は0.30である。
Further, the Al composition of the p-AlGaAs
p−AlGaAs第2クラッド層308のAl組成は0.45であり、Ga組成は0.55である。
The p-AlGaAs
p−AlGaAs第1クラッド層306、p−AlGaAsエッチングストップ層307、p−AlGaAs第2クラッド層308およびp−GaAsコンタクト層309にはZnがドープされている。
The p-AlGaAs
上記において、p−AlGaAsエッチングストップ層307上へのp−AlGaAs第2クラッド層308の形成は、p−AlGaAsエッチングストップ層307の一部(中央部)にのみ行われる。そして、p−AlGaAs第2クラッド層308の上面にp−GaAsコンタクト層309が形成される。
In the above, the formation of the p-AlGaAs
これにより、上記の半導体層のうち、p−AlGaAs第2クラッド層308およびp−GaAsコンタクト層309により、X方向に延びるストライプ状のリッジ部Riが形成される。p−AlGaAs第2クラッド層308およびp−GaAsコンタクト層309からなるリッジ部Riは約2.8μmの幅を有する。
As a result, of the semiconductor layers, the p-AlGaAs
p−AlGaAsエッチングストップ層307の上面、p−AlGaAs第2クラッド層308の側面ならびにp−GaAsコンタクト層309の側面に、厚みが約0.5μmからなる第1の電流ブロック層30cと厚みが約0.3μmからなる第2の電流ブロック層30dとが積層して選択的に形成される。そして、外部に露出しているp−GaAsコンタクト層309の上面および第2の電流ブロック層30dの上面を覆うように、スパッタ法、真空蒸着法または電子ビーム蒸着法によりCr/Auからなるp側パッド電極30aが形成される。
On the upper surface of the p-AlGaAs
なお、第1の電流ブロック層30cはアンドープAlGaAsからなり、空乏層として働く。また、第2の電流ブロック層20dはn−GaAsからなる。第1の電流ブロック層30cののAl組成は0.65であり、Ga組成は0.35である。
The first
このように、n−GaAs基板5Xの一面側に積層構造を有する半導体層が形成される。さらに、n−GaAs基板5Xの他面側にはAuGe/Ni/Auからなるn側パッド電極30bが形成される。
Thus, a semiconductor layer having a laminated structure is formed on one surface side of the n-
この赤外半導体レーザ素子30では、リッジ部Riの下方におけるMQW活性層304の位置に赤外発光点が形成される。なお、MQW活性層304は赤外半導体レーザ素子30のpn接合面に相当する。
In the infrared
第2の半導体レーザ素子として赤外レーザ光(波長790nm付近)を出射する赤外半導体レーザ素子30を用いた場合でも、絶縁層32の厚みt32を0.23μm以上に設定することにより、絶縁層32に発生する容量値は赤色半導体レーザ素子30の第1の電流ブロック層30cに発生する容量値以下となる。
Even when the infrared
それにより、第2の半導体レーザ素子として赤色半導体レーザ素子20を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
Thereby, the same effect as the case where the red
なお、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、絶縁層32の厚みt32を0.46μm以上に設定し、絶縁層32に発生する容量値を赤色半導体レーザ素子20または赤外半導体レーザ素子30の第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/2以下としてもよい。
In the
絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/2以下である場合の赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約2割の低下にとどめられる。
The cutoff frequency of the red
このように、絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/2以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数の低下がより小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の高周波特性の劣化がより十分に抑制される。
As described above, by setting the thickness of the insulating
また、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、絶縁層32の厚みt32を1.20μm以上に設定し、絶縁層32に発生する容量値を赤色半導体レーザ素子20または赤外半導体レーザ素子30の第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/5以下としてもよい。
In the
絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/5以下である場合の赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約1割の低下にとどめられる。
The cutoff frequency of the red
一般に、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数は半導体レーザ素子の配置のばらつき等により約1割の範囲内で変化する。したがって、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数の低下が約1割までにとどめられると、遮断周波数の劣化は概ね無視することができる。
In general, the cutoff frequencies of the red
このように、絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/5以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。
Thus, by setting the thickness of the insulating
第1の実施の形態において、絶縁層32に発生する容量値は第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下である。また、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bと赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとが電気的に接続されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の駆動電圧の制御が容易になるとともに、絶縁性の層の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制されている。
In the first embodiment, the capacitance value generated in the insulating
さらに、複数の青紫色半導体レーザ素子10が形成されたウェハと、複数の赤色半導体レーザ素子20が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置500を同時に作製することができる。この場合、各青紫色半導体レーザ素子10と各赤色半導体レーザ素子20との位置精度が向上する。その結果、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点の位置決め精度が向上する。
Furthermore, a plurality of
また、支持部材5と青紫色半導体レーザ素子10との間に副基板31を設けることにより青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点位置が調整できる。
Further, by providing the sub-substrate 31 between the
第1の半導体レーザ素子として窒化物系半導体を含む青紫色半導体レーザ素子10を用いることにより、青紫色半導体レーザ素子10の放熱性が向上する。また、青紫色半導体レーザ素子10上に赤色半導体レーザ素子20が積層されているので、赤色半導体レーザ素子20の放熱性も向上する。
By using the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20で発生する熱は支持部材5から放熱される。第1の実施の形態においては、p側パッド電極10aが支持部材5側に位置するように支持部材5上に青紫色半導体レーザ素子10が設けられている。これにより、青紫色半導体レーザ素子10の発光点が支持部材5に近づく。その結果、青紫色半導体レーザ素子10の放熱性が向上する。
Heat generated by the blue-violet
赤色半導体レーザ素子20は、p側パット電極20aが支持部材5側となるように設けられている。それにより、赤色半導体レーザ素子20の発光点が支持部材5に近づくので放熱性が向上する。
The red
上記では、第1の半導体レーザ素子である青紫色半導体レーザ素子10上に、第2の半導体レーザ素子である赤色半導体レーザ素子20が積層されている。しかしながら、青紫色半導体レーザ素子10上には、1つの半導体レーザ素子のみならず複数の半導体レーザ素子がY方向に併設されてもよい。この場合、半導体レーザ装置500から出射されるレーザ光の種類(波長)および数を増加させることができる。
In the above description, the red
また、上記では、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bが、ともに支持部材5に接続されている。しかしながら、n側パッド電極10b,20bと支持部材5とが電気的に絶縁されてもよい。
In the above description, the n-
この場合、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のフローティングされた結線が実現できる。それにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極10b,20bと電気的に接続される給電ピンに任意の電圧を印加することができる。その結果、半導体レーザ装置500の駆動装置による青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の駆動電圧の制御が容易となる。
In this case, floating connection of the blue-violet
第1の実施の形態において、支持部材5が支持部材に相当し、絶縁層32が絶縁層に相当し、導電層32aが導電層に相当する。
In the first embodiment, the
また、n−GaN基板1sが第1の基板に相当し、n−GaN基板1s上の半導体層が第1の半導体層に相当し、p側パッド電極10aが第1の一方電極に相当し、n側パッド電極10bが第1の他方電極に相当し、青紫色レーザ光が第1の波長の光に相当し、青紫色半導体レーザ素子10が第1の半導体レーザ素子に相当する。
The n-
さらに、n−GaAs基板5Xが第2の基板に相当し、n−GaAs基板5X上の半導体層は第2の半導体層に相当し、p側パッド電極20aおよびp側パッド電極30aが第2の一方電極に相当し、n側パッド電極20bおよびn側パッド電極30bが第2の他方の電極に相当し、赤色レーザ光および赤外レーザ光が第2の波長の光に相当し、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30が第2の半導体レーザ素子に相当し、第1の電流ブロック層20cおよび第1の電流ブロック層30cが電流狭窄層に相当する。
Further, the n-
