(57)【要約】      （修正有）【課題】リーク電流を抑制でき、かつ、直列配線化が可能な発光アレイ素子などを提供する。【解決手段】発光アレイ素子１０１は、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄを含む発光アレイ素子であって、基板と、基板の第一主面に積層される半導体積層体とを備え、半導体積層体には、発光アレイ素子の共振方向に延びる１以上の絶縁領域が形成されており、基板の第二主面側には、共振方向に延びる１以上の溝１２０が形成されており、１以上の溝の各々は、第二主面から１以上の絶縁領域のいずれか一つに達し、複数の半導体発光素子の各々は、基板及び半導体積層体の一部を含み、複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、１以上の絶縁領域及び１以上の溝によって互いに絶縁される。【選択図】図１
2020120015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子であって、
第一主面及び前記第一主面の裏側の第二主面を有する基板と、
前記基板の第一主面に積層される半導体積層体とを備え、
前記半導体積層体には、前記発光アレイ素子の共振方向に延びる１以上の絶縁領域が形成されており、
前記基板の前記第二主面側には、前記共振方向に延びる１以上の溝が形成されており、
前記１以上の溝の各々は、前記第二主面から前記１以上の絶縁領域のいずれか一つに達し、
前記複数の半導体発光素子の各々は、前記基板及び前記半導体積層体の一部を含み、
前記複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、前記１以上の絶縁領域及び前記１以上の溝によって互いに絶縁される
発光アレイ素子。
【請求項２】
前記絶縁領域は、前記半導体積層体にイオンが注入されることによって形成されている
請求項１に記載の発光アレイ素子。
【請求項３】
前記複数の半導体発光素子の少なくとも一つは、複数の発光点を有する
請求項１又は２に記載の発光アレイ素子。
【請求項４】
前記複数の半導体発光素子の少なくとも二つは、直列接続される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光アレイ素子。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光アレイ素子と、
前記発光アレイ素子が実装されるサブマウントと、
前記発光アレイ素子と前記サブマウントとを接合し、かつ、前記複数の半導体発光素子とそれぞれ接続される複数の導電性接合部材とを備える
半導体発光装置。
【請求項６】
前記発光アレイ素子は、前記基板より前記半導体積層体に近い側の面において前記サブマウントに接合される
請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子を備える半導体発光装置の製造方法であって、
第一主面及び前記第一主面の裏側の第二主面を有する基板と、前記基板の第一主面に積層される半導体積層体とを有する前記発光アレイ素子を準備するステップと、
前記半導体積層体に、前記発光アレイ素子の共振方向に延びる１以上の絶縁領域を形成するステップと、
前記発光アレイ素子の前記基板より前記半導体積層体に近い側の面とサブマウントとを接合するステップと、
前記接合するステップの後に、前記基板の前記第二主面側に、前記共振方向に延びる１以上の溝を形成するステップとを含み、
前記１以上の溝の各々は、前記第二主面から前記１以上の絶縁領域のいずれか一つに達し、
前記複数の半導体発光素子の各々は、前記基板及び前記半導体積層体の一部を含み、
前記複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、前記１以上の絶縁領域及び前記１以上の溝によって互いに絶縁される
半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光アレイ素子、半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光が加工用途に使用されており、高出力かつ高効率なレーザ光源が必要とされている。高出力かつ高効率なレーザ光源として、半導体レーザ素子が利用されている。高出力な半導体レーザ素子として、熱源である発光点をアレイ状に分散配置した発光アレイ素子が知られている（例えば、特許文献１など参照）。このような発光アレイ素子からの複数のレーザ光は、光学系を用いて一つのレーザ光に合成して用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５４２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたような発光アレイ素子は、複数の発光点が共通の導電性の基板を用いる場合が多いため、各発光点に並列に電流が供給される。このため、発光点の個数が多くなるにしたがって、より大電流を供給できる電流源が必要となる。電流源を小型化するために、発光アレイ素子に直列に電流を供給する直列配線化が考えらえる。ここで、特許文献１に記載された半導体発光装置への直列配線化の適用について図１２を用いて説明する。図１２は、従来技術の半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。特許文献１に記載された半導体発光装置においては、図１２に示されるように、基板１０１２の一方の主面に半導体層１０２１が積層され、他方の主面にｎ側電極１０２３が形成された発光アレイ素子をサブマウント１０３３にジャンクションダウン実装した後に、複数の半導体レーザ素子１０１１に分離している。このような複数の半導体レーザ素子１０１１とサブマウント１０３３とを絶縁し、複数の半導体レーザ素子１０１１を直列接続することで発光アレイ素子の直列配線化が可能となる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された半導体発光装置においては、発光アレイ素子を複数の半導体レーザ素子に分離することで形成される側壁において、リーク電流が発生し得る。これに伴い、半導体発光装置の効率が低下する。このようなリーク電流を抑制するために、半導体レーザ素子の側壁に誘電体保護膜を形成するという対策が考えられる。しかしながら、誘電体保護膜を形成するには、半導体レーザ素子１０１１をサブマウント１０３３へ実装した後に有機物であるレジストを用いた工程を実施することが必須となる。このため、複数の半導体レーザ素子の光出射端面が有機物によって汚染され、各半導体レーザ素子の効率及び信頼性が低下するという問題が発生する。
【０００６】
本開示は、このような課題を解決するものであり、複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子であって、リーク電流を抑制でき、かつ、直列配線化が可能な発光アレイ素子などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係る発光アレイ素子の一態様は、複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子であって、第一主面及び前記第一主面の裏側の第二主面を有する基板と、前記基板の第一主面に積層される半導体積層体とを備え、前記半導体積層体には、前記発光アレイ素子の共振方向に延びる１以上の絶縁領域が形成されており、前記基板の前記第二主面側には、前記共振方向に延びる１以上の溝が形成されており、前記１以上の溝の各々は、前記第二主面から前記１以上の絶縁領域のいずれか一つに達し、前記複数の半導体発光素子の各々は、前記基板及び前記半導体積層体の一部を含み、前記複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、前記１以上の絶縁領域及び前記１以上の溝によって互いに絶縁される。
