(57)【要約】【課題】取付精度の高い光半導体素子を実現する。【解決手段】第１面１１ａと第１面１１ａの反対側の第２面１１ｂとを有する導電性の透明なＧａＮ基板１１と、ＧａＮ基板１１の第１面１１ａ上に積層されている、窒化物半導体層１２と、窒化物半導体層１２上に配設され、少なくとも１つの切欠１３１または透孔３３１が設けられているｐ電極１３と、ＧａＮ基板１１の第２面１１ｂ上に配設され、少なくとも１つの切欠１４１または透孔３４１が設けられているｎ電極１４と、を備え、ｎ電極１４側からの平面視において、ｐ電極１３の切欠１３１また透孔３３１の縁部は、ｎ電極１４の切欠１４１内または透孔３４１内に位置することで光半導体素子の取付精度を向上させるとことができる。【選択図】図３
2019145593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する導電性の透明な基板と、
前記基板の第１面上に積層されている、窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第１電極と、
前記基板の第２面上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第２電極と、を備え、
前記第２電極側からの平面視において、前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部は、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置する光半導体素子。
【請求項２】
前記第２電極は、前記第２面上の矩形状領域に配設され、前記第２電極の前記切欠または前記透孔は、前記矩形状領域の対角近傍に１つずつ設けられ、
前記第２電極側からの平面視において、それぞれの前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に、前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部が位置する請求項１に記載の光半導体素子。
【請求項３】
前記光半導体素子は、半導体レーザ素子を含む請求項１または２に記載の光半導体素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光半導体素子と、
前記光半導体素子を載置するための載置面を有する載置基板と、
前記光半導体素子の前記第１電極面と前記載置基板の前記載置面に接して、前記光半導体素子と前記載置基板を接合している接合材と、を備えた光半導体モジュール。
【請求項５】
光半導体素子であって、
第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する導電性の透明な基板と、
前記基板の第１面上に積層されている、窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第１電極と、
前記基板の第２面上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第２電極と、を備え、
前記第２電極側からの平面視において、前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部は、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置する光半導体素子と、
前記光半導体素子を載置するための載置面を有する載置基板であって、前記載置面の所定の位置に接合材を配置した載置基板と、を準備し、
前記第２電極側からの平面視において、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置する前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部と、前記接合材の縁部とを重ね合わせることによって、前記光半導体素子と前記載置基板とを位置合わせをして接合する、光半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体素子、光半導体モジュール、および光半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体素子として、窒化物半導体基板上に活性層を含む窒化物半導体層をエピタキシャル成長させた成長層を形成した半導体レーザ素子が知られている。このような半導体レーザ素子は、窒化物半導体層を成長させた、いわゆる成長層側の面とその反対側の基板側の面の両側に電極を有している（たとえば、特許文献１参照）。半導体レーザ素子を動作させると、動作に伴い発熱する。そこで、光半導体素子の冷却するために、光半導体素子を金属およびセラミックなどの放熱性の高い放熱板またはサブマウントなどに取付けた光半導体モジュールが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０３１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような半導体レーザ素子は、半導体レーザ素子を動作させると、基板側よりも成長層側の発熱量が多いため、成長層側が放熱板またはサブマウントに接触するように載置して放熱性を改善する、いわゆるジャンクションダウン実装される場合がある。
【０００５】