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、以下の点で第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と構成および動作が異なる。
(Second Embodiment)
The semiconductor laser device according to the second embodiment is different in configuration and operation from the
図10は第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図11は第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
FIG. 10 is a schematic front view showing a state in which the
図10に示すように、パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、導電性の融着層Hが形成されている。
As shown in FIG. 10, a conductive fusion layer H is formed on the
融着層H上には、n側パッド電極10bが支持部材5側となるように青紫色半導体レーザ素子10が接着されている。
On the fusion layer H, the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10a上にSiO2 (酸化ケイ素)からなる絶縁層32が設けられている。第2の実施の形態においても、この絶縁層32の厚みをt32とする。絶縁層32の厚みt32についての詳細は後述する。
An insulating
絶縁層32上にはAuを含む導電層32aが形成されている。導電層32a上には、p側パッド電極20aが支持部材5側となるようにAuSnからなる融着層Hを介して赤色半導体レーザ素子20が接着されている。
A
図10の括弧に示すように、青紫色半導体レーザ素子10上には、赤色半導体レーザ素子20に代えて赤外半導体レーザ素子30が積層されてもよい。なお、青紫色半導体レーザ素子10上に赤外半導体レーザ素子30が積層される場合、赤外半導体レーザ素子30はp側パッド電極30aが支持部材5側となるように設けられる。
As shown in parentheses in FIG. 10, an infrared
図10および図11に示すように、給電ピン1a,1bは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。給電ピン1aはワイヤW3を介して青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと電気的に接続されている。給電ピン1bはワイヤW1を介して絶縁層32上の導電層32aと電気的に接続されている。支持部材5の露出した上面と赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとがワイヤW2により電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the power supply pins 1a and 1b are electrically insulated from the
青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bは支持部材5上で融着層Hを介して電気的に接続されている。これにより、給電ピン2は青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bと電気的に接続されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のカソードコモンの結線が実現されている。
The n-
給電ピン1a,2間および給電ピン1b,2間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20を個別に駆動することができる。第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線は図4と同じである。したがって、第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においても、各半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易となっている。
By applying a voltage between the power supply pins 1a and 2 and between the power supply pins 1b and 2, the blue-violet
第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500を交流電圧により駆動する場合、図10の絶縁層32は第1の実施の形態と同様に誘電体として作用する。
When the
図12は、図10の絶縁層32の誘電体としての作用を説明するための等価回路図である。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram for explaining the action of the insulating
図12(a)が青紫色半導体レーザ素子10を駆動する場合の等価回路図を示し、図12(b)が赤色半導体レーザ素子20を駆動する場合の等価回路図を示す。
12A shows an equivalent circuit diagram when the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10を交流電圧により駆動する場合、青紫色半導体レーザ素子10はリッジ部Riを抵抗とし、電流ブロック層10cを誘電体として図12(a)のように表される。また、赤色半導体レーザ素子20はリッジ部Riを抵抗とし、第1の電流ブロック層20cを誘電体とし、pn接合面を誘電体として図12(a)のように表される。さらに、第1の実施の形態と同様に絶縁層32は誘電体として作用する。
When the blue-violet
このように、交流電圧による青紫色半導体レーザ素子10の駆動時においては、絶縁層32と赤色半導体レーザ素子20との直列回路が青紫色半導体レーザ素子10に並列に接続される。
Thus, when the blue-violet
一方、赤色半導体レーザ素子20を交流電圧により駆動する場合、赤色半導体レーザ素子20はリッジ部Riを抵抗とし、第1の電流ブロック層20cを誘電体として図12(b)のように表される。
On the other hand, when the red
青紫色半導体レーザ素子10を交流電圧により駆動する場合、青紫色半導体レーザ素子10はリッジ部Riを抵抗とし、電流ブロック層10cを誘電体とし、pn接合面を誘電体として図12(a)のように表される。この場合においても、絶縁層32は誘電体として作用する。
When the blue-violet
図12(a),(b)に示すように、一方の半導体レーザ素子を駆動する際に、絶縁層32と直列に他方の電流ブロック層およびpn接合面が接続される。それにより、絶縁層32および他方の半導体レーザ素子の電流ブロック層およびpn接合面による合成容量値が低減される。その結果、絶縁層32が一方の半導体レーザ素子へ与える影響が低減される。
As shown in FIGS. 12A and 12B, when one semiconductor laser element is driven, the other current blocking layer and the pn junction surface are connected in series with the insulating
また、第1の実施の形態で説明したように、青紫色半導体レーザ素子10の駆動時に電流ブロック層10cに発生する容量値は約15pFである。これにより、青紫色半導体レーザ素子10の駆動時においては、絶縁層32に発生する容量値が約15pF以下とすることが好ましい。この場合、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
Further, as described in the first embodiment, the capacitance value generated in the
また、赤色半導体レーザ素子20の駆動時に第1の電流ブロック層20cに発生する容量値は約28pFである。これにより、赤色半導体レーザ素子20の駆動時においては、絶縁層32に発生する容量値が約28pF以下とすることが好ましい。この場合、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
The capacitance value generated in the first
上記より、絶縁層32に発生する容量値を約15pF以下とすることにより、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のそれぞれの高周波特性の劣化を十分に抑制することができる。
From the above, by setting the capacitance value generated in the insulating
したがって、第2の実施の形態においては、絶縁層32の厚みt32は、絶縁層32に発生する容量値が電流ブロック層10c,20cに発生する容量値以下となるように設定する。
Therefore, in the second embodiment, the thickness t32 of the insulating
絶縁層32に発生する容量値を約15pF以下とするためには、絶縁層32の厚みt32を図6に基づいて0.43μm以上に設定する必要がある。
In order to set the capacitance value generated in the insulating
絶縁層32の厚みt32を0.43μm以上に設定することにより、絶縁層32に発生する容量値は青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の電流ブロック層10c,20cに発生する容量値以下となる。
By setting the thickness t32 of the insulating
この場合の実効容量値は、電流ブロック層10c,20cに発生する容量値の2倍以下となる。その結果、絶縁層32に発生する容量値が電流ブロック層10c,20cに発生する容量値以下である場合の青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約3割の低下にとどめられる。
In this case, the effective capacitance value is not more than twice the capacitance value generated in the current blocking layers 10c and 20c. As a result, the insulating
このように、絶縁層32に発生する容量値が電流ブロック層10c,20cに発生する容量値以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化がともに十分に抑制される。
In this way, the blue-violet semiconductor due to the influence of the insulating
なお、絶縁層32の厚みt32を0.86μm以上に設定し、絶縁層32に発生する容量値を青紫色半導体レーザ素子10の電流ブロック層10cに発生する容量値の約1/2以下としてもよい。
Note that the thickness t32 of the insulating
絶縁層32に発生する容量値が電流ブロック層10cに発生する容量値の約1/2以下である場合の青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約2割の低下にとどめられる。
The cutoff frequency of the blue-violet
このように、絶縁層32に発生する容量値が電流ブロック層10cに発生する容量値の約1/2以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数の低下がより小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性の劣化がより十分に抑制される。
