(57)【要約】【課題】放熱性能の高い半導体モジュールを実現する。【解決手段】  溝部が設けられ、溝部の向かい合う２つの内側面が、溝部の深さ方向に溝幅が狭くなるように傾斜した傾斜面であって、少なくとも１つの内側面上に電極パッドを備えた基体と、第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、第１面に対して斜め方向に傾斜した互いに向かい合う２つの側面を有する半導体基板と、半導体基板の第１面上に設けられた半導体層と、半導体基板の少なくとも１つの側面上に配設された電極と、を含む半導体素子とを備え、半導体素子は、少なくとも１つの側面が基体の少なくとも１つの内側面に沿うように、溝部に配されており、半導体素子の少なくとも１つの電極は、基体の電極パッドに接続されていることによって、半導体モジュールの放熱性を改善する。【選択図】図１
2019145577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部が設けられ、前記溝部の向かい合う２つの内側面が、前記溝部の深さ方向に溝幅が狭くなるように傾斜し、前記２つの内側面のうち、少なくとも１つの内側面の上に電極パッドを備えた基体と、
第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、前記第１面に対して傾斜した互いに向かい合う２つの側面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１面の上に設けられた半導体層と、前記半導体基板の前記２つの側面のうち、少なくとも１つの側面の上に配設された電極と、を含む半導体素子とを備え、
前記半導体素子は、前記少なくとも１つの側面が前記基体の前記少なくとも１つの内側面に沿うように、前記溝部に配されており、前記半導体素子の前記少なくとも１つの側面の上に配設された前記電極は、前記基体の前記電極パッドに接続されている、半導体モジュール。
【請求項２】
前記電極は、前記半導体層の上から前記半導体基板の前記２つの側面のうちの一方の側面にわたって配設されている第１電極と、前記半導体基板の前記側面に配設されている第２電極とからなり、前記第１電極は、前記一方の側面に設けられた絶縁層の上に配設されている請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記半導体素子の前記第２面が、前記溝部の底部と対向するように配設されている請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記半導体素子の前記第１面が、前記溝部の底部と対向するように配設されている請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記半導体素子は、光半導体素子を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記半導体層は、窒化物半導体を含む請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体モジュール。
【請求項７】
溝部が設けられ、前記溝部の向かい合う２つの内側面が、前記溝部の深さ方向に溝幅が狭くなるように傾斜し、前記２つの内側面のうち、少なくとも１つの内側面の上に電極パッドを備えた基体と、
第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、前記第１面に対して傾斜した互いに向かい合う２つの側面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１面の上に設けられた半導体層と、前記半導体基板の前記２つの側面のうち、少なくとも１つの側面の上に配設された電極と、を含む半導体素子とを準備し、
前記半導体素子の前記少なくとも１つの側面が前記基体の前記少なくとも１つの内側面に沿うように、前記基体に配置し、前記少なくとも１つの側面の上に配設された前記電極を、前記基体の前記電極パッドに圧着する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、半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode)、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などの光半導体およびパワー半導体は、高出力化に伴い、素子温度の上昇に起因する特性劣化の抑制を可能とする放熱性に優れた実装技術が求められている。