【０００８】
このように、半導体積層体に形成された絶縁領域によって隣り合う半導体発光素子間が絶縁されるため、複数の半導体発光素子の側壁におけるリーク電流の発生を抑制できる。また、本開示に係る発光アレイ素子においては、リーク電流の発生を抑制するために、誘電体保護膜を別途形成する必要がないため、誘電体多層膜の形成に伴う有機物による汚染を回避できる。したがって、発光アレイ素子の効率及び信頼性の低下を抑制できる。また、本開示に係る発光アレイ素子では、絶縁領域及び溝によって複数の半導体発光素子を互いに分離できるため、複数の半導体発光素子の直列配線化が可能となる。これにより、発光アレイ素子の駆動電流を低減できる。
【０００９】
また、本開示に係る発光アレイ素子の一態様において、前記絶縁領域は、前記半導体積層体にイオンが注入されることによって形成されていてもよい。
【００１０】
これにより、半導体積層体を機械的に分断することなく、隣り合う二つの半導体発光素子間を絶縁できる。したがって、半導体発光素子の側壁におけるリーク電流の発生を抑制できる。
【００１１】
また、本開示に係る発光アレイ素子の一態様において、前記複数の半導体発光素子の少なくとも一つは、複数の発光点を有してもよい。
【００１２】
これにより、発光アレイ素子に含まれる複数の半導体発光素子の各々が一つの発光点を有する場合より、複数の半導体発光素子を直列に接続する場合に、発光アレイ素子の駆動電圧を低減できる。
【００１３】
また、本開示に係る発光アレイ素子の一態様において、前記複数の半導体発光素子の少なくとも二つは、直列接続されてもよい。
【００１４】
これにより、発光素子アレイの駆動電流を低減できる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本開示に係る半導体発光装置の一態様は、上記の発光アレイ素子と、前記発光アレイ素子が実装されるサブマウントと、前記発光アレイ素子と前記サブマウントとを接合し、かつ、前記複数の半導体発光素子とそれぞれ接続される複数の導電性接合部材とを備える。
【００１６】
このように、半導体積層体に形成された絶縁領域によって隣り合う半導体発光素子間が絶縁されるため、リーク電流の発生を抑制できる。また、本開示に係る半導体発光装置では、絶縁領域及び溝によって複数の半導体発光素子に分離できるため、複数の半導体発光素子の直列配線化が可能となる。
【００１７】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記発光アレイ素子は、前記基板より前記半導体積層体に近い側の面において前記サブマウントに接合されてもよい。
【００１８】
これにより、基板の第二主面側をサブマウントに接合する場合より、半導体積層体とサブマウントとの間の熱抵抗を低減できるため、発光アレイ素子で発生した熱をサブマウントに放散しやすくなる。これにより、発光アレイ素子における発熱の影響を低減できる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本開示に係る半導体発光装置の製造方法の一態様は、複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子を備える半導体発光装置の製造方法であって、第一主面及び前記第一主面の裏側の第二主面を有する基板と、前記基板の第一主面に積層される半導体積層体とを有する前記発光アレイ素子を準備するステップと、前記半導体積層体に、前記発光アレイ素子の共振方向に延びる１以上の絶縁領域を形成するステップと、前記発光アレイ素子の前記基板より前記半導体積層体に近い側の面とサブマウントとを接合するステップと、前記接合するステップの後に、前記基板の前記第二主面側に、前記共振方向に延びる１以上の溝を形成するステップとを含み、前記１以上の溝の各々は、前記第二主面から前記１以上の絶縁領域のいずれか一つに達し、前記複数の半導体発光素子の各々は、前記基板及び前記半導体積層体の一部を含み、前記複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、前記１以上の絶縁領域及び前記１以上の溝によって互いに絶縁される。
【００２０】
このように、半導体積層体に形成された絶縁領域によって隣り合う半導体発光素子間が絶縁されるため、リーク電流の発生を抑制できる。また、本開示に係る半導体発光装置の製造方法によれば、絶縁領域及び溝によって複数の半導体発光素子に分離できるため、複数の半導体発光素子の直列配線化が可能となる。また、発光アレイ素子に１以上の溝を形成することで、発光アレイ素子の剛性が低下し、発光アレイ素子単体でのハンドリングが困難となる。しかしながら、本開示に係る半導体発光装置の製造方法によれば、発光アレイ素子をサブマウントに接合した後に、１以上の溝を形成することで、発光アレイ素子に１以上の溝を形成した後にサブマウントに接合する場合より、発光アレイ素子のハンドリングを容易化できる。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、複数の半導体発光素子を含む発光アレイ素子であって、リーク電流を抑制でき、かつ、直列配線化が可能な発光アレイ素子などを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る発光アレイ素子の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る発光アレイ素子の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る半導体発光装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体発光装置の一部を拡大して示す模式的な斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第一工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第二工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第三工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第四工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第五工程を示す模式的な斜視図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第六工程を示す模式的な斜視図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第六工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第七工程を示す模式的な斜視図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法の第七工程を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る発光アレイ素子の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る発光アレイ素子の全体構成を示す模式的な正面図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る発光アレイ素子の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係る半導体発光装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る半導体発光装置の一部を拡大して示す模式的な斜視図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３に係る発光アレイ素子の一部を拡大して示す模式的な斜視図である。