As described above, by setting the thickness of the insulating
さらに、青紫色半導体レーザ素子10に対して、赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値は、電流ブロック層10cより大きい。したがって、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下もより小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化もより十分に抑制される。
Furthermore, the capacitance value generated in the first
また、絶縁層32の厚みt32を1.20μm以上に設定し、絶縁層32に発生する容量値を青紫色半導体レーザ素子10の電流ブロック層10cに発生する容量値の約1/5以下としてもよい。
Further, the thickness t32 of the insulating
絶縁層32に発生する容量値が第1の電流ブロック層20c,30cに発生する容量値の約1/5以下である場合の青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約1割の低下にとどめられる。
When the capacitance value generated in the insulating
このように、実効容量値が電流ブロック層10cに発生する容量値の約1/5以下となるように、絶縁層32の厚みを設定することにより、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。すなわち、絶縁層32の影響による青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。
Thus, the blue-violet semiconductor laser element due to the influence of the insulating
さらに、青紫色半導体レーザ素子10に対して、赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値は、電流ブロック層10cより大きい。したがって、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下も著しく小さくなり、概ね無視することができる。すなわち、絶縁層32の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化も極めて十分に低減される。
Furthermore, the capacitance value generated in the first
絶縁層32の厚みt32を0.65μm以上に設定してもよい。図6によれば、絶縁層32の厚みt32を0.65μm以上に設定することにより、絶縁層32に発生する容量値を10pF以下にすることができる。したがって、青紫色半導体レーザ素子10の駆動時における青紫色半導体レーザ素子10の実効容量値は、約23〜24pF程度となる。なお、ここでは、赤色半導体レーザ素子20のpn接合面に発生する容量値は考慮しない。
The thickness t32 of the insulating
通常、青紫色半導体レーザ素子10のインダクタンスは約3nHである。上記の実効容量値および上式(2)に基づいて青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数を算出する。絶縁層32に発生する容量値が10pF以下の場合、青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数は600MHz以上となる。
Usually, the blue-violet
一般に青紫色半導体レーザ素子10を備える光ピックアップ装置においては、青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数を600MHz以上に設定することが好ましいとされている。
In general, in an optical pickup device including the blue-violet
したがって、第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、絶縁層32の厚みt32を0.65μm以上に設定することにより、青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数が600MHz以上に設定され、光ピックアップ装置等に用いる際に良好な性能を得ることができる。
Therefore, in the
第2の実施の形態において、絶縁層32に発生する容量値は電流ブロック層10cおよび第1の電流ブロック層20cに発生する容量値のうちの小さい方の容量値以下である。また、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bと赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとが電気的に接続されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の駆動電圧の制御が容易になるとともに、絶縁性の層の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制されている。
In the second embodiment, the capacitance value generated in the insulating
さらに、複数の青紫色半導体レーザ素子10が形成されたウェハと、複数の赤色半導体レーザ素子20が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置500を同時に作製することができる。この場合、各青紫色半導体レーザ素子10と各赤色半導体レーザ素子20との位置精度が向上する。その結果、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点の位置決め精度が向上する。
Furthermore, a plurality of
また、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20が、p側パッド電極10aおよびp側パッド電極20aとが絶縁層32を介して対向するように配置されている。それにより、青紫色半導体レーザ素子10の半導体層と、赤色半導体レーザ素子20の半導体層とが近づくので、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点を互いに近づけることができる。それにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20より出射されるレーザ光を集光レンズに透過する際に、レンズによる収差を抑制することができる。
Further, the blue-violet
第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、支持部材5および青紫色半導体レーザ素子10間に副基板31が設けられていないが、支持部材5および青紫色半導体レーザ素子10間に副基板31が設けられてもよい。
In the
この場合、副基板31の厚みにより青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の各発光点の位置調整を行うことができる。
In this case, the position of each light emitting point of the blue-violet
また、支持部材5および青紫色半導体レーザ素子10間に副基板31を設ける場合、副基板31により青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bと支持部材5とが電気的に絶縁されてもよい。この場合、青紫色半導体レーザ素子10のフローティングされた結線が実現できる。それにより、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bと電気的に接続される給電ピンに任意の電圧を印加することができる。その結果、半導体レーザ装置500の駆動装置による青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の駆動電圧の制御が容易となる。
Further, when the sub-substrate 31 is provided between the
第2の実施の形態において、電流ブロック層10cが第1の電流狭窄層に相当し、第1の電流ブロック層20c,30cが第2の電流狭窄層に相当する。
In the second embodiment, the
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、以下の点で第2の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と構成および動作が異なる。
(Third embodiment)
The semiconductor laser device according to the third embodiment is different in configuration and operation from the
図13は第3の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図14は第3の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
FIG. 13 is a schematic front view showing a state in which the
図13に示すように、パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、導電性の融着層Hが形成されている。融着層H上には、n側パッド電極10bが支持部材5側となるように青紫色半導体レーザ素子10が接着されている。
As shown in FIG. 13, a conductive fusion layer H is formed on a
第3の実施の形態において、青紫色半導体レーザ素子10の幅(Y方向)および長さ(X方向)は第1の実施の形態における青紫色半導体レーザ素子10よりも大きい。
In the third embodiment, the width (Y direction) and the length (X direction) of the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aは半導体層に形成される電流ブロック層10cの一部領域に形成されている。これにより、電流ブロック層10cは、p側パッド電極10a下で青紫色半導体レーザ素子10に流れる電流を狭窄する。すなわち、p側パッド電極10a下にリッジ部Riが形成される。上述のように、電流ブロック層10cはSiO2 からなる。
The p-
XY平面において、p側パッド電極10aと離間した状態で、電流ブロック層10cの他の領域にAuを含む導電層33が形成されている。XY平面における導電層33の形成領域を導電層形成領域と呼ぶ。
In the XY plane, a
導電層33上には、p側パッド電極20aが支持部材5側となるようにAuSnからなる融着層Hを介して赤色半導体レーザ素子20が接着されている。
On the
図13の括弧に示すように、青紫色半導体レーザ素子10上には、赤色半導体レーザ素子20に代えて赤外半導体レーザ素子30が積層されてもよい。
As shown in parentheses in FIG. 13, an infrared
図13および図14に示すように、給電ピン1a,1bは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。給電ピン1aはワイヤW3を介して青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと電気的に接続されている。給電ピン1bはワイヤW1を介して導電層33と電気的に接続されている。支持部材5の露出した上面と赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとがワイヤW2により電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the power supply pins 1 a and 1 b are electrically insulated from the