たとえば、基板を含む領域に光導波路に沿って延びる切欠部を形成するとともに、この切欠部の切欠面上の少なくとも一部に第１金属層と接触する第２金属層を形成することによって、半導体レーザチップをジャンクションアップで実装した際に、ハンダなどの放熱材で第２金属層の高さまで半導体レーザチップを埋め込むことができる、半導体レーザチップが開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように半導体レーザチップをサブマウントに取付けた場合、チップとサブマウントとの接触はチップの底面付近に限定されるので、充分な放熱性能を得ることができないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の半導体モジュールは、溝部が設けられ、前記溝部の向かい合う２つの内側面が、前記溝部の深さ方向に溝幅が狭くなるように傾斜し、前記２つの内側面のうち、少なくとも１つの内側面の上に電極パッドを備えた基体と、第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、前記第１面に対して傾斜した互いに向かい合う２つの側面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１面の上に設けられた半導体層と、前記半導体基板の前記２つの側面のうち、少なくとも１つの側面の上に配設された電極と、を含む半導体素子とを備え、前記半導体素子は、前記少なくとも１つの側面が前記基体の前記少なくとも１つの内側面に沿うように、前記溝部に配されており、前記半導体素子の前記少なくとも１つの側面の上に配設された前記電極は、前記基体の前記電極パッドに接続されている、ことを特徴とするものである。
【０００６】
本開示の半導体モジュールの製造方法は、溝部が設けられ、前記溝部の向かい合う２つの内側面が、前記溝部の深さ方向に溝幅が狭くなるように傾斜し、前記２つの内側面のうち、少なくとも１つの内側面の上に電極パッドを備えた基体と、第１面と、第１面と反対側の第２面とを有し、前記第１面に対して傾斜した互いに向かい合う２つの側面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１面の上に設けられた半導体層と、前記半導体基板の前記２つの側面のうち、少なくとも１つの側面の上に配設された電極と、を含む半導体素子とを準備し、前記半導体素子の前記少なくとも１つの側面が前記基体の前記少なくとも１つの内側面に沿うように、前記基体に配置し、前記少なくとも１つの側面の上に配設された前記電極を、前記基体の前記電極パッドに圧着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の半導体モジュールは、基体と半導体素子との接触面積を大きくでき、放熱性能が改善可能であるので、信頼性の高い半導体モジュールを実現することができる。
【０００８】
本開示の半導体モジュール製造方法は、基体への光半導体素子の取付精度が高いので信頼性の高い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】
【０００９】
【図１】本開示の第１実施形態の半導体モジュールの一例を示す側面図である。
【図２】本開示の第１実施形態の半導体モジュールの一例を示す平面図である。
【図３】本開示の第１実施形態の半導体モジュールの一例を示す部分側面図である。
【図４】本開示の第２実施形態の半導体モジュールの一例を示す平面図である。
【図５】本開示の第２実施形態の半導体モジュールの一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、第１実施形態の半導体モジュールの一例を示す側面図であり、半導体モジュールである半導体レーザモジュール１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実施形態の半導体モジュールの一例を示す平面図である。半導体レーザモジュール１は、たとえば、基体である搭載基板１０に、半導体素子である半導体レーザ素子２０を載置して構成されている。
【００１１】
本実施形態において搭載基板１０は、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体で構成されている。窒化アルミニウム質焼結体の他に、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体、石英、ダイヤモンド、サファイア（単結晶アルミナ）、立方晶窒化硼素（ＢＮ）、および熱酸化膜を形成したシリコン（Ｓｉ）のうち少なくとも１種を用いることが可能である。
【００１２】
搭載基板１０の放熱性能を重視する場合には、この搭載基板１０は、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ダイヤモンド、シリコンで形成するのがよく、これらの材料は熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高いため、搭載基板１０の溝部１２に接着固定された半導体レーザ素子２０が駆動時に熱を発しても、その熱は搭載基板１０を介して良好に伝達される。そのため、半導体レーザ素子２０から放熱され易くなり、半導体レーザ素子２０を長期にわたり正常かつ安定的に作動させることが可能となる。
