(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、
前記メサ部を覆う第１絶縁層と、前記第１電極に達する第１接続孔とを有する埋め込み部と、
前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備え、
前記メサ部は、前記第１絶縁層に覆われて柱状の積層体を構成し、
前記第１配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有し、この領域のうち前記第１接続孔から一方に延在する部分は第１余剰配線部である
半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記メサ部は円柱状であり、
前記第１配線は前記第１接続孔の両側に前記メサ部の半径以上の長さで延在している
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記埋め込み部は、前記積層体を覆う第２絶縁層を有する
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記積層体に設けられ、前記第１電極と対をなす第２電極と、
前記埋め込み部に設けられ、前記第２電極に達する第２接続孔と、
前記埋め込み部上に設けられると共に前記第２接続孔を介して前記第２電極に電気的に接続された第２配線とを有し、
前記第２配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有している
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第２配線は、前記積層体上の対向領域と、前記対向領域の近傍の第２余剰配線部とを有する
請求項４記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
透明基板の一方の面上に前記メサ部、他方の面に前記活性層に対応したレンズがそれぞれ設けられた
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記透明基板の一方の面に台座を有し、前記台座上に前記メサ部が配置されている
請求項６記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記メサ部は、第１多層膜反射膜、前記活性層、酸化狭窄部を有する第２多層膜反射膜および第１電極をこの順に有する
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記第１配線は、当該延在方向における前記第１接続孔の一方の側からのみ信号が入力される
請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
半導体レーザ素子を備え、
前記半導体レーザ素子は、
活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、
前記メサ部を覆う第１絶縁層と、前記第１電極に達する第１接続孔とを有する埋め込み部と、
前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備え、
前記メサ部は、前記第１絶縁層に覆われて柱状の積層体を構成し、
前記第１配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有し、この領域のうち前記第１接続孔から一方に延在する部分は第１余剰配線部である
光電変換装置。
【請求項１１】
半導体レーザ素子および前記半導体レーザ素子から出射された光の受光素子を備え、
前記半導体レーザ素子は、
活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、
前記メサ部を覆う第１絶縁層と、前記第１電極に達する第１接続孔とを有する埋め込み部と、
前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備え、
前記メサ部は、前記第１絶縁層に覆われて柱状の積層体を構成し、
前記第１配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有し、この領域のうち前記第１接続孔から一方に延在する部分は第１余剰配線部である
