CN1744397B - 半导体激光装置 - Google Patents

半导体激光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1744397B
CN1744397B CN 200510093864 CN200510093864A CN1744397B CN 1744397 B CN1744397 B CN 1744397B CN 200510093864 CN200510093864 CN 200510093864 CN 200510093864 A CN200510093864 A CN 200510093864A CN 1744397 B CN1744397 B CN 1744397B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor laser
laser device
layer
insulating barrier
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200510093864
Other languages
English (en)
Other versions
CN1744397A (zh
Inventor
井上大二朗
畑雅幸
别所靖之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1744397A publication Critical patent/CN1744397A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1744397B publication Critical patent/CN1744397B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

在支撑部件上,经多个融着层,顺序层积副基板、蓝紫色半导体激光元件、绝缘层和红色半导体激光元件。在蓝紫色半导体激光元件的n侧衬垫电极上,层积绝缘层,在绝缘层上形成导电层。在导电层上经融着层而层积红色半导体激光元件。导电层与红色半导体激光元件的p侧衬垫电极电气连接。蓝紫色半导体激光元件的n侧衬垫电极和红色半导体激光元件的n侧衬垫电极电气连接。

Description

半导体激光装置
技术领域
本发明涉及一种具备激光元件的半导体激光装置。
背景技术
近年来,伴随电脑和多媒体设备的高性能化,作为处理对象的信息量明显增加。伴随着信息量的增加,开发了对应于信息处理的高速化和大容量化的光学式记录媒体及其驱动装置。
作为该光学式记录媒体的具体例子,有致密盘(下面称为CD)和数字通用盘(下面称为DVD)。作为执行这些光学式记录媒体的再现和记录的驱动装置的具体例子,有CD用半导体激光装置和DVD用半导体激光装置。CD用半导体激光装置能够照射出执行CD再现或记录时所使用的红外激光(波长为790nm左右),DVD用半导体激光装置能够照射出执行DVD的再现或记录时所使用的红色激光(波长为658nm左右)。
在以下的说明中,将射出红外激光(波长为790nm左右)的半导体激光元件称为红外半导体激光元件,将射出红色激光(波长为658nm左右)的半导体激光元件称为红色半导体激光元件。
此外,作为光学式记录媒体的驱动装置,有可执行CD和DVD的再现或记录的半导体激光装置。该半导体激光装置具备红外半导体激光元件和红色半导体激光元件,能够射出CD用红外激光和DVD用红色激光。
在使用该半导体激光装置的情况下,与合用CD用半导体激光装置和DVD用半导体激光装置的情况相比,可使部件的个数减少,所以能够实现光学式记录媒体的驱动装置的简化。
红外半导体激光元件和红色半导体激光元件均能够在GaAs基板上进行制作。因此,通过将红外半导体激光元件和红色半导体激光元件同时形成在GaAs基板上并使其单芯片化,来制作单片的红色/红外半导体激光元件。在将如此制作的单片的红色/红外半导体激光元件设置在上述半导体激光装置中的情况下,能够精密地控制红外激光和红色激光的发光点间隔。
另一方面,为了提高光盘***的记录密度,而开发照射出振荡波长短的蓝紫色激光(波长为400nm左右)的下一代DVD用半导体激光元件。此外,还开发装载有射出该蓝紫色激光的半导体激光元件的半导体激光装置。
在以下的说明中,将射出蓝紫色激光(波长为400nm左右)的半导体激光元件称为蓝紫色半导体激光元件。
该蓝色半导体激光元件与红外半导体激光元件和红色半导体激光元件不同,其不形成于GaAs基板上。因此,很难将蓝色半导体激光元件与红外半导体激光元件和红色半导体激光元件一起单芯片化。
因此,提议具有如下构造的半导体激光装置,即,通过将红外半导体激光元件和红色半导体激光元件形成在同一芯片上,制作单片的红色/红外半导体激光元件,同时,在将蓝紫色半导体激光元件形成于另一芯片中后,重叠蓝紫色半导体激光元件的芯片与单片的红色/红外半导体激光元件的芯片(例如参照日本专利特开2001~230502号公报)。
说明(日本专利)特开2001~230502号公报中记载的半导体激光装置。图50是表示(日本专利)特开2001~230502号公报中记载的半导体激光装置900的模式图。
如图50所示,蓝紫色半导体激光元件901经融着层905而粘接在与封装主体903一体化的支撑部件903a上。该蓝紫色半导体激光元件901与支撑部件903a机械和电气地连接。
在蓝紫色半导体激光元件901上的一部分中形成电极901b和绝缘层904。在绝缘层904上形成电极901a。在电极901a上,经融着层906粘接红外半导体激光元件902a,在电极901b上,经融着层907粘接红色半导体激光元件902b。
该红外半导体激光元件902a和红色半导体激光元件902b,构成在同一基板上集成化为单片的集成型半导体激光元件902。在集成型半导体激光元件902上形成有电极902c。
连接红外半导体激光元件902a的电极901a夹持绝缘层904而形成在蓝紫色半导体激光元件901上。由此,能够独立地驱动红外半导体激光元件902a和红色半导体激光元件902b的任一方。
供电管脚(pin)909a~909c形成为利用绝缘环908a~908c与封装主体903绝缘。
这里,电极901a被用作红外半导体激光元件902a的p电极,电极901b被用作蓝紫色半导体激光元件901的n电极和红色半导体激光元件902b的p电极,电极902c被用作红外半导体激光元件902a和红色半导体激光元件902b的n电极。
电极901a、901b、902c分别利用引线JWa~JWc而连接在供电管脚909a~909c上。此外,从连接于封装主体903上的供电管脚903b来供电支撑部件903a。
由此,图50的半导体激光装置900可选择红外激光、红色激光和蓝紫色激光的任一来射出。
图51是表示图50的半导体激光装置900的电气布线的电路图。
如图51所示,为了驱动蓝紫色半导体激光元件901,对于一般接地使用的封装主体903,需要向供电管脚909b施加负电压。此外,为了驱动红色半导体激光元件902b,需要向供电管脚909b施加比供电管脚909c高的电压。而且,为了驱动红外半导体激光元件902a,需要向供电管脚909a施加比供电管脚909c高的电压。
因此,就图50的半导体激光装置900而言,在单独驱动各半导体激光元件的情况下,驱动电压的控制变得较为复杂。
此外,在利用交流电压来驱动红外半导体激光元件902a的情况下,连接图50的电极901a的绝缘层904如图51中虚线所示,用作电介质。由此,电流经绝缘层904而流向红色半导体激光元件902b,使红外半导体激光元件902a的高频特性恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体激光装置,能够较为容易地控制驱动电压,并且能够充分地抑制因绝缘性的层的影响而造成的半导体激光元件的高频特性的恶化。
(1)根据本发明一个方面的半导体激光装置包括导电性的支撑部件;绝缘层;形成于绝缘层一个面中的导电层;第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于第一半导体层中的第一的一方电极和形成于第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于第二半导体层中的第二的一方电极和形成于第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,其中,第二半导体层包含电流狭窄层,变窄从第二的一方电极流向第二的另一方电极的电流,在支撑部件上设置第一半导体激光元件,使第一的一方电极位于支撑部件侧,在第一半导体激光元件的第一另一方电极上,顺序设置绝缘层和导电层,在导电层上设置第二半导体激光元件,使第二的一方电极电气连接于导电层,第二的另一方电极与第一的另一方电极电气连接,绝缘层中产生的电容值为电流狭窄层中产生的电容值以下。
就该半导体激光装置而言,通过向第一的一方电极与第一的另一方电极之间施加电压,从第一半导体激光元件射出第一波长的光。此外,通过向与绝缘层上的导电层电气连接的第二的一方电极与第二的另一方电极之间施加电压,从第二半导体激光元件射出第二波长的光。
此时,在第二半导体激光元件驱动时,绝缘性的电流狭窄层和绝缘层用作电介质。这里,在绝缘层中产生的电容值为电流狭窄层中产生的电容值以下。由此,因为绝缘层的电容值小,所以因绝缘层的影响而造成的第二半导体激光元件的截止频率下降变得足够小。结果,充分抑制因绝缘层的影响而造成的第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
此外,第一的另一方电极与第二的另一方电极电气连接。由此,通过分别向第一和第二的一方电极施加电压,可单独地驱动第一和第二半导体激光元件。结果,能够容易控制第一和第二半导体激光元件的驱动电压。
这样,在容易控制驱动电压的同时,可充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
并且,通过使形成多个第一半导体激光元件的晶片与形成多个第二半导体激光元件的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置。此时,各第一半导体激光元件与各第二半导体激光元件的位置精度提高。结果,第一和第二半导体激光元件的发光点的定位精度提高。
第一和第二半导体激光元件中产生的热通过支撑部件而被释放。就第一发明的半导体激光装置而言,在支撑部件上设置第一半导体激光元件,以使第一的一方电极位于支撑部件侧。由此,位于第一半导体层的发光点靠近支撑部件。结果,第一半导体激光元件的放热性提高。
(2)也可以是绝缘层中产生的电容值为电流狭窄层中产生的电容值的1/5以下。此时,因为绝缘层的电容值极小,所以绝缘层的影响造成的第二半导体激光元件的截止频率的下降明显变小。结果,非常充分地抑制了因绝缘层的影响而造成的第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
(3)也可以是第一半导体激光元件具有第一光波导路径,第二半导体激光元件具有第二光波导路径,对应于第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的绝缘层的第一部分具有比去除第一部分的绝缘层的第二部分高的导热性。
这里,在从第二光波导路径的两个端面射出光的情况下,所谓光射出端面是指比另一方端面射出更多光的端面。
此时,在第一半导体激光元件驱动时,在第一光波导路径产生第一波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第一波长的光。此时,第一光波导路径产生的热被传递到支撑部件,由支撑部件释放。
此外,在第二半导体激光元件驱动时,在第二光波导路径产生第二波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第二波长的光。此时,第二光波导路径产生的热通过绝缘层和第一半导体激光元件,被传递到支撑部件,由支撑部件释放。在第二光波导路径中,光射出端面侧的区域的发热量比其它区域大。
由此,第二光波导路径中光射出端面侧的区域集中产生的热通过具有高导热性的绝缘层的第一部分,而高效地传递到第一半导体激光元件。
因此,在确保第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间的电气绝缘的同时,局部提高第二半导体激光元件的放热性。结果,半导体激光装置的放热性变好。
(4)也可以是绝缘层的第一部分具有比第二部分小的厚度。此时,绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。因此,可容易地使绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,因为第二部分的厚度比第二部分的厚度大,所以即便第二部分的厚度小,也可将绝缘层整体的绝缘性下降抑制得小。
(5)也可以是绝缘层的第一部分包含具有第一导热率的第一材料,绝缘层的第二部分包含具有比第一部分低的第二导热率的第二材料。此时,可容易地使绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,通过选择第一材料,可将绝缘层整体的绝缘性下降抑制得小。
并且,通过选择第一材料和第二材料,可使第一部分的厚度与第二部分的厚度大致相同。此时,半导体激光装置的制造变容易。
(6)本发明另一方面的半导体激光装置包括导电性的支撑部件;绝缘层;形成于绝缘层一个面中的导电层;第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于第一半导体层中的第一的一方电极和形成于第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于第二半导体层中的第二的一方电极和形成于第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,其中,第一半导体层包含第一电流狭窄层,变窄从第一的一方电极流向第一的另一方电极的电流,第二半导体层包含第二电流狭窄层,变窄从第二的一方电极流向第二的另一方电极的电流,在支撑部件上设置第一半导体激光元件,使第一的一方电极位于支撑部件侧,在第一半导体激光元件的第一的另一方电极上,顺序设置绝缘层和导电层,在导电层上设置第二半导体激光元件,使第二的一方电极与导电层电气连接,第二的另一方电极与第一的另一方电极电气连接,绝缘层中产生的电容值为第一电流狭窄层和第二电流狭窄层中产生的电容值中小的一方之电容值以下。
就该半导体激光装置而言,通过向第一的一方电极与第一的另一方电极之间施加电压,从第一半导体激光元件射出第一波长的光。此外,通过向与绝缘层上的导电层电气连接的第二的一方电极与第二的另一方电极之间施加电压,从第二半导体激光元件射出第二波长的光。
此时,在第一半导体激光元件驱动时,绝缘性的第一电流狭窄层和绝缘层用作电介质。这里,绝缘层中产生的电容值为第一电流狭窄层和第二电流狭窄层中产生的电容值中小的一方的电容值以下。由此,因为绝缘层的电容值小,所以因绝缘层的影响而造成的第一半导体激光元件的截止频率下降变得足够小。结果,充分抑制绝缘层的影响造成的第一半导体激光元件的高频特性的恶化。
此外,在第二半导体激光元件驱动时,绝缘性的第二电流狭窄层和绝缘层用作电介质。这里,绝缘层中产生的电容值为第二电流狭窄层中产生的电容值以下。由此,因为绝缘层的电容值小,所以因绝缘层的影响而造成的第二半导体激光元件的截止频率下降变得足够小。结果,充分抑制绝缘层的影响造成的第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
此外,第一的另一方电极与第二的另一方电极电气连接。由此,通过分别向第一和第二的一方电极施加电压,可单独驱动第一和第二半导体激光元件。结果,可容易控制第一和第二半导体激光元件的驱动电压。
这样,在容易控制驱动电压的同时,可充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的第一和第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
并且,通过使形成多个第一半导体激光元件的晶片与形成多个第二半导体激光元件的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置。此时,各第一半导体激光元件与各第二半导体激光元件的位置精度提高。结果,第一和第二半导体激光元件的发光点的定位精度提高。
此外,配置第一和第二半导体激光元件,以经绝缘层与第一和第二的一方电极相对。由此,第一和第二半导体层靠近,可使第一和第二半导体激光元件的发光点相互接近。
(7)也可以是绝缘层中产生的电容值为第一电流狭窄层和第二电流狭窄层中产生的电容值中小的一方的电容值的1/5以下。此时,因为绝缘层的电容值极小,所以因绝缘层的影响而造成的第一和第二半导体激光元件的截止频率的下降明显变小。结果,非常充分地抑制了因绝缘层的影响而造成的第一和第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
(8)也可以是绝缘层中产生的电容值约为10pF以下。此时,因为绝缘层的电容值约为10pF以下,所以因绝缘层的影响而造成的第一和第二半导体激光元件的截止频率的下降变小。结果,充分地抑制了因绝缘层的影响而造成的第一和第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
(9)也可以是第一半导体激光元件具有第一光波导路径,第二半导体激光元件具有第二光波导路径,对应于第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的绝缘层的第一部分具有比去除第一部分的绝缘层的第二部分高的导热性。
这里,在从第二光波导路径的两个端面射出光的情况下,所谓光射出端面是指比另一方端面射出更多光的端面。
此时,在第一半导体激光元件驱动时,在第一光波导路径产生第一波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第一波长的光。此时,第一光波导路径产生的热被传递到支撑部件,由支撑部件释放。
此外,在第二半导体激光元件驱动时,在第二光波导路径产生第二波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第二波长的光。此时,第二光波导路径产生的热通过绝缘层和第一半导体激光元件,被传递到支撑部件,由支撑部件释放。在第二光波导路径中,光射出端面侧的区域的发热量比其它区域大。
由此,第二光波导路径中光射出端面侧的区域集中产生的热通过具有高导热性的绝缘层的第一部分,高效地传递到第一半导体激光元件。
因此,在确保第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间的电气绝缘的同时,局部提高第二半导体激光元件的放热性。结果,半导体激光装置的放热性变好。
(10)也可以是绝缘层的第一部分具有比第二部分小的厚度。此时,绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。因此,可容易地使绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,因为第二部分的厚度比第二部分的厚度大,所以即便第二部分的厚度小,也可将绝缘层整体的绝缘性下降抑制得小。
(11)也可以是绝缘层的第一部分包含具有第一导热率的第一材料,绝缘层的第二部分包含具有比第一部分低的第二导热率的第二材料。此时,可容易地使绝缘层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,通过选择第一材料,可将绝缘层整体的绝缘性下降抑制得小。
并且,通过选择第一材料和第二材料,可使第一部分的厚度与第二部分的厚度大致相同。此时,半导体激光装置的制造变容易。
(12)本发明再一方面的半导体激光装置包括导电性的支撑部件;绝缘层;第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于第一半导体层中的第一的一方电极和形成于第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于第二半导体层中的第二的一方电极和形成于第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,其中,第一半导体层包含绝缘性的第一电流狭窄层,变窄从第一的一方电极流向第一的另一方电极的电流,第二半导体层包含第二电流狭窄层,变窄从第二的一方电极流向第二的另一方电极的电流,导电层形成于第一电流狭窄层的规定区域中,以与第一的一方电极绝缘,在支撑部件上设置第一半导体激光元件,使第一的另一方电极位于支撑部件侧,在导电层上设置第二半导体激光元件,使第二的一方电极与导电层电气连接,第二的另一方电极与第一的另一方电极电气连接,导电层正下方的第一电流狭窄层中产生的电容值为第二电流狭窄层中产生的电容值以下。
就该半导体激光装置而言,通过向第一的一方电极与第一的另一方电极之间施加电压,从第一半导体激光元件射出第一波长的光。此外,通过向与第一电流狭窄层规定区域上的导电层电气连接的第二的一方电极与第二的另一方电极之间施加电压,从第二半导体激光元件射出第二波长的光。
此时,在第二半导体激光元件驱动时,绝缘性的第一和第二电流狭窄层用作电介质。这里,第一电流狭窄层中产生的电容值为第二电流狭窄层中产生的电容值以下。由此,因为第一电流狭窄层的电容值小,所以第一电流狭窄层的影响造成的第二半导体激光元件的截止频率下降变得足够小。结果,充分抑制因第一电流狭窄层的影响而造成的第二半导体激光元件之高频特性的恶化。
此外,第一的另一方电极与第二的另一方电极电气连接。由此,通过分别向第一和第二的一方电极施加电压,可单独驱动第一和第二半导体激光元件。结果,可容易控制第一和第二半导体激光元件的驱动电压。
这样,在容易控制驱动电压的同时,可充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
并且,通过使形成多个第一半导体激光元件的晶片与形成多个第二半导体激光元件的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置。此时,各第一半导体激光元件与各第二半导体激光元件的位置精度提高。结果,第一和第二半导体激光元件的发光点的定位精度提高。
此外,配置第一和第二半导体激光元件,使第一和第二的一方电极相对。由此,因为第一和第二半导体层靠近,所以可使第一和第二半导体激光元件的发光点相互接近。
(13)也可以是第一电流狭窄层中产生的电容值为第二电流狭窄层中产生的电容值的1/5以下。此时,因为第一电流狭窄层的电容值极小,所以第一电流狭窄层的影响造成的第一和第二半导体激光元件的截止频率的下降明显变小。结果,非常充分地抑制了第一电流狭窄层的影响造成的第一和第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
第一电流狭窄层中产生的电容值也可以是约10pF以下。此时,因为第一电流狭窄层的电容值约为10pF以下,所以第一电流狭窄层的影响造成的第一和第二半导体激光元件之截止频率的下降变小。结果,充分地抑制了第一电流狭窄层的影响造成的第一和第二半导体激光元件的高频特性的恶化。
(14)也可以是第一半导体激光元件具有第一光波导路径,第二半导体激光元件具有第二光波导路径,对应于第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分具有比去除第一部分的导电层正下方的第一电流狭窄层的第二部分高的导热性。
这里,在从第二光波导路径的两个端面射出光的情况下,所谓光射出端面是指比另一方端面射出更多光的端面。
此时,在第一半导体激光元件驱动时,在第一光波导路径产生第一波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第一波长的光。此时,第一光波导路径产生的热被传递到支撑部件,由支撑部件释放。
此外,在第二半导体激光元件驱动时,在第二光波导路径产生第二波长的光的同时,从光射出侧的端面射出第二波长的光。此时,第二光波导路径产生的热通过包含导电层正下方的第一电流狭窄层的第一半导体激光元件,而被传递到支撑部件,由支撑部件释放。第二光波导路径中,光射出端面侧的区域的发热量比其它区域大。
由此,第二光波导路径中光射出端面侧的区域集中产生的热通过具有高导热性的导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分,高效地传递到第一半导体激光元件。
因此,在确保第一半导体激光元件与第二半导体激光元件之间的电气绝缘的同时,局部提高第二半导体激光元件的放热性。结果,半导体激光装置的放热性变好。
(15)也可以是导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分具有比第二部分小的厚度。此时,导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分之导热性比第二部分的导热性高。因此,可容易地使导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,因为第二部分的厚度比第二部分的厚度大,所以即便第一部分的厚度小,也可将导电层正下方的第一电流狭窄层整体的绝缘性下降抑制得小。
(16)也可以是导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分包含具有第一导热率的第一材料,导电层正下方的第一电流狭窄层的第二部分包含具有比第一部分低的第二导热率的第二材料。此时,可容易地使导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分的导热性比第二部分的导热性高。此外,通过选择第一材料,可将导电层正下方的第一电流狭窄层整体的绝缘性下降抑制得小。
