半导体激光器件、 半导体激光器件的制造方法以及光装置 相关申请的交叉引用
本专利申请所基于的在先申请 JP2009-162133 作为参考被包含在本文中， 该在先 申请是由 Yasuyuki Bessho 等在 2009 年 7 月 8 日提出的半导体激光器件、 半导体激光器件 的制造方法及光拾取器以及光学装置。
技术领域 本发明涉及半导体激光器件、 半导体激光器件的制造方法及光装置， 特别是涉及 混合集成化了多个半导体激光元件的半导体激光器件、 半导体激光器件的制造方法以及使 用了该半导体激光器件的光装置。
背景技术 以前， 在对 CD(Compact Disc ： 光盘 )、 DVD(Digital Versatile Disc ： 数字多能光 盘 ) 和 BD(Blu-ray Disc ： 蓝光光盘 ； 注册商标 ) 等光盘进行记录和再现信息的至少一种 处理的光盘装置中， 使用了半导体激光器件、 透镜和分光镜 (BS) 等的光学部件、 具有光检 测器等的光拾取器。此外， 作为能用一个光拾取器对所述多种光盘进行记录和再现的至少 一种处理的可互换光拾取器用的半导体激光器件， 已知有搭载了射出不同振荡波长的多个 半导体激光元件的、 混合集成化的半导体激光器件。这种半导体激光器件例如在日本特开 2000-222766 号公报和日本特开 2000-268387 号公报中已公开。
在所述日本特开 2000-222766 号公报中记载了一种在子固定件上相邻地搭载有 高度不同的 2 个半导体激光元件的半导体激光器件。
此外， 在所述日本特开 2000-268387 号公报中记载了一种分别使用具有不同熔点 的焊锡， 将 2 个半导体激光元件相邻地接合在基板上的半导体激光器件。在该以往半导体 激光器件的制造方法中， 首先， 使用第一焊锡， 将第一半导体激光元件接合在基板上。 之后， 使用熔点低于第一焊锡的熔点的第二焊锡， 同时加热到低于第一焊锡的熔点且高于第二焊 锡的熔点的温度， 将第二半导体激光元件接合在基板上。
在此， 在以往半导体激光器件的制造工艺中， 通过使用筒夹等夹具， 利用真空吸着 等保持住半导体激光元件的上表面， 同时在经由焊锡按压在基板上的状态下进行加热， 来 将各半导体激光元件接合在基板上。
但是， 在所述以往的半导体激光器件的制造工艺中， 若半导体激光元件小型化， 则 夹具的前端部的宽度就大于半导体激光元件的宽度， 因此， 在相邻地接合 2 个半导体激光 元件的情况下， 具有夹具的前端部容易接触到先已接合的半导体激光元件的问题。特别是 在制造日本特开 2000-222766 号公报的半导体激光器件时， 在将高度高的半导体激光元件 接合在子固定件上之后， 向子固定件上接合高度小的半导体激光元件的情况下， 容易产生 所述夹具的接触。 其结果， 在先已接合的半导体激光元件容易受损害的同时， 具有在之后接 合的半导体激光元件中容易产生接合不良的问题。此外， 由于先已接合的半导体激光元件 的焊锡因为后面的半导体激光元件的接合时的热处理而再熔融， 因此， 具有容易产生先接
合的半导体激光元件的位置偏移的问题。
另外， 在拉开距离地配置 2 个半导体激光元件， 以使夹具不接触的情况下， 由于 2 个半导体激光元件的激光的射出区域 ( 发光点 ) 分离， 因此， 在构成光拾取器时， 还存在光 学部件的小型化和对位等困难的问题。 发明内容 本发明的第一方面涉及的半导体激光器件具有 ： 具有主面的支承部件 ； 经第一接 合层接合在主面上的第一半导体激光元件 ； 经第二接合层接合在主面上的第二半导体激光 元件， 第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面， 第二半导体激 光元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面， 第二半导体激光元件与第一半导体 激光元件相邻配置， 第一半导体激光元件的第一表面侧被接合在主面上， 第二半导体激光 元件的第三表面侧被接合在主面上， 第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点， 从主面到 第四表面的第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。
在本发明的第一方面涉及的半导体激光器件中， 由于如上所述地， 距离支承部件 的主面的第二半导体激光元件的高度 ( 从主面到第四表面的第一高度 ) 大于距离主面的第 一半导体激光元件的高度 ( 从主面到第二表面的第二高度 )， 因此， 即使在接合了第一半导 体激光元件之后， 也能够容易地接合第二半导体激光元件。 例如， 在使用夹具接合各半导体 激光元件的情况下， 能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到先已接合的 第一半导体激光元件。 从而， 能够抑制第一半导体激光元件受损害， 同时第二半导体激光元 件也能够良好地接合在支承部件上， 不容易产生接合不良。
另外， 由于第二半导体激光元件的接合中使用的第二接合层的熔点低于第一半导 体激光元件的接合中使用的第一接合层的熔点， 因此， 能够在比第一接合层的熔点低的温 度下进行第二半导体激光元件的接合时的热处理。 从而， 例如， 即使在先已接合了第一半导 体激光元件的情况下， 也能够抑制在第二半导体激光元件的接合时第一接合层再熔融， 因 此， 能够抑制先已接合的第一半导体激光元件的位置偏移。 根据这些结果， 在本发明的第一 方面中， 能够得到可靠性高且成品率优良的半导体激光器件。
另外， 由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半导体激光元件， 因此， 也 能够使各个激光的射出区域 ( 发光点 ) 靠近。从而， 在安装在光拾取器和光学装置等的光 装置中时， 能够容易地进行光学部件的小型化和对位等。
此外， 由于第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的高度不同， 因此， 能够容 易地进行第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的识别。例如， 也能够容易地进行半 导体激光器件的前后的识别。从而， 能够不出错而容易地进行对光装置的安装和光装置内 部的周边光学系统等的配置。
此外， 由于形成在第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的下侧的第一接合 层和第二接合层的熔点不同， 因此， 例如， 即使在第一半导体激光元件先已被接合的情况 下， 也能够仅再熔融第二接合层而进行第二半导体激光元件的位置调整。 该情况下， 能够不 过度地升高热处理温度而抑制第一接合层的再熔融， 并且能够高精度地控制第一半导体激 光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点的位置。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中， 最好第一半导体激光元件在第二表面
侧具有第一半导体基板的同时， 在第一表面侧具有第一半导体元件层， 第二半导体激光元 件在第四表面侧具有第二半导体基板的同时， 在第三表面侧具有第二半导体元件层。若这 样地构成， 第一半导体激光元件和第二半导体激光元件就分别相对于第一半导体基板和第 二半导体基板被接合成形成有第一半导体元件层和第二半导体元件层的一侧靠近支承部 件。即， 第一半导体激光元件和第二半导体激光元件相对于支承部件以结向下进行安装， 因此， 能够从成为发热源的第一半导体元件层和第二半导体元件层向着支承部件高效地散 热。其结果， 能够提高第一半导体元件层和第二半导体元件层的温度特性和可靠性。
此外， 通过控制第一半导体元件层和第二半导体元件层的厚度， 能够容易地使距 离支承部件的主面的第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的各发光点的高度相等。 从而， 在将该半导体激光器件使用在光装置等的光源中时， 能够高精度地控制各发光点的 位置。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中， 最好第一接合层的厚度与第二接合层 的厚度大致相等。若这样地构成， 就能够根据各半导体激光元件的厚度容易地控制距离支 承部件的主面的各半导体激光元件的高度。另外， 能够容易地使从支承部件的主面到各半 导体激光元件的发光点的高度一致。 在所述第一方面涉及的半导体激光器件中， 最好支承部件是散热台座。若这样地 构成， 就能够经由散热台座即支承部件高效地散出第一半导体激光元件和第二半导体激光 元件的发热。特别是在将各半导体激光元件相对于支承部件以结向下进行安装的情况下， 能够提高各半导体激光元件的温度特性和可靠性。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中， 最好第一半导体激光元件与第二半导 体激光元件的间隔在与主面接合的一侧狭窄， 随着远离主面而变宽。 若这样地构成， 就能够 容易地使第一半导体激光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点靠近。
