マルチビーム半導体レーザ装置
【課題】複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を受光してその電流値をモニタする際に、複数のレーザ素子が実装されたサブマウントの表面状態によるモニタ電流値のバラツキを低減することができるマルチビーム半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】サブマウント５２の表面には、半導体レーザチップ５０が実装されている。サブマウント５２の実装面には、拡張共通電極３０ｂが形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に一体的に形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０の後方側に開口部３０ａを有する。また、半導体レーザチップ５０の後方側には、半導体レーザチップ５０の一端から放射される光を検出するための受光素子５５が配置されている。
【解決手段】サブマウント５２の表面には、半導体レーザチップ５０が実装されている。サブマウント５２の実装面には、拡張共通電極３０ｂが形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に一体的に形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０の後方側に開口部３０ａを有する。また、半導体レーザチップ５０の後方側には、半導体レーザチップ５０の一端から放射される光を検出するための受光素子５５が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のレーザ発光部を備え、各レーザ発光部からの出射されるレーザ光をモニタするための受光素子を備えたマルチビーム半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、色々な用途に用いられており、光ディスク装置、レーザビームプリンタ、複写機などの装置では、近年、動作の高速化や情報処理の大容量化が求められている。そこで、装置の高速化や大容量化に応じて、光源として複数個のレーザビーム（以下、マルチビーム）を出射するいわゆるマルチビーム半導体レーザ装置を用いることが提案されている。
【０００３】
マルチビーム半導体レーザ装置は、ストライプ構造を有する半導体レーザ素子が、複数個アレイ状に並べられた構造を有している。そして、複数個の半導体レーザ素子にレーザ光を発生させて使用している。
【０００４】
また、上記複数個の半導体レーザ素子が形成されたチップは、パッケージ内に配置されたサブマウントと呼ばれる熱伝導性の良好な材料からなる支持基板に固定されて使用される。
【０００５】
そして、半導体レーザ素子の前方から出射される光出力を制御するために、半導体レーザ素子の後方に受光素子を配置し、受光素子からの電流値をモニタしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４０５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のマルチビーム半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子を実装するサブマウントの表面状態の影響で、モニタ電流値のバラツキが大きかった。これは、複数の半導体レーザ素子の後方から出射される光の光量がそれぞれ同じであっても、サブマウントの表面で反射される光も受光素子で検出されるためである。
【０００８】
上記反射光は、サブマウントの表面状態の影響により、変動するために、モニタ電流値にバラツキが発生する。影響を与える表面状態の１つに、サブマウント上に形成される電極パターンがある。
【０００９】
そこで、例えば、特許文献１に示されるように、複数の半導体レーザ素子がジャンクションダウン方式によりサブマウントに実装されたマルチビーム半導体レーザ装置において、複数の半導体レーザ素子のそれぞれに電流を供給する複数の電極パターンを設けるとともに、これとは分離した複数の補助電極パターンを形成することが提案されている。
【００１０】
しかしながら、複数の半導体レーザ素子のそれぞれに電流を供給する複数個の電極パターンに加えて、これとは分離するように補助電極パターンを複数設ける場合は、個々の半導体レーザ素子から出射されるレーザビームがサブマウント上の左右前後のどの位置に到達するかを考慮しなければならず、全体的な電極パターンの構成が複雑となり、作製に非常に手間がかかる。
【００１１】
さらには、複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザビームには、それぞれ拡がりがあるので、電極パターンで反射される光とサブマウント表面で反射される光とが混在することが発生しやすく、モニタ電流値のバラツキを低く抑えることが困難である。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を受光してその電流値をモニタする際に、複数のレーザ素子が実装されたサブマウントの表面状態によるモニタ電流値のバラツキを低減することができるマルチビーム半導体レーザ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のマルチビーム半導体レーザ装置は、並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップと、前記半導体レーザチップがジャンクションアップで実装されたサブマウントと、前記サブマウントの実装面に配置され、前記１つの共通電極に接続されて一体となった拡張共通電極と、前記半導体レーザチップの一端から出射された複数のレーザ光を受光して検出する受光素子とを備え、前記半導体レーザチップと受光素子との間で、かつ前記サブマウントの実装面上の少なくとも一部領域では、前記拡張共通電極は前記複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっていることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップがサブマウント上にジャンクションアップで実装されている。このため、複数の半導体レーザ発光部素子のそれぞれに電流を供給する複数個の電極パターンをサブマウント上に形成する必要がない。このため、全体的な電極の作製が簡単になる。
【００１５】
また、複数の半導体レーザ発光部が形成されている１つの共通電極を拡張して利用することができるので、共通電極に拡張共通電極を接続して一体とし、拡張共通電極部分は、半導体レーザチップと受光素子との間で、かつサブマウントの実装面上の少なくとも一部領域で、拡張共通電極が複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっている領域を有するように構成している。これにより、複数の半導体レーザ発光部から出射されるレーザビームには、それぞれ拡がりがあっても、拡張共通電極で反射されるレーザ光とサブマウント表面で反射されるレーザ光とが混在することがない。したがって、半導体レーザチップの出力光を正確に制御することができる。
【００１６】
さらに、拡張共通電極により共通電極の面積を拡大することができるので、放熱性を向上させることができ、半導体レーザチップとの接触抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のマルチビーム半導体レーザ装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１断面を示す断面図である。
【図３】マルチビーム半導体レーザ装置の他の構成例を示す平面図である。
