(57)【要約】【課題】ハンダを介したサブマウントと半導体発光素子との接合を、比較的に低い接合温度において行い、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値が良好となる発光装置の製造方法を提供すること。【解決手段】ハンダ７ａが設けられた表面５ａを有するサブマウント５と、ｎ側電極３１、支持基体３２及びエピタキシャル層３３を有する半導体発光素子３とを用意する工程と、ｎ側電極３１を表面５ａに向け、半導体発光素子３をサブマウント５の上にハンダ７ａを介して配置する工程と、ハンダ７ａの温度が予め設定された接合温度条件を満たすまで、ハンダ７ａを加熱する工程と、ハンダ７ａを加熱した後に半導体発光素子３がサブマウント５に接合される工程とを備え、接合温度条件は、摂氏３１０度以上４００度以下の範囲である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置の製造方法であって、
ハンダが設けられた表面を有するサブマウントと、電極、支持基体及びエピタキシャル層を有する半導体発光素子とを用意する工程と、
前記支持基体の側に設けられた前記電極を前記サブマウントの前記表面に向け、前記半導体発光素子を前記サブマウントの上に前記ハンダを介して配置する工程と、
前記ハンダの温度が予め設定された接合温度条件を満たすまで、前記ハンダを加熱する工程と、
前記ハンダを加熱した後に前記半導体発光素子が前記サブマウントに接合される工程と、
を備え、
前記支持基体と前記エピタキシャル層とは、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなり、
前記支持基体は、前記エピタキシャル層が設けられた主面と、前記電極が設けられた裏面とを有し、
前記支持基体の前記主面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成り、
前記エピタキシャル層は、活性層を有し、
前記ハンダは、ＡｕＳｎ合金から成り、
前記接合温度条件は、摂氏３１０度以上４００度以下の範囲である、
発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記エピタキシャル層は、二つの半導体層と、この二つの半導体層の間に配置された活性層とを有し、
前記二つの半導体層の各々は、前記活性層と接触を成しており、
前記活性層と前記二つの半導体層の各々との界面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、前記ｃ−ｍ面において、前記ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルから前記ｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、前記ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１１７度以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記半導体発光素子は、半導体レーザ素子であり、
前記半導体発光素子の発振波長は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体発光素子の発振波長は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体発光素子の発振波長は、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記エピタキシャル層の上に前記電極とは異なる他の電極が設けられており、当該他の電極は、Ｐｄ層を含む、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記ハンダは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有する、
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
発光装置の製造方法であって、
前記発光装置に実装される実装用の半導体発光素子と前記発光装置に実装される実装用のサブマウントとを実装用のハンダを介して接合するために必要な接合温度条件を決定する工程と、
前記実装用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントとを用意する工程と、
前記実装用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントとを、前記接合温度条件を満たす接合温度によって、前記実装用のハンダを介して接合する工程と、
を備え、
前記接合温度条件を決定する工程は、
前記実装用の半導体発光素子に対応する複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントに対応する複数の試験用のサブマウントとを用意する工程と、
前記複数の試験用の半導体発光素子の各々と前記複数の試験用のサブマウントの各々とを、前記実装用のハンダに対応する複数の試験用のハンダの各々を介して、それぞれ異なった試験用の接合温度によって接合する工程と、
前記接合の後の前記複数の試験用の半導体発光素子の各々の熱抵抗値を測定する工程と、
前記熱抵抗値を測定する工程において測定された複数の熱抵抗値と、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記複数の試験用のサブマウントとを接合する工程において用いられた複数の試験用の接合温度とを対応付ける工程と、
前記対応付けの結果に基づいて、予め設定された熱抵抗条件を熱抵抗値が満たすように、前記接合温度条件を決定する工程と、
を有する、
発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、電極と、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなる支持基体と、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなるエピタキシャル層と、を有し、
前記エピタキシャル層は、二つの半導体層と、この二つの半導体層の間に配置された活性層とを有し、
前記二つの半導体層の各々は、前記活性層と接触を成しており、
前記支持基体は、前記エピタキシャル層が設けられた主面と、前記電極が設けられた裏面とを有し、
前記支持基体の前記主面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成る、
ことを特徴とする請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記活性層と前記二つの半導体層の各々との界面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、前記ｃ−ｍ面において、前記ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルから前記ｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、前記ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す、