光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、メサ部を有する半導体レーザ素子、光電変換装置および光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）の高機能化に伴い、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体チップ間のデータの授受量が著しく増大しており、信号授受の高速化および大容量化が切望されている。この実現手段の一つとして、電気信号を光信号に変換して信号を伝送する、光伝送結合技術（光インターコネクション）が注目されている（例えば、“光配線との遭遇”、日経エレクトロニクス、２００１年１２月３日、１２２〜１２５頁、図４〜７および、安藤泰博、“光インタコネクション技術の動向と次世代装置実装技術”、NTT R&D、Vol.48,No.3,p.271-280(1999)参照）。
【０００３】
光伝送結合技術（光配線）は、プリント配線基板上に発光素子（例えば面発光型半導体レーザー素子）と受光素子（例えばフォトダイオード）とを設け、光導波路を介して光信号を伝送するものである（例えば、特許文献１，２，３）。
【０００４】
この発光素子としての面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）素子は、例えば基板側から、ｎ側電極、下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層、活性層、上部ＤＢＲ層およびｐ側電極をこの順に有し、一部にはメサ部が設けられている。このメサ部は樹脂からなる絶縁層に埋め込まれている。即ち、このような積層体の上面は平坦面となりフリップチップ実装が可能となる（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８１６１０号公報
【特許文献２】特開２００６−２３７４２８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５８８３５号公報
【特許文献４】特開２０１０−１４１０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この半導体レーザ素子では、絶縁層のないものと比較して発光寿命が短いという問題が生じていた。
【０００７】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、メサ部の周囲に埋め込み部を設けてフリップチップ実装を可能とし、かつ、発光寿命を向上させた半導体レーザ素子、光電変換装置および光情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の半導体レーザ素子は、活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、メサ部を覆う第１絶縁層と、第１電極に達する第１接続孔とを有する埋め込み部と、埋め込み部上に第１接続孔を跨がるよう設けられると共に第１接続孔を介して第１電極に電気的に接続された第１配線とを備えたものである。具体的に、例えば、第１配線は第１接続孔の両側に円柱状のメサ部の半径以上の長さで延在するものである。メサ部は、第１絶縁層に覆われて柱状の積層体を構成している。第１配線の積層体上の領域は、メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有し、この領域のうち第１接続孔から一方に延在する部分は第１余剰配線部である。
【０００９】
半導体レーザ素子では、起動させた際の発熱により、あるいは周囲の温度変化により埋め込み部の熱膨張が起こるが、ここでは、第１配線が第１接続孔の両側に跨がるように設けられているので、埋め込み部と第１配線との熱膨張率の差に起因してメサ部にかかる応力が第１接続孔の両側で互いに相殺されやすくなる。
【００１０】
本技術の光電変換装置は、複数の上記半導体レーザ素子を備えたものであり、本技術の光情報処理装置は、上記半導体レーザ素子、およびこの半導体レーザ素子から出射された光の受光素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の半導体レーザ素子、光電変換装置および光情報処理装置によれば、第１配線を第１接続孔に跨がって設けるにしたので、メサ部に偏った方向の応力がかかることを抑えることができる。よって、埋め込み部の熱膨張による活性層の劣化を防止して、発光寿命を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施の形態に係る光電変換装置における半導体レーザ素子の構成を表す図である。
【図２】図１に示した光電変換装置の製造方法を工程順に表す図である。
【図３】図２に続く工程を表す図である。
【図４】図３に続く工程を表す図である。
【図５】図４に続く工程を表す図である。
【図６】図５に続く工程を表す図である。
【図７】図６に続く工程を表す図である。
【図８】図７に続く工程を表す図である。
【図９】図８に続く工程を表す図である。
【図１０】図９に続く工程を表す図である。
【図１１】図１０に続く工程を表す図である。