并且,通过选择第一材料和第二材料,可使第一部分的厚度与第二部分的厚度大致相同。此时,半导体激光装置的制造变容易。
(17)、(20)、(23)
也可以是还具备副基板,***支撑部件与第一半导体激光元件之间,具有规定厚度。此时,可调整第一和第二半导体激光元件的发光点位置。
(18)、(21)、(24)
也可以是第一半导体激光元件包含氮化物类半导体。氮化物类半导体的导热率高。由此,第一半导体激光元件的放热性提高。此外,因为在第一半导体激光元件上层积第二半导体激光元件,所以第二半导体激光元的放热性也提高。
(19)、(22)、(25)
也可以是第一和第二另一方电极在相互电气连接的同时,与支撑部件电气绝缘。此时,可向第一和第二另一方电极分别施加电压。
(其它)
半导体激光装置也可进一步具备形成于第二半导体激光元件与导电层之间的导电性融着层。由此,即便在第二半导体激光元件与导电层之间的接合部分中有间隙的情况下,也可向该间隔中填充融着层。由此,可防止在第二半导体激光元件与导电层之间产生空隙。
结果,在第二半导体激光元件驱动时,由第二半导体激光元件产生的热通过融着层被有效地传递到第一半导体激光元件,由支撑部件释放。因此,半导体激光装置的放热性进一步变好。
也可以是第一部分与第二光波导路径平行地从第二半导体激光元件的一个端面向另一端面延伸。由此,第二光波导路径产生的热被有效地传递到第一半导体激光元件,由支撑部件释放。
根据本发明的半导体激光装置,可在驱动电压的控制变容易的同时,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的半导体激光元件的高频特性的恶化。
附图说明
图1是表示第一实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图2是表示取下图1的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图3是表示取下图1的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图4是表示第一实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图5是用于说明图2的副基板和绝缘层作为电介质的作用的等效电路图。
图6是表示图2的红色半导体激光元件驱动时在绝缘层中产生的电容值与绝缘层的厚度的关系图。
图7是说明蓝紫色半导体激光元件的构造细节的模式截面图。
图8是说明红色半导体激光元件的构造细节的模式截面图。
图9是说明红外半导体激光元件的构造细节的模式截面图。
图10是表示取下第二实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图11是表示取下第二实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图12是用于说明图10的绝缘层作为电介质的作用的等效电路图。
图13是表示取下第三实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图14是表示取下第三实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图15是表示第四实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图16是表示取下图15的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图17是表示取下图15的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图18是表示第四实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图19是表示取下第五实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图20是表示取下第五实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图21是表示第五实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图22是表示取下第六实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图23是表示取下第六实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图24是表示图22的蓝紫色半导体激光元件驱动时在电流阻碍层中产生的电容值与电流阻碍层的厚度的关系图。
图25是表示第七实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图26是表示取下图25的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图27是表示取下图25的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图28是图2的局部放大正面图。
图29是表示第七实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图30是用于说明图2的副基板和绝缘层作为电介质的作用的等效电路图。
图31是说明蓝紫色半导体激光元件的构造细节的模式截面图。
图32是说明XY平面中的放热用绝缘层的形状的图25的半导体激光装置的上面图。
图33是表示第七实施方式的半导体激光装置的绝缘层的另一构成例的局部放大正面图。
图34是表示第七实施方式的半导体激光装置的绝缘层的另一构成例的局部放大正面图。
图35是表示第七实施方式的半导体激光装置的绝缘层的另一构成例的局部放大正面图。
图36是表示取下第八实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图37是表示取下第八实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图38是用于说明图36的绝缘层作为电介质的作用的等效电路图。
图39是表示取下第九实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图40是表示取下第九实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图41是表示第十实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图42是表示取下图41的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图43是表示取下图41的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图44是表示第十实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图45是表示取下第十一实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图46是表示取下第十一实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图47是表示第十一实施方式的半导体激光装置的电气布线的电路图。
图48是表示取下第十二实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式正面图。
图49是表示取下第十二实施方式的半导体激光装置的盖体后的状态的模式上面图。
图50是表示日本专利特开2001~230502号公报中记载的半导体激光装置的模式图。
图51是表示图50的半导体激光装置的电气布线的电路图。
具体实施方式
下面,说明本发明一实施方式的半导体激光装置。
1.第一实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第一实施方式的半导体激光装置具备第一半导体激光元件和第二半导体激光元件。第一半导体激光元件射出的激光波长与第二半导体激光元件射出的激光波长不同。
在以下的说明中,将射出蓝紫色激光(波长为400nm左右)的半导体激光元件(下面称为蓝紫色半导体激光元件)用作第一半导体激光元件。
此外,将射出红色激光(波长为658nm左右)的半导体激光元件(下面称为红色半导体激光元件)用作第二半导体激光元件。
图1是表示第一实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图1中,半导体激光装置500包括导电性封装主体3、供电管脚1a、1b、2和盖体4。
在封装主体3中,设置有后述多个半导体激光元件,并由盖体4密封。在盖体4中,设置有取出窗4a。取出窗4a由透过激光的材料构成。此外,供电管脚2与封装主体3机械地和电气地连接。供电管脚2被用作接地端子。
说明半导体激光装置500的细节。下面,将射出来自半导体激光元件的激光的方向作为正面来说明。
图2是表示取下图1的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式正面图,图3是表示取下图1的半导体激光装置500之盖体4后的状态的模式上面图。
在以下的说明中,如图2和图3所示,将来自蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的激光的射出方向定义为X方向,将在垂直于X方向的面内相互正交的两个方向定义为Y方向和Z方向。
如图2所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。支撑部件5由导电性和导热性好的材料构成,融着层H由AuSn(金锡)构成。
在融着层H上,设置在上面和下面具备导电层31a、31b的绝缘性的副基板31。副基板31由AlN(氮化铝)构成。副基板31的厚度例如约为200μm左右。
在副基板31的导电层31a上,经由AuSn构成的融着层H而粘接蓝紫色半导体激光元件10。
蓝紫色半导体激光元件10具有包含p侧衬垫电极10a、n侧衬垫电极10b和电流阻碍层10c的层积结构。蓝紫色半导体激光元件10设置成p侧衬垫电极10a构成为支撑部件5侧。
在图2中,n侧衬垫电极10b位于蓝紫色半导体激光元件10的上面侧,p侧衬垫电极10a位于蓝紫色半导体激光元件10的下面侧。此外,在p侧衬垫电极10a上具有***部Ri,在***部Ri的两侧具有电流阻碍层10c。蓝紫色半导体激光元件10的细节如后所述。
在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上设置有由SiO2(氧化硅)构成的绝缘层32。在以下的说明中,将该绝缘层32的厚度设为t32。绝缘层32的厚度t32的细节如后所述。
在绝缘层32上,形成包含Au的导电层32a。在导电层32a上,经由AuSn构成的融着层H而粘接红色半导体激光元件20。
红色半导体激光元件20具有包含p侧衬垫电极20a、n侧衬垫电极20b和第一电流阻碍层20c的层积结构。红色半导体激光元件20设置成p侧衬垫电极20a构成为支撑部件5侧。
在图2中,n侧衬垫电极20b位于红色半导体激光元件20的上面侧,p侧衬垫电极20a位于红色半导体激光元件20的下面侧。此外,在p侧衬垫电极20a上具有***部Ri,在***部Ri的两侧具有第一电流阻碍层20c。红色半导体激光元件20的细节如后所述。
设置成蓝紫色半导体激光元件10位于盖体4的取出窗4a(参照图1)的中央部。
如图2和图3所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z而与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W4电气连接于副基板31上的导电层31a上。供电管脚1b经引线W1电气连接于绝缘层32上的导电层32a。
另一方面,支撑部件5的露出的上面与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b利用引线W3而电气连接,支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2而电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,而能够单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
图4是表示第一实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,供电管脚2在与支撑部件5电气连接的同时,与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。
另一方面,蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a和红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a与支撑部件5、即供电管脚2电气绝缘。
在第一实施方式的半导体激光装置500中,通过向供电管脚1a、1b之一施加比接地电位高的电压,而能够单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。结果,使各半导体激光元件的驱动电压控制变得较为容易。
(2)副基板和绝缘层作为电介质的作用及其效果
但是,上述半导体激光装置500被设置在光拾取器装置等中。一般地,利用交流电压来驱动光拾取器装置。即,利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。此时,图2的副基板31和绝缘层32用作电介质。
图5是用于说明图2的副基板31和绝缘层32作为电介质的作用的等效电路图。
图5(a)表示驱动蓝紫色半导体激光元件10时的等效电路图,图5(b)表示驱动红色半导体激光元件20时的等效电路图。
在利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,蓝紫色半导体激光元件10如图5(a)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质。此时,绝缘性的副基板31用作与蓝紫色半导体激光元件10并联连接的电介质。
一般地,用下式来表示绝缘性的层中产生的电容值。
C1=εs·ε0·S/d…(1)
C1为绝缘性的层中产生的电容值,εs为绝缘性的层的比介电常数,ε0为真空的介电常数。此外,S为绝缘性的层的面积,D为绝缘性的层的厚度。
在第一实施方式中,作为绝缘性的层的电流阻碍层10c具有0.5μm的厚度(Z方向)。此外,蓝紫色半导体激光元件10具有约350μm的宽度(Y方向),具有约600μm的长度(X方向)。
此外,由SiO2构成的电流阻碍层10c的比介电常数为4,真空的介电常数为8.854×10-12F/m。
形成于蓝紫色半导体激光元件10上的***部Ri的宽度(Y方向)与蓝紫色半导体激光元件10的宽度相比,非常小。这里,将电流阻碍层10c的厚度、宽度和长度设为0.5μm、350μm和600μm。此时,若根据式(1)来求出电流阻碍层10c中产生的电容值,则电流阻碍层10c中产生的电容值约为15pF。
相反,副基板31的厚度约为200μm。在蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)约为350μm、并且长度(X方向)约为600μm的情况下,若根据式(1)来求出副基板31中产生的电容值,则蓝紫色半导体激光元件10驱动时在副基板31中产生的电容值约为100fF以下。
这样,在第一实施方式中,在副基板31中产生的电容值与在蓝紫色半导体激光元件10的电流阻碍层10c中产生的电容值相比,示出非常小的值。
因此,在仅驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,副基板31和电流阻碍层10c中产生的电容值的合计(以下称为实效电容值)与电流阻碍层10c中产生的电容值大致相等。
根据实效电容值来算出蓝紫色半导体激光元件10的截止频率。截止频率越高,则半导体激光元件驱动时的高频特性越好。
简单地由下式来表示半导体激光元件的截止频率。
fT = 1 2 π LC · · · ( 2 )
fT是半导体激光元件的截止频率,L是半导体激光元件的电感,C是半导体激光元件驱动时的实效电容值。
此时,如式(2)所示,蓝紫色半导体激光元件10的截止频率与实效电容值的1/2次方成反比。因此,蓝紫色半导体激光元件10的实效电容值越小,则截止频率越高。
如上所述,在副基板31中产生的电容值与在电流阻碍层10c中产生的电容值相比为非常小的情况下,因副基板31的影响而造成的截止频率的下降变得足够小。结果,充分抑制副基板31的影响造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性的恶化。
另一方面,在利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20的情况下,红色半导体激光元件20如图5(b)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质。此时,绝缘层32用作与红色半导体激光元件20并联连接的电介质。
在第一实施方式中,作为过渡层作用的第一电流阻碍层20c具有0.5μm的厚度(Z方向)。此外,红色半导体激光元件20具有约200μm的宽度(Y方向),具有约600μm的长度(X方向)。此外,作为过渡层作用的第一电流阻碍层20c由AlInP构成。
形成于红色半导体激光元件20中的***部Ri的宽度(Y方向)与红色半导体激光元件20的宽度相比,非常小。这里,将第一电流阻碍层20c的厚度、宽度和长度设为0.5μm、200μm和600μm。此外,AlInP的比介电常数约为13。此时,若根据式(1)来求出第一电流阻碍层20c中产生的电容值,则第一电流阻碍层20c中产生的电容值约为28pF。
这里,绝缘层32的厚度t32被设定成绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
例如,在绝缘层32的宽度(Y方向)约为300μm,并且长度(X方向)约为600μm的情况下,根据厚度t32和上述式(1)算出红色半导体激光元件20驱动时绝缘层32中产生的电容值。即,绝缘层32中产生的电容值具有与厚度t32成反比的关系。
图6是表示图2的红色半导体激光元件20驱动时在绝缘层32中产生的电容值与绝缘层32的厚度的关系图。在图6中,纵轴表示电容值,横轴表示绝缘层32的厚度t32。
根据图6,为了使在绝缘层32中产生的电容值为红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下,需要将绝缘层32的厚度t32设定为0.23μm以上。
通过将绝缘层32的厚度t32设定为0.23μm以上,可使绝缘层32中产生的电容值为红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
此时的实效电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值与绝缘层32中产生的电容值的加法值,所以为第一电流阻碍层20c中产生的电容值的两倍以下。
根据式(2),红色半导体激光元件20的截止频率与实效电容值的1/2次方成反比。其结果,在绝缘层32中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下时的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约三成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下,可使因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,充分抑制红色半导体激光元件20的高频特性恶化。
这里,说明蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的构造细节。
(3)蓝紫色半导体激光元件的构造细节
根据图7,在说明制作方法的同时,说明蓝紫色半导体激光元件10的构造细节。
图7是说明蓝紫色半导体激光元件10的构造细节的模式截面图。在以下的说明中,与图2和图3一样定义X方向、Y方向和Z方向。
在制造蓝紫色半导体激光元件10时,在n-GaN基板1s上形成具有层积结构的半导体层。n-GaN基板1s将(0001)Ga面设为表面,具有约100μm的厚度。此外,向n-GaN基板1s中掺杂O(氧)。
如图7(a)所示,在n-GaN基板1s上,作为具有层积结构的半导体层,顺序形成n-GaN层101、n-AlGaN包层102、n-GaN导光层103、MQW(多重量子井户)活性层104、未掺杂AlGaN顶(cap)层105、未掺杂GaN导光层106、p-AlGaN包层107和未掺杂GaInN接触层108。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相淀积法)来进行。
如图7(b)所示,MQW活性层104具有将四个未掺杂GaInN壁垒层104a与三个未掺杂GaInN井户层104b交互层积的结构。
这里,例如n-AlGaN包层102的Al组成为0.15,Ga组成为0.85。向n-GaN层101和n-AlGaN包层102掺杂Si。
此外,未掺杂GaInN壁垒层104a的Ga组成为0.95,In组成为0.05。未掺杂GaInN井户层104b的Ga组成为0.90,In组成为0.10。p-AlGaN顶层105的Al组成为0.30,Ga组成为0.70。
而且,p-AlGaN包层107的Al组成为0.15,Ga组成为0.85。向p-AlGaN包层107中掺杂Mg。未掺杂GaInN接触层108的Ga组成为0.95,In组成为0.05。
在上述半导体层中,在p-AlGaN包层107中形成沿X方向延伸的带状***部Ri。p-AlGaN包层107的***部Ri具有约1.5μm的宽度。
未掺杂GaInN接触层108形成于p-AlGaN包层107的***部Ri的上面。并且,在其上形成由Pd/Pt/Au构成的p电极110。
在p-AlGaN包层107的平坦部上面和***部Ri的侧面、未掺杂GaInN接触层108的侧面和P电极110的上面及侧面中,形成由SiO2构成的电流阻碍层10c,利用蚀刻去除形成于p电极110上的电流阻碍层10c。此外,利用溅射法、真空淀积法或电子束淀积法形成p侧衬垫电极10a,以覆盖露出到外部的p电极110和电流阻碍层10c的上面。
这样,在n-GaN基板1s的一面侧形成了具有层积结构的半导体层。此外,在n-GaN基板1s的另一面侧形成由Ti/Pt/Au构成的n侧衬垫电极10b。而且,在n侧衬垫电极10b上的一部分区域中,形成由SiO2构成的绝缘层32,在绝缘层32上形成包含Au的导电层32a。
如上所述,在第一实施方式中,由SiO2构成的电流阻碍层10c具有例如0.5μm的厚度。
在该蓝紫色半导体激光元件10中,在***部Ri下方的MQW活性层104的位置形成蓝紫色发光点。其中,MQW活性层104相当于蓝紫色半导体激光元件10的pn接合面。
(4)红色半导体激光元件的构造细节
根据图8,在说明制作方法的同时,说明红色半导体激光元件20的构造细节。
图8是说明红色半导体激光元件20的构造细节的模式截面图。
在制造红色半导体激光元件20时,在n-GaAs基板5X上形成具有层积结构的半导体层。向该n-GaAs基板5X中掺杂Si。
如图8(a)所示,在n-GaAs基板5X上,作为具有层积结构的半导体层,顺序形成n-GaAs层201、n-AlGaInP包层202、未掺杂AlGaInP导光层203、MQW(多重量子井户)活性层204、未掺杂AlGaInP导光层205、p-AlGaInP第一包层206、p-InGaP蚀刻停止层207、p-AlGaInP第二包层208和p-接触层209。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相淀积法)来进行。
如图8(b)所示,MQW活性层204具有将两个未掺杂AlGaInP壁垒层204a与三个未掺杂InGaP井户层204b交互层积的构造。
这里,例如n-AlGaInP包层202的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。向n-GaAs层201和n-AlGaInP包层202掺杂Si。
未掺杂AlGaInP导光层203的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。
此外,未掺杂AlGaInP壁垒层204a的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。未掺杂InGaP井户层204b的In组成为0.50,Ga组成为0.50。未掺杂AlGaInP导光层205的Al组成为0.50,Ga组成为0.50,In组成为0.50,P组成为0.50。
而且,p-AlGaInP第一包层206的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。p-InGaP蚀刻停止层207的In组成为0.50,P组成为0.50。
p-AlGaInP第二包层208的Al组成为0.70,Ga组成为0.30,In组成为0.50,P组成为0.50。
p-接触层209具有p-GaInP层与p-GaAs层的层积结构。该p-GaInP层的Ga组成为0.50,In组成为0.50。
其中,上述AlGaInP类材料的组成用一般式(AlaGab)0.5IncPd表示时的a为Al组成,b为Ga组成,c为In组成,d为P组成。