【００１３】
搭載基板１０は、たとえば、第１面１０ａと、第１面１０ａとは反対側の第２面１０ｂを有する厚さ１００μｍ〜１０００μｍ程度のものを用いることができる。搭載基板１０は、第１面１０ａに開口１１をもつ溝部１２を有している。溝部１２は、互いに向かい合う内側面１２ａ，１２ｂおよび底面１２ｃを含む。内側面１２ａ，１２ｂが第１面１０ａとなす角α，βは、たとえば、２５°〜７５°程度である。溝の深さは、載置する半導体素子の大きさによって異なるが、たとえば、深さ４０μｍ〜４００μｍ程度であり、底面１２ｃの幅は、たとえば、１００μｍ〜１０００μｍ程度とすることができるが、底面１２ｃの幅は、０〜１００μｍ程度であってもよい。溝の形状がＶ字状の場合は、底面１２ｃの幅が０の溝とみなすことができる。
【００１４】
搭載基板１０に載置される半導体レーザ素子２０は、溝部１２の長手方向に光を出射するため、溝部１２の両端には搭載基板１０の壁はない。ＶＣＳＥＬ素子などの溝部１２の長手方向に光を出射しない半導体素子を載置する場合には溝部１２の両端に搭載基板１０の壁があってもよい。
【００１５】
溝部１２の内側面１２ａには電極パッド１３、内側面１２ｂには電極パッド１４がそれぞれ設けられている。電極パッド１３，１４は、電極パッド１３，１４から延設された配線（図示せず）を介して搭載基板１０の外部の駆動回路に接続可能であり、載置された半導体レーザ素子２０を駆動することができる。たとえば、電極パッド１３，１４から延びる配線を第１面１０ａ上に配設された電極１５，１６にそれぞれ接続して電極１５，１６を外部の駆動回路に接続してもよい。
【００１６】
電極パッド１３，１４は、たとえば、密着金属層、拡散防止層、主導体層が順次積層された３層構造の導体層から構成されている。そして、密着金属層は絶縁基板との密着性の点で、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タリウム（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金、窒化タリウム（Ｔａ２Ｎ）等の少なくとも１種によって構成されるのがよい。密着金属層の厚さは０．０１〜０．２μｍ程度がよい。拡散防止層は、密着金属層と主導体層との相互拡散を防ぐうえで、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金、チタンータングステン（Ｔｉ−Ｗ）合金等の少なくとも１種によって構成されるのがよい。拡散防止層の厚さは０．０５〜１μｍ程度がよい。さらに、主導体層は、電気抵抗の小さい金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）等によって構成されるのがよく、その厚さは０．１〜５μｍ程度が良い。主導体層として、ＩｎやＡｕＳｎはんだ層を使用することによって、半導体素子の電極を電極パッドに圧着することができる。
【００１７】
搭載基板１０の溝部１２に載置されている半導体レーザ素子２０は、たとえば、窒化ガリウム（ＧａＮ）半導体基板であるＧａＮ基板２１と、ＧａＮ基板２１上に形成された半導体層である窒化物半導体層２２と、ＧａＮ基板２１および窒化物半導体層２２上に形成されているｐ電極２３と、ＧａＮ基板２１上に形成されているｎ電極２４とを含んで構成されている。
【００１８】
半導体レーザ素子２０を構成するｎ型のＧａＮ基板２１は、たとえば、第１面２１ａおよび第２面２１ｂ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４０〜４００μｍ程度である。ＧａＮ基板２１は、直径が２インチ程度のＧａＮウェハなどから形成することが可能である。ＧａＮ基板２１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。
【００１９】
ＧａＮ基板２１は、半導体レーザ素子２０の共振器面２０ａから見て、上底が第１面２１ａであり、下底が第２面２１ｂであり、その形状は、上底が下底より長い台形状である。傾斜面２１ｃは、内側面１２ａ沿った傾斜を有する面であり、傾斜面２１ｄは、内側面１２ｂに沿った傾斜を有する面である。第２面２１ｂは搭載基板１０の溝部１２の底面１２ｃに対向している。
【００２０】
窒化物半導体層２２は、ＧａＮ基板２１の第１面２１ａ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半導体層である。窒化物半導体層２２は、ＧａＮ基板２１とは反対側に、帯状の突出部であるリッジ部２２ａを有している。窒化物半導体層２２のリッジ部２２ａの上面を除く部分に絶縁膜２５が設けられている。また、窒化物半導体層２２上には、第１電極であるｐ電極２３が設けられている。本例ではリッジ部２２ａ以外の窒化物半導体層２２上には絶縁膜２５が設けられ、当該箇所では、絶縁膜２５を介して窒化物半導体層２２上にｐ電極２３が設けられている。このように、窒化物半導体層２２とｐ電極２３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２３の下のリッジ部２２ａ以外の部分が絶縁膜２５で覆われている。
