(57)【要約】【課題】熱放散を効率よく行うことができ、熱応力を緩和して高い信頼性を得ることができる半導体発光素子およびこれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】ｐ側電極層７０に、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を設ける。半導体レーザアレイ２０とベース１０との接合時に発生する熱応力を応力緩和層７１の塑性変形により吸収、緩和して信頼性を高めると共に、熱放散を効率良く行う。応力緩和層７１は、インジウム（Ｉｎ）−銀（Ａｇ）合金、または、インジウム（Ｉｎ）により構成する。応力緩和層７１の上側および下側を、インジウム（Ｉｎ）と合金を全く形成しない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）よりなる合金化防止層７２で挟むことにより、応力緩和層７１に含まれるインジウム（Ｉｎ）がｐ側電極層７０の金（Ａｕ）層７７や白金（Ｐｔ）層７４，７６と反応して合金化するのを抑制する。【選択図】図３
2008130664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む半導体層を備えた半導体発光素子であって、
前記半導体層の上面側に電極層を備え、前記電極層は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層を含む
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記応力緩和層は、インジウム（Ｉｎ）−銀（Ａｇ）合金により構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記応力緩和層は、インジウム（Ｉｎ）により構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記電極層は、前記応力緩和層の上側および下側の少なくとも一方に、前記応力緩和層に含まれるインジウム（Ｉｎ）の合金化を抑制する合金化防止層を有する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記合金化防止層はアルミニウム（Ａｌ）を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記半導体層の上部に前記活性層への電流注入領域を規定するための突出部を有し、
前記応力緩和層は、少なくとも前記突出部上に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記突出部は一方向に延長された突条部であり、
前記活性層で発生した光を前記突条部の延長方向に往復させてレーザ発振を生じさせる半導体レーザである
ことを特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項８】
各々前記突出部を有する複数の発光部が配列された半導体発光素子アレイである
ことを特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項９】
活性層を含む半導体層を備えた半導体発光素子を支持体に接合した発光装置であって、
前記半導体発光素子は、前記半導体層の前記支持体との接合面側に電極層を備え、前記電極層は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層を含む
ことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブマウントを用いず支持体（ベース）に直接はんだで接合する、いわゆるダイレクトマウントに好適な半導体発光素子およびこれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高出力の半導体レーザ装置として、複数の素子をレーザ光の射出方向がそろうように一列に配置した半導体レーザアレイが利用されている。このような半導体レーザアレイ１２０は、図５に示したように、サブマウント１４０を間にしてはんだ層１３１，１３２により、ベース（ヒートシンク）１１０に接合される場合もあるが、図６に示したように、はんだ層１３１によりベース１１０に直接実装される（ダイレクトマウント）場合もある。
【非特許文献１】Mounting of High Power Laser Diodes on Diamond Heatsinks（高出力レーザダイオードのダイヤモンドヒートシンクへの実装）”，「ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ，ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ，ＡＮＤ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ―ＰＡＲＴ  Ａ」，１９９６年，第１９巻，ｐ．４６