しかしながら、ジャンクションダウン実装する場合、発光する部分である、活性層を含む半導体層側を放熱板と接合する際に、不透明な基板側の電極によって、半導体レーザ素子と放熱板またはサブマウントとの位置合わせが行いにくくなり適切な位置に光半導体素子を配置できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の光半導体素子は、第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する導電性の透明な基板と、前記基板の第１面上に積層されている、窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第１電極と、前記基板の第２面上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第２電極と、を備え、前記第２電極側からの平面視において、前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部は、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置することを特徴とするものである。
【０００７】
本開示の光半導体モジュールは、上記の光半導体素子と、前記光半導体素子を載置するための載置面を有する載置基板と、前記光半導体素子の前記第１電極面と前記載置基板の前記載置面に接して、前記光半導体素子と前記載置基板を接合している接合材と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本開示の光半導体モジュールの製造方法は、光半導体素子であって、第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する導電性の透明な基板と、前記基板の第１面上に積層されている、窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第１電極と、前記基板の第２面上に配設され、少なくとも１つの切欠または透孔が設けられている第２電極と、を備え、前記第２電極側からの平面視において、前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部は、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置する光半導体素子と、前記光半導体素子を載置するための載置面を有する載置基板であって、前記載置面の所定の位置に接合材を配置した載置基板と、を準備し、前記第２電極側からの平面視において、前記第２電極の前記切欠内または前記透孔内に位置する前記第１電極の前記切欠または前記透孔の縁部と、前記接合材の縁部とを重ね合わせることによって、前記光半導体素子と前記載置基板とを位置合わせをして接合することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の光半導体素子は、載置基板の載置位置を確認しながら載置できるので、取付精度の高い光半導体素子を実現することができる。
【００１０】
本開示の光半導体モジュールは、載置基板への光半導体素子の取付精度が高いので信頼性の高い光半導体モジュールを実現することができる。
【００１１】
本開示の光半導体モジュールの製造方法は、載置基板の載置位置を確認しながら載置するので、信頼性の高い光半導体モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す側面図である。
【図２】本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図である。
【図３】本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図である。
【図４】本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図である。
【図５】本開示の第１実施形態の光半導体素子モジュールの一例を示す側面図である。
【図６】本開示の第１実施形態の光半導体素子モジュールの一例を示す平面図である。
【図７】本開示の第２実施形態の光半導体素子の他の一例を示す平面図である。
【図８】本開示の第２実施形態の光半導体素子の他の一例を示す平面図である。
【図９】本開示の第２実施形態の光半導体素子モジュールの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す側面図であり、半導体レーザ素子１０を共振器面側から見た図である。また、図２は、本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図であり、ｐ電極側から見た図である。また、図３は、本開示の第１実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図であり、ｎ電極側から見た図である。光半導体素子の一例である半導体レーザ素子１０は、縦５００〜１３００μｍ、横１００〜２５０μｍ、高さ５０〜１５０μｍの略直方体状であり、長手方向に共振器面１０ａ，１０ｂが向かい合うように形成され、一方の共振器面１０ａからレーザ光を出射するように構成されている。
【００１４】
半導体レーザ素子１０において、ｎ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）で構成されるＧａＮ基板１１の第１面１１ａ上に、窒化物半導体層１２が積層されている。窒化物半導体層１２上に第１電極であるｐ電極１３が設けられている。また、ＧａＮ基板１１の第２面１１ｂ上に第２電極であるｎ電極１４が設けられている。