【００２１】
絶縁膜２５は、窒化物半導体層２２上に配設された絶縁膜２５ａと、絶縁膜２５ａからＧａＮ基板２１および窒化物半導体層２２の一側面である、傾斜面２１ｃおよび窒化物半導体層２２ｃ側面上に延設された部分である絶縁膜２５ｂとからなる。また、ｐ電極２３は、リッジ部２２ａおよび絶縁膜２５ａ上に配設されたｐ電極２３ａと、ｐ電極２３ａから絶縁膜２５ａ上に延設された部分であるｐ電極２３ｂとからなる。すなわち、ｐ電極２３ａは、窒化物半導体層２２上から傾斜面２１ｃにわたって配設されている。ｐ電極２３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、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、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。
【００２２】
また、ｎ電極２４は、ＧａＮ基板２１の一側面である傾斜面２１ｄ上に形成されている。ｎ電極２４は、窒化物半導体層２２の側面上には形成されていない。ｎ電極２４は、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、バナジウム（Ｖ）、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。
【００２３】
図３は半導体レーザ素子２０のリッジ部付近の拡大図である。ＧａＮ基板２１の第１面２１ａ上に積層されている窒化物半導体層２２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。
【００２４】
ＧａＮ基板２１上の窒化物半導体層２２は、窒化物半導体の薄膜が積層されて形成され、窒化物半導体層２２の厚さは２〜４μｍ程度である。たとえば、窒化物半導体層２２は、ＧａＮ基板２１の第１面２１ａ上に第１ｎ型窒化物半導体層２２１、第２ｎ型窒化物半導体層２２２、活性層２２３、第１ｐ型窒化物半導体層２２４、第２ｐ型窒化物半導体層２２５、第３ｐ型窒化物半導体層２２６および第４ｐ型窒化物半導体層２２７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２２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、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮの混晶が主成分である。また、窒化物半導体層２２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）、ジルコニウム（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。
【００２５】
ＧａＮ基板２１上に形成された第１ｎ型窒化物半導体層２２１である、ＳｉドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎの層は、クラッド層として機能する。また、第１ｎ型窒化物半導体層２２１上に形成された第２ｎ型窒化物半導体層２２２であるＧａＮ層は、光ガイド層として機能する。
【００２６】
活性層２２３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であるアンドープのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎの層と、井戸層であるＳｉドープのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎの層と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。
【００２７】
活性層２２３上に積層された第１ｐ型窒化物半導体層２２４である、ＭｇドープのＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎの層は、ｐ側電子を閉じ込めるためのバリア層として機能する。第１ｐ型窒化物半導体層２２４上に積層された第２ｐ型窒化物半導体層２２５である、ＭｇドープのＧａＮの層は、光ガイド層として機能する。第２ｐ型窒化物半導体層２２５上に積層された第３ｐ型窒化物半導体層２２６である、ＭｇドープのＡｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎの層は、クラッド層として機能する。第３ｐ型窒化物半導体層２２６上に積層された第４ｐ型窒化物半導体層２２７である、ＭｇドープのＧａＮの層は、コンタクト層として機能する。
【００２８】
