CN1744398B - 半导体激光装置及其制造方法 - Google Patents

半导体激光装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1744398B
CN1744398B CN2005100938677A CN200510093867A CN1744398B CN 1744398 B CN1744398 B CN 1744398B CN 2005100938677 A CN2005100938677 A CN 2005100938677A CN 200510093867 A CN200510093867 A CN 200510093867A CN 1744398 B CN1744398 B CN 1744398B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor laser
laser chip
resonator
substrate
chip
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
CN2005100938677A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1744398A (zh
Inventor
畑雅幸
别所靖之
野村康彦
庄野昌幸
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 CN1744398A publication Critical patent/CN1744398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1744398B publication Critical patent/CN1744398B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供一种半导体激光装置中使用的一芯片半导体激光元件。其中，红色半导体激光元件和红外半导体激光元件层叠在蓝紫色半导体激光元件上。蓝紫色半导体激光元件通过在GaN基板上形成半导体层来制造。红色半导体激光元件及红外半导体激光元件分别通过在GaAs基板上形成半导体层来制造。GaAs的弹性模量比GaN的弹性模量小。红色半导体激光元件及红外半导体激光元件的长度分别比蓝紫色半导体激光元件的长度长。

Description

半导体激光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及能发射波长不同的多种光的半导体激光装置及其制造方法。
背景技术
迄今，在CD(Compact Disk)/CD-R(Compact Disk-Recordable)驱动装置中，作为光源使用发射波长为780nm左右的红外光的半导体激光元件(红外半导体激光元件)。另外，在DVD(Digital Versatile Disk)驱动装置中，作为光源使用发射波长为650nm左右的红外光的半导体激光元件(红外半导体激光元件)。
另一方面，近年来，正在进行能用波长为405nm左右的蓝紫色光进行记录及再生的DVD的开发。为了进行这样的DVD的记录及再生，同时还在进行使用发射波长为405nm左右的蓝紫色光的半导体激光元件(蓝紫色光半导体激光元件)的DVD驱动装置的开发。在该DVD驱动装置中，对现有的CD/CD-R及DVD的互换性是必要的。
在此情况下，采用在DVD驱动装置中设置分别发射红外光、红色光及蓝紫色光的多种光拾波装置的方法，或者采用在一个光拾波装置内设置红外半导体激光元件、红色半导体激光元件及蓝紫色半导体激光元件的方法，实现对于现有的CD、DVD及新的DVD的互换性。可是，在这些方法中，由于导致部件个数的增加，所以难以达到DVD驱动装置的小型化、结构的简单化及低成本化。
为了防止这样的部件个数的增加，设计了以层叠体的状态制作发光波长不同的多个半导体发光元件的集成型半导体发光装置(特开2002-118331号公报)。
在上述的集成型半导体发光装置中，例如，在InGaAlN系列400nm带半导体激光器的上部，形成InGaAlP系列650nm带半导体激光器。
这里，在InGaAlN系列400nm带半导体激光器和InGaAlP系列560nm带半导体激光器粘贴时，InGaAlP系列650nm带半导体激光器比InGaAlN系列400nm带半导体激光器更容易因畸变而变形。
另外，在InGaAlN系列400nm带半导体激光器和AlGaAs系列780nm带半导体激光器粘贴的情况下，AlGaAs系列780nm带半导体激光器比InGaAlN系列400nm带半导体激光器更容易因畸变而变形。如果半导体激光元件的共振器端面因畸变而变形，则可靠性下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种能发射多种波长的光、同时能提高可靠性及实现小型化的半导体激光装置及其制造方法。
(1)发明的一个方面的半导体激光装置，备有：在第一基板上形成、且具有第一共振器的第一半导体激光芯片；以及在第二基板上形成、且具有第二共振器的第二半导体激光芯片，层叠第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片使第一共振器和第二共振器大致平行，第二共振器的长度比第一共振器的长度长，第二基板的弹性模量比第一基板的弹性模量小。
在本发明的半导体激光装置中，第一半导体激光芯片在第一基板上形成，有第一共振器。另外，第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片以使第一共振器的纵向和第二共振器的纵向大致平行的方式减小层叠。
第一及第二半导体激光芯片接合后，各个第一及第二半导体激光芯片由于温度变化而发生热膨胀，在各个第一及第二半导体激光芯片中发生由热膨胀引起的应力。这里，第二半导体激光芯片的第二基板的弹性模量比第一半导体激光芯片的第一基板的弹性模量小。因此，由第二半导体激光芯片中发生的应力诱发的第二基板的变形比由第一半导体激光芯片中发生的应力诱发的第一基板的变形大。
这里，第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以在第二半导体激光芯片的端面附近存在未接合在第一半导体激光芯片上的部分。由此，能降低第二半导体激光芯片的第二共振器的端面的变形。因此，能抑制第二半导体激光芯片的劣化，提高了第二半导体激光芯片的可靠性。其结果，提高了半导体激光装置的可靠性。
另外，由于第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片层叠，所以能减少半导体激光装置的宽度。其结果，能实现半导体激光装置的小型化。
(2)第二共振器的长度也可以比第一共振器的长度长出第二基板的厚度以上。
在此情况下，由在第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片的接合部分上发生的应力，在第二半导体激光芯片的非接合部分上诱发变形。在从接合部分分离了第二基板的厚度的位置，该非接合部分上诱发的变形显著降低。因此，通过设定成第二共振器的长度比第一共振器的长度长出第二基板的厚度以上，能充分地降低第二共振器的端面上的变形。由此，能充分地提高第二半导体激光芯片的可靠性。其结果，充分地提高了半导体激光装置的可靠性。
(3)第一基板由六方晶系材料构成，第二基板由立方晶系材料构成，垂直于第一共振器的纵向的方向上的第一基板的宽度，也可以比垂直于第二共振器的纵向的方向上的第二基板的宽度大。
在此情况下，由于第一基板由六方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一基板的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一基板的侧面。因此，不容易减少第一基板的宽度。
与此不同，由于第二基板由立方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二基板的侧面。因此，容易减少第二基板的宽度。
因此，通过设定第一基板的宽度比第二基板的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片。
另外，由于第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片层叠，所以第一及第二半导体激光芯片的层叠结构的最大宽度成为第一半导体激光芯片的宽度。其结果，能减少半导体激光装置的宽度，同时提高了生产效率。
(4)第一基板也可以由氮化物系列半导体构成，第二基板也可以由砷化镓系列半导体构成。
在此情况下，由于氮化物系列半导体在化学上稳定，所以难以通过蚀刻进行加工。另外，由于氮化物系列半导体是六方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一基板的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一基板的侧面。因此，不容易减少第一基板的宽度。
与此不同，砷化镓系列半导体容易通过蚀刻进行加工。另外，由于砷化镓系列半导体是立方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二基板的侧面。因此，容易减少第二基板的宽度。
因此，通过设定第一基板的宽度比第二基板的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片。
(5)半导体激光装置还备有底座，第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片依次层叠在底座上，第二半导体激光芯片在与第一半导体激光芯片相反一侧的面上有电极，导线也可以连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二半导体激光芯片的电极的位置上。
第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以第二半导体激光芯片的一部分从第一半导体激光芯片的端面突出。在此情况下，在第二半导体激光芯片的突出部分的下方不存在第一半导体激光芯片。如果负载从上向下加在第二半导体激光芯片的突出部分上，则第二半导体激光芯片有可能从第一半导体激光芯片剥离。另外，第二半导体激光芯片有可能破损。
这里，通过将导线连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二半导体激光芯片的电极的位置上，能防止第二半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离及第二半导体激光芯片破损。
(6)底座有由下表面及上表面构成的台阶部，下表面和上表面的高度差大致相当于第一半导体激光芯片的厚度，第一半导体激光芯片设置在底座的下表面上，从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二半导体激光芯片的部分也可以设置在底座的上表面上。
在此情况下，由于从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二半导体激光芯片的部分的下方存在底座，所以即使在负载从上向下加在第二半导体激光芯片的突出部分上的情况下，也能防止第二半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离及第二半导体激光芯片破损。
另外，由于第二半导体激光芯片的突出部分接触在底座的上表面上，所以第二半导体激光芯片的突出部分能良好地进行散热。由此，提高了第二半导体激光芯片的可靠性。
(7)还备有在第三基板上形成、且具有第三共振器的第三半导体激光芯片，第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片设置在第一半导体激光芯片上，以便使第一共振器、第二共振器及第三共振器大致平行，第三共振器的长度比第一共振器的长度长，第三基板的弹性模量也可以比第一基板的弹性模量小。
在此情况下，第三半导体激光芯片在第三基板上形成，有第一共振器。另外，第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片设置在第一半导体激光芯片上，且使第一共振器、第二共振器及第三共振器大致平行。
