(57)【要約】【課題】支持板上に固着した状態で、アレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子に分離することで、レーザ光の射出方向をそろえ、熱応力を緩和して、信頼性の高い、高出力の半導体レーザ発光装置を得ることを可能とする。【解決手段】支持板３３上に複数の半導体レーザ発光素子１１がアレイ状に配列され固着された半導体レーザ発光装置１において、一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１が形成されてなる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを前記支持板３３上に固着した後、前記支持板３３上において前記半導体レーザ発光素子バー１０ｂを前記基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離させたものからなる。【選択図】図１
2006054277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板上に複数の半導体レーザ発光素子がアレイ状に配列され固着された半導体レーザ発光装置において、
一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子が形成されてなる半導体レーザ発光素子バーを前記支持板上に固着した後、前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離させたものからなる
ことを特徴とする半導体レーザ発光装置。
【請求項２】
前記個々に分離された複数の半導体レーザ発光素子が形成されている前記基板は除去されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ発光装置。
【請求項３】
前記個々に分離された複数の半導体レーザ発光素子が形成されている前記基板上に放熱層が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ発光装置。
【請求項４】
支持板上に複数の半導体レーザ発光素子がアレイ状に配列され固着された半導体レーザ発光装置の製造方法であって、
一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子を有する半導体レーザ発光素子バーを形成し、前記支持板上に前記半導体レーザ発光素子バーを固着する工程と、
前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離する工程と
を備えたことを特徴とする半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離する工程は、
前記支持板上に固着された前記半導体レーザ発光素子バーの各半導体レーザ発光素子間の領域を除去することで、前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離する
ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記個々の半導体レーザ発光素子に分離した後、
前記基板を除去する
ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記個々の半導体レーザ発光素子に分離した後、
前記分離した各半導体レーザ発光素子に形成されている基板を薄くする工程と、
前記各半導体レーザ発光素子に絶縁膜を形成する工程と、
前記各基板に接続する放熱層を形成する工程と
を備えたことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記個々の半導体レーザ発光素子に分離した後、
前記分離した各半導体レーザ発光素子に形成されている基板を薄くする工程と、
前記各基板に接続する放熱層を形成する工程と
を備えたことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記基板はガリウムヒ素基板からなり、前記基板は５０μｍ以下の厚さに薄くされる
ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記放熱層は蒸着法で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記放熱層は蒸着法で形成される
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記放熱層はめっき法で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記放熱層はめっき法で形成される
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ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、出射されるレーザビームの方向にばらつきがない信頼性の高い半導体レーザ発光装置および半導体レーザ発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な高出力な半導体レーザ発光装置の構造を、図１４によって説明する。図１４に示すように、レーザ光の射出方向がそろえられて一列に配置された複数の半導体レーザ発光素子を有する半導体レーザ発光素子アレイ１１０は、２００℃〜３００℃の温度下において金スズ（ＡｕＳｎ）などのはんだ（図示せず）を用いて加熱合金化してサブマウント（支持板）１３３に固着されている。上記サブマウント１３３はベース１３１にはんだ（図示せず）を介して加熱接合されている。
【０００３】
ここで、半導体レーザ発光素子アレイ１１０の各半導体レーザ発光素子は、後述する複数の層から構成され、一般にガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板、インジウムリン（ＩｎＰ）基板等をその基板としている。例えば、ＧａＡｓは６．５×１０-6／Ｋの線膨張率を有し、ベース１３１に使用される銅は、１６．７×１０-6／Ｋの線膨張率を有している。したがって、半導体レーザ発光素子アレイ１１０とベース１３１とを直接接合すると、線膨張率差に起因する大きな熱応力が発生し、ＧａＡｓから成る半導体レーザ発光素子アレイ１１０にクラックが入る。このため、一般に半導体レーザ発光素子アレイ１１０とベース１３１との間にサブマウント１３３を挿入して応力を緩和させている。サブマウント１３３の材料としては６．５〜８．３×１０-6／Ｋの線膨張率をもつ銅タングステン（ＣｕＷ）複合材料、等が使用されている。
【０００４】
サブマウント１３３およびベース１３１は、半導体レーザ発光素子アレイ１１０からの発熱を放散するヒートシンクとして機能する。ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ赤外半導体レーザ発光素子のエネルギー変換効率は、４０％−５０％であるので、投入電力の５０％−６０％が熱に変換される。また、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ赤色半導体レーザ発光素子のエネルギー変換効率は、１５％−２０％であるので、投入電力の８０％−８５％が熱に変換される。この発熱を効率よく放散できないと、発光部の温度が上昇して、さらにエネルギー変換効率の低下を招き、ネガティブフィードバックされて信頼性の低下を引き起こし、破壊される場合もある。
【０００５】
以上のように、サブマウント１３３の材料は、半導体レーザ発光素子アレイ１１０の接合時や駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和するために、ＧａＡｓなどの半導体レーザ発光装置の材料と同じ線膨張率もしくは非常に近い線膨張率と高い熱伝導率とを有することが望ましい。しかしながら、このような材料は限定され、特に半導体レーザ発光素子バーに高いマウント精度が必要な場合にその材料が使えない場合がある。この場合は、半導体レーザ発光素子アレイ１１０に線膨張率の違いによって複数のクラックが発生する場合が多いが、クラックは発光領域にも発生する。