第２ｐ型窒化物半導体層２２５、第３ｐ型窒化物半導体層２２６、第４ｐ型窒化物半導体層２２７は、リッジ部２２ａを構成している。リッジ部２２ａの側方は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなる絶縁膜２５が配設されている。ｐ電極２３は、リッジ部２２ａおよび絶縁膜２５上を覆っており、第３ｐ型窒化物半導体層２２６とｐ電極２３とはオーミック接続されている。リッジ部２２ａの幅は、１．０μｍ〜３０μｍであり、リッジ部２２ａの長手方向である共振器面２０ａと共振器面２０ｂとの間の長さは、３００μｍ〜１０００μｍである。
【００２９】
上述の半導体レーザ素子２０を駆動すると共振器面２０ａからレーザが出射される。このとき、半導体レーザ素子２０が発熱するが、熱はｐ電極２３，ｎ電極２４から電極パッド１３，１４を介して、搭載基板１０へ伝導して放熱される。溝部１２の内側面１２ａ，１２ｂに電極が配設されているので、半導体レーザ素子２０と、搭載基板１０との接触面積が大きくなり、半導体レーザ素子２０の放熱性が向上する。また、半導体レーザ素子２０が溝部１２に嵌合していることによって、発熱量の多い窒化物半導体層２２と搭載基板１０とが近接して配設できるので、窒化物半導体層２２における発熱を搭載基板１０に速やかに放熱できる。このように半導体レーザ素子２０の放熱性を向上させることで、半導体レーザ素子２０を長期にわたり正常かつ安定的に作動させることが可能となり、信頼性の高い半導体レーザモジュール１を実現することができる。
【００３０】
このような、半導体レーザモジュール１は、搭載基板１０の溝部１２に、半導体レーザ素子２０を嵌め込んで製造することができる。このとき、半導体レーザ素子２０を溝部１２に押し込むようにして、ｐ電極２３ａを搭載基板１０の電極パッド１３に、ｎ電極２４を搭載基板１０の電極パッド１４に押し付けて圧着することによって、半導体レーザ素子２０を搭載基板１０の１２に嵌合して固定する。たとえば圧着工程の前に、予め、電極パッド１３，１４の表面に金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）合金層をスパッタなどで形成しておくことによって搭載基板１０と半導体レーザ素子２０との接着強度を高めることができる。
【００３１】
このように、圧着によって、半導体レーザ素子２０を搭載基板１０に固定する構成とすることによって、ワイヤボンディングなどで接続する構成と比較して、ｐ電極２３と電極パッド１３とが接触する面積およびｎ電極２４と電極パッド１４とが接触する面積を大きくすることができるので、接触抵抗が減少するとともに、熱伝導性が向上するので、半導体レーザ素子２０の放熱性能を向上させることができ、信頼性の高い半導体レーザモジュール１を実現することができる。
【００３２】
また、半導体レーザ素子２０は、溝部１２に嵌合させることによって、内側面１２ａ，１２ｂと傾斜面２１ｃ，２１ｄとが当接して位置決めすることができるので、簡単な構成で半導体レーザ素子２０の位置決め精度を向上させることができる。このとき、溝部１２の底面１２ｃと第２面２１ｂとは対向した状態で固定されている。第２面２１ｂと底面１２ｃとの間に空間を設ける場合には、ｐ電極２３およびｎ電極２４が電極パッド１３，１４それぞれ押し付けられて固定されるので、半導体レーザ素子２０と搭載基板１０とを強固に固定することができる。また、第２面２１ｂが底面１２ｃに密着している場合には、半導体レーザ素子２０と搭載基板１０との接触面積が増加するので、半導体レーザモジュール１の放熱性を高めることができる。
【００３３】
図４は、第２実施形態の半導体レーザモジュール２の一例を示す側面図であり、半導体レーザモジュール２を共振器面側から見た図である。た、図５は、本開示の第２実施形態の半導体モジュールの一例を示す平面図である。第１実施形態においては、半導体基板上形成された半導体層が溝部１２の開口１１側に位置する、いわゆるジャンクションアップの状態で載置されているが、第２実施形態においては、半導体基板上に形成された半導体層が溝部１２の底面１２ｃ側に位置するいわゆるジャンクションダウンの状態で載置されている点が異なる。第２実施形態において、搭載基板１０の構成は、第１実施形態の構成と同じであるの説明を省略する。半導体レーザモジュール２は、たとえば、基体である搭載基板１０に、半導体素子である半導体レーザ素子３０を載置して構成されている。
【００３４】
搭載基板１０の溝部１２に載置されている半導体レーザ素子３０は、半導体基板であるＧａＮ基板３１と、ＧａＮ基板３１上に形成された半導体層である窒化物半導体層３２と、ＧａＮ基板３１および窒化物半導体層３２上に形成されているｐ電極３３と、ＧａＮ基板３１上に形成されているｎ電極３４とを含んで構成されている。
【００３５】