【００１５】
ｎ型のＧａＮ基板１１は、たとえば、第１面１１ａおよび第２面１１ｂの法線がｃ軸方向またはｃ軸に対してオフ角を有する透明な基板であって、厚さが４０〜１４０μｍ程度である。ＧａＮ基板１１は、直径が２インチ程度のＧａＮウェハから形成することが可能である。ＧａＮ基板１１は透明であり、Ｓｉなどのｎ型のドーパントがドープされており、導電性を有している。
【００１６】
ＧａＮ基板１１上に窒化物半導体をエピタキシャル成長させて形成される、窒化物半導体層１２は、ＧａＮ基板１１とは反対側に、帯状の突出部であるリッジ部１２ａを有している。窒化物半導体層１２のリッジ部１２ａの上面を除く部分に絶縁膜１５が設けられている。また、窒化物半導体層１２上には、第１電極であるｐ電極１３が設けられている。本例ではリッジ部１２ａ以外の窒化物半導体層１２上には絶縁膜１５が設けられ、当該箇所では、絶縁膜１５を介して窒化物半導体層１２上にｐ電極１３が設けられている。このように、窒化物半導体層１２とｐ電極１３とは、全面で電気的に接続している必要はなく、本実施形態のように、ｐ電極１３の下のリッジ部１２ａ以外の部分が絶縁膜１５で覆われていてもよい。
【００１７】
図２は、半導体レーザ素子１０をｐ電極１３側から平面視した図である。半導体レーザ素子１０は、ｐ電極１３が配設される、窒化物半導体層１２上の領域であり、また、リッジ部１２ａおよび絶縁膜１５上の領域である、矩形状領域Ｒ１を有している。すなわちｐ電極１３は、矩形状領域Ｒ１に配設されている。また、ｐ電極１３は、矩形状領域Ｒ１の対角の頂点Ｐ２，Ｐ３近傍に切欠１３１，１３２が設けられている。切欠１３１，１３２は、矩形状領域Ｒ１の中心Ｐ１に関して点対称である。ｐ電極１３は、切欠１３１，１３２内方に向かって突出する凸部１３３，１３４を有している。凸部１３３，１３４には、頂点Ｐ４，Ｐ５を有する角部が形成されている。矩形の仮想線で示される矩形状領域Ｒ３は、半導体レーザ素子１０と後述する載置基板２１とを位置合わせしたときに、後述する接合材２２が位置する領域である。角部の頂点Ｐ４，Ｐ５は、矩形状領域Ｒ３の頂点と一致している。
【００１８】
ｐ電極１３が設けられている面を構成する絶縁膜１５は透明である。したがって、ｐ電極１３が設けられている面において、切欠１３１，１３２に対応する領域は、透明であり光が透過する。この領域を第１透過領域Ｒ２とする。この第１透過領域Ｒ２には、金属電極などの不透明な電極は設けられないが、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な導電膜が設けられていてもよい。
【００１９】
図３は、半導体レーザ素子１０をＧａＮ基板１１のｎ電極１４側から平面視した図である。半導体レーザ素子１０は、ｎ電極１４が配設される、ＧａＮ基板１１の第２面１１ｂ上の領域である、矩形状領域Ｒ４を有している。矩形状領域Ｒ４の対角の頂点Ｐ７，Ｐ８近傍に切欠１４１，１４２が設けられている。切欠１４１，１４２は矩形状領域Ｒ４の中心Ｐ６に対して点対称になるように形成されている。ＧａＮ基板１１は、透明基板であり、切欠１４１，１４２に対応する透明基板上の領域が第２透過領域Ｒ５である。第２透過領域Ｒ５には金属電極などの不透明な電極は設けられないが、ＩＴＯなどの透明な導電膜があってもよい。
【００２０】
図３の斜線で示されるように、第１透過領域Ｒ２およびｐ電極１３の切欠１３１，１３２の縁部が第２透過領域Ｒ５内に位置しており、半導体レーザ素子１０をｎ電極１４側から見たときに、視認することができる。たとえば、凸部１３３，１３４および頂点Ｐ４，Ｐ５が第２透過領域Ｒ５内に位置している。このことによって、半導体レーザ素子１０をジャンクションダウン実装する場合において、凸部１３３，１３４および角部の頂点Ｐ４，Ｐ５などの切欠１３１，１３２の縁部を位置合わせに利用して、半導体レーザ素子１０を正確な位置に実装することができる。また、ｐ電極１３の切欠１３１，１３２を、矩形状領域Ｒ１の対角近傍に１つずつ設けることで、位置合わせをより正確に行うことができる。
【００２１】
ＧａＮ基板１１の第１面１１ａ上に積層されている窒化物半導体層１２は、窒化物半導体を気相成長によって積層して形成されている。気相成長法としては、ＩＩＩ族原料に有機金属を用いる有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いることが可能である。また、気相成長法としては、ＩＩＩ族原料に塩化物を用いるハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy)法、または分子線気相成長（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法などの気相成長法を用いてもよい。
【００２２】