该情况下， 最好第一半导体激光元件或第二半导体激光元件的至少某一个的截面 形状是大致平行四边形。若这样地构成， 就能够容易地得到第一半导体激光元件与第二半 导体激光元件的间隔在与主面接合的一侧狭窄， 随着远离主面而变宽的半导体激光器件。
本发明的第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法具有 ： 将第一半导体激光元 件经第一接合层接合在支承部件的主面上的工序 ； 和在接合第一半导体激光元件的工序 之后， 在主面上经第二接合层与第一半导体激光元件相邻地接合第二半导体激光元件的工 序， 第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面， 第二半导体激光 元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面， 第一半导体激光元件的第一表面侧被 接合在主面上， 第二半导体激光元件的第三表面侧被接合在主面上， 从主面到第四表面的 第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。
在本发明的第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 由于如上所述地， 距 离支承部件的主面的第二半导体激光元件的高度 ( 从主面到第四表面的第一高度 ) 大于距 离主面的第一半导体激光元件的高度 ( 从主面到第二表面的第二高度 )， 因此， 即使在接合 了第一半导体激光元件之后， 也能够容易地接合第二半导体激光元件。 例如， 在使用夹具接 合各半导体激光元件的情况下， 能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到 先已接合的第一半导体激光元件。 从而， 能够抑制第一半导体激光元件受损害， 同时第二半 导体激光元件也能够良好地接合在支承部件上， 不容易产生接合不良。 其结果， 在本发明的
第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 能够容易地制造可靠性高且成品率优良的 半导体激光器件。
另外， 由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半导体激光元件， 因此， 也 能够使各个激光的射出区域 ( 发光点 ) 靠近。从而， 能够容易地制造出能够在能容易地进 行光学部件的小型化和对位等的小型的光拾取器和光学装置等的光装置中使用的半导体 激光器件。
此外， 由于第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的高度不同， 因此， 能够容 易地进行第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的识别， 并且例如也能够容易地进行 半导体激光器件的前后的识别。从而， 能够制造出能不出错而容易地进行对光装置等的安 装和光装置内部的周边光学系统等的配置的半导体激光器件。
再有， 在形成在第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的下侧的第一接合层 和第二接合层的熔点不同的情况下， 例如， 即使在第一半导体激光元件先已被接合的情况 下， 也能够仅再熔融第二接合层而进行第二半导体激光元件的位置调整。 该情况下， 能够不 过度地升高热处理温度而抑制第一接合层的再熔融， 并且能够高精度地控制第一半导体激 光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点的位置。 在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 最好第二接合层的熔点低 于第一接合层的熔点， 并且接合第二半导体激光元件的工序具有在低于第一接合层的熔点 且高于第二接合层的熔点的温度下进行的热处理。若这样地构成， 由于能够在第二半导体 激光元件的接合时抑制第一接合层再熔融， 因此， 能够抑制先已接合的第一半导体激光元 件的位置偏移。 其结果， 能够进一步容易地制造可靠性高且成品率优良的半导体激光器件。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 最好在接合第一半导体激 光元件的工序之前， 进一步具有在主面上形成第一接合层的工序， 包括将第一表面侧与第 一接合层接合的工序。若这样地构成， 第一半导体激光元件和第二半导体激光元件就分别 相对于第一半导体基板和第二半导体基板被接合成形成有第一半导体元件层和第二半导 体元件层的一侧靠近支承部件。即， 第一半导体激光元件和第二半导体激光元件相对于支 承部件以结向下进行安装， 因此， 能够从成为发热源的第一半导体元件层和第二半导体元 件层向着支承部件高效地散热。其结果， 能够提高第一半导体激光元件和第二半导体激光 元件的温度特性和可靠性。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 最好在接合第二半导体激 光元件的工序之前， 进一步具有在第三表面上形成第二接合层的工序， 接合第二半导体激 光元件的工序包括在主面上接合第二接合层的工序。若这样地构成， 由于第二接合层不需 要形成在支承部件的主面上， 因此， 能够抑制在第一半导体激光元件的接合时的热处理时， 第二接合层熔融而与第一接合层接触从而产生绝缘不良。此外， 由于能够抑制第二半导体 激光元件的接合前表面氧化， 因此能够抑制第二半导体激光元件的接合不良。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中， 最好在接合第二半导体激 光元件的工序之前， 进一步具有在主面上载置由接合材料构成的小球的工序， 接合第二半 导体激光元件的工序包括将第二半导体激光元件按压在小球上的工序。若这样地构成， 就 不需要在接合第二半导体激光元件之前， 将第二接合层形成在第二半导体激光元件上。从 而能够简化制造工艺。
本发明的第三方面涉及的光装置具有半导体激光器件和对从半导体激光器件射 出的激光进行调整的光学系统， 半导体激光器件包括 ： 具有主面的支承部件 ； 经第一接合 层接合在主面上的第一半导体激光元件 ； 经第二接合层接合在主面上的第二半导体激光元 件， 第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面， 第二半导体激光 元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面， 第二半导体激光元件与第一半导体激 光元件相邻配置， 第一半导体激光元件的第一表面侧被接合在主面上， 第二半导体激光元 件的第三表面侧被接合在主面上， 第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点， 从主面到第 四表面的第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。再有， 本发明中的 “光装置” 是也包 括向 CD、 DVD、 BD 等光盘进行记录和再现的光拾取器装置和光盘装置以及投影机和显示器 等的显示装置的广义概念。
在本发明的第三方面涉及的光装置中， 由于如上所述地， 距离支承部件的主面的 第二半导体激光元件的高度 ( 从主面到第四表面的第一高度 ) 大于距离主面的第一半导体 激光元件的高度 ( 从主面到第二表面的第二高度 )， 因此， 即使在接合了第一半导体激光元 件之后， 也能够容易地接合第二半导体激光元件。 例如， 在使用夹具接合各半导体激光元件 的情况下， 能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到先已接合的第一半导 体激光元件。 从而， 能够抑制第一半导体激光元件受损害， 同时第二半导体激光元件也能够 良好地接合在支承部件上， 不容易产生接合不良。
另外， 由于第二半导体激光元件的接合中使用的第二接合层的熔点低于第一半导 体激光元件的接合中使用的第一接合层的熔点， 因此， 能够在比第一接合层的熔点低的温 度下进行第二半导体激光元件的接合时的热处理。 从而， 例如， 即使在先已接合了第一半导 体激光元件的情况下， 也能够抑制在第二半导体激光元件的接合时第一接合层再熔融， 因 此， 能够抑制先已接合的第一半导体激光元件的位置偏移。