【図４】半導体レーザチップの発光点の高さと出射光がサブマウントに到達する距離との関係を示す図である。
【図５】４つのレーザ発光部を有する半導体レーザチップについて、半導体レーザチップの後方に拡張共通電極を形成した場合と形成しない場合とについて、モニタ電流値のバラツキを比較した図である。
【図６】半導体レーザチップを上側から見た平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’の断面を示す図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ’の断面を示す図である。
【図９】図６のＣ−Ｃ’の断面を示す図である。
【図１０】半導体レーザチップにおいて、レーザ発光部１個分の半導体積層構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。構造に関する図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１９】
本発明のマルチビーム半導体レーザ装置を上側から見た平面図を図１に示す。また、図１のＡ１−Ａ１断面の断面図を図２に示す。
【００２０】
サブマウント５２の表面には、半導体レーザチップ５０が実装されている。矢印Ｆは、半導体レーザチップ５０のレーザ光の取り出し方向（前方側）を示す。サブマウント５２の実装面には、拡張共通電極３０ｂが形成されている。拡張共通電極３０ｂは、後述する半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に一体的に形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０の後方側に開口部３０ａを有する。開口部３０ａは縦ｘ、横ｙの矩形状の大きさを有している。
【００２１】
また、半導体レーザチップ５０の後方側には、半導体レーザチップ５０の一端から放射される光を検出するための受光素子５５が配置されている。受光素子５５は、受光面に光電変換領域５５ａが設けられている。受光素子５５は、半導体レーザチップ５０の前方から出射される光出力を制御するために、半導体レーザチップ５０の後方光の光量を検出する。受光素子５５により、後方光の光出力をモニタしながら、半導体レーザチップ５０の前方光の光出力が調整される。
【００２２】
受光素子５５は、例えば、本実施例のように光電変換素子が用いられ、光電変換素子としてシリコンフォトダイオード等が用いられる。
【００２３】
また、サブマウント５２の材料には、例えばＳｉが用いられるが、ＡｌＮ、ＣｕＷ等の金属材料で構成しても良い。
【００２４】
半導体レーザチップ５０には、複数のストライプ状のレーザ発光部が並列配置されている。半導体レーザチップ５０の構成例を図６に示す。
【００２５】
図６は、半導体レーザチップ５０の一例を示し、上から見た平面図を示す。図７は、図６のＡ−Ａ’断面を、図８は図６のＢ−Ｂ’断面を、図９は図６のＣ−Ｃ’断面を示す。本実施例では、半導体レーザチップ５０は、レーザ発光部ＬＤ１、レーザ発光部ＬＤ２、レーザ発光部ＬＤ３、レーザ発光部ＬＤ４を有している。なお、図６では、図をわかりやすくするために、絶縁膜１５を省いている。
【００２６】
レーザ発光部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４は、各々、図６の太い斜線で示すようなストライプ状のリッジ部を有している。これらの各リッジ部の横幅をｘ１とする。また、配線層２２ａは、リッジ部のストライプ方向の長さＬａ、横幅ｌ１で形成されている。配線層の横幅とは、リッジ部のストライプ方向を横切る方向の長さを表わしており、図６の例では、ストライプ方向と直交する方向の長さになる。また、配線層２２ｂは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｂ、横幅ｌ１で形成されている。配線層２２ｃは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｂ、横幅ｌ２で、配線層２２ｄは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｄ、横幅ｌ２で形成されている。
【００２７】
半導体レーザチップ５０の積層構造体２０上にパッド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが形成されており、これらのパッド電極は、ＬＤ１〜ＬＤ４までのレーザ発光部に電流を供給するため、ワイヤーボンディング用の電極等に用いられる。また、リッジ部のストライプ方向を揃えて、並列配置されたレーザ発光部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４の両側に、パッド電極が設けられている。
【００２８】
図７では、パッド電極２１ａとパッド電極２１ｂが示されているが、いずれもパッド電極から伸びた配線層は示されていない。図８では、ＬＤ２のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ａが配線層２２ａで接続されている。ＬＤ３のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｂが配線層２２ｂで接続されている。また、積層構造体２０は、平坦に積層された半導体積層体３１とリッジ部と埋め込み層とで構成された半導体積層体３２とで構成される。パッド電極２１ｂと配線層２２ｂは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。同様に、パッド電極２１ａと配線層２２ａは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。
【００２９】
一方、図９に示されるように、ＬＤ１のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｃが配線層２２ｃで接続されている。ＬＤ４のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｄが配線層２２ｄで接続されている。パッド電極２１ｃと配線層２２ｃは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。同様に、パッド電極２１ｄと配線層２２ｄは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。ＬＤ１〜ＬＤ４におけるｐ電極上を覆う絶縁膜１５の開口面積（目抜き面積）の横幅は、図１で示したＬＤ１〜ＬＤ４のリッジ部の横幅ｘ１と等しく形成される。
【００３０】
上記のように、４つのレーザ発光部のうち、内側に存在するＬＤ２とＬＤ３に対する配線層２２ａ、２２ｂの長さｌ１は、外側に存在するＬＤ１とＬＤ４に対する配線層２２ｃ、２２ｄの長さｌ２よりも長く形成される。
【００３１】
図６の配線層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの各領域における斜線部が、配線層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと各レーザ発光部のｐ電極との接触面積を示す。配線層２２ａはＬＤ２のｐ電極と、配線層２２ｂはＬＤ３のｐ電極と、配線層２２ｃはＬＤ１のｐ電極と、配線層２２ｄはＬＤ４のｐ電極と接触している。
【００３２】
また、内側レーザ発光部のＬＤ２、ＬＤ３のＬａ、Ｌｂは、外側レーザ発光部のＬＤ１、ＬＤ４のＬｃ、Ｌｄよりも長く形成されている。
【００３３】