青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bは支持部材5上で融着層Hを介して電気的に接続されている。これにより、給電ピン2は青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bと電気的に接続されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のカソードコモンの結線が実現されている。
The n-
給電ピン1a,2間および給電ピン1b,2間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20を個別に駆動することができる。
By applying a voltage between the power supply pins 1a and 2 and between the power supply pins 1b and 2, the blue-violet
第3の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線は図4と同じである。したがって、第3の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においても、各半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易となっている。
The electrical wiring of the
ここで、第3の実施の形態においても、交流電圧による赤色半導体レーザ素子20の駆動時には、導電層形成領域の電流ブロック層10cが誘電体として作用する。したがって、第3の実施の形態では、導電層形成領域の電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となることが好ましい。
Here, also in the third embodiment, when the red
第1の実施の形態で示したように、第1の電流ブロック層20cの厚み、幅および長さが0.5μm、200μmおよび600μmである場合、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値は約28pFである。
As shown in the first embodiment, when the thickness, width and length of the first
ここで、XY平面における導電層形成領域の面積は第1の実施の形態で説明した絶縁層32(導電層32a)と同じである。すなわち、導電層形成領域の幅(Y方向)が約300μmで、かつ長さ(X方向)が約600μmである
したがって、導電層形成領域の電流ブロック層10cに発生する容量値を約28pF以下とするためには、電流ブロック層10cの厚みを図6に基づいて0.23μm以上に設定する必要がある。
Here, the area of the conductive layer formation region in the XY plane is the same as that of the insulating layer 32 (
このように、電流ブロック層10cの厚みを0.23μm以上に設定することにより、電流ブロック層10cに発生する容量値は赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となる。
Thus, by setting the thickness of the
この場合の実効容量値は、第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の2倍以下となる。その結果、電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下である場合の赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数は、電流ブロック層10cが設けられない場合の遮断周波数から最大でも約3割の低下にとどめられる。
The effective capacitance value in this case is not more than twice the capacitance value generated in the first
このように、電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下となるように、電流ブロック層10cの厚みを設定することにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下が十分に小さくなる。すなわち、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
Thus, by setting the thickness of the
なお、電流ブロック層10cの厚みを0.46μm以上に設定し、電流ブロック層10cに発生する容量値を赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/2以下としてもよい。
The thickness of the
電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/2以下である場合の赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数は、絶縁層32が設けられない場合の遮断周波数から最大でも約2割までの低下にとどめられる。
The cutoff frequency of the red
このように、電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/2以下となるように、電流ブロック層10cの厚みを設定することにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下がより小さくなる。すなわち、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化がより十分に抑制される。
Thus, by setting the thickness of the
また、電流ブロック層10cの厚みを1.20μm以上に設定し、電流ブロック層10cに発生する容量値を赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/5以下としてもよい。
Further, the thickness of the
電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/5以下である場合の赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数は、電流ブロック層10cが設けられない場合の遮断周波数から最大でも約1割の低下にとどめられる。
The cutoff frequency of the red
一般に、半導体レーザ素子の遮断周波数は半導体レーザ素子の配置のばらつき等により約1割の範囲内で変化する。したがって、赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下が約1割の低下にとどめられると、遮断周波数の劣化は概ね無視することができる。
In general, the cutoff frequency of a semiconductor laser element changes within a range of about 10% due to variations in the arrangement of the semiconductor laser elements. Therefore, if the reduction of the cutoff frequency of the red
このように、電流ブロック層10cに発生する容量値が第1の電流ブロック層20cに発生する容量値の約1/5以下となるように、電流ブロック層10cの厚みを設定することにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の遮断周波数の低下が著しく小さくなる。すなわち、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。
Thus, by setting the thickness of the
なお、上記では、電流ブロック層10cに発生する容量値を調整するために電流ブロック層10cの厚みを所定の値に設定している。しかしながら、電流ブロック層10cの材質、幅(Y方向)および長さ(X方向)を設定することにより、電流ブロック層10cに発生する容量値を調整してもよい。
In the above description, the thickness of the
第3の実施の形態において、電流ブロック層10cに発生する容量値は第1の電流ブロック層20cに発生する容量値以下である。また、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bと赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとが電気的に接続されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の駆動電圧の制御が容易になるとともに、絶縁性の層の影響による赤色半導体レーザ素子20の高周波特性の劣化が十分に抑制されている。
In the third embodiment, the capacitance value generated in the
さらに、複数の青紫色半導体レーザ素子10が形成されたウェハと、複数の赤色半導体レーザ素子20が形成されたウェハとを重ね合わせることにより、複数の半導体レーザ装置500を同時に作製することができる。この場合、各青紫色半導体レーザ素子10と各赤色半導体レーザ素子20との位置精度が向上する。その結果、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点の位置決め精度が向上する。
Furthermore, a plurality of
また、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20が、p側パッド電極10aおよびp側パッド電極20aとが対向するように配置されている。それにより、青紫色半導体レーザ素子10の半導体層と、赤色半導体レーザ素子20の半導体層とが近づくので、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の発光点を互いに近づけることができる。それにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20より出射されるレーザ光を集光レンズに透過する際に、レンズによる収差を抑制することができる。
Further, the blue-violet
第3の実施の形態において、導電層33が導電層に相当し、電流ブロック層10cが第1の電流狭窄層に相当し、第1の電流ブロック層20c,30cが第2に電流狭窄層に相当する。
In the third embodiment, the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、以下の点で第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と構成および動作が異なる。
(Fourth embodiment)
The semiconductor laser device according to the fourth embodiment is different in configuration and operation from the
図15は第4の実施の形態に係る半導体レーザ装置を示す外観斜視図である。 FIG. 15 is an external perspective view showing a semiconductor laser device according to the fourth embodiment.