ことを特徴とする請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、
ことを特徴とする請求項１５〜２０の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記エピタキシャル層の上に前記電極とは異なる他の電極が設けられており、当該他の電極は、Ｐｄ層を含む、
ことを特徴とする請求項１５〜２１の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１５〜２２の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２４】
前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、
ことを特徴とする請求項１５〜２３の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２５】
前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、
ことを特徴とする請求項１５〜２３の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２６】
前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、
ことを特徴とする請求項１５〜２３の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２７】
前記複数の試験用のハンダと前記実装用のハンダとは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有するＡｕＳｎ合金からなる、
ことを特徴とする請求項１４〜２６の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、融点の異なる複数の半田層と半田層の酸化を防止する半田保護層とを備えたサブマウントを提供するための技術が開示されている。特許文献１のサブマウントは、半導体素子を搭載するサブマウント基板と、サブマウント基板の表面に配設する半田層と、半田層の最表面に配設する半田保護層と、を含む。半田領域は、融点が異なる少なくとも２種類以上の半田層と半田保護層とからなる。半田領域が融点の異なる複数の半田層とその半田保護層とから構成されているので、融解開始温度と、半田保護層の融解開始温度と、完全融解温度との何れも低減されると特許文献１には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８４６３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の場合、半導体素子とサブマウントとのハンダによる接合では、比較的に低い温度であって半導体素子とサブマウントとの剥離率が低減される接合温度が考察されている。しかし、半導体素子とサブマウントとのハンダによる接合の後において、剥離率が低減されていることに加えて、熱の影響も良好であることが望まれる場合がある。そこで、本発明の目的は、上記の事項を鑑みてなされたものであり、ハンダを介したサブマウントと半導体発光素子との接合を、比較的に低い接合温度において行い、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値が良好となる発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面に係る発光装置の製造方法は、ハンダが設けられた表面を有するサブマウントと、電極、支持基体及びエピタキシャル層を有する半導体発光素子とを用意する工程と、前記支持基体の側に設けられた前記電極を前記サブマウントの前記表面に向け、前記半導体発光素子を前記サブマウントの上に前記ハンダを介して配置する工程と、前記ハンダの温度が予め設定された接合温度条件を満たすまで、前記ハンダを加熱する工程と、前記ハンダを加熱した後に前記半導体発光素子が前記サブマウントに接合される工程と、を備え、前記支持基体と前記エピタキシャル層とは、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなり、前記支持基体は、前記エピタキシャル層が設けられた主面と、前記電極が設けられた裏面とを有し、前記支持基体の前記主面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成り、前記エピタキシャル層は、活性層を有し、前記ハンダは、ＡｕＳｎ合金から成り、前記接合温度条件は、摂氏３１０度以上４００度以下の範囲である、ことを特徴とする。
【０００６】
半導体発光素子をサブマウントにＡｕＳｎ合金からなるハンダを介して接合する接合温度条件は、摂氏３１０度以上４００度以下の範囲であるので、接合温度が摂氏３１０度であれば、接合後の半導体発光素子は良好な熱抵抗値を有する。また、支持基体の側の電極がハンダを介してサブマウントに接合されるので、ハンダとエピタキシャル層の活性層との間に支持基体が介在する。このため、ハンダを溶融するためにハンダに供給される熱は活性層に至るまでに支持基体によって低減されるので、ハンダに供給される熱が活性層に及ぼす影響を、低減できる。また、支持基体の主面は、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成るので、本発明に係る製造方法は、半極性面を用いた半導体発光素子に適用される。
【０００７】
本発明の第１の側面では、前記エピタキシャル層は、二つの半導体層と、この二つの半導体層の間に配置された活性層とを有し、前記二つの半導体層の各々は、前記活性層と接触を成しており、前記活性層と前記二つの半導体層の各々との界面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、前記ｃ−ｍ面において、前記ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルから前記ｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、前記ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す、ことが好ましい。従って、本発明の第１の側面に係る製造方法によって製造された発光装置は、半極性面を利用することで、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【０００８】
本発明の第１の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【０００９】
本発明の第１の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【００１０】
本発明の第１の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲である、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光により一層に適した活性層を得ることができる。