【図１２】図１２は、従来技術の半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００２５】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体発光装置について説明する。
【００２７】
［１−１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る発光アレイ素子の全体構成について図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る発光アレイ素子１０１の全体構成を示す模式的な斜視図及び断面図である。図２には、図１に示されるＩＩ−ＩＩ線における発光アレイ素子１０１の断面の一部が示されている。
【００２８】
発光アレイ素子１０１は、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄを含むアレイ型の半導体発光素子である。発光アレイ素子１０１は、複数の発光点１３０ａ〜１３０ｄを含む。本実施の形態では、発光アレイ素子１０１は、一列に配置された複数の発光点１３０ａ〜１３０ｄからレーザ光を出射するアレイ型の半導体レーザ素子である。
【００２９】
図１に示されるように、発光アレイ素子１０１は、レーザ光の共振方向と交差する端面であって、発光アレイ素子１０１の共振器を形成するフロント端面１０１ｆとリア端面１０１ｒとを有する。本実施の形態では、フロント端面１０１ｆ及びリア端面１０１ｒは、共振方向と垂直に交差する。複数の発光点１３０ａ〜１３０ｄは、発光アレイ素子１０１のフロント端面１０１ｆに配置される。発光アレイ素子１０１は、図２に示されるように、基板１１０と、半導体積層体１４０とを備える。本実施の形態では、発光アレイ素子１０１は、絶縁層１１４と、第二導電側電極１１５と、第一導電側電極１１６とをさらに備える。
【００３０】
基板１１０は、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する板状の部材である。基板１１０の第二主面１１０ｂ側には、共振方向に延びる１以上の溝１２０が形成されている。本実施の形態では、基板１１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板である。なお、基板１１０の厚さは、例えば、５０μｍ以上、１２０μｍ以下である。また、基板１１０の共振方向及び厚さ方向に垂直な方向の幅は、例えば、９ｍｍである。基板１１０の幅は、０ｍｍより大きく９ｍｍ未満であってもよいし、９ｍｍより大きくてもよい。また、溝１２０の幅は、特に限定されないが、例えば、３０μｍである。溝１２０の深さは、発光層１１２に達しない深さであれば特に限定されないが、例えば、４０μｍである。また、本実施の形態では、複数の溝１２０が２２５μｍの周期で配列されている。
【００３１】
半導体積層体１４０は、基板１１０の第一主面１１０ａに積層される半導体層である。半導体積層体１４０は、第一導電型半導体層１１１と、発光層１１２と、第二導電型半導体層１１３とを有する。半導体積層体１４０には、発光アレイ素子１０１の共振方向に延びる１以上の絶縁領域１２２が形成されている。
【００３２】
第一導電型半導体層１１１は、第一導電型の半導体層であって、基板１１０の第一主面１１０ａに積層される。本実施の形態では、第一導電型半導体層１１１は、厚さ３μｍのｎ−Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなるｎ型クラッド層である。なお、第一導電型半導体層１１１の構成はこれに限定されない。第一導電型半導体層１１１の厚さは、例えば、０．５μｍ以上４．０μｍ以下であってもよく、組成は、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）であってもよい。また、第一導電型半導体層１１１は、ｎ−Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなる層以外のｎ型半導体層を含んでもよい。
【００３３】
発光層１１２は、第一導電型半導体層１１１に積層される活性層である。本実施の形態では、発光層１１２は、Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなる厚さ５ｎｍの井戸層とＧａＮからなる厚さ１０ｎｍの障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であり、２層の井戸層を有する。このような発光層１１２を備えることにより、発光アレイ素子１０１は、波長が約４５０ｎｍの青色レーザ光を出射できる。発光層１１２の構成はこれに限定されず、ＩｎｘＧａ１―ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる井戸層とＡｌｘＩｎｙＧａ１―ｘ―ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層であればよく、また、井戸層の数も２層に限定されず、１層でも３層以上でもよい。なお、発光層１１２は量子井戸活性層の上方及び下方の少なくとも一方に形成されたガイド層を含んでもよい。発光層１１２のうち電流通路となる領域、つまり、第二導電型半導体層１１３に形成されるリッジ部１２１に対応する領域（言い換えると、リッジ部１２１に対向する領域）が発光する。したがって、フロント端面１０１ｆにおける発光層１１２の側面のうち、リッジ部１２１に対応する領域が発光点を形成する。
【００３４】
第二導電型半導体層１１３は、第一導電型と異なる第二導電型の半導体層であって、発光層１１２に積層される。本実施の形態では、第二導電型半導体層１１３は、電流通路となる複数のリッジ部１２１を備える。リッジ部１２１の幅は、２０μｍである。なお、リッジ部１２１の幅は、これに限定されず、例えば、５μｍ以上、５０μｍ以下であってもよい。本実施の形態では、第二導電型半導体層１１３は、ｐ型クラッド層と、ｐ側コンタクト層とを含む。ｐ型クラッド層は、第二導電型半導体層に含まれるクラッド層の一例であり、本実施の形態では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなる厚さ３ｎｍの層と、ＧａＮからなる厚さ３ｎｍの層とが交互に１００層ずつ積層された厚さ０．６μｍの超格子層である。
【００３５】
なお、ｐ型クラッド層の構成はこれに限定されない。ｐ型クラッド層の厚さは、例えば、０．３μｍ以上、１μｍ以下であってもよく、組成は、ｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）であってもよい。
【００３６】
ｐ側コンタクト層は、第二導電型半導体層に含まれるコンタクト層の一例である。ｐ側コンタクト層は、第二導電型半導体層１１３のリッジ部１２１に配置され、第二導電側電極１１５と接する。本実施の形態では、ｐ側コンタクト層は、厚さ１０ｎｍのｐ−ＧａＮからなる層である。なお、ｐ側コンタクト層の構成はこれに限定されない。ｐ側コンタクト層の厚さは、例えば、５ｎｍ以上、０．５μｍ以下の層であってもよい。