向p-AlGaInP第一包层206、p-InGaP蚀刻停止层207、p-AlGaInP第二包层208和p-接触层209的p-GaInP和p-GaAs中掺杂Zn。
p-InGaP蚀刻停止层207上的p-AlGaInP第二包层208和p-接触层209在去除部分区域(中央部)后蚀刻去除。
由此,利用上述半导体层中p-AlGaInP第二包层208和p-接触层209来形成沿X方向延伸的带状***部Ri。p-AlGaInP第二包层208和p-接触层209构成的***部Ri具有约2.5μm的宽度。
在p-InGaP蚀刻停止层207的上面、p-AlGaInP第二包层208的侧面和p-接触层209的侧面中,层积并选择地形成由厚度约为0.5μm构成的第一电流阻碍层20c和厚度约为0.3μm构成的第二电流阻碍层20d。此外,利用溅射法、真空淀积法或电子束淀积法形成Cr/Au构成的p侧衬垫电极20a,以覆盖露出到外部的p-接触层209的上面和第二电流阻碍层20d的上面。
其中,第一电流阻碍层20c由未掺杂AlInP构成,作为过渡层作用。此外,第二电流阻碍层20d由n-GaAs构成。
这样,在n-GaAs基板5X的一面侧形成具有层积结构的半导体层。而且,在n-GaAs基板5X的另一面侧形成由AuGe/Ni/Au构成的n侧衬垫电极20b。
在该红色半导体激光元件20中,在***部Ri下方的MQW活性层204的位置形成红色发光点。其中,MQW活性层204相当于红色半导体激光元件20的pn接合面。
在上述第一实施方式的半导体激光装置500中,也可将射出红外激光(波长为790nm附近)的半导体激光元件(下面称为红外半导体激光元件)用作第二半导体激光元件。此时,如图2、图4和图5的括号所示,在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上粘接红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极。
(5)红外半导体激光元件的构造细节
根据图9,在说明制作方法的同时,说明红外半导体激光元件30的构造细节。
图9是说明红外半导体激光元件30的构造细节的模式截面图。在制造红外半导体激光元件30时,在n-GaAs基板5X上形成具有层积结构的半导体层。向该n-GaAs基板5X中掺杂Si。
如图9(a)所示,在n-GaAs基板5X上,作为具有层积结构的半导体层,顺序形成n-GaAs层301、n-AlGaAs包层302、未掺杂AlGaAs导光层303、MQW(多重量子井户)活性层304、未掺杂AlGaAs导光层305、p-AlGaAs第一包层306、p-AlGaAs蚀刻停止层307、p-AlGaAs第二包层308和p-GaAs接触层309。这些各层的形成例如通过MOCVD法(有机金属化学气相淀积法)来进行。
如图9(b)所示,MQW活性层304具有将两个未掺杂AlGaAs壁垒层304a与三个未掺杂AlGaAs井户层304b交互层积的结构。
这里,例如n-AlGaAs包层302的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。向n-GaAs层301和n-AlGaAs包层302掺杂Si。
未掺杂AlGaAs导光层303的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。此外,未掺杂AlGaAs壁垒层304a的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。未掺杂AlGaAs井户层304b的Al组成为0.10,Ga组成为0.90。未掺杂AlGaAs导光层305的Al组成为0.35,Ga组成为0.65。
并且,p-AlGaAs第一包层306的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。p-AlGaAs蚀刻停止层307的Al组成为0.70,Ga组成为0.30。
p-AlGaAs第二包层308的Al组成为0.45,Ga组成为0.55。
向p-AlGaAs第一包层306、p-AlGaAs蚀刻停止层307、p-AlGaAs第二包层308和p-GaAs接触层309中掺杂Zn。
在上述中,仅在p-AlGaAs蚀刻停止层307的一部分(中央部)中执行在p-AlGaAs蚀刻停止层307上形成p-AlGaAs第二包层308。此外,在p-AlGaAs第二包层308的上面形成p-GaAs接触层309。
由此,利用上述半导体层中p-AlGaAs第二包层308和p-GaAs接触层309来形成沿X方向延伸的带状***部Ri。p-AlGaAs第二包层308和p-GaAs接触层309构成的***部Ri具有约2.8μm的宽度。
在p-AlGaAs蚀刻停止层307的上面、p-AlGaAs第二包层308的侧面和p-GaAs接触层309的侧面中,层积并有选择地形成由厚度约为0.5μm构成的第一电流阻碍层30c和厚度约为0.3μm构成的第二电流阻碍层30d。此外,利用溅射法、真空淀积法或电子束淀积法形成Cr/Au构成的p侧衬垫电极30a,以覆盖露出到外部的p-GaAs接触层309的上面和第二电流阻碍层30d的上面。
此外,第一电流阻碍层30c由未掺杂AlGaAs构成,作为过渡层作用。第二电流阻碍层20d由n-GaAs构成。第一电流阻碍层30c的Al组成为0.65,Ga组成为0.35。
这样,在n-GaAs基板5X的一面侧形成具有层积结构的半导体层。并且,在n-GaAs基板5X的另一面侧形成由AuGe/Ni/Au构成的n侧衬垫电极30b。
在该红外半导体激光元件30中,在***部Ri下方的MQW活性层304的位置形成红外发光点。此外,MQW活性层304相当于红外半导体激光元件30的pn接合面。
即便在使用射出红外激光(波长为790nm附近)的红外半导体激光元件30作为第二半导体激光元件的情况下,也可通过将绝缘层32的厚度t32设定为0.23μm以上,使绝缘层32中产生的电容值为红色半导体激光元件30的第一电流阻碍层30c中产生的电容值以下。
由此,可得到与使用红色半导体激光元件20作为第二半导体激光元件时一样的效果。
(6)半导体激光装置的其它构成例及其效果
此外,在第一实施方式的半导体激光装置500中,也可将绝缘层32的厚度t32设定为0.46μm以上,将绝缘层32中产生的电容值设为红色半导体激光元件20或红外半导体激光元件30的第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/2以下。
在绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/2以下时的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约二成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/2以下,可使绝缘层32的影响造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率下降变得更小。即,进一步充分抑制因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的高频特性恶化。
此外,在第一实施方式的半导体激光装置500中,也可将绝缘层32的厚度t32设定为1.20μm以上,将绝缘层32中产生的电容值设为红色半导体激光元件20或红外半导体激光元件30的第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/5以下。
绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/5以下时的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约一成。
一般地,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率因半导体激光元件的配置差异等而在大约一成的范围内变化。因此,若红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率下降被停留至大约一成,则可基本上忽视截止频率的恶化。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/5以下,可使绝缘层32的影响造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率下降明显变小。即,非常充分地抑制因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的高频特性恶化。
在第一实施方式中,在绝缘层32中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。此外,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。由此,可在蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的驱动电压的控制变容易的同时,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
(7)半导体激光装置的其它效果
通过使形成多个蓝紫色半导体激光元件10的晶片与形成多个红色半导体激光元件20的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置500。此时,各蓝紫色半导体激光元件10与各红色半导体激光元件20的位置精度提高。结果,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点定位精度提高。
此外,通过在支撑部件5与蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31,可调整蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点位置。
通过将包含氮化物类半导体的蓝紫色半导体激光元件10用作第一半导体激光元件,来提高蓝紫色半导体激光元件10的放热性。此外,因为在蓝紫色半导体激光元件10上层积红色半导体激光元件20,所以红色半导体激光元件20的放热性也提高。
蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20产生的热从支撑部件5释放。在第一实施方式中,在支撑部件5上设置蓝紫色半导体激光元件10,使p侧衬垫电极10a位于支撑部件5侧。由此,蓝紫色半导体激光元件10的发光点靠近支撑部件5。结果,蓝紫色半导体激光元件10的放热性提高。
红色半导体激光元件20被设置成p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。由此,因为红色半导体激光元件20的发光点靠近支撑部件5,所以放热性提高。
在上述中,在作为第一半导体激光元件的蓝紫色半导体激光元件10上层积作为第二半导体激光元件的红色半导体激光元件20。但是,也可在蓝紫色半导体激光元件10上,沿Y方向同时设置多个半导体激光元件,而不仅是一个半导体激光元件。此时,可使从半导体激光装置500射出的激光种类(波长)和数量增加。
此外,在上述中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b都被连接于支撑部件5上。但是,也可以电气绝缘n侧衬垫电极10b、20b与支撑部件5。
此时,可实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的浮动连线。由此,能够向与蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极10b、20b电气连接的供电管脚施加任意电压。结果,基于半导体激光装置500的驱动装置的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的驱动电压的控制变得容易。
(8)权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
第一实施方式中,支撑部件5相当于支撑部件,绝缘层32相当于绝缘层,导电层32a相当于导电层。
此外,n-GaN基板1s相当于第一基板,n-GaN基板1s上的半导体层相当于第一半导体层,p侧衬垫电极10a相当于第一的一方电极,n侧衬垫电极10b相当于第一的另一方电极,蓝紫色激光相当于第一波长光,蓝紫色半导体激光元件10相当于第一半导体激光元件。
而且,n-GaAs基板5X相当于第二基板,n-GaAs基板5X上的半导体层相当于第二半导体层,p侧衬垫电极20a和p侧衬垫电极30a相当于第二的一方电极,n侧衬垫电极20b和n侧衬垫电极30b相当于第二的另一方电极,红色激光和红外激光相当于第二波长光,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30相当于第二半导体激光元件,第一电流阻碍层20c和第一电流阻碍层30c相当于电流狭窄层。
2.第二实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第二实施方式的半导体激光装置在以下方面与第一实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图10是表示取下第二实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图11是表示取下第二实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图10所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。
在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a上,设置由SiO2(氧化硅)构成的绝缘层32。在第二实施方式中,也将该绝缘层32的厚度设为t32。绝缘层32的厚度t32之细节如后所述。
在绝缘层32上,形成包含Au的导电层32a。在导电层32a上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。
如图10的括号所示,也可以在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。此外,在蓝紫色半导体激光元件10上层积有红外半导体激光元件30的情况下,设置红外半导体激光元件30,使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
如图10和图11所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。供电管脚1b经引线W1与绝缘层32上的导电层32a电气连接。支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2电气连接。
蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b在支撑部件5上经融着层H电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。第二实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图4一样。因此,第二实施方式的半导体激光装置500中各半导体激光元件的驱动电压控制也变得容易。
(2)绝缘层作为电介质的作用及其效果
利用交流电压来驱动第二实施方式的半导体激光装置500的情况下,图10的绝缘层32与第一实施方式一样,用作电介质。
图12是用于说明图10的绝缘层32作为电介质的作用的等效电路图。
图12(a)表示驱动蓝紫色半导体激光元件10时的等效电路图,图12(b)表示驱动红色半导体激光元件20时的等效电路图。
在利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,蓝紫色半导体激光元件10如图12(a)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质。此外,红色半导体激光元件20如图12(a)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质,将pn接合面表示为电介质。并且,与第一实施方式一样,绝缘层32用作电介质。
这样,在利用交流电压驱动蓝紫色半导体激光元件10时,绝缘层32与红色半导体激光元件20的串联电路并联连接于蓝紫色半导体激光元件10上。
另一方面,在利用交流电压驱动红色半导体激光元件20的情况下,红色半导体激光元件20如图12(b)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质。
此外,蓝紫色半导体激光元件10如图12(b)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质,将pn接合面表示为电介质。此时,绝缘层32也用作电介质。
如图12(a)、(b)所示,在驱动一个半导体激光元件时,与绝缘层32串联地连接另一电流阻碍层和pn接合面。由此,降低了基于绝缘层32和另一半导体激光元件的电流阻碍层和pn接合面的合成电容值。结果,降低绝缘层32对一个半导体激光元件造成的影响。
此外,如第一实施方式中说明的那样,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,电流阻碍层10c中产生的电容值约为15pF。由此,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,最好将绝缘层32中产生的电容值设为约15pF以下。此时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性恶化。
此外,在红色半导体激光元件20驱动时,第一电流阻碍层20c中产生的电容值约为28pF。由此,在红色半导体激光元件20驱动时,最好将绝缘层32中产生的电容值设为约28pF以下。此时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性恶化。
如上所述,通过将绝缘层32中产生的电容值设为约15pF以下,可以充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20各自的高频特性恶化。
因此,在第二实施方式中,设定绝缘层32的厚度t32,使在绝缘层32中产生的电容值为在电流阻碍层10c、20c中产生的电容值以下。
根据图6,为了使绝缘层32中产生的电容值约为15pF以下,需要将绝缘层32的厚度t32设定为0.43μm以上。
通过将绝缘层32的厚度t32设定为0.43μm以上,可使绝缘层32中产生的电容值为蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的电流阻碍层10c、20c中产生的电容值以下。
此时的实效电容值为电流阻碍层10c、20c中产生的电容值的两倍以下。结果,在绝缘层32中产生的电容值为电流阻碍层10c、20c中产生的电容值以下时的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约3成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为电流阻碍层10c、20c中产生的电容值以下,可使因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,均充分抑制因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,也可将绝缘层32的厚度t32设定为0.86μm以上,可使在绝缘层32中产生的电容值为在蓝紫色半导体激光元件10的电流阻碍层10c中产生的电容值的大约1/2以下。
在绝缘层32中产生的电容值为在电流阻碍层10c中产生的电容值的大约1/2以下时的蓝紫色半导体激光元件10的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约两成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为电流阻碍层10c中产生的电容值的大约1/2以下,可使因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的截止频率下降变得更小。即,进一步充分抑制因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性恶化。
而且,对于蓝紫色半导体激光元件10,红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值比电流阻碍层10c大。因此,因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降也变得更小。即,进一步充分抑制因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,也可将绝缘层32的厚度t32设定为1.20μm以上,将绝缘层32中产生的电容值设为蓝紫色半导体激光元件10的电流阻碍层10c中产生的电容值的大约1/5以下。
绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c、30c中产生的电容值的大约1/5以下时的蓝紫色半导体激光元件10的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约一成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使实效电容值为电流阻碍层10c中产生的电容值的大约1/5以下,可使因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的截止频率下降明显变小。即,非常充分地抑制因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性恶化。
并且,对于蓝紫色半导体激光元件10,红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值比电流阻碍层10c大。因此,绝缘层32的影响造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降也明显变小。基本上可忽视。即,非常充分地降低因绝缘层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性恶化。
也可将绝缘层32的厚度t32设定为0.65μm以上。根据图6,通过将绝缘层32的厚度t32设定为0.65μm以上,可使绝缘层32中产生的电容值为10pF以下。因此,蓝紫色半导体激光元件10驱动时的蓝紫色半导体激光元件10的实效电容值大约为23~24pF左右。其中,这里不考虑红色半导体激光元件20的pn接合面中产生的电容值。
通常,蓝紫色半导体激光元件10的电感大约为3nH。根据上述实效电容值和上述式(2),算出蓝紫色半导体激光元件10的截止频率。在绝缘层32中产生的电容值为10pF以下的情况下,蓝紫色半导体激光元件10的截止频率为600MHz以上。
一般地,就具备蓝紫色半导体激光元件10的光拾取器装置而言,最好将蓝紫色半导体激光元件10的截止频率设定为600MHz以上。
因此,就第二实施方式的半导体激光装置500而言,通过将绝缘层32的厚度t32设定为0.65μm以上,可以将蓝紫色半导体激光元件10的截止频率设定为600MHz以上,在用于光拾取器装置等中时得到良好的性能。
在第二实施方式中,在绝缘层32中产生的电容值是电流阻碍层10c和第一电阻阻碍层20c中产生的电容值中小的一方的电容值以下。此外,电气连接蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b。由此,可在蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的驱动电压的控制变得容易的同时,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
(3)半导体激光装置的其它效果
通过使形成多个蓝紫色半导体激光元件10的晶片与形成多个红色半导体激光元件20的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置500。此时,各蓝紫色半导体激光元件10与各红色半导体激光元件20的位置精度提高。结果,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点定位精度提高。
此外,蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20被配置成p侧衬垫电极10a和p侧衬垫电极20a经绝缘层32相对。由此,因为蓝紫色半导体激光元件10的半导体层与红色半导体激光元件20的半导体层接近,所以能够使蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点相互靠近。从而,当从蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20射出的激光透过聚光透镜时,能够抑制透镜产生的象差。
在第二实施方式的半导体激光装置500中,在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间未设置副基板31,但也可在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31。