図15において、第4の実施の形態に係る半導体レーザ装置500は、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500に加えて給電ピン1cをさらに備える。
In FIG. 15, the
図16は図15の半導体レーザ装置500の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図17は図15の半導体レーザ装置500の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
16 is a schematic front view showing a state where the
図16に示すように、パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と同様に、複数の融着層Hを介して副基板31、青紫色半導体レーザ素子10、絶縁層32および赤色半導体レーザ素子20が順に積層されている。
As shown in FIG. 16, the
なお、本例においても、副基板31は上面および下面に導電層31a,31bを備える。絶縁層32上には導電層32aが形成されている。
Also in this example, the sub-board 31 includes
図16の括弧に示すように、青紫色半導体レーザ素子10上には、赤色半導体レーザ素子20に代えて赤外半導体レーザ素子30が積層されてもよい。
As shown in parentheses in FIG. 16, an infrared
図16および図17に示すように、給電ピン1a,1b,1cは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the power supply pins 1a, 1b, and 1c are electrically insulated from the
給電ピン1aはワイヤW4を介して副基板31上の導電層31aと電気的に接続されている。これにより、給電ピン1aは青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと電気的に接続される。
The
給電ピン1bはワイヤW1を介して絶縁層32上の導電層32aと電気的に接続されている。これにより、給電ピン1bは赤色半導体レーザ素子20のp側パッド電極20aと電気的に接続される。
The
給電ピン1cはワイヤW2を介して赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bと電気的に接続されるとともに、ワイヤW3を介して青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bに電気的に接続されている。これにより、給電ピン1cは青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20の共通のn側パッド電極として作用する。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のカソードコモンの結線が実現されている。
The
特に、第4の実施の形態では、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20が、それぞれ導電性の支持部材5から電気的に絶縁されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20が支持部材5からフローティング状態で結線されている。
In particular, in the fourth embodiment, the blue-violet
給電ピン1a,1c間および給電ピン1b,1c間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20を個別に駆動することができる。
By applying a voltage between the power supply pins 1a and 1c and between the power supply pins 1b and 1c, the blue-violet
図18は、第4の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線を示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing electrical wiring of a
上述のように、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20はともに、支持部材5から電気的に絶縁されている。この場合、給電ピン1cに任意の電圧を印加することができる。
As described above, both the blue-violet
例えば、赤色半導体レーザ素子20の駆動時においては、給電ピン1cに接地電位を与え、給電ピン1aに接地電位よりも高い電圧を印加する。一方、赤色半導体レーザ素子20よりも駆動電圧が高い青紫色半導体レーザ素子10の駆動時においては、給電ピン1cに負の電圧を印加し、給電ピン1aに赤色半導体レーザ素子20の駆動時と同じ電圧を印加する。
For example, when the red
このように、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20が支持部材5から電気的に絶縁されている。また、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極10b,20bと電気的に接続されている給電ピン1aに任意の電圧を印加することができるので、各半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易となっている。
Thus, the blue-violet
第4の実施の形態において、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bは互いに電気的に接続されるとともに、支持部材5と電気的に絶縁されている。この場合、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bおよび赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bにそれぞれ電圧を印加することができる。
In the fourth embodiment, the n-
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、以下の点で第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と構成および動作が異なる。第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置の外観は図15の半導体レーザ装置500と同じであり、第4の実施の形態と同様に、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500に加えて、給電ピン1cをさらに備える。
(Fifth embodiment)
The semiconductor laser device according to the fifth embodiment is different in configuration and operation from the
図19は第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図20は第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
FIG. 19 is a schematic front view showing a state in which the
パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、第1の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と同様に、複数の融着層Hを介して副基板31および青紫色半導体レーザ素子10が順に積層されている。第5の実施の形態においても、副基板31は上面および下面に導電層31a,31bを備える。
Similar to the
青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b上の一部領域(以下、第1の絶縁領域と呼ぶ。)にSiO2 からなる絶縁層34が設けられている。以下の説明において、この絶縁層34の厚みをt34とする。絶縁層34の厚みt34についての詳細は後述する。絶縁層34上にはAuを含む導電層34aが形成されている。
An insulating
さらに、第1の絶縁領域を除く青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b上の一部領域(以下、第2の絶縁領域と呼ぶ。)にSiO2 からなる絶縁層35が設けられている。以下の説明において、この絶縁層35の厚みをt35とする。絶縁層35の厚みt35についての詳細は後述する。絶縁層35上にはAuを含む導電層35aが形成されている。
Furthermore, an insulating
上記の第1の絶縁領域および第2の絶縁領域はn側パッド電極10b上で、互いに離間している。したがって、絶縁層34,35上の導電層34a,35aは電気的に絶縁されている。
The first insulating region and the second insulating region are separated from each other on the n-
導電層34a上では、融着層Hを介して赤色半導体レーザ素子20が、p側パッド電極20aが支持部材5側となるように接着されている。導電層35a上では、融着層Hを介して赤外半導体レーザ素子30が、p側パッド電極30aが支持部材5側となるように接着されている。
On the
ここで、第5の実施の形態において、青紫色半導体レーザ素子10は約700μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。赤色半導体レーザ素子20は約200μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。赤外半導体レーザ素子30は約200μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。
Here, in the fifth embodiment, the blue-violet
さらに、絶縁層34,35は第1の実施の形態の絶縁層32と同様に約300μmの幅(Y方向)を有し、約600μmの長さ(X方向)を有する。
Further, the insulating
図19および図20に示すように、給電ピン1a,1b,1cは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。
As shown in FIGS. 19 and 20, the power supply pins 1a, 1b, and 1c are electrically insulated from the
給電ピン1aはワイヤW6を介して副基板31上の導電層31aと電気的に接続されている。これにより、給電ピン1aは青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと電気的に接続される。
The