根据这些结果， 在能够提高所述半导体激光器件的可靠性的同时， 能够以优良成 品率得到所述半导体激光器件。另外， 由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半 导体激光元件， 因此， 也能够使各个激光的射出区域 ( 发光点 ) 靠近。从而， 在构成光装置 时， 能够容易地进行光学部件等的小型化和对位等， 因此， 也能够容易地进行光装置的小型 化和轻量化。其结果， 在第三方面涉及的光装置中， 在提高可靠性的同时， 能够实现小型化 和轻量化。
根据本发明， 能够提供一种可靠性高且成品率优良的半导体激光器件及其制造方 法， 并且能够提供一种可靠性高且能小型化和轻量化的光装置。 附图说明 图 1 是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第一实施方式涉及的半导体激光 器件时的剖视图。
图 2 是垂直于激光的射出方向切断了图 1 的蓝紫色半导体激光元件时的剖视图。
图 3 是垂直于激光的射出方向切断了图 1 的红色半导体激光元件时的剖视图。
图 4 是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖 视图。
图 5 是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖
视图。
图 6 是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。 图 7 是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第二实施方式涉及的半导体激光 器件时的剖视图。
图 8 是垂直于激光的射出方向切断了图 7 的红色 / 红外双波长半导体激光元件时 的剖视图。
图 9 是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖 视图。
图 10 是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖 视图。
图 11 是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第二实施方式的变形例涉及的半 导体激光器件时的剖视图。
图 12 是本发明的第三实施方式涉及的光拾取器的结构图。
图 13 是图 12 的半导体激光器件的外观立体图。
图 14 是在卸下了图 13 的半导体激光器件的柱帽的状态下从激光的射出方向看时 的正视图。
图 15 是本发明的第四实施方式涉及的光盘装置的结构图。
具体实施方式
以下， 基于附图说明本发明的实施方式。
( 第一实施方式 )
首先， 参照图 1 ～图 3， 对本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件 100 的结 构进行说明。
在半导体激光器件 100 中， 在由 AlN 构成的子固定件 1 的上表面 1a 上， 相邻地接 合有蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20， 配置成相互的激光平行射出。 在 此， 子固定件 1 和子固定件 1 的上表面 1a 分别是本发明的 “支承部件” 和 “支承部件的主 面” 的一例， 蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20 分别是本发明的 “第一半 导体激光元件” 和 “第二半导体激光元件” 的一例。此外， 子固定件 1 是本发明的 “散热台 座” 的一例。
在形成在子固定件 1 的上表面 1a 上的具有大约 1μm 厚度的连接电极 2 上， 经由 具有大约 3μm 厚度的接合层 3， 以结向下结构接合有蓝紫色半导体激光元件 10。接合层 3 由具有大约 280℃熔点的 Au(80％ )-Sn(20％ ) 焊锡构成。此外， 在形成在子固定件 1 的上 表面 1a 上的具有大约 1μm 厚度的连接电极 4 上， 经由具有与接合层 3 相同的大约 3μm 厚 度的接合层 5， 以结向下结构接合有红色半导体激光元件 20。 接合层 5 由具有大约 210℃熔 点的 Au(10％ )-Sn(90％ ) 焊锡构成。再有， 接合层 3 和接合层 5 分别是本发明的 “第一接 合层” 和 “第二接合层” 的一例。
如图 2 所示， 在蓝紫色半导体激光元件 10 中， 在 n 型 GaN 基板 11 的上表面上形成 有依次层叠了 n 型 AlGaN 包覆层 121、 由 InGaN/GaN 构成的 MQW 活性层 122、 p 型 AlGaN 包覆层 123 的 GaN 系半导体元件层 12。再有， n 型 GaN 基板 11 和 GaN 系半导体元件层 12 分 别是本发明的 “第一半导体基板” 和 “第一半导体元件层” 的一例。在 GaN 系半导体元件层 12 的上表面形成有脊形部 12a， 除脊形部 12a 的上表面以外的部分被电流阻塞 ( ブロツク ) 层 13 覆盖。在电流阻塞层 13 上形成有 p 侧电极 14， 在从电流阻塞层 13 中露出的脊形部 12a 的上表面与 GaN 系半导体元件层 12 电连接。在此， p 侧电极 14 由欧姆电极和填充电 极构成， 所述欧姆电极从包覆层 123 侧开始按照 Pt 层、 Pd 层和 Pt 层的顺序形成， 所述填充 ( パツド ) 电极按照 Ti 层 ( 厚度 20nm)、 Au 层 ( 厚度 100nm)、 Ti 层 ( 厚度 ： 50nm) 和 Au 层 ( 厚度 ： 3μm) 的顺序形成在欧姆电极的上表面。再有， 位于 p 侧电极 14 的最表面上的厚度 3μm 的 Au 层， 在如后所述地与接合层 3 接合之后， 成为与接合层 3 合金化一体的状态。此 外， p 侧电极 14 是本发明的 “第一电极” 的一例。此外， 在 n 型 GaN 基板 11 的下表面上形成 有 n 侧电极 15。此外， 蓝紫色半导体激光元件 10 的厚度 ( 从蓝紫色半导体激光元件 10 的 上表面 10a(p 侧电极 14 的上表面 ) 到下表面 10b(n 侧电极 15 的下表面 ) 的厚度 ： T1) 是 大约 90μm。再有， 上表面 10a 和下表面 10b 分别是本发明的 “第一表面” 和 “第二表面” 的 一例。然后， 在蓝紫色半导体激光元件 10 中， 从脊形部 12a 下方的 MQW 活性层 122 的区域 ( 发光点 ) 射出具有大约 405nm 波长的蓝紫色的激光。 此外， 如图 1 所示， 蓝紫色半导体激光元件 10 以结向下结构接合在子固定件 1 上， 形成有 GaN 系半导体元件层 12 的一侧 (p 侧电极 14) 与接合层 3 接合。此外， 距离子固定 件 1 的上表面 1a 的蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 ( 从子固定件 1 的上表面 1a 到蓝紫 色半导体激光元件 10 的下表面 10b(n 侧电极 15 的下表面 ) 的高度 ： H1) 是大约 94μm。再 有， 所述的距离子固定件 1 的上表面 1a 的蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 (H1) 是本发明 的 “第二高度” 的一例。
如图 3 所示， 在红色半导体激光元件 20 中， 在 n 型 GaAs 基板 21 的上表面上形成有 依次层叠了 n 型 AlGaInP 包覆层 221、 由 GaInP/AlGaInP 构成的 MQW 活性层 222、 p 型 AlGaInP 包覆层 223 的 GaInP 系半导体元件层 22。再有， n 型 GaAs 基板 21 和 GaInP 系半导体元件 层 22 分别是本发明的 “第二半导体基板” 和 “第二半导体元件层” 的一例。在 GaInP 系半 导体元件层 22 的上表面形成有脊形部 22a， 除脊形部 22a 的上表面以外的部分被电流阻塞 层 23 覆盖。在电流阻塞层 23 上形成有 p 侧电极 24， 在从电流阻塞层 23 中露出的脊形部 22a 的上表面与 GaInP 系半导体元件层 22 电连接。在此， p 侧电极 24 是本发明的 “第二电 极” 的一例。此外， 在 n 型 GaAs 基板 21 的下表面上形成有 n 侧电极 25。此外， 红色半导体 激光元件 20 的厚度 ( 从红色半导体激光元件 20 的上表面 20a(p 侧电极 24 的上表面 ) 到 下表面 20b(n 侧电极 25 的下表面 ) 的厚度 ： T2) 是大约 110μm。再有， 上表面 20a 和下表 面 20b 分别是本发明的 “第三表面” 和 “第四表面” 的一例。然后， 在红色半导体激光元件 20 中， 从脊形部 22a 下方的 MQW 活性层 222 的区域 ( 发光点 ) 射出具有大约 650nm 波长的 红色光的激光。