此时,可利用副基板31的厚度来调整蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的各发光点位置。
此外,在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31的情况下,也可以利用副基板31来电气绝缘蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b与支撑部件5。此时,能够实现蓝紫色半导体激光元件10的浮动连线。由此,可以向与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b电气连接的供电管脚施加任意电压。结果,基于半导体激光装置500的驱动装置的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20之驱动电压控制变得容易。
(4)权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
在第二实施方式中,电流阻碍层10c相当于第一电流狭窄层,第一电流阻碍层20c、30c相当于第二电流狭窄层。
3.第三实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第三实施方式的半导体激光装置在以下方面与第二实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图13是表示取下第三实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图14是表示取下第三实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图13所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在第三实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)和长度(X方向)比第一实施方式的蓝紫色半导体激光元件10大。
蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a形成在形成于半导体层中的电流阻碍层10c的部分区域中。由此,电流阻碍层10c使在p侧衬垫电极10a下而流入蓝紫色半导体激光元件10中的电流变窄。即,在p侧衬垫电极10a下形成***部Ri。如上所述,电流阻碍层10c由SiO2构成。
在XY平面中,在与p侧衬垫电极10a间隔的状态下,在电流阻碍层10c的其它区域中形成包含Au的导电层33。将XY平面中的导电层33的形成区域称为导电层形成区域。
在导电层33上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,以使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。
如图13的括号所示,也可以在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。
如图13和图14所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。供电管脚1b经引线W1与导电层33电气连接。支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2电气连接。
蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b在支撑部件5上经融着层H电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
第三实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图4一样。因此,第三实施方式的半导体激光装置500中各半导体激光元件的驱动电压控制也变得容易。
(2)电流阻碍层作为电介质的作用及其效果
这里,在第三实施方式中,当利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。因此,在第三实施方式中,最好导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
如第一实施方式所示,在第一电流阻碍层20c的厚度、宽度和长度为0.5μm、200μm和600μm的情况下,在第一电流阻碍层20c中产生的电容值大约为28pF。
这里,XY平面中的导电层形成区域的面积与第一实施方式中说明的绝缘层32(导电层32a)相同。即,导电层形成区域的宽度(Y方向)大约为300μm,长度(X方向)大约为600μm。
因此,为了使在导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值设为大约28pF以下,需要根据图6将电流阻碍层10c的厚度设定为0.23μm以上。
这样,通过将电流阻碍层10c的厚度设定为0.23μm以上,可使电流阻碍层10c中产生的电容值为红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
此时的实效电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值的两倍以下。结果,在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下时的红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置电流阻碍层10c时的截止频率最多下降大约三成。
这样,通过设定电流阻碍层10c的厚度,使在电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下,可使因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,均充分抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
其中,也可将电流阻碍层10c的厚度设定为0.46μm以上,可使在电流阻碍层10c中产生的电容值为在红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/2以下。
在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/2以下时的红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降大约两成。
这样,通过设定电流阻碍层10c的厚度,使在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/2以下,可使因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降变得更小。即,进一步充分抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,也可将电流阻碍层10c的厚度设定为1.20μm以上,将在电流阻碍层10c中产生的电容值设为在红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/5以下。
在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/5以下时的红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置电流阻碍层10c时的截止频率最多下降大约一成。
一般地,半导体激光元件的截止频率因半导体激光元件的配置差异等而在大约一成的范围内变化。因此,若红色半导体激光元件20的截止频率下降被停留至大约一成,则可基本上忽视截止频率的恶化。
这样,通过设定电流阻碍层10c的厚度,使在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值的大约1/5以下,可使因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降明显变小。即,非常充分地抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,在上述中,为了调整在电流阻碍层10c中产生的电容值,将电流阻碍层10c的厚度设定为规定值。但是,也可通过设定电流阻碍层10c的材质、宽度(Y方向)和长度(X方向),调整在电流阻碍层10c中产生的电容值。
在第三实施方式中,在电流阻碍层10c中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。此外,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。由此,可在蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的驱动电压的控制变得容易的同时,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
(3)半导体激光装置的其它效果
通过使形成多个蓝紫色半导体激光元件10的晶片与形成多个红色半导体激光元件20的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置500。此时,各蓝紫色半导体激光元件10与各红色半导体激光元件20的位置精度提高。结果,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点定位精度提高。
此外,蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20被配置成p侧衬垫电极10a和p侧衬垫电极20a相对。由此,因为蓝紫色半导体激光元件10的半导体层与红色半导体激光元件20的半导体层接近,所以可使蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点相互靠近。从而,当从蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20射出的激光透过聚光透镜时,可抑制透镜产生的象差。
(4)权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
在第三实施方式中,导电层33相当于导电层,电流阻碍层10c相当于第一电流狭窄层,第一电流阻碍层20c、30c相当于第二电流狭窄层。
4.第四实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第四实施方式的半导体激光装置在以下方面与第一实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图15是表示第四实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
在图15中,第四实施方式的半导体激光装置500除第一实施方式的半导体激光装置500外,还具备供电管脚1c。
图16是表示取下图15的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式正面图,图17是表示取下图15的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式上面图。
如图16所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,与第一实施方式的半导体激光装置500一样,经多个融着层H,顺序层积副基板31、蓝紫色半导体激光元件10、绝缘层32和红色半导体激光元件20。
此外,在本例中,副基板31在上面和下面具备导电层31a、31b。在绝缘层32上形成导电层32a。
如图16的括号所示,也可在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。
如图16和图17所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W4与副基板31上的导电层31a电气连接。由此,供电管脚1a与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与绝缘层32上的导电层32a电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c在经引线W2与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接的同时,经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b电气连接。由此,供电管脚1c用作蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共同n侧衬垫电极。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的同阴极连线。
尤其是在第四实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20分别与导电性支撑部件5电气绝缘。即,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20以从支撑部件5浮起的状态连线。
通过向供电管脚1a、1c之间和供电管脚1b、1c之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
(2)半导体激光装置的效果
图18是表示第四实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20均与导电性支撑部件5电气绝缘。此时,可向供电管脚1c施加任意的电压。
例如,在红色半导体激光元件20驱动时,向供电管脚1c施加接地电位,向供电管脚1a施加比接地电位高的电压。另一方面,在驱动电压比红色半导体激光元件20高的蓝紫色半导体激光元件10驱动时,向供电管脚1c施加负电压,向供电管脚1a施加与红色半导体激光元件20驱动时相同的电压。
这样,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20与导电性支撑部件5电气绝缘。此外,因为可向与蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极10b、20b电气连接的供电管脚1a施加任意电压,所以各半导体激光元件的驱动电压控制变得容易。
在第四实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b彼此电气连接的同时,与导电性支撑部件5电气绝缘。此时,可分别向蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b施加电压。
5.第五实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第五实施方式的半导体激光装置在以下方面与第一实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。第五实施方式的半导体激光装置的外观与图15的半导体激光装置500相同,与第四实施方式一样,除第一实施方式的半导体激光装置500外,还具备供电管脚1c。
图19是表示取下第五实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图20是表示取下第五实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,与第一实施方式的半导体激光装置500一样,经多个融着层H,顺序层积副基板31和蓝紫色半导体激光元件10。在第五实施方式中,副基板31在上面和下面也具备导电层31a、31b。
在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上的部分区域(下面称为第一绝缘区域)中,设置由SiO2构成的绝缘层34。在以下的说明中,将该绝缘层34的厚度设为t34。绝缘层34的厚度t34的细节如后所述。在绝缘层34上,形成包含Au的导电层34a。
并且,在去除第一绝缘区域的蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上的部分区域(下面称为第二绝缘区域)中,设置由SiO2构成的绝缘层35。在以下的说明中,将该绝缘层35的厚度设为t35。绝缘层35的厚度t35的细节如后所述。在绝缘层35上,形成包含Au的导电层35a。
上述第一绝缘区域和第二绝缘区域在n侧衬垫电极10b上彼此间隔。因此,绝缘层34、35上的导电层34a、35a电气绝缘。
在导电层34a上,经融着层H粘接红色半导体激光元件20,使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。在导电层35a上,经融着层H粘接红外半导体激光元件30,使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
这里,在第五实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10具有约700
μm的宽度(Y方向),并具有约600μm的长度(X方向)。红色半导体激光元件20具有约200μm的宽度(Y方向),并具有约600μm的长度(X方向)。红外半导体激光元件30具有约200μm的宽度(Y方向),并具有约600μm的长度(X方向)。
并且,绝缘层34、35与第一实施方式的绝缘层32一样,具有约300μm的宽度(Y方向),并具有约600μm的长度(X方向)。
如图19和图20所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W6与副基板31上的导电层31a电气连接。由此,供电管脚1a与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与绝缘层34上的导电层34a电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c经引线W4与绝缘层35上的导电层35a电气连接。由此,供电管脚1b与红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a电气连接。
支撑部件5的露出上面与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b由引线W2电气连接,支撑部件5的露出上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b由引线W3电气连接,支撑部件5的露出上面与红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b由引线W5电气连接。
由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间、供电管脚1b、2之间和供电管脚1c、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。
图21是表示第五实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,供电管脚2与支撑部件5电气连接的同时,与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。
另一方面,蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a、红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a和红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a与支撑部件5、即供电管脚2电气绝缘。
由此,为了驱动蓝紫色半导体激光元件10,对于供电管脚2,需要向供电管脚1a施加比接地电位高的电压。此外,为了驱动红色半导体激光元件20,对于供电管脚2,需要向供电管脚1b施加比接地电位高的电压。并且,为了驱动红外半导体激光元件30,对于供电管脚2,需要向供电管脚1c施加比接地电位高的电压。
这样,就第五实施方式的半导体激光装置500而言,通过向供电管脚1a、1b、1c之一施加比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。结果,各半导体激光元件的驱动电压控制变得容易。
(2)副基板和绝缘层作为电介质的作用及其效果
在第五实施方式中,当利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10时,副基板31用作电介质。但是,与第一实施方式一样,副基板31的厚度大约为200μm,与电流阻碍层10c的0.5μm相比,明显大。因此,副基板31对蓝紫色半导体激光元件10造成的影响基本上可忽视。
另一方面,当利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,绝缘层34用作电介质。在第五实施方式中,第一电流阻碍层20c的形状与第一实施方式中说明的第一电流阻碍层20c的形状相同。此外,绝缘层34的形状与第一实施方式中说明的绝缘层32的形状相同。
因此,优选将绝缘层34的厚度t34设定为0.23μm以上,更好是设定在0.46μm以上。并且,将绝缘层34的厚度t34设定为1.20μm以上非常好。
另一方面,当利用交流电压来驱动红外半导体激光元件30时,绝缘层35用作电介质。在第五实施方式中,第一电流阻碍层30c的形状与第一实施方式中说明的第一电流阻碍层20c的形状相同。此外,绝缘层35的形状与第一实施方式中说明的绝缘层32的形状相同。
因此,优选将绝缘层35的厚度t34设定为0.23μm以上,更好是设定在0.46μm以上。并且,将绝缘层35的厚度t35设定为1.20μm以上非常好。
在第五实施方式中,说明红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值与红外半导体激光元件30的第一电流阻碍层30c中产生的电容值大致相同的情况。
但是,在第一电流阻碍层20c、30c中分别产生的电容值彼此大不相同的情况下,分别对应地设定厚度t34、t35。
(3)半导体激光装置的其它效果
在第五实施方式中,也可以在彼此相同的基板上制作红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。此时,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30通过具有单片构造,可使红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的红色发光点和红外发光点的间隔精度明显提高。
第五实施方式的半导体激光装置500具备蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。由此,半导体激光装置500可射出三种波长的激光。
(4)权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
在第五实施方式中,绝缘层34、35相当于绝缘层,导电层34a、35a相当于导电层。
6.第六实施方式
(1)半导体激光装置的构成和连线
第六实施方式的半导体激光装置在以下方面与第五实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。第六实施方式的半导体激光装置的外观与第五实施方式一样,与图15的半导体激光装置500相同。
图22是表示取下第六实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图23是表示取下第六实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图22所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,以使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在第六实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)大约为800μm,长度(X方向)大约为600μm。
在形成于半导体层中的电流阻碍层10c的部分区域中形成蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a。与第三实施方式一样,在p侧衬垫电极10a下形成蓝紫色半导体激光元件10的***部Ri,电流阻碍层10c由SiO2构成。
此外,在第六实施方式中,形成p侧衬垫电极10a的部分区域为XY平面中的蓝紫色半导体激光元件10整个大小的大约1/4。例如,p侧衬垫电极10a的宽度(Y方向)大约为200μm,长度(X方向)大约为600μm。
在XY平面中,在与p侧衬垫电极10a间隔的状态下,在电流阻碍层10c的其它区域中形成包含Au的导电层36、37。将XY平面中的导电层36的形成区域称为第一导电层形成区域。将XY平面中的导电层37的形成区域称为第二导电层形成区域。在Y方向上,p侧衬垫电极10a位于第一和第二导电层形成区域之间。
导电层36、37的宽度(Y方向)均大约为300μm,长度(X方向)均大约为600μm。
在导电层36上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,以使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。