共通電極３０は、例えば、ＡｕＧｅの合金上に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕの各金属が順に積層された多層金属膜（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ）が用いられる。
【００３４】
この共通電極３０の裏面がサブマウント５２の表面に実装される。言い換えると、ＬＤ１〜ＬＤ４のストライプ状の各リッジ部を上方向に向け、共通電極３０を下側にした状態、すなわちジャンクションアップでサブマウント５２に接合される。
【００３５】
図６の実施例では、ＬＤ１〜ＬＤ４の４個のレーザ発光部が並列配置された装置を示しているが、これに限定されるものではなく、Ｎ個のレーザ発光部が並列配置された装置にまで拡張することができる。
【００３６】
上記のようなレーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４は、積層構造体における層構造は同じように形成されている。例えば、各レーザ発光部の構造を図１０のようにすることができる。ｎ型ＧａＡｓ基板に，ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓガイド層４、ＡｌＧａＡｓ活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６、第１ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８が順に積層される。ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８上には、ストライプ構造を有する第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０が順に形成されており、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０でリッジ部を構成する。また、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０の側面には、ｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１が形成されており、このｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１上にｎ型ＧａＡｓ埋め込み層１２が積層されてレーザ発光部の上面が平坦になるように構成される。
【００３７】
次に、図２に示すように、半導体レーザチップ５０に含まれる１つのレーザ発光部の発光点Ｅから放射されたレーザ光のうち、直進光Ｓのように、直進して光電変換領域５５ａに到達する光がある。一方で、反射光Ｒのように、半導体レーザチップ５０の後方に形成された拡張共通電極３０ｂにより反射されて光電変換領域５５ａに到達する光がある。この両方のレーザ光を受光することにより受光素子５５はモニタ電流を出力する。
【００３８】
ここで、半導体レーザチップ５０に含まれる複数のレーザ発光部の各発光点Ｅの後方、すなわち半導体レーザチップ５０の受光素子５５側の端面とサブマウント５２の受光素子５５側の端面との間には、拡張共通電極３０ｂが複数の半導体レーザ発光部（ＬＤ１〜ＬＤ４）が並んでいる方向に一様に拡がって形成されている。このため、１つのレーザ発光部のレーザ光が拡張共通電極３０ｂで反射され、他のレーザ発光部のレーザ光はサブマウント５２の露出した表面で反射されるということがなく、ＬＤ１〜ＬＤ４から出射されたレーザ光のうち、反射光はすべて拡張共通電極３０ｂで反射される。
【００３９】
このように、各発光点からの各レーザ光の反射面がすべて拡張共通電極３０ｂとなるので、フォトダイオード５５ａへの入射光量は安定し、各レーザ発光部の光出力を同じに制御する場合に、正確に調整することができる。また、拡張共通電極３０ｂは、分離して作製する必要がなく、共通電極３０と一体的に広範囲に形成することができるので、半導体レーザチップ５０の共通電極３０の接触抵抗を下げることができる。また、金属による拡張共通電極３０ｂの面積が増加することにより放熱性を向上させることができる
【００４０】
図４は、開口部３０ａの大きさに関し、考察を行ったものである。上述したように、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に形成された拡張共通電極３０ｂは、複数のレーザ発光部の各発光点の後方に一様に拡がっている。しかし、複数のレーザ発光部から出力されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光が拡張共通電極３０ｂにより反射されるようにすれば、その反射光の反射点と半導体レーザチップ５０との間は、拡張共通電極３０ｂが設けられなくても良い。これにより、開口部３０ａのｘの大きさが規定できる。
【００４１】
また、ｙ方向は、特に限定はされないが、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と拡張共通電極３０ｂとが繋がっていれば良い。例えば図１のように、複数のレーザ発光部の配列方向の半導体レーザチップ５０の幅と同じにすれば良い。
【００４２】
図４は、図２に示された構造を用いているが、図２よりもさらに模式化したものであり、拡張共通電極３０ｂ、受光素子５５等は省略している。通常、図１、２に示すマルチビーム半導体レーザ装置を作製する場合は、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さの下限は６０μｍ程度とすることが多い。
【００４３】
図４（ａ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが１００μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３０°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から３７３μｍの距離となった。
【００４４】
図４（ｂ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが１００μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３５°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から３１７μｍの距離となった。
【００４５】
図４（ｃ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが６０μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３０°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から２２３μｍの距離となった。
【００４６】
図４（ｄ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが６０μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３５°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から１９０μｍの距離となった。
【００４７】
以上のように、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが最も低く、発光点Ｅの上下方向の発散角度が最も大きい図４（ｄ）の場合よりも小さくｘを形成すれば良い。したがって、０≦ｘ≦１９０μｍとすることが望ましい。
【００４８】