半導体レーザ素子３０を構成するｎ型のＧａＮ基板３１は、たとえば、第１面３１ａおよび第２面３１ｂ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４０〜４００μｍ程度である。ＧａＮ基板３１は、直径が２インチ程度のＧａＮウェハなどから形成することが可能である。ＧａＮ基板３１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。
【００３６】
ＧａＮ基板３１は、半導体レーザ素子３０は、共振器面３０ａの方向から見て、上底が第２面３１ｂであり、下底が第１面３１ａであり、その形状は、上底が下底より長い台形状である。傾斜面３１ｃは、内側面１２ａ沿った傾斜を有する面であり、傾斜面３１ｄは、内側面１２ｂに沿った面である。
【００３７】
ＧａＮ基板３１の第１面３１ａ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３２は、ＧａＮ基板３１とは反対側に、帯状の突出部であるリッジ部３２ａを有している。窒化物半導体層３２のリッジ部３２ａの上面を除く部分に絶縁膜３５が設けられている。また、窒化物半導体層３２上には、第１電極であるｐ電極３３が設けられている。本例ではリッジ部３２ａ以外の窒化物半導体層３２上には絶縁膜３５が設けられ、当該箇所では、絶縁膜３５を介して窒化物半導体層３２上にｐ電極３３が設けられている。このように、窒化物半導体層３２とｐ電極３３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３３の下のリッジ部３２ａ以外の部分が絶縁膜３５で覆われいる。
【００３８】
絶縁膜３５は、窒化物半導体層３２上に配設された絶縁膜３５ａと、絶縁膜３５ａからＧａＮ基板３１および窒化物半導体層３２の一側面である、傾斜面３１ｃおよび窒化物半導体層３２側面上に延設された部分である絶縁膜３５ｂとからなる。また、ｐ電極３３は、リッジ部３２ａおよび絶縁膜３５ａ上に配設されたｐ電極３３ａと、ｐ電極３３ａから絶縁膜３５ａ上に延設された部分であるｐ電極３３ｂとからなる。すなわち、ｐ電極３３ａは、窒化物半導体層３２上から傾斜面３１ｃにわたって配設されている。ｐ電極３３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、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、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。
【００３９】
また、ｎ電極３４は、ＧａＮ基板３１の一側面である傾斜面３１ｄ上に形成されている。ｎ電極３４は、窒化物半導体層３２の側面上には形成されていない。ｎ電極２４は、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、バナジウム（Ｖ）、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。
【００４０】
窒化物半導体層３２、およびリッジ部３２ａの層の構成は、第１実施形態と同様である。リッジ部２２ａの幅は、１．０μｍ〜３０μｍであり、リッジ部２２ａの長手方向である共振器面３０ａと共振器面３０ｂとの間の長さは、３００μｍ〜１０００μｍである。
【００４１】
このように、搭載基板１０の溝部１２に、ＧａＮ基板３１の第１面３１ａが溝部１２の底面１２ｃと対向するように、半導体レーザ素子３０を載置することによって、窒化物半導体層３２が溝部１２の底面１２ｃ近傍に位置することになり、発熱する窒化物半導体層３２層の周りが、溝部１２で取り囲まれているので、窒化物半導体層３２層で発生する熱を速やかに拡散することができる。
【００４２】
上述の実施形態においては、溝部１２の互いに向かい合う内側面１２ａ，１２ｂそれぞれに電極パッド１３，１４を配置しているが、内側面１２ａ，１２ｂのいずれか一方にｎ電極と接続する電極パッドおよびｐ電極と接続する電極パッドを配置するような構成も可能である。また、一方の電極をワイヤーボンディングなどで、電極１５，１６または外部の回路に電気的に接続するような構成も可能である。
【００４３】
また、上述の実施形態においては、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素子、ＶＣＳＥＬなどの光半導体素子にも適用することが可能である。また、光半導体素子以外に、大量の熱を発するパワー半導体素子にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    搭載基板
１２  溝部
１２ａ，１２ｂ  内側面
１３，１４  電極パッド
２０    半導体レーザ素子
２１    ＧａＮ基板
２１ｃ，２１ｄ  傾斜面
２２    窒化物半導体層
２３    ｐ電極
２４    ｎ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５】
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