図４に示すように、窒化物半導体層１２は、厚さが２〜５μｍ程度であり、窒化物半導体の薄膜が積層されて形成されている。たとえば、窒化物半導体層１２は、ＧａＮ基板１１の第１面１１ａ上に第１ｎ型窒化物半導体層１２１、第２ｎ型窒化物半導体層１２２、活性層１２３、第１ｐ型窒化物半導体層１２４、第２ｐ型窒化物半導体層１２５、第３ｐ型窒化物半導体層１２６および第４ｐ型窒化物半導体層１２７がこの順に積層されて構成されている。これらの窒化物半導体層１２は、組成式でＩｎｘＡｌyＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦1）と表すことができる、窒化インジウム（ＩｎＮ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）の混晶が主成分である。また、窒化物半導体層１２に含まれるｎ型不純物として、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｒ）、カドニウム（Ｃｄ）などを用いることが可能である。またｐ型不純物として、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マンガン（Ｍｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などを用いることが可能である。窒化物半導体層１２は透明である。
【００２３】
活性層１２３は、たとえば、ＩｎＧａＮのＩｎとＧａの成分の割合を変化させて障壁層、井戸層を繰り返し積層した多重量子井戸構造とすることができる。活性層１２３は、不純物を添加しても添加しなくてもよい。
【００２４】
第３ｐ型窒化物半導体層１２６および第４ｐ型窒化物半導体層１２７は、エッチングによって帯状に突出するように形成されたリッジ部１２ａとなっている。リッジ部１２ａの幅は、２〜２０μｍ程度であり、高さは、０．３〜０．６μｍ程度である。リッジ部１２ａは、長さ方向において、窒化物半導体層１２の共振器面１０ａから１０ｂまでの全体に存在している。リッジ部１２ａ長手方向の端面は、半導体レーザ素子１０の共振器面１０ａ，１０ｂに含まれている。共振器面１０ａ，１０ｂ上に、アルミニウム酸窒化物（ＡｌＯｘＮｙ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１．５））、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などの薄膜でミラー層が形成されていてもよい。
【００２５】
リッジ部１２ａの上面を除く第４ｐ型窒化物半導体層１２７上の部分には、透明な絶縁膜１５が形成されている。絶縁膜１５上およびリッジ部１２ａの上面に接するように、ｐ電極１３が設けられている。ｐ電極１３は、不透明な金属を含む単層膜、多層膜または合金の膜で構成されており、たとえば、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）を順次積層した多層膜を用いることが可能である。
【００２６】
また、第２面１１ｂに設けられたｎ電極１４は、不透明な金属の単層膜、多層膜または合金の膜で構成されており、たとえば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）を順次積層した多層膜を用いることが可能である。
【００２７】
次に半導体レーザ素子１０の製造方法を説明する。まず、ＧａＮ基板１１上にクラッド層として機能する第１ｎ型窒化物半導体層１２１であるＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．１）を０．５〜３μｍ程度ＭＯＣＶＤ法によって成長させる。第１ｎ型窒化物半導体層１２１は、たとえば、反応炉内の基板温度を１０５０℃、として、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびアンモニア（ＮＨ３）の原料ガスおよび不純物ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）を供給して形成することができる。
【００２８】
次に、ＴＭＧおよびＮＨ３を原料ガスとして用いて、第１ｎ型窒化物半導体層１２１上に、光ガイド層として機能する、第２ｎ型窒化物半導体層１２２であるＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．０５）を０．１〜０．６μｍ程度成長させる。
【００２９】
続いて、第２ｎ型窒化物半導体層１２２上に活性層１２３を積層する。原料ガスとしてトリメチルインジウム（ＴＭＩ），ＴＭＧおよびＮＨ３を用い、基板温度を７５０度程度に下げてＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．３）からなる井戸層を２〜５ｎｍ程度積層する。続いて、基板温度を８００℃程度に上げてＧａＮからなる障壁層を２〜２０ｎｍ程度積層する。この工程を繰り返すことによって、層厚５〜２５ｎｍの多重量子井戸構造の活性層１２３を形成する。不純物ガスとしてＳｉＨ４を用いてＳｉをドープしても良い。
【００３０】
続いて、活性層１２３上に第１ｐ型窒化物半導体層１２４を形成する。原料ガスとしてＴＭＡ、ＴＭＧおよびＮＨ３を用い、不純物ガスとしてペンタルジニエルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いてＭｇドープのＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．２）からなる第１ｐ型窒化物半導体層１２４を５〜１０ｎｍ程度積層する。第１ｐ型窒化物半導体層１２４は、ｐ側への電子の透過を防ぐためのバリア層として機能する。また、製造工程において活性層１２３中のＩｎが続く高温工程で蒸散することを防いでいる。
【００３１】