【００３７】
絶縁層１１４は、第二導電型半導体層１１３に積層される絶縁材料からなる層である。絶縁層１１４は、リッジ部１２１に対応する位置に、第二導電型半導体層１１３のｐ側コンタクト層を絶縁層１１４から露出させるための開口部を有する。なお、絶縁層１１４の開口部は、スリット状の形状を有してもよい。本実施の形態では、絶縁層１１４は、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２からなる層である。なお、絶縁層１１４の構成はこれに限定されない。絶縁層１１４の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であってもよい。また、絶縁層１１４を形成する材料は、ＳｉＮなどのＳｉＯ２以外の絶縁材料であってもよい。
【００３８】
第二導電側電極１１５は、第二導電型半導体層１１３と接触する電極である。本実施の形態では、第二導電側電極１１５は、ｐ側コンタクト層とオーミック接触する電極である。第二導電側電極１１５は、第二導電型半導体層１１３のリッジ部１２１に配置される。言い換えると、第二導電側電極１１５は、絶縁層１１４の開口部に配置される。なお、第二導電側電極１１５は、絶縁層１１４上にも配置されてもよい。第二導電側電極１１５は、絶縁層１１４の開口部において、ｐ側コンタクト層と接触する。本実施の形態では、第二導電側電極１１５は、ｐ側コンタクト層側から順にＰｄ及びＰｔが積層された積層膜である。第二導電側電極１１５の構成はこれに限定されない。第二導電側電極１１５は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕの少なくとも一つで形成された単層膜又は多層膜であってもよい。
【００３９】
第一導電側電極１１６は、基板１１０の第二主面１１０ｂに配置される電極である。本実施の形態では、第一導電側電極１１６は、基板１１０側から順にＴｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層された積層膜である。第一導電側電極１１６の構成はこれに限定されない。第一導電側電極１１６は、他の導電材料で形成されてもよい。
【００４０】
半導体積層体１４０には、発光アレイ素子１０１の共振方向に延びる１以上の絶縁領域１２２が形成されている。絶縁領域１２２は、第二導電型半導体層１１３側から、第一導電型半導体層１１１まで達する。本実施の形態では、絶縁領域１２２は、半導体積層体１４０に、第二導電型半導体層１１３側から基板１１０側に向けてイオンが注入されることによって形成されている。絶縁領域１２２形成のために半導体積層体１４０に注入されるイオンとしては、例えば、Ｆｅイオン、Ａｒイオンなどを用いることができる。このように半導体積層体１４０にイオン注入によって絶縁領域１２２を形成することで、半導体積層体１４０を機械的に分断することなく、隣り合う二つの半導体発光素子間を絶縁できる。したがって、半導体発光素子の側壁におけるリーク電流の発生を抑制できる。
【００４１】
また、図２に示されるように、絶縁領域１２２は、基板１１０の内部に達してもよい。言い換えると、絶縁領域１２２は、第二導電型半導体層１１３から基板１１０の内部まで延びてもよい。これにより、基板１１０に設ける溝１２０の深さを浅くすることができる。このため、溝１２０を容易に形成することができる。
【００４２】
図２に示されるように、絶縁領域１２２の幅Ｗｉ（つまり、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの配列方向における絶縁領域１２２の寸法）は、溝１２０の幅Ｗｔ（つまり、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの配列方向における溝１２０の寸法）と異なってもよい。本実施の形態では、絶縁領域１２２の幅Ｗｉは、溝１２０の幅Ｗｔより小さい。本実施の形態に係る発光アレイ素子１０１においては、１以上の溝１２０の各々は、基板１１０の第二主面１１０ｂから１以上の絶縁領域１２２のいずれか一つに達する。このため、溝１２０及び絶縁領域１２２の相対位置を一致させる必要がある。本実施の形態では、溝１２０の幅Ｗｔを絶縁領域１２２の幅Ｗｉより大きくすることで、溝１２０及び絶縁領域１２２の相対位置に求められる精度を低減できる。
【００４３】
また、イオン注入などによって絶縁領域１２２を形成する場合には、半導体積層体１４０の結晶構造にダメージが与えられるため、絶縁領域１２２は光の伝搬に悪影響を与え得る。このため、絶縁領域１２２の幅Ｗｉは、できるだけ小さくしてもよい。絶縁領域１２２の幅Ｗｉは、例えば、１μｍ以上、５０μｍ以下であってもよい。また、溝１２０の幅Ｗｔは、例えば、１０μｍ以上、１ｍｍ以下であってもよい。
【００４４】
［１−２．作用及び効果］
次に、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の作用及び効果について説明する。
【００４５】
上述したとおり、基板１１０の第二主面１１０ｂ側には、共振方向に延びる１以上の溝１２０が形成されている。また、１以上の溝１２０の各々は、第二主面１１０ｂから１以上の絶縁領域１２２のいずれか一つに達している。発光アレイ素子１０１に含まれる複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの各々は、基板１１０及び半導体積層体１４０の一部を含み、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄのうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、１以上の絶縁領域１２２及び１以上の溝１２０によって互いに絶縁される。
【００４６】
このように、半導体積層体１４０に形成された絶縁領域によって隣り合う半導体発光素子間が絶縁されるため、半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの側壁におけるリーク電流の発生を抑制できる。また、本実施の形態に係る発光アレイ素子１０１においては、リーク電流の発生を抑制するために、誘電体保護膜を別途形成する必要がないため、誘電体多層膜の形成に伴う有機物による汚染を回避できる。したがって、発光アレイ素子１０１の効率及び信頼性の低下を抑制できる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る発光アレイ素子１０１では、絶縁領域１２２及び溝１２０によって複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄを互いに分離できるため、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの直列配線化が可能となる。つまり、発光アレイ素子１０１に含まれる複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの少なくとも二つは、直列接続され得る。例えば、半導体発光素子１３１ａの第一導電側電極１１６と、半導体発光素子１３１ｂの第二導電側電極１１５とを接続し、半導体発光素子１３１ｂの第一導電側電極１１６と、半導体発光素子１３１ｃの第二導電側電極１１５とを接続する。半導体発光素子１３１ｃと半導体発光素子１３１ｄについても同様に接続することで、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの直列配線化が可能となる。このように接続することで、発光アレイ素子１０１の駆動電流を低減できる。
【００４８】
［１−３．半導体発光装置］