第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片层叠在第一半导体激光芯片上之后，各个第一、第二及第三半导体激光芯片由于温度变化而发生热膨胀，在各个第一、第二及第三半导体激光芯片中发生由热膨胀引起的应力。这里，第二半导体激光芯片的第二基板的弹性模量及第三半导体激光芯片的第三基板的弹性模量比第一半导体激光芯片的第一基板的弹性模量小。因此，由第二半导体激光芯片中发生的应力诱发的第二基板的变形、以及由第三半导体激光芯片中发生的应力诱发的第三基板的变形比由第一半导体激光芯片中发生的应力诱发的第一基板的变形大。
这里，第二半导体激光芯片的第二共振器的长度及第三半导体激光芯片的第三共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以能降低第二半导体激光芯片的第二共振器的端面及第三半导体激光芯片的第三共振器的端面上的变形。由此，能抑制第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片的劣化，提高了第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片的可靠性。因此，提高了半导体激光装置的可靠性。
另外，由于第一半导体激光芯片与第二半导体激光芯片和第三半导体激光芯片层叠，所以能减少半导体激光装置的宽度。其结果，能实现半导体激光装置的小型化。
(8)第三共振器的长度也可以比第一共振器的长度长出第三基板的厚度以上。
在此情况下，由在第一半导体激光芯片和第三半导体激光芯片的接合部分上发生的应力，在第三半导体激光芯片的非接合部分上诱发变形。在从接合部分分离开第三基板的厚度的位置，该非接合部分上诱发的变形显著降低。因此，通过设定第三共振器的长度比第一共振器的长度长出第三基板的厚度以上，能充分地降低第三共振器的端面上的变形。由此，能充分地提高第三半导体激光芯片的可靠性。其结果，充分地提高了半导体激光装置的可靠性。
(9)第一基板由六方晶系材料构成，第二基板及第三基板由立方晶系材料构成，垂直于第一共振器的纵向的方向上的第一基板的宽度，也可以比垂直于第二共振器的纵向的方向上的第二基板的宽度、以及比垂直于第三共振器的纵向的方向上的第三基板的宽度大。
在此情况下，由于第一基板由六方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一基板的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一基板的侧面。因此，不容易减少第一基板的宽度。
与此不同，由于第二基板由立方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二基板的侧面。因此，容易减少第二基板的宽度。
另外，由于第三基板由立方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第三共振器的纵向的第三基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第三共振器的纵向的第三基板的侧面。因此，容易减少第三基板的宽度。
因此，通过设定第一基板的宽度比第二及第三基板的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片、第二半导体激光芯片、以及第三半导体激光芯片。
另外，由于第一半导体激光芯片与第二和第三半导体激光芯片层叠，所以第一、第二及第三半导体激光芯片的层叠结构的最大宽度成为第一半导体激光芯片的宽度。其结果，能减少半导体激光装置的宽度，同时提高了生产效率。
(10)第一基板由氮化物系列半导体构成，第二基板及第三基板由砷化镓系列半导体构成也可以。
在此情况下，由于氮化物系列半导体在化学上稳定，所以难以通过蚀刻进行加工。另外，由于氮化物系列半导体是六方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一基板的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一基板的侧面。因此，不容易减少第一基板的宽度。
与此不同，砷化镓系列半导体容易通过蚀刻进行加工。另外，由于砷化镓系列半导体是立方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二基板的侧面。因此，容易减少第二基板的宽度。
另外，由于砷化镓系列半导体是立方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第三共振器的纵向的第三基板的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第三共振器的纵向的第三基板的侧面。因此，容易减少第三基板的宽度。
因此，通过设定第一基板的宽度比第二及第三基板的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片、第二半导体激光芯片、以及第三半导体激光芯片。
(11)半导体激光装置还备有底座，第一半导体激光芯片层叠在底座上，第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片层叠在第一半导体激光芯片上，第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片在与第一半导体激光芯片相反一侧的面上分别有电极，导线也可以连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二半导体激光芯片及第三半导体激光芯片的电极的位置上。
第二及第三半导体激光芯片的第二及第三共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以第二及第三半导体激光芯片的一部分从第一半导体激光芯片的端面突出。在此情况下，在第二及第三半导体激光芯片的突出部分的下方不存在第一半导体激光芯片。如果负载从上向下加在第二及第三半导体激光芯片的突出部分上，则第二及第三半导体激光芯片有可能从第一半导体激光芯片剥离。另外，第二及第三半导体激光芯片有可能破损。
这里，通过将导线连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二及第三半导体激光芯片的电极的位置上，能防止第二及第三半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离、以及第二及第三半导体激光芯片破损。
(12)底座有由下表面及上表面构成的台阶部，下表面和上表面的高度差大致相当于第一半导体激光芯片的厚度，第一半导体激光芯片设置在底座的下表面上，从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二半导体激光芯片的部分及第三半导体激光芯片的部分也可以设置在底座的上表面上。
在此情况下，由于从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二及第三半导体激光芯片的部分的下方存在底座，所以即使在负载从上向下加在第二及第三半导体激光芯片的突出部分上的情况下，也能防止第二及第三半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离，还能防止第二及第三半导体激光芯片破损。
另外，由于第二及第三半导体激光芯片的突出部分接触在底座的上表面上，所以第二及第三半导体激光芯片的突出部分能良好地进行散热。由此，提高了第二及第三半导体激光芯片的可靠性。
(13)本发明的另一方面的半导体激光装置的制造方法，包括：在第一晶片上形成多个分别具有第一共振器的第一半导体激光芯片的结构的工序；在第二晶片上形成多个分别具有第二共振器的第二半导体激光芯片的结构的工序；以使多个第一半导体激光芯片的第一共振器和多个第二半导体激光芯片的第二共振器大致平行的方式，将第一晶片和第二晶片粘接起来的工序；以及以使各第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比各第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长的方式，将第一及第二晶片分割成多个第一及第二半导体激光芯片，由此形成多个由第一及第二半导体激光芯片的层叠结构构成的半导体激光装置的工序，第二晶片的弹性模量比第一晶片的弹性模量小。
在本发明的半导体激光装置的制造方法中，在第一晶片上形成多个分别有第一共振器的第一半导体激光芯片的结构，同时在第二晶片上形成多个分别有第二共振器的第二半导体激光芯片的结构。其次，以使多个第一半导体激光芯片的第一共振器和多个第二半导体激光芯片的第二共振器大致平行的方式将第一晶片和第二晶片粘接起来。另外，以使各第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比各第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长的方式将第一及第二晶片分割成多个第一及第二半导体激光芯片。由此，能形成由第一及第二半导体激光芯片的层叠结构构成的多个半导体激光装置。
如果采用该制造方法，则通过将第一晶片和第二晶片粘接起来，多个第一半导体激光芯片和多个第二半导体激光芯片被层叠起来。在此情况下，通过对第一晶片和第二晶片进行定位，多个第一半导体激光芯片和多个第二半导体激光芯片同时被定位，所以提高了定位精度，同时能减少定位所需要的时间。因此，提高了半导体激光装置的合格率，同时减少了制造时间及制造成本。
第一及第二半导体激光芯片层叠后，各个第一及第二半导体激光芯片由于温度变化而发生热膨胀，在各个第一及第二半导体激光芯片中发生由热膨胀引起的应力。这里，第二半导体激光芯片的第二基板的弹性模量比第一半导体激光芯片的第一基板的弹性模量小。因此，由第二半导体激光芯片中发生的应力诱发的第二基板的变形比由第一半导体激光芯片中发生的应力诱发的第一基板的变形大。
这里，第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以能降低第二半导体激光芯片的第二共振器的端面上的变形。由此，能抑制第二半导体激光芯片的劣化，提高了第二半导体激光芯片的可靠性。因此，提高了半导体激光装置的可靠性。
另外，由于第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片层叠，所以能减少半导体激光装置的宽度。其结果，能实现半导体激光装置的小型化。
(14)形成多个半导体激光装置的工序，包括以使各第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比各第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长出第二半导体激光芯片的厚度以上的方式、将第一及第二晶片分割成多个第一及第二半导体激光芯片的工序。
在此情况下，由在第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片的接合部分上发生的应力，在第二半导体激光芯片的非接合部分上诱发变形。在从接合部分分离开第二基板的厚度的位置，该非接合部分上诱发的变形显著降低。因此，通过设定第二共振器的长度比第一共振器的长度长出第二基板的厚度以上，能充分地降低第二共振器的端面上的变形。由此，能充分地提高第二半导体激光芯片的可靠性。其结果，充分地提高了半导体激光装置的可靠性。
(15)形成多个第一半导体激光芯片的结构的工序包括准备由六方晶系材料构成的第一晶片的工序，形成多个第二半导体激光芯片的结构的工序包括准备由立方晶系材料构成的第二晶片的工序，形成多个半导体激光装置的工序，包括以使垂直于第一共振器的纵向的方向上的第一半导体激光芯片的宽度比第二共振器的纵向的方向上的第二半导体激光芯片的宽度大的方式、分割第一及第二晶片的工序。
在此情况下，由于第一晶片由六方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一半导体激光芯片的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一半导体激光芯片的侧面。因此，不容易减少第一半导体激光芯片的宽度。
与此不同，由于第二晶片由立方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二半导体激光芯片的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二半导体激光芯片的侧面。因此，容易减少第二半导体激光芯片的宽度。