【図１２】比較例に係る半導体レーザ素子の構成を表す図である。
【図１３】変形例に係る半導体レーザ素子の構成を表す図である。
【図１４】図１に示した光電変換装置の適用例に係る光情報処理装置の構成を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
第１配線が第１接続孔に跨がるように設けられている例
２．変形例
第１配線に加え、第２配線も第２接続孔に跨がるように設けられている例
３．適用例
光情報処理装置の例
【００１４】
〔実施の形態〕
図１は本開示の一実施の形態に係る光電変換装置（光電変換装置１）を構成する面発光型半導体レーザ素子（半導体レーザ素子２）の構造を表している。光電変換装置１には、この半導体レーザ素子２が複数配置されている。光電変換装置１は入力された電気信号を光信号に変換して送信する発光装置であり、受光装置（受光素子）と組み合わせることにより光情報処理装置（例えば、後述の図１４  光情報処理装置３）を構成する。図１（Ａ）は半導体レーザ素子２の上面の構成を表し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表している。光電変換装置１を一つ（単数）の半導体レーザ素子２により構成するようにしてもよい。
【００１５】
半導体レーザ素子２は、基板１１上に活性層２４を含む積層体２０、絶縁層３１、配線（ｐ側配線４１およびｎ側配線４２）、パッシベーション層５１、ＵＢＭ（Under Bump Metal）層６１，６２および、はんだバンプ７１，７２をこの順に有している。はんだバンプ７１，７２は、インターポーザなどにフリップチップ実装し、電気的に接続するために設けられている。この半導体レーザ素子２は、インターポーザなどに搭載された制御用半導体チップからの信号を受けて基板１１側からレーザ光が出射するものである。
【００１６】
基板１１は光透過性基板（透明基板）であり、例えばガラス基板，樹脂基板またはサファイア基板により構成されている。サファイア基板からなる基板１１は放熱性の点で優れている。この基板１１の表面には台座１２が設けられ、この台座１２上に積層体２０が配置されている。台座１２および積層体２０の互いの対向面は同一形状、例えば正方形となっている。詳細は後述するが、この台座１２によって、密に積層体２０を形成した素子形成基板（図２  素子形成基板２９Ａ）から所望の数の積層体２０を容易に基板１１に転写することが可能となる。基板１１の厚み（積層方向の厚み、以下、単に厚みという）は例えば５００μｍであり、台座１２の高さは例えば１〜１０μｍである。基板１１の下面（裏面）の活性層２４（積層体２０）に対向する位置にはレンズ１３（コリメートレンズ）設けられており、活性層２４から出射された光を平行光化して射出するようになっている。レンズ１３の直径は例えば２４０μｍであり、台座１２の中心はレンズ１３の中心と平面視で同位置にある。
【００１７】
積層体２０は、基板１１側からＮ−ＧａＡｓ層２１、下部ＤＢＲ層２２（第１多層反射膜）、活性層２４、上部ＤＢＲ層２５（第２多層反射膜）およびｐ側電極２６（第１電極）をこの順に有している。この積層体２０の下部ＤＢＲ層２２の一部より上層（下部ＤＢＲ層２２の上部、活性層２４、上部ＤＢＲ層２５およびｐ側電極２６）に円柱状のメサ部２０Ｍが設けられている。ｐ側電極２６はメサ部２０Ｍの上面に、ｐ側電極２６と対をなすｎ側電極２３（第２電極）はメサ部２０Ｍの周囲に設けられている。ｎ側電極２３は一つであってもあるいは複数であってもよい。ｐ側電極２６は上部ＤＢＲ層２５の上部に、ｎ側電極２３は下部ＤＢＲ層２２の下部にそれぞれ接している。積層体２０は、メサ部２０Ｍおよびｎ側電極２３が絶縁層２７（第１絶縁層）に覆われたものである。即ち、メサ部２０Ｍは絶縁層２７に埋め込まれることにより保護され、積層体２０はその上面が平坦化された柱状（四角柱）の形状を有して、フリップチップ実装が可能となる。メサ部２０Ｍは例えば平面視で直径４２μｍの円であり、積層体２０は例えば一辺が４６μｍの正方形である。メサ部２０Ｍの円の中心と積層体２０の正方形の中心とは略同位置である。
【００１８】
絶縁層２７は樹脂により構成されており、例えばポリイミドからなる。絶縁層２７にはｐ側電極２６をｐ側配線４１に、ｎ側電極２３をｎ側配線４２にそれぞれ電気的に接続するためのｐ側電極２６に達する接続孔２８ＨＡ、ｎ側電極２３に達する２８ＨＢが設けられている。接続孔２８ＨＡはメサ部２０Ｍ（積層体２０）の中心部に１箇所、接続孔２８ＨＢは積層体２０の角部周辺に２箇所配置されている。この２つの接続孔２８ＨＢは、積層体２０の上面に対角線上に設けられており、メサ部２０Ｍの中心を対称点として点対称に配置されていることが好ましい。ｎ側配線４２のうち、積層体２０の直上の対向領域（後述の対向領域４２Ａ）を点対称に設けることができるからである。