給電ピン1bはワイヤW1を介して絶縁層34上の導電層34aと電気的に接続されている。これにより、給電ピン1bは赤色半導体レーザ素子20のp側パッド電極20aと電気的に接続される。
The
給電ピン1cはワイヤW4を介して絶縁層35上の導電層35aと電気的に接続されている。これにより、給電ピン1bは赤外半導体レーザ素子30のp側パッド電極30aと電気的に接続される。
The
支持部材5の露出した上面と青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bとがワイヤW2により電気的に接続され、支持部材5の露出した上面と赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとがワイヤW3により電気的に接続され、支持部材5の露出した上面と赤外半導体レーザ素子30のn側パッド電極30bとがワイヤW5により電気的に接続されている。
The exposed upper surface of the supporting
これにより、給電ピン2は青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b、赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bおよび赤外半導体レーザ素子30のn側パッド電極30bと電気的に接続されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子20のカソードコモンの結線が実現されている。
As a result, the
給電ピン1a,2間、給電ピン1b,2間および給電ピン1c,2間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30を個別に駆動することができる。
By applying a voltage between the power supply pins 1 a and 2, between the power supply pins 1 b and 2, and between the power supply pins 1 c and 2, the blue-violet
図21は、第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線を示す回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing electrical wiring of a
上述のように、給電ピン2は支持部材5と電気的に接続されるとともに、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b、赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bおよび赤外半導体レーザ素子30のn側パッド電極30bと電気的に接続されている。
As described above, the
一方、青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10a、赤色半導体レーザ素子20のp側パッド電極20aおよび赤外半導体レーザ素子30のp側パッド電極30aは支持部材5、すなわち給電ピン2と電気的に絶縁されている。
On the other hand, the p-
これにより、青紫色半導体レーザ素子10を駆動するためには、給電ピン2に対して、給電ピン1aに接地電位よりも高い電圧を印加する必要がある。また、赤色半導体レーザ素子20を駆動するためには、給電ピン2に対して、給電ピン1bに接地電位よりも高い電圧を印加する必要がある。さらに、赤外半導体レーザ素子30を駆動するためには、給電ピン2に対して、給電ピン1cに接地電位よりも高い電圧を印加する必要がある。
Thus, in order to drive the blue-violet
このように、第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、接地電位よりも高い電圧を給電ピン1a,1b,1cのいずれかに与えることにより、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30を個別に駆動することができる。その結果、各半導体レーザ素子の駆動電圧の制御が容易になる。
As described above, in the
第5の実施の形態において、交流電圧による青紫色半導体レーザ素子10の駆動時には副基板31が誘電体として作用する。しかしながら、第1の実施の形態と同様に、副基板31の厚みは約200μmであり、電流ブロック層10cの0.5μmの厚みに比べて著しく大きい。したがって、副基板31が青紫色半導体レーザ素子10に与える影響はほぼ無視することができる。
In the fifth embodiment, the sub-substrate 31 functions as a dielectric when the blue-violet
一方、交流電圧による赤色半導体レーザ素子20の駆動時には絶縁層34が誘電体として作用する。第5の実施の形態において、第1の電流ブロック層20cの形状は第1の実施の形態で説明した第1の電流ブロック層20cの形状と同じである。また、絶縁層34の形状は第1の実施の形態で説明した絶縁層32の形状と同じである。
On the other hand, the insulating
したがって、絶縁層34の厚みt34は0.23μm以上に設定することが好ましく、0.46μm以上に設定することがより好ましい。さらに、絶縁層34の厚みt34は1.20μm以上に設定することが非常に好ましい。
Accordingly, the thickness t34 of the insulating
他方、交流電圧による赤外半導体レーザ素子30の駆動時には絶縁層35が誘電体として作用する。第5の実施の形態において、第1の電流ブロック層30cの形状は第1の実施の形態で説明した第1の電流ブロック層20cの形状と同じである。また、絶縁層35の形状は第1の実施の形態で説明した絶縁層32の形状と同じである。
On the other hand, the insulating
したがって、絶縁層35の厚みt35は0.23μm以上に設定することが好ましく、0.46μm以上に設定することがより好ましい。さらに、絶縁層35の厚みt35は1.20μm以上に設定することが非常に好ましい。
Therefore, the thickness t35 of the insulating
第5の実施の形態では、赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値と、赤外半導体レーザ素子30の第1の電流ブロック層30cに発生する容量値とがほぼ同じ場合について説明している。
In the fifth embodiment, the capacitance value generated in the first
しかしながら、第1の電流ブロック層20c,30cの各々に発生する容量値が互いに大きく異なる場合には、それぞれに応じて厚みt34,t35を設定してもよい。 However, when the capacitance values generated in the first current blocking layers 20c and 30c are greatly different from each other, the thicknesses t34 and t35 may be set according to the capacitance values.
また、第5の実施の形態において、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30は互いに同一の基板上に作製されてもよい。この場合、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30がモノシリック構造を有することにより、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の赤色発光点および赤外発光点の間隔の精度を著しく向上させることができる。
In the fifth embodiment, the red
第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置500は、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30を備える。これにより、半導体レーザ装置500は3種類の波長のレーザ光を出射することができる。
A
第5の実施の形態において、絶縁層34,35が絶縁層に相当し、導電層34a,35aが導電層に相当する。
In the fifth embodiment, the insulating
(第6の実施の形態)
第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置は、以下の点で第5の実施の形態に係る半導体レーザ装置500と構成および動作が異なる。第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置の外観は第5の実施の形態と同様に、図15の半導体レーザ装置500と同じである。
(Sixth embodiment)
The semiconductor laser device according to the sixth embodiment differs in configuration and operation from the
図22は第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的正面図であり、図23は第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置の蓋体4を外した状態を示す模式的上面図である。
FIG. 22 is a schematic front view showing a state in which the
図22に示すように、パッケージ本体3と一体化された導電性の支持部材5上には、導電性の融着層Hが形成されている。融着層H上には、n側パッド電極10bが支持部材5側となるように青紫色半導体レーザ素子10が接着されている。
As shown in FIG. 22, a conductive fusion layer H is formed on the
第6の実施の形態において、青紫色半導体レーザ素子10は幅(Y方向)が約800μmであり、長さ(X方向)が約600μmである。
In the sixth embodiment, the blue-violet
青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aは半導体層に形成される電流ブロック層10cの一部領域に形成されている。第3の実施の形態と同様に、p側パッド電極10a下には青紫色半導体レーザ素子10のリッジ部Riが形成されており、電流ブロック層10cはSiO2 からなる。
The p-
なお、第6の実施の形態において、p側パッド電極10aが形成される一部領域は、XY平面における青紫色半導体レーザ素子10全体の大きさの約1/4である。例えば、p側パッド電極10aは幅(Y方向)が約200μmであり、長さ(X方向)が約600μmである。
In the sixth embodiment, the partial region where the p-