【００１１】
本発明の第１の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１１７度以下の範囲である、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光により一層に適した活性層を得ることができる。
【００１２】
本発明の第１の側面では、前記主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかである、ことが好ましい。従って、本発明の第１の側面に係る製造方法では、緑色領域の発光に好適な、このような典型的な半極性面を用いることができる。
【００１３】
本発明の第１の側面では、前記半導体発光素子は、半導体レーザ素子であり、前記半導体発光素子の発振波長は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、本発明の第１の側面に係る製造方法は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００１４】
本発明の第１の側面では、前記半導体発光素子の発振波長は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、本発明の第１の側面に係る製造方法は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００１５】
本発明の第１の側面では、前記半導体発光素子の発振波長は、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、本発明の第１の側面に係る製造方法は、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００１６】
本発明の第１の側面では、前記エピタキシャル層の上に前記電極とは異なる他の電極が設けられており、当該他の電極は、Ｐｄ層を含む、ことが好ましい。従って、エピタキシャル層の上に設けられた電極がＰｄ層を含むので、この電極と六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のエピタキシャル層との間において良好なオーミック特性が得られる。
【００１７】
本発明の第１の側面では、前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことが好ましい。従って、ＡｌＮとＡｌＧａＮとを用いる場合、半導体発光素子の発光の偏光度を比較的に大きくでき、更に、比較的に低い屈折率によって光閉じ込めを強化できる。ＩｎＧａＮを用いる場合、支持基体と、支持基体の上に設けられるエピタキシャル層の活性層との格子不整合を低減できる。
【００１８】
本発明の第１の側面では、前記ハンダは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有する、ことが好ましい。従って、このような組成のＡｕＳｎ合金からなるハンダは、融点が比較的に低いことが知られているので、半導体発光素子とサブマウントとをハンダを介して接合するための接合温度を、比較的に低温にできる。
【００１９】
本発明の第２の側面に係る発光装置の製造方法は、前記発光装置に実装される実装用の半導体発光素子と前記発光装置に実装される実装用のサブマウントとを実装用のハンダを介して接合するために必要な接合温度条件を決定する工程と、前記実装用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントとを用意する工程と、前記実装用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントとを、前記接合温度条件を満たす接合温度によって、前記実装用のハンダを介して接合する工程と、を備え、前記接合温度条件を決定する工程は、前記実装用の半導体発光素子に対応する複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用のサブマウントに対応する複数の試験用のサブマウントとを用意する工程と、前記複数の試験用の半導体発光素子の各々と前記複数の試験用のサブマウントの各々とを、前記実装用のハンダに対応する複数の試験用のハンダの各々を介して、それぞれ異なった試験用の接合温度によって接合する工程と、前記接合の後の前記複数の試験用の半導体発光素子の各々の熱抵抗値を測定する工程と、前記熱抵抗値を測定する工程において測定された複数の熱抵抗値と、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記複数の試験用のサブマウントとを接合する工程において用いられた複数の試験用の接合温度とを対応付ける工程と、前記対応付けの結果に基づいて、予め設定された熱抵抗条件を熱抵抗値が満たすように、前記接合温度条件を決定する工程と、を有する、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の側面に係る製造方法によれば、複数の試験用の半導体発光素子と複数の試験用のサブマウントとを用いて、半導体発光素子をサブマウントにハンダを介して接合する接合温度と、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値との相関関係が決定される。この相関関係を用いることによって、良好な熱抵抗値を得るために必要な接合温度が容易に決定できる。このようにして決定された接合温度を用いて半導体発光素子とサブマウントとを接合することによって、良好な熱抵抗値の半導体発光素子を有する発光装置が製造される。
【００２１】
本発明の第２の側面では、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、電極と、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなる支持基体と、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体からなるエピタキシャル層と、を有し、前記エピタキシャル層は、二つの半導体層と、この二つの半導体層の間に配置された活性層とを有し、前記二つの半導体層の各々は、前記活性層と接触を成しており、前記支持基体は、前記エピタキシャル層が設けられた主面と、前記電極が設けられた裏面とを有し、前記支持基体の前記主面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成る、ことが好ましい。従って、支持基体の側の電極がハンダを介してサブマウントに接合されるので、ハンダとエピタキシャル層の活性層との間に支持基体が介在する。従って、ハンダを溶融するためにハンダに供給される熱は活性層に至るまでに支持基体によって低減されるので、ハンダに供給される熱が活性層に及ぼす影響を、低減できる。また、支持基体の主面は、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成るので、本発明に係る製造方法は、半極性面を用いた半導体発光素子に適用される。
【００２２】