【００１９】
ｎ側電極（カソード電極）２３は、ｐ側電極（アノード電極）２７と共に下部ＤＢＲ層２２、活性層２４および上部ＤＢＲ層２５に電圧を印加するためのものであり、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）および金をこの順に積層させたものにより構成されている。Ｎ−ＧａＡｓ層２１はｎ型ＧａＡｓ層からなる。下部ＤＢＲ層２２は低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されたものであり、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓ層からなる。活性層２４は量子井戸構造を有し、例えば井戸層、障壁層としてＧａＡｓ層およびＡｌＧａＡｓ層を有している。上部ＤＢＲ層２５は、下部ＤＢＲ層２２と同様に低屈折率層と高屈折率層とが積層されたものであり、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ層からなる。上部ＤＢＲ層２５のうち活性層２４の近傍には酸化狭窄部２５Ａが設けられ、電流狭搾機能を担っている。酸化狭窄部２５Ａは上部ＤＢＲ層２５の周縁に環状に設けられ、これにより中心部に電流注入領域が生じるようになっている。酸化狭窄部２５Ａは、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を含んで構成されている。ｐ側電極２６は、例えばチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、ニッケルおよび金の積層構造を有している。積層体２０全体の厚みは例えば６μｍである。
【００２０】
絶縁層３１（第２絶縁層）は積層体２０の上面および隣り合う積層体２０の間に設けられ、積層体２０を覆っている。絶縁層３１は樹脂、例えば厚み１０〜１５μｍ程度のポリイミドからなる。絶縁層３１には、接続孔２８ＨＡ，２８ＨＢと平面視で同位置に接続孔３１ＨＡ，３１ＨＢが設けられている。接続孔３１ＨＡ，３１ＨＢの直径は、例えば１０μｍである。本技術の埋め込み部は、絶縁層３１および上述の絶縁層２７により構成されており、本技術の第１接続孔が接続孔３１ＨＡ，２８ＨＡ、第２接続孔が接続孔３１ＨＢ，２８ＨＢに相当する。
【００２１】
ｐ側配線４１およびｎ側配線４２は絶縁層３１上に設けられている。ｐ側配線４１はｐ側電極２６とはんだバンプ７１（ＵＢＭ層６１）とを、ｎ側配線４２はｎ側電極２３とはんだバンプ７２（ＵＢＭ層６２）とを電気的に接続するものである。ｐ側配線４１は、積層体２０の直上に対向領域４１Ａを有している。本実施の形態のｐ側配線４１では、この対向領域４１Ａに余剰配線部４１Ｂが設けられている。余剰配線部４１Ｂは、対向領域４１Ａのうち接続孔３１ＨＡからはんだバンプ７１と反対方向（１８０度反対方向）に延在している部分である。換言すれば、ｐ側配線４１は、はんだバンプ７１から接続孔３１ＨＡを超えて延び、接続孔３１ＨＡの両側（はんだバンプ７１側とその反対側）に跨がるように設けられている。余剰配線部４１Ｂの一端（はんだバンプ７１の反対側）は、他の端子に接続されておらず、ｐ側配線４１にははんだバンプ７１側からのみ信号が入力されるようになっている。詳細は後述するが、この余剰配線部４１Ｂにより絶縁層３１に埋め込まれたメサ部２０Ｍの劣化を抑えることができる。メサ部２０Ｍの劣化抑制効果をより向上させるため、余剰配線部４１Ｂはメサ部２０Ｍの半径以上の長さを有することが好ましく、対向領域４１Ａがメサ部２０Ｍの中心を対称点として、実質的に点対称の形状となっていることがより好ましい。即ち、ｐ側配線４１は接続孔３１ＨＡの両側にメサ部２０Ｍの半径以上の長さで延在している。ｐ側配線４１と同様に、ｎ側配線４２も積層体２０の直上に対向領域４２Ａを有している。ｎ側配線４２は、絶縁層３１（絶縁層２７）に２つの接続孔３１ＨＢ（２８ＨＢ）が設けられているため、２つの対向領域４２Ａを有している。ｎ側配線４２では、この２つの対向領域４２Ａがメサ部２０Ｍの中心を対称点として実質的に点対称に配置されている。ｎ側配線４２は接続孔３１ＨＢの片側のみに設けられているものの、このような対向領域４２Ａの配置により更にメサ部２０Ｍの劣化抑制効果が高まる。なお、実質的に点対称である、とは上記のメサ部２０Ｍの劣化抑制効果を奏する程度であればよく、製造上の誤差等を含むものである。ｐ側配線４１およびｎ側配線４２は互いに同層に配置されており、例えば、厚さ５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層と厚さ１０００ｎｍの銅（Ｃｕ）層との積層構造を有している。
【００２２】