【０００６】
このような課題を解決する手法として、発光領域間で意図的にクラックを発生させるという技術が開示されている。具体的には、発光領域間に半導体基板の深部に至る分割溝を形成する。次に半導体レーザ発光素子アレイを線膨張率の異なるベース上に接合したときに発生する熱応力や、接合後に発生させる反りを利用して、分割溝先端部から亀裂を進展させて分割する方法を提案している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、ウエハの状態で半導体レーザ発光素子アレイに割れ目を入れると、ウエハから半導体レーザ発光素子バーを形成した時にその割れ目から、へき開、分離され、ばらばらになりやすいので生産性に劣る。また、端面コートをするために、治具にレーザのバーを挿入する際にも、へき開されてばらばらになりやすい。また、金属電極で保持することもできるが、金属膜がちぎれ易く作業性に劣る。
【０００８】
一方、分割された各半導体レーザ発光素子を個々に並列に複数個並べてはんだで支持板（サブマウント）に固着し、熱応力を分散させる方法が考えられている。しかしながら、この方法では半導体レーザ発光素子の端面を高精度に位置合わせすることが困難であるため、出射されるレーザビームの方向がばらつくという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２２０２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、半導体レーザ発光素子バーの接合時や半導体レーザ発光素子の駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和するため、ウエハ状態の半導体レーザ発光素子アレイに割れ目を入れると、半導体レーザ発光素子バーに形成した時にその割れ目から、へき開、分離され、ばらばらになりやすいので生産性に劣る点である。また、分割された各半導体レーザ素子を個々に並列に複数個並べてはんだで支持板（サブマウント）に固着し、熱応力を分散させる方法では半導体レーザ素子端面を高精度に位置合わせすることが困難であるため、出射されるレーザビームの方向がばらつき、半導体レーザ発光装置のビーム精度が劣る点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の半導体レーザ発光装置は、支持板上に複数の半導体レーザ発光素子がアレイ状に配列され固着された半導体レーザ発光装置において、一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子が形成されてなる半導体レーザ発光素子バーを前記支持板上に固着した後、前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離させたものからなることを最も主要な特徴とする。
【００１２】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法は、支持板上に複数の半導体レーザ発光素子がアレイ状に配列され固着された半導体レーザ発光装置の製造方法であって、一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子を有する半導体レーザ発光素子バーを形成し、前記支持板上に前記半導体レーザ発光素子バーを固着する工程と、前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離する工程とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体レーザ発光装置は、一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子が形成されてなる半導体レーザ発光素子バーを前記支持板上に固着した後、前記支持板上において前記半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離させたものからなるため、半導体レーザ発光素子バーの接合時や半導体レーザ発光装置の駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和することができる。したがって、信頼性の高い半導体レーザを実現できる。また半導体レーザ発光素子バーを支持板に固着した状態で、基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離されているので、個々に分割された半導体レーザ発光素子はばらばらにならないため、生産性が低下しない。また分割後の各半導体レーザ発光素子の端面は一定の方向にそろえられた状態になるので、各半導体レーザ発光素子のレーザ光の射出方向を一定の方向にそろえることができる。よって、半導体レーザ発光装置のビーム精度の向上が図れるという、以上のような利点がある。
【００１４】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法は、一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子を有する半導体レーザ発光素子バーを形成し、支持板上に半導体レーザ発光素子バーを固着する工程と、支持板上において半導体レーザ発光素子バーを前記基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離する工程を備えたため、線膨張係数の異なる半導体レーザ発光素子バーを支持板に接合した場合に発生するひび割れ（クラック）の発生頻度を抑えることができる。これは、支持板への半導体レーザ発光素子の接合面積が小さくなるため、線膨張係数の違いによるストレスの総和を小さくすることが可能となり、その結果、ストレスを開放するために発生していたひび割れ（クラック）の発生頻度を大きく下げることが可能となる。その理由は、支持板への半導体レーザ発光素子の接合面積が小さくなることで、半導体レーザ発光素子バーの接合時や駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和することができるからである。また一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子を有する半導体レーザ発光素子バーを形成し、支持板上に半導体レーザ発光素子バーをはんだによって固着するので、半導体レーザ発光素子バーを個々の半導体レーザ発光素子に分割しても、個々の半導体レーザ発光素子は支持板に固着されているため、生産性は低下しない。また分割後の各半導体レーザ発光素子の端面は一定の方向にそろえられた状態になっているので、各半導体レーザ発光素子のレーザ光の射出方向を一定の方向にそろえることができる。よって、信頼性が高く、しかもビーム精度が高い半導体レーザ発光装置を作製できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
熱応力を十分に緩和して信頼性の高い高出力の半導体レーザ発光素子をアレイ状に形成した半導体レーザ発光装置を得るという目的を、支持板上に、一つの基板上にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子が形成された状態の半導体レーザ発光素子バーを、はんだを用いて固着した後、支持板上において半導体レーザ発光素子バーを基板とともに個々の半導体レーザ発光素子に分離させることで、個々の半導体レーザ発光素子から出射されるレーザビームの方向をばらつかせることなく実現した。
【実施例１】
【００１６】
本発明の半導体レーザ発光装置に係る第１実施例を、図１〜図２によって説明する。