続いて、基板温度を１０５０℃に上昇させて、原料ガスとしてＴＭＧ、ＴＭＩおよびＮＨ３を用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇを用いてＭｇドープのＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．１）からなる第２ｐ型窒化物半導体層１２５を５０〜３００ｎｍ程度積層する。第２ｐ型窒化物半導体層１２５は、光ガイド層として機能する。
【００３２】
続いて、原料ガスとしてＴＭＡ，ＴＭＧおよびＮＨ３を用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇを用いてＭｇドープのＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．０５）からなる第３ｐ型窒化物半導体層１２６を３００〜６００ｎｍ程度積層する。第３ｐ型窒化物半導体層１２６は、クラッド層として機能する。
【００３３】
続いて、原料ガスとしてＴＭＧおよびＮＨ３を用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇを用いてＭｇドープのＧａＮからなる第３ｐ型窒化物半導体層１２６を５〜１５ｎｍ程度積層する。第４ｐ型窒化物半導体層１２７を積層する。第４ｐ型窒化物半導体層１２７は、コンタクト層として機能する。
【００３４】
続いて、窒化物半導体層１２にリッジ部１２ａを形成する。基板を反応容器から取り出して、リッジ部１２ａとなる第４ｐ型窒化物半導体層１２７上に二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなる保護膜を形成する。続いてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によって、ドライエッチングする。エッチッグは、塩素系のガスを用いて少なくとも第４ｐ型窒化物半導体層１２７が除去される深さまで行う。本実施形態では、第２ｐ型窒化物半導体層１２５が露出する深さまで行っている。リッジ部１２ａの幅は、２〜２０μｍであり、リッジ部１２ａの長手方向である共振器長は、５００μｍ〜１３００μｍである。
【００３５】
リッジ部１２ａの側面および露出した第２ｐ型窒化物半導体層１２５上にＳｉＯ２などの絶縁層を積層する。その後リッジ部上面のマスクを取り除く。次に、リッジ部上面の第４ｐ型窒化物半導体層１２７に電気的に接続するｐ電極１３を第４ｐ型窒化物半導体層１２７および絶縁層上に積層する。ｐ電極１３は、スパッタ、ＣＶＤまたは蒸着などによって形成することができる。続いて、ＧａＮ基板１１の第２面１１ｂ上にもｎ電極１４を形成する。
【００３６】
続いて、ウェハを分割して個々のウェハ上に形成された半導体レーザを個々に分離する。このとき、リッジの長手方向に垂直な方向に劈開して共振器端面が形成される。続いて、共振器端面にＡｌＯｘＮｙ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１．５）、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５などの誘電体膜を形成してもよい。
【００３７】
上述の半導体レーザ素子１０のような光半導体素子を、サブマウントおよび支持基板などに例示される、載置基板に載置されることによって、光半導体素子が形成される。図５は、本開示の第１実施形態の光半導体素子モジュールの一例を示す側面図である。図６は、本開示の第１実施形態の光半導体素子モジュールの一例を示す平面図である。矩形状のの接合材２２を印刷などによって載置基板２１上の所定の位置に配置し、半導体レーザ素子１０を接合することによって半導体レーザモジュール２０を形成することが可能である。
【００３８】
載置基板２１としては、導電性と熱伝導性の高い銅（Ｃｕ）などの金属を使用することができる。また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの熱伝導性の良い絶縁体表面に、金属電極を配設した構成であってもよい。また、接合材２２としては、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）との合金などの低融点金属のろう材をスクリーン印刷して配置することができる。
【００３９】
接合材２２を平面視した形状は、矩形であり、形状は、半導体レーザ素子１０における矩形状領域Ｒ３と同じ形状である。そのため、図６に示すように、半導体レーザ素子１０を第２電極側から平面視して、第２透過領域Ｒ５を通して視認できる凸部１３３，１３４縁部が接合材２２の縁部と重なって凸部１３３，１３４の頂点Ｐ４，Ｐ５が、接合材２２の角部の頂点と重なるように位置合わせを行って、半導体レーザ素子１０を接合材２２上に載置し、リフロー炉などで加熱して接合する。
【００４０】
このように、ｎ電極１４側からの平面視において第２透過領域Ｒ５と重なっている前記ｐ電極１３の縁部と、接合材２２の縁部とを重ね合わせることによって、半導体レーザ素子１０と載置基板２１とを位置合わせをして接合するので、半導体レーザ素子１０を載置基板２１に精度よく接合することができ、半導体レーザモジュール２０の歩留まりを改善することができる。
【００４１】
また、半導体レーザ素子１０が接合材２２と位置合わせすることで、接合材２２が半導体レーザ素子１０の共振器面１０ａ，１０ｂに回りこんで光出射の妨げになることを防ぐことができる。また、接合材２２が半導体レーザ素子１０の側面に回りこむことを防ぐことができるので、半導体レーザ素子１０の側面からの電流注入を防ぐことができる。また、画像認識手段が載置基板２１および半導体レーザ素子１０の画像認識した情報に基づいて、位置合わせをすることによって、実装装置が簡略化することができ、製造コストを削減することができる。