本発明の第２の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【００２３】
本発明の第２の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にある、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【００２４】
本発明の第２の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲である、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光により一層に適した活性層を得ることができる。
【００２５】
本発明の第２の側面では、前記角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲である、ことが好ましい。従って、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光により一層に適した活性層を得ることができる。
【００２６】
前記活性層と前記二つの半導体層の各々との界面は、前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と前記六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、前記ｃ−ｍ面において、前記ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルから前記ｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、前記ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す、ことが好ましい。従って、本発明の第２の側面に係る製造方法によって製造された発光装置は、半極性面を利用することで、緑色領域の発光に適した活性層を得ることができる。
【００２７】
本発明の第２の側面では、前記主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかである、ことが好ましい。従って、本発明の第２の側面に係る製造方法では、緑色領域の発光に好適な、このような典型的な半極性面を用いることができる。
【００２８】
本発明の第２の側面では、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、ことが好ましい。従って、本発明の第２の側面に係る製造方法は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００２９】
本発明の第２の側面では、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、ことが好ましい。従って、本発明の第２の側面に係る製造方法は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００３０】
本発明の第２の側面では、前記複数の試験用の半導体発光素子と前記実装用の半導体発光素子とは、半導体レーザ素子であり、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する、ことが好ましい。従って、本発明の第２の側面に係る製造方法は、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある半導体発光素子に適用できるので、緑色領域の発光を行う発光装置に好適である。
【００３１】
本発明の第２の側面では、前記エピタキシャル層の上に前記電極とは異なる他の電極が設けられており、当該他の電極は、Ｐｄ層を含む、ことが好ましい。従って、エピタキシャル層の上に設けられた電極がＰｄ層を含むので、この電極と六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のエピタキシャル層との間において良好なオーミック特性が得られる。
【００３２】
本発明の第２の側面では、前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる、ことが好ましい。従って、支持基体として、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮが用いられるので、比較的に多くの種類の材料を用いて本発明の第２の側面に係る製造方法が可能となる。ＡｌＮとＡｌＧａＮとを用いる場合、半導体発光素子の発光の偏光度を比較的に大きくでき、更に、比較的に低い屈折率によって光閉じ込めを強化できる。ＩｎＧａＮを用いる場合、支持基体と、支持基体の上に設けられるエピタキシャル層の活性層との格子不整合を低減できる。
【００３３】
本発明の第２の側面では、前記複数の試験用のハンダと前記実装用のハンダとは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有するＡｕＳｎ合金からなる、ことが好ましい。従って、このような組成のＡｕＳｎ合金からなるハンダは、融点が比較的に低いことが知られているので、半導体発光素子とサブマウントとをハンダを介して接合するための接合温度を、比較的に低温にできる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ハンダを介したサブマウントと半導体発光素子との接合を、比較的に低い接合温度において行い、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値が良好となる発光装置の製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施形態に係る発光装置の主要な構成を説明するための図である。
【図２】図２は、実施形態に係る発光装置を構成する半導体発光素子とサブマウントとを接合する様子を模式的に示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る発光装置の主要な製造工程を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係る発光装置の主要な製造工程のより詳細な工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施形態に係る発光装置の主要な製造工程のより詳細な工程を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係る発光装置の主要な製造工程の作用・効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、実施形態に係る発光装置１が有する半導体発光素子３の積層構造を示す図である。図１に示す半導体発光素子３は、サブマウント５の上に接合されている様子が記載されている。発光装置１は、半導体発光素子３とサブマウント５と接続層７とを備える。
【００３７】
半導体発光素子３は、ｎ側電極３１と、支持基体３２と、エピタキシャル層３３と、絶縁膜３４と、ｐ側電極３５とを備える。
【００３８】