次に本実施の形態に係る発光アレイ素子１０１を備える半導体発光装置について図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の全体構成を示す模式的な斜視図である。図４は、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の一部を拡大して示す模式的な斜視図である。図４においては、図３に示される破線枠ＩＶの内部が拡大して示されている。
【００４９】
図３及び図４に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置１００は、発光アレイ素子１０１と、発光アレイ素子１０１が実装されるサブマウント１０３と、発光アレイ素子１０１とサブマウント１０３とを接合し、かつ、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄとそれぞれ接続される複数の導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄとを備える。
【００５０】
サブマウント１０３は、発光アレイ素子１０１が配置される基材である。サブマウント１０３は、発光アレイ素子１０１が発する熱を放散するヒートシンクとしても機能する。本実施の形態では、サブマウント１０３は、絶縁材料で形成される。サブマウント１０３は、例えば、厚さ３００μｍ、共振方向及び厚さ方向に垂直な方向の幅１１ｍｍの直方体状の形状を有するＳｉＣで形成される。例えば、サブマウント１０３の厚さは、０μｍより大きく３００μｍ未満であってもよいし、３００μｍより大きくてもよい。また、サブマウント１０３の幅は、０ｍｍより大きく１１ｍｍ未満であってもよいし、１１ｍｍより大きくてもよい。また、サブマウント１０３を形成する材料は、ＳｉＣ以外の絶縁材料であってもよい。例えば、サブマウント１０３は、ＡｌＮ、多結晶ダイヤモンドなどで形成されてもよい。本実施の形態では、サブマウント１０３は、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄより熱膨張係数が小さい。例えば、サブマウント１０３がＳｉＣで形成される場合には、サブマウント１０３の熱膨張係数は、４×１０−６［１／Ｋ］程度である。一方、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄが、ＡｕＳｎはんだである場合には、導電性接合部材１０２の熱膨張係数は、１７×１０−６［１／Ｋ］である。
【００５１】
導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄは、発光アレイ素子１０１とサブマウント１０３とを接合する接合部材である。導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄは、発光アレイ素子１０１とサブマウント１０３との間に配置され、層状の形状を有する。本実施の形態では、導電性接合部材１０２は、厚さ５μｍのＡｕＳｎはんだで形成される。なお、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄの構成はこれに限定されない。例えば、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄの厚さは、０μｍより大きく５μｍ未満であってもよいし、５μｍより大きくてもよい。また、導電性接合部材１０２を形成する材料は、ＡｕＳｎはんだ以外であってもよい。
【００５２】
本実施の形態では、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄは、互いに電気的に絶縁される。図４に示されるように、導電性接合部材１０２ｃと導電性接合部材１０２ｄとの間は、空洞１０４で分離される。導電性接合部材１０２ａと導電性接合部材１０２ｂとの間、導電性接合部材１０２ｂと導電性接合部材１０２ｃとの間も同様に空洞１０４で分離される。
【００５３】
また、半導体発光装置１００は、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ以外にも、発光アレイ素子１０１と、サブマウント１０３とを接合する導電性接合部材１０２を備えてもよい。図３に示される例では、半導体発光装置１００は、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄの外側に導電性接合部材１０２を備える。
【００５４】
以上のように、発光アレイ素子１０１に含まれる複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄと複数の導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄとがそれぞれ接続される。このように、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄをそれぞれ別々の導電性接合部材によってサブマウント１０３に接合するため、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄを互いに電気的に絶縁することが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態に係る半導体発光装置１００では、発光アレイ素子１０１は、基板１１０より半導体積層体１４０に近い側の面においてサブマウント１０３に接合される。これにより、基板１１０の第二主面１１０ｂ側をサブマウント１０３に接合する場合より、半導体積層体１４０とサブマウント１０３との間の熱抵抗を低減できるため、発光アレイ素子１０１で発生した熱をサブマウント１０３に放散しやすくなる。これにより、発光アレイ素子１０１における発熱の影響を低減できる。
【００５６】
［１−４．半導体発光装置の製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の製造方法について図５Ａ〜図５Ｉを用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｄ、図５Ｇ及び図５Ｉは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図５Ｅ、図５Ｆ、図５Ｈは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の製造方法の各工程を示す模式的な斜視図である。図５Ｇには、図５Ｆに示されるＶＧ−ＶＧ線における断面の一部が示されている。図５Ｉには、図５Ｈに示されるＶＩ−ＶＩ線における断面の一部が示されている。
【００５７】
まず、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する基板１１０と、基板１１０の第一主面１１０ａに積層される半導体積層体１４０とを有する発光アレイ素子１０１を準備する。より詳しくは、図５Ａに示されるように、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する基板１１０の第一主面１１０ａに順に第一導電型半導体層１１１、発光層１１２及び第二導電型半導体層１１３を積層する。本実施の形態では、基板１１０として、ＧａＮ基板を準備し、基板１１０の第一主面１１０ａに、第一導電型半導体層１１１として、ｎ−Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなる厚さ３μｍのｎ型クラッド層を積層する。続いて、第一導電型半導体層１１１の上方に、発光層１１２として、Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなる厚さ５ｎｍの井戸層とＧａＮからなる厚さ１０ｎｍの障壁層とが交互に積層された量子井戸活性層を、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などにより積層する。続いて、発光層１１２の上方に、第二導電型半導体層１１３として、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなる厚さ３ｎｍの層と、ＧａＮからなる厚さ３ｎｍの層とが交互に１００層ずつ積層された厚さ０．６μｍの超格子層であるｐ型クラッド層と、厚さ１０ｎｍのｐ−ＧａＮからなるｐ側コンタクト層とを積層する。