パッシベーション層５１は例えば２μｍの厚みのポリイミドからなり、ｐ側配線４１およびｎ側配線４２の引き出し位置に例えば直径６０μｍの開口を有している。このパッシベーション層５１の開口に、例えば直径８０μｍのＵＢＭ層６１，６２が設けられている。ＵＢＭ層６１，６２は、例えば厚み５０ｎｍの金（Ａｕ）層および厚み５μｍのニッケル（Ｎｉ）層により構成されている。はんだバンプ７１，７２は、例えば錫（Ｓｎ）・銀（Ａｇ）・銅（Ｃｕ）の合金からなり、ＵＢＭ層６１，６２上に設けられている。ＵＢＭ層６１，６２およびはんだバンプ７１，７２は、例えば積層体２０の対角方向に配置されている。
【００２３】
この半導体レーザ素子２を複数有する光電変換装置１の製造方法を図２〜図１１を用いて説明する。図２（Ａ）〜図１１（Ａ）は各工程の平面図、図２（Ｂ）〜図１１（Ｂ）は、図２（Ａ）〜図１１（Ａ）に示したＢ−Ｂ線の断面図を表している。
【００２４】
まず、例えば素子形成基板２９Ａ上に積層体２０を形成する。積層体２０の形成は、例えば、以下のように行う。ガリウム砒素（ＧａＡｓ）からなる素子形成基板２９Ａ上に、例えばｎ型ＧａＡｓ層、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｉ−ＧａＡｓ層およびｐ型ＡｌＧａＡｓ層をこの順に結晶成長させた後、フォトリソグラフィおよびエッチングによって素子間を分離すると共にメサ部２０Ｍを形成する。このとき、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層のうちＧａＡｓ層側の一部にはＡｌＡｓ層を形成しておく。このＡｌＡｓ層を酸化させることにより酸化狭窄部２５Ａが形成される。次いで、ｐ側電極２６およびｎ側電極２３を設けた後、絶縁層２７を形成する。素子形成基板２９Ａ上にはできるだけ密に半導体レーザ素子２を形成しておくことにより、コストを下げることが可能となる。
【００２５】
素子形成基板２９Ａ上に積層体２０を設けた後、図２に示したように、接着層２９Ｃを表面に有する支持基板２９Ｂに絶縁層２７（ｐ側電極２６側）を接触させて固定させる。その後、素子形成基板２９Ａをエッチングによって除去する。支持基板２９Ｂは例えば石英基板であり、接着層２９Ｃは例えばシリコーン樹脂などである。
【００２６】
一方、台座１２およびレンズ１３を有する基板１１を準備しておく（図３）。基板１１には、レンズ１３を保護するための保護壁１４を設けておくことが好ましい。台座１２は、例えば基板１１がガラスなどの透明基板であればエッチングにより形成することができ、基板１１が樹脂基板であれば射出成形により形成することができる。あるいは、基板１１にアクリル系樹脂などの紫外線硬化樹脂、ポリイミドまたはＳＯＧ（Spin-On-Glass）等の樹脂層を設けた後、フォトリソグラフィおよびエッチングによって形成するようにしてもよい。このとき、隣り合う台座１２同士の間隔を支持基板２９Ｂ（素子形成基板２９Ａ）での隣り合う積層体２０同士の間隔よりも大きくしておく。レンズ１３および保護壁１４は、ウエーハレベルでの半導体作製工程の応用により高精度かつ歩留りよく形成することが可能である。具体的には、グレイマスクを用いた三次元露光技術などによる三次元形状成形法などを応用すればよい。
【００２７】
続いて、図４に示したように、基板１１の表面（台座１２側の面）に接着層１５を設けた後、この接着層１５に支持基板２９Ｂに保持された積層体２０を押し当てる。接着層１５は、台座１２を含む基板１１の全面に、例えば紫外線硬化樹脂をスピンコート法などの塗布法によって形成する。積層体２０は、この紫外線硬化樹脂の硬化前に当接させる。このとき、台座１２の座面は台座１２の周囲の面よりもわずかに高くなっており、支持基板２９Ｂに保持されている積層体２０のうち台座１２と対向する領域の積層体２０のみが基板１１の接着層１５に接触する。これにより、支持基板２９Ｂから積層体２０を間引き、所望の数の積層体２０を基板１１に転写することができる。換言すれば、素子形成基板２９Ａ上には効率良く（密に）積層体２０を形成することができ、低コストで半導体レーザ素子２を形成することが可能となる。
【００２８】
接着層１５に積層体２０を接触させた後、接着層１５を硬化させて台座１２上の積層体２０を固定する。接着層１５が紫外線硬化樹脂であれば、基板１１の裏面から紫外線を照射すればよく、例えばＩ線を６０秒間照射する。次いで、図５に示したように、支持基板２９Ｂと基板１１とを穏やかに離間させると台座１２に対向する積層体２０のみが基板１１に接着して固定される。これ以外の積層体２０は支持基板２９Ｂに保持されたままとなり、次回以降の転写に使用される。
【００２９】
台座１２上に積層体２０を設けた後、図６に示したように絶縁層３１を形成する。続いて、図７に示したように、絶縁層３１および絶縁層２７に接続孔３１ＨＡ（２８ＨＡ），３１ＨＢ（２８ＨＢ）を形成する。
【００３０】