【００１７】
まず、本発明の半導体レーザ発光装置について、図１（１）の概略構成断面図および図１（２）の概略構成斜視図によって説明する。
【００１８】
図１に示すように、半導体レーザ発光装置１は、ベース３１上に支持板（通常サブマウントともいう）３３が接合され、この支持板３３上に複数の半導体レーザ発光素子１１が一方向に発光光が射出されるように一列状に配列されている半導体レーザ発光素子アレイ１０が設けられている。上記支持板３３には、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）、銅タングステン（ＣｕＷ）、ダイヤモンド等の熱伝導率の大きい材料が選択される。上記ベース３１は、ヒートシンクとして用いるため、銅のような熱伝導率の大きい金属材料から成る。
【００１９】
上記複数の半導体レーザ発光素子１１は、一つの基板１２上にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１が形成された状態の半導体レーザ発光素子バー１０ｂを、はんだ（図示せず）を用いて支持板３３上に固着した後、支持板３３上において半導体レーザ発光素子バー１０ｂを基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離させたものからなる。上記半導体レーザ発光素子バー１０ｂは、基板１２上に結晶成長させてなるレーザ構造体側を支持板３３側にして、上記はんだによって固着されている。また、上記支持板３３のベース３１への接合には、はんだ（図示せず）が用いられている。これらのはんだには、例えば金スズ（ＡｕＳｎ）はんだなどの金属融材が用いられる。上記はんだは、通常、支持板３３表面にはんだ材料を蒸着しておき、半導体レーザ発光素子バー１０ｂを載せながら加熱して、はんだを溶融させ、半導体レーザ発光素子バー１０ｂと支持板３３とを接合する。このＡｕＳｎはんだは、例えば約３μｍ〜６μｍの厚みで蒸着される。
【００２０】
さらに、上記各半導体レーザ発光素子１１には、ベース３１上に絶縁板３５を介して固着されている導電ブロック３７との間にボンディングワイヤー３９がボンディングされている。すなわち、各半導体レーザ発光素子１１に電流を供給するために、各半導体レーザ発光素子１１の負（−）電極と導電ブロック３７とが接続される。また銅の導電ブロック３７の負（−）電極は、支持板３３側のベース３１の正（＋）電極と絶縁するために、上記絶縁板３５が設けられている。上記ボンディングワイヤー３９は例えば金ワイヤーもしくは金の箔で形成されている。また上記導電ブロック３７は例えば銅で形成され、上記絶縁板３５は例えばガラスもしくはエポキシ等の絶縁樹脂からなる。
【００２１】
次に、上記半導体レーザ発光素子１１のチップ構造を、図２の模式的斜視図によって説明する。
【００２２】
図２に示すように、基板１２にはｎ型ＧａＡｓ基板を用いる。このｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型の第１バッファ層１３、ｎ型の第２バッファ層１４、ｎのクラッド層１５、活性層／ガイド層１６、ｐ型のクラッド層１７およびｐ型のキャップ層１８が下層より順に積層されたダブルヘテロ（ＤＨ）接合積層構造を有している。上記第１バッファ層１３は、例えば、膜厚が０．５μｍのｎ型のＧａＡｓ層で形成されている。上記第２バッファ層１４は、例えば、膜厚０．５μｍのｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層で形成されている。上記ｎ型のクラッド層１５は、例えば、膜厚１．８μｍのｎ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ層で形成されている。上記ｐ型のクラッド層１７が、例えば、膜厚１．８μｍのｐ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ層で形成されている。また上記キャップ層１８は、例えば、膜厚０．５μｍのｐ型ＧａＡｓ層で形成されている。
【００２３】
さらに上記活性層／ガイド層１６は、膜厚が６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓガイド層と、屈折率がガイド層より大きく膜厚が１０ｎｍのＡｌ0.14Ｇａ0.86Ａｓ活性層と、膜厚が６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓガイド層との３層積層膜として構成されている。
【００２４】
上記基板１２上に形成された積層膜のうち、上記キャップ層１８および上記ｐ型のクラッド層１７の上部の電流注入領域となる両側には、電流非注入領域１９、２０が形成されている。この電流非注入領域１９、２０は、例えば、上記キャップ層１８およびｐ型のクラッド層１７上部を掘り込み、その掘り込んだ領域にｎ型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）層を埋め込んで形成されている。上記のように半導体層２１（図１にも示す）が形成される。
【００２５】
さらに、上記キャップ層１８および電流非注入領域１９、２０上には、ｐ側電極２２が形成されている。このｐ側電極層２２は、例えばキャップ層１８側より、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層からなる金属積層膜からなる。一方、上記基板１２は、厚さが例えば８０ｎｍ〜１００ｎｍに形成されており、ｎ側電極２３（図１にも示す）が形成されている。このｎ側電極２３は、例えば、基板１２側より、金ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層を順に形成されている。したがって、ｐ型のクラッド層１７の上部およびキャップ層１８は、幅が広い、例えばストライプ幅Ｗが１００μｍのワイドストライプのリッジ状体として形成され、リッジ状体の両側は電流非注入領域１９、２０となっている。この電流非注入領域１９、２０は、例えば幅がそれぞれ５０μｍに形成されている。
【００２６】
上記説明したように、半導体レーザ発光装置１は、上記半導体レーザ発光素子バー１０ｂが基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離されて上記半導体レーザ発光素子アレイ１０を形成しているものである。各半導体レーザ発光素子１１に分離される分離領域は、ワイドストライプの両側に電流非注入領域１９、２０を設けたリッジ状体間の領域となる。
【００２７】
本発明の半導体レーザ発光装置１は、一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１が形成されてなる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを支持板（サブマウント）３３上に固着した後、支持板３３上において半導体レーザ発光素子バー１０ｂを基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離させたものからなるため、線膨張係数の異なる半導体レーザ発光素子バー１０ｂと支持板３３とを接合した場合に発生するクラックの発生頻度を抑えることができる。これは、支持板３３と半導体レーザ発光素子１１との接合面積が小さくなるため、線膨張係数の違いによるストレスの総和を小さくすることが可能となり、その結果、ストレスを開放するために発生するクラックの頻度を大きく下げることが可能となるからである。したがって、半導体レーザ発光素子バー１０ｂの接合時や半導体レーザ発光装置１の駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和することができる。また半導体レーザ発光素子バー１０ｂを支持板３３に固着した状態で、基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離されているので、個々に分割された半導体レーザ発光素子１１はばらばらにならないため、生産性が低下しない。また分割後の各半導体レーザ発光素子１１の端面は一定の方向にそろえられた状態になるので、各半導体レーザ発光素子１１のレーザ光の射出方向を一定の方向にそろえることができる。よって、半導体レーザ発光装置１の信頼性の向上が図れるという、以上のような利点がある。