在导电层37上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件30,以使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
如图22和图23所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W5与导电层37电气连接。由此,供电管脚1a与红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与导电层36电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
支撑部件5的露出上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b由引线W2电气连接。支撑部件5的露出上面与红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b由引线W4电气连接。
在第六实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b经融着层H电气连接于支撑部件5上。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的共阴极连线。
通过向供电管脚1c、2之间、供电管脚1b、2之间和供电管脚1a、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。第六实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图21相同。此外,在图21中,括号内示出第六实施方式的供电管脚的符号。这样,即便是第六实施方式的半导体激光装置500,各半导体激光元,10、20、30的驱动电压控制也变得容易。
(2)电流阻碍层作为电介质的作用及其效果
当利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10时,形成p侧衬垫电极10a的电流阻碍层10c的部分区域用作电介质。
图24是表示图22的蓝紫色半导体激光元件10驱动时在电流阻碍层10c中产生的电容值与电流阻碍层10c的厚度的关系图。在图24中,纵轴表示电容值,横轴表示电流阻碍层10c的厚度。这样,部分区域的电流阻碍层10a中产生的电容值对应于电流阻碍层10c的厚度变化。此外,在第六实施方式中,电流阻碍层10c的厚度随着后述第一电流阻碍层20c、30c的厚度变化而变化。
当利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,第一导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。在第六实施方式中,第一电流阻碍层20c的形状与第一实施方式中说明的第一电流阻碍层20c的形状相同。此外,第一导电层形成区域的电流阻碍层10c具有与导电层36相同的宽度和长度。
并且,当利用交流电压来驱动红外半导体激光元件30时,第二导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。在第六实施方式中,第一电流阻碍层30c的形状与第一实施方式中说明的第一电流阻碍层30c的形状相同。此外,第二导电层形成区域的电流阻碍层10c具有与导电层37相同的宽度和长度。
因此,根据图6,最好将电流阻碍层10c的厚度设定为0.23μm以上,更好是设定在0.46μm以上。并且,将电流阻碍层10c的厚度设定为1.20μm以上非常好。
尤其是在将电流阻碍层10c的厚度设定为0.23μm以上的情况下,根据图24,在红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30驱动时,电流阻碍层10c中产生的电容值大约为20pF以下。由此,可充分抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的高频特性恶化。
在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,因为电流阻碍层10c中产生的电容值约为20pF以下,所以蓝紫色半导体激光元件10的高频特性进一步提高。尤其是因为蓝紫色半导体激光元件10的截止频率被设定为600MHz以上,所以在将半导体激光装置500用于光拾取器装置等中时可得到良好的性能。
此外,在将电流阻碍层10c的厚度设定为0.46μm以上的情况下,在红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30驱动时,电流阻碍层10c中产生的电容值约为10pF以下。由此,可进一步充分抑制电流阻碍层10c的影响造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的高频特性的恶化。
并且,在将电流阻碍层10c的厚度设定为1.20μm以上的情况下,在红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30驱动时,电流阻碍层10c中产生的电容值约为4pF以下。由此,可非常充分地抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的高频特性的恶化。
此外,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,因为电流阻碍层10c中产生的电容值约为4pF以下,所以蓝紫色半导体激光元件10的高频特性明显提高。由此,在将半导体激光装置500用于光拾取器装置等中时可得到良好的性能。
在第六实施方式中,说明了红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值与红外半导体激光元件30的第一电流阻碍层30c中产生的电容值大致相同的情况。
但是,在第一电阻阻碍层20c、30c各自产生的电容值彼此差太多的情况下,也可与之对应地来设定厚度。
(3)半导体激光装置的其它效果
如上所述,在第六实施方式的半导体激光装置500中,配置成蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a与红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极20a、30a相对。
由此,可将蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30各自的发光点在YZ平面内配置在大致相同的直线上。
在第六实施方式中,也可在彼此相同的基板上制作红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。此时,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30通过具有单片构造,可使红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的红色发光点和红外发光点的间隔精度明显提高。
(4)权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
在第六实施方式中,导电层36和37相当于导电层,电流阻碍层10c相当于第一电流狭窄层,第一电流阻碍层20c和30c相当于第二电流狭窄层。
7.第七实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第七实施方式的半导体激光装置具备第一半导体激光元件和第二半导体激光元件。第一半导体激光元件射出的激光波长与第二半导体激光元件射出的激光波长不同。
在以下的说明中,将射出蓝紫色激光(波长为400nm左右)的半导体激光元件(下面称为蓝紫色半导体激光元件)用作第一半导体激光元件。
此外,将射出红色激光(波长为658nm左右)的半导体激光元件(下面称为红色半导体激光元件)用作第二半导体激光元件。
图25是表示第七实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
在图25中,半导体激光装置500具备导电性封装主体3、供电管脚1a、1b、2和盖体4。
在封装主体3中,设置后述多个半导体激光元件,由盖体4密封。在盖体4中,设置取出窗4a。取出窗4a由透过激光的材料构成。此外,供电管脚2与封装主体3机械地和电气地连接。供电管脚2被用作接地端子。
说明半导体激光装置500的细节。下面,将射出来自半导体激光元件的激光的方向作为正面来说明。
图26是表示取下图25的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式正面图,图27是表示取下图25的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式上面图。图28是图26的局部放大正面图。
在以下的说明中,如图26和图27所示,将来自蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的激光的射出方向定义为X方向,将在垂直于X方向的面内相互正交的两个方向定义为Y方向和Z方向。
如图26所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。支撑部件5由导电性和导热性好的材料构成,融着层H由AuSn(金锡)构成。
在融着层H上,设置在上面和下面具备导电层31a、31b的绝缘性副基板31。副基板31由AlN(氮化铝)构成。副基板31的厚度例如大约为200μm左右。此外,导电层31a、31b包含Au。
在副基板31的导电层31a上,经由AuSn构成的融着层H,粘接蓝紫色半导体激光元件10。
蓝紫色半导体激光元件10具有包含p侧衬垫电极10a、n侧衬垫电极10b和电流阻碍层10c的层积结构。蓝紫色半导体激光元件10设置成p侧衬垫电极10a构成为支撑部件5侧。
在图26中,n侧衬垫电极10b位于蓝紫色半导体激光元件10的上面侧,p侧衬垫电极10a位于蓝紫色半导体激光元件10的下面侧。此外,蓝紫色半导体激光元件10在p侧衬垫电极10a上具有沿X方向延伸的***部Ri,在***部Ri的两侧具有电流阻碍层10c。蓝紫色半导体激光元件10的细节如后所述。
在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上设置由SiO2(氧化硅)构成的绝缘层32。在绝缘层32上,如后所述,粘接红色半导体激光元件20。该绝缘层32在粘接的红色半导体激光元件20的***部Ri的区域与其它区域中,厚度(Z方向)不同。
在以下的说明中,将包含半导体激光元件的***部Ri和其附近的区域称为***部形成区域。在图26中,用虚线包围位于红色半导体激光元件20的***部形成区域中的绝缘层32的部分。
将位于红色半导体激光元件20的***部形成区域中的绝缘层32的部分称为放热用绝缘层320。此外,将位于***部形成区域以外的区域中的绝缘层32的部分称为低电容绝缘层321。
***部形成区域的部分的放大图如图28所示。如图28所示,在以下的说明中,将低电容绝缘层321的厚度设为t321,将放热用绝缘层320的厚度设为t320。此外,将放热用绝缘层320的宽度(Y方向)设为w320。
低电容绝缘层321和放热用绝缘层320的厚度t321、t320以及放热用绝缘层320的宽度w320的细节如后所述。
在绝缘层32上,形成包含Au的导电层32a。在导电层32a上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20。
红色半导体激光元件20具有包含p侧衬垫电极20a、n侧衬垫电极20b和第一电流阻碍层20c的层积结构。红色半导体激光元件20设置成p侧衬垫电极20a构成为支撑部件5侧。
在图26中,n侧衬垫电极20b位于红色半导体激光元件20的上面侧,p侧衬垫电极20a位于红色半导体激光元件20的下面侧。此外,红色半导体激光元件20在p侧衬垫电极20a上具有沿X方向延伸的***部Ri,在***部Ri的两侧具有第一电流阻碍层20c。
红色半导体激光元件20的***部Ri配置在第二绝缘层52的形成区域中。因此,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的***部形成区域一致。红色半导体激光元件20的细节如后所述。
设置成蓝紫色半导体激光元件10位于盖体4的取出窗4a(参照图25)的中央部。
(2)半导体激光装置的连线
如图26和图27所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W4电气连接于副基板31上的导电层31a上。供电管脚1b经引线W1电气连接于绝缘层32上的导电层32a上。
另一方面,支撑部件5的露出的上面与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b利用引线W3电气连接,支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。因此,半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光和红色激光两种激光。
(3)绝缘层的尺寸
如上所述,在绝缘层32中,低电容绝缘层321的厚度t321与放热用绝缘层320的厚度t320不同。这里,最好放热用绝缘层320的厚度t320具有低电容绝缘层321的厚度t321的大约1/2以下的大小。
就半导体激光装置500而言,低电容绝缘层321的厚度t321例如为0.3μm。因此,放热用绝缘层320的厚度t320最好为0.15μm以下。在本实施方式中,例如将放热用绝缘层320的厚度t320设定为0.05μm。
此外,放热用绝缘层320的宽度w320最好具有大约为红色半导体激光元件20的***部Ri的宽度的两倍以上的大小,最好具有蓝紫色半导体激光元件10整个宽度的大约1/10以下的大小。
就半导体激光装置500而言,红色半导体激光元件20的***部Ri的宽度如后所述,大约为2.5μm。因此,优选放热用绝缘层320的宽度w320为5μm以上。
此外,蓝紫色半导体激光元件10的Y方向宽度大约为350μm。因此,放热用绝缘层320的宽度w320最好为35μm以下。在本实施方式中,例如将放热用绝缘层320的宽度w320设定为15μm。
(4)关于放热性的效果
就半导体激光装置500而言,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,位于蓝紫色半导体激光元件10的***部Ri下方的半导体层(后述的MQW活性层104)发热。此时,在蓝紫色半导体激光元件10中产生的热通过融着层H、副基板31和导电层31a、31b,而传递到支撑部件5,并被释放。
此外,在红色半导体激光元件20驱动时,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层(后述的MQW活性层204)发热。此时,在红色半导体激光元件20中产生的热通过绝缘层32、蓝紫色半导体激光元件10、融着层H、副基板31和导电层31a、31b,而传递到支撑部件5,并被释放。
这样,在红色半导体激光元件20中产生的热与在蓝紫色半导体激光元件10中产生的热相比,由长出绝缘层32和蓝紫色半导体激光元件10的路径传递到支撑部件5。因此,红色半导体激光元件20的放热性比蓝紫色半导体激光元件10的差。
这里,蓝紫色半导体激光元件10如后所述,包含氮化物类半导体。已知该氮化物类半导体通常导热性高。例如,用作氮化物类半导体的GaN的导热率大约为130W/m·K。
另一方面,截断电气连接的绝缘层32的导热率比氮化物类半导体的低。例如,用作绝缘层32的SiO2的导热率约为1.5W/m·K。
在本实施方式中,在红色半导体激光元件20的***部形成区域中配置薄的放热用绝缘层320。此外,在其它区域中配置比放热用绝缘层320厚的低电容绝缘层321。
由此,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层(后述的MQW活性层204)中产生的热通过薄的放热用绝缘层320,而高效地传递到蓝紫色半导体激光元件10。
即,利用薄的放热用绝缘层320,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。
如图28所示,放热用绝缘层320和低电容绝缘层321的厚度各不相同,由此绝缘层32在其上面侧具有凹部。从而,沿绝缘层32的上面形成的导电层32a也具有凹部。
在向蓝紫色半导体激光元件10上粘接红色半导体激光元件20时,如上所述,在导电层32a上形成融着层H。此时,融着层H无间隙地填充到导电层32a的凹部中。
因此,充分防止蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间产生空隙。结果,红色半导体激光元件20中产生的热通过融着层H高效地传递到蓝紫色半导体激光元件10。
如上所述,在本实施方式中,仅在***部形成区域中配置薄的放热用绝缘层320,在其它区域中配置厚的低电容绝缘层321,其理由如后所述。
(5)半导体激光装置的电气布线
图29是表示第七实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,供电管脚2在与支撑部件5电气连接的同时,与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。
另一方面,蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a和红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a与支撑部件5、即供电管脚2电气绝缘。
在第七实施方式的半导体激光装置500中,通过向供电管脚1a、1b之一施加比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。结果,各半导体激光元件的驱动电压控制变得容易。
(6)副基板和绝缘层作为电介质的作用
但是,上述半导体激光装置500被设置在光拾取器装置等中。一般地,利用交流电压来驱动光拾取器装置。即,利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。此时,图26的副基板31和绝缘层32用作电介质。
图30是用于说明图26的副基板31和绝缘层32作为电介质的作用的等效电路图。
图30(a)表示驱动蓝紫色半导体激光元件10时的等效电路图,图30(b)表示驱动红色半导体激光元件20时的等效电路图。
在利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,蓝紫色半导体激光元件10如图30(a)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质。此时,绝缘性的副基板31用作与蓝紫色半导体激光元件10并联连接的电介质。
一般地,用下式来表示绝缘性的层中产生的电容值。
C1=εs·ε0·S/d…(3)
C1为绝缘性的层中产生的电容值,εs为绝缘性的层的比介电常数,ε0为真空的介电常数。此外,S为绝缘性的层的面积,d为绝缘性的层的厚度。
在第七实施方式中,作为绝缘性的层的电流阻碍层10c具有0.5μm的厚度(Z方向)。此外,蓝紫色半导体激光元件10具有大约350μm的宽度(Y方向),具有大约600μm的长度(X方向)。
此外,由SiO2构成的电流阻碍层10c的比介电常数为4,真空的介电常数为8.854×10-12F/m。
形成于蓝紫色半导体激光元件10上的***部Ri的宽度(Y方向)与蓝紫色半导体激光元件10的宽度相比,非常小。这里,将电流阻碍层10c的厚度、宽度和长度设为0.5μm、350μm和600μm。此时,若根据式(3)来求出电流阻碍层10c中产生的电容值,则电流阻碍层10c中产生的电容值约为15pF。
相反,副基板31的厚度约为200μm。在蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)大约为350μm,并且长度(X方向)大约为600μm的情况下,若根据式(3)来求出副基板31中产生的电容值,则蓝紫色半导体激光元件10驱动时在副基板31中产生的电容值约为100fF以下。
这样,在第七实施方式中,在副基板31中产生的电容值与在蓝紫色半导体激光元件10的电流阻碍层10c中产生的电容值相比,示出非常小的值。
因此,在仅驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,副基板31和电流阻碍层10c中产生的电容值的合计(正面称为实效电容值)与电流阻碍层10c中产生的电容值大致相等。
根据实效电容值来算出蓝紫色半导体激光元件10的截止频率。截止频率越高,则半导体激光元件驱动时的高频特性越好。
简单地由下式来表示半导体激光元件的截止频率。
fT = 1 2 π LC · · · ( 4 )
fT是半导体激光元件的截止频率,L是半导体激光元件的电感,C是半导体激光元件驱动时的实效电容值。
此时,如式(4)所示,蓝紫色半导体激光元件10的截止频率与实效电容值的1/2次方成反比。因此,蓝紫色半导体激光元件10的实效电容值越小,则截止频率越高。
如上所述,在副基板31中产生的电容值与在电流阻碍层10c中产生的电容值相比非常小的情况下,因副基板31的影响而造成的截止频率下降变得足够小。其结果,充分抑制因副基板31的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性的恶化。
另一方面,在利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20的情况下,红色半导体激光元件20如图30(b)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质。此时,绝缘层32用作与红色半导体激光元件20并联连接的电介质。
在第七实施方式中,作为过渡层作用的第一电流阻碍层20c具有0.5μm的厚度(Z方向)。此外,红色半导体激光元件20具有大约200μm的宽度(Y方向),具有大约600μm的长度(X方向)。此外,作为过渡层作用的第一电流阻碍层20c由AlInP构成。
形成于红色半导体激光元件20中的***部Ri的宽度(Y方向)与红色半导体激光元件20的宽度相比,非常小。这里,将第一电流阻碍层20c的厚度、宽度和长度设为0.5μm、200μm和600μm。此外,AlInP的比介电常数大约为13。此时,若根据式(3)来求出在第一电流阻碍层20c中产生的电容值,则第一电流阻碍层20c中产生的电容值大约为28pF。
这里,绝缘层32的尺寸被设定成在绝缘层32中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
如上所述,绝缘层32具有如下构成,即在***部形成区域中沿X方向延伸的放热用绝缘层320与在其它区域中沿X方向延伸的低电容绝缘层321沿Y方向并列。
因此,放热用绝缘层320和低电容绝缘层321都用作与红色半导体激光元件20并联连接的电介质。
由此,由放热用绝缘层320和低电容绝缘层321构成的绝缘层32中产生的电容值由下式来表示。
C32=C320+C321…(5)
C32是绝缘层32中产生的电容值,C320是放热用绝缘层320中产生的电容值,C321是低电容绝缘层321中产生的电容值。
并且,用式(3)来表示式(5)的放热用绝缘层320中产生的电容值C320。
C320=εs1·ε0·Sa/da…(6)
εs1是绝缘层32的比介电常数。此外,Sa是放热用绝缘层320的面积,da是放热用绝缘层320的厚度。
在第七实施方式中,放热用绝缘层320具有0.05μm的厚度t320。此外,放热用绝缘层320具有15μm的宽度W320,具有大约600μm的长度。由SiO2构成的绝缘层32的比介电常数为4。此时,若根据式(6)来求出放热用绝缘层320中产生的电容值,则其电容值约为6pF。
此外,用式(3)来表示式(5)的低电容绝缘层321中产生的电容值C321。
C321=εs1·ε0·Sb/db…(7)
εs1是绝缘层32的比介电常数。此外,Sb是低电容绝缘层321的面积,db是低电容绝缘层321的厚度。
在第七实施方式中,低电容绝缘层321具有0.3μm的厚度t321。此外,低电容绝缘层321具有185μm的宽度W321,具有大约600μm的长度。此时,若根据式(7)来求出低电容绝缘层321中产生的电容值,则其电容值约为13pF。
因此,在第七实施方式中,若根据式(5)求出绝缘层32中产生的电容值,则其电容值约为19pF。
这样,在第七实施方式中,由于放热用绝缘层320和低电容绝缘层321具有上述尺寸,从而可使绝缘层32中产生的电容值为红色半导体激光元件20的第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
此时的实效电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值与绝缘层32中产生的电容值地加法值,所以为第一电流阻碍层20c中产生的电容值的两倍以下。
根据式(4),红色半导体激光元件20的截止频率与实效电容值的1/2次方成反比。结果,绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下时的红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约三成。