【特許文献１】特開２００５−２４３７３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８３８１号公報（段落００３８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ダイレクトマウントは、半導体レーザアレイ１２０の発熱を効果的に放散することができる一方、接合時に半導体レーザアレイ１２０とベース１１０との線膨張率差に起因する大きな熱応力が発生し、半導体レーザアレイ１２０にクラックが入ってしまうおそれがある。また、接合時に発生する熱応力は、活性層にストレスを与え、発光波長の変化や閾電流値の変化を招く。例えば赤色半導体レーザアレイの場合、図７に示したように、発振波長が８ｎｍ短波長化すると共に、発振閾電流値が２倍以上に増加してしまう。なお、図７は、半導体レーザアレイを炭化ケイ素（ＳｉＣ）よりなるサブマウントを間にして銅（Ｃｕ）よりなるベースに接合した場合のレーザ発振と、銅（Ｃｕ）よりなるベースにダイレクトマウントした場合のレーザ発振およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）発光とを対比して表したものである。
【０００４】
このような問題に対処するため、従来では、はんだ層とヒートシンクとの間に、厚みが２μｍの厚い金（Ａｕ）層を設けることが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、厚みが２μｍ程度の金（Ａｕ）層では、熱膨張係数差による大きなストレスを緩和することはできなかった。ストレス緩和のため、更に金（Ａｕ）層の厚みを例えば１０μｍ程度まで厚くすることも考えられるが、金（Ａｕ）層の成膜工程の作業時間が長くなってしまうことに加えて、原料コストも増加し、現実的ではなかった。
【０００５】
また、電極を、モリブデン（Ｍｏ）層と金（Ａｕ）層とを交互に積層した構成とし、ヒートシンクとレーザ素子との応力を緩和する緩衝材としての機能をもたせるという提案もある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、モリブデン（Ｍｏ）層は固い金属層であり、線膨張係数差による変位を吸収することはできない。したがって、ストレスの緩和は金（Ａｕ）層によって行われることになるが、一層の金（Ａｕ）層の厚みは５０ｎｍ（５００Å）と薄いので、変位を吸収することはできない。ストレスの緩和には数μｍの厚みが必要である。
【０００６】
なお、特許文献２には、熱伝導率の低いサファイア基板に形成されたレーザチップの放熱対策として、インジウム（Ｉｎ）はんだ材を用いてパッケージ本体にレーザチップを直接接続することが記載されている。しかしながら、インジウム系はんだは、濡れ性が悪く均一に広がりにくいので、隙間が生じやすくボイドができやすい。このボイドは熱伝導性に劣るので局所的な温度上昇と劣化の原因となってしまい、高い信頼性を得ることが難しかった。更に、インジウムはレーザチップの電極の金（Ａｕ）や、ベースの表面の金（Ａｕ）めっき層と反応し、合金化しやすい。この場合、インジウム（Ｉｎ）および金（Ａｕ）双方の拡散速度が大きく異なるので、接合界面にいわゆるカーケンダルボイドが生成し、強度低下や接合抵抗上昇をもたらしてしまっていた。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、熱放散を効率よく行うことができ、熱応力を緩和して高い信頼性を得ることができる半導体発光素子およびこれを用いた発光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】
本発明による半導体発光素子は、活性層を含む半導体層を備えたものであって、半導体層の上面側に電極層を備え、電極層は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層を含むものである。
【０００９】
本発明による発光装置は、活性層を含む半導体層を備えた半導体発光素子を支持体に接合したものであって、半導体発光素子は、半導体層の支持体との接合面側に電極層を備え、電極層は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層を含むものである。
【００１０】
本発明の半導体発光素子、または本発明の発光装置では、半導体発光素子と支持体との接合時に発生する熱応力は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層が塑性変形することにより緩和される。よって、半導体発光素子にかかるストレスが小さくなると共に、発熱が効率良く支持体に放散される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体発光素子によれば、半導体層の上面側、すなわち支持体との接合面側に設けられた電極層が、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層を含むようにしたので、半導体発光素子と支持体との接合時に発生する熱応力を緩和し、高い信頼性を得ることができる。よって、この半導体発光素子を支持体に接合して発光装置を構成することにより、熱放散効率および信頼性に優れた発光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る発光装置の全体構成を表すものである。この発光装置は、レーザプロジェクタの赤色光源などとして用いられるものであり、例えば、支持体（ベース）１０に半導体レーザアレイ２０をはんだ層３０により接合した構成を有している。