【００２８】
また、図３に示すように、各半導体レーザ発光素子１１の基板１２裏面には放熱層５１を設けることができる。例えば、基板１２を含む各半導体レーザ発光素子１１を被覆する絶縁膜４１が形成され、この絶縁膜４１には各基板１２上に開口部４２が形成されている。上記絶縁膜４１には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を用いることができ、その膜厚は例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍとする。そして開口部４２を通じて各基板１２に接続する放熱層５１が形成されている。また放熱層５１によって、上記ｎ側電極２３〔前記図２参照〕を兼ねることもできる。この場合には、上記ｎ側電極２３を形成しなくともよい。上記放熱層５１は熱伝導性にすぐれた金属により形成され、例えば下層が金の膜で形成され、その上層に銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の厚膜が形成されている。もしくは、基板１２中に金属が拡散せず熱伝導性に優れた低抵抗な金属の単体膜、例えば金の膜で形成することもできる。この放熱層５１による熱放散によってデバイスの特性、例えば動作電流を下げる、特性温度Ｔ0を向上させることができる。そして、高出力動作時の高信頼性を得ることができる。特に、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色のアレイレーザは、赤外ＡｌＧａＡｓレーザと比較して温度特性に劣るので、素子温度の上昇を抑えることによるデバイス特性の向上が大きい。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の半導体レーザ発光装置に係る第２実施例を、図４によって説明する。この第２実施例では、前記第１実施例において基板１２を薄くした一例を説明する。したがって、図４では、半導体レーザ発光素子アレイ１０について説明する。なお、その他の構成は前記図１によって説明した第１実施例と同様である。
【００３０】
図４に示すように、半導体レーザ発光素子アレイ１０は、支持板３３上に複数の半導体レーザ発光素子１１が一方向に発光光が射出されるように一列状に配列されている。上記複数の半導体レーザ発光素子１１は、一つの基板１２上にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１が形成された状態の半導体レーザ発光素子バーを、はんだ（図示せず）を用いて支持板３３上に固着した後、支持板３３上において半導体レーザ発光素子バーを基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離させたものからなる。上記半導体レーザ発光素子バーは、基板１２上に結晶成長させてなるレーザ構造体側を支持板３３側にして、上記はんだによって固着されている。上記はんだには第１実施例で説明したものと同様なものが用いられる
【００３１】
上記各半導体レーザ発光素子１１が形成されている基板１２は、例えば５０ｎｍ以下の厚さに薄くされている。この基板１２は完全に除去されていてもよい。図４では、基板１２を薄くした一例を示している。そして、各半導体レーザ発光素子１１間には絶縁膜４５が埋め込まれている。この絶縁膜４５は、少なくとも基板１２上に結晶成長させてなるレーザ構造体の側部を完全に被覆するように形成されている。そして上記基板１２側には金属からなる放熱層５１が設けられている。この放熱層５１は、金属の単層膜であっても多層膜であってもよい。またこの放熱層５１は、ワイヤーボンディングによるレーザへのダメージを抑え、さらに、厚い金属膜による熱の放散という効果が得られるように厚膜に形成されている。例えば５００ｎｍ以上５０μｍ以下の厚さに形成されている。ここで、放熱層５１の膜厚を５００ｎｍ以上としたのは、この放熱層５１にワイヤーボンディングが行われるため、その際に放熱層５１下の半導体レーザ発光素子１１にダメージが生じないようにするためである。また放熱層５１の膜厚を５０μｍ以下としたのは、これよりも厚くしても放熱層としての機能向上がほとんどないためである。すなわち、十分な放熱機能を有するとともに製造コストをかけ過ぎないようにしたためである。
【００３２】
また、上記説明中で触れたが、基板１２を研磨、エッチング等によって全て取り除く構成であってもよい。この場合は、基板１２が無いため、レーザ構造体が直接放熱層５１に接触するため、より一層の放熱効果が得られる。
【００３３】
上記第２実施例のように、放熱層５１を備えた攻勢では、半導体レーザ発光装置１を稼動させたときに発生するレーザ構造体の発熱を効率よく放熱層５１によって逃がすことができるので、半導体レーザ発光装置１の信頼性の向上が図れる。
【００３４】
前記図２では、赤外のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ発光装置について説明した。本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系の赤色の半導体レーザ発光素子アレイを有する半導体レーザ発光装置の場合にも有効である。特に、本発明の熱放散によって特性が向上する。これは、上記ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ発光素子が、上記ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ発光装置と比較して温度特性に劣るので、素子温度の上昇を抑えることによるデバイス特性の向上が大きい。ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ発光素子アレイの場合、結晶成長が異なるだけで、それ以降は、ＡｌＧａＡｓ系と全く同様にして作製されている。
【実施例３】
【００３５】
次に、ＡｌＧａＩｎＰ系の赤色の半導体レーザ発光素子について、図５の概略構成断面図によって説明する。ここでは、埋め込みリッジ型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ発光素子を示す。
【００３６】
図５に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板７１（基板１２に相当）を用いる。このｎ型のＧａＡｓ基板７１上に、ｎ型のクラッド層７２、光ガイド層７３、活性層７４、光ガイド層７５、ｐ型のクラッド層７６、ｐ型のエッチング停止層７７、ｐ型のクラッド層７８、ｐ型の中間層７９およびｐ型のキャップ層８０が下層より順に積層されたダブルヘテロ（ＤＨ）接合積層構造を有している。さらに、電流注入領域となる上記ｐ型のキャップ層８０、ｐ型の中間層７９およびｐ型のクラッド層７８はリッジ状に形成され、そのリッジ状に形成された両側の上記ｐ型のエッチング停止層７７上には、電流狭窄層８１、８２が形成されている。この電流狭窄層８１、８２は、例えば、ｐ型のキャップ層８０、ｐ型の中間層７９およびｐ型のクラッド層７８を掘り込み、その掘り込んだ領域にｎ型のアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）層を埋め込んで形成されている。このように、埋め込みリッジ型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ発光素子３は構成されている。
【００３７】