因此，通过设定第一半导体激光芯片的宽度比第二半导体激光芯片的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片。
另外，由于第一半导体激光芯片和第二半导体激光芯片层叠，所以第一及第二半导体激光芯片的层叠结构的最大宽度成为第一半导体激光芯片的宽度。其结果，能减少半导体激光装置的宽度，同时提高了生产效率。
(16)准备第一晶片的工序也可以包括准备由氮化物系列半导体构成的第一晶片的工序，准备第二晶片的工序也可以包括准备由砷化镓系列半导体构成的第二晶片的工序。
在此情况下，由于氮化物系列半导体在化学上稳定，所以第一晶片难以通过蚀刻进行加工。另外，由于氮化物系列半导体是六方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第一共振器的纵向的第一半导体激光芯片的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于第一共振器的纵向的第一半导体激光芯片的侧面。因此，不容易减少第一半导体激光芯片的宽度。
与此不同，砷化镓系列半导体容易通过蚀刻进行加工。另外，由于砷化镓系列半导体是立方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于第二共振器的纵向的第二半导体激光芯片的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于第二共振器的纵向的第二半导体激光芯片的侧面。因此，容易减少第二半导体激光芯片的宽度。
因此，通过设定第一半导体激光芯片的宽度比第二半导体激光芯片的宽度大，能容易地制作第一半导体激光芯片及第二半导体激光芯片。
(17)形成第二半导体激光芯片的结构的工序包括在第二半导体激光芯片的一面上形成电极的工序，粘接第一晶片和第二晶片的工序包括以使在第二半导体激光芯片的一面上形成的电极位于与第一半导体激光芯片相反一侧的面上的方式、粘接第一晶片和第二晶片的工序该半导体激光装置的制造方法在形成多个半导体激光装置的工序后，还包括：准备底座的工序；以使第二半导体激光芯片位于第一半导体激光芯片上的方式将半导体激光装置层叠在底座上的工序；以及将导线连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二半导体激光芯片的电极的位置上的工序。
第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长，所以第二半导体激光芯片的一部分从第一半导体激光芯片的端面突出。在此情况下，在第二半导体激光芯片的突出部分的下方不存在第一半导体激光芯片。如果负载从上向下加在第二半导体激光芯片的突出部分上，则第二半导体激光芯片有可能从第一半导体激光芯片剥离。另外，第二半导体激光芯片有可能破损。
这里，通过将导线连接在第一半导体激光芯片的上方区域中的第二半导体激光芯片的电极的位置上，能防止第二半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离及第二半导体激光芯片破损。
(18)准备底座的工序包括准备具有由下表面及上表面构成的台阶部的工序，下表面和上表面的高度差大致相当于第一半导体激光芯片的厚度，将半导体激光装置层叠在所述底座上的工序，包括以使第一半导体激光芯片位于所述底座的下表面上、使从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二半导体激光芯片的部分位于底座的上表面上的方式，将半导体激光装置层叠在底座上的工序。
在此情况下，由于从第一半导体激光芯片的上方区域突出的第二半导体激光芯片的部分的下方存在底座，所以即使在负载从上向下加在第二半导体激光芯片的突出部分上的情况下，也能防止第二半导体激光芯片从第一半导体激光芯片剥离及第二半导体激光芯片破损。
另外，由于第二半导体激光芯片的突出部分接触在底座的上表面上，所以第二半导体激光芯片的突出部分能良好地进行散热。由此，提高了第二半导体激光芯片的可靠性。
如上所述，如果采用本发明的半导体激光装置及其制造方法，则能发射多种波长的光，同时能提高可靠性及实现小型化。
附图说明
图1是表示第一实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件的一例的模式剖面图及模式俯视图。
图2是第一实施方式的半导体激光装置的模式正视图。
图3是第一实施方式的半导体激光装置的模式俯视图。
图4是说明蓝紫色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图5是说明蓝紫色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图6是说明蓝紫色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图7是说明蓝紫色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图8是说明蓝紫色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图9是说明红色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图10是说明红色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图11是说明红色半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图12是说明红外半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图13是说明红外半导体激光元件的制造方法及详细结构用的剖面图。
图14是第二实施方式的半导体激光装置的模式正视图。
图15是说明图14中的辅助支座(sub-mount)的详细结构用的模式图。
图16是表示在GaN晶片上形成了半导体层、p侧衬垫(pad)电极及n电极的状态的模式图。
图17是表示在GaAs晶片上形成了半导体层、p电极及n电极的状态的模式图。
图18是表示GaN晶片及GaAs晶片粘接后，GaAs晶片被蚀刻的状态的模式图。
图19是表示晶片层叠体沿着图18(a)中的P-P线及Q-Q线劈开后的状态的模式图。
图20是表示只是晶片层叠体的GaN晶片沿着图19(a)中的S-S线劈开后的状态的模式图。
图21是表示第三实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件的模式图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的半导体激光装置及其制造方法进行说明。
(第一实施方式)
在以下的说明中，所谓该一个芯片半导体激光元件，是指后面所述的半导体激光元件被集成在一个芯片上的元件而言。
图1是表示第一实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件的一例的模式剖面图及模式俯视图。图1(a)中示出了一个芯片半导体激光元件1000的模式剖面图，图1(b)中示出了一个芯片半导体激光元件1000的模式俯视图。
在以下的说明中，如图1中的箭头X、Y、Z所示，将在水平面内正交的两个方向定义为X方向及Y方向，将垂直于X方向及Y方向的方向定义为Z方向。关于图1以后的附图也与上述同样地定义X方向、Y方向及Z方向。
另外，X方向及Y方向是平行于后面所述的蓝紫色半导体激光元件、红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的pn结面的方向。Z方向垂直于蓝紫色半导体激光元件、红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的pn结面的方向。
在本实施方式中，一个芯片半导体激光元件1000有层叠了发射波长约400nm的激光的半导体激光元件(以下称蓝紫色半导体激光元件)1、发射波长约650nm的激光的半导体激光元件(以下称红色半导体激光元件)2、以及发射波长约780nm的激光的半导体激光元件(以下称红外半导体激光元件)3的结构。
蓝紫色半导体激光元件1能通过在Ga(0001)基板上形成半导体层，形成沿[1-100]方向延伸的***(ridge)来制作。红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3能通过在GaAs(001)基板上形成半导体层，形成沿[1-10]方向延伸的***来制作。另外，红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的GaAs的弹性模量比蓝紫色半导体激光元件1的GaN的弹性模量小。在下表1中示出了本实施方式中用的半导体材料(GaN、GaAs、GaP、InP)的弹性模量张量。另外，GaN是六方晶系材料，GaAs是立方晶系材料。后面将详细说明。
[表1]
 C11[GPa]  C12[GPa]  C13[GPa]  C33[GPa]  C44[GPa]
 GaN  390  145  106  398  105
 GaAs  121.1  54.8  60.4
 GaP  140.5  62.03  70.33
 InP  102.2  57.6  4.6
如图1(a)、(b)所示，蓝紫色半导体激光元件1在上表面一侧有沿X方向延伸的条纹状的***部Ri。在蓝紫色半导体激光元件1的***部Ri的侧面的两侧形成绝缘膜4，覆盖着***部Ri的上表面地形成p侧衬垫电极12，在下表面上形成n电极15。在蓝紫色半导体激光元件1上形成作为p型半导体和n型半导体的结面的pn结面10。
在红色半导体激光元件2的上表面上形成n电极23，在下表面上形成p电极22。红色半导体激光元件2在下表面一侧有沿X方向延伸的条纹状的***部Ri。覆盖着***部Ri地形成p电极22。在红色半导体激光元件2上形成作为p型半导体和n型半导体的结面的pn结面20。
在红外半导体激光元件3的上表面上形成n电极33，在下表面上形成p电极32。红外半导体激光元件3在下表面一侧有沿X方向延伸的条纹状的***部Ri。覆盖着***部Ri地形成p电极32。在红外半导体激光元件3上形成作为p型半导体和n型半导体的结面的pn结面30。
在蓝紫色半导体激光元件1的绝缘膜4上，离开p侧衬垫电极12地形成p侧衬垫电极13、14。
在p侧衬垫电极13、14的上表面上分别形成焊锡膜H。红色半导体激光元件2的p电极22通过焊锡膜H接合在p侧衬垫电极13上。另外红外半导体激光元件3的p电极32通过焊锡膜H接合在p侧衬垫电极14上。
由此，红色半导体激光元件2的p电极22和p侧衬垫电极13导电性地连接，红外半导体激光元件3的p电极32和p侧衬垫电极14导电性地连接。
通过将电压加在蓝紫色半导体激光元件1的p侧衬垫电极12和n电极15之间，从pn结面10上的***部Ri的下方区域(以下称蓝紫色发光点)11沿X方向发射波长为400nm的激光。
通过将电压加在红色半导体激光元件2的p电极22和n电极23之间，从pn结面20上的***部Ri的下方区域(以下称红色发光点)21沿X方向发射波长为650nm的激光。
通过将电压加在红外半导体激光元件3的p电极32和n电极33之间，从pn结面30上的***部Ri的下方区域(以下称红外发光点)31沿X方向发射波长为780nm的激光。
这里，蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3都使***部Ri平行于X方向地进行层叠。因此，从蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2、及红外半导体激光元件3发射的激光的光路都大致平行。
在以下的说明中，将蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向上的端面(共振器端面)中激光的发射量多的一侧的端面称为一侧端面，将激光的发射量少的端面称为另一侧端面。另外，在以下的说明中，将来自各半导体激光元件的多种激光的发射方向作为正面。
如图1(b)所示，沿X方向，蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3各自的一侧端面大致一致。
这里，如图1(a)所示，设红色半导体激光元件2的厚度(Z方向)为t2，红外半导体激光元件3的厚度(Z方向)为t3。