【００１４】
ベース１０は、半導体レーザアレイ２０の発熱を放散させるヒートシンクとしての機能も有しており、例えば、銅（Ｃｕ）などの電気的および熱的な伝導性を有する材料により構成され、表面には金（Ａｕ）などよりなる薄膜が被着されている。熱伝導性は、半導体レーザアレイ２０から発生する大量の熱を放出させ、半導体レーザアレイ２０を適当な温度に維持するために必要な特性であり、電気伝導性は、電流を半導体レーザアレイ２０に効率よく伝導させるために必要な特性である。
【００１５】
ベース１０上には、例えばベース１０と同一材料よりなる電極部材１１が、例えばネジ１１Ａ，１１Ｂにより固定されている。ベース１０と電極部材１１との間には例えばガラスまたはエポキシ等の絶縁樹脂よりなる絶縁板１２が設けられており、ベース１０と電極部材１１とは電気的に絶縁されている。電極部材１１には、半導体レーザアレイ２０側の一方の角に段部１１Ｃが設けられており、この段部１１Ｃには、例えば太さが５０μｍの金（Ａｕ）ワイヤまたは金（Ａｕ）箔よりなるワイヤ４０の一端部が接合されている。ワイヤ４０の他端部は半導体レーザアレイ２０に接合され、ワイヤ４０を介して電極部材１１と半導体レーザアレイ２０とが電気的に接続されている。なお、電極部材１１の段部１１Ｃには、ワイヤ４０および半導体レーザアレイ２０等を保護するため、ベース１０と同一材料よりなる保護部材１３がネジ１３Ａにより固定されるようになっている。
【００１６】
図２は、図１に示した半導体レーザアレイ２０の概略構成を表すものである。半導体レーザアレイ２０は、例えば、６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下の波長域に発振波長を有する赤色レーザであり、複数の発光部２１が一列に配列されたものである。その寸法は長さ約１０ｍｍ、共振器長２００μｍないし１．５ｍｍ、具体的には約７００μｍ程度、厚み約１００μｍである。ここで、長さは、発光部２１の配列方向における寸法、共振器長は、発光部２１からの光ＬＢの出射方向すなわち共振器方向における寸法、厚みは、長さおよび共振器長の両方に直交する方向における寸法である。
【００１７】
図３は、一つの発光部２１の断面構成を表したものである。各発光部２１は、例えば、基板５１上に、ｎ型クラッド層５２，第１光ガイド層５３，活性層５４，第２光ガイド層５５，第１ｐ型クラッド層５６，エッチストップ層５７，第２ｐ型クラッド層５８，中間層５９およびｐ側コンタクト層６０がこの順に積層されたダブルへテロ（ＤＨ；Double Heterostructure）接合積層構造を有している。
【００１８】
基板５１は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型ＧａＡｓ基板により構成されている。また、この基板５１は、例えば、｛１００｝面から＜１００＞方向に所定の角度、例えば８°〜１６°程度オフした主面を有している。ｎ型クラッド層５２は、例えば、積層方向における厚み（以下、単に厚みという）が１μｍであり、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型ＡｌＩｎＰ混晶またはＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されている。第１光ガイド層５３は、例えば、厚みが１２０ｎｍであり、ＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されている。第１光ガイド層５３は、不純物を含まなくてもよいし、または、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物が添加されていてもよい。
【００１９】
活性層５４は、例えば、厚みが１０ｎｍであり、不純物を含まないＧａＩｎＰ混晶よりなる量子井戸構造（引っ張り歪み、−０．７％）を有している。
【００２０】
第２光ガイド層５５は、例えば、厚みが１２０ｎｍであり、ＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されている。第２光ガイド層５５は、不純物を含まなくてもよいし、または、マグネシウム（Ｍｇ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）などのｐ型不純物が添加されていてもよい。第１ｐ型クラッド層５６は、例えば、厚みが０．１５μｍないし０．５μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＡｌＩｎＰ混晶またはＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されている。エッチストップ層５７は、後述する製造工程において第１ｐ型クラッド層５６の厚みのばらつきを抑制するためのものである。エッチストップ層５７は、例えば、厚みが１０ｎｍないし５０ｎｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＩｎＰ混晶により構成されている。第２ｐ型クラッド層５８は、例えば、厚みが０．８μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＡｌＧａＩｎＰ混晶により構成されている。中間層５９は、例えば、厚みが０．０５μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＩｎＰ混晶により構成されている。ｐ側コンタクト層６０は、例えば、厚みが０．３μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＡｓにより構成されている。