上記各構成要素をさらに詳細に説明する。上記ｎ型のＧａＡｓ基板７１は、例えば｛１００｝面から＜１１０＞方向に所定の角度、例えば８°〜１６°程度オフした主面を有するｎ型ＧａＡｓ基板からなる。上記ｎ型のクラッド層７２は、例えばｎ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰ層からなり、例えば１μｍの厚さに形成されている。上記光ガイド層７３は、例えばアンドープのＡｌＧａＩｎＰ層からなり、例えば５０ｎｍの厚さに形成されている。
【００３８】
上記活性層７４は、例えばアンドープのＧａＩｎＰ層を量子井戸層（ＧａＩｎＰ量子井戸層）、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を障壁層（ＡｌＧａＩｎＰ障壁層）とする多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなる。上記量子井戸層は例えば厚さ５ｎｍに形成され、上記障壁層は例えば厚さ５ｎｍに形成されている。
【００３９】
上記光ガイド層７５は、例えばアンドープのＡｌＧａＩｎＰ層からなり、例えば５０ｎｍの厚さに形成されている。上記ｐ型のクラッド層７６は、例えばｐ型のＡｌ（Ｇａ）ＩｎＰ層からなり、例えば０．１５μｍ〜０．５μｍの厚さに形成されている。上記ｐ型のエッチング停止層７７は、例えばｐ型のＧａＩｎＰ層からなり、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成されている。上記ｐ型のクラッド層７８は、例えばｐ型のＡｌＧａＩｎＰ層からなり、例えば０．８μｍの厚さに形成されている。上記ｐ型の中間層７９は、例えばｐ型のＧａＩｎＰ層からなる。上記ｐ型のキャップ層８０は、例えばｐ型のＧａＡｓ層からなり、例えば０．３μｍの厚さに形成されている。これらの膜は、例えば、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、順次成長させて積層することにより形成されている。上記のように半導体層８３が形成される。
【００４０】
さらに、上記キャップ層８０および電流狭窄層８１、８２上には、ｐ側電極８４が形成されている。このｐ側電極８４は、例えばキャップ層８０側より、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層を積層した金属積層膜からなる。一方、上記ｎ型のＧａＡｓ基板７１には、ｎ側電極８５が形成されている。このｎ側電極８４は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ基板７１側より、金ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層を順に積層して形成されている。
【００４１】
上記実施例３の半導体レーザ発光素子の構造であっても、前記第１、第２実施例に適用することができ、前記同様なる作用、効果を得ることができる。
【実施例４】
【００４２】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例を、図６〜図８の製造工程図によって説明する。
【００４３】
前記図２もしくは図５によって説明した半導体レーザ発光素子の構造を基板１２上に形成する。この製造方法は、既知の製造方法を用いることができる。例えば、減圧下、例えば１３．３ｋＰａ程度の減圧下でＭＯＣＶＤ法等のエピタキシャル成長によって、ＧａＡｓ基板上に各化合物半導体層を堆積することで形成することができる。また、電流非注入領域（電流狭窄領域）は、通常のリソグラフィー技術とエッチング技術により積層構造に溝を形成した後、電流非注入領域（電流狭窄領域）となる材料層を埋め込み、余剰な材料層を、例えばＣＭＰによって除去すればよい。
【００４４】
次いで、上記キャップ層および電流非注入領域（電流狭窄領域）上には、ｐ側電極８４を形成する。このｐ側電極８４は、例えばキャップ層側より、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層を順に積層した金属積層膜で形成される。一方、上記ｎ型のＧａＡｓ基板には、ｎ側電極８５が形成されている。このｎ側電極は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ基板側より、金ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層を順に積層して形成されている。これにより、前記図２もしくは前記図５に示した半導体レーザ素子を作製することができる。以下、代表して、前記図２によって説明した半導体レーザ発光素子を用いた場合を説明する。
【００４５】
次に、複数の半導体レーザ発光素子１１がアレイ状に形成されたウエハ（基板１２）からなる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成する。すなわち、図６（１）に示すように、ウエハ（図示せず）より、発光方向を同一方向（矢印方向）として、電流注入領域の両側に電流非注入領域１９、２０が形成された半導体レーザ発光素子１１が１列に配列されている半導体レーザ発光素子バー１０ｂを切り出す。
【００４６】
次に、図６（２）に示すように、支持板（サブマウント）３３上にはんだ（図示せず）を用いて半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着する。その際、支持板３３側に半導体レーザ発光素子バー１０ｂのレーザ構造（半導体層２１）側を固着する。これによって、半導体レーザ発光素子１１で発生した熱の一部を支持板３３側に迅速に逃がすことができる。上記支持板３３は、炭化シリコン（ＳｉＣ）、銅タングステン（ＣｕＷ）、ダイヤモンド等の熱伝導率の大きい材料が用いられる。はんだには、例えば金スズ（ＡｕＳｎ）はんだなどの金属融材が用いられる。通常は、支持板３３表面にはんだ材料を蒸着しておき、その上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを載せながら加熱してはんだを溶融させ、支持板３３表面に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを接合させる。このＡｕＳｎはんだは、約３μｍ〜６μｍの厚みで蒸着されている。なお、図６（２）の上図は斜視図であり、下図は断面図である。
【００４７】
次に、図７（３）に示すように、上記半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着した上記支持板３３を、ガイド溝（図示せず）を設けた支持基板９１に並べる。支持基板９１にはあらかじめワックス９２を塗布しておき、ワックス９２を温めてから冷却することで支持板３３を支持基板９１に固着する。上記支持基板９１には、例えば石英基板、ガラス基板等を用いることができる。
【００４８】
その後、図７（４）に示すように、支持基板９１上の支持板３３および半導体レーザ発光素子バー１０ｂの全体にレジストを塗布してレジスト膜９３を形成する。
【００４９】
次に、図７（５）に示すように、通常のフォトリソグラフィー技術によって、上記レジスト膜９３を露光する。レジスト膜９３にポジ型レジストを用いた場合には、ストライプの間の領域（斜線部）を露光するようにしておく。例えば、形成されるレーザのストライプ幅によるが、ストライプ幅１００μｍの場合、両側に５０μｍ程度の電流非注入領域を残して、残りの間の領域を露光するようにする。なお、コンタクト露光の場合は、半導体レーザ発光素子バー１０ｂに強くマスク（図示せず）を押し当てないような工夫が必要である。その後、現像を行い、例えば、上記レジスト膜９３にポジ型レジストを用いた場合には、光が照射された部分が現像処理によって除去される。すなわち、各半導体レーザ発光素子の電流非注入領域間上のレジスト９３がストライプ状に除去される。
【００５０】