另外，设蓝紫色半导体激光元件1的宽度(Y方向)为W1，红色半导体激光元件2的宽度(Y方向)为W2，红外半导体激光元件3的宽度(Y方向)为W3。
另外，如图1(b)所示，设蓝紫色半导体激光元件1的长度(X方向)为L1，红色半导体激光元件2的长度(X方向)为L2，红外半导体激光元件3的长度(X方向)为L3。
在本实施方式中，红色半导体激光元件2的长度L2及红外半导体激光元件3的长度L3比蓝紫色半导体激光元件1的长度L1长。
这里，如上所述GaAs的弹性模量比GaN的弹性模量小。在此情况下，蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3接合时，由GaAs基板的畸变引起的变形比由GaN基板的畸变引起的变形大。
可是，在本实施方式中，红色半导体激光元件2的长度L2及红外半导体激光元件3的长度L3比蓝紫色半导体激光元件1的长度L1长。
因此，在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的端面(共振器端面)附近产生不与蓝紫色半导体激光元件1接合的部分。由此，能降低红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的端面的变形。因此，能抑制红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的劣化，提高了红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的可靠性。其结果，提高了本实施方式的半导体激光装置的可靠性。
在本实施方式中，特别是蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3各自的长度(X方向)有下式(1)、(2)的关系。
L2-L1≥t2    …(1)
L3-L1≥t3    …(2)
由蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2和红外半导体激光元件3的接合部分中发生的应力，在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的非接合部分中诱发变形。在该非接合部分中诱发的变形在从接合部分分离开红色半导体激光元件2的厚度t2及红外半导体激光元件3的厚度t3的位置显著降低。
因此，为了满足上式(1)、(2)的关系，通过设定蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的长度，可充分地降低红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的端面的变形。
由此，充分地提高红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的可靠性。其结果，充分地提高了半导体激光装置的可靠性。
如上所述，蓝紫色半导体激光元件1中使用由六方晶系材料构成的GaN基板，红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3中使用由立方晶系材料构成的GaAs基板。这里，在本实施方式中，蓝紫色半导体激光元件1的宽度W1比红色半导体激光元件2的宽度W2及红外半导体激光元件3的宽度W3宽。
在此情况下，由于GaN基板由六方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于蓝紫色半导体激光元件1的X方向的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于蓝紫色半导体激光元件1的X方向的侧面。因此，不容易减少蓝紫色半导体激光元件1的Y方向的宽度W1。
与此不同，由于GaAs基板由立方晶系材料构成，所以在通过劈开来形成垂直于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的侧面。因此，容易减少红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的Y方向的宽度W2、W3。
因此，通过设定蓝紫色半导体激光元件1的GaN基板的宽度W1比红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的GaAs基板的宽度W2、W3大，就能容易地制作蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3。
另外，由于蓝紫色半导体激光元件1与红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3层叠，所以一个芯片半导体激光元件1000的层叠结构的最大宽度成为蓝紫色半导体激光元件1的宽度W1。其结果，能减少半导体激光装置的宽度，同时提高了生产效率。
图2是第一实施方式的半导体激光装置的模式正视图，图3是第一实施方式的半导体激光装置的模式俯视图。
如图2及图3所示，本实施方式的半导体激光装置备有：一个芯片半导体激光元件1000、管座(stem)500、基座501、第一端子1P、第二端子2P、第三端子3P、第四端子4P、以及多条导线1W、2W、3W、4W、5W。
由Cu、CuW或Al等金属构成的导电性的管座500设置在导电性的基座501上。
图1中的一个芯片半导体激光元件1000安装在管座500上。然后，用导线1W、2W、3W、4W、5W进行p侧衬垫电极12、p电极22、32及n电极23、33的布线。
第一端子1P、第二端子2P、第三端子3P、第四端子4P设置在基座501上。另外，第三端子3P的长度比第一端子1P及第二端子2P的长度短。
第一端子1P利用绝缘环1z与基座501绝缘，第二端子2P利用绝缘环1z与基座501绝缘，第三端子3P利用绝缘环1z与基座501绝缘。另外，第四端子4P安装在基座501上，与管座500导电性地导通。
第一端子1P及第二端子2P沿Y方向配置，第三端子3P及第四端子4P沿着与Y方向交叉的Z方向配置。另外，第一端子1P、第二端子2P及第三端子3P沿X方向从一侧向另一侧延伸。
红色半导体激光元件1、红外半导体激光元件2、及蓝紫色半导体激光元件3在Y方向上配置于第一端子1P和第二端子2P之间。
另外，在此情况下，n电极15接合在管座500的上表面上。由此，n电极15和管座500进行导电性地连接。
如图2及图3所示，第一端子1P通过导线1W，与蓝紫色半导体激光元件1上的p型衬垫电极13导电性地连接。由此，第一端子1P和红色半导体激光元件2的p电极22导电性地连接。
第二端子2P通过导线5W，与蓝紫色半导体激光元件1上的p型衬垫电极14导电性地连接。由此，第二端子2P和红外半导体激光元件3的p电极32导电性地连接。
第三端子3P通过导线3W，与蓝紫色半导体激光元件1上的p侧衬垫电极12导电性地连接。管座500通过导线2W，与红色半导体激光元件2上的n电极23导电性地连接。另外，管座500通过导线4W，与红外半导体激光元件3上的n电极33导电性地连接。
这里，管座500与第四端子4P导电性地连接。由此，第四端子4P和红色半导体激光元件2的n电极23及红外半导体激光元件3的n电极33导电性地连接。
其结果，通过将电压加在第三端子3P和第四端子4P之间，驱动蓝紫色半导体激光元件1。另外，通过将电压加在第一端子1P和第四端子4P之间，驱动红色半导体激光元件2。另外，通过将电压加在第二端子2P和第四端子4P之间，驱动红外半导体激光元件3。
例如，驱动蓝紫色半导体激光元件1时，将正电压加在第三端子3P上，将负电压加在第四端子4P上。驱动红色半导体激光元件2时，将正电压加在第一端子1P上，将第四端子4P接地。驱动红外半导体激光元件3时，将正电压加在第二端子2P上，将第四端子4P接地。
可是，如图3所示，导线2W在XY方向的蓝紫色半导体激光元件1的区域内连接在n电极23上。即，导线2W连接在位于蓝紫色半导体激光元件1上的n电极23上。
另外，导线4W在XY方向的蓝紫色半导体激光元件1的区域内连接在n电极33上。即，导线4W连接在位于蓝紫色半导体激光元件1上的n电极33上。
这样，导线2W、4W不连接在从蓝紫色半导体激光元件1突出的部分的红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3上。
如上所述，由于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的长度比蓝紫色半导体激光元件1的长度长，所以红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的一部分从蓝紫色半导体激光元件1的端面突出。
在此情况下，在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的突出部分的下方不存在蓝紫色半导体激光元件1。如果负载从上向下加在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的突出部分上，则红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3有从蓝紫色半导体激光元件1剥离的可能性。另外，红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3有破损的可能性。
这里，通过将导线2W、4W连接在蓝紫色半导体激光元件1的上方区域中的红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的n电极23、33的位置上，能防止红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3从蓝紫色半导体激光元件1上剥离，以及防止红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3破损。
以下，说明蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的制造方法及详细结构。
图4～图8是说明蓝紫色半导体激光元件1的制造方法及详细结构用的剖面图。
如图4(a)所示，在由掺杂了O(氧)的GaN构成的n型基板101的(0001)面上，作为有层叠结构的半导体层，依次使n型层102、n型包敷层(cladding layer)103、光导·活性层104、光导层144、盖区层(cap layer)145、p型包敷层105及接触层106进行结晶生长。例如，采用有机金属气相生长法(MOVPE法)，进行这些各层的形成。
如图4(b)所示，在光导·活性层104中，在n型包敷层103上依次形成载波阻挡层(carrier blocking layer)141及光导层140，在光导层140上以交替层叠的状态形成4个阻挡层143和3个阱层142。
n型基板101的载流子浓度约为5×1018cm-3，厚度约为100微米。
n型层102由掺杂了5×1018cm-3的Si的膜厚为100nm的GaN构成。
n型包敷层103由掺杂了5×1018cm-3的Si的膜厚为400nm的Al0.07Ga0.93N构成。n型包敷层103的载流子浓度为5×1018cm-3。
载波阻挡层141由掺杂了5×1018cm-3的Si的膜厚为5nm的Al0.16Ga0.84N构成。载波阻挡层141的载流子浓度为5×1018cm-3。
光导层140由掺杂了5×1018cm-3的Si的膜厚为100nm的GaN构成。光导层140的载流子浓度为5×1018cm-3。
阱层142由膜厚为3nm的未掺杂In0.15Ga0.85N构成。
阻挡层143由膜厚为20nm的未掺杂In0.02Ga0.98N构成。
光导层144由掺杂了4×1019cm-3的Mg的膜厚为10nm的GaN构成。光导层144的载流子浓度为5×1017cm-3。
盖区层145由掺杂了4×1019cm-3的Mg的膜厚为200nm的Al0.16Ga0.84N构成。盖区层145的载流子浓度为5×1017cm-3。
p型包敷层105由掺杂了4×1019cm-3的Mg的膜厚为400nm的Al0.07Ga0.93N构成。p型包敷层105的载流子浓度为5×1017cm-3。
接触层106由掺杂了4×1019cm-3的Mg的膜厚为10nm的In0.02Ga0.98N构成。接触层106的载流子浓度为5×1017cm-3。
在N2气氛中用800℃对图4(a)中的层叠体进行热处理(退火)。此后，如图5(c)所示，在接触层106上进行图形化依次形成p型欧姆电极121及SiO2掩模120。