接続孔３１ＨＡ（２８ＨＡ），３１ＨＢ（２８ＨＢ）を設けた後、図８に示したようにｐ側配線４１およびｎ側配線４２を形成する。ｐ側配線４１およびｎ側配線４２は、例えば厚さ５０ｎｍのチタン層と厚さ１０００ｎｍの銅層とを絶縁層３１上にこの順にスパッタリング法などにより成膜した後、これをパターニングして形成する。ｐ側配線４１およびｎ側配線４２は、積層体２０の直上から離間した部分にはんだバンプ７１，７２（ＵＢＭ層６１，６２）と接続させるための略円状あるいは略楕円状の部分を設けると共に、この部分から接続孔３１ＨＡ，３１ＨＢまで延在させ、更にｐ側配線４１には余剰配線部４１Ｂを形成する。この余剰配線部４１Ｂは上述のようにメサ部２０Ｍの劣化を抑制するためのものであり、対向領域４１Ａが点対称となるように形成することが好ましいが、効果が発揮できる程度の長さ（大きさ）であればよい。ｎ側配線４２は対向領域４２Ａに加え、その近傍も積層体２０（メサ部２０Ｍ）に対して点対称となるように形成することが好ましい。
【００３１】
ｐ側配線４１およびｎ側配線４２を形成した後、図９に示したようにｐ側配線４１およびｎ側配線４２上に例えばポリイミドを設けてパッシベーション層５１を形成する。パッシベーション層５１には、ｐ側配線４１およびｎ側配線４２の引き出し位置に開口を形成しておく。次いで、このパッシベーション層５１の開口にＵＢＭ層６１，６２を例えば無電解めっき法によって形成した後（図１０）、はんだバンプ７１，７２を例えばめっき法により形成する（図１１）。最後に、保護壁１４の中央部に設けられたスクラブライン（図示せず）に沿って基板１１を切断することにより、光電変換装置１が完成する。
【００３２】
この光電変換装置１では、制御用半導体チップからはんだバンプ７１，７２を介した信号伝送により、ｐ側電極２６とｎ側電極２３との間に電圧が印加され、レーザ発振のための駆動電流がｐ側電極２６からｎ側電極２３に向かって流れる。このとき、上部ＤＢＲ層２５を流れる電流は正孔となり、酸化狭窄部２５Ａにより狭窄されて活性層２４に到達する。この活性層２４に注入された正孔はｎ側電極２３側から注入される電子と再結合して発光し、下部ＤＢＲ層２２と上部ＤＢＲ層２５との間を往復することにより増幅してレーザ発振となる。このレーザ光がＮ−ＧａＡｓ層２１、基板１１を通過し、レンズ１３によってコリメートされて取り出される。ここでは、ｐ側配線４１が余剰配線部４１Ｂを有しているため、メサ部２０Ｍの劣化が抑制される。以下、これについて比較例を用いつつ詳細に説明する。
【００３３】
図１２は比較例に係る半導体レーザ素子（半導体レーザ素子２００）の構成を表したものであり、図１２（Ａ）は半導体レーザ素子２００の上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示したＢ−Ｂ線の断面図である。この半導体レーザ素子２００のｐ側配線１４１ははんだバンプ７１から接続孔３１ＨＡまでのみに設けられており、積層体２０の直上の対向領域１４１Ａに余剰配線部を有していない。このｐ側配線１４１の延在方向には接続孔３１ＨＢが設けられている。接続孔３１ＨＢ（２８ＨＢ）はメサ部２０Ｍの角部に３箇所設けられており、点対称に配置されていない。このような半導体レーザ素子２００は、絶縁層２７，３１等がないもの、つまり、埋め込み化されていない半導体レーザ素子と比較して発光寿命が低下する。発明者らはこれが次のような理由によることを明らかにした。
【００３４】
駆動により発熱した、あるいは外気温の上昇により高温化した半導体レーザ素子２００では絶縁層２７，３１の熱膨張が生じる。絶縁層２７，３１の構成材料である樹脂は、ｐ側配線１４１の構成材料である金属（銅、金等）よりも熱膨張率が一桁程度大きく、この熱膨張率の差によりメサ部２０Ｍにはｐ側配線１４１の延在方向（はんだバンプ７１の方向）に応力がかかる。即ち、メサ部２０Ｍははんだバンプ７１の方向（図１２（Ｂ）  紙面右方向）にふられる。この応力がメサ部２０Ｍの発光領域（活性層２４）に偏った方向の力のモーメントを生じさせるため、活性層２４が劣化して寿命が低下してしまう。特に、酸化狭窄部２５Ａは酸化により僅かに体積が変化して、微小な内部応力が発生するため強度が低下する虞がある。このような脆弱な酸化狭窄部２５Ａを有する電流狭窄構造の半導体レーザ素子ではより寿命が低下し易い。
【００３５】
これに対し本実施の形態の半導体レーザ素子２では、ｐ側配線４１が接続孔３１ＨＡからはんだバンプ７１と反対方向に延び、対向領域４１Ａに余剰配線部４１Ｂが設けられている。つまり、ｐ側配線４１が接続孔３１ＨＡの両側に跨がるように設けられ、対向領域４１Ａが対称形に近づく。このため、メサ部２０Ｍかかる応力が両側（図１（Ｂ）  紙面左右方向）で互いに相殺され、活性層２４に偏った方向の力のモーメントが生じることが抑えられる。