支持基体３２とエピタキシャル層３３とは、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる。支持基体３２は、エピタキシャル層３３が設けられた主面３２ａと、ｎ側電極３１が設けられた裏面３２ｂとを有する。主面３２ａは、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成る。裏面３２ｂは、主面３２ａの反対側にある。
【００３９】
ｎ側電極３１は、裏面３２ｂを介して支持基体３２に接している。ｎ側電極３１は、裏面３２ｂを覆っている。ｎ側電極３１の材料は、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕである。
【００４０】
支持基体３２は、例えば、５０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。支持基体３２の材料は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮの何れかを含む。
【００４１】
主面３２ａは、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面において、ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルＶＣ（＜０００１＞）からｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルＶＭ（＜１０−１０＞）に向かう方向に、ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝）から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。角度ＡＬＰＨＡは、例えば、緑色領域の発光に適したオフ角である６３度以上８０度以下の範囲内にあることができる。また、角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１１７度以下の範囲にあることができる。角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲にあることができる。角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にあることができる。すなわち、主面３２ａは、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかであるのが好ましい。
【００４２】
エピタキシャル層３３は、主面３２ａを介して支持基体３２に接している。エピタキシャル層３３は、主面３２ａの上においてエピタキシャル成長によって形成されている。エピタキシャル層３３は、半極性の主面３２ａに格子整合している。
【００４３】
エピタキシャル層３３は、二つの半導体層（具体的にはｎ側半導体層３３ａと活性層３３ｂ）とｐ側半導体層３３ｃとを有する。ｎ側半導体層３３ａは、主面３２ａを介して支持基体３２に接している。活性層３３ｂは、ｎ側半導体層３３ａに接している。ｐ側半導体層３３ｃは、活性層３３ｂに接している。活性層３３ｂは、ｎ側半導体層３３ａとｐ側半導体層３３ｃとの間に設けられている。活性層３３ｂは、界面３３ｂ１と界面３３ｂ２とを有する。界面３３ｂ１は、活性層３３ｂとｎ側半導体層３３ａとの界面である。界面３３ｂ２は、活性層３３ｂとｐ側半導体層３３ｃとの界面である。ｎ側半導体層３３ａは、界面３３ｂ１を介して活性層３３ｂに接している。ｐ側半導体層３３ｃは、界面３３ｂ２を介してｐ側半導体層３３ｃに接している。
【００４４】
ｎ側半導体層３３ａは、例えば、ｎ側半導体層、ｎ側クラッド層、ｎ側光ガイド層を有する。ｎ側半導体層、ｎ側クラッド層、ｎ側光ガイド層は、主面３２ａの上に、主面３２ａの法線ベクトルＮＶに沿って順に配列されている。ｎ側半導体層は、ｎ型の窒化ガリウム系半導体からなり、ｎ側半導体層の材料は、例えばｎ型のＧａＮなどである。ｎ側クラッド層は、ｎ型の窒化ガリウム系半導体からなり、ｎ側クラッド層の材料は、例えばｎ型のＡｌＧａＮおよびｎ型のＩｎＡｌＧａＮなどである。ｎ側光ガイド層は、例えば、ｎ型のＧａＮなどの材料を有する層と、アンドープのＩｎＧａＮなどの材料を有する層とを含むことができる。ｎ側半導体層は、主面３２ａに接している。ｎ側クラッド層は、ｎ側半導体層に接している。ｎ側光ガイド層は、ｎ側クラッド層に接している。
【００４５】
活性層３３ｂは、ｎ側半導体層３３ａとｐ側半導体層３３ｃとに接しており、ｎ側半導体層３３ａとｐ側半導体層３３ｃとの間に設けられている。界面３３ｂ１は、活性層３３ｂとｎ側半導体層３３ａとが接している部分であり、界面３３ｂ２は、活性層３３ｂとｐ側半導体層３３ｃとが接している部分である。
【００４６】
界面３３ｂ１と界面３３ｂ２とは、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体体のｃ−ｍ面に直交している。界面３３ｂ１と界面３３ｂ２とは、何れも、主面３２ａと同様の面方位を有する。具体的には、界面３３ｂ１と界面３３ｂ２とは、何れも、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ−ｍ面において、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸ベクトルＶＣ（＜０００１＞）から、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸ベクトルＶＭ（＜１０−１０＞）に向かう方向に、支持基体３２の六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ面（｛０００１｝）から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。
【００４７】
活性層３３ｂは、量子井戸構造を有する。活性層３３ｂの量子井戸構造は、波長４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲の光を発生する。活性層３３ｂは、半極性面の利用により、波長４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の発生に好適である。活性層３３ｂの量子井戸構造は、波長４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲の光を発生する構造であることもでき、波長５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲の光を発生する構造であることもできる。活性層３３ｂは、一又は複数の井戸層と、一又は複数の障壁層とを含む。井戸層及び障壁層は、交互に配列されている。井戸層の材料は、例えば、ＩｎＧａＮなどである。障壁層の材料は、例えば、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどである。
【００４８】
ｐ側半導体層３３ｃは、例えば、第１のｐ側光ガイド層、電子ブロック層、第２のｐ側光ガイド層、ｐ側クラッド層及びコンタクト層を含む。第１のｐ側光ガイド層、電子ブロック層、第２のｐ側光ガイド層、ｐ側クラッド層及びコンタクト層は、界面３３ｂ１の上に、主面３２ａの法線ベクトルＮＶに沿って順に配列されている。