【００５８】
続いて、図５Ｂに示されるように、第二導電型半導体層１１３に複数のリッジ部１２１を形成する。具体的には、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などによって、第二導電型半導体層１１３をエッチングすることによって、複数のリッジ部１２１を形成する。
【００５９】
続いて、図５Ｃに示されるように、半導体積層体１４０に、発光アレイ素子１０１の共振方向に延びる１以上の絶縁領域１２２を形成する。本実施の形態では、隣り合う二つのリッジ部１２１の間にＦｅイオンを注入することによって、絶縁領域１２２を形成する。また、絶縁領域１２２は、第二導電型半導体層１１３側から、少なくとも第一導電型半導体層１１１まで達する。本実施の形態では、絶縁領域１２２は、基板１１０の内部まで達する。
【００６０】
続いて、図５Ｄに示されるように、第二導電型半導体層１１３上に、絶縁層１１４及び第二導電側電極１１５を形成する。本実施の形態では、まず、第二導電型半導体層１１３上に絶縁層１１４をプラズマＣＶＤ法などによって形成する。続いて、絶縁層１１４の複数のリッジ部１２１に対応する位置をウェットエッチング法などにより除去することで、開口部を設ける。続いて、複数のリッジ部１２１の上方に、真空蒸着法などにより第二導電側電極１１５を形成する。なお、第二導電側電極１１５は、絶縁層１１４の上方にも形成されてもよい。続いて、第一導電側電極１１６を基板１１０の第二主面１１０ｂに形成する。第一導電側電極１１６は、図５Ｄに示されるように、１以上の溝１２０が形成される領域以外に形成されてもよいし、第二主面１１０ｂの全面に形成されてもよい。
【００６１】
次に、図５Ｅに示されるように、サブマウント１０３を準備し、サブマウント１０３の一つの面に、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ及び１０２を配置する。本実施の形態では、図５Ｅに示されるように、ＳｉＣからなる直方体状のサブマウント１０３の一つの面の全体に、ＡｕＳｎはんだからなる導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ及び１０２を配置する。
【００６２】
次に、図５Ｆ及び図５Ｇに示されるように、発光アレイ素子１０１の基板１１０より半導体積層体１４０に近い側の面と、サブマウント１０３とを、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ及び１０２によって接合する。言い換えると、発光アレイ素子１０１をサブマウント１０３に、導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ及び１０２を介して、ジャンクションダウン実装する。本実施の形態では、第二導電側電極１１５が導電性接合部材１０２ａ〜１０２ｄ及び１０２に接合される。
【００６３】
次に、図５Ｈ及び図５Ｉに示されるように、発光アレイ素子１０１の基板１１０の第二主面１１０ｂ側に、１以上の溝１２０をレーザダイシング、ブレードダイシングなどによって形成する。本実施の形態では、１以上の溝１２０は、発光アレイ素子１０１の共振方向に延び、基板１１０の共振方向と交差する一方の端面であるフロント端面１０１ｆから他方の端面であるリア端面１０１ｒまで形成される。また、本実施の形態では、１以上の溝１２０は、複数のリッジ部１２１の配列方向（つまり、共振方向及び基板１１０の厚さ方向に垂直な方向）において隣り合う二つのリッジ部１２１の間に対応する位置に配置される。１以上の溝１２０の各々は、第二主面１１０ｂから１以上の絶縁領域１２２のいずれか一つに達する。これにより、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄが形成される。複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの各々は、基板１１０及び半導体積層体１４０の一部を含み、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄのうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、１以上の絶縁領域１２２及び１以上の溝１２０によって互いに絶縁される。
【００６４】
以上のような製造方法により、本実施の形態に係る半導体発光装置１００を製造できる。このように、半導体積層体１４０に形成された絶縁領域１２２によって隣り合う半導体発光素子間が絶縁されるため、リーク電流の発生を抑制できる。また、本実施の形態に係る半導体発光装置１００の製造方法によれば、絶縁領域１２２及び溝１２０によって複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄに分離できるため、複数の半導体発光素子１３１ａ〜１３１ｄの直列配線化が可能となる。
【００６５】
なお、１以上の溝１２０を形成するタイミングは、発光アレイ素子１０１をサブマウント１０３に実装する前でもよい。しかしながら、１以上の溝１２０を形成することで、発光アレイ素子１０１の剛性が低下するため、１以上の溝１２０を形成した後に、発光アレイ素子１０１をサブマウント１０３に実装する場合には、ハンドリングが難しくなる。このため、発光アレイ素子１０１の実装前に１以上の溝１２０を形成する場合には、発光アレイ素子１０１を保持するための冶具などが必要となる場合がある。一方、本実施の形態では、１以上の溝１２０を形成する前に発光アレイ素子１０１をサブマウント１０３に実装するため、剛性の高い状態で発光アレイ素子１０１をハンドリングできる。したがって、発光アレイ素子１０１のハンドリングを容易化にできる。
【００６６】
（実施の形態２）
次に実施の形態２に係る発光アレイ素子及びそれを備える半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る発光アレイ素子は、実施の形態１に係る発光アレイ素子１０１と同様に複数の半導体発光素子を含むが、複数の半導体発光素子の少なくとも一つは、複数の発光点を有する点において、実施の形態１に係る発光アレイ素子１０１と相違する。以下、本実施の形態に係る発光アレイ素子及び半導体発光装置について、実施の形態１に係る発光アレイ素子１０１及び半導体発光装置１００との相違点を中心に説明する。
【００６７】
［２−１．発光アレイ素子］
まず、本実施の形態に係る発光アレイ素子の構成について、図６〜図８を用いて説明する。図６、図７及び図８は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体発光装置２００の全体構成を示す模式的な斜視図、正面図及び断面図である。図８には、図６に示されるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面の一部が示されている。