次に、図８（６）に示すように、上記レジスト膜９３をエッチングマスクに用いて、ｎ側電極２３をエッチング除去する。その除去幅は、レーザのストライプ幅によるが、ストライプ幅１００μｍの場合、両側に５０μｍ程度を残して、残りの間の領域をウェットエッチングによって取り除く。エッチング液として、ヨウ素系のエッチャントで金属をエッチングする。
【００５１】
さらに、図８（７）に示すように、硫酸と過酸化水素水の混合液を使い、上記混合液の入ったエッチング槽に支持基板９１ごと支持板３３を浸して、レジスト膜９３をマスクにして、基板１２、半導体層２１のエッチングを行う。
【００５２】
その後、図８（８）に示すように、レジスト膜９３およびワックス９２〔前記図７（３）、（４）参照〕を有機溶剤で除去する。さらに、各半導体レーザ発光素子バー１０ｂの一つ一つを洗浄する。この結果、支持板３３上に固着された状態の半導体レーザ発光素子バー１０ｂが個々の半導体レーザ発光素子１１に分離された半導体レーザ発光素子アレイ１０が形成される。上記各半導体レーザ発光素子１１は、支持板３３に固着された状態で個々の半導体レーザ発光素子１１に分離されるので、レーザ光の射出方向がそろったものとなる。
【００５３】
次いで、前記図１に示したように、はんだを用いて上記半導体レーザ発光素子アレイ１０の支持板３３をベース３１に固着する。上記ベース３１は、ヒートシンクとして用いるため、銅のような熱伝導率の大きい金属材料から成る。このベース３１上には絶縁板３５を介して導電ブロック３７が固着されている。そして上記各半導体レーザ発光素子１１と導電ブロック３７とをボンディングワイヤー３９によりボンディング接続する。すなわち、各半導体レーザ発光素子１１に電流を供給するために、各半導体レーザ発光素子１１の負（−）電極と導電ブロック３７とを接続する。また銅の導電ブロック３７の負（−）電極は、支持板３３側のベース３１の正（＋）電極と絶縁するために、上記絶縁板３５が設けられている。上記ボンディングワイヤー３９には例えば金ワイヤーもしくは金の箔を用いる。また上記導電ブロック３７は例えば銅で形成されたものを用い、上記絶縁板３５は例えばガラスもしくはエポキシ等の絶縁樹脂からなるものを用いる。このようにして、半導体レーザ発光装置１が完成する。
【００５４】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法は、一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１を有する半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成し、支持板３３上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着する工程と、支持板３３上において半導体レーザ発光素子バー１０ｂを基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離する工程を備えたため、線膨張係数の異なる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを支持板３３に接合した場合に発生するひび割れ（クラック）の発生頻度を抑えることができる。これは、支持板３３への半導体レーザ発光素子１１の接合面積が小さくなるため、線膨張係数の違いによるストレスの総和を小さくすることが可能となり、その結果、ストレスを開放するために発生していたひび割れ（クラック）の発生頻度を大きく下げることが可能となる。その理由は、支持板３３への半導体レーザ発光素子１１の接合面積が小さくなることで、半導体レーザ発光素子バー１０ｂの接合時や駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和することができるからである。また一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１を有する半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成し、支持板３３上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂをはんだによって固着するので、半導体レーザ発光素子バー１０ｂを個々の半導体レーザ発光素子１１に分割しても、個々の半導体レーザ発光素子１１は支持板３３に固着されているため、生産性は低下しない。また分割後の各半導体レーザ発光素子１１の端面は一定の方向にそろえられた状態になっているので、各半導体レーザ発光素子１１のレーザ光の射出方向を一定の方向にそろえることができる。よって、信頼性が高く、しかもビーム精度が高い半導体レーザ発光装置１を作製できるという利点がある。
【実施例５】
【００５５】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第２実施例を、図９〜図１２の製造工程図によって説明する。
【００５６】
前記図２もしくは図５によって説明した半導体レーザ発光素子の構造（半導体層２１）を基板１２上に形成する。この製造方法は、既知の製造方法を用いることができる。例えば、減圧下、例えば１３．３ｋＰａ程度の減圧下でＭＯＣＶＤ法等のエピタキシャル成長によって、ＧａＡｓ基板上に各化合物半導体層を堆積することで形成することができる。また、電流非注入領域（電流狭窄領域）は、通常のリソグラフィー技術とエッチング技術により積層構造に溝を形成した後、電流非注入領域（電流狭窄領域）となる材料層を埋め込み、余剰な材料層を、例えばＣＭＰによって除去すればよい。
【００５７】
次いで、上記キャップ層および電流非注入領域（電流狭窄領域）上には、ｐ側電極８４を形成する。このｐ側電極８４は、例えばキャップ層側より、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層を順に積層した金属積層膜で形成される。なお、上記ｎ型のＧａＡｓ基板にｎ側電極は形成しない。これにより、前記図２もしくは前記図５に示した半導体レーザ素子を作製することができる。以下、代表して、前記図２によって説明した半導体レーザ発光素子を用いた場合を説明する。
【００５８】
次に、複数の半導体レーザ発光素子１１がアレイ状に形成されたウエハ（基板１２）からなる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成する。すなわち、図９（１）に示すように、ウエハ（図示せず）より、発光方向を同一方向（矢印方向）として、電流注入領域の両側に電流非注入領域１９、２０が形成された半導体レーザ発光素子１１が１列に配列されている半導体レーザ発光素子バー１０ｂを切り出す。
【００５９】
次に、図９（２）に示すように、支持板（サブマウント）３３上にはんだ（図示せず）を介して半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着する。その際、支持板３３側に半導体レーザ発光素子バー１０ｂのレーザ構造（ｐ側電極２１）側を固着する。これによって、半導体レーザ発光素子１１で発生した熱の一部を支持板３３側に迅速に逃がすことができる。上記支持板３３は、炭化シリコン（ＳｉＣ）、銅タングステン（ＣｕＷ）、ダイヤモンド等の熱伝導率の大きい材料が用いられる。はんだには、例えば金スズ（ＡｕＳｎ）はんだなどの金属融材が用いられる。通常は、支持板３３表面にはんだ材料を蒸着しておき、その上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを載せながら加熱してはんだを溶融させ、支持板３３表面に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを接合させる。このＡｕＳｎはんだは、約３μｍ〜６μｍの厚みで蒸着されている。なお、図９（２）の上図は斜視図であり、下図は正面図である。
【００６０】