【００４９】
第１のｐ側光ガイド層は、アンドープの窒化ガリウム系半導体からなり、活性層３３ｂに接している。第１のｐ側光ガイド層の材料は、例えば、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどである。電子ブロック層は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなり、第１のｐ側光ガイド層に接している。電子ブロック層の材料は、例えば、ｐ型のＡｌＧａＮなどである。第２のｐ側光ガイド層は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなり、電子ブロック層に接している。第２のｐ側光ガイド層の材料は、例えば、ｐ型のＧａＮおよびｐ型のＩｎＧａＮなどである。ｐ側クラッド層は、第２のｐ側光ガイド層に接している。ｐ側クラッド層は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなる。ｐ側クラッド層の材料は、例えば、ｐ型のＡｌＧａＮおよびｐ型のＩｎＡｌＧａＮなどである。コンタクト層は、ｐ型の窒化ガリウム半導体からなり、ｐ側クラッド層に接している。コンタクト層の材料は、例えば、ｐ型のＧａＮなどである。
【００５０】
絶縁膜３４とｐ側電極３５とは、ｐ側半導体層３３ｃのコンタクト層に接している。絶縁膜３４とｐ側電極３５とは、ｐ側半導体層３３ｃのｐ側の表面（コンタクト層の表面）に設けられている。絶縁膜３４は、開口を有する。絶縁膜３４の材料は、例えば、ＳｉＯ２などである。絶縁膜３４の開口は、ｐ側半導体層３３ｃのｐ側の表面とｃ−ｍ面との交差線の方向に延在し、例えばストライプ形状を成す。
【００５１】
ｐ側電極３５は、ｎ側電極３１と異なる他の電極であり、ｐ側半導体層３３ｃのｐ側の表面とｃ−ｍ面との交差線の方向に延在しており、絶縁膜３４の開口を介してｐ側半導体層３３ｃのｐ側の表面に接触を成す（ｐ側半導体層３３ｃのコンタクト層に接している）。ｐ側電極３５はＰｄ層を含み、ｐ側電極３５の材料は、例えば、Ｐｄ／Ｔｉ／Ｐｔなどである。
【００５２】
接続層７は、半導体発光素子３とサブマウント５とを接続するハンダ（後述のハンダ７ａ）が溶融し、固化したものである。接続層７の材料は、後述のハンダ７ａの材料を含む。
【００５３】
次に、図２〜図５を参照して、発光装置１の主要な製造工程について説明する。図２は、発光装置１を構成する半導体発光素子３とサブマウント５とを接合する様子を模式的に示す図である。図３は、発光装置１の主要な製造工程を示すフローチャートである。図４は、発光装置１の主要な製造工程のより詳細な工程を示すフローチャートである。図５は、発光装置１の主要な製造工程のより詳細な工程を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、ステップＳ１において、発光装置１に実装される半導体発光素子３と発光装置１に実装されるサブマウント５とをハンダ７ａを介して接合するために必要な接合温度条件を決定する。この接合温度条件は、半導体発光素子３とサブマウント５とをハンダ７ａを介して接合する接合温度の下限値と上限値とを規定する条件であるが、接合温度の下限値のみを規定する条件であることもできる。
【００５５】
ステップＳ１は、ステップＳ１ａ〜ステップＳ１ｅを有する。ステップＳ１ａでは、半導体発光素子３に対応する複数の試験用の半導体発光素子３＿１と、サブマウント５に対応する複数の試験用のサブマウント５＿１と、ハンダ７ａに対応する複数の試験用のハンダ７ａ＿１とを用意する。ハンダ７ａ＿１は、サブマウント５＿１の表面５ａ＿１に予め設けられている。
【００５６】
半導体発光素子３＿１の構成は、半導体発光素子３の構成と同様である。従って、図１に示すように、半導体発光素子３＿１の構成に付される符号には、半導体発光素子３の構成に付される符号に対し更に“＿１”の記載が追加されている。また、サブマウント５＿１の構成は、サブマウント５の構成と同様である。従って、図１に示すように、サブマウント５＿１の構成に付される符号には、サブマウント５の構成に付される符号に対し更に“＿１”の記載が追加されている。例えば、半導体発光素子３の支持基体３２に対応する半導体発光素子３＿１の支持基体には、“３２＿１”の符号が付されている。
【００５７】
半導体発光素子３＿１は半導体発光素子３に対応し、ｎ側電極３１＿１はｎ側電極３１に対応し、支持基体３２＿１は支持基体３２に対応し、エピタキシャル層３３＿１はエピタキシャル層３３に対応し、絶縁膜３４＿１は絶縁膜３４に対応し、ｐ側電極３５＿１はｐ側電極３５に対応する。ｎ側半導体層３３ａ＿１はｎ側半導体層３３ａに対応し、活性層３３ｂ＿１は活性層３３ｂに対応し、ｐ側半導体層３３ｃ＿１はｐ側半導体層３３ｃに対応する。主面３２ａ＿１は主面３２ａに対応し、裏面３２ｂ＿１は裏面３２ｂに対応し、界面３３ｂ１＿１は界面３３ｂ１に対応し、界面３３ｂ２＿１は界面３３ｂ２に対応する。サブマウント５＿１はサブマウント５に対応し、表面５ａ＿１は表面５ａに対応する。ハンダ７ａ＿１はハンダ７ａに対応する。
【００５８】
ハンダ７ａ＿１の材料は、ハンダ７ａの材料と同様である。ハンダ７ａとハンダ７ａ＿１とは、ＡｕＳｎ合金である。ハンダ７ａとハンダ７ａ＿１とは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有することが好ましい。
【００５９】
引き続き、ステップＳ１ｂでは、複数の半導体発光素子３＿１の各々と複数のサブマウント５＿１の各々とを、複数のハンダ７ａ＿１の各々を介して、それぞれ異なった試験用の接合温度によって接合する。なお、本実施形態における接合温度は、ハンダ７ａ＿１に接しているサブマウント５＿１の温度である。サブマウント５＿１の温度を測定することによって、接合温度が測定されることになる。
【００６０】
図４を参照して、ステップＳ１ｂの工程をより詳細に説明する。図４に示すフローチャートには、一つの半導体発光素子３＿１と一つのサブマウント５＿１とを一つのハンダ７ａを介して接合する工程が示されている。図４に示すフローチャートを、複数回（具体的には、例えば複数の半導体発光素子３＿１の個数と同じ回数）、繰り返すことによって、ステップＳ１ｂの工程が完了する。ステップＳ１ｂは、図４に示すステップＳ１ｂ１，Ｓ１ｂ２，Ｓ１ｂ３を含む。ステップＳ１ｂ１では、半導体発光素子３＿１の支持基体３２＿１の側に設けられた半導体発光素子３＿１の絶縁膜３１＿１をサブマウント５＿１の表面５ａ＿１に向け、半導体発光素子３＿１をサブマウント５＿１の上にハンダ７ａ＿１を介して配置する。引き続き、ステップＳ１ｂ２では、ハンダ７ａ＿１の温度が、試験用の接合温度に至るまで、ハンダ７ａ＿１を加熱する。試験用の接合温度は、半導体発光素子３＿１ごとに、予め設定されている。試験用の接合温度は、例えば、摂氏２７０度以上摂氏３３０度以下の範囲にある温度であることができる。引き続き、ステップＳ１ｂ３では、ハンダ７ａ＿１を加熱した後に冷却し、半導体発光素子３＿１がサブマウント５＿１に接合される。
【００６１】
図３に戻って説明する。ステップＳ１ｂに引き続き、ステップＳ１ｃでは、ステップＳ１ｂにおいて接合した後の複数の半導体発光素子３＿１の各々の熱抵抗値を測定する。