此外， 如图 1 所示， 红色半导体激光元件 20 以结向下结构接合在子固定件 1 上， 形 成有 GaInP 系半导体元件层 22 的一侧 (p 侧电极 24) 与接合层 5 接合。此外， 距离子固定 件 1 的上表面 1a 的红色半导体激光元件 20 的高度 ( 从子固定件 1 的上表面 1a 到红色半 导体激光元件 20 的下表面 20b(n 侧电极 25 的下表面 ) 的高度 ： H2) 是大约 114μm。再有， 所述的距离子固定件 1 的上表面 1a 的红色半导体激光元件 20 的高度 (H2) 是本发明的 “第
一高度” 的一例。这样地构成了半导体激光器件 100。
在该半导体激光器件 100 中， 如上所述， 由于距离子固定件 1 的上表面 1a 的红色 半导体激光元件 20 的高度 (H2) 大于距离上表面 1a 的蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 (H1)， 因此， 即使在接合了蓝紫色半导体激光元件 10 之后， 也能够容易地接合红色半导体 激光元件 20。 例如， 在使用筒夹接合各半导体激光元件的情况下， 通过在使用筒夹接合了蓝 紫色半导体激光元件 10 之后接合红色半导体激光元件 20， 能够抑制红色半导体激光元件 20 的接合时使用的筒夹接触到先已接合的蓝紫色半导体激光元件 10。从而， 在能够抑制蓝 紫色半导体激光元件 10 受损害的同时， 红色半导体激光元件 20 也能够良好地接合到子固 定件 1 上， 因此不容易产生接合不良。
另外， 由于接合层 5 的熔点低于接合层 3 的熔点， 因此， 能够在低于接合层 3 的熔 点的温度下进行红色半导体激光元件 20 的接合时的热处理。从而， 即使在例如蓝紫色半导 体激光元件 10 先已被接合的情况下， 也能够抑制红色半导体激光元件 20 的接合时接合层 3 再熔融， 因此， 能够抑制先已接合的蓝紫色半导体激光元件 10 的位置偏移。根据这些结果， 在所述第一实施方式中， 能够得到可靠性高且成品率优良的半导体激光器件 100。
另外， 由于能够邻近地配置蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20， 因此， 也能够使各个激光的射出区域 ( 发光点 ) 靠近。从而， 在安装到光拾取器等的光学装 置等中时， 能够容易地进行光学部件的小型化和对位等。 此外， 由于蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20 的高度互不相同， 因此， 能够容易地进行蓝紫色半导体激光元件 10 与红色半导体激光元件 20 的识别， 并且例 如也能够容易地进行半导体激光器件 100 的前后的识别。从而， 能够不出错而容易地进行 对光拾取装置和光学装置的安装和周边光学系统等的配置， 而能够容易地进行。 此外， 由于 接合层 3 和接合层 5 的熔点不同， 因此， 例如， 能够仅再熔融接合层 5 来进行红色半导体激 光元件 20 的位置调整。从而， 能够不过度地升高热处理温度而在所述情况下抑制接合层 3 的再熔融， 并且能够高精度地控制蓝紫色半导体激光元件 10 的发光点与红色半导体激光 元件 20 的发光点的位置。
此外， 在该半导体激光器件 100 中， 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 分别相对于 n 型 GaN 基板 11 和 n 型 GaAs 基板 21， 被接合成形成有 GaN 系 半导体元件层 12 和 GaInP 系半导体元件层 22 的一侧靠近子固定件 1。即， 蓝紫色半导体激 光元件 10 和红色半导体激光元件 20 相对于子固定件 1 以结向下进行安装， 因此， 能够分别 从成为发热源的 GaN 系半导体元件层 12 和 GaInP 系半导体元件层 22 向着子固定件 1 高效 地散热。其结果， 能够提高蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20 的温度特 性和可靠性。
此外， 通过控制 GaN 系半导体元件层 12 和 GaInP 系半导体元件层 22 的厚度， 能够 容易地使距离子固定件 1 的上表面 1a 的蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20 的各发光点的高度相等。从而， 在将该半导体激光器件 100 使用在光拾取器等的光学装 置的光源中时， 能够高精度地控制各发光点的位置。
此外， 在该半导体激光器件 100 中， 如上所述， 红色半导体激光元件 20 的厚度 (T2) 大于蓝紫色半导体激光元件 10 的厚度 (T1)。从而， 能够容易地使红色半导体激光元件 20 的高度 (H2) 大于蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 (H1)。此外， 在使连接电极 2 和连接电
极 4 的厚度相等的同时， 也使接合层 3 和接合层 5 的厚度相等， 因此， 能够分别利用蓝紫色 半导体激光元件 10 的厚度 (T1) 和红色半导体激光元件 20 的厚度 (T2) 容易地控制蓝紫色 半导体激光元件 10 的高度 (H1) 和红色半导体激光元件 20 的高度 (H2)。
此外， 在该半导体激光器件 100 中， 如上所述， 作为本发明的第一半导体激光元件 和第二半导体激光元件， 具有蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20， 因此， 能够射出不同波长的激光。从而， 能够在与 CD、 DVD、 BD 等的多种光盘相对应的互换光拾取 器中使用。再有， 该半导体激光器件 100 能够使用在 DVD 和 BD 用的互换光拾取器中。
此外， 在该半导体激光器件 100 中， 如上所述， 激光的波长短的蓝紫色半导体激光 元件 10 的高度 (H1) 小于激光的波长长的红色半导体激光元件 20 的高度 (H2)。即， 使用了 加工性不好的 GaN 基板 11 的蓝紫色半导体激光元件 10 比使用了 GaAs 基板 21 的红色半导 体激光元件 20 薄， 因此， 能够容易地进行蓝紫色半导体激光元件 10 的芯片化。
下面， 参照图 1 ～图 6， 关于半导体激光器件 100 的制造工艺进行说明。
首先， 如图 4 所示， 在子固定件 1 的上表面 1a 上离开规定距离形成了连接电极 2 和连接电极 4 之后， 在连接电极 2 上形成接合层 3。接着， 如图 4 所示， 使用筒夹 90 吸住蓝 紫色半导体激光元件 10 的下表面 10b( 相对于 n 型 GaN 基板 11， 形成有 n 侧电极 15 的一 侧的面 )， 同时， 将上表面 10a( 相对于 n 型 GaN 基板 11， 形成有 GaN 系半导体元件层 12 和 p 侧电极 14 的一侧的面 ) 朝向接合层 3 保持蓝紫色半导体激光元件 10。然后， 通过一边向 接合层 3 按压 p 侧电极 14， 一边将子固定件 1 加热到接合层 3 的熔点以上的温度， 来熔融 接合层 3。之后， 冷却子固定件 1， 使接合层 3 凝固， 从而将蓝紫色半导体激光元件 10 以结 向下接合在子固定件 1 上。这时， 位于 p 侧电极 14 的最表面上的厚度 3μm 的 Au 层与由 Au(80％ )-Sn(20％ ) 焊锡构成的接合层 3 合金化， 成为完全一体化的状态。
接着， 如图 3 和图 5 所示， 在红色半导体激光元件 20 的上表面 20a( 相对于 n 型 GaAs 基板 21， 形成有 GaInP 系半导体元件层 22 和 p 侧电极 24 的一侧的面 ) 上形成了接合 层 5 之后， 使用筒夹 90 吸住红色半导体激光元件 20 的下表面 20b( 相对于 n 型 GaAs 基板 21， 形成有 n 型电极 25 的一侧的面 )， 同时， 将上表面侧朝向连接电极 4 保持红色半导体激 光元件 20。
接着， 如图 6 所示， 一边将接合层 5 按压在连接电极 4 上， 一边将子固定件 1 加热 到低于接合层 3 的熔点且高于接合层 5 的熔点的温度， 来熔融接合层 5。之后， 冷却子固定 件 1， 使接合层 5 凝固， 从而将红色半导体激光元件 20 以结向下接合在子固定件 1 上。这样 就制造出半导体激光器件 100。