図３は、上記ｘが０の場合のマルチビーム半導体レーザ装置の平面図を示す。すなわち、開口部３０ａを設けずに、拡張共通電極３０ｂが、半導体レーザチップ５０のモニタ側の端面からサブマウント５２のモニタ側の端面方向にかけて一様な幅で延びて拡がるようにしても良い。この場合、図１のように開口部３０ａを設けた場合と比較して、製造工程が簡単になる。また、拡張共通電極３０ｂを図１よりさらに広範囲に形成することができるので、半導体レーザチップ５０の共通電極３０の接触抵抗を一層下げることができる。また、金属による拡張共通電極３０ｂの面積がさらに増加するので、一層の放熱性向上が望める。
【００４９】
次に、図６の構成の半導体レーザチップ５０を用い、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４からサブマウント５２の表面に向かったレーザ光が同じ反射率で反射できるように、図１、３のようにサブマウント５２の実装面に拡張電極３０ｂを形成した場合と、形成しなかった場合とで受光素子５５によるモニタ電流のバラツキを比較したのが図５である。
【００５０】
図５（ａ）は、拡張電極３０ｂを設けなかったときの受光素子５５によるＬＤ１〜ＬＤ４までのモニタ電流値を示す。図５（ｂ）は、拡張電極３０ｂを設けた場合の受光素子５５によるＬＤ１〜ＬＤ４までのモニタ電流値を示す。いずれの場合も、環境温度２５℃、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４のそれぞれの前方端面光出力６ｍＷの測定条件により測定した。
【００５１】
図５（ａ）では、モニタ電流値の最大値はＬＤ３の１．４５ｍＡであり、最小値はＬＤ２の１．３０ｍＡである。これにより、モニタ電流の最大値と最小値の差Ｒは、０．１５ｍＡである。モニタ電流の最大値と最小値の平均を基準とすれば、Ｒのバラツキは１０．３％と算出される。
【００５２】
図５（ｂ）では、モニタ電流値の最大値はＬＤ４の１．５０ｍＡであり、最小値はＬＤ１の１．４５ｍＡである。これにより、モニタ電流の最大値と最小値の差Ｒは、０．０５ｍＡである。モニタ電流の最大値と最小値の平均を基準とすれば、Ｒのバラツキは３．３％と算出される。
【００５３】
以上の結果より、図１、３のような拡張電極３０ｂを設けた場合には、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４からの各レーザ光のそれぞれのモニタ電流は、ほとんど変動がなく、精度が良いことがわかる。
【００５４】
次に、図６〜図９に示される半導体レーザチップの製造方法を以下に簡単に説明する。まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に，ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓガイド層４、ＡｌＧａＡｓ活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６、第１ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９Ａとｐ型ＧａＡｓキャップ層１０Ａを順に積層する。
【００５５】
次に、ウエットエッチングを行い、ストライプ状のリッジ部を作製する。このとき、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８が存在するため、リッジエッチングは、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８で停止し、リッジ部を構成する第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０が形成される。
【００５６】
第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０の側面に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１、ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層１２を順に積層し、平坦化する。
【００５７】
ＬＤ１〜ＬＤ４の各レーザ発光部を分離する素子分離溝をドライエッチングにより、形成する。
【００５８】
次に、素子分離溝に、素子間絶縁膜１３を形成する。ｐ電極１４を蒸着により作製する。ｐ電極１４は、例えば、チタン層の上に金層を積層したＴｉ／Ａｕの積層構造で構成される。
【００５９】
次に、素子間絶縁膜１３及びｐ電極１４の上に、絶縁膜を形成し、配線層２２ａ〜２２ｄとｐ電極１４とを接触させるための領域を形成するために、絶縁膜を目抜きエッチングを行い、目抜き開口部を有する絶縁膜１５を作製する。絶縁膜１５には、ＳｉＯ２等を用い、ウエットエッチングにより、接触領域に相当するＳｉＯ２を取り除く。
【００６０】
配線層２２ａ〜２２ｄ及びパッド電極を構成する金属層１６を、全面に蒸着する。金属層１６には、Ｔｉ等が用いられる。配線層の領域からパッド電極の領域について、メッキ層１７を形成する。メッキ層１７は、Ａｕ等により形成される。
【００６１】
メタルエッチングを行い、金属層１６の配線層、パッド電極の領域に相当する部分を残し、他の部分を取り除く。ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面を研磨し、ｎ電極となる共通電極３０を蒸着により形成する。共通電極３０は、例えば、ＡｕＧｅの合金上に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕの各金属が順に積層された多層金属膜（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ）が用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のマルチビーム半導体レーザ装置は、特に、光ディスク装置、レーザビームプリンタ、複写機などの光源に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
２０ 積層構造体
２１ａ パッド電極
２１ｂ パッド電極
２１ｃ パッド電極
２１ｄ パッド電極
２２ａ 配線層
２２ｂ 配線層
２２ｃ 配線層
２２ｄ 配線層
３０ 共通電極
３０ａ 開口部
３０ｂ 拡張共通電極
５０ 半導体レーザチップ
５２ サブマウント
５５ 受光素子
５５ａ 光電変換領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のレーザ発光部を備え、各レーザ発光部からの出射されるレーザ光をモニタするための受光素子を備えたマルチビーム半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、色々な用途に用いられており、光ディスク装置、レーザビームプリンタ、複写機などの装置では、近年、動作の高速化や情報処理の大容量化が求められている。そこで、装置の高速化や大容量化に応じて、光源として複数個のレーザビーム（以下、マルチビーム）を出射するいわゆるマルチビーム半導体レーザ装置を用いることが提案されている。
【０００３】
マルチビーム半導体レーザ装置は、ストライプ構造を有する半導体レーザ素子が、複数個アレイ状に並べられた構造を有している。そして、複数個の半導体レーザ素子にレーザ光を発生させて使用している。
【０００４】
また、上記複数個の半導体レーザ素子が形成されたチップは、パッケージ内に配置されたサブマウントと呼ばれる熱伝導性の良好な材料からなる支持基板に固定されて使用される。
【０００５】