【００６８】
図６及び図７に示されるように、本実施の形態に係る発光アレイ素子２０１は、複数の半導体発光素子を含むアレイ型の半導体発光素子である。発光アレイ素子２０１は、複数の発光点２３０ａ１〜２３０ｄ３を含む。本実施の形態では、発光アレイ素子２０１は、一列に配置された複数の発光点２３０ａ１〜２３０ｄ３からレーザ光を出射するアレイ型の半導体レーザ素子である。
【００６９】
本実施の形態では、発光アレイ素子２０１が含む複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの少なくとも一つは、複数の発光点を有する。図６及び図７に示される例では、複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの各々は、三つの発光点を有する。具体的には、半導体発光素子２３１ａは、発光点２３０ａ１〜２３０ａ３を有し、半導体発光素子２３１ｂは、発光点２３０ｂ１〜２３０ｂ３を有し、半導体発光素子２３１ｃは、発光点２３０ｃ１〜２３０ｃ３を有し、半導体発光素子２３１ｄは、発光点２３０ｄ１〜２３０ｄ３を有する。
【００７０】
図６に示されるように、発光アレイ素子２０１は、レーザ光の共振方向と交差する端面であって、発光アレイ素子２０１の共振器を形成するフロント端面２０１ｆとリア端面２０１ｒとを有する。図８に示されるように、発光アレイ素子２０１は、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する基板１１０と、半導体積層体１４０とを備える。本実施の形態では、発光アレイ素子２０１は、絶縁層１１４と、第二導電側電極１１５と、第一導電側電極１１６とをさらに備える。
【００７１】
基板１１０は、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する板状の部材である。基板１１０の第二主面１１０ｂ側には、共振方向に延びる１以上の溝２２０が形成されている。
【００７２】
半導体積層体１４０、絶縁層１１４、第二導電側電極１１５及び第一導電側電極１１６は、実施の形態１に係る半導体積層体１４０、絶縁層１１４、第二導電側電極１１５及び第一導電側電極１１６と同様の構成を有する。
【００７３】
半導体積層体１４０には、発光アレイ素子２０１の共振方向に延びる１以上の絶縁領域２２２が形成されている。１以上の絶縁領域２２２の各々の構成は、実施の形態１に係る絶縁領域１２２と同様である。本実施の形態では、図８に示されるように１以上の絶縁領域２２２は、隣り合う二つの発光点（言い換えると、隣り合う二つのリッジ部１２１）の間に必ずしも配置されない。図６〜図８に示される例では、隣り合う二つの絶縁領域２２２の間には、三つの発光点（言い換えると、三つのリッジ部１２１）が配置される。
【００７４】
また、発光アレイ素子２０１の基板１１０の第二主面１１０ｂ側に形成された１以上の溝２２０は、発光アレイ素子２０１の共振方向に延びる。本実施の形態では、１以上の溝２２０は、基板１１０の共振方向と交差する一方の端面であるフロント端面２０１ｆから他方の端面であるリア端面２０１ｒまで形成される。また、１以上の溝２２０の各々は、第二主面１１０ｂから１以上の絶縁領域２２２のいずれか一つに達している。発光アレイ素子２０１に含まれる複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの各々は、基板１１０及び半導体積層体１４０の一部を含み、複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄのうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、１以上の絶縁領域２２２及び１以上の溝２２０によって互いに絶縁される。
【００７５】
本実施の形態では、図７に示されるように、発光アレイ素子２０１には複数の溝２２０が形成されており、複数の溝２２０は、隣り合う二つの発光点の間に必ずしも配置されない。図６〜図８に示される例では、隣り合う二つの溝２２０の間には、三つの発光点（言い換えると、三つのリッジ部１２１）が配置される。
【００７６】
このような構成により、本実施の形態に係る発光アレイ素子２０１においては、複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの各々が、並列接続された三つの半導体発光素子を有する。このため、本実施の形態に係る複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄを直列に接続することで、複数の半導体発光素子を直並列に接続したアレイ型の半導体発光素子を実現できる。これにより、発光アレイ素子に含まれる複数の半導体発光素子の各々が一つの発光点を有する場合より、複数の半導体発光素子を直列に接続する場合に、発光アレイ素子の駆動電圧を低減できる。
【００７７】
なお、複数の溝２２０の配置は、上述した例に限定されない。複数の溝２２０の配置は、発光アレイ素子２０１に要求される駆動電圧及び駆動電流に応じて適宜設定してよい。
【００７８】
［２−２．半導体発光装置］
次に、本実施の形態に係る発光アレイ素子２０１を備える半導体発光装置の構成について図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施の形態に係る半導体発光装置２００の構成を示す模式的な斜視図である。図１０は、本実施の形態に係る半導体発光装置２００の一部を拡大して示す模式的な斜視図である。図１０においては、図９に示される破線枠Ｘの内部が拡大して示されている。
【００７９】
図９及び図１０に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置２００は、発光アレイ素子２０１と、発光アレイ素子２０１が実装されるサブマウント１０３と、発光アレイ素子２０１とサブマウント１０３とを接合し、かつ、複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄとそれぞれ接続される複数の導電性接合部材２０２ａ〜２０２ｄとを備える。
【００８０】
本実施の形態では、複数の導電性接合部材２０２ａ〜２０２ｄの各々は、三つの第二導電側電極１１５と接続される。これにより、複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの各々が有する三つの半導体発光素子を並列接続できる。
【００８１】
本実施の形態では、導電性接合部材２０２ａ〜２０２ｄは、互いに電気的に絶縁される。図１０に示されるように、導電性接合部材２０２ｃと導電性接合部材２０２ｄとの間は、空洞１０４で分離される。導電性接合部材２０２ａと導電性接合部材２０２ｂとの間、導電性接合部材２０２ｂと導電性接合部材２０２ｃとの間も同様に空洞１０４で分離される。
【００８２】
また、上述したように、本実施の形態に係る複数の半導体発光素子２３１ａ〜２３１ｄの少なくとも二つは、直列接続されてもよい。例えば、半導体発光素子２３１ａの第一導電側電極１１６と、半導体発光素子２３１ｂに接続される導電性接合部材２０２ｂとを接続することで、半導体発光素子２３１ａと半導体発光素子２３１ｂとを直列接続できる。また、同様に、半導体発光素子２３１ｂと半導体発光素子２３１ｃとが直列接続されてもよいし、半導体発光素子２３１ｃと半導体発光素子２３１ｄとが直列接続されてもよい。
【００８３】
本実施の形態に係る半導体発光装置２００においても、実施の形態１に係る半導体発光装置１００と同様の効果が奏される。