次に、図１０（３）に示すように、上記半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着した上記支持板３３を、ガイド溝（図示せず）を設けた支持基板９１に並べる。支持基板９１にはあらかじめワックス９２を塗布しておき、ワックス９２を温めてから冷却することで支持板３３を支持基板９１に固着する。上記支持基板９１には、例えば石英基板、ガラス基板等を用いることができる。なお、ワックスの代わりにレジストを用いることもできる。
【００６１】
次に、図１０（４）に示すように、支持基板９１に接着された支持板３３の半導体レーザ発光素子バー１０ｂの基板１２を、例えば８０μｍ〜１００μｍの厚さになるように研磨する。研磨は、例えば♯３０００程度の粒度のアルミナ砥粒を用いたラッピングによる。もしくは、研削装置により研削によって基板１２を削ることもできる。さらに基板１２を研磨する、もしくはエッチングする、もしくは研磨とエッチングを施し、基板１２を５０μｍ以下の厚さに薄くする。このとき、基板１２を、研磨、エッチングによって全て除去してもよい。熱伝導率の低い基板１２を５０μｍ以下の膜厚とすることによって、放熱層を形成した際の放熱効果が十分に発揮できるようになる。一方、通常の半導体レーザ装置は、基板１２の厚さが１００μｍ程度あり、高出力な半導体レーザ装置の発振特性を著しく劣化させていた。そこで、本発明のように、基板１２の厚さを１００μｍから５０μｍとすることで、例えば、サブマウントに対して反対側への放熱量を二倍もしくは基板１２上面（放熱層側の面）での温度上昇を１／２にすることができる。このように、基板１２を薄くすることによって、特性劣化を抑制することができる。
【００６２】
その後、図１０（５）に示すように、上記ワックス９２〔前記図１０（３）参照〕を有機溶剤で除去する。この有機溶剤には、ワックスを溶かすものであればよく、例えばアセトンを用いることができる。またレジストが用いられた場合には、レジストを溶解する有機溶剤を用いる。その結果、支持基板９１〔前記図１０（４）参照〕から基板１２を薄く形成した支持板３３が剥離される。
【００６３】
その後、図１１（６）に示すように、支持板３３上の半導体レーザ発光素子バー１０ｂの全体にレジストを塗布してレジスト膜９３を形成する。
【００６４】
その後、図１１（７）に示すように、通常のフォトリソグラフィー技術によって、上記レジスト膜９３を露光する。レジスト膜９３にポジ型レジストを用いた場合には、ストライプの間の領域（斜線部）を露光するようにしておく。例えば、形成されるレーザのストライプ幅によるが、ストライプ幅１００μｍの場合、両側に５０μｍ程度の電流非注入領域を残して、残りの間の領域を露光するようにする。なお、コンタクト露光の場合は、半導体レーザ発光素子バー１０ｂに強くマスク（図示せず）を押し当てないような工夫が必要である。その後、現像を行い、例えば、上記レジスト膜９３にポジ型レジストを用いた場合には、光が照射された部分が現像処理によって除去される。すなわち、各半導体レーザ発光素子の電流非注入領域間上のレジスト９３がストライプ状に除去される。
【００６５】
次に、図１１（８）に示すように、上記レジスト膜９３をエッチングマスクに用いて、基板１２およびレーザ構造を有する半導体層２１をエッチング除去して、個々の半導体レーザ発光素子１１に分離する。その除去幅は、レーザのストライプ幅によるが、ストライプ幅１００μｍの場合、両側に５０μｍ程度を残して、残りの間の領域をウェットエッチングによって取り除く。エッチング液としてフッ酸系エッチング液を使い、上記エッチング液の入ったエッチング槽に支持板３３を浸して、基板１２、半導体層２１のエッチングを行う。
【００６６】
その後、図１１（９）に示すように、レジスト膜９３〔前記図１１（８）参照〕を有機溶剤で除去する。この有機溶剤には、レジストを溶かすものであればよく、例えばアセトンを用いることができる。この結果、支持板３３上に固着された状態の半導体レーザ発光素子バー１０ｂが個々の半導体レーザ発光素子１１に分離された半導体レーザ発光素子アレイ１０が形成される。上記各半導体レーザ発光素子１１は、支持板３３に固着された状態で個々の半導体レーザ発光素子１１に分離されるので、レーザ光の射出方向がそろったものとなる。
【００６７】
次に、図１１（１０）に示すように、支持板３３上の各半導体レーザ発光素子１１の全体にレジストを塗布してレジスト膜９４を形成する。
【００６８】
その後、図１２（１１）に示すように、通常のフォトリソグラフィー技術によって、上記レジスト膜９４を露光する。レジスト膜９４にポジ型レジストを用いた場合には、半導体レーザ発光素子１１間の領域を露光する。その後、現像を行い、例えば、上記レジスト膜９４にポジ型レジストを用いた場合には、光が照射された部分が現像処理によって除去される。この結果、各半導体レーザ発光素子１１上にのみレジスト膜９４が残される。
【００６９】
次に、図１２（１２）に示すように、支持板３３上の各半導体レーザ発光素子１１の全体に絶縁物を堆積して、絶縁膜９５を形成する。この絶縁膜９５は、半導体レーザ発光素子１１間を埋め込むように形成される。ただし半導体レーザ発光素子１１間では、上記レジスト膜９４の上面よりも低く堆積される。
【００７０】
次に、図１１（１３）に示すように、有機溶剤を用いたレジストエッチングにより、各半導体レーザ発光素子１１上に形成されている上記レジスト膜９４〔前記図１１（１２）参照〕を、その上に形成されている絶縁膜９５〔前記図１１（１２）参照〕とともに除去する。この結果、各半導体レーザ発光素子１１間に絶縁膜９５が埋め込まれる。
【００７１】
次に、図１１（１４）に示すように、支持板３３上の各半導体レーザ発光素子１１の全体に金属を堆積して、ｎ側電極を兼ねる放熱層５１を形成する。上記放熱層５１は熱伝導性にすぐれた金属により形成され、例えば下層が金の膜で形成され、その上層に銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の厚膜が形成される。もしくは、基板１２中に金属が拡散せず熱伝導性に優れた低抵抗な金属の単体膜、例えば金の膜で形成することもできる。上記放熱層５１は、厚さ５００ｎｍ以上に形成することが好ましい。これは、ワイヤーボンディングによるレーザ構造（半導体層２１）へのダメージを抑え、さらに、厚い金属膜による熱の放散という大きな効果が得られるからである。上記各金属膜は、例えば蒸着法、めっき法等により成膜することができる。例えば蒸着法で形成する場合には、処理が容易であり、めっき法で形成する場合はストレスの無い成膜が可能である。
【００７２】
次いで、前記図１に示したように、はんだを用いて上記半導体レーザ発光素子アレイ１０の支持板３３をベース３１に固着する。上記ベース３１は、ヒートシンクとして用いるため、銅のような熱伝導率の大きい金属材料から成る。このベース３１上には絶縁板３５を介して導電ブロック３７が固着されている。そして上記放熱層５１と導電ブロック３７とをボンディングワイヤー３９によりボンディング接続する。すなわち、各半導体レーザ発光素子１１に電流を供給するために、各半導体レーザ発光素子１１の負（−）電極側と導電ブロック３７とを接続する。また銅の導電ブロック３７の負（−）電極は、支持板３３側のベース３１の正（＋）電極と絶縁するために、上記絶縁板３５が設けられている。上記ボンディングワイヤー３９には例えば金ワイヤーもしくは金の箔を用いる。また上記導電ブロック３７は例えば銅で形成されたものを用い、上記絶縁板３５は例えばガラスもしくはエポキシ等の絶縁樹脂からなるものを用いる。このようにして、半導体レーザ発光装置１が完成する。
【００７３】