【００２１】
このうち第２ｐ型クラッド層５８，中間層５９およびｐ側コンタクト層６０は、一方向に延長された細い帯状の突条部（リッジ）６１とされている。この突条部６１は、活性層５４への電流注入領域を規定するための突出部であり、活性層５４の突条部６１に対応する部分に電流が注入されるようになっている。
【００２２】
突条部６１の両側のエッチストップ層５７の表面には、電流狭窄層６２が形成されている。電流狭窄層６２は、例えば、厚みが５０ｎｍないし２５０ｎｍであり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）または窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）などにより構成されている。
【００２３】
突条部６１および電流狭窄層６２の上面には、例えば、各発光部２１に対応して、ｐ側電極層７０が形成されている。このｐ側電極層７０は、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を含む複数の層の積層構造を有している。半導体レーザアレイ２０は、この応力緩和層７１を含むｐ側電極層７０が設けられている側がベース１０に接合されている。これにより、この発光装置では、半導体レーザアレイ２０とベース１０との接合時に発生する熱応力を応力緩和層７１により吸収、緩和して信頼性を高めると共に、熱放散を効率良く行うことができるようになっている。
【００２４】
応力緩和層７１は、例えば、インジウム（Ｉｎ）−銀（Ａｇ）合金、または、インジウム（Ｉｎ）により構成されていることが好ましい。特に、インジウム（Ｉｎ）−銀（Ａｇ）合金は、銀（Ａｇ）を含むことにより濡れ性を良くすることができる。また、スズ（Ｓｎ）−インジウム（Ｉｎ）合金（Ｉｎ＝５２％）でもよい。応力緩和層７１の厚みは、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ程度であればより好ましい。０．５μｍより薄いとストレス緩和効果がほとんどなくなり、５μｍより厚いと溶融した際にインジウム（Ｉｎ）が端の部分からはみ出しやすくなるからである。
【００２５】
ｐ側電極層７０は、応力緩和層７１の上側および下側に、応力緩和層７１に含まれるインジウム（Ｉｎ）の合金化を抑制する合金化防止層７２を有することが好ましい。インジウム（Ｉｎ）がｐ側電極層７０の他の層に含まれる金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）と反応して合金化するのを抑制することができるからである。合金化防止層７２は、インジウム（Ｉｎ）と合金を全く形成しない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）により構成されていることが好ましい。また、合金化防止層７２の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。１００ｎｍよりも薄いと、合金化防止層７２を形成する際に島状になってしまい、インジウム（Ｉｎ）を十分に閉じ込められなくなるおそれがあるからである。
【００２６】
このようなｐ側電極層７０の具体的な構成としては、例えば、厚み５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層７３，厚み１００ｎｍの白金（Ｐｔ）層７４，合金化防止層７２，応力緩和層７１，合金化防止層７２，厚み５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層７５，厚み１００ｎｍの白金（Ｐｔ）層７６および厚み１μｍの金（Ａｕ）層７７をｐ側コンタクト層６０の側から順に積層したものが挙げられる。
【００２７】
一方、基板５１の裏面には、例えば、各発光部２１に対応して、ｎ側電極層８０が設けられている。ｎ側電極層８０は、例えば、金（Ａｕ）−ゲルマニウム（Ｇｅ）合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層を基板５１の側から順に積層した構成を有し、基板５１と電気的に接続されている。
【００２８】
更に、この半導体レーザアレイ２０では、共振器方向において対向する一対の側面が共振器端面となっており、一対の共振器端面には一対の反射鏡膜（図示せず）がそれぞれ形成されている。これら一対の反射鏡膜のうち一方は低反射率となるように、他方は高反射率となるように反射率がそれぞれ調整されている。これにより、活性層５４において発生した光は一対の反射鏡膜の間を往復して増幅され、低反射率側の反射鏡膜からレーザビームとして出射するようになっている。
【００２９】
はんだ層３０は、例えば、厚みが３μｍないし６μｍであり、金（Ａｕ）−スズ（Ｓｎ）はんだ（共晶）により構成されている。
【００３０】