XY平面において、p側パッド電極10aと離間した状態で、電流ブロック層10cの他の領域にAuを含む導電層36,37が形成されている。XY平面における導電層36の形成領域を第1の導電層形成領域と呼ぶ。XY平面における導電層37の形成領域を第2の導電層形成領域と呼ぶ。Y方向において、p側パッド電極10aは第1および第2の導電層形成領域間に位置する。
On the XY plane,
導電層36,37は、ともに幅(Y方向)が約300μmであり、長さ(X方向)が約600μmである。
The
導電層36上には、p側パッド電極20aが支持部材5側となるようにAuSnからなる融着層Hを介して赤色半導体レーザ素子20が接着されている。
On the
導電層37上には、p側パッド電極30aが支持部材5側となるようにAuSnからなる融着層Hを介して赤外半導体レーザ素子30が接着されている。
On the
図22および図23に示すように、給電ピン1a,1b,1cは、それぞれ絶縁リング1zによりパッケージ本体3と電気的に絶縁されている。
As shown in FIGS. 22 and 23, the power supply pins 1a, 1b, and 1c are electrically insulated from the
給電ピン1aはワイヤW5を介して導電層37と電気的に接続されている。これにより、給電ピン1aは赤外半導体レーザ素子30のp側パッド電極30aと電気的に接続される。
The
給電ピン1bはワイヤW1を介して導電層36と電気的に接続されている。これにより、給電ピン1bは赤色半導体レーザ素子20のp側パッド電極20aと電気的に接続される。
The
給電ピン1cはワイヤW3を介して青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと電気的に接続されている。
The
支持部材5の露出した上面と赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bとがワイヤW2により電気的に接続されている。支持部材5の露出した上面と赤外半導体レーザ素子30のn側パッド電極30bとがワイヤW4により電気的に接続されている。
The exposed upper surface of the
第6の実施の形態において、青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10bは支持部材5上に融着層Hを介して電気的に接続されている。これにより、給電ピン2は青紫色半導体レーザ素子10のn側パッド電極10b、赤色半導体レーザ素子20のn側パッド電極20bおよび赤外半導体レーザ素子30のn側パッド電極30bと電気的に接続されている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30のカソードコモンの結線が実現されている。
In the sixth embodiment, the n-
給電ピン1c,2間、給電ピン1b,2間および給電ピン1a,2間のそれぞれに電圧を印加することにより、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30を個別に駆動することができる。第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置500の電気的配線は図21と同じである。なお、図21においては、括弧内に第6の実施の形態に係る給電ピンの符号が示されている。このように、第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においても、各半導体レーザ素子10,20,30の駆動電圧の制御が容易となっている。
By applying a voltage between the power supply pins 1c and 2, between the power supply pins 1b and 2, and between the power supply pins 1a and 2, the blue-violet
交流電圧による青紫色半導体レーザ素子10の駆動時において、p側パッド電極10aが形成される電流ブロック層10cの一部領域は誘電体として作用する。
When the blue-violet
図24は、図22の青紫色半導体レーザ素子10の駆動時に電流ブロック層10cで発生する容量値と電流ブロック層10cの厚みとの関係を示す図である。図24においては、縦軸が容量値を表し、横軸が電流ブロック層10cの厚みを表す。このように、一部領域の電流ブロック層10aに発生する容量値は電流ブロック層10cの厚みに応じて変化する。なお、第6実施の形態では、電流ブロック層10cの厚みは後述の第1の電流ブロック層20c,30cの厚みにより異なる。
FIG. 24 is a diagram showing the relationship between the capacitance value generated in the
交流電圧による赤色半導体レーザ素子20の駆動時には第1の導電層形成領域の電流ブロック層10cが誘電体として作用する。第6の実施の形態において、第1の電流ブロック層20cの形状は第1の実施の形態で説明した第1の電流ブロック層20cの形状と同じである。また、第1の導電層形成領域の電流ブロック層10cは導電層36と同じ幅および長さを有する。
When the red
さらに、交流電圧による赤色半導体レーザ素子30の駆動時には第2の導電層形成領域の電流ブロック層10cが誘電体として作用する。第6の実施の形態において、第1の電流ブロック層30cの形状は第1の実施の形態で説明した第1の電流ブロック層30cの形状と同じである。また、第2の導電層形成領域の電流ブロック層10cは導電層37と同じ幅および長さを有する。
Further, when the red
したがって、電流ブロック層10cの厚みは、図6に基づいて0.23μm以上に設定することが好ましく、0.46μm以上に設定することがより好ましい。さらに、電流ブロック層10cの厚みは1.20μm以上に設定することが非常に好ましい。
Therefore, the thickness of the
特に、電流ブロック層10cの厚みを0.23μm以上に設定する場合、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の駆動時に電流ブロック層10cに発生する容量値は、図24に基づいて約20pF以下にすることができる。これにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の高周波特性の劣化が十分に抑制される。
In particular, when the thickness of the
青紫色半導体レーザ素子10の駆動時においても、電流ブロック層10cに発生する容量値が約20pF以下となるので、青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性がより向上する。特に、青紫色半導体レーザ素子10の遮断周波数が600MHz以上に設定されるので、半導体レーザ装置500を光ピックアップ装置等に用いる際に良好な性能を得ることができる。
Even when the blue-violet
また、電流ブロック層10cの厚みを0.46μm以上に設定する場合、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の駆動時に電流ブロック層10cに発生する容量値は、約10pF以下にすることができる。これにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の高周波特性の劣化がより十分に抑制される。
When the thickness of the
さらに、電流ブロック層10cの厚みを1.20μm以上に設定する場合、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の駆動時に電流ブロック層10cに発生する容量値は、約4pF以下にすることができる。これにより、電流ブロック層10cの影響による赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の高周波特性の劣化が極めて十分に抑制される。
Further, when the thickness of the
また、青紫色半導体レーザ素子10の駆動時においても、電流ブロック層10cに発生する容量値が約4pF以下となるので、青紫色半導体レーザ素子10の高周波特性が著しく向上する。それにより、半導体レーザ装置500を光ピックアップ装置等に用いる際に良好な性能を得ることができる。
Even when the blue-violet
第6の実施の形態では、赤色半導体レーザ素子20の第1の電流ブロック層20cに発生する容量値と、赤外半導体レーザ素子30の第1の電流ブロック層30cに発生する容量値とがほぼ同じ場合について説明している。
In the sixth embodiment, the capacitance value generated in the first
しかしながら、第1の電流ブロック層20c,30cの各々に発生する容量値が互いに大きく異なる場合には、それぞれに応じて厚みを設定してもよい。 However, when the capacitance values generated in each of the first current blocking layers 20c and 30c are greatly different from each other, the thickness may be set according to each.
上述のように、第6の実施の形態に係る半導体レーザ装置500においては、青紫色半導体レーザ素子10のp側パッド電極10aと赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30のp側パッド電極20a,30aとが対向するように配置されている。
As described above, in the
これにより、青紫色半導体レーザ素子10、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30のそれぞれの発光点をYZ平面内でほぼ同一直線上に配置することが可能となっている。
As a result, the emission points of the blue-violet
第6の実施の形態において、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30は互いに同一の基板上に作製されてもよい。この場合、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30がモノシリック構造を有することにより、赤色半導体レーザ素子20および赤外半導体レーザ素子30の赤色発光点および赤外発光点の間隔の精度を著しく向上させることができる。
In the sixth embodiment, the red
第6の実施の形態において、導電層36および37が導電層に相当し、電流ブロック層10cが第1の電流狭窄層に相当し、第1の電流ブロック層20cおよび30cが第2の電流狭窄層に相当する。
In the sixth embodiment, the
本発明は、情報処理の高速化および大容量化に対応した光学式記録媒体の駆動装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an optical recording medium driving device that supports high speed information processing and large capacity.