そして、半導体レーザ素子の前方から出射される光出力を制御するために、半導体レーザ素子の後方に受光素子を配置し、受光素子からの電流値をモニタしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４０５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のマルチビーム半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子を実装するサブマウントの表面状態の影響で、モニタ電流値のバラツキが大きかった。これは、複数の半導体レーザ素子の後方から出射される光の光量がそれぞれ同じであっても、サブマウントの表面で反射される光も受光素子で検出されるためである。
【０００８】
上記反射光は、サブマウントの表面状態の影響により、変動するために、モニタ電流値にバラツキが発生する。影響を与える表面状態の１つに、サブマウント上に形成される電極パターンがある。
【０００９】
そこで、例えば、特許文献１に示されるように、複数の半導体レーザ素子がジャンクションダウン方式によりサブマウントに実装されたマルチビーム半導体レーザ装置において、複数の半導体レーザ素子のそれぞれに電流を供給する複数の電極パターンを設けるとともに、これとは分離した複数の補助電極パターンを形成することが提案されている。
【００１０】
しかしながら、複数の半導体レーザ素子のそれぞれに電流を供給する複数個の電極パターンに加えて、これとは分離するように補助電極パターンを複数設ける場合は、個々の半導体レーザ素子から出射されるレーザビームがサブマウント上の左右前後のどの位置に到達するかを考慮しなければならず、全体的な電極パターンの構成が複雑となり、作製に非常に手間がかかる。
【００１１】
さらには、複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザビームには、それぞれ拡がりがあるので、電極パターンで反射される光とサブマウント表面で反射される光とが混在することが発生しやすく、モニタ電流値のバラツキを低く抑えることが困難である。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を受光してその電流値をモニタする際に、複数のレーザ素子が実装されたサブマウントの表面状態によるモニタ電流値のバラツキを低減することができるマルチビーム半導体レーザ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のマルチビーム半導体レーザ装置は、並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップと、前記半導体レーザチップがジャンクションアップで実装されたサブマウントと、前記サブマウントの実装面に配置され、前記１つの共通電極に接続されて一体となった拡張共通電極と、前記半導体レーザチップの一端から出射された複数のレーザ光を受光して検出する受光素子とを備え、前記半導体レーザチップと受光素子との間で、かつ前記サブマウントの実装面上の少なくとも一部領域では、前記拡張共通電極は前記複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっていることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップがサブマウント上にジャンクションアップで実装されている。このため、複数の半導体レーザ発光部素子のそれぞれに電流を供給する複数個の電極パターンをサブマウント上に形成する必要がない。このため、全体的な電極の作製が簡単になる。
【００１５】
また、複数の半導体レーザ発光部が形成されている１つの共通電極を拡張して利用することができるので、共通電極に拡張共通電極を接続して一体とし、拡張共通電極部分は、半導体レーザチップと受光素子との間で、かつサブマウントの実装面上の少なくとも一部領域で、拡張共通電極が複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっている領域を有するように構成している。これにより、複数の半導体レーザ発光部から出射されるレーザビームには、それぞれ拡がりがあっても、拡張共通電極で反射されるレーザ光とサブマウント表面で反射されるレーザ光とが混在することがない。したがって、半導体レーザチップの出力光を正確に制御することができる。
【００１６】
さらに、拡張共通電極により共通電極の面積を拡大することができるので、放熱性を向上させることができ、半導体レーザチップとの接触抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のマルチビーム半導体レーザ装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１断面を示す断面図である。
【図３】マルチビーム半導体レーザ装置の他の構成例を示す平面図である。
【図４】半導体レーザチップの発光点の高さと出射光がサブマウントに到達する距離との関係を示す図である。
【図５】４つのレーザ発光部を有する半導体レーザチップについて、半導体レーザチップの後方に拡張共通電極を形成した場合と形成しない場合とについて、モニタ電流値のバラツキを比較した図である。
【図６】半導体レーザチップを上側から見た平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’の断面を示す図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ’の断面を示す図である。
【図９】図６のＣ−Ｃ’の断面を示す図である。
【図１０】半導体レーザチップにおいて、レーザ発光部１個分の半導体積層構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。構造に関する図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１９】
本発明のマルチビーム半導体レーザ装置を上側から見た平面図を図１に示す。また、図１のＡ１−Ａ１断面の断面図を図２に示す。
【００２０】
サブマウント５２の表面には、半導体レーザチップ５０が実装されている。矢印Ｆは、半導体レーザチップ５０のレーザ光の取り出し方向（前方側）を示す。サブマウント５２の実装面には、拡張共通電極３０ｂが形成されている。拡張共通電極３０ｂは、後述する半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に一体的に形成されている。拡張共通電極３０ｂは、半導体レーザチップ５０の後方側に開口部３０ａを有する。開口部３０ａは縦ｘ、横ｙの矩形状の大きさを有している。
【００２１】
また、半導体レーザチップ５０の後方側には、半導体レーザチップ５０の一端から放射される光を検出するための受光素子５５が配置されている。受光素子５５は、受光面に光電変換領域５５ａが設けられている。受光素子５５は、半導体レーザチップ５０の前方から出射される光出力を制御するために、半導体レーザチップ５０の後方光の光量を検出する。受光素子５５により、後方光の光出力をモニタしながら、半導体レーザチップ５０の前方光の光出力が調整される。
【００２２】
受光素子５５は、例えば、本実施例のように光電変換素子が用いられ、光電変換素子としてシリコンフォトダイオード等が用いられる。
【００２３】
また、サブマウント５２の材料には、例えばＳｉが用いられるが、ＡｌＮ、ＣｕＷ等の金属材料で構成しても良い。
【００２４】
半導体レーザチップ５０には、複数のストライプ状のレーザ発光部が並列配置されている。半導体レーザチップ５０の構成例を図６に示す。
【００２５】