【００８４】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る発光アレイ素子は、１以上の溝の形状において、実施の形態１に係る発光アレイ素子１０１と相違し、その他の点において一致する。以下、本実施の形態に係る発光アレイ素子について、実施の形態１に係る発光アレイ素子１０１との相違点を中心に図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る発光アレイ素子３０１の構成を示す模式的な断面図である。図１１には、本実施の形態に係る発光アレイ素子３０１における断面のうち、図２に示される発光アレイ素子１０１の断面と同様の位置の断面が示されている。
【００８５】
図１１に示されるように、本実施の形態に係る発光アレイ素子３０１は、複数の半導体発光素子３３１を含む。発光アレイ素子３０１は、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する基板１１０と、半導体積層体１４０とを備える。本実施の形態では、発光アレイ素子２０１は、絶縁層１１４と、第二導電側電極１１５と、第一導電側電極１１６とをさらに備える。
【００８６】
基板１１０は、第一主面１１０ａ及び第一主面１１０ａの裏側の第二主面１１０ｂを有する板状の部材である。基板１１０の第二主面１１０ｂ側には、共振方向に延びる１以上の溝３２０が形成されている。
【００８７】
半導体積層体１４０、絶縁層１１４、第二導電側電極１１５及び第一導電側電極１１６は、実施の形態１に係る半導体積層体１４０、絶縁層１１４、第二導電側電極１１５及び第一導電側電極１１６と同様の構成を有する。
【００８８】
半導体積層体１４０には、発光アレイ素子３０１の共振方向に延びる１以上の絶縁領域１２２が形成されている。１以上の絶縁領域１２２の各々の構成は、実施の形態１に係る絶縁領域１２２と同様である。本実施の形態では、図１１に示されるように１以上の絶縁領域１２２は、隣り合う二つのリッジ部１２１の間に配置される。
【００８９】
また、発光アレイ素子３０１の基板１１０の第二主面１１０ｂ側に形成された１以上の溝３２０は、発光アレイ素子３０１の共振方向に延びる。また、１以上の溝３２０の各々は、第二主面１１０ｂから１以上の絶縁領域１２２のいずれか一つに達している。発光アレイ素子３０１に含まれる複数の半導体発光素子の各々は、基板１１０及び半導体積層体１４０の一部を含み、複数の半導体発光素子のうち、隣り合う二つの半導体発光素子は、１以上の絶縁領域１２２及び１以上の溝３２０によって互いに絶縁される。
【００９０】
図１１に示されるように、絶縁領域１２２の幅Ｗｉ（つまり、複数の半導体発光素子の配列方向における絶縁領域１２２の寸法）は、溝３２０の幅Ｗｔ（つまり、複数の半導体発光素子の配列方向における溝３２０の寸法）と異なってもよい。本実施の形態では、絶縁領域１２２の幅Ｗｉは、溝３２０の幅Ｗｔより小さい。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、溝３２０の幅Ｗｔを絶縁領域１２２の幅Ｗｉより大きくすることで、溝３２０及び絶縁領域１２２の相対位置に求められる精度を低減できる。
【００９１】
本実施の形態では、１以上の溝３２０の断面形状は、実施の形態１のような矩形でなく、なめらかな曲線形状を含む。つまり、１以上の溝３２０は曲面を有する。本実施の形態では、図１１に示されるように、１以上の溝３２０の断面形状は、Ｕ字状の形状を有する。このように、１以上の溝３２０におけるエッジ部を低減することによって、エッジ部における応力及び電界の集中を低減できる。これにより、発光アレイ素子３０１の故障のリスクを低減できるため、発光アレイ素子３０１の信頼性を高めることができる。
【００９２】
本実施の形態に係る１以上の溝３２０の形成方法は、特に限定されない。１以上の溝３２０は、例えばレーザダイシングによって形成できる。
【００９３】
（変形例など）
以上、本開示に係る発光アレイ素子などについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００９４】
また、上記各実施の形態においては、発光アレイ素子に複数の溝及び複数の絶縁領域が形成されたが、溝及び絶縁領域の個数は、１でもよい。
【００９５】
また、発光アレイ素子の１以上の溝及び１以上の絶縁領域の個数は、互いに異なっていてもよい。例えば、絶縁領域の個数が溝の個数より多くてもよい。
【００９６】
また、上記各実施の形態に係る発光アレイ素子は、絶縁層を備えるが、発光アレイ素子は、必ずしも絶縁層を備えなくてもよい。
【００９７】
また、上記各実施の形態においては、発光アレイ素子に形成された１以上の溝の少なくとも一部が発光層に達しなかったが、すべての溝が発光層に達しなくてもよい。これにより、溝の壁面においてリーク電流が発生することをより一層抑制できる。
【００９８】
上記各実施の形態においては、発光アレイ素子の一例として半導体レーザ素子を用いる例を示したが、発光アレイ素子は、半導体レーザ素子に限定されない。例えば、発光アレイ素子は、スーパールミネッセントダイオードであってもよい。また、この場合、上記共振方向は、スーパールミネッセント光の伝搬方向に相当する。
【００９９】
また、発光アレイ素子の絶縁領域は、イオン注入以外の方法によって形成されてもよい。例えば、絶縁領域は、絶縁材料の埋め込みによって形成されてもよい。
【０１００】
また、上記実施の形態１及び２に係る複数の導電性接合部材は、空洞１０４以外の絶縁材料で互いに電気的に絶縁されてもよい。例えば、導電性接合部材は、ＳｉＯ２などの絶縁材料で互いに電気的に絶縁されてもよい。
【０１０１】
また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【０１０２】
例えば、上記実施の形態１及び２に係る各発光アレイ素子において、上記実施の形態３に係る発光アレイ素子３０１と同様に形状を有する１以上の溝３２０を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本開示の発光アレイ素子などは、例えば、高出力かつ高効率な光源として加工装置などに適用できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００、２００  半導体発光装置
１０１、２０１、３０１  発光アレイ素子
１０１ｆ、２０１ｆ  フロント端面
１０１ｒ、２０１ｒ  リア端面
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ  導電性接合部材
１０３、１０３３  サブマウント
１０４  空洞
１１０、１０１２  基板
１１０ａ  第一主面
１１０ｂ  第二主面
１１１  第一導電型半導体層
１１２  発光層
１１３  第二導電型半導体層
１１４  絶縁層
１１５  第二導電側電極
１１６  第一導電側電極
１２０、２２０、３２０  溝
１２１  リッジ部
１２２、２２２  絶縁領域
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、２３０ａ１、２３０ａ２、２３０ａ３、２３０ｂ１、２３０ｂ２、２３０ｂ３、２３０ｃ１、２３０ｃ２、２３０ｃ３、２３０ｄ１、２３０ｄ２、２３０ｄ３  発光点
１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ、３３１  半導体発光素子
１４０  半導体積層体
１０１１  半導体レーザ素子
１０２１  半導体層
１０２３  ｎ側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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