此外， 在该半导体激光器件 100 的制造方法中， 如上所述， 红色半导体激光元件 20 的接合中使用的接合层 5 的熔点低于蓝紫色半导体激光元件 10 的接合中使用的接合层 3 的熔点， 在低于接合层 3 的熔点的温度下进行接合红色半导体激光元件 20 时的热处理。从 而， 能够在红色半导体激光元件 20 的接合时抑制接合层 3 再熔融， 因此， 能够抑制先已接合 的蓝紫色半导体激光元件 10 的位置偏移。其结果， 能够进一步容易地制造可靠性高且成品 率优良的半导体激光器件 100。
此外， 在该半导体激光器件 100 的制造方法中， 如上所述， 在接合红色半导体激光 元件 20 的工序之前， 进一步具有在红色半导体激光元件 20 的上表面 20a 上形成接合层 5 的工序， 将红色半导体激光元件 20 接合在子固定件 1 上的工序包括将接合层 5 接合在子固定件 1 上的工序。从而， 由于不需要将接合层 5 形成在子固定件 1 的上表面 1a 上， 因此， 在 蓝紫色半导体激光元件 10 的接合时的热处理时， 能够抑制接合层 5 熔融后与接合层 3 接触 而产生绝缘不良。此外， 由于能够抑制红色半导体激光元件 20 的接合前表面氧化， 因此， 能 够抑制红色半导体激光元件 20 的接合不良。
此外， 在该半导体激光器件 100 的制造方法中， 如上所述， 先接合蓝紫色半导体激 光元件 10， 后接合红色半导体激光元件 20。从而， 能够降低从 GaN 系半导体对由热稳定性 相对低的 GaInP 系半导体构成的红色半导体激光元件 20 给予的热处理的温度， 因此， 能够 抑制对红色半导体激光元件 20 给予的热损害。其结果， 能够提高该半导体激光器件 100 的 可靠性。
此外， 在该半导体激光器件 100 的制造方法中， 如上所述， 在 p 侧电极 14 的最表面 上形成厚度 3μm 的 Au 层。从而， Au 层与由 Au(80％ )-Sn(20％ ) 焊锡构成的接合层 3 合 金化， 成为完全一体化的状态， 因此， 能够将蓝紫色半导体激光元件 10 经由接合层 3 牢固地 接合在子固定件 1 上。
( 第二实施方式 )
下面， 参照图 7 和图 8， 关于通过取代所述第一实施方式中的红色半导体激光元 件， 使用红色 / 红外双波长半导体激光元件来构成三波长半导体激光元件的情况进行说 明。再有， 对于与所述第一实施方式相同的结构， 标记相同符号并省略说明。
在本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件 200 中， 如图 7 所示， 在子固定件 1 的上表面 1a 上相邻地接合有蓝紫色半导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激光 元件 30， 配置成相互的激光平行射出。在此， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 是本发 明的 “第二半导体激光元件” 的一例。此外， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 经由具有 大约 3μm 厚度的接合层 7 和接合层 9， 以结向下结构接合在形成在子固定件 1 的上表面 1a 上的具有大约 1μm 厚度的连接电极 6 和连接电极 8 上。接合层 7 和接合层 9 分别由具有 大约 210℃熔点的 Au(10％ )-Sn(90％ ) 焊锡构成， 分别是本发明的 “第二接合层” 的一例。
如图 8 所示， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 具有大致平行四边形的截面形 状， 在 n 型 GaAs 基板 31 的上表面上具有红色半导体激光元件结构 30R 和红外半导体激光 元件结构 30IR。
在 n 型 GaAs 基板 31 的上表面上的规定区域 ( 沿着 n 型 GaAs 基板 31 的上表面与 侧面所构成的角 (θ) 成为锐角的一侧侧面的区域 ) 中形成有依次层叠了 n 型 AlGaInP 包 覆层 321、 由 GaInP/AlGaInP 构成的 MQW 活性层 322、 p 型 AlGaInP 包覆层 323 的 GaInP 系半 导体元件层 32。再有， n 型 GaAs 基板 31 和 GaInP 系半导体元件层 32 分别是本发明的 “第 二半导体基板” 和 “第二半导体元件层” 的一例。在 GaInP 系半导体元件层 32 的上表面形 成有脊形部 32a， 除脊形部 32a 的上表面以外的部分被电流阻塞层 34 覆盖。在电流阻塞层 34 上形成有 p 侧电极 36， 在从电流阻塞层 34 中露出的脊形部 32a 的上表面与 GaInP 系半 导体元件层 32 电连接。再有， p 侧电极 36 是本发明的 “第二电极” 的一例。这样地在形成 有 GaInP 系半导体元件层 32 的区域中形成了红色半导体激光元件结构 30R。然后， 在红色 半导体激光元件结构 30R 中， 从脊形部 32a 下方的 MQW 活性层 322 的区域 ( 发光点 ) 射出 具有大约 650nm 波长的红色光的激光。
此外， 在 n 型 GaAs 基板 31 的上表面上的未形成 GaInP 系半导体元件层 32 的区域( 沿着 n 型 GaAs 基板 31 的上表面与侧面所构成的角 (180° -θ) 成为钝角的一侧侧面的 区域 ) 中形成有依次层叠了 n 型 AlGaAs 包覆层 331、 由 AlGaAs 构成的 MQW 活性层 332、 p型 AlGaAs 包覆层 333 的 GaAs 系半导体元件层 33。再有， GaAs 系半导体元件层 33 是本发明 的 “第二半导体元件层” 的一例。在 GaAs 系半导体元件层 33 的上表面形成有脊形部 33a， 除脊形部 33a 的上表面以外的部分被电流阻塞层 37 覆盖。在电流阻塞层 37 上形成有 p 侧 电极 38， 在从电流阻塞层 38 中露出的脊形部 33a 的上表面与 GaAs 系半导体元件层 33 电连 接。再有， p 侧电极 38 是本发明的 “第二电极” 的一例。这样地在形成有 GaAs 系半导体元 件层 33 的区域中形成了红外半导体激光元件结构 30IR。 然后， 在红外半导体激光元件结构 30IR 中， 从脊形部 33a 下方的 MQW 活性层 332 的区域 ( 发光点 ) 射出具有大约 780nm 波长 的红外光的激光。
在 n 型 GaAs 基板 31 的下表面上形成有 n 侧电极 39。此外， 红色 / 红外双波长半 导体激光元件 30 的厚度 ( 从红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的上表面 30a(p 侧电极 36 和 p 侧电极 38 的上表面 ) 到下表面 30b(n 侧电极 39 的下表面 ) 的厚度 ： T3) 与从 p 侧 电极 36 和 p 侧电极 38 的上表面到 n 侧电极 39 的下表面的厚度都相等， 大约是 110μm。再 有， 上表面 30a 和下表面 30b 分别是本发明的 “第三表面” 和 “第四表面” 的一例。 此外， 如图 7 所示， 将红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 以结向下结构接合在 子固定件 1 上， 使得红色半导体激光元件结构 30R 侧与蓝紫色半导体激光元件 10 相邻。 即， 红色半导体激光元件结构 30R 的 p 侧电极 36 与连接电极 6 上的接合层 7 接合， 红外半导体 激光元件结构 30IR 的 p 侧电极 38 与连接电极 8 上的接合层 9 接合。此外， 距离子固定件 1 的上表面 1a 的红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的高度 ( 从子固定件 1 的上表面 1a 到红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的下表面 30b(n 侧电极 39 的下表面 ) 的高度 ： H3) 是大约 114μm。再有， 所述的距离子固定件 1 的上表面 1a 的红色 / 红外双波长半导体激光 元件 30 的高度 (H3) 是本发明的 “第一高度” 的一例。此外， 由于红色 / 红外双波长半导体 激光元件 30 的截面形状如上所述地是大致平行四边形， 因此， 蓝紫色半导体激光元件 10 与 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的间隔在靠近子固定件 1 的上表面 1a 的一侧狭窄， 随着远离子固定件 1 而变宽。再有， 半导体激光器件 200 的所述以外的结构与所述半导体 激光器件 100 的结构相同。
在该半导体激光器件 200 中， 如上所述， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 被 集成为单片， 因此， 能够容易地得到射出 3 个波长的激光的半导体激光器件。从而， 该半导 体激光器件 200 能够使用在 CD、 DVD、 BD 用的互换光拾取器中。