在接触层106上通过依次层叠Pt、Pd及Au，形成p型欧姆电极121。Pt、Pd及Au各自的膜厚分别为5nm、100nm及150nm。SiO2掩模120的膜厚为250nm。
其次，使层叠体的温度为约200℃，利用Cl2系列气体进行干法蚀刻。由此，如图5(d)所示，接触层106及p型包敷层105的一部分被蚀刻，形成***部Ri。
***部Ri例如有1.5微米的宽度(Y方向)，有380nm的高度(Z方向)。
接着，进行活性层的蚀刻。由此，如图6(e)所示，n型包敷层103上的光导·活性层104、光导层144、盖区层145、p型包敷层105的规定区域被蚀刻。
此后，在图6(e)中的层叠体的上面侧形成绝缘膜4。绝缘膜4由SiN构成。绝缘膜4的厚度为250nm。这里，如图6(f)所示，通过蚀刻只将在p型欧姆电极121上形成的SiO2掩模120及绝缘膜4除去。
因此，如图7(g)所示，以覆盖图6(f)中的层叠体的p型欧姆电极121的上表面的方式，在p型欧姆电极121及绝缘膜4上的规定的区域中形成p侧衬垫电极12。
通过在p型欧姆电极121及绝缘膜4上依次层叠Ti、Pd及Au，形成p侧衬垫电极12。Ti、Pd及Au各自的膜厚分别为100nm、100nm及3000nm。根据需要，也可以在绝缘膜4上设置另外的p侧衬垫电极。
最后，将n型基板101的厚度研磨成约100微米，在研磨过的n型基板101的下表面上形成n电极15。
通过在n型基板101上依次层叠Al、Pd及Au，形成n电极15。Al、Pd及Au各自的膜厚分别为10nm、20nm及300nm。
在本实施方式中，为了使长度(X方向)为600微米，在垂直于***部Ri的方向(X方向)的面(YZ平面)上使蓝紫色半导体激光元件1劈开。
然后，在所制作的蓝紫色半导体激光元件1的一侧端面上形成反射率为5％的电介质多层膜，在另一侧端面上形成反射率为95％的电介质多层膜。另外，进行元件分离，以便使蓝紫色半导体激光元件1的宽度(Y方向)为1mm。
在图8(h)中，示出了本实施方式中制作的蓝紫色半导体激光元件1的详细剖面图。在图8(h)中，在绝缘膜4上与p侧衬垫电极12相分离地形成p侧衬垫电极13、14。
另外，在图8(h)所示的蓝紫色半导体激光元件1中，蓝紫色半导体激光元件1的宽度X为1mm，***部Ri的宽度W为1.6微米，p侧衬垫电极12的宽度B为125微米。
另外，用图6(e)说明的蚀刻后的光导层144、盖区层145、p型包敷层105的宽度D为4.5微米，***部Ri两侧的光导层144、盖区层145及p型包敷层105的合计厚度t为0.2微米。
图9～图11是说明红色半导体激光元件2的制造方法及详细结构用的剖面图。
如图9(a)所示，在由掺杂了Si的GaAs构成的n型基板201的(001)面上，作为有层叠结构的半导体层，依次使n型层221、n型包敷层202、光导层203、阱层215、阻挡层216、光导层205、p型包敷层206及接触层207进行结晶生长。例如采用MOVPE法，进行这些各层的形成。另外，在光导层203上，以交替层叠的状态形成3个阱层215和2个阻挡层216。
n型基板201是有从(001)面倾斜了7度的结晶生长面的断开基板。n型基板201的载流子浓度约为1×1018cm-3，厚度约为100微米。
n型层221由3×1018cm-3 的掺杂了Si的膜厚为100nm的GaAs构成。
n型包敷层202由掺杂了Si的膜厚为400nm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成。n型包敷层202的载流子浓度约为3×1017cm-3。
光导层203由膜厚为30nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。
阱层215由膜厚为5nm的未掺杂Ga0.5In0.5P构成。
阻挡层216由膜厚为5nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。
光导层205由膜厚为30nm的未掺杂(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成。
p型包敷层206由掺杂了Zn的膜厚为1500nm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成。p型包敷层206的载流子浓度约为3×1017cm-3。
接触层207由掺杂了Zn的膜厚为200nm的Ga0.5In0.5P构成。接触层207的载流子浓度约为2×1018cm-3。
其次，如图9(b)所示，在接触层207上的规定区域上形成了SiN掩模217后，对接触层207及p型包敷层206有选择地进行蚀刻。由此，形成***部Ri。
接着，如图10(c)所示，使电流狭窄层208有选择地生长，以便覆盖被蚀刻的p型包敷层206的上面及侧面、以及接触层207的侧面。
电流狭窄层208由掺杂了Si的AlGaAs构成。电流狭窄层208的载流子浓度为约8×1017cm-3。
此后，如图10(d)所示，将接触层207上的SiN掩模217除去，使接触层211在电流狭窄层208及接触层207上进行结晶生长。
接触层211由掺杂了Zn的膜厚为3000nm的GaAs构成。接触层211的载流子浓度为约3×1019cm-3。
最后，如图11(e)所示，在接触层211上形成p电极22。另外，对n型基板201进行研磨，使其厚度约为100μm，在研磨后的n型基板201的下表面上形成n电极23。
通过在接触层211上依次层叠AuGe及Au，形成p电极22。AuGe及Au各自的膜厚分别为100nm及3000nm。
通过在n型基板201下面依次层叠Cr及Au，形成n电极23。Cr及Au各自的膜厚分别为100nm及300nm。
在本实施方式中，在垂直于***部Ri的方向(X方向)的面(YZ平面)上使红色半导体激光元件2劈开，以便使长度(X方向)为1200微米。
然后，在所制作的红色半导体激光元件2的一侧端面上形成反射率为5％的电介质多层膜，在另一侧端面上形成反射率为95％的电介质多层膜。另外，进行元件分离，以便使红色半导体激光元件2的宽度(Y方向)为250微米。
在图11(e)所示的红色半导体激光元件2中，红色半导体激光元件2的宽度X1为250微米，***部Ri的宽度W为2.5微米，从Y方向上的***部Ri至红色半导体激光元件2的一个侧面的宽度X2为50微米。另外，用图9(b)说明的蚀刻后的p型包敷层206的最小膜厚t为0.15微米。
图12及图13是说明红外半导体激光元件3的制造方法及详细结构用的剖面图。
如图12(a)所示，在由掺杂了Si的GaAs构成的n型基板301的(001)面上，作为有层叠结构的半导体层，依次使n型层321、n型包敷层302、光导层303、阱层315、阻挡层316、光导层305、p型包敷层306及接触层307进行结晶生长。例如，采用MOVPE法，进行这些各层的形成。另外，在光导层303上，以交替层叠的状态形成3个阱层315和2个阻挡层316。
n型基板301的载流子浓度约为1×1018cm-3，厚度约为100微米。
n型层321由3×1018cm-3的掺杂了Si的膜厚为100nm的GaAs构成。
n型包敷层302由掺杂了Si的膜厚为1500nm的Al0.45Ga0.5.5As构成。n型包敷层302的载流子浓度约为3×1017cm-3。
光导层303由膜厚为30nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。
阱层315由膜厚为5nm的未掺杂Al0.1Ga0.9As构成。
阻挡层316由膜厚为5nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。
光导层305由膜厚为30nm的未掺杂Al0.35Ga0.65As构成。
p型包敷层306由掺杂了Zn的膜厚为1500nm的Al0.45Ga0.55As构成。p型包敷层306的载流子浓度约为3×1017cm-3。
接触层307由掺杂了Zn的膜厚为200nm的GaAs构成。接触层307的载流子浓度约为2×1018cm-3。
其次，如图12(b)所示，在接触层307上的规定区域上形成了SiN掩模317后，对接触层307及p型包敷层306有选择地进行蚀刻。由此，形成***部Ri。
接着，如图13(c)所示，使电流狭窄层308及盖区层310依次有选择地生长，以便覆盖被蚀刻的p型包敷层306的上面及侧面、以及接触层307的侧面。
电流狭窄层308由掺杂了Si的Al0.8Ga0.2As构成。电流狭窄层308的载流子浓度为约8×1017cm-3。盖区层310由膜厚为100nm的未掺杂GaAs构成。
此后，如图13(d)所示，将接触层307上的SiN掩模317除去，在盖区层310及接触层307上形成p电极32。另外，进行研磨，以便n型基板301的厚度约为100微米，在研磨过的n型基板301的下表面上形成n电极33。
通过在盖区层310及接触层307上依次层叠AuGe及Au，形成p电极32。AuGe及Au各自的膜厚分别为100nm及3000nm。
通过在n型基板301下面依次层叠Cr及Au，形成n电极33。Cr及Au各自的膜厚分别为100nm及300nm。
在本实施方式中，在垂直于***部Ri的方向(X方向)的面(YZ平面)上使红外半导体激光元件3劈开，以便使长度(X方向)为800微米。
然后，在所制作的红外半导体激光元件3的一侧端面上形成反射率为5％的电介质多层膜，在另一侧端面上形成反射率为95％的电介质多层膜。另外，进行元件分离，以便使红外半导体激光元件3的宽度(Y方向)为250微米。
在图13(d)所示的红外半导体激光元件3中，红外半导体激光元件3的宽度X1为250微米，***部Ri的宽度W为2.5微米，从Y方向上的***部Ri至红外半导体激光元件3的一个侧面的宽度X2为50微米。另外用图12(b)说明的蚀刻后的p型包敷层306的最小膜厚t为0.15微米。
在本实施方式中，在一个芯片半导体激光元件1000的蓝紫色半导体激光元件1中采用由GaN构成的n型基板101，在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3中采用由GaAs构成的n型基板201、301。
在此情况下，由于GaN在化学上稳定，所以难以通过蚀刻进行加工。另外，由于GaN是六方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于蓝紫色半导体激光元件1的X方向的端面的情况下，难以通过劈开来形成平行于蓝紫色半导体激光元件1的X方向的侧面。因此，不容易减少蓝紫色半导体激光元件1的Y方向的宽度。
与此不同，GaAs容易通过蚀刻进行加工。另外，由于GaAs是立方晶系材料，所以在通过劈开来形成垂直于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的端面的情况下，容易通过劈开来形成平行于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的X方向的侧面。因此，容易减少红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的宽度。
因此，通过将蓝紫色半导体激光元件1的n型基板101的宽度设定得比红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的n型基板201、301的宽度大，能容易地制作蓝紫色半导体激光元件1、红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3。
在本实施方式中，通过在蓝紫色半导体激光元件1上层叠红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3，能形成一个芯片半导体激光元件1000。由此，能减少一个芯片半导体激光元件1000的宽度。其结果，能实现半导体激光装置的小型化。
在第一实施方式中，蓝紫色半导体激光元件1的n型基板101相当于第一基板，沿蓝紫色半导体激光元件1的***部Ri形成的半导体层相当于第一共振器，蓝紫色半导体激光元件1相当于第一半导体激光芯片。
另外，红色半导体激光元件2的n型基板201相当于第二基板，沿红色半导体激光元件2的***部Ri形成的半导体层相当于第二共振器，红色半导体激光元件2相当于第二半导体激光芯片。
另外，红外半导体激光元件3的n型基板301相当于第三基板，沿红外半导体激光元件3的***部Ri形成的半导体层相当于第三共振器，红外半导体激光元件3相当于第三半导体激光芯片。