这样,通过设定绝缘层32的厚度,使绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下,可使绝缘层32的影响造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,充分抑制红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,在第七实施方式中,在由交流电压驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,将绝缘层32连接的n侧衬垫电极10b接地。因此,蓝紫色半导体激光元件10的截止频率基本上不受绝缘层32的影响。
(7)蓝紫色半导体激光元件的构造细节
图31是说明蓝紫色半导体激光元件10的构造细节的模式截面图。在第七实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10除以下方面外,具有与第一实施方式中说明的蓝紫色半导体激光元件10相同的构造。
在第七实施方式中,绝缘层32由薄的放热用绝缘层320和厚的低电容绝缘层321构成。因此,在预定的部分区域中形成放热用绝缘层320。此外,在其它区域中形成低电容绝缘层321。
如上所述,在第七实施方式中,由SiO2构成的电流阻碍层10c例如具有0.5μm的厚度。此外,放热用绝缘层320例如具有0.05μm的厚度,低电容绝缘层321例如具有0.3μm的厚度。
(8)红色半导体激光元件的构造细节
在第七实施方式中,红色半导体激光元件20具有与第一实施方式中说明的红色半导体激光元件20相同的构造。
在上述第七实施方式的半导体激光装置500中,也可将射出红外激光(波长为790nm附近)的半导体激光元件(下面称为红外半导体激光元件)用作第二半导体激光元件。此时,如图26、图28、图29和图30的括号所示,在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上粘接红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极。
(9)红外半导体激光元件的构造细节
在第七实施方式中,红外半导体激光元件30具有与第一实施方式中说明的红外半导体激光元件30相同的构造。
该红外半导体激光元件30也与红色半导体激光元件20一样,具有约200μm的宽度(Y方向),并具有约600μm的长度(X方向)。
即便在使用射出红外激光(波长为790nm附近)的红外半导体激光元件30作为第二半导体激光元件的情况下,也可通过将放热用绝缘层320的厚度t320设定为0.05μm,将放热用绝缘层320的宽度w320设定为15μm,将低电容绝缘层321的厚度设定为0.3μm,使绝缘层32中产生的电容值为红色半导体激光元件30的第一电流阻碍层30c中产生的电容值以下。
由此,本例的半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光和红外激光两种激光。此外,根据该半导体激光装置500,可得到与使用红色半导体激光元件20作为第二半导体激光元件时一样的效果。
(10)半导体激光装置的效果汇总
(10-a)主效果
在第七实施方式中,在红色半导体激光元件20的***部形成区域中配置薄的放热用绝缘层320。由此,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层(图8的MQW活性层204)中产生的热通过薄的放热用绝缘层320,高效地传递到蓝紫色半导体激光元件10。
结果,利用薄的放热用绝缘层320,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。因此,充分降低放热性的下降。
如上所述,在第七实施方式的半导体激光装置500中,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。因此,通过向供电管脚1a、1b之一提供比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
由此,各半导体激光元件的驱动电压控制变容易。结果,半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光和红色激光两种激光。
在第七实施方式中,在绝缘层32中产生的电容值为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。由此,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
(10-b)其它效果
并且,通过使形成多个蓝紫色半导体激光元件10的晶片与形成多个红色半导体激光元件20的晶片重合,可同时制作多个半导体激光装置500。此时,各蓝紫色半导体激光元件10与各红色半导体激光元件20的位置精度提高。结果,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点定位精度提高。
此外,通过在支撑部件5与蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31,可调整蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点位置。
通过将包含氮化物类半导体的蓝紫色半导体激光元件10用作第一半导体激光元件,提高蓝紫色半导体激光元件10的放热性。此外,因为在蓝紫色半导体激光元件10上层积红色半导体激光元件20,所以红色半导体激光元件20的放热性也提高。
蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20产生的热从支撑部件5释放。在第七实施方式中,在支撑部件5上设置蓝紫色半导体激光元件10,使p侧衬垫电极10a位于支撑部件5侧。由此,蓝紫色半导体激光元件10的发光点靠近支撑部件5。结果,蓝紫色半导体激光元件10的放热性提高。
红色半导体激光元件20被设置成p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。由此,因为红色半导体激光元件20的发光点靠近支撑部件5,所以放热性提高。
在上述中,在作为第一半导体激光元件的蓝紫色半导体激光元件10上层积作为第二半导体激光元件的红色半导体激光元件20。但是,也可在蓝紫色半导体激光元件10上,沿Y方向同时设置多个半导体激光元件,而不仅是一个半导体激光元件。此时,可使从半导体激光装置500射出的激光种类(波长)和数量增加。
此外,在上述中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b都被连接于支撑部件5上。但是,也可电气连接的n侧衬垫电极10b、20b与支撑部件5。
此时,可实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的浮动连线。由此,可向与蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极10b、20b电气连接的供电管脚施加任意电压。结果,基于半导体激光装置500的驱动装置的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的驱动电压控制变得容易。
(11)其它构成例
(11-a)XY平面中的放热用绝缘层的形状
在第七实施方式的半导体激光装置500中,也可如下设定XY平面中的放热用绝缘层320的形状。
图32是说明XY平面中的放热用绝缘层320的形状的图25的半导体激光装置500的上面图。在图32中,为了容易说明,仅图示设置在支撑部件5上的副基板31、蓝紫色半导体激光元件10、绝缘层32和红色半导体激光元件20构成的层积体。
此外,在图32中,用粗的箭头示出从红色半导体激光元件20射出的红色激光的射出方向。
如图32(a)所示,上述中说明沿着在X方向延伸的红色半导体激光元件20的***部Ri(虚线部),以均匀的宽度形成在X方向延伸的放热用绝缘层320(点划线部)。
通过如上所述形成放热用绝缘层320,可高效释放红色半导体激光元件20的***部Ri中产生的热。
但是,XY平面中的放热用绝缘层320的形状不限于此。例如,放热用绝缘层320也可形成为从红色半导体激光元件20射出红色激光的一端面(激光射出端面20T)向另一端面、宽度连续或分阶段地变窄。该一例示于图32(b)的点划线部。
在红色半导体激光元件20的***部Ri,在红色激光射出时,激光射出端面20T附近的光密度变高。因此,激光射出侧端面20T附近的***部Ri的发热量比其它部分的***部Ri高。
因此,通过在激光射出侧端面20T附近将放热用绝缘层320的形状设定得宽,可提高发热量高的部分的***部Ri的放热性。
放热用绝缘层320的形状也并不限于此。例如,放热用绝缘层320也可仅形成于沿X方向延伸的***部Ri的激光射出端面20T附近。
在如图32(b)所示设定放热用绝缘层320的形状的情况下,放热用绝缘层320的尺寸也设定成绝缘层32中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
(11-b)绝缘层的其它构成例
在第七实施方式的半导体激光装置500中,作为绝缘层32,除SiO2外,也可使用Al2O3或ZrO2等氧化物构成的无机绝缘性材料形成,或使用SiN或AlN等氮化物构成的无机绝缘性材料形成。
此外,绝缘层32也可使用钻石类碳(diamond like carbon)等碳素类材料构成的无机绝缘性材料形成,或使用聚酰亚胺等有机绝缘性材料形成。并且,绝缘层32也可由这些材料构成的多层膜来形成。
在表1中,示出SiO2、SiN、Al2O3、AlN、ZrO2、钻石类碳和聚酰亚胺的比介电常数和导热率。在表1中,为了参考,还示出蓝紫色半导体激光元件10中使用的GaN的比介电常数和导热率。
[表1]
  材料   比介电常数   导热率[W/m·K]
  SiO<sub>2</sub>   4   1.5
  SiN   7   2
  Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   8   30
  AlN   9   200
  ZrO<sub>2</sub>   9   2
  钻石类碳   5.5   1000
  聚酰亚胺   3.5   0.1
  GaN   10   130
例如,在绝缘层32中,使用导热率比SiO2(导热率为1.5W/m·K)高的AlN(导热率为200W/m·K)。此时,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层(图8的MQW活性层204)中产生的热通过蓝紫色半导体激光元件10高效地传递到支撑部件5。
但是,AlN的比介电常数为9,是作为SiO2的比介电常数4的大约三倍。因此,为了得到与由SiO2绝缘层32得到的半导体激光装置500相同的红色半导体激光元件20的截止频率,由AlN构成的绝缘层32将低电容绝缘层321的厚度设为SiO2时厚度的大约三倍。
图33~图35是表示第七实施方式的半导体激光装置500的绝缘层32的另一构成例的局部放大正面图。
在图33和图34中,绝缘层32在红色半导体激光元件20的***部形成区域中具有由第一绝缘层323构成的单层构造,在其它区域中具有由第一绝缘层323和第二绝缘层324构成的双层构造。
在图33的实例中,在去除n侧衬垫电极10b上的***部形成区域的区域中,通过选择蚀刻或光刻以规定的图案形成第二绝缘层324。
之后,在露出的n侧衬垫电极10b和第二绝缘层324的上面,形成第一绝缘层323。由此,完成可在***部形成区域中使红色半导体激光元件20的放热性提高的绝缘层32。
另一方面,在图34的实例中,在n侧衬垫电极10b上的部分区域中,形成第一绝缘层323。之后,在去除第一绝缘层323上的***部形成区域的区域中,通过选择蚀刻或光刻以规定的图案形成第二绝缘层324。由此,完成可在红色半导体激光元件20的***部形成区域中使红色半导体激光元件20的放热性局部提高的绝缘层32。
这样,图33和图34所示的绝缘层32通过使用选择蚀刻或光刻等布图技术,可容易地形成于n侧衬垫电极10b上。
在本例中,构成绝缘层32的第一和第二绝缘层323、324可以均使用相同的材料,也可使用各不相同的材料。
此外,第一和第二绝缘层323、324中使用材料优选是表1所示的绝缘性材料。
此外,绝缘层32也可由导热率高的材料所构成的第一绝缘层323和比介电常数小的材料所构成的第二绝缘层324来构成。
此时,如图35所示,在红色半导体激光元件20的***部形成区域中配置第一绝缘层323,在其它区域中配置第二绝缘层324。由此,可在红色半导体激光元件20的***部形成区域中使红色半导体激光元件20的放热性局部提高。
例如,在第一绝缘层323中使用AlN,在第二绝缘层324中使用SiO2
此时,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层(图8的MQW活性层204)中产生的热通过由AlN构成的第一绝缘层323,高效地传递到蓝紫色半导体激光元件10。
此外,在去除***部形成区域的区域中,由于SiO2的比介电常数低,所以防止红色半导体激光元件20的高频特性恶化所需的厚度变小。因此,能够以第二绝缘层324由AlN构成时所需的厚度的大约1/3的厚度来防止红色半导体激光元件20的高频特性恶化。
这样,通过在***部形成区域与其它区域中适当选择绝缘层32的材料,可使绝缘层32的上面共面。
8.第八实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第八实施方式的半导体激光装置在以下方面与第七实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图36是表示取下第八实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图37是表示取下第八实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图36所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。
在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a上,设置由SiO2构成的绝缘层32。在第八实施方式中,绝缘层32具有与第七实施方式一样的构成。即,绝缘层32在红色半导体激光元件20的***部形成区域中厚度形成得薄(放热用绝缘层320)。此外,绝缘层32在其它区域中厚度形成得厚(低电容绝缘层321)。
在绝缘层32上,形成包含Au的导电层32a。在导电层32a上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。
如图36的括号所示,也可在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。此外,在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30的情况下,设置红外半导体激光元件30,使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
(2)半导体激光装置的电气布线
如图36和图37所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。供电管脚1b经引线W1与绝缘层32上的导电层32a电气连接。支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2电气连接。
蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b在支撑部件5上经融着层H电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。第八实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图29一样。因此,第八实施方式的半导体激光装置500中各半导体激光元件的驱动电压控制也变容易。
(3)绝缘层的尺寸和效果
与第七实施方式一样,在第八实施方式中使用的绝缘层32中,也在红色半导体激光元件20的***部形成区域中形成薄的放热用绝缘层320。此外,在去除红色半导体激光元件20的***部形成区域的区域中,形成厚的低电容绝缘层321。
因此,在本实施方式中,与第七实施方式一样,利用放热用绝缘层320,在确保蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。
(4)绝缘层作为电介质的作用
利用交流电压来驱动第八实施方式的半导体激光装置500的情况下,图36的绝缘层32与第七实施方式一样,用作电介质。
图38是用于说明图36的绝缘层32作为电介质的作用的等效电路图。
图38(a)表示驱动蓝紫色半导体激光元件10时的等效电路图,图38(b)表示驱动红色半导体激光元件20时的等效电路图。
在利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10的情况下,蓝紫色半导体激光元件10如图38(a)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质。此外,红色半导体激光元件20如图38(a)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质,将pn接合面表示为电介质。并且,与第一实施方式一样,绝缘层32用作电介质。
这样,在利用交流电压驱动蓝紫色半导体激光元件10时,绝缘层32与红色半导体激光元件20的串联电路并联连接于蓝紫色半导体激光元件10上。此外,如图38(a)所示,绝缘层32以并联连接放热用绝缘层320与低电容绝缘层321的构成来表示。
另一方面,在利用交流电压驱动红色半导体激光元件20的情况下,红色半导体激光元件20如图38(b)所示,将***部Ri设为电阻,将第一电流阻碍层20c表示为电介质。此外,蓝紫色半导体激光元件10如图38(b)所示,将***部Ri设为电阻,将电流阻碍层10c表示为电介质,将pn接合面表示为电介质。此时,绝缘层32也用作电介质。这里,绝缘层32也以并联连接放热用绝缘层320与低电容绝缘层321的构成来表示。
如图38(a)、(b)所示,在驱动一个半导体激光元件时,与绝缘层32串联地连接另一电流阻碍层和pn接合面。由此,降低了基于绝缘层32和另一半导体激光元件的电流阻碍层和pn接合面的合成电容值。结果,降低绝缘层32对一个半导体激光元件造成的影响。
此外,如第七实施方式中说明的那样,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,电流阻碍层10c中产生的电容值约为15pF。由此,在蓝紫色半导体激光元件10驱动时,最好将绝缘层32中产生的电容值设为大约15pF以下。此时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10的高频特性的恶化。
例如,此时的实效电容值为在电流阻碍层10c中产生的电容值的两倍以下。结果,在绝缘层32中产生的电容值为在电流阻碍层10c中产生的电容值以下时的蓝紫色半导体激光元件10的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降大约三成。
此外,在红色半导体激光元件20驱动时,在第一电流阻碍层20c中产生的电容值大约为28pF。由此,在红色半导体激光元件20驱动时,最好将绝缘层32中产生的电容值设为大约28pF以下。此时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
例如,此时的实效电容值为电流阻碍层20c中产生的电容值的两倍以下。结果,在绝缘层32中产生的电容值为在电流阻碍层20c中产生的电容值以下时的红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置绝缘层32时的截止频率最多下降约三成。
如上所述,通过将绝缘层32中产生的电容值设为约15pF以下,可充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20各自的高频特性的恶化。
这样,通过设定构成绝缘层32的放热用绝缘层320和低电容绝缘层321的尺寸和材料等,使绝缘层32中产生的电容值为电流阻碍层10c、20c中产生的电容值以下,可使绝缘层32的影响造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,均充分抑制因绝缘层32的影响而造成的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的高频特性恶化。
在第八实施方式中,绝缘层32也可具有其它构成。例如,作为绝缘层32的材料,也可使用Al2O3或ZrO2等氧化物构成的无机绝缘性材料,或使用SiN或AlN等氮化物构成的无机绝缘性材料,来代替SiO2
此外,作为绝缘层32的材料,也可使用钻石类碳等碳素类材料构成的无机绝缘性材料,或使用聚酰亚胺等有机绝缘性材料。并且,绝缘层32也可由这些材料构成的多层膜来形成。绝缘层32也可具有图33~图35中说明的构成。
(5)半导体激光装置的效果
在第八实施方式中,与第七实施方式一样,使红色半导体激光元件20的放热性局部提高。因此,充分降低放热性的下降。此外,在半导体激光装置500中,实现共阴极连线。因此,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
将绝缘层32中产生的电容值设定为电流阻碍层10c中产生的电容值以下。由此,在蓝紫色半导体激光元件10的驱动电压控制变得容易的同时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
在第八实施方式中,将在绝缘层32中产生的电容值设定为在第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。由此,在红色半导体激光元件20的驱动电压控制变得容易的同时,充分抑制因绝缘性的层32的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20被配置成p侧衬垫电极10a和p侧衬垫电极20a经绝缘层32相对。由此,因为蓝紫色半导体激光元件10的半导体层与红色半导体激光元件20的半导体层接近,所以可使蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点相互靠近。从而,当从蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20射出的激光透过聚光透镜时,可抑制透镜产生的象差。
在第八实施方式的半导体激光装置500中,在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间未设置副基板31,但也可在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31。
此时,可利用副基板31的厚度来调整蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的各发光点位置。
此外,在支撑部件5和蓝紫色半导体激光元件10之间设置副基板31的情况下,也可利用副基板31来电气绝缘蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b与支撑部件5。此时,可实现蓝紫色半导体激光元件10的浮动连线。由此,可向与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b电气连接的供电管脚施加任意电压。结果,基于半导体激光装置500的驱动装置的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20之驱动电压控制变容易。
9.第九实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第九实施方式的半导体激光装置在以下方面与第八实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图39是表示取下第九实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图40是表示取下第九实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图39所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在第九实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)和长度(X方向)比第七实施方式的蓝紫色半导体激光元件10大。具体而言,蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)和长度(X方向)分别大约为500μm和大约为600μm。
在形成于半导体层中的电流阻碍层10c的部分区域中形成有蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a。由此,电流阻碍层10c使在p侧衬垫电极10a下流入蓝紫色半导体激光元件10中的电流变窄。即,在p侧衬垫电极10a下形成***部Ri。如上所述,电流阻碍层10c由SiO2构成。
此外,在图39的半导体激光装置500中,在垂直于Y方向的轴的蓝紫色半导体激光元件10的一侧面侧,形成p侧衬垫电极10a。p侧衬垫电极10a的宽度(Y方向)和长度(X方向)分别大约为200μm和大约为600μm。
在电流阻碍层10c上,如后所述,粘接红色半导体激光元件20。该电流阻碍层10c在粘接的红色半导体激光元件20的***部Ri的区域与其它区域中的厚度(Z方向)不同。
将位于红色半导体激光元件20的***部形成区域的电流阻碍层10c的部分称为放热用阻碍层330。此外,将位于***部形成区域以外的区域中的电流阻碍层10c的部分称为低电容阻碍层331。放热用阻碍层330和低电容阻碍层331的细节如后所述。