此外， 在该半导体激光器件 200 中， 如上所述， 在红色 / 红外双波长半导体激光元 件 30 中， 红色半导体激光元件结构 30R 和红外半导体激光元件结构 30IR 的厚度 (T3) 相等， 因此， 能够容易地进行向子固定件 1 上的接合。
此外， 在该半导体激光器件 200 中， 如上所述， 接合层 7 和接合层 9 由熔点相等的 相同焊锡构成， 并且各自的厚度也相等， 因此， 能够容易地用一个工序将红色 / 红外双波长 半导体激光元件 30 接合在子固定件 1 上。
此外， 在该半导体激光器件 200 中， 如上所述， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的截面形状是大致平行四边形， 与蓝紫色半导体激光元件 10 的间隔在靠近子固定件 1 的 上表面 1a 的一侧狭窄， 随着远离子固定件 1 而变宽。从而， 能够容易地使蓝紫色半导体激
光元件 10 的发光点与红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的发光点 ( 红色半导体激光元 件结构 30R 的发光点 ) 靠近。
该半导体激光器件 200 的其他效果与所述半导体激光器件 100 的效果相同。
下面， 参照图 7 ～图 10， 关于半导体激光器件 200 的制造工艺进行说明。
首先， 如图 9 所示， 在子固定件 1 的上表面 1a 上离开规定距离形成了连接电极 2、 连接电极 6 和连接电极 8 之后， 利用与第一实施方式同样的工艺， 在子固定件 1 上的连接电 极 2 上， 经由接合层 3， 以结向下接合蓝紫色半导体激光元件 10。 接着， 在连接电极 6 和连接 电极 8 上载置由构成接合层 7 和接合层 9 的 Au(10％ )-Sn(90％ ) 焊锡构成的焊锡小球 17 和 19。再有， 焊锡小球 17 和 19 是本发明的 “由接合材料构成的小球” 的一例。此外， 在吸 住红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的下表面 30b( 相对于 n 型 GaAs 基板 31， 形成有 n 侧电极 39 的一侧的面 ) 的同时， 将上表面 30a( 相对于 n 型 GaAs 基板 31， 形成有 GaInP 系 半导体元件层 32、 GaAs 系半导体元件层 33、 p 侧电极 36 和 p 侧电极 38 的一侧的面 ) 朝向 子固定件 1 侧保持红色 / 红外双波长半导体激光元件 30。在此， 红色 / 红外双波长半导体 激光元件 30 被保持成， 与蓝紫色半导体激光元件 10 相邻的侧面与蓝紫色半导体激光元件 10 的间隔在靠近子固定件 1 的上表面 1a 的一侧狭窄， 随着远离子固定件 1 而变宽， 红色半 导体激光元件结构 30R 与蓝紫色半导体激光元件 10 相邻。 接着， 如图 10 所示， 一边将 p 侧电极 36 按压在连接电极 6 上的焊锡小球 17， 将p 侧电极 38 按压在连接电极 8 上的焊锡小球 19 上， 一边将子固定件 1 加热到低于接合层 3 的 熔点且高于接合层 7 和接合层 9 的熔点的温度之后进行冷却。从而， 焊锡小球 17 和 19 通 过在 p 侧电极 36 和 p 侧电极 38 与连接电极 6 和连接电极 8 之间熔融并凝固而分别变为接 合层 7 和接合层 9。此外， 利用接合层 7 和接合层 9， 将红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 以结向下接合在子固定件 1 上。这样就制造出半导体激光器件 200。
此外， 在该半导体激光器件 200 的制造方法中， 如上所述地在连接电极 6 和连接电 极 8 上载置焊锡小球 17 和 19， 因此， 不需要在红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的接合 之前， 将接合层 7 和接合层 9 形成在 p 侧电极 36 和 p 侧电极 38 上或者连接电极 6 和连接 电极 8 上。从而能够简化制造工艺。
此外， 在该半导体激光器件 200 的制造方法中， 如上所述， 将红色 / 红外双波长半 导体激光元件 30 在与蓝紫色半导体激光元件 10 相邻的侧面与蓝紫色半导体激光元件 10 的间隔在接近子固定件 1 的上表面 1a 的一侧狭窄， 随着远离子固定件 1 而变宽地保持的状 态下接合在子固定件 1 上。从而， 能够容易地使蓝紫色半导体激光元件 10 的发光点与红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的发光点 ( 红色半导体激光元件结构 30R 的发光点 ) 靠 近。
该半导体激光器件 200 的制造方法的其他效果与所述半导体激光器件 100 的制造 方法的效果相同。
( 第二实施方式的变形例 )
下面， 参照图 11， 关于第二实施方式的变形例进行说明。在该第二实施方式的变 形例涉及的半导体激光器件 200a 中与所述第二实施方式不同， 蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 (H1) 大于红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的高度 (H3)。再有， 在本实施方式 中， 蓝紫色半导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 分别是本发明的 “第
二半导体激光元件” 和 “第一半导体激光元件” 的一例。此外， 高度 (H1) 和高度 (H3) 分别 是本发明的 “第一高度” 和 “第二高度” 的一例。此外， 蓝紫色半导体激光元件 10 的上表面 10a 和下表面 10b 分别是本发明的 “第三表面” 和 “第四表面” 的一例。此外， 红色 / 红外双 波长半导体激光元件 30 的上表面 30a 和下表面 30b 分别是本发明的 “第一表面” 和 “第二 表面” 的一例。此外， n 型 GaN 基板 11 和 n 型 GaAs 基板 31 分别是本发明的 “第二半导体 基板” 和 “第一半导体基板” 的一例。此外， GaN 系半导体元件层 12 是本发明的 “第二半导 体基板” 的一例。此外， GaInP 系半导体元件层 32 和 GaAs 系半导体元件层 33 是本发明的 “第一半导体元件层” 的一例。
此 外， 对 蓝 紫 色 半 导 体 激 光 元 件 10 和 连 接 电 极 2 进 行 接 合 的 接 合 层 3 由 Au(10％ )-Sn(90％ ) 焊锡构成。此外， 对红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 与连接电极 6 和连接电极 8 进行接合的接合层 7 和 9 由 Au(80％ )-Sn(20％ ) 焊锡构成。再有， 接合层 3 是本发明的 “第二接合层” 的一例， 接合层 7 和 9 是本发明的 “第一接合层” 的一例。
再有， 半导体激光器件 200a 的所述以外的结构与半导体激光器件 200 的结构相 同， 标记相同符号并省略说明。
在该半导体激光器件 200a 中， 如上所述， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的 高度 (H3) 小于蓝紫色半导体激光元件 10 的高度 (H1)。从而， 能够容易地进行红色 / 红外 双波长半导体激光元件 30 的芯片化。此外， 由于能够增大蓝紫色半导体激光元件 10 的厚 度， 因此， 能够在制造蓝紫色半导体激光元件 10 的晶片工艺时难以发生破裂。再有， 半导体 激光器件 200a 的其他效果与半导体激光器件 200 的效果相同。
此外， 在半导体激光器件 200a 的制造工艺中， 使蓝紫色半导体激光元件 10 与红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的接合的顺序与半导体激光器件 200 相反。在此， 在接合 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 之前， 由与第一实施方式的接合层 3 同样的工艺形成 接合层 7 和 9。此外， 在蓝紫色半导体激光元件 10 的接合前， 由与第一实施方式的接合层 5 同样的工艺， 将接合层 3 形成在蓝紫色半导体激光元件 10 的上表面 10a 上。再有， 其他的 半导体激光器件 200a 的制造方法与半导体激光器件 200 的制造方法相同。此外， 半导体激 光器件 200a 的制造方法的其他效果与半导体激光器件 200 的制造方法的效果相同。
( 第三实施方式 )
下面， 参照图 12 ～图 14， 关于本发明的第三实施方式涉及的光拾取器 1000 进行说 明。再有， 光拾取器 1000 是本发明的 “光装置” 的一例。
如图 12 所示， 第三实施方式涉及的光拾取器 1000 具有 ： 射出蓝紫色、 红色和红外 的 3 个波长的激光的半导体激光器件 300 ； 对从半导体激光器件 300 射出的激光进行调整 的光学系统 400 ； 接受激光的光检测部 410。
半导体激光器件 300 如图 13 和图 14 所示， 具有由导电性材料构成的底座 301、 配 置在底座 301 的正面的柱帽 302、 安装在底座 301 的后面的导线 303、 304、 305 和 306。在底 座 301 的正面， 与底座 301 一体地形成有头部 301a。在头部 301a 的上表面配置有所述半 导体激光器件 200， 利用由焊锡构成的接合层 310 固定着半导体激光器件 200 的子固定件 1 和头部 301a。此外， 在柱帽 302 的正面安装有透射从半导体激光器件 200 射出的激光的光 学窗 302a， 利用柱帽 302 封闭内部的半导体激光器件 200。
导线 303 ～ 305 贯通底座 301， 并且经由绝缘部件 ( 未图示 ) 相互电气性绝缘地固定。此外， 导线 303 ～ 305 分别经由金属丝 ( 未图示 ) 与形成在半导体激光器件 200 的子 固定件 1 上的连接电极 2、 连接电极 6 和连接电极 8 电连接。导线 306 与底座 301 一体地形 成。蓝紫色半导体激光元件 10 的 n 侧电极 15 和红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的 n 侧电极 39 分别经由金属丝 ( 未图示 ) 电连接到头部 301a 的上表面上。从而， 导线 306 与 n 侧电极 15 和 n 侧电极 39 电连接， 实现了蓝紫色半导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长 半导体激光元件 30 的共阴极的结线。
如图 12 所示， 光学系统 400 具有偏振光分光镜 ( 以下略记作偏振光 BS)401、 准直 透镜 402、 光束扩展器 403、 λ/4 板 404、 物镜 405、 圆柱透镜 406 和光轴校正元件 407。
偏振光 BS401 在全透射从半导体激光器件 300 射出的激光的同时， 全反射从光盘 DI 反馈的激光。准直透镜 402 将透射了偏振光 BS401 的激光变换成平行光。光束扩展器 403 由凹透镜、 凸透镜和调节器 ( 未图示 ) 构成。 通过调节器按照后述的来自伺服电路的伺 服信号使凹透镜和凸透镜的距离进行变化， 来校正从半导体激光器件 300 射出的激光的波 阵面状态。
λ/4 板 404 将已由准直透镜 402 变换成大致平行光的直线偏振光的激光变换成圆 偏振光。此外， λ/4 板 404 将从光盘 DI 反馈的圆偏振光的激光变换成直线偏振光。该情 况下的直线偏振光的偏振光方向与从半导体激光器件 300 射出的激光的直线偏振光的偏 振光方向正交。从而， 从光盘 DI 反馈的激光被偏振光 BS401 大致全反射。物镜 405 将透射 了 λ/4 板 404 的光会聚在光盘 DI 的表面 ( 记录层 ) 上。再有， 物镜 405 能利用物镜调节 器 ( 未图示 )， 按照后述的来自伺服电路的伺服信号 ( 跟踪伺服信号、 聚焦伺服信号和倾斜 伺服信号 ) 向聚焦方向、 跟踪方向和倾斜方向移动。
此外， 沿着被偏振光 BS401 全反射的激光的光轴配置有圆柱透镜 406、 光轴校正元 件 407 和光检测部 410。圆柱透镜 406 对入射的激光给予象散性作用。光轴校正元件 407 由衍射光栅构成， 配置成透射了圆柱透镜 406 的蓝紫色、 红色和红外的各激光的 0 次衍射光 的光点在后述的光检测部 410 的检测区域上一致。
光检测部 410 输出基于接收到的激光的强度分布的信号。在此， 光检测部 410 具 有规定图案的检测区域， 能和再现信号一同得到聚焦误差信号、 跟踪误差信号和倾斜误差 信号。这样就构成了光拾取器 1000。
在该光拾取器 1000 中， 半导体激光器件 300 通过向导线 306 与导线 303 ～ 305 之 间分别独立地施加电压而能够从蓝紫色半导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激 光元件 30 独立地射出蓝紫色、 红色和红外的激光。从半导体激光器件 300 射出的激光如上 所述地被偏振光 BS401、 准直透镜 402、 光束扩展器 403、 λ/4 板 404、 物镜 405、 圆柱透镜 406 和光轴校正元件 407 调整后， 照射到光检测部 410 的检测区域上。
在此， 在再现光盘 DI 中所记录的信息的情况下， 一边将从蓝紫色半导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 射出的激光功率控制为一定， 一边向光盘 DI 的 记录层照射激光， 能够得到从光检测部 410 输出的再现信号。此外， 根据同时输出的聚焦误 差信号、 跟踪误差信号和倾斜误差信号， 能够分别反馈控制光束扩展器 403 的调节器和驱 动物镜 405 的物镜调节器。
此外， 在光盘 DI 中记录信息的情况下， 根据要记录的信息， 一边控制从蓝紫色半 导体激光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 射出的激光功率， 一边向光盘 DI照射激光。从而能够在光盘 DI 的记录层中记录信息。此外， 与所述同样， 根据从光检测部 410 输出的聚焦误差信号、 跟踪误差信号和倾斜误差信号， 能够分别反馈控制光束扩展器 403 的调节器和驱动物镜 405 的物镜调节器。
这样就能够使用光拾取器 1000 进行对光盘 DI 的记录和再现。
在光拾取器 1000 中， 由于在半导体激光器件 300 内安装有所述半导体激光器件 200， 因此， 能够提高半导体激光器件 300 的可靠性， 并且能够邻近地配置蓝紫色半导体激 光元件 10 和红色 / 红外双波长半导体激光元件 30。从而， 各自的激光的射出区域 ( 发光 点 ) 也能够靠近， 因此， 能够容易地进行光学系统 400 和光检测部 410 的小型化和对位等。 其结果， 在本实施方式中， 能够容易地得到可靠性高且能小型化和轻量化的光拾取器 1000。 该光拾取器 1000 的其他效果与半导体激光器件 200 的效果相同。
( 第四实施方式 )
下面， 参照图 15， 关于本发明的第四实施方式涉及的光盘装置 2000 进行说明。再 有， 光盘装置 2000 是本发明的 “光装置” 的一例。
如图 15 所示， 该光盘装置 2000 具有所述光拾取器 1000、 控制器 1001、 激光驱动电 路 1002、 信号生成电路 1003、 伺服电路 1004 和盘驱动电动机 1005。
向控制器 1001 输入根据光盘 DI 中要记录的信息所生成的记录数据 S1。此外， 控 制器 1001 按照记录数据 S1 和后述的来自信号生成电路 1003 的信号 S5， 向激光驱动电路 1002 输出信号 S2， 同时向伺服电路 1004 输出信号 S7。此外， 控制器 1001 如后所述地以信 号 S5 为基础输出再现数据 S10。激光驱动电路 1002 按照所述信号 S2， 输出对从光拾取器 1000 内的半导体激光器件 300 射出的激光功率进行控制的信号 S3。即， 半导体激光器件 300 被控制器 1001 和激光驱动电路 1002 驱动。
在光拾取器 1000 中， 将按照所述信号 S3 控制的激光照射到光盘 DI 上。此外， 从 光拾取器 1000 内的光检测部 410 向信号生成电路 1003 输出信号 S4。此外， 根据后述的来 自伺服电路 1004 的伺服信号 S8 控制光拾取器 1000 内的光学系统 400( 光束扩展器 403 的 调节器和驱动物镜 405 的物镜调节器 )。信号生成电路 1003 放大并运算处理从光拾取器 1000 输出的信号 S4， 向控制器 1001 输出包含再现信号的第一输出信号 S5， 同时， 向伺服电 路 1004 输出进行所述光拾取器 1000 的反馈控制和后述的光盘 DI 的旋转控制的第二输出 信号 S6。
伺服电路 1004 按照来自信号生成电路 1003 和控制器 1001 的控制信号 S6 和 S7， 输出控制光拾取器 1000 内的光学系统 400 的伺服信号 S8 和控制盘驱动电动机 1005 的电 动机伺服信号 S9。此外， 盘驱动电动机 1005 按照电动机伺服信号 S9 控制光盘 DI 的旋转速 度。