この半導体レーザアレイ２０および発光装置は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３１】
まず、例えば、上述した材料よりなる基板５１に、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により、それぞれ上述した厚みおよび材料よりなるｎ型クラッド層５２，第１光ガイド層５３，活性層５４，第２光ガイド層５５，第１ｐ型クラッド層５６，エッチストップ層５７，第２ｐ型クラッド層５８，中間層５９およびｐ側コンタクト層６０を順に積層する。
【００３２】
次いで、エッチストップ層５７を用いたエッチングを行い、ｐ側コンタクト層６０，中間層５９および第２ｐ型クラッド層５８の一部を選択的に除去し、細い帯状の突条部６１とする。続いて、その両側に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学気相成長）法により、上述した材料よりなる電流狭窄層６２を形成する。
【００３３】
そののち、例えば、基板５１の裏側を研削して基板５１の厚さを１１０μｍ程度とし、基板５１の裏側にｎ側電極層８０を形成する。
【００３４】
また、電流狭窄層６２に、例えばエッチングにより、突条部６１に対応して開口を設け、突条部６１および電流狭窄層６２の上面に、例えば電子線蒸着により、上述した厚みおよび材料よりなるチタン（Ｔｉ）層７３，白金（Ｐｔ）層７４，合金化防止層７２，応力緩和層７１，合金化防止層７２，チタン（Ｔｉ）層７５，白金（Ｐｔ）層７６および金（Ａｕ）層７７をこの順に積層し、ｐ側電極層７０を形成する。
【００３５】
ｎ側電極層８０およびｐ側電極層７０を形成したのち、劈開により基板５１を所定の大きさのバー状に整える。その際、劈開の前に、例えばレーザスクライビング加工機を用いて、あらかじめビーム径を細く絞られたレーザ光を照射することによりｐ側電極層７０の厚み方向における一部または全部を切断しておくことが好ましい。ｐ側電極層７０が分離されやすくなり、いわゆるｐ側電極層７０の剥がれを生じるのを抑えることができるからである。この場合、ｐ側電極層７０の厚み方向における一部または全部を切断したのち、引き続いて劈開による分離を行うことができる。
【００３６】
なお、レーザスクライビングに代えて、機械的な加工によりｐ側電極層７０の厚み方向における一部または全部を切断するようにしてもよい。すなわち、ダイヤモンド針で浅くｐ側電極層７０に傷をつけて分離しやすくする。この場合、ｐ側電極層７０に浅く傷をつける工程と、ｐ側電極層７０に加えてレーザウェーハにも達するよう深く傷をつける工程とが必要である。
【００３７】
また、機械的な加工のために、ｐ側電極層７０を形成する際に、素子の分離溝を設けてもよい。その場合は、ｐ側電極層７０を形成する前に、レジスト塗布、フォトリソグラフィを行い、ｐ側電極層７０を形成後にリフトオフによって分離溝を設ける一般的な方法を採ることができる。
【００３８】
最後に、突条部６１の長さ方向において対向する一対の共振器端面に図示しない反射鏡膜を形成する。これにより、図２および図３に示した半導体レーザアレイ２０が形成される。
【００３９】
半導体レーザアレイ２０を形成したのち、上述した寸法および材料よりなるベース１０を用意し、このベース１０の半導体レーザアレイ２０が設けられる面に、例えば真空蒸着法またはめっきにより、金（Ａｕ）層およびスズ（Ｓｎ）層を順に積層することにより、はんだ層３０を形成する。
【００４０】
ベース１０にはんだ層３０を形成したのち、半導体レーザアレイ２０のｐ側電極層７０とベース１０のはんだ層３０とを対向させ、位置合わせを精度よく行い、ベース１０の上に半導体レーザアレイ２０を載せる。続いて、ベース１０に対して加熱処理を施すことにより、はんだ層３０を溶融させ、ベース１０と半導体レーザアレイ２０とを接合する。ここでは、ｐ側電極層７０が、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を含んでおり、半導体レーザアレイ２０のｐ側電極層７０が設けられている側をベース１０に接合するようにしたので、半導体レーザアレイ２０とベース１０との接合時に発生する熱応力は、応力緩和層７１が塑性変形することにより吸収、緩和される。よって、半導体レーザアレイ２０にかかるストレスが小さくなり、クラック等の発生が抑制される。
【００４１】
また、この応力緩和層７１は、インジウムと合金を全く形成しない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）よりなる合金化防止層７２で挟まれているので、応力緩和層７１に含まれるインジウムが溶融してもｐ側電極層７０の白金（Ｐｔ）層７４，７６または金（Ａｕ）層７７に含まれる金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）と反応して合金化することが抑制される。よって、実装後に冷却することにより、応力緩和層７１のインジウムは反応、変質することなく、元の状態に戻る。
【００４２】
ベース１０と半導体レーザアレイ２０とを接合したのち、ベース１０上に絶縁板１２を間にして電極部材１１を固定し、ワイヤ４０の一端部を電極部材１１の段部１１Ｃに接合し、ワイヤ４０の他端部を半導体レーザアレイ２０のｎ側電極層８０に接合する。そののち、電極部材１１の段部１１Ｃに保護部材１３を固定する。以上により、図１に示した発光装置が完成する。