在XY平面中,在与p侧衬垫电极10a间隔的状态下,在电流阻碍层10c的其它区域中形成包含Au的导电层33。将XY平面中的导电层33的形成区域称为导电层形成区域。
导电层形成区域包含红色半导体激光元件20的***部形成区域,被配置于与Y方向的轴垂直的蓝紫色半导体激光元件10的另一侧面侧。导电层形成区域、即导电层33的宽度(Y方向)和长度(X方向)分别大约为280μm和大约为600μm。
在导电层33上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,以使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。此外,本实施方式中使用的红色半导体激光元件20与第七实施方式中说明的图31的红色半导体激光元件20相同。因此,红色半导体激光元件20的宽度(Y方向)和长度(X方向)分别大约为200μm和啊约为600μm。
如图39的括号所示,也可在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。
(2)半导体激光装置的电气布线
如图39和图40所示,供电管脚1a、1b分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。供电管脚1a经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。供电管脚1b经引线W1与导电层33电气连接。支撑部件5的露出的上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b利用引线W2电气连接。
蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b在支撑部件5上经融着层H电气连接。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间和供电管脚1b、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
第九实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图29一样。因此,第九实施方式的半导体激光装置500中各半导体激光元件的驱动电压控制也变得容易。
(3)电流阻碍层的尺寸
说明电流阻碍层10c的放热用阻碍层330和低电容阻碍层331。这些放热用阻碍层330和低电容阻碍层331分别起到与在第一和第八实施方式中说明的绝缘层32的放热用绝缘层320和低电容绝缘层321相同的作用。
因此,位于红色半导体激光元件20的***部形成区域的放热用阻碍层330具有比位于其它区域的低电容阻碍层331薄的厚度。
在以下的说明中,将低电容阻碍层331的厚度设为t331,将放热用阻碍层330的厚度设为t330。此外,将放热用阻碍层330的宽度(Y方向)设为w330。
这里,最好放热用阻碍层330的厚度t330具有低电容阻碍层331的厚度t331的约1/2以下的大小。
在图39的半导体激光装置500中,低电容阻碍层331的厚度t331例如为0.5μm。因此,放热用阻碍层330的厚度t330优选为0.25μm以下。在本实施方式中,例如将放热用阻碍层330的厚度t330设定为0.05μm。
此外,放热用阻碍层330的宽度w330最好具有大约为红色半导体激光元件20的***部Ri的宽度的两倍以上的大小,最好具有蓝紫色半导体激光元件10整个宽度的约1/10以下的大小。
就图39的半导体激光装置500而言,红色半导体激光元件20的***部Ri的宽度与第七实施方式中使用的红色半导体激光元件20一样,大约为2.5μm。因此,最好放热用阻碍层330的宽度w330为5μm以上。
此外,蓝紫色半导体激光元件10的Y方向宽度大约为500μm。因此,放热用阻碍层330的宽度w330优选为50μm以下。在本实施方式中,例如将放热用阻碍层330的宽度w330设定为15μm。
(4)关于放热性的效果
如上所述,在本实施方式中,在红色半导体激光元件20的***部形成区域中配置薄的放热用阻碍层330。此外,在其它区域中配置比放热用阻碍层330厚的低电容阻碍层331。
由此,位于红色半导体激光元件20的***部Ri下方的半导体层
(图8的MQW活性层204)中产生的热通过薄的放热用阻碍层330,高效地传递到蓝紫色半导体激光元件10。
即,利用薄的放热用阻碍层330,可在确保蓝紫色半导体激光元件
10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。
(5)电流阻碍层作为电介质的作用
这里,在第九实施方式中,当利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。因此,在第九实施方式中,优选导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
该电流阻碍层10c中产生的电容值的设定可通过调整电流阻碍层10c的低电容阻碍层331的厚度来进行,也可通过设定低电容阻碍层331的材质、宽度和长度,来调整电流阻碍层10c中产生的电容值。
在第九实施方式中,若根据式(5)~(7)求出位于导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值,则其电容值约为18pF。
另一方面,如第七实施方式中说明的那样,若根据式(3)求出第一电流阻碍层20c中产生的电容值,则第一电流阻碍层20c中产生的电容值约为28pF。
因此,就本实施方式的半导体激光装置500而言,位于导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
此时的实效电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值的2倍以下。结果,电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下时的红色半导体激光元件20的截止频率,从未设置电流阻碍层10c时的截止频率最多下降大约三成。
这样,通过设定电流阻碍层10c的厚度,使电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下,可使电流阻碍层10c的影响造成的红色半导体激光元件20的截止频率下降变得足够小。即,充分抑制因电流阻碍层10c的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
此外,蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20被配置成p侧衬垫电极10a和p侧衬垫电极20a相对。由此,因为蓝紫色半导体激光元件10的半导体层与红色半导体激光元件20的半导体层接近,所以可使蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的发光点相互靠近。从而,当从蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20射出的激光透过聚光透镜时,可抑制透镜产生的象差。
在第九实施方式中,电流阻碍层10c也可具有其它构成。例如,作为电流阻碍层10c的材料,也可使用Al2O3或ZrO2等氧化物构成的无机绝缘性材料,或使用SiN或AlN等氮化物构成的无机绝缘性材料,来代替SiO2
此外,作为电流阻碍层10c的材料,也可使用钻石类碳等碳素类材料构成的无机绝缘性材料,或使用聚酰亚胺等有机绝缘性材料。并且,电流阻碍层10c也可由这些材料构成的多层膜来形成。电流阻碍层10c也可具有图33~图35中说明的构成。
10.第十实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第十实施方式的半导体激光装置在以下方面与第七实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。
图41是表示第十实施方式的半导体激光装置的外观立体图。
图41中,第十实施方式的半导体激光装置500除第七实施方式的半导体激光装置500外,还具备供电管脚1c。
图42是表示取下图41的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式正面图,图43是表示取下图41的半导体激光装置500的盖体4后的状态的模式上面图。
如图42所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,与第七实施方式的半导体激光装置500一样,经多个融着层H,顺序层积副基板31、蓝紫色半导体激光元件10、绝缘层32和红色半导体激光元件20。
此外,与第七实施方式一样,在本实施方式中,绝缘层32也由薄的放热用绝缘层320和厚的低电容绝缘层321构成。
此外,在本例中,副基板31在上面和下面具备导电层31a、31b。在绝缘层32上形成导电层32a。
如图42的括号所示,也可在蓝紫色半导体激光元件10上层积红外半导体激光元件30来代替红色半导体激光元件20。
(2)半导体激光装置的电气布线
如图42和图43所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W4与副基板31上的导电层31a电气连接。由此,供电管脚1a与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与绝缘层32上的导电层32a电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c在经引线W2与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b电气连接的同时,经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b电气连接。由此,供电管脚1c用作蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共同n侧衬垫电极。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的同阴极连线。
尤其是在第十实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20分别与导电性支撑部件5电气绝缘。即,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20以从支撑部件5浮起的状态连线。
通过向供电管脚1a、1c之间和供电管脚1b、1c之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20。
图44是表示第十实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20均与导电性支撑部件5电气绝缘。此时,可向供电管脚1c施加任意的电压。
例如,在红色半导体激光元件20驱动时,向供电管脚1c施加接地电位,向供电管脚1a施加比接地电位高的电压。另一方面,在驱动电压比红色半导体激光元件20高的蓝紫色半导体激光元件10驱动时,向供电管脚1c施加负电压,向供电管脚1a施加与红色半导体激光元件20驱动时相同的电压。
这样,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20与导电性支撑部件5电气绝缘。此外,因为可向与蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极10b、20b电气连接的供电管脚1a施加任意电压,所以各半导体激光元件的驱动电压控制变容易。
在第十实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b彼此电气连接的同时,与导电性支撑部件5电气绝缘。此时,可分别向蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b和红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b施加电压。
11.第十一实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第十一实施方式的半导体激光装置在以下方面与第七实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。第十一实施方式的半导体激光装置的外观与图41的半导体激光装置500相同,与第十实施方式一样,除第七实施方式的半导体激光装置500外,还具备供电管脚1c。
图45是表示取下第十一实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图46是表示取下第十一实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,与第七实施方式的半导体激光装置500一样,经多个融着层H,顺序层积副基板31和蓝紫色半导体激光元件10。在第十一实施方式中,副基板31在上面和下面也具备导电层31a、31b。
在蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上的部分区域(下面称为第一绝缘区域)中,设置由SiO2构成的绝缘层34。在绝缘层34上,如后所述,粘接红色半导体激光元件20。该绝缘层34在粘接的红色半导体激光元件20的***部形成区域与其它区域中的厚度(Z方向)不同。
即,在本实施方式中,位于蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的绝缘层34由薄的放热用绝缘层340和厚的低电容绝缘层341构成。在绝缘层34上形成包含Au的导电层34a。
并且,在去除第一绝缘区域的蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b上的部分区域(下面称为第二绝缘区域)中,设置由SiO2构成的绝缘层35。在绝缘层35上,如后所述,粘接红外半导体激光元件30。该绝缘层35在粘接的红外半导体激光元件30的***部形成区域与其它区域中的厚度(Z方向)不同。
即,在本实施方式中,位于蓝紫色半导体激光元件10与红外半导体激光元件30之间的绝缘层35由薄的放热用绝缘层350和厚的低电容绝缘层351构成。在绝缘层35上,形成包含Au的导电层35a。
上述第一绝缘区域和第二绝缘区域在n侧衬垫电极10b上彼此间隔。因此,绝缘层34、35上的导电层34a、35a电气绝缘。
在导电层34a上,经融着层H粘接红色半导体激光元件20,使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。在导电层35a上,经融着层H粘接红外半导体激光元件30,使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
这里,在第十一实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10具有大约700μm的宽度(Y方向),并具有大约600μm的长度(X方向)。红色半导体激光元件20具有大约200μm的宽度(Y方向),并具有大约600μm的长度(X方向)。红外半导体激光元件30具有大约200μm的宽度(Y方向),并具有大约600μm的长度(X方向)。
并且,绝缘层34、35与第七实施方式的绝缘层32一样,具有大约300μm的宽度(Y方向),并具有大约600μm的长度(X方向)。
(2)半导体激光装置的电气布线
如图45和图46所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W6与副基板31上的导电层31a电气连接。由此,供电管脚1a与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与绝缘层34上的导电层34a电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c经引线W4与绝缘层35上的导电层35a电气连接。由此,供电管脚1b与红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a电气连接。
支撑部件5的露出上面与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b由引线W2电气连接,支撑部件5的露出上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b由引线W3电气连接,支撑部件5的露出上面与红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b由引线W5电气连接。
由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。
通过向供电管脚1a、2之间、供电管脚1b、2之间和供电管脚1c、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。由此,本例的半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光、红色激光和红外激光三种激光。
图47是表示第十一实施方式的半导体激光装置500的电气布线的电路图。
如上所述,供电管脚2与支撑部件5电气连接的同时,与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。
另一方面,蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a、红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a和红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a与支撑部件5、即供电管脚2电气绝缘。
由此,为了驱动蓝紫色半导体激光元件10,对于供电管脚2,需要向供电管脚1a施加比接地电位高的电压。此外,为了驱动红色半导体激光元件20,对于供电管脚2,需要向供电管脚1b施加比接地电位高的电压。并且,为了驱动红外半导体激光元件30,对于供电管脚2,需要向供电管脚1c施加比接地电位高的电压。
这样,就第十一实施方式的半导体激光装置500而言,通过向供电管脚1a、1b、1c之一施加比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。结果,各半导体激光元件的驱动电压控制变容易。
(3)副基板和绝缘层作为电介质的作用
在第十一实施方式中,利用交流电压来驱动蓝紫色半导体激光元件10时,副基板31用作电介质。但是,与第七实施方式一样,副基板31的厚度约为200μm,与电流阻碍层10c的0.5μm相比,明显大。因此,副基板31对蓝紫色半导体激光元件10造成的影响基本上可忽视。
另一方面,利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,绝缘层34用作电介质。在第十一实施方式中,第一电流阻碍层20c的形状与第七实施方式中说明的第一电流阻碍层20c的形状相同。此外,绝缘层34的形状与第七实施方式中说明的绝缘层32的形状相同。
即,绝缘层34的放热用绝缘层340和低电容绝缘层341相当于第七实施方式中的绝缘层32的放热用绝缘层320和低电容绝缘层321。结果,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
另一方面,利用交流电压来驱动红外半导体激光元件30时,绝缘层35用作电介质。在第十一实施方式中,第一电流阻碍层30c的形状与第七实施方式中说明的第一电流阻碍层20c的形状相同。此外,绝缘层35的形状与第七实施方式中说明的绝缘层32的形状相同。
即,绝缘层35的放热用绝缘层350和低电容绝缘层351相当于第七实施方式中的绝缘层32的放热用绝缘层320和低电容绝缘层321。结果,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红外半导体激光元件30的高频特性的恶化。
(4)半导体激光装置的效果
(4-a)主要效果
在第十一实施方式中,利用薄的放热用绝缘层340,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。因此,充分降低放热性的下降。
并且,利用薄的放热用绝缘层350,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红外半导体激光元件30之间的电气绝缘的同时,局部提高红外半导体激光元件30的放热性。因此,充分降低放热性的下降。
如上所述,在第十一实施方式的半导体激光装置500中,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。因此,通过向供电管脚1a、1b、1c之一提供比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。
由此,各半导体激光元件的驱动电压控制变得容易。结果,半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光、红色激光和红外激光三种激光。
在第十一实施方式中,绝缘层34中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。由此,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
在第十一实施方式中,绝缘层35中产生的电容值为第一电流阻碍层30c中产生的电容值以下。由此,充分抑制绝缘性的层的影响造成的红外半导体激光元件30的高频特性的恶化。
(4-b)其它效果
在第十一实施方式中,也可在彼此相同的基板上制作红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。此时,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30通过具有单片构造,可使红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的红色发光点和红外发光点的间隔精度明显提高。
12.第十二实施方式
(1)半导体激光装置的构成
第十二实施方式的半导体激光装置在以下方面与第十一实施方式的半导体激光装置500的构成和动作不同。第十二实施方式的半导体激光装置的外观与第十一实施方式一样,与图41的半导体激光装置500相同。
图48是表示取下第十二实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式正面图,图49是表示取下第十二实施方式的半导体激光装置的盖体4后的状态的模式上面图。
如图48所示,在与封装主体3一体化的导电性支撑部件5上,形成导电性的融着层H。在融着层H上,粘接蓝紫色半导体激光元件10,以使n侧衬垫电极10b构成支撑部件5侧。
在第十二实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的宽度(Y方向)约为800μm,长度(X方向)约为600μm。
在形成于半导体层中的电流阻碍层10c的部分区域中形成蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a。与第九实施方式一样,在p侧衬垫电极10a下形成蓝紫色半导体激光元件10的***部Ri,电流阻碍层10c由SiO2构成。
此外,在第十二实施方式中,形成p侧衬垫电极10a的部分区域为XY平面中的蓝紫色半导体激光元件10整体大小的大约1/4。例如,p侧衬垫电极10a的宽度(Y方向)大约为200μm,长度(X方向)大约为600μm。在图48的半导体激光装置500中,p侧衬垫电极10a在Y方向的蓝紫色半导体激光元件10的中央部形成为带状。
在电流阻碍层10c上,如后所述,粘接红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。该电流阻碍层10c在粘接的红色半导体激光元件20的***部Ri的区域与其它区域中的厚度(Z方向)不同。此外,电流阻碍层10c在粘接的红外半导体激光元件30的***部Ri的区域与其它区域中的厚度(Z方向)不同。
与第九实施方式一样,将位于红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的***部形成区域的电流阻碍层10c的部分称为放热用阻碍层330。此外,将位于***部形成区域以外的区域中的电流阻碍层10c的部分称为低电容阻碍层331。
在XY平面中,在与p侧衬垫电极10a间隔的状态下,在电流阻碍层10c的其它区域中形成包含Au的导电层36、37。将XY平面中的导电层36的形成区域称为第一导电层形成区域。将XY平面中的导电层37的形成区域称为第二导电层形成区域。在Y方向上,p侧衬垫电极10a位于第一和第二导电层形成区域之间。
导电层36、37的宽度(Y方向)均大约为280μm,长度(X方向)均大约为600μm。
在导电层36上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件20,以使p侧衬垫电极20a构成支撑部件5侧。
在导电层37上,经由AuSn构成的融着层H粘接红色半导体激光元件30,以使p侧衬垫电极30a构成支撑部件5侧。
与第十一实施方式一样,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30具有大约为200μm的宽度(Y方向),并且具有大约为600μm的长度(X方向)。