【００６２】
引き続き、ステップＳ１ｄでは、ステップＳ１ｃにおいて測定された複数の熱抵抗値と、ステップＳ１ｂにおいて用いられた複数の試験用の接合温度とを対応付ける。
【００６３】
引き続き、ステップＳ１ｅでは、ステップＳ１ｄの対応付けの結果に基づいて、予め設定された熱抵抗条件を熱抵抗値が満たすように、接合温度条件を決定する。この熱抵抗条件は、例えば、４５℃／Ｗ以下の範囲とすることができるが、４０℃／Ｗ以上４５℃／Ｗ以下の範囲とすることもできる。以上のステップＳ１によって、予め、半導体発光素子３とサブマウント５とをハンダ７ａを介して接合するために必要な接合温度条件が決定される。
【００６４】
引き続き、ステップＳ１によって決定された接合温度条件を用いて、ステップＳ２とステップＳ３とでは、半導体発光素子３とサブマウント５とをハンダ７ａを介して接合する。ステップＳ２において半導体発光素子３とサブマウント５とを用意した後、ステップＳ３において、半導体発光素子３とサブマウント５とを、ステップＳ１において決定された接合温度条件を満たす接合温度によって、ハンダ７ａを介して接合する。
【００６５】
図５を参照して、ステップＳ３の工程をより詳細に説明する。ステップＳ３は、図５に示すステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を含む。ステップＳ３１では、半導体発光素子３の支持基体３２の側に設けられた半導体発光素子３のｎ側電極３１をサブマウント５の表面５ａに向け、半導体発光素子３をサブマウント５の上にハンダ７ａを介して配置する。引き続き、ステップＳ３２では、ハンダ７ａの温度が、ステップＳ１において決定された接合温度条件を満たすまで、ハンダ７ａを加熱する。引き続き、ステップＳ３３では、ハンダ７ａを加熱した後に、冷却されて、半導体発光素子３がサブマウント５に接合される。
【００６６】
次に、本実施形態に係る発光装置１の製造方法についての作用・効果を説明する。複数の試験用の半導体発光素子３＿１と複数の試験用のサブマウント５＿１と試験用のハンダ７ａ＿１とを用いて、半導体発光素子３をサブマウント５にハンダ７ａを介して接合する接合温度と、接合後の半導体発光素子３の熱抵抗値との相関関係が決定される。この相関関係を用いることによって、良好な熱抵抗値を得るために必要な接合温度が容易に決定できる。このようにして決定された接合温度を用いて半導体発光素子３とサブマウントとを接合することによって、半導体発光素子３の熱抵抗値が良好な発光装置１が製造される。
【００６７】
また、半導体発光素子３をサブマウント５にＡｕＳｎ合金からなるハンダ７ａを介して接合する接合温度条件は、摂氏３１０度以上４００度以下の範囲であるので、接合温度が摂氏３１０度であれば、接合後の半導体発光素子３は良好な熱抵抗値を有する。摂氏３１０度以上の接合温度は、ＡｕＳｎ（Ａｕ：８０％、Ｓｎ：２０％）の融点（摂氏２８０度程度）を上回るので、良好にＡｕＳｎ合金から成るハンダ７ａの溶融が可能となる。なお、ＡｕＳｎハンダは、加熱によって摂氏３１０度程度に達すると、ハンダの表面は、膜が張ったような状態になる（換言すれば、凹凸の程度や頻度が低い表面となる）。このようなＡｕＳｎハンダの表面の状態は、ＡｕＳｎハンダ全体が合金となったこと（組成が均一になったこと）によって生じる。ＡｕＳｎハンダ（接続層７）の全体が合金となり組成が均一となることによって、ｎ側電極３１とＡｕＳｎハンダとが均一に接合されるので、半導体発光素子３の熱抵抗値が低下する。加熱によるＡｕＳｎハンダの表面の上記した状態は、摂氏３１０度を超えて更に高温にした場合であっても同様であり、ＡｕＳｎハンダの全体が合金（組成が均一）となることに変わりない。このように、摂氏３１０度を超えて更に高温にした場合であっても、ＡｕＳｎハンダの組成の均一性は、摂氏３１０度の程度の場合と同様なので、接合後の半導体発光素子３の熱抵抗値は、接合温度の上昇に伴って収束する。従って、接合温度は、ＡｕＳｎハンダの組成の均一性を実現するためには比較的に高温（例えば摂氏４００度を超える温度）にすることもできるが、熱抵抗値は接合温度の高温側で収束するので、熱が活性層３３ｂ等の半導体層に影響を与えない範囲において、上限を摂氏４００度の程度とすることが好適である。
【００６８】
また、活性層３３ｂとｎ側半導体層３３ａとの界面３３ｂ１、及び、活性層３３ｂとｐ側半導体層３３ｃとの界面３３ｂ２は、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｃ軸と六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、ｃ−ｍ面において、ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルからｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。従って、本実施形態に係る製造方法によって製造された発光装置１は、半極性面が利用されているので、緑色領域の発光に適した活性層３３ｂを有する。
【００６９】
また、角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下の範囲にあることができるので、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光に適した活性層３３ｂを得ることができる。
【００７０】
また、角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にあることができるので、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光に適した活性層３３ｂを得ることができる。
【００７１】
また、角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下の範囲にあることができるので、この範囲のオフ角の半極性面を利用することで、緑色領域の発光により一層に適した活性層３３ｂを得ることができる。
【００７２】
また、角度ＡＬＰＨＡは、１００度以上１３５度以下の範囲にあることができるので、この範囲のオフ角の半極性面を利用することでも、緑色領域の発光により一層に適した活性層３３ｂを得ることができる。
【００７３】
また、支持基体３２の側のｎ側電極３１がハンダ７ａを介してサブマウント５に接合されるので、ハンダ７ａとエピタキシャル層３３の活性層３３ｂとの間に支持基体３２が介在する。従って、ハンダ７ａを溶融するためにハンダ７ａに供給される熱は活性層３３ｂに至るまでに支持基体３２によって低減されるので、ハンダ７ａに供給される熱が活性層３３ｂに及ぼす影響を、低減できる。また、支持基体３２の主面３２ａは、六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体の半極性面によって成るので、本実施形態に係る製造方法は、半極性面を用いた半導体発光素子３に適用される。
【００７４】
また、主面３２ａは、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかであることができるので、本実施形態に係る製造方法では、緑色領域の発光に好適な、このような典型的な半極性面を用いることができる。