另外，GaN相当于六方晶系材料及氮化物系列半导体，GaAs相当于立方晶系材料及砷化镓系列半导体，管座500相当于底座，红色半导体激光元件2的n电极23及红外半导体激光元件3的n电极33相当于电极，导线2W、4W相当于导线。
(第二实施方式)
第二实施方式的半导体激光装置与第一实施方式的半导体激光装置的不同点如下。
图14是第二实施方式的半导体激光装置的模式正视图。本实施方式的半导体激光装置2000在第一实施方式的半导体激光装置中还备有导电性的辅助支座600。如图14所示，辅助支座600接合在管座500上，一个芯片半导体激光元件1000接合在辅助支座600上。
图15是说明图14中的辅助支座600的详细结构用的模式图。图15(a)中示出了第二实施方式的半导体激光装置的放大俯视图，图15(b)中示出了图15(a)中的A-A线剖面图。
如图15所示，辅助支座600由下段部601及上段部602构成。上段部602的厚度(Z方向)形成得比下段部601的厚度(Z方向)厚。
下段部601及上段部602有共同的底面610。下段部601有平行于底面610的上表面611，上段部602有平行于底面610的上表面612。在上表面612上形成绝缘性的绝缘膜603。
如在第一实施方式中所述，红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的长度(X方向)比蓝紫色半导体激光元件1的长度(X方向)长。因此，如果红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3接合在蓝紫色半导体激光元件1上，则红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3从蓝紫色半导体激光元件1沿X方向突出。
在本实施方式中，辅助支座600的底面610通过焊锡膜H接合在管座500上。另外，蓝紫色半导体激光元件1通过焊锡膜H接合在下段部601的上表面611上。另外，红外半导体激光元件3及红色半导体激光元件2从蓝紫色半导体激光元件1突出的部分通过焊锡膜H接合在上段部602的绝缘膜603上。
这里，下段部601形成得比蓝紫色半导体激光元件1的长度(X方向)稍微长一些。上段部602形成得比红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3从蓝紫色半导体激光元件1突出的部分的长度(X方向)长。另外，下段部601及上段部602的厚度差与蓝紫色半导体激光元件1的厚度大致相同。
在本实施方式中，在从蓝紫色半导体激光元件1的上方区域突出的红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的部分的下方，存在辅助支座600的上段部602的上表面612，所以即使在负载从上向下加在红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的突出部分上的情况下，也能防止红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3从蓝紫色半导体激光元件1剥离，以及防止红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3破损。
另外，由于红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的突出部分接触在辅助支座600的上段部602的上表面612上，所以能良好地进行红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的突出部分的散热。由此，提高了红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3的可靠性。
另外，在本实施方式中，也可以用有上段部及下段部的管座500，代替辅助支座600。在此情况下，蓝紫色半导体激光元件1接合在下段部的上表面上，红色半导体激光元件2及红外半导体激光元件3从蓝紫色半导体激光元件1突出的部分接合在上段部的上表面上。
在第二实施方式中，辅助支座600及管座500相当于底座，下段部601的上表面611相当于下表面，上段部602的上表面612相当于上表面，由下段部601及上段部602形成的台阶相当于台阶部。
(第三实施方式)
第三实施方式的半导体激光装置与第一实施方式的半导体激光装置的不同点如下。
第三实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件有在蓝紫色半导体激光元件1上只层叠红色半导体激光元件2的结构。
因此，如图2中的半导体激光装置所示，将一个芯片半导体激光元件安装在管座500上时，使用导线1W、2W、3W或导线3W、4W、5W都可以。
另外，蓝紫色半导体激光元件1的形状相对于图8中的蓝紫色半导体激光元件1来说，蓝紫色半导体激光元件1的宽度X及p侧衬垫电极12的宽度B的尺寸不同。在本实施方式中，蓝紫色半导体激光元件1的宽度X为400微米，p侧衬垫电极12的宽度B为100微米。
以下，说明本实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件的制造方法。
首先，在作为蓝紫色半导体激光元件1的n型基板101用的GaN晶片的一面上，如在第一实施方式中所述，形成半导体层。另外，在所形成的半导体层上规定的区域中有选择地形成p侧衬垫电极12、13，在GaN晶片的另一面上形成n电极15。
另外，在作为红色半导体激光元件2的n型基板201用的GaAs晶片的一面上，如在第一实施方式中所述，形成半导体层。另外，在所形成的半导体层上形成p侧衬垫电极22，在GaAs晶片的另一面上上规定的区域中有选择地形成n电极23。
图16是表示在GaN晶片上形成了半导体层、p侧衬垫电极12、13及n电极15的状态的模式图。
在图16(a)中，示出了从p侧衬垫电极12、13侧看到的GaN晶片BW的俯视图。在图16(b)中，示出了GaN晶片BW的X方向的侧视图。另外，在图16(b)中，为了容易理解，用圆圈表示***部Ri。
如图16(a)所示，在半导体层的绝缘膜4上，遍及GaN晶片BW的全长(X方向)，以规定的间隔形成两列p侧衬垫电极12。另外，将p侧衬垫电极12夹在中间地形成其纵向沿X方向的多个p侧衬垫电极13。
这里，GaN晶片BW的宽度w1例如为800微米，p侧衬垫电极12的宽度w2为100微米，p侧衬垫电极13的宽度为280微米。另外，GaN晶片BW的长度l1为2400微米，p侧衬垫电极13的长度l2为580微米，X方向的p侧衬垫电极13的间隔为620微米。
图17是表示在GaAs晶片RW上形成了半导体层、p电极22及n电极23的状态的模式图。
在图17(a)中，示出了从n电极23侧看到的GaAs晶片RW的俯视图。在图17(b)中，示出了GaAs晶片RW的X方向的侧视图。另外，在图17(b)中，为了容易理解，用圆圈表示***部Ri。
如图17(a)所示，在作为GaAs晶片RW的n型基板201上，遍及GaAs晶片RW的全长(X方向)，以规定的间隔形成形成3列n电极23。在3列n电极23之间，遍及GaAs晶片RW的全长(X方向)存在两列n电极非形成区201a。
在该3列n电极23上，沿X方向以规定的间隔存在n电极非形成区201b、201c。n电极非形成区201b的纵向为沿X方向，n电极非形成区201c的纵向为沿Y方向。
这里，GaAs晶片RW的宽度w4例如为800微米，n电极非形成区201a的宽度w5为120微米，n电极非形成区201b、201c的宽度w6为220微米。
另外，GaAs晶片RW的长度14为2400微米，n电极非形成区201b的长度15为300微米，n电极非形成区201c的长度16为20微米，X方向的n电极非形成区201c的间隔17为1200微米。
其次，进行如图16及图17所示制作的GaN晶片BW及GaAs晶片RW的层叠体的粘接。通过在图16中的GaN晶片BW的p侧衬垫电极13上形成焊锡膜H，使彼此的***部Ri平行，将GaAs晶片RW的p电极22接合在焊锡膜H上，来进行该粘接。由此，GaN晶片BW和GaAs晶片RW局部地被粘接起来。
此后，从GaAs晶片RW的n电极23侧，通过n电极非形成区201a、201b、201c，进行GaAs晶片RW的蚀刻。由此，从n电极23侧，在GaN晶片BW的绝缘膜4及p侧衬垫电极12、13上形成孔部。
在以下的说明中，将粘接了GaN晶片BW及GaAs晶片RW的层叠体称为晶片层叠体。
图18是表示粘接了GaN晶片BW及GaAs晶片RW后，GaAs晶片RW被蚀刻了的状态的模式图。
图18(a)中，示出了从GaAs晶片RW的n电极23侧看到的晶片层叠体的俯视图，图18(b)中，示出了晶片层叠体的X方向的侧视图。
如图18所示，GaAs晶片RW通过蚀刻，在n电极23侧露出了GaN晶片BW的p侧衬垫电极12、13及绝缘膜4。
接着，以X方向的规定的间隔，使进行了蚀刻的晶片层叠体劈开。例如，通过使晶片层叠体沿图18(a)中的P-P线及Q-Q线，在GaN晶片BW中形成刻痕伤，使GaN晶片BW劈开。在此情况下，由于沿P-P线及Q-Q线形成GaAs晶片RW的n电极非形成区201c(参照图17(a))中的通过蚀刻产生的孔部，所以在与GaN晶片BW劈开的同时，GaAs晶片BW容易沿P-P线及Q-Q线劈开。
图19是表示晶片层叠体沿图18(a)中的P-P线及Q-Q线劈开后的状态的模式图。
图19(a)中，示出了从GaAs晶片RW的n电极23侧看到的沿图18(a)中的P-P线及Q-Q线劈开后的晶片层叠体的俯视图。图19(b)中，示出了晶片层叠体的X方向的侧视图。
另外，在图19(a)中的S-S线上，通过在GaN晶片BW上形成刻痕伤，使GaN晶片BW劈开。
图20是表示只是晶片层叠体中的GaN晶片BW沿图19(a)中的S-S线劈开后的状态的模式图。
图20(a)中，示出了从GaAs晶片RW的n电极23侧看到的晶片层叠体的俯视图。图20(b)中，示出了晶片层叠体的X方向的侧视图。
这里，如上所述，GaN晶片BW及GaAs晶片RW通过p侧衬垫电极13上的焊锡膜H进行接合。因此，如果只使GaN晶片BW劈开，则GaAs晶片RW能以沿X方向突出的状态保持在GaN晶片BW上。在此状态下，沿图20(a)中的X方向的T-T线使晶片层叠体劈开。由此，本实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件便完成了。
图21是表示第三实施方式的半导体激光装置中用的一个芯片半导体激光元件的模式图。
图21(a)中，示出了从n电极23侧看到的一个芯片半导体激光元件1000的俯视图。图21(b)中，示出了一个芯片半导体激光元件1000的X方向的侧视图。
如上所述，通过将图21中的一个芯片半导体激光元件1000安装在图2中的管座500上或图14中的辅助支座600上，第三实施方式的半导体激光装置便完成了。
在本实施方式中，通过粘接GaN晶片BW和GaAs晶片RW，多个蓝紫色半导体激光元件1和多个红色半导体激光元件2便被层叠起来。在此情况下，通过对GaN晶片BW和GaAs晶片RW进行定位，多个蓝紫色半导体激光元件1和多个红色半导体激光元件2便被同时定位，所以提高了定位精度，同时减少了定位所需要的时间。因此，提高了半导体激光装置的合格率，同时减少了制造时间和制造成本。
蓝紫色半导体激光元件1及红色半导体激光元件2层叠后，各个蓝紫色半导体激光元件1及红色半导体激光元件2随着温度变化而发生热膨胀，在各个蓝紫色半导体激光元件1及红色半导体激光元件2中发生由热膨胀引起的应力。这里，红色半导体激光元件2的GaAs晶片RW的弹性模量比蓝紫色半导体激光元件1的GaN晶片BW的弹性模量小。因此，在红色半导体激光元件2中由发生的应力诱发的GaAs晶片RW的变形比蓝紫色半导体激光元件1中由发生的应力诱发的GaN晶片BW的变形大。
这里，由于红色半导体激光元件2的长度比蓝紫色半导体激光元件1的长度长，所以能降低红色半导体激光元件2的端面上的变形。由此，能抑制红色半导体激光元件2的劣化，提高了红色半导体激光元件2的可靠性。因此，提高了半导体激光装置的可靠性。
另外，由于蓝紫色半导体激光元件1和红色半导体激光元件2被层叠起来，所以能减少一个芯片半导体激光元件1000的宽度。其结果，能实现半导体激光装置的小型化。
另外，在本实施方式中，虽然说明了将红色半导体激光元件2层叠在蓝紫色半导体激光元件1上的一个芯片半导体激光元件1000的制造方法，但用同样的方法也能制造将红外半导体激光元件3层叠在蓝紫色半导体激光元件1上的一个芯片半导体激光元件1000。
在第三实施方式中，GaN晶片BW相当于第一晶片，沿GaN晶片BW的***部Ri形成的半导体层相当于第一共振器，蓝紫色半导体激光元件1相当于第一半导体激光芯片。