【００４３】
この発光装置では、各発光部２１のｎ側電極層８０とｐ側電極層７０との間に所定の電圧が印加されると、活性層５４に電流が注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、図示しない一対の反射鏡膜により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。ここでは、ｐ側電極層７０が、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を含んでおり、半導体レーザアレイ２０のｐ側電極層７０が設けられている側がベース１０に接合されているので、半導体レーザアレイ２０とベース１０との接合時に発生する熱応力が緩和され、半導体レーザアレイ２０にかかるストレスが小さくなっている。よって、半導体レーザアレイ２０の信頼性が向上する。また、活性層５４にかかるストレスも低減され、発光波長の変化や閾電流値の変化も抑えられる。更に、半導体レーザアレイ２０が、サブマウントなしでベース１０に直接接合されているので、半導体レーザアレイ２０の発熱が効率良くベース１０に放散される。
【００４４】
このように本実施の形態では、ｐ側電極層７０が、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を含むようにしたので、半導体レーザアレイ２０とベース１０との接合時に発生する熱応力を緩和し、高い信頼性を得ることができる。よって、この半導体レーザアレイ２０のｐ側電極層７０が設けられている側をベース１０に接合して発光装置を構成することにより、熱放散効率および信頼性に優れた発光装置を実現することができる。特に、６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下の波長域に発振波長を有する赤色の半導体レーザアレイ２０において安定した特性を得ることができる。
【００４５】
また、はんだ層３０を金（Ａｕ）−スズ（Ｓｎ）はんだにより構成することができるので、従来のインジウム系はんだを用いたダイレクトマウントに比較して、信頼性を高めると共に強度を向上させ、接合抵抗を小さくすることができる。
【００４６】
更に、応力緩和層７１を、インジウムと合金を全く形成しない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）よりなる合金化防止層７２で挟むようにしたので、応力緩和層７１に含まれるインジウムが溶融してもｐ側電極層７０の他の層に含まれる金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）と反応して合金化することを抑制することができる。
【００４７】
（変形例）
図４は、本発明の変形例に係る半導体レーザアレイを構成する一つの発光部２１Ａの断面構成を表したものである。この発光部２１Ａは、７８０ｎｍないし８５０ｎｍの波長域に発振波長を有する赤外レーザであることを除いては、上記実施の形態に係る発光部２１と同様の構成を有し、同様の作用・効果を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００４８】
発光部２１Ａは、例えば、基板９１上に、第１ｎ型バッファ層９２、第２ｎ型バッファ層９３，ｎ型クラッド層９４，第１光ガイド層９５，活性層９６，第２光ガイド層９７，第１ｐ型クラッド層９８，エッチストップ層９９，第２ｐ型クラッド層１００，中間層１０１およびｐ側コンタクト層１０２がこの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。
【００４９】
基板９１は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型ＧａＡｓ基板により構成されている。第１ｎ型バッファ層９２は、例えば、厚みが０．５μｍであり、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型ＧａＡｓにより構成されている。第２バッファ層９３は、例えば、厚みが０．５μｍであり、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ混晶により構成されている。ｎ型クラッド層９４は、例えば、厚みが１．８μｍであり、ケイ素（Ｓｉ）あるいはセレン（Ｓｅ）などのｎ型不純物を添加したｎ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ混晶により構成されている。
【００５０】
第１光ガイド層９５は、例えば、厚みが６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下であり、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ混晶により構成されている。活性層９６は、例えば、厚みが１０ｎｍであり、Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ａｓ混晶により構成されている。第２光ガイド層９７は、例えば、厚みが６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下であり、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ混晶により構成されている。