【００７５】
また、複数の試験用の半導体発光素子３＿１と実装用の半導体発光素子３とは、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する半導体レーザ素子である場合、本実施形態に係る製造方法は、緑色領域の発光を行う発光装置１に好適である。
【００７６】
また、複数の試験用の半導体発光素子３＿１と実装用の半導体発光素子３とは、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する半導体レーザ素子である場合でも、本実施形態に係る製造方法は、緑色領域の発光を行う発光装置１に好適である。
【００７７】
また、複数の試験用の半導体発光素子３＿１と実装用の半導体発光素子３とは、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲にある発振波長を有する半導体レーザ素子である場合でも、本実施形態に係る製造方法は、緑色領域の発光を行う発光装置１に好適である。
【００７８】
また、ｐ側電極３５は、Ｐｄ層を含むので、ｐ側電極３５と六方晶系ＩＩＩ族窒化物半導体のエピタキシャル層３３との間において良好なオーミック特性が得られる。
【００７９】
また、支持基体３２は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮのいずれかからなる。これにより、例えば、ＡｌＮとＡｌＧａＮとを用いる場合、半導体発光素子３の発光の偏光度を比較的に大きくでき、更に、比較的に低い屈折率によって光閉じ込めを強化できる。ＩｎＧａＮを用いる場合、支持基体３２と、支持基体３２の上に設けられる活性層３３ｂとの格子不整合を低減できる。
【００８０】
また、実装用のハンダ７ａは、８０ｗｔ（％）の組成のＡｕと２０ｗｔ（％）の組成のＳｎとを有するＡｕＳｎ合金からなる。このような組成のＡｕＳｎ合金からなるハンダ７ａは、融点が比較的に低いので、半導体発光素子３とサブマウント５とをハンダ７ａを介して接合するための接合温度を、比較的に低温にできる。
【００８１】
（実施例）
図６に示す図は、実施例に係る複数の半導体発光素子（半導体発光素子３＿１に対応）の各々と、実施例に係る複数のサブマウント（サブマウント５＿１に対応）の各々とによって得られた実測結果が示されている。図６の横軸は、半導体発光素子とサブマウントとの接合温度を表し、図６の縦軸は、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値を表している。図６の図中符号Ｇ１に示す記号は、熱抵抗値の測定データを示し、図６の図中符号Ｇ２に示す記号は、図中符号Ｇ１に示す測定データの接合温度毎の平均値を示す。図６を参照すれば、接合温度が摂氏３１０度以上の場合に、接合後の半導体発光素子の熱抵抗値が４０℃／Ｗ以上４５℃／Ｗ以下となっており、比較的に低い熱抵抗値が実現されている。
【００８２】
なお、以下において、本実施形態における熱抵抗値の測定方法について具体的に説明する。半導体発光素子３＿１及び半導体発光素子３等の半導体発光素子のＩＶ曲線は、半導体発光素子の温度に依存する。つまり、半導体発光素子の活性層（活性層３３ｂ＿１及び活性層３３ｂ）の温度に依存して、半導体発光素子のＩＶ曲線が変化する。本測定方法では、このような半導体発光素子のＩＶ曲線の温度依存性を利用し、更に、下記の仮定Ａ１及び仮定Ａ２を前提とする。
仮定Ａ１：パルス駆動時のＩＶを測定する場合、半導体発光素子の活性層の発熱は、ＩＶ曲線を変えるほどではないので、無視する。
仮定Ａ２：連続駆動時のＩＶ曲線とパルス駆動時のＩＶ曲線との相違は、半導体発光素子の活性層の温度のみによって生じる。
【００８３】
そして、上記仮定Ａ１及び仮定Ａ２を前提として下記の手順ａ〜手順ｇを順に行うことによって、サブマウントに接合された後の半導体発光素子の熱抵抗値を得る。
【００８４】
手順ａ：まず、接合後の半導体発光素子に対し、パルス駆動時のＩＶの温度特性を測定する。すなわち、半導体発光素子の活性層の複数の温度（℃）のそれぞれにおいて、パルス駆動時のＩＶ曲線を測定する。これにより、半導体発光素子のＩＶ曲線の温度依存性を把握できる。なお、上記の仮定Ａ１から、（半導体発光素子の活性層の温度）＝（半導体発光素子が搭載されているステムの温度）＝（ステム上に設けられ半導体発光素子を収容しているキャップの温度)となる。例えば、パルス駆動時においては、半導体発光素子の活性層の温度を直接に測定することなく、半導体発光素子が搭載されているステムの温度を、半導体発光素子の活性層の温度として測定する。以下、半導体発光素子の活性層の温度は、実際の測定においては、半導体発光素子が搭載されているステムの温度を意味する。
【００８５】
手順ｂ：半導体発光素子の活性層の複数の温度の各々に対し上記の手順ａで測定された複数のＩＶ曲線（パルス駆動時のＩＶ曲線）から、複数の電流値（Ｉ）の各々における電圧（Ｖ）−温度の関係を線形近似する。
【００８６】
手順ｃ：半導体発光素子に対し、連続駆動時のＩＶを測定する。
【００８７】
手順ｄ：上記の手順ｂにおいて電流値毎に見積もった電圧−温度の線形近似を基に、連続駆動時の複数の電流値の各々と連続駆動時の複数の電圧値の各々とから、半導体発光素子の温度を見積もる（上記の仮定Ａ２によって可能となる）。
【００８８】
手順ｅ：連続駆動時のＩＶの測定点毎に、電流値と、この電流値における電圧値との積（各測定点の投入電力値（ワット（Ｗ）））を、算出する。
【００８９】
手順ｆ：投入電力値を横軸にし、温度を縦軸にして、上記の手順ｄで得られた半導体発光素子の複数の温度のそれぞれと上記の手順ｅで得られた複数の投入電力値のそれぞれとを、プロットし、各プロットを直線で近似する。
【００９０】
手順ｇ：上記の手順ｆで得られた直線の傾きを、算出する。この傾きが、半導体発光素子の熱抵抗値（℃／Ｗ）となる。
【００９１】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【００９２】
例えば、本実施形態においては、ｎ側電極３１をサブマウント５にハンダ７ａを介して接合させた構成を前提としたが、これに限らず、ｐ側電極３５をサブマウント５にハンダ７ａを介して接合させる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１…発光装置、３，３＿１…半導体発光素子、３１，３１＿１…ｎ側電極、３２，３２＿１…支持基体、３２ａ，３２ａ＿１…主面、３２ｂ，３２ｂ＿１…裏面、３３，３３＿１…エピタキシャル層、３３ａ，３３ａ＿１…ｎ側半導体層、３３ｂ，３３ｂ＿１…活性層、３３ｂ１，３３ｂ１＿１，３３ｂ２，３３ｂ２＿１…界面、３３ｃ，３３ｃ＿１…ｐ側半導体層、３４，３４＿１…絶縁膜、３５，３５＿１…ｐ側電極、５，５＿１…サブマウント、５ａ，５ａ＿１…表面、７…接続層、７ａ，７ａ＿１…ハンダ。
【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５】
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【図６】
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