図６は、半導体レーザチップ５０の一例を示し、上から見た平面図を示す。図７は、図６のＡ−Ａ’断面を、図８は図６のＢ−Ｂ’断面を、図９は図６のＣ−Ｃ’断面を示す。本実施例では、半導体レーザチップ５０は、レーザ発光部ＬＤ１、レーザ発光部ＬＤ２、レーザ発光部ＬＤ３、レーザ発光部ＬＤ４を有している。なお、図６では、図をわかりやすくするために、絶縁膜１５を省いている。
【００２６】
レーザ発光部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４は、各々、図６の太い斜線で示すようなストライプ状のリッジ部を有している。これらの各リッジ部の横幅をｘ１とする。また、配線層２２ａは、リッジ部のストライプ方向の長さＬａ、横幅ｌ１で形成されている。配線層の横幅とは、リッジ部のストライプ方向を横切る方向の長さを表わしており、図６の例では、ストライプ方向と直交する方向の長さになる。また、配線層２２ｂは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｂ、横幅ｌ１で形成されている。配線層２２ｃは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｂ、横幅ｌ２で、配線層２２ｄは、リッジ部のストライプ方向の長さＬｄ、横幅ｌ２で形成されている。
【００２７】
半導体レーザチップ５０の積層構造体２０上にパッド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが形成されており、これらのパッド電極は、ＬＤ１〜ＬＤ４までのレーザ発光部に電流を供給するため、ワイヤーボンディング用の電極等に用いられる。また、リッジ部のストライプ方向を揃えて、並列配置されたレーザ発光部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４の両側に、パッド電極が設けられている。
【００２８】
図７では、パッド電極２１ａとパッド電極２１ｂが示されているが、いずれもパッド電極から伸びた配線層は示されていない。図８では、ＬＤ２のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ａが配線層２２ａで接続されている。ＬＤ３のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｂが配線層２２ｂで接続されている。また、積層構造体２０は、平坦に積層された半導体積層体３１とリッジ部と埋め込み層とで構成された半導体積層体３２とで構成される。パッド電極２１ｂと配線層２２ｂは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。同様に、パッド電極２１ａと配線層２２ａは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。
【００２９】
一方、図９に示されるように、ＬＤ１のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｃが配線層２２ｃで接続されている。ＬＤ４のリッジ部上部に形成されたｐ電極１４とパッド電極２１ｄが配線層２２ｄで接続されている。パッド電極２１ｃと配線層２２ｃは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。同様に、パッド電極２１ｄと配線層２２ｄは、金属層１６上にメッキ層１７が積層された多層構造で構成される。ＬＤ１〜ＬＤ４におけるｐ電極上を覆う絶縁膜１５の開口面積（目抜き面積）の横幅は、図１で示したＬＤ１〜ＬＤ４のリッジ部の横幅ｘ１と等しく形成される。
【００３０】
上記のように、４つのレーザ発光部のうち、内側に存在するＬＤ２とＬＤ３に対する配線層２２ａ、２２ｂの長さｌ１は、外側に存在するＬＤ１とＬＤ４に対する配線層２２ｃ、２２ｄの長さｌ２よりも長く形成される。
【００３１】
図６の配線層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの各領域における斜線部が、配線層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと各レーザ発光部のｐ電極との接触面積を示す。配線層２２ａはＬＤ２のｐ電極と、配線層２２ｂはＬＤ３のｐ電極と、配線層２２ｃはＬＤ１のｐ電極と、配線層２２ｄはＬＤ４のｐ電極と接触している。
【００３２】
また、内側レーザ発光部のＬＤ２、ＬＤ３のＬａ、Ｌｂは、外側レーザ発光部のＬＤ１、ＬＤ４のＬｃ、Ｌｄよりも長く形成されている。
【００３３】
共通電極３０は、例えば、ＡｕＧｅの合金上に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕの各金属が順に積層された多層金属膜（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ）が用いられる。
【００３４】
この共通電極３０の裏面がサブマウント５２の表面に実装される。言い換えると、ＬＤ１〜ＬＤ４のストライプ状の各リッジ部を上方向に向け、共通電極３０を下側にした状態、すなわちジャンクションアップでサブマウント５２に接合される。
【００３５】
図６の実施例では、ＬＤ１〜ＬＤ４の４個のレーザ発光部が並列配置された装置を示しているが、これに限定されるものではなく、Ｎ個のレーザ発光部が並列配置された装置にまで拡張することができる。
【００３６】
上記のようなレーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４は、積層構造体における層構造は同じように形成されている。例えば、各レーザ発光部の構造を図１０のようにすることができる。ｎ型ＧａＡｓ基板に，ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓガイド層４、ＡｌＧａＡｓ活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６、第１ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８が順に積層される。ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８上には、ストライプ構造を有する第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０が順に形成されており、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０でリッジ部を構成する。また、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０の側面には、ｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１が形成されており、このｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１上にｎ型ＧａＡｓ埋め込み層１２が積層されてレーザ発光部の上面が平坦になるように構成される。
【００３７】
次に、図２に示すように、半導体レーザチップ５０に含まれる１つのレーザ発光部の発光点Ｅから放射されたレーザ光のうち、直進光Ｓのように、直進して光電変換領域５５ａに到達する光がある。一方で、反射光Ｒのように、半導体レーザチップ５０の後方に形成された拡張共通電極３０ｂにより反射されて光電変換領域５５ａに到達する光がある。この両方のレーザ光を受光することにより受光素子５５はモニタ電流を出力する。
【００３８】
ここで、半導体レーザチップ５０に含まれる複数のレーザ発光部の各発光点Ｅの後方、すなわち半導体レーザチップ５０の受光素子５５側の端面とサブマウント５２の受光素子５５側の端面との間には、拡張共通電極３０ｂが複数の半導体レーザ発光部（ＬＤ１〜ＬＤ４）が並んでいる方向に一様に拡がって形成されている。このため、１つのレーザ発光部のレーザ光が拡張共通電極３０ｂで反射され、他のレーザ発光部のレーザ光はサブマウント５２の露出した表面で反射されるということがなく、ＬＤ１〜ＬＤ４から出射されたレーザ光のうち、反射光はすべて拡張共通電極３０ｂで反射される。