【００５１】
第１ｐ型クラッド層９８は、例えば、厚みが０．１５μｍないし０．５μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53 Ａｓ混晶により構成されている。エッチストップ層９９は、例えば、厚みが１０ｎｍないし５０ｎｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＩｎＰ混晶により構成されている。第２ｐ型クラッド層１００は、例えば、厚みが１．５μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ混晶により構成されている。中間層１０１は、例えば、厚みが０．３μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ混晶により構成されている。ｐ側コンタクト層１０２は、例えば、厚みが０．５μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＡｓにより構成されている。
【００５２】
このうち第２ｐ型クラッド層１００，中間層１０１およびｐ側コンタクト層１０２は、上記実施の形態と同様に、細い帯状の突条部６１とされており、その両側のエッチストップ層９９の表面には、電流狭窄層６２が形成されている。突条部６１および電流狭窄層６２の上面には、上記実施の形態と同様に、ｐ側電極層７０が形成され、基板１１１の裏面には、上記実施の形態と同様に、ｎ側電極層８０が設けられている。
【００５３】
ｐ側電極層７０は、上記実施の形態と同様に、インジウム（Ｉｎ）を含む材料よりなる応力緩和層７１を含む複数の層の積層構造を有し、応力緩和層７１の上側および下側には合金化防止層７２が設けられている。ｐ側電極層７０の具体的な構成は、上記実施の形態と同様である。
【００５４】
この発光部２１Ａを有する半導体レーザアレイは、第１バッファ層９２ないしｐ側コンタクト層１０２の厚みおよび材料が異なることを除いては、上記実施の形態と同様にして作製することができる。また、この発光部２１Ａを有する半導体レーザアレイは、上記実施の形態と同様にして、はんだ層３０によりベース１０に接合し、発光装置を構成することができる。
【００５５】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、発光装置がバー状の半導体レーザアレイ２０を備えている場合について説明したが、本発明は一つの発光部２１，２１Ａのみを有する半導体レーザ装置（半導体レーザチップ）にも適用可能である。
【００５６】
また、例えば、上記実施の形態では、半導体レーザアレイ２０が、ｐ側電極層７０をベース１０に対向させるようにして配設されており、ｐ側電極層７０に応力緩和層７１が設けられている場合について説明したが、ｐ型の基板に半導体レーザ素子を形成し、上面のｎ側電極層に応力緩和層を設け、この半導体レーザ素子を、ｎ側電極層をベースに対向させるようにして配設してもよい。
【００５７】
更に、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。例えば、はんだ層３０は、銀（Ａｇ）−スズ（Ｓｎ）はんだ（共晶）またはスズ（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）系のはんだでもよい。なお、はんだ層３０は、鉛を含まないはんだ（鉛フリーはんだ）により構成されていることが好ましいが、スズ（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）はんだなどの鉛系はんだにより構成されていてもよい。
【００５８】
加えて、上記実施の形態では、半導体レーザアレイ２０および発光部２１，２１Ａ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いてもよい。例えば、上記実施の形態では、応力緩和層７１は、全面にわたって設けられている必要はなく、少なくとも突条部６１上に形成されていればよい。合金化防止層７２は、応力緩和層７１の上側または下側の少なくとも一方に設けられていればよい。また、突条部６１の幅は必ずしも延長方向全体にわたって一定でなくてもよく、部分的に幅の異なる部分があってもよい。
【００５９】
加えて、例えば、上記実施の形態では、ＧａＡｓよりなる基板上にＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体よりなる半導体層を有する赤色レーザ、およびＡｌＧａＡｓ系化合物半導体よりなる半導体層を有する赤外レーザを例として説明したが、本発明は、例えばＧａＮ系（発振波長４００ｎｍないし５００ｎｍ）などの他の材料系にも適用可能である。ただし、特に、赤色レーザでは基板を構成するＧａＡｓとベース１０を構成する銅（Ｃｕ）との線膨張率の差が大きいことから、その効果が大きい。
【００６０】
加えて、上記実施の形態では、半導体レーザアレイ２０を備えた光装置を例として説明したが、本発明は半導体レーザ以外にも、ＬