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JP2002118331A - Laminated semiconductor light emitting device and its manufacturing method - Google Patents

Laminated semiconductor light emitting device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2002118331A
JP2002118331A JP2000308323A JP2000308323A JP2002118331A JP 2002118331 A JP2002118331 A JP 2002118331A JP 2000308323 A JP2000308323 A JP 2000308323A JP 2000308323 A JP2000308323 A JP 2000308323A JP 2002118331 A JP2002118331 A JP 2002118331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
semiconductor light
emitting device
type
substrate
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.)
Pending
Application number
JP2000308323A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Shiozawa
秀夫 塩澤
Koichi Nitta
康一 新田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000308323A priority Critical patent/JP2002118331A/en
Publication of JP2002118331A publication Critical patent/JP2002118331A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated semiconductor light emitting device reduced in size by accurately conducting an optical alignment and a method for manufacturing the same. SOLUTION: The laminated semiconductor light emitting device comprises a first semiconductor light emitting element grown on a first board, and a second semiconductor light emitting element grown separately from the first element and directly adhered to the first element in a laminated state. In this case, the light emitting wavelength of the first element is different from that of the second element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積型半導体発光
装置及びその製造方法に関し、特に発光波長が異なる複
数種類の発光素子が同一基板上に集積された集積型発光
装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an integrated semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly to an integrated light emitting device in which a plurality of types of light emitting elements having different emission wavelengths are integrated on the same substrate and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、高密度記録が可能で大容量のデジ
タルバーサタイルディスク(DVD)およびその再生用
のDVD装置が市販されており、今後需要が益々伸びて
いく商品として注目されている。
2. Description of the Related Art At present, digital versatile disks (DVDs) capable of high-density recording and large-capacity digital versatile discs (DVDs) and DVD devices for reproducing the same are commercially available, and are attracting attention as products whose demands are expected to increase in the future.

【0003】このような光ディスク装置のピックアップ
用光源として半導体レーザが用いられている。そして、
大容量化の要請から、より波長の短い半導体レーザの開
発が進められ、これに伴い新しい規格のディスク装置が
登場している。
A semiconductor laser is used as a light source for pickup in such an optical disk device. And
In response to the demand for higher capacity, the development of semiconductor lasers having shorter wavelengths has been promoted, and accordingly, disk devices of a new standard have appeared.

【0004】即ち、従来AlGaAs系780nmレー
ザを用いたCD規格が主流であったが、InGaAlP
系650nmレーザの登場によりDVD規格が新たに登
場した。最近ではInGaAlN系400nm帯紫青色
半導体レーザの実用化が目前であり、これに伴って新た
に高密度のディスクシステムが登場する見込みである。
[0004] That is, although the CD standard using an AlGaAs-based 780 nm laser has been the mainstream, InGaAlP
With the advent of the 650 nm laser, the DVD standard has newly appeared. Recently, practical use of an InGaAlN-based 400 nm band violet blue semiconductor laser is imminent, and a new high-density disk system is expected to appear along with this.

【0005】これら複数のディスクシステムの間で互換
性を保つため、ピックアップにはそれぞれのシステムに
対応した半導体レーザが必要である。そのためピックア
ップの光学系は一般に非常に複雑なものとなってしま
う。そこで複数のレーザを1チップに集積化した光学系
を簡素化しようとする試みがなされている。例えば、特
開2000−11417では、DVD用650nmレー
ザとCD用780nmレーザを集積しピックアップの簡
素化を図っている。
In order to maintain compatibility among the plurality of disk systems, the pickup needs a semiconductor laser corresponding to each system. Therefore, the optical system of the pickup is generally very complicated. Attempts have been made to simplify an optical system in which a plurality of lasers are integrated on one chip. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-11417, a 650 nm laser for DVD and a 780 nm laser for CD are integrated to simplify the pickup.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、2つ
のレーザは共に結晶成長時の基板がGaAsである。従
って、これを利用して良好に2波長の集積化が可能であ
った。しかし、今後実用化されるであろう紫青色半導体
レーザのように異なる基板結晶を用いた半導体レーザで
は集積化が非常に困難であった。
In the above conventional example, both substrates of the two lasers are made of GaAs during crystal growth. Therefore, the integration of two wavelengths was successfully performed by using this. However, it has been extremely difficult to integrate a semiconductor laser using a different substrate crystal, such as a violet-blue semiconductor laser that will be put into practical use in the future.

【0007】一方、従来のDVD装置の光学ピックアッ
プに用いられていた発光波長780nmのGaAlAs
系半導体レーザにより再生されていたコンパクトディス
ク(CD)やミニディスク(MD)も使用出来る様、発
光波長が600nm帯のInGaAlP系半導体レーザ
と発光波長が700nm帯のGaAlAs系半導体レー
ザとを同一基板に集積した発光装置(例えば特開平11
−186651)も提案されている。
On the other hand, GaAlAs having an emission wavelength of 780 nm used in an optical pickup of a conventional DVD device is used.
A compact disk (CD) and a mini disk (MD) that have been reproduced by a semiconductor laser can be used, and an InGaAlP semiconductor laser with an emission wavelength of 600 nm and a GaAlAs semiconductor laser with an emission wavelength of 700 nm are on the same substrate. Integrated light emitting device (for example,
1866651) has also been proposed.

【0008】しかしながら、上述のような同一基板集積
型の発光装置ではInGaAlP系半導体レーザとGa
AlAs系半導体レーザとの二つのレーザを集積するた
め素子作成工程が複雑で歩留まりが低くコストが下がら
ない問題があった。
However, in the same substrate integrated type light emitting device as described above, an InGaAlP-based semiconductor laser and a Ga
Since two lasers including an AlAs-based semiconductor laser are integrated, there is a problem in that the element manufacturing process is complicated, the yield is low, and the cost is not reduced.

【0009】従って、本発明は、上述の如き従来の問題
点を解決するためになされたもので、その目的は、小型
化され、光学的なアラインメントを正確に行うことので
きる集積型半導体発光装置及びその製造方法を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the size of an integrated semiconductor light emitting device capable of accurately performing optical alignment. And a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)は、
第1の基板の上に成長形成された第1の半導体発光素子
と、第1の半導体発光素子とは別に成長形成され、積層
体の状態で前記第1の半導体発光素子に直接接着された
第2の半導体発光素子からなり、前記第1の半導体発光
素子の発光波長と前記第2の半導体発光素子の発光波長
とは異なることを特徴とする集積型半導体発光装置を提
供する。
Means for Solving the Problems The present invention (claim 1) provides:
A first semiconductor light emitting device grown and formed on a first substrate, and a first semiconductor light emitting device which is separately formed and grown and is directly bonded to the first semiconductor light emitting device in a stacked state. An integrated semiconductor light emitting device comprising two semiconductor light emitting elements, wherein an emission wavelength of the first semiconductor light emitting element and an emission wavelength of the second semiconductor light emitting element are different.

【0011】本発明(請求項2)は、上記請求項1記載
において、前記第1の半導体発光素子の上側コンタクト
層の上に、前記第2の半導体発光素子の積層体が直接接
着されていることを特徴とする集積型半導体発光装置を
提供する。
According to the present invention (claim 2), the laminate of the second semiconductor light-emitting element is directly bonded on the upper contact layer of the first semiconductor light-emitting element. An integrated semiconductor light emitting device is provided.

【0012】本発明(請求項3)は、上記請求項2記載
において、前記第1の半導体発光素子の上に直接接着さ
れている前記第2の半導体発光素子の積層体は、前記第
1の半導体発光素子の積層体よりも小さく整形されてお
り、それにより前記第1の半導体発光素子のコンタクト
層が露出しており、その露出した前記第1の半導体発光
素子のコンタクト層に前記第1の半導体発光素子を制御
する電極が設けられていることを特徴とする集積型半導
体発光装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the laminate of the second semiconductor light emitting element directly adhered on the first semiconductor light emitting element is the first semiconductor light emitting element. The contact layer of the first semiconductor light-emitting element is formed smaller than the stacked body of the semiconductor light-emitting element, and the contact layer of the first semiconductor light-emitting element is exposed to the first contact. An integrated semiconductor light emitting device provided with an electrode for controlling a semiconductor light emitting element is provided.

【0013】本発明(請求項4)は、第1の基板の上に
第1の半導体発光素子の積層体を成長形成する工程と、
第2の基板の上に、前記第1の半導体発光素子の発光波
長とは異なる発光波長を持つ第2の半導体発光素子の積
層体を成長形成する工程と、前記第2の半導体発光素子
の積層体を前記第1の半導体発光素子に直接接着する工
程と、前記第1の半導体発光素子の積層体と前記第2の
半導体発光素子の積層体が一体となった状態で個々のチ
ップに切り出す工程とからなる集積型半導体発光装置の
製造方法を提供する。
The present invention (claim 4) provides a step of growing and forming a first semiconductor light emitting element laminate on a first substrate;
Growing and forming a second semiconductor light emitting element laminate having an emission wavelength different from the emission wavelength of the first semiconductor light emitting element on the second substrate; and stacking the second semiconductor light emitting element. Directly bonding the body to the first semiconductor light emitting element, and cutting out the individual chips in a state where the stacked body of the first semiconductor light emitting element and the stacked body of the second semiconductor light emitting element are integrated. And a method for manufacturing an integrated semiconductor light-emitting device.

【0014】本発明(請求項5)は、上記請求項4記載
において、前記第2の半導体発光素子の積層体は、真空
中又は不活性ガス中でアニールを行うことによって、前
記第1の半導体発光素子に直接接着することを特徴とす
る製造方法を提供する。
According to the present invention (claim 5), in the above-mentioned claim 4, the second semiconductor light emitting element laminate is annealed in a vacuum or in an inert gas to thereby anneal the first semiconductor light emitting element. Provided is a manufacturing method characterized by being directly bonded to a light emitting element.

【0015】本発明(請求項6)は、基板と、第1の半
導体発光素子と、この第1の半導体発光素子が設けられ
ている前記基板に後から成長形成させた第2の半導体発
光素子とからなり、第1の半導体発光素子の発光波長と
第2の半導体発光素子の発光波長とは異なることを特徴
とする集積型半導体発光装置を提供する。
[0015] The present invention (claim 6) provides a substrate, a first semiconductor light emitting device, and a second semiconductor light emitting device grown and formed later on the substrate provided with the first semiconductor light emitting device. Wherein the emission wavelength of the first semiconductor light-emitting element is different from the emission wavelength of the second semiconductor light-emitting element.

【0016】本発明(請求項7)は、上記請求項6記載
において、前記第1の半導体発光素子は、窒化物半導体
からなることを特徴とする集積型半導体発光装置を提供
する。
The present invention (claim 7) provides an integrated semiconductor light-emitting device according to claim 6, wherein the first semiconductor light-emitting element is made of a nitride semiconductor.

【0017】本発明(請求項8)は、上記請求項7記載
において、前記第1の半導体発光素子は、InGaAl
N系半導体からなることを特徴とする集積型半導体発光
装置を提供する。
According to the present invention (claim 8), in the above-mentioned claim 7, the first semiconductor light emitting element is preferably made of InGaAl.
An integrated semiconductor light emitting device comprising an N-based semiconductor is provided.

【0018】本発明(請求項9)は、上記請求項8記載
において、前記第2の半導体発光素子は、InGaAl
P系半導体からなることを特徴とする集積型半導体発光
装置を提供する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the second semiconductor light emitting device is preferably composed of InGaAl.
An integrated semiconductor light emitting device comprising a P-based semiconductor is provided.

【0019】本発明(請求項10)は、上記請求項6記
載において、前記基板は、半導体基板であることを特徴
とする集積型半導体発光装置を提供する。
The present invention (claim 10) provides the integrated semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the substrate is a semiconductor substrate.

【0020】本発明(請求項11)は、上記請求項10
記載において、前記半導体基板は、n型基板であること
を特徴とする集積型半導体発光装置を提供する。
The present invention (claim 11) is based on claim 10
In the description, the integrated semiconductor light emitting device is provided, wherein the semiconductor substrate is an n-type substrate.

【0021】本発明(請求項12)は、上記請求項11
記載において、前記半導体基板は、GaAs基板である
ことを特徴とする集積型半導体発光装置を提供する。
The present invention (claim 12) provides the above-mentioned claim 11.
In the above description, the integrated semiconductor light emitting device is provided, wherein the semiconductor substrate is a GaAs substrate.

【0022】本発明(請求項13)は、上記請求項11
記載において、前記半導体基板は、Si基板であること
を特徴とする集積型半導体発光装置を提供する。
According to the present invention (claim 13), the above-mentioned claim 11 is provided.
In the description, the integrated semiconductor light emitting device is provided, wherein the semiconductor substrate is a Si substrate.

【0023】本発明(請求項14)は、上記請求項6記
載において、前記Si基板上にホログラムレンズが形成
され、前記第1の半導体発光素子及び前記第2の半導体
発光素子からの光は、前記ホログラムレンズを介して出
力され、同じ光軸を持つように調整されていることを特
徴とする集積型半導体発光装置を提供する。
According to the present invention (claim 14), in the above-mentioned claim 6, a hologram lens is formed on the Si substrate, and light from the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element is An integrated semiconductor light emitting device is provided which is output through the hologram lens and is adjusted to have the same optical axis.

【0024】本発明(請求項15)は、上記請求項14
記載において、更に、ホログラムレンズから出力される
光の色収差を補正する補正板が設けられてることを特徴
とする集積型半導体発光装置を提供する。
The present invention (claim 15) is based on claim 14
In the description, there is further provided an integrated semiconductor light emitting device, further comprising a correction plate for correcting chromatic aberration of light output from the hologram lens.

【0025】本発明(請求項16)は、第1の基板の上
に第1の半導体発光素子の積層体を設ける工程と、前記
第1の基板の上に、前記第1の半導体発光素子の発光波
長とは異なる発光波長を持つ第2の半導体発光素子を積
層体を成長形成する工程と、前記第1の半導体発光素子
の積層体と前記第2の半導体発光素子の積層体が一体と
なった状態で個々のチップに切り出す工程とからなる集
積型半導体発光装置の製造方法を提供する。
According to the present invention (claim 16), a step of providing a stacked body of the first semiconductor light emitting element on the first substrate, and the step of providing the first semiconductor light emitting element on the first substrate A step of growing and forming a stacked body of a second semiconductor light emitting element having an emission wavelength different from the emission wavelength; and integrating the stacked body of the first semiconductor light emitting element and the stacked body of the second semiconductor light emitting element. Providing a method of manufacturing an integrated semiconductor light emitting device, comprising:

【0026】本発明(請求項17)は、上記請求項16
記載において、前記第2の半導体発光素子の積層体は、
真空中又は不活性ガス中でアニールを行うことによっ
て、前記第1の半導体発光素子に直接接着することを特
徴とする製造方法を提供する。
The present invention (claim 17) is based on claim 16
In the description, the stacked body of the second semiconductor light emitting device is:
A manufacturing method is provided in which the first semiconductor light emitting device is directly adhered to the first semiconductor light emitting device by performing annealing in a vacuum or an inert gas.

【0027】本発明(請求項18)は、上記請求項16
記載において、前記第1の半導体発光素子は、窒化物半
導体からなることを特徴とする集積型半導体発光装置の
製造方法を提供する。
[0027] The present invention (claim 18) provides the above-mentioned claim 16.
In the above description, there is provided a method for manufacturing an integrated semiconductor light emitting device, wherein the first semiconductor light emitting element is made of a nitride semiconductor.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】(1)第1の実施形態 図1は第1の実施形態にかかわる集積型半導体レーザ装
置の断面構造図である。サファイヤ基板140上にIn
GaAlN系400nm帯半導体レーザLD1が形成さ
れ、その上部にInGaAlP系650nm帯半導体レ
ーザLD2が形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) First Embodiment FIG. 1 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a first embodiment. In on the sapphire substrate 140
A GaAlN-based 400 nm band semiconductor laser LD1 is formed, and an InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 is formed thereon.

【0029】電極はn型GaN110とn型GaAs1
29及びp型GaAs121にそれぞれ電極132,電
極130,電極131として形成され、電極132と電
極131間に電流を流すことにより半導体レーザLD1
を駆動する。又、電極130と電極131間に電流を流
すことで半導体レーザLD2を駆動する。半導体レーザ
LD1と半導体レーザLD2は、それぞれ独立に駆動す
ることができる。
The electrodes are n-type GaN 110 and n-type GaAs 1
29 and the p-type GaAs 121 are formed as an electrode 132, an electrode 130, and an electrode 131, respectively.
Drive. The semiconductor laser LD2 is driven by passing a current between the electrode 130 and the electrode 131. The semiconductor laser LD1 and the semiconductor laser LD2 can be driven independently.

【0030】InGaAlN系400nm帯半導体レー
ザLD1とInGaAlP系650nm帯半導体レーザ
LD2はあらかじめ別々に作成し後に接着して製造し
た。
The InGaAlN-based 400 nm band semiconductor laser LD1 and the InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 were separately formed in advance, and then bonded and manufactured.

【0031】半導体レーザLD1は次のように作成し
た。まずサファイヤ基板140上にn型GaNコンタク
ト層110、n型AlGaNクラッド層109、n型G
aN光ガイド層108、InGaAlN系MQW活性層
107、p型AlGaNキャップ層106、p型GaN
光ガイド層105、p型AlGaNクラッド層104及
びp型GaNキャップ層102を順次積層した。次にp
型AlGaNクラッド層104の上部及びp型GaNキ
ャップ層102をストライプ形状にエッチング加工し、
このストライプの両側にn型InGaAlN電流狭窄層
103を設けた。最後にp型GaNキャップ層102及
びInGaAlN電流狭窄層103上にはp型GaNコ
ンタクト層101を形成した。
The semiconductor laser LD1 was manufactured as follows. First, an n-type GaN contact layer 110, an n-type AlGaN cladding layer 109, an n-type G
aN optical guide layer 108, InGaAlN-based MQW active layer 107, p-type AlGaN cap layer 106, p-type GaN
The light guide layer 105, the p-type AlGaN cladding layer 104, and the p-type GaN cap layer 102 were sequentially laminated. Then p
Etching the upper part of the p-type GaN cap layer 102 and the upper part of the p-type GaN cap layer 104 into a stripe shape,
An n-type InGaAlN current confinement layer 103 was provided on both sides of the stripe. Finally, a p-type GaN contact layer 101 was formed on the p-type GaN cap layer 102 and the InGaAlN current confinement layer 103.

【0032】一方、半導体レーザLD2は次のように形
成した。先ずn型GaAs基板129上にn型InGa
AlPクラッド層128、InGaAlP光ガイド層1
27、InGaAlP系MQW活性層126、InGa
AlP光ガイド層125、p型InGaAlPクラッド
層124、p型InGaPキャップ層122を順次積層
した。次にp型InGaAlPクラッド層124及びp
型InGaPキャップ層122をストライプ上にエッチ
ング加工し、このストライプの両側にn型GaAs電流
狭窄層123を設けた。最後のp型InGaPキャップ
層102及びn型GaAs電流狭窄層123上にはp型
GaAsコンタクト層121を形成した。
On the other hand, the semiconductor laser LD2 was formed as follows. First, on an n-type GaAs substrate 129, an n-type InGa
AlP cladding layer 128, InGaAlP light guide layer 1
27, InGaAlP-based MQW active layer 126, InGa
An AlP light guide layer 125, a p-type InGaAlP cladding layer 124, and a p-type InGaP cap layer 122 were sequentially stacked. Next, the p-type InGaAlP cladding layer 124 and the p-type
The type InGaP cap layer 122 was etched on the stripe, and n-type GaAs current confinement layers 123 were provided on both sides of the stripe. On the last p-type InGaP cap layer 102 and n-type GaAs current confinement layer 123, a p-type GaAs contact layer 121 was formed.

【0033】上記のように作成された半導体レーザLD
2のn型GaAs基板129を適当な厚みにまでエッチ
ングした後、上記のように作成された半導体レーザLD
1のp型GaNコンタクト層101と半導体レーザLD
2のp型GaAsコンタクト層121を接着する。この
接着は、100℃から900℃の真空中又は不活性ガス
中で20分以上アニールし接着面に介在している水分を
蒸発させることで実現できる。
Semiconductor laser LD fabricated as described above
After etching the n-type GaAs substrate 129 to an appropriate thickness, the semiconductor laser LD fabricated as described above
1 p-type GaN contact layer 101 and semiconductor laser LD
The second p-type GaAs contact layer 121 is bonded. This bonding can be realized by annealing for 20 minutes or more in a vacuum at 100 ° C. to 900 ° C. or in an inert gas to evaporate the moisture existing on the bonding surface.

【0034】そして、半導体レーザLD2及び半導体レ
ーザLD1の側部を、n型GaNコンタクト層110及
びp型GaAsコンタクト層121の一部が露出するよ
うに、テラス状にエッチングを施し、電極130,電極
131,電極132を形成することにより2種類の半導
体レーザが実装されたレーザウェーハができあがる。
Then, the side portions of the semiconductor laser LD2 and the semiconductor laser LD1 are etched in a terrace shape so that a part of the n-type GaN contact layer 110 and a part of the p-type GaAs contact layer 121 are exposed. By forming the electrodes 131 and 132, a laser wafer on which two types of semiconductor lasers are mounted is completed.

【0035】以上のようにして作成されたレーザウェー
ハはへき開によりチップ化を行い、サファイヤ基板面を
ヒートシンク上にマウントした。GaN系半導体は熱伝
導性に優れているため、InGaAlP系650nm帯
半導体レーザLD2は半導体レーザLD1上に形成され
ていても、特に発熱の問題も無く良好に動作することが
できる。
The laser wafer prepared as described above was cut into chips by cleavage, and the sapphire substrate surface was mounted on a heat sink. Since the GaN-based semiconductor has excellent thermal conductivity, the InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 can operate satisfactorily without any heat generation problem even if it is formed on the semiconductor laser LD1.

【0036】(2)第2の実施形態 図2は第2の実施形態にかかわる集積型半導体レーザ装
置の断面構造図である。p型GaAs基板201上にI
nGaAlN系400nm帯半導体レーザLD1が形成
され、その上部にInGaAlP系650nm帯半導体
レーザLD2が形成されている。電極はp型GaAs基
板201とp型GaAs基板221及びn型GaAs基
板229にそれぞれ電極232,電極230,電極23
1として形成され、電極232と電極231間に電流を
流すことにより半導体レーザLD1を、電極230と電
極231間に電流を流すことで半導体レーザLD2をそ
れぞれ独立に駆動することができる。
(2) Second Embodiment FIG. 2 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a second embodiment. I on the p-type GaAs substrate 201
An nGaAlN-based 400 nm band semiconductor laser LD1 is formed, and an InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 is formed thereon. The electrodes are respectively formed on the p-type GaAs substrate 201, the p-type GaAs substrate 221 and the n-type GaAs substrate 229 by the electrodes 232, 230 and 23.
1, the semiconductor laser LD1 can be driven independently by flowing a current between the electrode 232 and the electrode 231, and the semiconductor laser LD2 can be driven independently by flowing a current between the electrode 230 and the electrode 231.

【0037】InGaAlN系400nm帯半導体レー
ザLD1とInGaAlP系650nm帯半導体レーザ
LD2はあらかじめ別々に作成し、後に第1の実施形態
と同様の方法によって接着して製造した。
The InGaAlN-based 400 nm band semiconductor laser LD1 and the InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 were separately prepared in advance, and then manufactured by bonding in the same manner as in the first embodiment.

【0038】半導体レーザLD1は次のように作成し
た。まずサファイヤ基板上にn型GaNコンタクト層2
10、n型AlGaNクラッド層209、n型GaN光
ガイド層208、InGaAlN系MQW活性層20
7、p型AlGaNキャップ層206、p型GaN光ガ
イド層205、p型AlGaNクラッド層204及びp
型GaNキャップ層202を順次積層した。次にp型A
lGaNクラッド層204の上部及びp型GaNキャッ
プ層202をストライプ形状にエッチング加工し、この
ストライプの両側にn型InGaAlN電流狭窄層20
3を設けた。最後にp型GaNキャップ層202及びI
nGaAlN電流狭窄層203上にはp型GaNコンタ
クト層201を形成した。
The semiconductor laser LD1 was manufactured as follows. First, an n-type GaN contact layer 2 is formed on a sapphire substrate.
10, n-type AlGaN cladding layer 209, n-type GaN optical guide layer 208, InGaAlN-based MQW active layer 20
7, p-type AlGaN cap layer 206, p-type GaN light guide layer 205, p-type AlGaN cladding layer 204 and p-type
Type GaN cap layers 202 were sequentially laminated. Next, p-type A
The upper portion of the lGaN cladding layer 204 and the p-type GaN cap layer 202 are etched into a stripe shape, and the n-type InGaAlN current confinement layer 20 is formed on both sides of the stripe.
3 were provided. Finally, the p-type GaN cap layer 202 and I
A p-type GaN contact layer 201 was formed on the nGaAlN current confinement layer 203.

【0039】一方、半導体レーザLD2は次のように形
成した。先ずGaAs基板上にn型GaAs基板229
上にn型InGaAlPクラッド層228、InGaA
lP光ガイド層227、InGaAlP系MQW活性層
226、InGaAlP光ガイド層225、p型InG
aAlPクラッド層224、p型InGaPキャップ層
222を順次積層した。次にp型InGaAlPクラッ
ド層224及びp型InGaPキャップ層222をスト
ライプ上にエッチング加工し、このストライプの両側に
n型GaAs基板223電流狭窄層を設けた。最後にp
型InGaPヤップ層222及びn型GaAs電流狭窄
層223上にはp型GaAsコンタクト層221を形成
した。
On the other hand, the semiconductor laser LD2 was formed as follows. First, an n-type GaAs substrate 229 is formed on a GaAs substrate.
An n-type InGaAlP cladding layer 228 and InGaAs
1P light guide layer 227, InGaAlP based MQW active layer 226, InGaAlP light guide layer 225, p-type InG
The aAlP cladding layer 224 and the p-type InGaP cap layer 222 were sequentially laminated. Next, the p-type InGaAlP cladding layer 224 and the p-type InGaP cap layer 222 were etched on the stripe, and an n-type GaAs substrate 223 current confinement layer was provided on both sides of the stripe. Finally p
A p-type GaAs contact layer 221 was formed on the n-type InGaP gap layer 222 and the n-type GaAs current confinement layer 223.

【0040】次に半導体レーザLD1においてはサファ
イヤ基板をエッチング除去しn型GaNコンタクト層2
10を露出させた。半導体レーザLD2においてはn型
GaAs基板229を数μm程度にエッチングした。次
に半導体レーザLD1の露出させたn型GaNコンタク
ト層210と半導体レーザLD2のn型GaAs基板2
29を接着した。そして、半導体レーザLD2の側部
を、n型GaAs基板229の一部が露出するように、
テラス状にエッチングを施してから、電極230,23
1,232を形成した。これにより2種類の半導体レー
ザが実装されたレーザウェーハができあがる。以上のよ
うにして作成されたレーザウェーハはへき開によりチッ
プ化を行い、電極232面をヒートシンクにマウントし
た。
Next, in the semiconductor laser LD1, the sapphire substrate is removed by etching, and the n-type GaN contact layer 2 is removed.
10 were exposed. In the semiconductor laser LD2, the n-type GaAs substrate 229 was etched to about several μm. Next, the exposed n-type GaN contact layer 210 of the semiconductor laser LD1 and the n-type GaAs substrate 2 of the semiconductor laser LD2
29 were adhered. Then, the side portion of the semiconductor laser LD2 is set so that a part of the n-type GaAs substrate 229 is exposed.
After etching in a terrace shape, the electrodes 230, 23
1,232 were formed. As a result, a laser wafer on which two types of semiconductor lasers are mounted is completed. The laser wafer prepared as described above was cut into chips by cleavage, and the surface of the electrode 232 was mounted on a heat sink.

【0041】第1の実施形態では、結晶成長面の平坦性
が悪い場合、接着の歩留まりが著しく低下するが、本実
施形態では半導体レーザLD1及び半導体レーザLD2
の基板を剥離した後の面を用いて接着を行うので、接着
面の平坦性が容易に確保でき歩留まり良く接着すること
が可能になる。GaN系半導体は熱伝導性に優れている
ため、InGaAlP系650nm帯半導体レーザLD
2は半導体レーザLD1上に形成されていても良好に動
作することができることは前述の通りである。
In the first embodiment, when the flatness of the crystal growth surface is poor, the yield of bonding is significantly reduced. In this embodiment, the semiconductor laser LD1 and the semiconductor laser LD2 are used.
Since the bonding is performed using the surface after the substrate is peeled off, the flatness of the bonding surface can be easily secured, and the bonding can be performed with a high yield. Since a GaN-based semiconductor has excellent thermal conductivity, an InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD
2 can operate satisfactorily even if it is formed on the semiconductor laser LD1, as described above.

【0042】(3)第3の実施形態 図3は第3の実施形態にかかわる集積型半導体レーザ装
置の断面構造図である。本実施形態は3波長集積の例で
ある。p型GaAs基板301上にInGaAlN系4
00nm帯半導体レーザLD1が形成され、その上部に
InGaAlP系650nm帯半導体レーザLD2と、
AlGaAs系780nm帯半導体レーザLD3が形成
されている。電極はp型GaAs301とp型GaAs
321及びn型GaAs329にそれぞれ電極332,
電極330a,電極330b,電極331として形成さ
れ、電極332と331間に電流を流すことにより半導
体レーザLD1を、電極330aと331間に電流を流
すことで半導体レーザLD2を、電流330bと331
間に電流を流すことにより半導体レーザLD3をそれぞ
れ独立に駆動することができる。
(3) Third Embodiment FIG. 3 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a third embodiment. This embodiment is an example of three-wavelength integration. InGaAlN-based 4 on p-type GaAs substrate 301
A 00 nm band semiconductor laser LD1 is formed, and an InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2 is formed thereon.
An AlGaAs-based 780 nm band semiconductor laser LD3 is formed. The electrodes are p-type GaAs 301 and p-type GaAs
Electrodes 332 and n-type GaAs 329, respectively.
The semiconductor laser LD1 is formed as the electrodes 330a, 330b, and 331, and a current flows between the electrodes 332 and 331, and the semiconductor laser LD2 flows between the electrodes 330a and 331 to change the currents 330b and 331.
The semiconductor laser LD3 can be driven independently by passing a current between them.

【0043】InGaAlN系400nm帯半導体レー
ザLD1は第2の実施形態と同様の方法で作成した。
又、InGaAlP系650nm帯半導体レーザLD2
とAlGaAs系780nm帯半導体レーザLD3は、
前述の特開2000−11417で開示された方法によ
りあらかじめ作成した。
An InGaAlN-based 400 nm band semiconductor laser LD1 was fabricated in the same manner as in the second embodiment.
InGaAlP-based 650 nm band semiconductor laser LD2
And the AlGaAs-based 780 nm semiconductor laser LD3 are:
It was created in advance by the method disclosed in the above-mentioned JP-A-2000-11417.

【0044】即ち、半導体レーザLD2は次のように形
成した。先ずGaAs基板上にn型GaAs基板329
a上にn型InGaAlPクラッド層328a、InG
aAlP光ガイド層327a、InGaAlP系MQW
活性層326a、InGaAlP光ガイド層325a、
p型InGaAlPクラッド層324a、p型InGa
Pキャップ層322aを順次積層した。次にp型InG
aAlPクラッド層324a及びp型InGaPキャッ
プ層322aをストライプ上にエッチング加工し、この
ストライプの両側にn型GaAs基板323a電流狭窄
層を設けた。最後にp型InGaPヤップ層322a及
びn型GaAs電流狭窄層323a上にはp型GaAs
コンタクト層321aを形成した。
That is, the semiconductor laser LD2 was formed as follows. First, an n-type GaAs substrate 329 is formed on a GaAs substrate.
a, an n-type InGaAlP cladding layer 328a, InG
aAlP light guide layer 327a, InGaAlP based MQW
An active layer 326a, an InGaAlP light guide layer 325a,
p-type InGaAlP cladding layer 324a, p-type InGa
P cap layers 322a were sequentially laminated. Next, p-type InG
The aAlP cladding layer 324a and the p-type InGaP cap layer 322a were etched on the stripe, and an n-type GaAs substrate 323a current confinement layer was provided on both sides of the stripe. Finally, p-type GaAs is formed on the p-type InGaP gap layer 322a and the n-type GaAs current confinement layer 323a.
The contact layer 321a was formed.

【0045】一方、半導体レーザLD3は次のように形
成した。先ずGaAs基板上にn型GaAs基板329
b上にn型InGaAlPクラッド層328b、InG
aAlP光ガイド層327b、InGaAlP系MQW
活性層326b、InGaAlP光ガイド層325b、
p型InGaAlPクラッド層324b、p型InGa
Pキャップ層322bを順次積層した。次にp型InG
aAlPクラッド層324b及びp型InGaPキャッ
プ層322bをストライプ上にエッチング加工し、この
ストライプの両側にn型GaAs基板323b電流狭窄
層を設けた。最後にp型InGaPヤップ層322b及
びn型GaAs電流狭窄層323b上にはp型GaAs
コンタクト層321bを形成した。
On the other hand, the semiconductor laser LD3 was formed as follows. First, an n-type GaAs substrate 329 is formed on a GaAs substrate.
n-type InGaAlP cladding layer 328b on Inb
aAlP light guide layer 327b, InGaAlP based MQW
An active layer 326b, an InGaAlP light guide layer 325b,
p-type InGaAlP cladding layer 324b, p-type InGa
P cap layers 322b were sequentially laminated. Next, p-type InG
The aAlP cladding layer 324b and the p-type InGaP cap layer 322b were etched on the stripe, and an n-type GaAs substrate 323b current confinement layer was provided on both sides of the stripe. Finally, p-type GaAs is formed on the p-type InGaP gap layer 322b and the n-type GaAs current confinement layer 323b.
The contact layer 321b was formed.

【0046】これら3つの半導体レーザを第2の実施形
態で示した手順で接着を行なうことにより図3の集積型
レーザ装置を作成した。
The integrated laser device shown in FIG. 3 was manufactured by bonding these three semiconductor lasers according to the procedure shown in the second embodiment.

【0047】(4)第4の実施形態 図4に第4の実施形態を示す。本実施形態による集積型
半導体レーザ装置において、同一のn型GaAs基板4
00上に、発光波長が700nm帯のGaAlAs系半
導体レーザLD1と発光波長が600nm帯のInGa
AlP系半導体レーザLD2と発光波長が400nm帯
のInGaAlN系半導体レーザLD3とが、互いに分
離した状態で形成されている。
(4) Fourth Embodiment FIG. 4 shows a fourth embodiment. In the integrated semiconductor laser device according to the present embodiment, the same n-type GaAs substrate 4 is used.
A GaAlAs-based semiconductor laser LD1 having an emission wavelength of 700 nm and InGa having an emission wavelength of 600 nm
An AlP-based semiconductor laser LD2 and an InGaAlN-based semiconductor laser LD3 having an emission wavelength of 400 nm are formed separately from each other.

【0048】最初に、InGaAlN系半導体レーザL
D3を予めサファイア基板上に形成する。即ち、サファ
イア基板にInGaAlN系バッファ層を形成した後、
図4でn型GaNコンタクト層440、n型AlGaN
クラッド層441、n型光ガイド層442、InGaA
lN系からなるMQW構造の活性層443、p型AlG
aNキャップ層444、p型GaN光ガイド層445、
p型AlGaNクラッド層446及びp型GaNキャッ
プ層447となる部分を、CVD装置内でサファイア基
板上に順次積層される。
First, an InGaAlN-based semiconductor laser L
D3 is formed on a sapphire substrate in advance. That is, after forming an InGaAlN-based buffer layer on a sapphire substrate,
In FIG. 4, the n-type GaN contact layer 440 and the n-type AlGaN
Clad layer 441, n-type light guide layer 442, InGaAs
Active layer 443 of MQW structure composed of 1N system, p-type AlG
aN cap layer 444, p-type GaN light guide layer 445,
Portions to be the p-type AlGaN cladding layer 446 and the p-type GaN cap layer 447 are sequentially laminated on a sapphire substrate in a CVD apparatus.

【0049】ここで、p型AlGaNクラッド層446
の上部およびp型GaNキャップ層447はストライプ
形状になり、このストライプ部の両側にn型InGaA
lN電流狭窄層448が設けられ、電流狭窄構造が形成
されている。ストライプ形状のp型GaNキャップ層4
47及びn型InGaAlN電流狭窄層448上にp型
GaNコンタクト層449が設けられ、その上にp型電
極450が形成されている。p型電極450上にはAu
からなるヒートシンク451が形成されている。
Here, the p-type AlGaN cladding layer 446
And the p-type GaN cap layer 447 have a stripe shape, and n-type InGaAs is formed on both sides of the stripe portion.
An 1N current confinement layer 448 is provided to form a current confinement structure. Striped p-type GaN cap layer 4
A p-type GaN contact layer 449 is provided on the 47 and the n-type InGaAlN current confinement layer 448, and a p-type electrode 450 is formed thereon. Au on the p-type electrode 450
Is formed.

【0050】このInGaAlN系半導体レーザLD3
は、結晶成長後、サファイア基板上に形成されたInG
aAlN系バッファ層をエッチング除去したエピウエハ
をストライプ状にカットし、長波長の半導体レーザL
D、即ち半導体レーザLD1及び半導体レーザLD2を
結晶成長させるn型GaAs基板に、前もって貼り付け
ておく。
This InGaAlN based semiconductor laser LD3
Is InG formed on a sapphire substrate after crystal growth.
a The epiwafer from which the AlN-based buffer layer has been removed by etching is cut into stripes, and a long-wavelength semiconductor laser L is cut.
D, that is, it is previously attached to an n-type GaAs substrate on which the semiconductor laser LD1 and the semiconductor laser LD2 are grown.

【0051】GaAlAs系半導体レーザLD1は、上
記のとおりInGaAlN系半導体レーザLD3が一部
に貼り付けられたn型GaAs基板400上にn型Ga
Asバッファ層401、n型GaAsコンタクト層40
2、n型InGaAlPクラッド層403、単一量子井
戸(SQW)構造または多重量子井戸(MQW)構造の
活性層404、p型InGaAlPクラッド層405及
びp型InGaPキャップ層406が、CVD装置内で
順次成長され、積層されている。一般に、窒化物半導体
は、高温に強くGaAlAs系半導体レーザLD1が形
成される際の温度程度では、問題となるような特性の劣
化は無い。GaAlAs系半導体レーザLD1(又は、
後述のInGaAlP系半導体レーザLD2)の積層方
法としては、MOCVD等がある。
As described above, the GaAlAs-based semiconductor laser LD1 is formed on an n-type GaAs substrate 400 on which the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 is partially adhered.
As buffer layer 401, n-type GaAs contact layer 40
2. An n-type InGaAlP cladding layer 403, a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure active layer 404, a p-type InGaAlP cladding layer 405, and a p-type InGaP cap layer 406 are sequentially formed in a CVD apparatus. Grown and stacked. In general, a nitride semiconductor is resistant to high temperatures and does not suffer from deterioration of characteristics that cause a problem at a temperature at which the GaAlAs-based semiconductor laser LD1 is formed. GaAlAs-based semiconductor laser LD1 (or
As a method for laminating an InGaAlP-based semiconductor laser LD2) described later, there is MOCVD or the like.

【0052】p型InGaAlPクラッド層405の上
部およびp型InGaPキャップ層406はストライプ
形状になり、このストライプ部の両側にn型GaAs電
流狭窄層407が設けられ、電流狭窄構造が形成されて
いる。ストライプ形状のp型GaAsキャップ層406
及びn型GaAs電流狭窄層407上にp型GaAsコ
ンタクト層408が設けられ、その上にp型電極409
が形成されている。p型電極409上にはAuからなる
ヒートシンク410が形成されている。
The upper portion of the p-type InGaAlP cladding layer 405 and the p-type InGaP cap layer 406 have a stripe shape, and an n-type GaAs current confinement layer 407 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. Striped p-type GaAs cap layer 406
A p-type GaAs contact layer 408 is provided on the n-type GaAs current confinement layer 407, and a p-type electrode 409 is formed thereon.
Are formed. A heat sink 410 made of Au is formed on the p-type electrode 409.

【0053】InGaAlP系半導体レーザLD2にお
いては、同様に、InGaAlN系半導体レーザLD3
が一部に貼り付けられたn型GaAs基板400上にn
型GaAsバッファ層421、n型GaAsコンタクト
層422、n型InGaAlPクラッド層423、単一
量子井戸(SQW)構造または多重量子井戸(MQW)
構造の活性層424、p型InGaAlPクラッド層4
25及びp型InGaPキャップ層426が順次積層さ
れている。
In the InGaAlP semiconductor laser LD2, similarly, the InGaAlN semiconductor laser LD3
Is n-type on the n-type GaAs substrate 400 partially adhered.
-Type GaAs buffer layer 421, n-type GaAs contact layer 422, n-type InGaAlP cladding layer 423, single quantum well (SQW) structure or multiple quantum well (MQW)
Active layer 424 having structure, p-type InGaAlP cladding layer 4
25 and a p-type InGaP cap layer 426 are sequentially stacked.

【0054】InGaAlP系半導体レーザLD2は、
GaAlAs系半導体レーザLD1より先に形成してお
いても、後の形成しておいてもよい。
The InGaAlP-based semiconductor laser LD2 is
It may be formed before or after the GaAlAs-based semiconductor laser LD1.

【0055】p型InGaAlPクラッド層425の上
部およびp型InGaPキャップ層426はストライプ
形状になり、このストライプ部の両側にn型GaAs電
流狭窄層427が設けられ、電流狭窄構造が形成されて
いる。ストライプ形状のp型InGaPキャップ層42
6及びn型GaAs電流狭窄層427上にp型GaAs
コンタクト層428が設けられ、その上にp型電極42
9が形成されている。p型電極429上にはAuからな
るヒートシンク430が形成されている。
The upper portion of the p-type InGaAlP cladding layer 425 and the p-type InGaP cap layer 426 have a stripe shape, and an n-type GaAs current confinement layer 427 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. Striped p-type InGaP cap layer 42
6 and p-type GaAs on the n-type GaAs current confinement layer 427.
A contact layer 428 is provided, on which the p-type electrode 42
9 are formed. A heat sink 430 made of Au is formed on the p-type electrode 429.

【0056】n型GaAs基板400の裏面にはn型電
極460が形成されている。3波長が集積された発光装
置をピックアップヘッドに使用する場合、AlGaAs
系半導体レーザLD1のヒートシンク410、InGa
AlP系半導体レーザLD2のヒートシンク430、I
nGaAlN系半導体レーザLD3のヒートシンク45
1は半導体レーザLDパッケージベース上にお互いに電
気的に分離した状態で設けられた3本の配線上にそれぞ
れ半田付けされている。
On the back surface of the n-type GaAs substrate 400, an n-type electrode 460 is formed. When a light emitting device in which three wavelengths are integrated is used for a pickup head, AlGaAs is used.
Heat sink 410 of In-based semiconductor laser LD1, InGa
Heat sink 430, I of AlP semiconductor laser LD2
Heat sink 45 of nGaAlN based semiconductor laser LD3
Reference numerals 1 are respectively soldered on three wires provided on the semiconductor laser LD package base in a state of being electrically separated from each other.

【0057】以上のように構成された第4の実施形態の
集積型発光素子において、p型電極409とn型電極4
60との間に電流を流すことによりGaAlAs系半導
体レーザLD1を駆動することができ、p型電極429
とn型電極460との間に電流を流すことによりInG
aAlP系半導体レーザLD2を駆動することができ、
p型電極450とn型電極460との間に電流を流すこ
とによりInGaAlN系半導体レーザLD3を駆動す
ることができるようになっている。
In the integrated light emitting device according to the fourth embodiment having the above structure, the p-type electrode 409 and the n-type electrode 4
The GaAlAs-based semiconductor laser LD1 can be driven by passing a current between the p-type electrode 429 and the p-type electrode 429.
By flowing a current between the gate electrode and the n-type electrode 460, the InG
aAlP-based semiconductor laser LD2 can be driven,
By flowing a current between the p-type electrode 450 and the n-type electrode 460, the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be driven.

【0058】そしてAlGaAs系半導体レーザLD1
を駆動することにより波長780nmのレーザ光を取出
すことができ、InGaAlP系半導体レーザLD2を
駆動することにより波長650nmのレーザ光を取出す
ことができ、InGaAlN系半導体レーザLD3を駆
動することにより波長410nmのレーザ光を取出すこ
とができるようになっている。GaAlAs系半導体レ
ーザLD1を駆動するか、InGaAlP系半導体レー
ザLD2を駆動するか、InGaAlN系半導体レーザ
LD3を駆動するかの選択は、外部スイッチの切換え等
により行なうことが出来る。
Then, the AlGaAs semiconductor laser LD1
, A laser beam having a wavelength of 780 nm can be extracted by driving the InGaAlP-based semiconductor laser LD2, and a laser beam having a wavelength of 650 nm can be obtained by driving the InGaAlP-based semiconductor laser LD3. Laser light can be extracted. The selection of whether to drive the GaAlAs-based semiconductor laser LD1, the InGaAlP-based semiconductor laser LD2, or the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be made by switching an external switch or the like.

【0059】第4の実施形態ではInGaAlN系半導
体は熱伝導率が大きく、2つの波長半導体レーザLD1
と半導体レーザLD2の発熱を効果的に放熱することが
出来る。さらにInGaAlN系半導体はサファイア同
様硬いため、この素子を用いて端面劈開が容易になり3
波長の共振器長を合わせることが出来る。また各半導体
レーザLDのp電極状にヒートシンクが形成されている
ためn型基板を半導体レーザLDパッケージベースに半
田付けが可能となり、pn接合のショートによる不良が
抑えられる。
In the fourth embodiment, the InGaAlN-based semiconductor has a high thermal conductivity and has a two-wavelength semiconductor laser LD1.
And the heat generated by the semiconductor laser LD2 can be effectively radiated. Further, since the InGaAlN-based semiconductor is as hard as sapphire, it is easy to cleave the end face using this element, and
The wavelength resonator length can be matched. Further, since the heat sink is formed in the shape of the p-electrode of each semiconductor laser LD, the n-type substrate can be soldered to the semiconductor laser LD package base, and defects due to short circuit of the pn junction can be suppressed.

【0060】(5)第5の実施形態 図5に第5の実施形態を示す。本実施形態による集積型
半導体レーザ装置において、同一のn型Si基板500
上に、発光波長が700nm帯のGaAlAs系半導体
レーザLD1と発光波長が600nm帯のInGaAl
P系半導体レーザLD2と発光波長が400nm帯のI
nGaAlN系半導体レーザLD3とが、互いに分離し
た状態で形成されている。
(5) Fifth Embodiment FIG. 5 shows a fifth embodiment. In the integrated semiconductor laser device according to the present embodiment, the same n-type Si substrate 500 is used.
Above, a GaAlAs-based semiconductor laser LD1 having an emission wavelength of 700 nm and InGaAl having an emission wavelength of 600 nm
P-based semiconductor laser LD2 and I with emission wavelength of 400 nm band
The nGaAlN-based semiconductor laser LD3 is formed separately from each other.

【0061】GaAlAs系半導体レーザLD1におい
ては、n型GaAsコンタクト層501、n型InGa
AlPクラッド層502、単一量子井戸(SQW)構造
または多重量子井戸(MQW)構造の活性層503、p
型InGaAlPクラッド層504及びp型InGaP
キャップ層505が順次積層されている。p型InGa
AlPクラッド層504の上部およびp型InGaPキ
ャップ層505はストライプ形状を有し、このストライ
プ部の両側にn型GaAs電流狭窄層506が設けら
れ、電流狭窄構造が形成されている。ストライプ形状の
p型InGaPキャパ婦層505及びn型GaAs電流
狭窄層506上にp型GaAsコンタクト層507が設
けられ、その上にp型電極508が形成されて、p型電
極508上にはAuからなるヒートシンク509が形成
されている。
In the GaAlAs-based semiconductor laser LD1, the n-type GaAs contact layer 501 and the n-type InGa
An AlP cladding layer 502, an active layer 503 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure, p
InGaAlP cladding layer 504 and p-type InGaP
Cap layers 505 are sequentially stacked. p-type InGa
The upper part of the AlP cladding layer 504 and the p-type InGaP cap layer 505 have a stripe shape, and an n-type GaAs current confinement layer 506 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. A p-type GaAs contact layer 507 is provided on the p-type InGaP cap layer 505 and the n-type GaAs current confinement layer 506 in a stripe shape, and a p-type electrode 508 is formed thereon, and Au is formed on the p-type electrode 508. Is formed.

【0062】InGaAlP系半導体レーザLD2にお
いては、n型GaAsコンタクト層521、n型InG
aAlPクラッド層522、単一量子井戸(SQW)構
造または多重量子井戸(MQW)構造の活性層523、
p型InGaAlPクラッド層524及びp型InGa
Pキャップ層525が順次積層されている。p型InG
aAlPクラッド層524の上部およびp型InGaP
キャップ層525はストライプ形状を有し、このストラ
イプ部の両側にn型GaAs電流狭窄層526が設けら
れ、電流狭窄構造が形成されている。ストライプ形状の
p型InGaPキャップ層525及びn型GaAs電流
狭窄層526上にp型GaAsコンタクト層527が設
けられ、その上にp型電極528が形成され、p型電極
528上にはAuからなるヒートシンク529が形成さ
れている。
In the InGaAlP semiconductor laser LD2, the n-type GaAs contact layer 521 and the n-type InG
aAlP cladding layer 522, active layer 523 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure,
p-type InGaAlP cladding layer 524 and p-type InGa
P cap layers 525 are sequentially stacked. p-type InG
a Top of aAlP cladding layer 524 and p-type InGaP
The cap layer 525 has a stripe shape, and n-type GaAs current confinement layers 526 are provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. A p-type GaAs contact layer 527 is provided on the stripe-shaped p-type InGaP cap layer 525 and the n-type GaAs current confinement layer 526, and a p-type electrode 528 is formed thereon, and Au is formed on the p-type electrode 528. A heat sink 529 is formed.

【0063】InGaAlN系半導体レーザLD3にお
いては、n型GaNコンタクト層541、n型AlGa
Nクラッド層542、InGaAlN系からなる単一量
子井戸(SQW)構造または多重量子井戸(MQW)構
造の活性層543、p型AlGaNクラッド層545及
びp型GaNキャップ層546が順次積層されている。
p型AlGaNクラッド層545の上部およびp型Ga
Nキャップ層546は一方向に延びるストライプ形状を
有する。このストライプ部の両側の部分にn型InGa
AlN電流狭窄層547が設けられ、電流狭窄構造が形
成されている。ストライプ形状のp型GaNキャップ層
546及びn型InGaAlN電流狭窄層547上にp
型GaNコンタクト層548が設けられ、その上にp型
電極549が形成され、p型電極549上にはAuから
なるヒートシンク550が形成されている。
In the InGaAlN-based semiconductor laser LD3, the n-type GaN contact layer 541 and the n-type AlGa
An N cladding layer 542, an active layer 543 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure made of InGaAlN, a p-type AlGaN cladding layer 545, and a p-type GaN cap layer 546 are sequentially stacked.
Upper part of p-type AlGaN cladding layer 545 and p-type Ga
The N cap layer 546 has a stripe shape extending in one direction. N-type InGa
An AlN current confinement layer 547 is provided to form a current confinement structure. The p-type GaN cap layer 546 and the n-type InGaAlN current confinement layer
A type GaN contact layer 548 is provided, a p-type electrode 549 is formed thereon, and a heat sink 550 made of Au is formed on the p-type electrode 549.

【0064】n型Si基板500の裏面にはn型電極5
60が形成されている。3波長が集積された発光装置を
ピックアップヘッドに使用する場合、Auヒートシンク
の厚さを調整しAlGaAs系半導体レーザLD1のヒ
ートシンク509、InGaAlP系半導体レーザLD
2のヒートシンク529、InGaAlN系半導体レー
ザLD3のヒートシンク550は半導体レーザLDパッ
ケージベース上にお互いに電気的に分離した状態で設け
られた3本の配線上にそれぞれ半田付けされている。
On the back surface of the n-type Si substrate 500, an n-type electrode 5
60 are formed. When a light emitting device having three integrated wavelengths is used for the pickup head, the thickness of the Au heat sink is adjusted and the heat sink 509 of the AlGaAs semiconductor laser LD1 and the InGaAlP semiconductor laser LD are adjusted.
The two heat sinks 529 and the heat sink 550 of the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 are soldered on three wires provided on the semiconductor laser LD package base in a state of being electrically separated from each other.

【0065】以上のように構成された第5の実施形態の
集積型発光素子において、p型電極508とn型電極5
60との間に電流を流すことによりGaAlAs系半導
体レーザLD1を駆動することができ、p型電極528
とn型電極560との間に電流を流すことによりInG
aAlP系半導体レーザLD2を駆動することができ、
p型電極549とn型電極560との間に電流を流すこ
とによりInGaAlN系半導体レーザLD3を駆動す
ることができるようになっている。そしてAlGaAs
系半導体レーザLD1を駆動することにより波長700
nm帯のレーザ光を取出すことができ、InGaAlP
系半導体レーザLD2を駆動することにより波長600
nm帯のレーザ光を取出すことができ、InGaAlN
系半導体レーザLD3を駆動することにより波長400
nm帯のレーザ光を取出すことができるようになってい
る。GaAlAs系半導体レーザLD1を駆動するか、
InGaAlP系半導体レーザLD2を駆動するか、I
nGaAlN系半導体レーザLD3を駆動するかの選択
は、外部スイッチの切換え等により行なうことが出来
る。
In the integrated light emitting device according to the fifth embodiment configured as described above, the p-type electrode 508 and the n-type electrode 5
The GaAlAs-based semiconductor laser LD1 can be driven by passing a current between the p-type electrode 528 and the p-type electrode 528.
By flowing a current between the gate electrode and the n-type electrode 560, InG
aAlP-based semiconductor laser LD2 can be driven,
By flowing a current between the p-type electrode 549 and the n-type electrode 560, the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be driven. And AlGaAs
By driving the system semiconductor laser LD1, the wavelength 700
nm laser light can be extracted, and InGaAlP
Driving the semiconductor laser LD2, the wavelength 600
nm laser light can be extracted, and InGaAlN
By driving the semiconductor laser LD3, a wavelength of 400
The laser beam in the nm band can be extracted. Driving the GaAlAs-based semiconductor laser LD1;
Driving the InGaAlP based semiconductor laser LD2,
The selection of whether to drive the nGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be made by switching an external switch or the like.

【0066】半導体レーザLD1,半導体レーザLD2
及び半導体レーザLD3はそれぞれ基板が除去されたエ
ピウエハをn型Si基板500上に接着により貼り付け
たもので、100℃から900℃の真空中又は不活性ガ
ス中で20分以上アニールし接着面に介在している水分
を蒸発させることで実現できる。
Semiconductor laser LD1, semiconductor laser LD2
The semiconductor laser LD3 is obtained by bonding an epi-wafer from which a substrate has been removed onto an n-type Si substrate 500 by bonding, and annealing the bonded wafer at a temperature of 100 ° C. to 900 ° C. in a vacuum or an inert gas for 20 minutes or more. It can be realized by evaporating the intervening moisture.

【0067】この構成では各素子の発熱はp型電極上に
形成されたヒートシンクから放熱でき、高温まで安定に
動作出来る。n型Si基板500を半導体レーザLDパ
ッケージベースにマウントした場合、ヒートシンクは放
熱効果とボンディングダメージを低減でき信頼性の高い
装置が実現できる。さらにn型Si基板上にホログラム
レンズを形成し各半導体レーザLDの発光をSi基板上
に出射することも可能になり出射スポットが一つになり
光学系の調節が容易になる。即ち、上記3個の半導体レ
ーザからの光は、前記ホログラムレンズを介して出射さ
れ、同じ光軸を持つように調整することができる。さら
に色収差を補正する補正板を使用することで各半導体レ
ーザLDのスポット位置を一つにすると共に、単独の単
色の半導体レーザと同様に使用でき、複数の波長のレー
ザ光が同一の光軸を持っている光を出射することもでき
る。
In this configuration, heat generated by each element can be radiated from the heat sink formed on the p-type electrode, and can operate stably up to high temperatures. When the n-type Si substrate 500 is mounted on the semiconductor laser LD package base, the heat sink reduces the heat radiation effect and the bonding damage, so that a highly reliable device can be realized. Further, a hologram lens is formed on the n-type Si substrate, and the light emitted from each semiconductor laser LD can be emitted onto the Si substrate, so that the emission spot becomes one and the adjustment of the optical system becomes easy. That is, the light from the three semiconductor lasers is emitted through the hologram lens and can be adjusted to have the same optical axis. Further, by using a correction plate for correcting chromatic aberration, the spot position of each semiconductor laser LD can be made one, and it can be used in the same manner as a single monochromatic semiconductor laser, and laser beams of a plurality of wavelengths can share the same optical axis. It can also emit the light that it has.

【0068】(6)第6の実施形態 図6に第6の実施形態を示す。本実施形態による集積型
半導体レーザ装置において、n型Si基板600上にn
型電極660が形成された同一の基板上に発光波長が7
00nm帯GaAlAs系半導体レーザLD1と発光波
長が600nm帯のInGaAlP系半導体レーザLD
2と発光波長が400nm帯のInGaAlN系半導体
レーザLD3とが、互いに分離した状態で形成されてい
る。
(6) Sixth Embodiment FIG. 6 shows a sixth embodiment. In the integrated semiconductor laser device according to the present embodiment, n
The emission wavelength is 7 on the same substrate on which the mold electrode 660 is formed.
00 nm band GaAlAs semiconductor laser LD1 and 600 nm InGaAlP semiconductor laser LD
2 and an InGaAlN-based semiconductor laser LD3 having an emission wavelength of 400 nm are formed separately from each other.

【0069】GaAlAs系半導体レーザLD1におい
ては、n型電極601、n型GaAsコンタクト層60
2、n型InGaAlPクラッド層603、単一量子井
戸(SQW)構造または多重量子井戸(MQW)構造の
活性層604、p型InGaAlPクラッド層605及
びp型InGaPキャップ層606が順次積層されてい
る。p型InGaAlPクラッド層605の上部および
p型InGaPキャップ層606はストライプ形状を有
し、このストライプ部の両側にn型GaAs電流狭窄層
607が設けられ、電流狭窄構造が形成されている。ス
トライプ形状のp型InGaPキャップ層606及びn
型GaAs電流狭窄層607上にp型GaAsコンタク
ト層608が設けられ、その上にp型電極609が形成
されて、p型電極609上にはAuからなるヒートシン
ク610が形成されている。
In the GaAlAs-based semiconductor laser LD1, the n-type electrode 601, the n-type GaAs contact layer 60
2. An n-type InGaAlP cladding layer 603, an active layer 604 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure, a p-type InGaAlP cladding layer 605, and a p-type InGaP cap layer 606 are sequentially stacked. The upper portion of the p-type InGaAlP cladding layer 605 and the p-type InGaP cap layer 606 have a stripe shape, and an n-type GaAs current confinement layer 607 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. Striped p-type InGaP cap layer 606 and n
A p-type GaAs contact layer 608 is provided on the type GaAs current confinement layer 607, a p-type electrode 609 is formed thereon, and a heat sink 610 made of Au is formed on the p-type electrode 609.

【0070】InGaAlP系半導体レーザLD2にお
いては、n型電極621、n型GaAsコンタクト層6
22、n型InGaAlPクラッド層623、単一量子
井戸(SQW)構造または多重量子井戸(MQW)構造
の活性層624、p型InGaAlPクラッド層625
及びp型InGaPキャップ層626が順次積層されて
いる。p型InGaAlPクラッド層625の上部およ
びp型InGaPキャップ層626は一方向に延びるス
トライプ形状を有する。このストライプ部の両側の部分
にn型GaAs電流狭窄層627が設けられ、電流狭窄
構造が形成されている。ストライプ形状のp型InGa
Pキャップ層626及びn型GaAs電流狭窄層627
上にp型GaAsコンタクト層628が設けられ、その
上にp型電極629が形成され、p型電極629上には
Auからなるヒートシンク630が形成されている。
In the InGaAlP-based semiconductor laser LD2, the n-type electrode 621, the n-type GaAs contact layer 6
22, an n-type InGaAlP cladding layer 623, an active layer 624 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure, a p-type InGaAlP cladding layer 625
And a p-type InGaP cap layer 626 are sequentially stacked. The upper portion of the p-type InGaAlP cladding layer 625 and the p-type InGaP cap layer 626 have a stripe shape extending in one direction. An n-type GaAs current confinement layer 627 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. Striped p-type InGa
P cap layer 626 and n-type GaAs current confinement layer 627
A p-type GaAs contact layer 628 is provided thereon, a p-type electrode 629 is formed thereon, and a heat sink 630 made of Au is formed on the p-type electrode 629.

【0071】InGaAlN系半導体レーザLD3にお
いては、n型電極641、n型GaNコンタクト層64
2、n型AlGaNクラッド層643、InGaAlN
系からなる単一量子井戸(SQW)構造または多重量子
井戸(MQW)構造の活性層644、p型AlGaNキ
ャップ層645、p型AlGaNクラッド層646及び
p型GaNキャップ層647が順次積層されている。p
型AlGaNクラッド層646の上部およびp型GaN
キャップ層647はストライプ形状を有し、このストラ
イプ部の両側にn型InGaAlN電流狭窄層648が
設けられ、電流狭窄構造が形成されている。ストライプ
形状のp型GaNキャップ層647及びn側InGaA
lN電流狭窄層648上にp型GaNコンタクト層64
9が設けられ、その上にp型電極650が形成され、p
型電極650上にはAuからなるヒートシンク651が
形成されている。
In the InGaAlN based semiconductor laser LD3, the n-type electrode 641, the n-type GaN contact layer 64
2, n-type AlGaN cladding layer 643, InGaAlN
An active layer 644 having a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure, a p-type AlGaN cap layer 645, a p-type AlGaN cladding layer 646, and a p-type GaN cap layer 647 are sequentially stacked. . p
On top of p-type AlGaN cladding layer 646 and p-type GaN
The cap layer 647 has a stripe shape, and an n-type InGaAlN current confinement layer 648 is provided on both sides of the stripe portion to form a current confinement structure. Striped p-type GaN cap layer 647 and n-side InGaAs
The p-type GaN contact layer 64 is formed on the 1N current confinement layer 648.
9 are provided, on which a p-type electrode 650 is formed.
A heat sink 651 made of Au is formed on the mold electrode 650.

【0072】半導体レーザLD1,半導体レーザLD2
及び半導体レーザLD3はそれぞれ基板が除去されたエ
ピウエハにn型電極とp型電極が形成されたものでSi
基板600上のn電極660上に貼り付けたもので、1
00℃から900℃の真空中又は不活性ガス中で20分
以上アニールし接着面に介在している水分を蒸発させる
ことで実現できる。またはAlGaAs系半導体レーザ
LD1のヒートシンク612、InGaAlP系半導体
レーザLD2のヒートシンク630、InGaAlN系
半導体レーザLD3のヒートシンク651がSi基板上
の各電極パッド上にお互いに電気的に分離した状態でそ
れぞれ半田付けされている。
Semiconductor laser LD1, semiconductor laser LD2
And a semiconductor laser LD3 in which an n-type electrode and a p-type electrode are formed on an epiwafer from which a substrate has been removed, respectively.
Affixed on an n-electrode 660 on a substrate 600;
This can be realized by annealing in a vacuum of 00 ° C. to 900 ° C. or in an inert gas for 20 minutes or more to evaporate moisture existing on the bonding surface. Alternatively, the heat sink 612 of the AlGaAs semiconductor laser LD1, the heat sink 630 of the InGaAlP semiconductor laser LD2, and the heat sink 651 of the InGaAlN semiconductor laser LD3 are soldered on the electrode pads on the Si substrate in a state where they are electrically separated from each other. ing.

【0073】以上のように構成された第6の実施形態の
集積型発光素子において、p型電極609とn型電極6
01との間に電流を流すことによりGaAlAs系半導
体レーザLD1を駆動することができ、p型電極629
とn型電極621との間に電流を流すことによりInG
aAlP系半導体レーザLD2を駆動することができ、
p型電極650とn型電極641との間に電流を流すこ
とによりInGaAlN系半導体レーザLD3を駆動す
ることができるようになっている。そしてAlGaAs
系半導体レーザLD1を駆動することにより波長700
nm帯のレーザ光を取出すことができ、InGaAlP
系半導体レーザLD2を駆動することにより波長600
nm帯のレーザ光を取出すことができ、InGaAlN
系半導体レーザLD3を駆動することにより波長400
nm帯のレーザ光を取出すことができるようになってい
る。GaAlAs系半導体レーザLD1を駆動するか、
InGaAlP系半導体レーザLD2を駆動するか、I
nGaAlN系半導体レーザLD3を駆動するかの選択
は、外部スイッチの切換え等により行なうことが出来
る。
In the integrated light emitting device of the sixth embodiment having the structure described above, the p-type electrode 609 and the n-type electrode 6
01, the GaAlAs-based semiconductor laser LD1 can be driven, and the p-type electrode 629 can be driven.
By flowing a current between the gate electrode and the n-type electrode 621, the InG
aAlP-based semiconductor laser LD2 can be driven,
By flowing a current between the p-type electrode 650 and the n-type electrode 641, the InGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be driven. And AlGaAs
By driving the system semiconductor laser LD1, the wavelength 700
nm laser light can be extracted, and InGaAlP
Driving the semiconductor laser LD2, the wavelength 600
nm laser light can be extracted, and InGaAlN
By driving the semiconductor laser LD3, a wavelength of 400
The laser beam in the nm band can be extracted. Driving the GaAlAs-based semiconductor laser LD1;
Driving the InGaAlP based semiconductor laser LD2,
The selection of whether to drive the nGaAlN-based semiconductor laser LD3 can be made by switching an external switch or the like.

【0074】この構成ではn型Si基板600上に半導
体レーザの駆動回路を集積することも可能になる。さら
に今回用いたSi基板をp型にすることでサージ破壊電
圧を高くすることができ信頼性が飛躍的に向上した。ま
た絶縁性の基板を使用することでパッケージが各レーザ
の共通電極でなくなるため光学ヘッドの設計が容易にな
る。
With this configuration, it is also possible to integrate a semiconductor laser drive circuit on the n-type Si substrate 600. In addition, the surge breakdown voltage can be increased by making the Si substrate used this time a p-type, and the reliability has been dramatically improved. Also, by using an insulating substrate, the package is not a common electrode for each laser, so that the design of the optical head is facilitated.

【0075】上記第4の実施形態乃至第6の実施形態で
は、図面の紙面に垂直な方向にレーザが励起される。そ
の方向に細長い直方体に切り出された半導体レーザ素子
を、一定の間隔を挟んで基板上に多数平行に配置され
る。その後、上記のような方法で、別の発光波長の半導
体レーザ素子をその直方体の間の位置に積層する。
In the fourth to sixth embodiments, the laser is excited in a direction perpendicular to the plane of the drawing. A large number of semiconductor laser devices cut into a rectangular parallelepiped elongated in that direction are arranged in parallel on a substrate with a certain interval therebetween. Thereafter, a semiconductor laser device having another emission wavelength is laminated at a position between the rectangular parallelepipeds by the method described above.

【0076】そして、レーザの励起する方向に直角の方
向へき開し、更にレーザの励起する方向に平行に切り出
すことによって、波長の異なる半導体レーザの積層体が
一体となった状態で個々のチップを分離することができ
る。
Then, the chips are cut in a direction perpendicular to the direction in which the laser is excited, and cut out in parallel with the direction in which the laser is excited. can do.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように、この発明による集
積型半導体発光装置によれば、同一基板上に発光波長が
異なる半導体発光素子及び結晶材料が異なるそれぞれの
半導体発光素子を集積化することができる。
As described above, according to the integrated semiconductor light emitting device of the present invention, it is possible to integrate semiconductor light emitting elements having different emission wavelengths and semiconductor light emitting elements having different crystal materials on the same substrate. it can.

【0078】このように、同一基板上に発光波長が異な
る半導体発光素子及び結晶材料が異なるそれぞれの半導
体発光素子を集積化することは、小型化に非常に有利に
なる。
As described above, integrating the semiconductor light emitting devices having different emission wavelengths and the semiconductor light emitting devices having different crystal materials on the same substrate is very advantageous for miniaturization.

【0079】より重要な効果として、光学的なアライン
メントが精度良く行われることである。即ち、個別に作
成された素子を基板上にマウントする場合に比較して、
同一基板上に作成する場合には格段に精度が取れるので
ある。
A more important effect is that optical alignment is performed with high accuracy. That is, compared to the case where individually created elements are mounted on a substrate,
When they are formed on the same substrate, much higher accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1実施形態の集積化半導体レーザ素子
の断面構造図。
FIG. 1 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第2実施形態の集積化半導体レーザ素子
の断面構造図。
FIG. 2 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明第3実施形態の集積化半導体レーザ素子
の断面構造図。
FIG. 3 is a sectional structural view of an integrated semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施形態の半導体発光装置の断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施形態の半導体発光装置の断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施形態の半導体発光装置の断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301 p型GaNコンタクト層 102,202,302 p型GaNキャップ層 103,203,303 n型InGaAlN電流狭窄
層 104,204,304 p型AlGaNクラッド層 105,205,305 p型GaN光ガイド層 106,206,306 p型AlGaNキャップ層 107,207,307 InGaAlN系MQW活性
層 108,208,308 n型GaN光ガイド層 109,209,309 n型AlGaNクラッド層 110,210,310 n型GaNコンタクト層 121,221,321 p型GaAsコンタクト層 122,222,322 p型InGaPキャップ層 123,223,323 n型GaAs電流狭窄層 124,224,324 p型InGaAlPクラッド
層 125,225,325 InGaAlP光ガイド層 126,226,326 InGaAlP系MQW活性
層 127,227,327 InGaAlP光ガイド層 128,228,328 n型InGaAlPクラッド
層 129,229,329 n型GaAsコンタクト層 130 n電極 230,330a,330b p電極 131 共通p電極 231,331 共通n電極 132 n電極 232,332 p電極 140 サファイヤ基板 400,500,600 n型GaAs基板 401 n型GaAsバッファ層 402,501,602 n型GaAsコンタクト層 403,502,603 n型InGaAlPクラッド
層 404,503,604 単一量子井戸(SQW)構造
または多重量子井戸(MQW)構造の活性層 405,504,605 p型InGaAlPクラッド
層 406,505,606 p型InGaPキャップ層 407,506,607 n型GaAs電流狭窄層 408,507,608 p型GaAsコンタクト層 409,508,609 p型電極 410,509,610 Auからなるヒートシンク 421 n型GaAsバッファ層 422,521,622 n型GaAsコンタクト層 423,522,623 n型InGaAlPクラッド
層 424,523,624 単一量子井戸(SQW)構造
または多重量子井戸(MQW)構造の活性層 425,524,625 p型InGaAlPクラッド
層 425,525,626 p型InGaPキャップ層 427,526,627 n型GaAs電流狭窄層 428,527,628 p型GaAsコンタクト層 429,528,629 p型電極 430,529,630 Auからなるヒートシンク 440,541,642 n型GaNコンタクト層 441,542,643 n型AlGaNクラッド層 442 n型光ガイド層 443,543,644 InGaAlN系からなるM
QW構造の活性層 444,544,645 p型AlGaNキャップ層 445 p型GaN光ガイド層 446,545,646 p型AlGaNクラッド層 447,546,647 p型GaNキャップ層 448,547,648 n型InGaAlN電流狭窄
層 449,548,649 p型GaNコンタクト層 450,549,650 p型電極 451,550,651 Auからなるヒートシンク4
51 460,560,601,621,641,660 n
型電極
101,201,301 p-type GaN contact layer 102,202,302 p-type GaN cap layer 103,203,303 n-type InGaAlN current confinement layer 104,204,304 p-type AlGaN cladding layer 105,205,305 p-type GaN light Guide layers 106, 206, 306 P-type AlGaN cap layers 107, 207, 307 InGaAlN-based MQW active layers 108, 208, 308 n-type GaN optical guide layers 109, 209, 309 n-type AlGaN cladding layers 110, 210, 310 n-type GaN contact layers 121,221,321 p-type GaAs contact layers 122,222,322 p-type InGaP cap layers 123,223,323 n-type GaAs current confinement layers 124,224,324 p-type InGaAlP cladding layers 125,2 25,325 InGaAlP light guide layer 126,226,326 InGaAlP based MQW active layer 127,227,327 InGaAlP light guide layer 128,228,328 n-type InGaAlP clad layer 129,229,329 n-type GaAs contact layer 130 n electrode 230 , 330a, 330b p electrode 131 common p electrode 231 331 common n electrode 132 n electrode 232, 332 p electrode 140 sapphire substrate 400, 500, 600 n-type GaAs substrate 401 n-type GaAs buffer layer 402, 501, 602 n-type GaAs Contact layers 403, 502, 603 n-type InGaAlP cladding layers 404, 503, 604 Active layers 405, 504, 605 having a single quantum well (SQW) structure or multiple quantum well (MQW) structure GaAlP cladding layers 406, 505, 606 p-type InGaP cap layers 407, 506, 607 n-type GaAs current confinement layers 408, 507, 608 p-type GaAs contact layers 409, 508, 609 p-type electrodes 410, 509, 610 Au Heat sink 421 n-type GaAs buffer layer 422, 521, 622 n-type GaAs contact layer 423, 522, 623 n-type InGaAlP cladding layer 424, 523, 624 Activity of single quantum well (SQW) structure or multiple quantum well (MQW) structure Layers 425, 524, 625 p-type InGaAlP cladding layers 425, 525, 626 p-type InGaP cap layers 427, 526, 627 n-type GaAs current confinement layers 428, 527, 628 p-type GaAs contact layers 429, 528, 6 29 Heat sink 440, 541, 642 made of p-type electrode 430, 529, 630 Au n-type GaN contact layer 441, 542, 643 n-type AlGaN cladding layer 442 n-type light guide layer 443, 543, 644 M made of InGaAlN system
QW active layer 444, 544, 645 p-type AlGaN cap layer 445 p-type GaN light guide layer 446, 545, 646 p-type AlGaN cladding layer 447, 546, 647 p-type GaN cap layer 448, 547, 648 n-type InGaAlN Current confinement layer 449, 548, 649 P-type GaN contact layer 450, 549, 650 Heat sink 4 made of p-type electrode 451, 550, 651 Au
51 460, 560, 601, 621, 641, 660 n
Type electrode

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Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板の上に成長形成された第1の
半導体発光素子と、第1の半導体発光素子とは別に成長
形成され、積層体の状態で前記第1の半導体発光素子に
直接接着された第2の半導体発光素子からなり、前記第
1の半導体発光素子の発光波長と前記第2の半導体発光
素子の発光波長とは異なることを特徴とする集積型半導
体発光装置。
1. A first semiconductor light emitting device grown and formed on a first substrate, and a first semiconductor light emitting device grown and formed separately from the first semiconductor light emitting device. An integrated semiconductor light emitting device comprising a second semiconductor light emitting element directly adhered, wherein an emission wavelength of the first semiconductor light emitting element is different from an emission wavelength of the second semiconductor light emitting element.
【請求項2】 前記第1の半導体発光素子の上側コンタ
クト層の上に、前記第2の半導体発光素子の積層体が直
接接着されていることを特徴とする請求項1記載の集積
型半導体発光装置。
2. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a stacked body of said second semiconductor light emitting device is directly bonded on an upper contact layer of said first semiconductor light emitting device. apparatus.
【請求項3】 前記第1の半導体発光素子の上に直接接
着されている前記第2の半導体発光素子の積層体は、前
記第1の半導体発光素子の積層体よりも小さく整形され
ており、それにより前記第1の半導体発光素子のコンタ
クト層が露出しており、その露出した前記第1の半導体
発光素子のコンタクト層に前記第1の半導体発光素子を
制御する電極が設けられていることを特徴とする請求項
2記載の集積型半導体発光装置。
3. The stacked body of the second semiconductor light emitting element directly adhered on the first semiconductor light emitting element is shaped smaller than the stacked body of the first semiconductor light emitting element, Thereby, the contact layer of the first semiconductor light emitting element is exposed, and the electrode for controlling the first semiconductor light emitting element is provided on the exposed contact layer of the first semiconductor light emitting element. 3. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 第1の基板の上に第1の半導体発光素子
の積層体を成長形成する工程と、 第2の基板の上に、前記第1の半導体発光素子の発光波
長とは異なる発光波長を持つ第2の半導体発光素子の積
層体を成長形成する工程と、 前記第2の半導体発光素子の積層体を前記第1の半導体
発光素子に直接接着する工程と、 前記第1の半導体発光素子の積層体と前記第2の半導体
発光素子の積層体が一体となった状態で個々のチップに
切り出す工程とを含む集積型半導体発光装置の製造方
法。
4. A step of growing and forming a stacked body of a first semiconductor light emitting element on a first substrate; and a step of emitting light having a wavelength different from that of the first semiconductor light emitting element on a second substrate. A step of growing and forming a second semiconductor light emitting element having a wavelength; a step of directly bonding the second semiconductor light emitting element to the first semiconductor light emitting element; A method of manufacturing an integrated semiconductor light emitting device, comprising: cutting out a stack of elements and a stack of the second semiconductor light emitting elements into individual chips in an integrated state.
【請求項5】 前記第2の半導体発光素子の積層体は、
真空中又は不活性ガス中でアニールを行うことによっ
て、前記第1の半導体発光素子に直接接着することを特
徴とする請求項4記載の集積型半導体発光装置の製造方
法。
5. The laminate of the second semiconductor light emitting device,
5. The method for manufacturing an integrated semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the first semiconductor light emitting device is directly bonded to the first semiconductor light emitting device by annealing in a vacuum or an inert gas.
【請求項6】 基板と、第1の半導体発光素子と、この
第1の半導体発光素子が設けられている前記基板に後か
ら成長形成させた第2の半導体発光素子とからなり、第
1の半導体発光素子の発光波長と第2の半導体発光素子
の発光波長とは異なることを特徴とする集積型半導体発
光装置。
6. A first semiconductor light emitting device comprising: a substrate; a first semiconductor light emitting device; and a second semiconductor light emitting device grown and formed later on the substrate provided with the first semiconductor light emitting device. An integrated semiconductor light emitting device, wherein an emission wavelength of the semiconductor light emitting element is different from an emission wavelength of the second semiconductor light emitting element.
【請求項7】 前記第1の半導体発光素子は、窒化物半
導体からなることを特徴とする請求項6記載の集積型半
導体発光装置。
7. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein said first semiconductor light emitting element is made of a nitride semiconductor.
【請求項8】 前記第1の半導体発光素子は、InGa
AlN系半導体からなることを特徴とする請求項7記載
の集積型半導体発光装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor light emitting device is InGa.
8. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 7, comprising an AlN-based semiconductor.
【請求項9】 前記第2の半導体発光素子は、InGa
AlP系半導体からなることを特徴とする請求項8記載
の集積型半導体発光装置。
9. The method according to claim 9, wherein the second semiconductor light emitting element is InGa.
9. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 8, comprising an AlP-based semiconductor.
【請求項10】 前記基板は、半導体基板であることを
特徴とする請求項6記載の集積型半導体発光装置。
10. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein said substrate is a semiconductor substrate.
【請求項11】 前記半導体基板は、n型基板であるこ
とを特徴とする請求項10記載の集積型半導体発光装
置。
11. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 10, wherein said semiconductor substrate is an n-type substrate.
【請求項12】 前記半導体基板は、GaAs基板であ
ることを特徴とする請求項11記載の集積型半導体発光
装置。
12. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 11, wherein said semiconductor substrate is a GaAs substrate.
【請求項13】 前記半導体基板は、Si基板であるこ
とを特徴とする請求項11記載の集積型半導体発光装
置。
13. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 11, wherein said semiconductor substrate is a Si substrate.
【請求項14】 前記Si基板上にホログラムレンズが
形成され、前記第1の半導体発光素子及び前記第2の半
導体発光素子からの光は、前記ホログラムレンズを介し
て出力され、同じ光軸を持つように調整されていること
を特徴とする請求項6記載の集積型半導体発光装置。
14. A hologram lens is formed on the Si substrate, and light from the first semiconductor light emitting device and the second semiconductor light emitting device is output through the hologram lens and has the same optical axis. 7. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the integrated semiconductor light emitting device is adjusted as described above.
【請求項15】 更に、ホログラムレンズから出力され
る光の色収差を補正する補正板が設けられてることを特
徴とする請求項14記載の集積型半導体発光装置。
15. The integrated semiconductor light emitting device according to claim 14, further comprising a correction plate for correcting chromatic aberration of light output from the hologram lens.
【請求項16】 第1の基板の上に第1の半導体発光素
子の積層体を設ける工程と、 前記第1の基板の上に、前記第1の半導体発光素子の発
光波長とは異なる発光波長を持つ第2の半導体発光素子
を積層体を成長形成する工程と、 前記第1の半導体発光素子の積層体と前記第2の半導体
発光素子の積層体が一体となった状態で個々のチップに
切り出す工程とからなる集積型半導体発光装置の製造方
法。
16. A step of providing a stacked body of a first semiconductor light emitting element on a first substrate, and an emission wavelength different from an emission wavelength of the first semiconductor light emitting element on the first substrate. Growing and forming a second semiconductor light emitting element having a stacked body; and forming each of the first semiconductor light emitting element stacked body and the second semiconductor light emitting element stacked body into individual chips. A method for manufacturing an integrated semiconductor light emitting device, comprising:
【請求項17】 前記第2の半導体発光素子の積層体
は、真空中又は不活性ガス中でアニールを行うことによ
って、前記第1の半導体発光素子に直接接着することを
特徴とする請求項16記載の集積型半導体発光装置の製
造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the stack of the second semiconductor light emitting devices is directly bonded to the first semiconductor light emitting device by annealing in a vacuum or in an inert gas. A manufacturing method of the integrated semiconductor light emitting device according to the above.
【請求項18】 前記第1の半導体発光素子は、窒化物
半導体からなることを特徴とする請求項16記載の集積
型半導体発光装置の製造方法。
18. The method according to claim 16, wherein the first semiconductor light emitting element is made of a nitride semiconductor.
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