【００３９】
このように、各発光点からの各レーザ光の反射面がすべて拡張共通電極３０ｂとなるので、フォトダイオード５５ａへの入射光量は安定し、各レーザ発光部の光出力を同じに制御する場合に、正確に調整することができる。また、拡張共通電極３０ｂは、分離して作製する必要がなく、共通電極３０と一体的に広範囲に形成することができるので、半導体レーザチップ５０の共通電極３０の接触抵抗を下げることができる。また、金属による拡張共通電極３０ｂの面積が増加することにより放熱性を向上させることができる
【００４０】
図４は、開口部３０ａの大きさに関し、考察を行ったものである。上述したように、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と接続されて連続的に形成された拡張共通電極３０ｂは、複数のレーザ発光部の各発光点の後方に一様に拡がっている。しかし、複数のレーザ発光部から出力されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光が拡張共通電極３０ｂにより反射されるようにすれば、その反射光の反射点と半導体レーザチップ５０との間は、拡張共通電極３０ｂが設けられなくても良い。これにより、開口部３０ａのｘの大きさが規定できる。
【００４１】
また、ｙ方向は、特に限定はされないが、半導体レーザチップ５０に設けられた共通電極３０と拡張共通電極３０ｂとが繋がっていれば良い。例えば図１のように、複数のレーザ発光部の配列方向の半導体レーザチップ５０の幅と同じにすれば良い。
【００４２】
図４は、図２に示された構造を用いているが、図２よりもさらに模式化したものであり、拡張共通電極３０ｂ、受光素子５５等は省略している。通常、図１、２に示すマルチビーム半導体レーザ装置を作製する場合は、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さの下限は６０μｍ程度とすることが多い。
【００４３】
図４（ａ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが１００μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３０°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から３７３μｍの距離となった。
【００４４】
図４（ｂ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが１００μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３５°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から３１７μｍの距離となった。
【００４５】
図４（ｃ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが６０μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３０°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から２２３μｍの距離となった。
【００４６】
図４（ｄ）では、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが６０μｍになるように、また発光点Ｅの上下方向の発散角度が３５°となるように半導体レーザチップ５０を形成した。この場合は、発光点Ｅから放射されてサブマウント５２の表面に到達する光のうち、半導体レーザチップ５０に最も近い光の到達点は、半導体レーザチップ５０の後方の端面から１９０μｍの距離となった。
【００４７】
以上のように、発光点Ｅのサブマウント５２表面からの高さが最も低く、発光点Ｅの上下方向の発散角度が最も大きい図４（ｄ）の場合よりも小さくｘを形成すれば良い。したがって、０≦ｘ≦１９０μｍとすることが望ましい。
【００４８】
図３は、上記ｘが０の場合のマルチビーム半導体レーザ装置の平面図を示す。すなわち、開口部３０ａを設けずに、拡張共通電極３０ｂが、半導体レーザチップ５０のモニタ側の端面からサブマウント５２のモニタ側の端面方向にかけて一様な幅で延びて拡がるようにしても良い。この場合、図１のように開口部３０ａを設けた場合と比較して、製造工程が簡単になる。また、拡張共通電極３０ｂを図１よりさらに広範囲に形成することができるので、半導体レーザチップ５０の共通電極３０の接触抵抗を一層下げることができる。また、金属による拡張共通電極３０ｂの面積がさらに増加するので、一層の放熱性向上が望める。
【００４９】
次に、図６の構成の半導体レーザチップ５０を用い、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４からサブマウント５２の表面に向かったレーザ光が同じ反射率で反射できるように、図１、３のようにサブマウント５２の実装面に拡張電極３０ｂを形成した場合と、形成しなかった場合とで受光素子５５によるモニタ電流のバラツキを比較したのが図５である。
【００５０】
図５（ａ）は、拡張電極３０ｂを設けなかったときの受光素子５５によるＬＤ１〜ＬＤ４までのモニタ電流値を示す。図５（ｂ）は、拡張電極３０ｂを設けた場合の受光素子５５によるＬＤ１〜ＬＤ４までのモニタ電流値を示す。いずれの場合も、環境温度２５℃、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４のそれぞれの前方端面光出力６ｍＷの測定条件により測定した。
【００５１】
図５（ａ）では、モニタ電流値の最大値はＬＤ３の１．４５ｍＡであり、最小値はＬＤ２の１．３０ｍＡである。これにより、モニタ電流の最大値と最小値の差Ｒは、０．１５ｍＡである。モニタ電流の最大値と最小値の平均を基準とすれば、Ｒのバラツキは１０．３％と算出される。
【００５２】
図５（ｂ）では、モニタ電流値の最大値はＬＤ４の１．５０ｍＡであり、最小値はＬＤ１の１．４５ｍＡである。これにより、モニタ電流の最大値と最小値の差Ｒは、０．０５ｍＡである。モニタ電流の最大値と最小値の平均を基準とすれば、Ｒのバラツキは３．３％と算出される。
【００５３】
以上の結果より、図１、３のような拡張電極３０ｂを設けた場合には、レーザ発光部ＬＤ１〜ＬＤ４からの各レーザ光のそれぞれのモニタ電流は、ほとんど変動がなく、精度が良いことがわかる。
【００５４】
次に、図６〜図９に示される半導体レーザチップの製造方法を以下に簡単に説明する。まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に，ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓガイド層４、ＡｌＧａＡｓ活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層６、第１ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８、第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９Ａとｐ型ＧａＡｓキャップ層１０Ａを順に積層する。
【００５５】