(2)半导体激光装置的电气布线
如图48和图49所示,供电管脚1a、1b、1c分别利用绝缘环1z与封装主体3电气绝缘。
供电管脚1a经引线W5与导电层37电气连接。由此,供电管脚1a与红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极30a电气连接。
供电管脚1b经引线W1与导电层36电气连接。由此,供电管脚1b与红色半导体激光元件20的p侧衬垫电极20a电气连接。
供电管脚1c经引线W3与蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a电气连接。
支撑部件5的露出上面与红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b由引线W2电气连接。支撑部件5的露出上面与红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b由引线W4电气连接。
在第十二实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b经融着层H电气连接于支撑部件5上。由此,供电管脚2与蓝紫色半导体激光元件10的n侧衬垫电极10b、红色半导体激光元件20的n侧衬垫电极20b和红外半导体激光元件30的n侧衬垫电极30b电气连接。即,实现蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的共阴极连线。
通过向供电管脚1c、2之间、供电管脚1b、2之间和供电管脚1a、2之间分别施加电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。第十二实施方式的半导体激光装置500的电气布线与图47相同。此外,图47中,括号内示出第十二实施方式的供电管脚的符号。这样,即便是第十二实施方式的半导体激光装置500,各半导体激光元,10、20、30的驱动电压控制也变得容易。
(3)电流阻碍层作为电介质的作用
当利用交流电压来驱动红色半导体激光元件20时,第一导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。因此,在第十二实施方式中,设定成第一导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。
在第十二实施方式中,第一导电层形成区域、即导电层36的形状与第九实施方式的导电层形成区域、即导电层33的形状相同。
因此,在本例中,将第一导电层形成区域的电流阻碍层10c的形状设定得与第九实施方式中的导电层形成区域的电流阻碍层10c的形状相同。
此时,第一导电层形成区域的放热用阻碍层330和低电容阻碍层331相当于第九实施方式的导电层形成区域的放热用阻碍层330和低电容阻碍层331。结果,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
当利用交流电压来驱动红外半导体激光元件30时,第二导电层形成区域的电流阻碍层10c用作电介质。因此,在第十二实施方式中,设定成第一导电层形成区域的电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层30c中产生的电容值以下。
在第十二实施方式中,第二导电层形成区域、即导电层37的形状与第九实施方式的导电层形成区域、即导电层33的形状相同。
因此,在本例中,将第二导电层形成区域的电流阻碍层10c的形状设定得与第九实施方式中的导电层形成区域的电流阻碍层10c的形状相同。
此时,第二导电层形成区域的放热用阻碍层330和低电容阻碍层331相当于第九实施方式的导电层形成区域的放热用阻碍层330和低电容阻碍层331。结果,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红外半导体激光元件30的高频特性的恶化。
(4)半导体激光装置的效果
(4-a)主要效果
在第十二实施方式中,利用薄的放热用阻碍层330,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20之间的电气绝缘的同时,局部提高红色半导体激光元件20的放热性。因此,充分降低放热性的下降。
并且,利用薄的放热用阻碍层330,可在确保蓝紫色半导体激光元件10与红外半导体激光元件30之间的电气绝缘的同时,局部提高红外半导体激光元件30的放热性。因此,充分降低放热性的下降。
如上所述,在第十二实施方式的半导体激光装置500中,实现蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的共阴极连线。因此,通过向供电管脚1a、1b、1c之一提供比接地电位高的电压,可单独驱动蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。
由此,各半导体激光元件的驱动电压控制变得容易。结果,半导体激光装置500可选择地射出蓝紫色激光、红色激光和红外激光三种激光。
在第十二实施方式中,电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层20c中产生的电容值以下。由此,充分抑制因绝缘性的层的影响而造成的红色半导体激光元件20的高频特性的恶化。
在第十二实施方式中,电流阻碍层10c中产生的电容值为第一电流阻碍层30c中产生的电容值以下。由此,充分抑制绝缘性的层的影响造成的红外半导体激光元件30之高频特性恶化。
(4-b)其它效果
如上所述,在第十二实施方式的半导体激光装置500中,配置成蓝紫色半导体激光元件10的p侧衬垫电极10a与红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的p侧衬垫电极20a、30a相对。
由此,可将蓝紫色半导体激光元件10、红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30各自的发光点在YZ平面内配置在大致相同的直线上。
在第十二实施方式中,也可在彼此相同的基板上制作红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30。此时,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30通过具有单片构造,可使红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30的红色发光点和红外发光点之间隔精度明显提高。
13.权利要求各构成要素与实施方式各部的对应关系
在第七~第十二实施方式中,蓝紫色激光相当于第一波长的光,蓝紫色半导体激光元件10相当于第一半导体激光元件,红色激光和红外激光相当于第二波长的光,红色半导体激光元件20和红外半导体激光元件30相当于第二半导体激光元件。
此外,蓝紫色半导体激光元件10的MQW活性层104中位于***部Ri下方的部分(参照图31)相当于第一光波导路径,红色半导体激光元件20的MQW活性层204中位于***部Ri下方的部分(参照图8)、和红外半导体激光元件30的MQW活性层304中位于***部Ri下方的部分(参照图9)相当于第二光波导路径。
并且,绝缘层32、34、35和电流阻碍层10c相当于绝缘层,激光射出端面20T相当于光射出端面,放热用绝缘层320、340、350和放热用阻碍层330相当于绝缘层的第一部分,低电容绝缘层321、341、351和低电容阻碍层331相当于绝缘层的第二部分。
此外,电流阻碍层10c相当于第一电流狭窄层,第一电流阻碍层20c、30c相当于第二电流狭窄层,n-GaN基板1s相当于第一基板,n-GaN基板1s上的半导体层相当于第一半导体层,p侧衬垫电极10a相当于第一的一方电极,n侧衬垫电极10b相当于第一的另一方电极。
此外,n-GaAs基板5X相当于第二基板,n-GaAs基板5X上的半导体层相当于第二半导体层,p侧衬垫电极20a和p侧衬垫电极30a相当于第二的一方电极,n侧衬垫电极20b和n侧衬垫电极30b相当于第二的另一方电极。

Claims (25)

1.一种半导体激光装置,其特征在于,包括
导电性的支撑部件;
绝缘层;
形成于所述绝缘层一方的面上的导电层;
第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于所述第一半导体层中的第一的一方电极和形成于所述第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和
第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于所述第二半导体层中的第二的一方电极和形成于所述第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,其中,
所述第二半导体层包含电流狭窄层,使从所述第二的一方电极流向所述第二的另一方电极的电流变窄,
在所述支撑部件上设置所述第一半导体激光元件,使所述第一的一方电极位于所述支撑部件侧,
在所述第一半导体激光元件的所述第一的另一方电极上,顺序设置所述绝缘层和所述导电层,
在所述导电层上设置所述第二半导体激光元件,使得所述第二的一方电极电气连接于所述导电层,
所述第二的另一方电极与所述第一的另一方电极电气连接,
在所述绝缘层中产生的电容值为所述电流狭窄层中产生的电容值以下。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:
在所述绝缘层中产生的电容值为在所述电流狭窄层中产生的电容值的1/5以下。
3.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有第一光波导路径,
所述第二半导体激光元件具有第二光波导路径,
对应于所述第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的所述绝缘层的第一部分具有比去除所述第一部分的所述绝缘层的第二部分高的导热性。
4.根据权利要求3所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层的所述第一部分具有比所述第二部分小的厚度。
5.根据权利要求3所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层的所述第一部分包含具有第一导热率的第一材料,
所述绝缘层的所述第二部分包含具有比所述第一部分的第一导热率低的第二导热率的第二材料。
6.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:
还具备副基板,***所述支撑部件与所述第一半导体激光元件之间,具有规定厚度。
7.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件包含氮化物类半导体。
8.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一和第二另一方电极在相互电气连接的同时,与所述支撑部件电气绝缘。
9.一种半导体激光装置,其特征在于,包括
导电性的支撑部件;
绝缘层;
形成于所述绝缘层的一方的面中的导电层;
第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于所述第一半导体层中的第一的一方电极和形成于所述第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和
第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于所述第二半导体层中的第二的一方电极和形成于所述第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,
所述第一半导体层包含第一电流狭窄层,变窄从所述第一的一方电极流向所述第一的另一方电极的电流,
所述第二半导体层包含第二电流狭窄层,变窄从所述第二的一方电极流向所述第二的另一方电极的电流,
在所述支撑部件上设置所述第一半导体激光元件,使所述第一的一方电极位于所述支撑部件侧,
在所述第一半导体激光元件的所述第一的另一方电极上,顺序设置所述绝缘层和所述导电层,
在所述导电层上设置所述第二半导体激光元件,使所述第二的一方电极与所述导电层电气连接,
所述第二的另一方电极与所述第一的另一方电极电气连接,
所述绝缘层中产生的电容值为所述第一电流狭窄层和所述第二电流狭窄层中产生的电容值中小的一方的电容值以下。
10.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层中产生的电容值为所述第一电流狭窄层和所述第二电流狭窄层中产生的电容值中小的一方的电容值的1/5以下。
11.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层中产生的电容值约为10pF以下。
12.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有第一光波导路径,
所述第二半导体激光元件具有第二光波导路径,
对应于所述第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的所述绝缘层的第一部分具有比去除所述第一部分的所述绝缘层的第二部分高的导热性。
13.根据权利要求12所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层的所述第一部分具有比所述第二部分小的厚度。
14.根据权利要求12所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述绝缘层的所述第一部分包含具有第一导热率的第一材料,
所述绝缘层的所述第二部分包含具有比所述第一部分的第一导热率低的第二导热率的第二材料。
15.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
还具备副基板,***所述支撑部件与所述第一半导体激光元件之间,具有规定厚度。
16.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件包含氮化物类半导体。
17.根据权利要求9所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一和第二另一方电极在相互电气连接的同时,与所述支撑部件电气绝缘。
18.一种半导体激光装置,其特征在于:包括
导电性的支撑部件;导电层;
第一半导体激光元件,具备形成于第一基板上的第一半导体层、形成于所述第一半导体层中的第一的一方电极和形成于所述第一基板中的第一的另一方电极,射出第一波长的光;和
第二半导体激光元件,具备形成于第二基板上的第二半导体层、形成于所述第二半导体层中的第二的一方电极和形成于所述第二基板中的第二的另一方电极,射出第二波长的光,
所述第一半导体层包含绝缘性的第一电流狭窄层,变窄从所述第一的一方电极流向所述第一的另一方电极的电流,
所述第二半导体层包含第二电流狭窄层,变窄从所述第二的一方电极流向所述第二的另一方电极的电流,
所述导电层形成于所述第一电流狭窄层的规定区域中,以与所述第一的一方电极绝缘,
在所述支撑部件上设置所述第一半导体激光元件,使所述第一的另一方电极位于所述支撑部件侧,
在所述导电层上设置所述第二半导体激光元件,使所述第二的一方电极与所述导电层电气连接,
所述第二的另一方电极与所述第一的另一方电极电气连接,
所述导电层正下方的第一电流狭窄层中产生的电容值为所述第二电流狭窄层中产生的电容值以下。
19.根据权利要求18所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述导电层正下方的第一电流狭窄层中产生的电容值为所述第二电流狭窄层中产生的电容值的1/5以下。
20.根据权利要求18所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件具有第一光波导路径,
所述第二半导体激光元件具有第二光波导路径,
对应于所述第二光波导路径的至少光射出端面侧区域的所述导电层正下方的第一电流狭窄层的第一部分具有比去除所述第一部分的所述导电层正下方的第一电流狭窄层的第二部分高的导热性。
21.根据权利要求20所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述导电层正下方的第一电流狭窄层的所述第一部分具有比所述第二部分小的厚度。
22.根据权利要求20所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述导电层正下方的第一电流狭窄层的所述第一部分包含具有第一导热率的第一材料,
所述导电层正下方的第一电流狭窄层的所述第二部分包含具有比所述第一部分的第一导热率低的第二导热率的第二材料。
23.根据权利要求18所述的半导体激光装置,其特征在于:
还具备副基板,***所述支撑部件与所述第一半导体激光元件之间,具有规定厚度。
24.根据权利要求18所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一半导体激光元件包含氮化物类半导体。
25.根据权利要求18所述的半导体激光装置,其特征在于:
所述第一和第二另一方电极在相互电气连接的同时,与所述支撑部件电气绝缘。
CN 200510093864 2004-08-31 2005-08-31 半导体激光装置 Expired - Fee Related CN1744397B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004253049A JP4530768B2 (ja) 2004-08-31 2004-08-31 半導体レーザ装置
JP2004253049 2004-08-31
JP2004-253049 2004-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1744397A CN1744397A (zh) 2006-03-08
CN1744397B true CN1744397B (zh) 2010-06-09

Family

ID=36139661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200510093864 Expired - Fee Related CN1744397B (zh) 2004-08-31 2005-08-31 半导体激光装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4530768B2 (zh)
CN (1) CN1744397B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013030538A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Sony Corp 半導体レーザ素子およびその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316810A (zh) * 2000-02-15 2001-10-10 索尼株式会社 发光器件及使用该发光器件的光学装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6461085A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Nec Corp Semiconductor laser
JPH03133189A (ja) * 1989-10-18 1991-06-06 Nec Corp 高抵抗半導体層埋め込み型半導体レーザ
JPH04278592A (ja) * 1991-03-06 1992-10-05 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JPH07131117A (ja) * 1993-09-07 1995-05-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH07273370A (ja) * 1994-03-29 1995-10-20 Olympus Optical Co Ltd 光半導体装置
JP3419930B2 (ja) * 1994-12-21 2003-06-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置とこの半導体レーザ装置を備えた光ディスク装置
JPH10294525A (ja) * 1997-04-21 1998-11-04 Sony Corp 半導体発光装置の製造方法
JP2000223791A (ja) * 1999-02-04 2000-08-11 Sharp Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2001332805A (ja) * 2000-05-24 2001-11-30 Samsung Electro Mech Co Ltd 2波長レーザーダイオード及びその製造方法
JP2002076515A (ja) * 2000-09-04 2002-03-15 Nec Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2004184869A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Renesas Technology Corp 光電子装置
JP3928583B2 (ja) * 2003-05-06 2007-06-13 ソニー株式会社 発光装置の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316810A (zh) * 2000-02-15 2001-10-10 索尼株式会社 发光器件及使用该发光器件的光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006073644A (ja) 2006-03-16
CN1744397A (zh) 2006-03-08
JP4530768B2 (ja) 2010-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8017957B2 (en) Semiconductor laser apparatus
CN100555773C (zh) 半导体激光器装置和它的制造方法
US7773654B2 (en) Semiconductor laser apparatus and fabrication method thereof
US20100260227A1 (en) Semiconductor laser apparatus and fabrication method thereof
JP4457427B2 (ja) 半導体発光装置とその製造方法
US8098699B2 (en) Semiconductor laser apparatus and optical apparatus
JP2004014943A (ja) マルチビーム型半導体レーザ、半導体発光素子および半導体装置
JP2007048810A (ja) 半導体レーザ
JP2004207480A (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2002118331A (ja) 集積型半導体発光装置及びその製造方法
US7817694B2 (en) Semiconductor laser apparatus and manufacturing method thereof
US20070099321A1 (en) Method for fabricating semiconductor laser device
JPH10223930A (ja) 半導体発光素子
CN1744397B (zh) 半导体激光装置
JP4726572B2 (ja) 半導体レーザ装置
US20060203867A1 (en) Laser diode chip, laser diode, and method for manufacturing laser diode chip
JP4885434B2 (ja) 半導体レーザ素子、光ディスク装置および光伝送システム
JP2009188273A (ja) ジャンクションダウン型の光半導体素子及び光半導体装置
JPH1093186A (ja) 窒化物半導体レーザ素子
KR100360143B1 (ko) 반도체 레이저 소자 및 그의 제조방법
KR100877869B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JP2010016095A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2005268754A (ja) 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法、光ディスク装置および光伝送システム
JP2010171285A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2011023754A (ja) 半導体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100609

Termination date: 20140831

EXPY Termination of patent right or utility model