在此， 在对光盘 DI 中所记录的信息进行再现的情况下， 首先， 利用在此省略说明 的识别光盘 DI 的种类 (CD、 DVD、 BD 等 ) 的单元， 选择应该照射的波长的激光。接着， 从控制 器 1001 向激光驱动电路 1002 输出信号 S2， 使得应该从光拾取器 1000 内的半导体激光器件 300 射出的波长的激光强度一定。 另外， 如第三实施方式中说明地， 通过光拾取器 1000 的半 导体激光器件 300、 光学系统 400 和光检测部 410 发挥作用， 从光检测部 410 向信号生成电 路 1003 输出包含再现信号的信号 S4， 信号生成电路 1003 向控制器 1001 输出包含再现信号 的信号 S5。控制器 1001 通过处理信号 S5 而抽取光盘 DI 中所记录的再现信号， 并作为再现数据 S10 进行输出。可以使用该再现数据 S10， 将例如光盘 DI 中记录的影像和声音等的信 息输出到监视器和扬声器等中。此外， 也以来自光检测部 410 的信号 S4 为基础进行各部分 的反馈控制。
此外， 在光盘 DI 中记录信息的情况下， 首先， 利用与所述同样的识别光盘 DI 的种 类 (CD、 DVD、 BD 等 ) 的单元选择应该照射的波长的激光。接着， 按照与记录的信息相应的记 录数据 S1， 从控制器 1001 向激光驱动电路 1002 输出信号 S2。另外， 如第三实施方式中说 明地， 通过光拾取器 1000 的半导体激光器件 300、 光学系统 400 和光检测部 410 发挥作用， 在光盘 DI 中记录信息， 同时也以来自光检测部 410 的信号 S4 为基础进行各部分的反馈控 制。
这样就能够使用光盘装置 2000 进行对光盘 DI 的记录和再现。
在光盘装置 2000 中， 由于在光拾取器 1000 内的半导体激光器件 300 内安装有所 述半导体激光器件 200， 因此， 能够容易地使可靠性高的光拾取器 1000 小型化和轻量化。 从 而， 在本实施方式中， 能够容易地得到可靠性高且能小型化和轻量化的光盘装置 2000。 该光 盘装置 2000 的其他效果与所述光拾取器 1000 的效果相同。
再有， 本次公开的实施方式的全部方式点只是例示， 不是加以限制。 本发明的范围 不是所述实施方式的说明， 由权利要求的范围加以示出， 另外也包括与权利要求的范围一 致的意思和范围内的全部变更。
例如， 在第一实施方式和第二实施方式中， 红色半导体激光元件 20 或红色 / 红外 双波长半导体激光元件 30 比蓝紫色半导体激光元件 10 的距离子固定件 1 的上表面 1a 的 高度大， 但本发明不限于此， 也可以蓝紫色半导体激光元件 10 比红色半导体激光元件 20 或 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的距离子固定件 1 的上表面 1a 的高度大。
再有， 构成蓝紫色半导体激光元件 10 的 GaN 系半导体由比构成红色半导体激光元 件 20 或红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的 GaInP 系半导体或 GaAs 系半导体硬的材 料构成。 因此， 为了容易地进行用于形成共振器端面的劈开工序， 最好使蓝紫色半导体激光 元件 10 的 n 型 GaN 基板 11 比红色半导体激光元件 20 或红色 / 红外双波长半导体激光元 件 30 的 n 型 GaAs 基板 21、 31 的厚度薄。该情况下， 由于蓝紫色半导体激光元件 10 的厚度 变得比红色半导体激光元件 20 或红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 的厚度小， 因此， 最 好使红色半导体激光元件 20 或红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 比蓝紫色半导体激光 元件 10 的距离子固定件 1 的上表面 1a 的高度大。
此外， 在所述第一和第二实施方式中示出了将各半导体激光元件以结向下结构接 合在子固定件 1 上的例子， 但本发明不限于此。在本发明中， 也可以是各半导体激光元件的 n 侧电极侧接合在子固定件 1 上的结向上结构。或者， 也可以是一方是结向下结构， 另一方 是结向上结构。
此外， 在所述第二实施方式和其变形例中， 红色 / 红外双波长半导体激光元件 30 被形成为单片， 但本发明不限于此。 例如， 也可以将红色半导体激光元件和红外半导体激光 元件一个个地接合在子固定件 1 上， 即， 该情况下， 将包含蓝紫色半导体激光元件 10 在内的 3 个半导体激光元件相邻地接合在子固定件 1 上。再有， 该情况下， 被接合的半导体激光元 件最好按照厚度由小到大的顺序进行接合。
此外， 在所述第一和第二实施方式中， 使用了蓝紫色半导体激光元件 10 和红色半导体激光元件 20 或红色 / 红外双波长半导体激光元件 30， 但本发明不限于此。即， 可以使 用射出其他振荡波长的激光的半导体激光元件。此外， 也可以由 GaN 系半导体、 GaInP 系半 导体和 GaAs 系半导体以外的半导体材料构成。另外， 也可以射出相同波长的激光的 2 个半 导体激光元件相邻地接合。
此外， 在所述第三和第四实施方式中使用了所述第二实施方式涉及的半导体激光 器件 200， 但本发明不限于此， 也可以使用所述第一实施方式涉及的半导体激光器件 100。
此外， 在所述第四实施方式中， 作为本发明的光装置的一例， 关于光盘装置 2000 进行了说明， 但本发明不限于此， 也可以适用在投影机和显示器等的显示装置中。该情况 下， 在显示装置的光源中使用的本发明的半导体激光器件中， 也可以使用具有射出大约 440nm 波长的蓝色光的激光的蓝色半导体激光元件、 射出大约 530nm 波长的绿色光的激光 的绿色半导体激光元件和射出大约 635nm 波长的红色光的激光的红色半导体激光元件的 半导体激光器件。 或者， 也可以取代蓝色半导体激光元件和绿色半导体激光元件， 使用一体 地具有蓝色半导体激光元件结构和绿色半导体激光元件结构的蓝色 / 绿色半导体激光元 件。该情况下， 最好蓝色半导体激光元件、 绿色半导体激光元件和红色半导体激光元件 ( 或 者蓝色 / 绿色半导体激光元件和红色半导体激光元件 ) 的高度分别不同。另外， 最好使对 高度大的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点， 低于对高度小的半导体激 光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点。
此外， 在所述第一～第四实施方式中使用了将 2 个半导体激光元件接合在子固定 件 1 上的半导体激光器件 100、 200 和 300， 但本发明不限于此。在本发明中， 也可以如所述 说明的显示装置中的半导体激光器件的例子所述地， 将 3 个以上的半导体激光元件接合在 支承部件上。该情况下， 也最好 3 个以上的半导体激光元件的高度分别不同， 另外， 最好使 对高度大的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点， 低于对高度小的半导体 激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点。
此外， 在第二实施方式中， 在向支承部件接合第一半导体激光元件时， 也可以在将 小球载置在支承部件上之后， 再将第一半导体激光元件与支承部件进行接合。 这时， 第一半 导体激光元件的接合中使用的小球的熔点高于第二半导体激光元件的接合中使用的小球 的熔点。 若这样做， 就能够防止在第二半导体激光元件的接合时， 先已接合的第一半导体激 光元件的小球再熔融。
此外， 关于本发明的 “第一接合层” 和 “第二接合层” 的形成方法。也可以预先形 成在接合半导体激光元件前的子固定件 1 上。也可以形成在接合前的半导体激光元件上。 或者， 也可以以小球的状态载置在子固定件 1 上。
此外， 本发明的 “第一半导体激光元件” 和 “第一半导体激光元件” 也可以都是多 波长半导体激光元件。
此外， 本发明的 “第一半导体激光元件” 和 “第一半导体激光元件” 的截面形状也 可以不是平行四边形， 构成为第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的间隔在靠近子 固定件 1 的一侧狭窄， 随着远离子固定件 1 而变宽即可。
此外， 在本发明中， “多波长半导体激光元件” 也可以不形成在共通的基板上。例 如， 各个半导体激光元件也可以是具有相互贴合在支承基板上的结构的多波长半导体激光 元件。此外， 在所述第一实施方式中， 位于 p 侧电极 14 的最表面上的厚度 3μm 的 Au 层 与接合层 3 合金化后也可以不成为完全一体化的状态。例如， 也可以 Au 层与接合层 3 的一 部分合金化而 Au 层存留。