【００３６】
以上、本実施の形態では、ｐ側配線４１の対向領域４１Ａに余剰配線部４１Ｂを設けるようにしたので、メサ部２０Ｍに偏った方向の応力がかかることを抑えることができる。よって、絶縁層２７の熱膨張による活性層２４の劣化を防止して、発光寿命を向上させることが可能となる。
【００３７】
また、接続孔３１ＨＡが積層体２０（メサ部２０Ｍ）の中心に配置されて対向領域４１Ａが点対称の形状を有することにより、両方向にかかる応力が均等になり、より発光寿命を向上させることができる。更に、ｎ側配線４２の２つの接続孔３１ＨＢ（対向領域４２Ａ）を、メサ部２０Ｍに対して点対称に配置することにより、偏った方向の応力をより低減させることができる。
【００３８】
〔変形例〕
図１３は、上記実施の形態の変形例に係る半導体レーザ素子（半導体レーザ素子２Ａ）の構成を表したものであり、図１３（Ａ）は半導体レーザ素子２Ａの平面構成、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）に示したＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表している。この半導体レーザ素子２Ａは、ｎ側配線４２にも余剰配線部４２Ｂが設けられている点において上記実施の形態の半導体レーザ素子２と異なるものである。その点を除き、半導体レーザ素子２Ａは半導体レーザ素子２と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。上記実施の形態と共通の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
余剰配線部４２Ｂは、接続孔３１ＨＢからはんだバンプ７２と反対方向に延在する部分である。即ち、半導体レーザ素子２Ａのｎ側配線４２は、はんだバンプ７２から接続孔３１ＨＢを越えて延び、接続孔３１ＨＢの両側に跨がるように設けられている。この余剰配線部４２Ｂは、２つの接続孔３１ＨＢそれぞれに設けられている。余剰配線部４２Ｂは、対向領域４２Ａとは別に積層体２０の近傍に設けられ、例えばメサ部２０Ｍの半径以上の長さを有している。このように対向領域４２Ａの近傍に余剰配線部４２Ｂを設けることにより、直上のみでなく、その近傍からメサ部２０Ｍにかかる偏った応力を抑え、更に発光寿命を向上させることが可能となる。
【００４０】
〔適用例〕
上記実施の形態等で説明した光電変換装置は、例えば図１４に示したような光情報処理装置（光情報処理装置３）に組み込まれる。
【００４１】
光情報処理装置３は、プリント配線板３１０に実装された光導波路３２０、発光用光電変換装置３３０および受光用光電変換装置３４０により構成されている。例えば、この発光用光電変換装置３３０として本技術の光電変換装置を用いることができる。
【００４２】
発光用光電変換装置３３０および受光用光電変換装置３４０は、インターポーザ３５０にはんだにより実装されている。このインターポーザ３５０の貫通電極３６１，３６２を介して発光用光電変換装置３３０および受光用光電変換装置３４０はＩＣ３７１，３７２に電気的に接続されている。この光情報処理装置３では、発光用光電変換装置３３０の半導体レーザ素子により信号変調されたレーザ光が光導波路３２０を介して受光用光電変換装置３４０のフォトダイオードに受光される。このような光伝送・通信システムは、電子機器間、電子機器内のボード間、ボード内の半導体チップ間など、種々の箇所に適用可能である。
【００４３】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、基板１１に台座１２およびレンズ１３を有する半導体レーザ素子について説明したが台座およびレンズのない基板を使用するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態等では、積層体２０が四角柱状である場合を例示したが、積層体２０は他の形状であってもよく、例えば、メサ部２０Ｍを円形の深溝にして設けるようにしてもよい。
【００４５】
更に、上記実施の形態等では、酸化狭窄部２５Ａを上部ＤＢＲ層２５の一部に設けた例について説明したが、酸化狭窄部は、他の場所に配置されていてもよく、あるいは、酸化狭窄部を省略してもよい。
【００４６】
加えて、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００４７】
更に、例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ素子の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えてもよい。更に、各層（部）の配置はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態等では、１つの接続孔３１ＨＡと２つの接続孔３１ＨＢとを設けるようにしたが、接続孔の個数は本技術の効果を発揮し得るものであればいくつであってもよい。