1s n−GaN基板
5X n−GaAs基板
5 支持部材
10 青紫色半導体レーザ素子
10a p側パッド電極
10b n側パッド電極
10c 電流ブロック層
20 赤色半導体レーザ素子
20a p側パッド電極
20b n側パッド電極
20c 第1の電流ブロック層
30 赤外半導体レーザ素子
30a p側パッド電極
30b n側パッド電極
30c 第1の電流ブロック層
32 絶縁層
32a 導電層
33 導電層
34,35 絶縁層
34a,35a 導電層
1s n-
Claims (10)
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に形成された導電層と、
第1の基板上に形成された第1の半導体層、前記第1の半導体層に形成された第1の一方電極および前記第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、
第2の基板上に形成された第2の半導体層、前記第2の半導体層に形成された第2の一方電極および前記第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、
前記第2の半導体層は、前記第2の一方電極から前記第2の他方電極に流れる電流を狭窄する電流狭窄層を含み、
前記第1の一方電極が前記支持部材側に位置するように前記支持部材上に前記第1の半導体レーザ素子が設けられ、
前記第1の半導体レーザ素子の前記第1の他方電極上に前記絶縁層および前記導電層が順に設けられ、
前記第2の一方電極が前記導電層に電気的に接続されるように、前記第2の半導体レーザ素子が前記導電層上に設けられ、
前記第2の他方電極は前記第1の他方電極と電気的に接続され、
前記絶縁層に発生する容量値は、前記電流狭窄層に発生する容量値以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。 A conductive support member;
An insulating layer;
A conductive layer formed on one surface of the insulating layer;
A first semiconductor layer formed on a first substrate; a first one electrode formed on the first semiconductor layer; and a first other electrode formed on the first substrate, A first semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
A second semiconductor layer formed on a second substrate; a second one electrode formed on the second semiconductor layer; and a second other electrode formed on the second substrate, A second semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
The second semiconductor layer includes a current confinement layer that confines a current flowing from the second one electrode to the second other electrode,
The first semiconductor laser element is provided on the support member such that the first one electrode is positioned on the support member side;
The insulating layer and the conductive layer are sequentially provided on the first other electrode of the first semiconductor laser element,
The second semiconductor laser element is provided on the conductive layer so that the second one electrode is electrically connected to the conductive layer;
The second other electrode is electrically connected to the first other electrode;
A semiconductor laser device, wherein a capacitance value generated in the insulating layer is equal to or less than a capacitance value generated in the current confinement layer.
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に形成された導電層と、
第1の基板上に形成された第1の半導体層、前記第1の半導体層に形成された第1の一方電極および前記第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、
第2の基板上に形成された第2の半導体層、前記第2の半導体層に形成された第2の一方電極および前記第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、
前記第1の半導体層は、前記第1の一方電極から前記第1の他方電極に流れる電流を狭窄する第1の電流狭窄層を含み、
前記第2の半導体層は、前記第2の一方電極から前記第2の他方電極に流れる電流を狭窄する第2の電流狭窄層を含み、
前記第1の他方電極が前記支持部材側に位置するように前記支持部材上に前記第1の半導体レーザ素子が設けられ、
前記第1の半導体レーザ素子の前記第1の一方電極上に前記絶縁層および前記導電層が順に設けられ、
前記第2の一方電極が前記導電層と電気的に接続するように、前記第2の半導体レーザ素子が前記導電層上に設けられ、
前記第2の他方電極は前記第1の他方電極と電気的に接続され、
前記絶縁層に発生する容量値は、前記第1の電流狭窄層および前記第2の電流狭窄層に発生する容量値のうち小さい方の容量値以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。 A conductive support member;
An insulating layer;
A conductive layer formed on one surface of the insulating layer;
A first semiconductor layer formed on a first substrate; a first one electrode formed on the first semiconductor layer; and a first other electrode formed on the first substrate, A first semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
A second semiconductor layer formed on a second substrate; a second one electrode formed on the second semiconductor layer; and a second other electrode formed on the second substrate, A second semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
The first semiconductor layer includes a first current confinement layer that confines a current flowing from the first one electrode to the first other electrode,
The second semiconductor layer includes a second current confinement layer that confines a current flowing from the second one electrode to the second other electrode,
The first semiconductor laser element is provided on the support member such that the first other electrode is positioned on the support member side;
The insulating layer and the conductive layer are sequentially provided on the first one electrode of the first semiconductor laser element,
The second semiconductor laser element is provided on the conductive layer so that the second one electrode is electrically connected to the conductive layer;
The second other electrode is electrically connected to the first other electrode;
2. A semiconductor laser device according to claim 1, wherein a capacitance value generated in the insulating layer is equal to or smaller than a smaller one of the capacitance values generated in the first current confinement layer and the second current confinement layer.
導電層と、
第1の基板上に形成された第1の半導体層、前記第1の半導体層に形成された第1の一方電極および前記第1の基板に形成された第1の他方電極を備え、第1の波長の光を出射する第1の半導体レーザ素子と、
第2の基板上に形成された第2の半導体層、前記第2の半導体層に形成された第2の一方電極および前記第2の基板に形成された第2の他方電極を備え、第2の波長の光を出射する第2の半導体レーザ素子とを備え、
前記第1の半導体層は、前記第1の一方電極から前記第1の他方電極に流れる電流を狭窄する絶縁性の第1の電流狭窄層を含み、
前記第2の半導体層は、前記第2の一方電極から前記第2の他方電極に流れる電流を狭窄する第2の電流狭窄層を含み、
前記導電層は、前記第1の一方電極から絶縁されるように前記第1の電流狭窄層の所定の領域に形成され、
前記第1の他方電極が前記支持部材側に位置するように前記支持部材上に前記第1の半導体レーザ素子が設けられ、
前記第2の一方電極が前記導電層に電気的に接続されるように、前記第2の半導体レーザ素子が前記導電層上に設けられ、
前記第2の他方電極は前記第1の他方電極と電気的に接続され、
前記導電層直下の第1の電流狭窄層に発生する容量値は、前記第2の電流狭窄層に発生する容量値以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。 A conductive support member;
A conductive layer;
A first semiconductor layer formed on a first substrate; a first one electrode formed on the first semiconductor layer; and a first other electrode formed on the first substrate, A first semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
A second semiconductor layer formed on a second substrate; a second one electrode formed on the second semiconductor layer; and a second other electrode formed on the second substrate, A second semiconductor laser element that emits light of a wavelength of
The first semiconductor layer includes an insulating first current confinement layer that confines a current flowing from the first one electrode to the first other electrode,
The second semiconductor layer includes a second current confinement layer that confines a current flowing from the second one electrode to the second other electrode,
The conductive layer is formed in a predetermined region of the first current confinement layer so as to be insulated from the first one electrode;
The first semiconductor laser element is provided on the support member such that the first other electrode is positioned on the support member side;
The second semiconductor laser element is provided on the conductive layer so that the second one electrode is electrically connected to the conductive layer;
The second other electrode is electrically connected to the first other electrode;
A semiconductor laser device, wherein a capacitance value generated in the first current confinement layer immediately below the conductive layer is equal to or less than a capacitance value generated in the second current confinement layer.
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