另外，GaAs晶片RW相当于第二晶片，沿GaAs晶片RW的***部Ri形成的半导体层相当于第二共振器，红色半导体激光元件2相当于第二半导体激光芯片。
在上述第一至第三实施方式中，虽然作为弹性模量大的第一基板，使用氮化镓，作为弹性模量小的第二基板，使用砷化镓，但也可以使用蓝宝石作为第一基板，在蓝宝石上形成氮化物系列半导体。或者，也可以是作为弹性模量大的第一基板，使用氧化锌，也可以是作为第一基板使用蓝宝石，在蓝宝石上形成氧化锌系列半导体。作为弹性模量小的第二基板，也可以使用磷化镓、磷化铟或砷化铟。

Claims (19)

1.一种半导体激光装置，其特征在于，备有：
在第一基板上形成、且具有第一共振器的第一半导体激光芯片；以及
在第二基板上形成、且具有第二共振器的第二半导体激光芯片，
还备有底座，
所述第一半导体激光芯片及所述第二半导体激光芯片依次层叠在所述底座上，
层叠所述第一半导体激光芯片及所述第二半导体激光芯片使所述第一共振器和所述第二共振器大致平行，
所述第二共振器的长度比所述第一共振器的长度长，
所述第二基板的弹性模量比所述第一基板的弹性模量小。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第二共振器的长度比所述第一共振器的长度长出所述第二基板的厚度以上。
3.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第一基板由六方晶系材料构成，
所述第二基板由立方晶系材料构成，
垂直于所述第一共振器的纵向的方向上的所述第一基板的宽度，比垂直于所述第二共振器的纵向的方向上的所述第二基板的宽度大。
4.根据权利要求3所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第一基板由氮化物系列半导体构成，所述第二基板由砷化镓系列半导体构成。
5.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第二半导体激光芯片在与所述第一半导体激光芯片相反一侧的面上有电极，
导线连接在所述第一半导体激光芯片的上方区域中的所述第二半导体激光芯片的所述电极的位置上。
6.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述底座有由下表面及上表面构成的台阶部，
所述下表面和所述上表面的高度差大致相当于所述第一半导体激光芯片的厚度，
所述第一半导体激光芯片设置在所述底座的下表面上，从所述第一半导体激光芯片的上方区域突出的所述第二半导体激光芯片的部分设置在所述底座的上表面上。
7.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
还备有在所述第三基板上形成、且具有第三共振器的第三半导体激光芯片，
所述第一半导体激光芯片层叠在所述底座上，所述第二半导体激光芯片及所述第三半导体激光芯片层叠在所述第一半导体激光芯片上，
所述第二半导体激光芯片及所述第三半导体激光芯片设置在所述第一半导体激光芯片上，使所述第一共振器、所述第二共振器及所述第三共振器大致平行，
所述第三共振器的长度比所述第一共振器的长度长，
所述第三基板的弹性模量比所述第一基板的弹性模量小。
8.根据权利要求7所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第三共振器的长度比所述第一共振器的长度长出所述第三基板的厚度以上。
9.根据权利要求7所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第一基板由六方晶系材料构成，
所述第二基板及第三基板由立方晶系材料构成，
垂直于所述第一共振器的纵向的方向上的所述第一基板的宽度，比垂直于所述第二共振器的纵向的方向上的所述第二基板的宽度、以及比垂直于所述第三共振器的纵向的方向上的所述第三基板的宽度大。
10.根据权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第一基板由氮化物系列半导体构成，所述第二基板及所述第三基板由砷化镓系列半导体构成。
11.根据权利要求7所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述第二半导体激光芯片及所述第三半导体激光芯片在与所述第一半导体激光芯片相反一侧的面上分别有电极，
导线连接在所述第一半导体激光芯片的上方区域中的所述第二半导体激光芯片及所述第三半导体激光芯片的所述电极的位置上。
12.根据权利要求11所述的半导体激光装置，其特征在于：
所述底座有由下表面及上表面构成的台阶部，
所述下表面和所述上表面的高度差大致相当于所述第一半导体激光芯片的厚度，
所述第一半导体激光芯片设置在所述底座的下表面上，从所述第一半导体激光芯片的上方区域突出的所述第二半导体激光芯片的部分及所述第三半导体激光芯片的部分设置在所述底座的上表面上。
13.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芯片具有与所述第一共振器平行的第一面，所述第二半导体激光芯片具有与所述第二共振器平行的第二面，
所述第二半导体激光芯片的所述第二面的一部分与所述第一半导体激光芯片的所述第一面接合，所述第二半导体激光芯片的所述第二面的剩余部分从所述第一半导体激光芯片突出，
所述第二共振器配置成在与所述第二面正交的方向上与所述第二面重叠。
14.一种半导体激光装置的制造方法，其特征在于，包括：
在第一晶片上形成多个分别具有第一共振器的第一半导体激光芯片的结构的工序；
在第二晶片上形成多个分别具有第二共振器的第二半导体激光芯片的结构的工序；
以使所述多个第一半导体激光芯片的第一共振器和所述多个第二半导体激光芯片的第二共振器大致平行的方式，将所述第一晶片和所述第二晶片粘接起来的工序；以及
以使各第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比各第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长的方式，将所述第一及第二晶片分割成所述多个第一及第二半导体激光芯片，由此形成多个由第一及第二半导体激光芯片的层叠结构构成的半导体激光装置的工序，
在形成所述多个半导体激光装置的工序后，还包括：
准备底座的工序；以及
以使所述第二半导体激光芯片位于所述第一半导体激光芯片上的方式将所述半导体激光装置层叠在所述底座上的工序，
所述第二晶片的弹性模量比所述第一晶片的弹性模量小。
15.根据权利要求14所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：
形成所述多个半导体激光装置的工序，包括以使各第二半导体激光芯片的第二共振器的长度比各第一半导体激光芯片的第一共振器的长度长出所述第二半导体激光芯片的厚度以上的方式、将所述第一及第二晶片分割成所述多个第一及第二半导体激光芯片的工序。
16.根据权利要求14所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：
形成所述多个第一半导体激光芯片的结构的工序包括准备由六方晶系材料构成的所述第一晶片的工序，
形成所述多个第二半导体激光芯片的结构的工序包括准备由立方晶系材料构成的所述第二晶片的工序，
形成所述多个半导体激光装置的工序，包括以使垂直于所述第一共振器的纵向的方向上的所述第一半导体激光芯片的宽度比所述第二共振器的纵向的方向上的所述第二半导体激光芯片的宽度大的方式、分割所述第一及第二晶片的工序。
17.根据权利要求16所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：
准备所述第一晶片的工序包括准备由氮化物系列半导体构成的第一晶片的工序，
准备所述第二晶片的工序包括准备由砷化镓系列半导体构成的第二晶片的工序。
18.根据权利要求14所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：
所述形成第二半导体激光芯片的结构的工序包括在所述第二半导体激光芯片的一面上形成电极的工序，
粘接所述第一晶片和第二晶片的工序包括以使在所述第二半导体激光芯片的一面上形成的所述电极位于与所述第一半导体激光芯片相反一侧的面上的方式、粘接所述第一晶片和所述第二晶片的工序，
所述半导体激光装置的制造方法还包括：
将导线连接在所述第一半导体激光芯片的上方区域中的所述第二半导体激光芯片的所述电极的位置上的工序。
19.根据权利要求18所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：
准备所述底座的工序包括准备具有由下表面及上表面构成的台阶部的工序，
所述下表面和所述上表面的高度差大致相当于所述第一半导体激光芯片的厚度，
将所述半导体激光装置层叠在所述底座上的工序，包括以使所述第一半导体激光芯片位于所述底座的下表面上、使从所述第一半导体激光芯片的上方区域突出的所述第二半导体激光芯片的部分位于所述底座的上表面上的方式，将所述半导体激光装置层叠在所述底座上的工序。
CN2005100938677A 2004-08-31 2005-08-31 半导体激光装置及其制造方法 Expired - Fee Related CN1744398B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004253048 2004-08-31
JP2004253048A JP4614715B2 (ja) 2004-08-31 2004-08-31 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2004-253048 2004-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1744398A CN1744398A (zh) 2006-03-08
CN1744398B true CN1744398B (zh) 2012-02-15

Family

ID=35943005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005100938677A Expired - Fee Related CN1744398B (zh) 2004-08-31 2005-08-31 半导体激光装置及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7817694B2 (zh)
JP (1) JP4614715B2 (zh)
CN (1) CN1744398B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4660224B2 (ja) * 2004-03-30 2011-03-30 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
KR100738110B1 (ko) * 2006-04-11 2007-07-12 삼성전자주식회사 반도체 레이저 다이오드 어레이
JP4930322B2 (ja) 2006-11-10 2012-05-16 ソニー株式会社 半導体発光素子、光ピックアップ装置および情報記録再生装置
JP5161310B2 (ja) * 2007-09-06 2013-03-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形型を形成する方法及び前記成形型を使用して物品を形成する方法
DE102008009108A1 (de) * 2008-02-14 2009-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers sowie Halbleiterlaser
JP2010056105A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子およびその製造方法
JP2010114430A (ja) * 2008-10-07 2010-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法
WO2020155029A1 (zh) * 2019-01-31 2020-08-06 华为技术有限公司 一种半导体激光装置及其制造方法和设备