【００４８】
更にまた、本技術は、ＡｌＧａＡｓ系以外の半導体レーザ素子にも適用可能である。
【００４９】
加えて、上記実施の形態では、半導体レーザ素子２を備えた光電変換装置１、即ち発光装置を例に挙げて説明したが例えばフォトダイオード等を備えた受光装置に適用させるようにしてもよい。
【００５０】
なお、本技術は以下のような構成をとることも可能である。
（１）活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、前記メサ部を覆うと共に前記第１電極に達する第１接続孔を有する埋め込み部と、前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備えた半導体レーザ素子。
（２）前記メサ部は円柱状であり、前記第１配線は前記第１接続孔の両側に前記メサ部の半径以上の長さで延在している前記（１）記載の半導体レーザ素子。
（３）前記埋め込み部は、第１絶縁層および第２絶縁層を有し、前記メサ部は、前記第１絶縁層に覆われて柱状の積層体を構成し、前記第２絶縁層は、前記積層体を覆っている前記（１）または（２）記載の半導体レーザ素子。
（４）前記第１配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有し、この領域のうち前記第１接続孔から一方に延在する部分は余剰配線部である前記（３）記載の半導体レーザ素子。
（５）前記積層体に設けられ、前記第１電極と対をなす第２電極と、前記埋め込み部に設けられ、前記第２電極に達する第２接続孔と、前記埋め込み部上に設けられると共に前記第２接続孔を介して前記第２電極に電気的に接続された第２配線とを有し、前記第２配線の前記積層体上の領域は、前記メサ部の中心を対称点として実質的に点対称の形状を有している前記（３）または（４）記載の半導体レーザ素子。
（６）前記第２配線は前記第２接続孔を跨がるよう設けられている前記（５）記載の半導体レーザ素子。
（７）透明基板の一方の面上に前記メサ部、他方の面に前記活性層に対応したレンズがそれぞれ設けられた前記（１）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
（８）前記透明基板の一方の面に台座を有し、前記台座上に前記メサ部が配置されている前記（７）記載の半導体レーザ素子。
（９）前記メサ部は、第１多層膜反射膜、前記活性層、酸化狭窄部を有する第２多層膜反射膜および第１電極をこの順に有する前記（１）乃至（８）のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
（１０）前記第１配線は、当該延在方向における前記第１接続孔の一方の側からのみ信号が入力される前記（１）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の半導体レーザ素子。
（１１）半導体レーザ素子を備え、前記半導体レーザ素子は、活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、前記メサ部を覆うと共に前記第１電極に達する第１接続孔を有する埋め込み部と、前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備えた光電変換装置。
（１２）半導体レーザ素子および前記半導体レーザ素子から出射された光の受光素子を備え、前記半導体レーザ素子は、活性層を含むと共に上面に第１電極を有するメサ部と、前記メサ部を覆うと共に前記第１電極に達する第１接続孔を有する埋め込み部と、前記埋め込み部上に前記第１接続孔を跨がるよう設けられると共に前記第１接続孔を介して前記第１電極に電気的に接続された第１配線とを備えた光情報処理装置。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・光電変換装置、２，２Ａ・・・半導体レーザ素子、３・・・光情報処理装置、１１・・・ 基板、１２・・・台座、１３・・・レンズ、２０・・・積層体、２０Ｍ・・・メサ部、２１・・・Ｎ−ＧａＡｓ層、２２・・・下部ＤＢＲ層、２３・・・ｎ側電極、２４・・・活性層、２５・・・上部ＤＢＲ層、２６・・・ｐ側電極、２７・・・絶縁層、３１・・・絶縁層、４１・・・ｐ側配線、４２・・・ｎ側配線、５１・・・パッシベーション層、６１，６２・・・ＵＢＭ層、７１，７２・・・はんだバンプ。
【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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