本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法は、一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１を有する半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成し、支持板３３上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂを固着する工程と、支持板３３上において半導体レーザ発光素子バー１０ｂを基板１２とともに個々の半導体レーザ発光素子１１に分離する工程を備えたため、線膨張係数の異なる半導体レーザ発光素子バー１０ｂを支持板３３に接合した場合に発生するひび割れ（クラック）の発生頻度を抑えることができる。これは、支持板３３への半導体レーザ発光素子１１の接合面積が小さくなるため、線膨張係数の違いによるストレスの総和を小さくすることが可能となり、その結果、ストレスを開放するために発生していたひび割れ（クラック）の発生頻度を大きく下げることが可能となる。その理由は、支持板３３への半導体レーザ発光素子１１の接合面積が小さくなることで、半導体レーザ発光素子バー１０ｂの接合時や駆動前後の温度差によって発生する熱応力を緩和することができるからである。また一つの基板１２にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ発光素子１１を有する半導体レーザ発光素子バー１０ｂを形成し、支持板３３上に半導体レーザ発光素子バー１０ｂをはんだによって固着するので、半導体レーザ発光素子バー１０ｂを個々の半導体レーザ発光素子１１に分割しても、個々の半導体レーザ発光素子１１は支持板３３に固着されているため、生産性は低下しない。また分割後の各半導体レーザ発光素子１１の端面は一定の方向にそろえられた状態になっているので、各半導体レーザ発光素子１１のレーザ光の射出方向を一定の方向にそろえることができる。よって、信頼性が高く、しかもビーム精度が高い半導体レーザ発光装置１を作製できるという利点がある。
【００７４】
さらに、基板１２を５０μｍ以下の厚さとなるように薄くしているため、実施例１の構造よりも半導体層２１で発熱した熱をさらに効率よく放熱層５１によって放熱することができる。また、基板１２を全て除去した場合には、さらに放熱効率を高めることができる。これは、半導体層２１での発熱を基板１２によって阻害されることなく、放熱層５１に伝導することができるためである。
【実施例６】
【００７５】
前記本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例において、前記図８（８）に示したように、半導体レーザ発光素子アレイ１０を形成した後、図１３に示すように、例えば、基板１２を含む各半導体レーザ発光素子１１を被覆する絶縁膜４１を形成する。この絶縁膜４１には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を用いることができ、その膜厚は例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍとする。その後、リソグラフィー技術とエッチング技術により、各半導体レーザ発光素子１１の基板１２上の上記絶縁膜４１に開口部４２を形成する。そして開口部４２を通じて各基板１２に接続する放熱層５１を形成する。また放熱層５１によって、上記ｎ側電極２３を兼ねることもできる。この場合には、上記ｎ側電極２３を形成しなくともよい。上記放熱層５１は熱伝導性にすぐれた金属により形成され、例えば下層が金の膜で形成され、その上層に銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の厚膜が形成されている。もしくは、基板１２中に金属が拡散せず熱伝導性に優れた低抵抗な金属の単体膜、例えば金の膜で形成することもできる。この放熱層５１による熱放散によってデバイスの特性、例えば動作電流を下げることができ、特性温度を向上させることができる。そして、高出力動作時の高信頼性を得ることができる。特に、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色のアレイレーザは、赤外ＡｌＧａＡｓレーザと比較して温度特性に劣るので、素子温度の上昇を抑えることによるデバイス特性の向上が大きい。
【００７６】
また、上記図１３で説明したプロセスにおいて、図示はしないが、絶縁膜４１を形成した後、半導体レーザ発光素子１１の基板１２が露出するように絶縁膜４１をエッチバックし、その後、上記放熱層５１を形成することもできる。
【００７７】
本発明は、ＡｌＧａＩｎＮ系の半導体レーザ発光装置についても適用することができる。この場合、半導体レーザ発光素子バーを個々の半導体レーザ発光素子に分離する際には、ドライエッチングを適用する。現時点では、ＡｌＧａＩｎＮ系材料のウエットエッチングは困難とされているからである。このドライエッチングは、例えば反応性イオンエッチングを用い、エッチングガスに塩素（Ｃｌ2）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを用い、その流量比は例えば塩素:アルゴン＝１０：１とする。この混合ガスの供給量は、例えば２ｃｃ／ｍｉｎ〜３０ｃｃ／ｍｉｎとし、ＲＦ出力を例えば１５０Ｗ、ウエハ温度を１０℃とする。このエッチングのマスクには、いわゆるハードマスクを用い、その材料には酸化シリコンを用いる。この酸化シリコンマスクは例えば蒸着法により形成され、厚さを例えば３００ｎｍとする。なお、上記エッチング条件の数値は一例であって、上記値に限定されることは無く、適宜、変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の半導体レーザ発光装置およびその製造方法は、特に赤色発光の半導体レーザ発光装置という用途に適用することが有効であり、その他の半導体レーザ発光装置についても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の半導体レーザ発光装置に係る第１実施例を示した図面である。
【図２】本発明の半導体レーザ発光装置に係る第１実施例における半導体レーザ発光素子のチップ構造を示した模式的斜視図である。
【図３】本発明の半導体レーザ発光装置に係る第１実施例において放熱層を設けた事例の概略構成断面図である。
【図４】本発明の半導体レーザ発光装置に係る第１実施例において放熱層を設けた事例の概略構成断面図である。
【図５】ＡｌＧａＩｎＰ系の赤色の半導体レーザ発光素子を示した概略構成断面図である。
【図６】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例を示した製造工程図である。
【図７】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例を示した製造工程図である。
【図８】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例を示した製造工程図である。
【図９】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１０】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１１】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１２】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１３】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係る第１実施例において放熱層を設けた事例の概略構成断面図である。
【図１４】一般的な高出力な半導体レーザ発光装置の構造を示した概略構成斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…半導体レーザ発光装置、１０ｂ…半導体レーザ発光素子バー、１１…半導体レーザ発光素子、１２…基板、３３…支持板
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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