【００４２】
図７および、図８は、本開示の第２実施形態の光半導体素子の一例を示す平面図である。第２実施形態の光半導体素子は、第２実施形態の光半導体素子と比べて電極の形状が異なっており、電極の形状以外は、第１実施形態の光半導体素子と同様である。
【００４３】
図７は、半導体レーザ素子１０をｐ電極３３側から平面視した図である。半導体レーザ素子１０は、ｐ電極３３が配設される、窒化物半導体層１２上の領域であり、また、リッジ部１２ａおよび絶縁膜１５上の領域である、矩形状領域Ｒ１を有している。また、ｐ電極３３は、矩形状領域Ｒ１の対角の頂点Ｐ２，Ｐ３近傍に透孔３３１，３３２が設けられている。透孔３３１，３３２は、矩形状領域Ｒ１の中心Ｐ１に関して点対称である。ｐ電極３３は、透孔３３１，３３２内方に向かって突出する凸部３３３，３３４を有している。凸部３３３，３３４には、頂点Ｐ９，Ｐ１０を有する角部が形成されている。矩形の仮想線で示される矩形状領域Ｒ３が接合材２２の位置に対応する領域である。角部の頂点Ｐ９，Ｐ１０は、矩形状領域Ｒ３の角部の頂点と重なっている。
【００４４】
ｐ電極３３が設けられている面を構成する絶縁膜１５は透明である。したがって、ｐ電極３３が設けられている面において、透孔３３１，３３２に対応する領域は、透明であり光が透過する。この領域を第１透過領域Ｒ６とする。この第１透過領域Ｒ６には、不透明な電極は設けられないが、ＩＴＯなどの透明な導電膜が設けられていてもよい。
【００４５】
図８は、半導体レーザ素子１０をＧａＮ基板１１のｎ電極３４側から平面視した図である。半導体レーザ素子１０は、ｎ電極３４が配設される、ＧａＮ基板１１の第２面１１ｂ上の領域である、矩形状領域Ｒ４を有している。矩形状領域Ｒ４の対角の頂点Ｐ７，Ｐ８近傍に透孔３４１，３４２が設けられている。透孔３４１，３４２は矩形状領域Ｒ４の中心Ｐ６に対して点対称になるように形成されている。ＧａＮ基板１１は、透明基板であり、透孔３４１，３４２に対応する透明基板上の領域が第２透過領域Ｒ７である。第２透過領域Ｒ７には不透明な電極は設けられないが、ＩＴＯなどの透明な導電膜があってもよい。
【００４６】
図８の斜線で示されるように、第１透過領域Ｒ６およびｐ電極３３の透孔３３１，３３２の縁部が第２透過領域Ｒ７内に位置しており、半導体レーザ素子１０をｎ電極３４側から見たときに、視認することができる。たとえば、凸部３３３，３３４および頂点Ｐ９，Ｐ１０が第２透過領域Ｒ７内に位置している。このことによって、半導体レーザ素子１０をジャンクションダウン実装する場合において、凸部３３３，３３４および角部の頂点Ｐ９，Ｐ１０などの透孔３３１，３３２の縁部を位置合わせに利用して、半導体レーザ素子１０を正確な位置に実装することができる。また、ｐ電極１３の透孔３３１，３３２を、矩形状領域Ｒ１の対角近傍に１つずつ設けることで、位置合わせをより正確に行うことができる。
【００４７】
接合材２２を平面視した形状は、矩形であり、形状は、半導体レーザ素子１０における矩形状領域Ｒ３と同じ形状である。そのため、図９に示すように、半導体レーザ素子１０を第２電極側から平面視して、第２透過領域Ｒ７を通して視認できる凸部３３３，３３４縁部が接合材２２の縁部と重なって凸部３３３，３３４の角部の頂点Ｐ９，Ｐ１０が、接合材２２の角部の頂点と一致するように位置合わせを行って、半導体レーザ素子１０を接合材２２上に載置し、リフロー炉などで加熱して接合する。
【００４８】
このように、ｎ電極３４側からの平面視において第２透過領域Ｒ７と重なっている前記ｐ電極３３の縁部と、接合材２２の縁部とを重ね合わせることによって、半導体レーザ素子１０と載置基板２１とを位置合わせをして接合するので、半導体レーザ素子１０を載置基板２１に精度よく接合することができ、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
上記の実施形態においては、光半導体素子として半導体レーザ素子を例示したが、窒化物半導体基板上に窒化物半導体層を成長させたＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子などの他の光半導体素子にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  半導体レーザ素子
１０ａ  第１面
１０ｂ  第２面
１１  ＧａＮ基板
１２  窒化物半導体層
１３，３３  ｐ電極
１３１，１３２  切欠
１３３，１３４  凸部
３３１，３３２  透孔
３３３，３３４  凸部
１４，３４  ｎ電極
１４１，１４２  切欠
２０  半導体レーザモジュール
２１    載置基板
２２    接合材
【図１】
2019145593.tif 000003
【図２】
2019145593.tif 000004
【図３】
2019145593.tif 000005
【図４】
2019145593.tif 000006
【図５】
2019145593.tif 000007
【図６】
2019145593.tif 000008
【図７】
2019145593.tif 000009
【図８】
2019145593.tif 000010
【図９】
2019145593.tif 000011