CN111879408A (zh) * 2020-06-18 2020-11-03 武汉高芯科技有限公司 具有抑制杂散光功能的挡光环、冷屏及制冷型红外探测器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5638391A (en) * 1994-12-21 1997-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and optical disc apparatus provided with the semiclonductor laser device
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
US6643310B2 (en) * 2000-02-29 2003-11-04 Sony Corporation Semiconductor laser apparatus, laser coupler, data reproduction apparatus, data recording apparatus and production method of semiconductor laser apparatus

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780981B2 (ja) 1988-06-27 1998-07-30 三菱電機株式会社 多点発光型半導体レーザ及びその製造方法
US5228050A (en) * 1992-02-03 1993-07-13 Gte Laboratories Incorporated Integrated multiple-wavelength laser array
US5402436A (en) * 1993-12-29 1995-03-28 Xerox Corporation Nonmonolithic array structure of multiple beam diode lasers
JP3378465B2 (ja) * 1997-05-16 2003-02-17 株式会社東芝 発光装置
JPH11112091A (ja) 1997-09-30 1999-04-23 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レーザ装置
US6136623A (en) 1998-05-06 2000-10-24 Xerox Corporation Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding
JP2001044560A (ja) * 1999-08-03 2001-02-16 Sony Corp 半導体発光素子
JP2001229570A (ja) 2000-02-09 2001-08-24 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ装置及びレーザダイオードチップ
FR2807546B1 (fr) * 2000-04-11 2005-04-01 Commissariat Energie Atomique Structure d'elements a haute densite formee par assemblage de couches et son procede de fabrication
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
JP2002118331A (ja) 2000-10-06 2002-04-19 Toshiba Corp 集積型半導体発光装置及びその製造方法
JP2002232077A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Sony Corp 半導体発光装置およびその製造方法
US7194013B2 (en) 2001-07-02 2007-03-20 Nichia Corporation GaN semiconductor laser device, and optical disk information system using the laser device
JP4219147B2 (ja) 2002-09-25 2009-02-04 シャープ株式会社 多波長レーザ装置
JP2004207479A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Pioneer Electronic Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2004207480A (ja) 2002-12-25 2004-07-22 Pioneer Electronic Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP3928583B2 (ja) * 2003-05-06 2007-06-13 ソニー株式会社 発光装置の製造方法
JP2005150692A (ja) * 2003-10-21 2005-06-09 Sharp Corp 半導体レーザ装置
JP2006128602A (ja) 2004-03-30 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP4568133B2 (ja) 2004-03-30 2010-10-27 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置および光装置
JP4544892B2 (ja) 2004-03-30 2010-09-15 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP4660224B2 (ja) 2004-03-30 2011-03-30 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
JP4583128B2 (ja) 2004-03-30 2010-11-17 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
JP2005327826A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Sony Corp 集積型半導体レーザ装置、集積型半導体レーザ装置の製造方法、集積型半導体発光装置、集積型半導体発光装置の製造方法、光学ピックアップ装置および光ディスク装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5638391A (en) * 1994-12-21 1997-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and optical disc apparatus provided with the semiclonductor laser device
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
US6643310B2 (en) * 2000-02-29 2003-11-04 Sony Corporation Semiconductor laser apparatus, laser coupler, data reproduction apparatus, data recording apparatus and production method of semiconductor laser apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP4614715B2 (ja) 2011-01-19
JP2006073643A (ja) 2006-03-16
US7817694B2 (en) 2010-10-19
CN1744398A (zh) 2006-03-08
US20060045156A1 (en) 2006-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1744398B (zh) 半导体激光装置及其制造方法
US6303405B1 (en) Semiconductor light emitting element, and its manufacturing method
US6281032B1 (en) Manufacturing method for nitride III-V compound semiconductor device using bonding
US6278173B1 (en) Semiconductor device, its manufacturing method and substrate for manufacturing a semiconductor device
US9666677B1 (en) Manufacturable thin film gallium and nitrogen containing devices
US7541621B2 (en) Semiconductor light emitting device having a current narrowing portion and manufacturing method for semiconductor light emitting device
US8085825B2 (en) Method of fabricating semiconductor laser diode apparatus and semiconductor laser diode apparatus
CN100555773C (zh) 半导体激光器装置和它的制造方法
US6121635A (en) Semiconductor light-emitting element having transparent electrode and current blocking layer, and semiconductor light-emitting including the same
KR100495215B1 (ko) 수직구조 갈륨나이트라이드 발광다이오드 및 그 제조방법
KR101178361B1 (ko) 반도체 칩의 제조 방법
US6468902B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US7763477B2 (en) Fabrication of semiconductor devices
US6197609B1 (en) Method for manufacturing semiconductor light emitting device
CN100459333C (zh) 半导体激光器装置和它的制造方法
EP2023410A1 (en) Integrated semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
CN103999247A (zh) 发光二极管及其制造方法
JP2002118331A (ja) 集積型半導体発光装置及びその製造方法
KR20060097512A (ko) 질화물 반도체 수직 전극형 발광 다이오드 및 그 제조방법
US8368111B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing thereof
JPH10223930A (ja) 半導体発光素子
US20110013659A1 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
KR100519753B1 (ko) ＧａＮ계 화합물 반도체가 사용된 발광소자의 제조방법
JP2000174333A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及び製造方法
KR100676061B1 (ko) 발광 다이오드의 제조 방법

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: 20120215

Termination date: 20140831

EXPY Termination of patent right or utility model