次に、ウエットエッチングを行い、ストライプ状のリッジ部を作製する。このとき、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８が存在するため、リッジエッチングは、ｐ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層８で停止し、リッジ部を構成する第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０が形成される。
【００５６】
第２ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９とｐ型ＧａＡｓキャップ層１０の側面に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層１１、ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層１２を順に積層し、平坦化する。
【００５７】
ＬＤ１〜ＬＤ４の各レーザ発光部を分離する素子分離溝をドライエッチングにより、形成する。
【００５８】
次に、素子分離溝に、素子間絶縁膜１３を形成する。ｐ電極１４を蒸着により作製する。ｐ電極１４は、例えば、チタン層の上に金層を積層したＴｉ／Ａｕの積層構造で構成される。
【００５９】
次に、素子間絶縁膜１３及びｐ電極１４の上に、絶縁膜を形成し、配線層２２ａ〜２２ｄとｐ電極１４とを接触させるための領域を形成するために、絶縁膜を目抜きエッチングを行い、目抜き開口部を有する絶縁膜１５を作製する。絶縁膜１５には、ＳｉＯ２等を用い、ウエットエッチングにより、接触領域に相当するＳｉＯ２を取り除く。
【００６０】
配線層２２ａ〜２２ｄ及びパッド電極を構成する金属層１６を、全面に蒸着する。金属層１６には、Ｔｉ等が用いられる。配線層の領域からパッド電極の領域について、メッキ層１７を形成する。メッキ層１７は、Ａｕ等により形成される。
【００６１】
メタルエッチングを行い、金属層１６の配線層、パッド電極の領域に相当する部分を残し、他の部分を取り除く。ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面を研磨し、ｎ電極となる共通電極３０を蒸着により形成する。共通電極３０は、例えば、ＡｕＧｅの合金上に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕの各金属が順に積層された多層金属膜（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ）が用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のマルチビーム半導体レーザ装置は、特に、光ディスク装置、レーザビームプリンタ、複写機などの光源に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
２０ 積層構造体
２１ａ パッド電極
２１ｂ パッド電極
２１ｃ パッド電極
２１ｄ パッド電極
２２ａ 配線層
２２ｂ 配線層
２２ｃ 配線層
２２ｄ 配線層
３０ 共通電極
３０ａ 開口部
３０ｂ 拡張共通電極
５０ 半導体レーザチップ
５２ サブマウント
５５ 受光素子
５５ａ 光電変換領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップと、
前記半導体レーザチップがジャンクションアップで実装されたサブマウントと、
前記サブマウントの実装面に配置され、前記１つの共通電極に接続されて一体となった拡張共通電極と、
前記半導体レーザチップの一端から出射された複数のレーザ光を受光して検出する受光素子とを備え、
前記半導体レーザチップと受光素子との間で、かつ前記サブマウントの実装面上の少なくとも一部領域では、前記拡張共通電極は前記複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっていることを特徴とするマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の半導体レーザ発光部から出射されてサブマウントの表面に到達するレーザ光のうち、半導体レーザチップに最も近いレーザ光の到達位置よりも半導体レーザチップに近い領域は、前記拡張共通電極に形成された開口部となっていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記拡張共通電極の開口部は、前記半導体レーザチップの一端から１９０μｍ離れた位置までの開口部であることを特徴とする請求項２に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記複数の半導体レーザ発光部から出射されてサブマウントの表面に到達するレーザ光のうち、半導体レーザチップから最も遠いレーザ光の到達位置から前記半導体レーザチップの一端までの前記サブマウントの実装面は少なくとも前記拡張共通電極で連続的に覆われていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記並列配置された複数の半導体レーザ発光部は、それぞれストライプ状のリッジ部を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項１】
並列配置された複数の半導体レーザ発光部が１つの共通電極上に形成された半導体レーザチップと、
前記半導体レーザチップがジャンクションアップで実装されたサブマウントと、
前記サブマウントの実装面に配置され、前記１つの共通電極に接続されて一体となった拡張共通電極と、
前記半導体レーザチップの一端から出射された複数のレーザ光を受光して検出する受光素子とを備え、
前記半導体レーザチップと受光素子との間で、かつ前記サブマウントの実装面上の少なくとも一部領域では、前記拡張共通電極は前記複数の半導体レーザ発光部が並んでいる方向に一様に拡がっていることを特徴とするマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の半導体レーザ発光部から出射されてサブマウントの表面に到達するレーザ光のうち、半導体レーザチップに最も近いレーザ光の到達位置よりも半導体レーザチップに近い領域は、前記拡張共通電極に形成された開口部となっていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記拡張共通電極の開口部は、前記半導体レーザチップの一端から１９０μｍ離れた位置までの開口部であることを特徴とする請求項２に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記複数の半導体レーザ発光部から出射されてサブマウントの表面に到達するレーザ光のうち、半導体レーザチップから最も遠いレーザ光の到達位置から前記半導体レーザチップの一端までの前記サブマウントの実装面は少なくとも前記拡張共通電極で連続的に覆われていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記並列配置された複数の半導体レーザ発光部は、それぞれストライプ状のリッジ部を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチビーム半導体レーザ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８９７９１（Ｐ２０１３−８９７９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９４９５（Ｐ２０１１−２２９４９５）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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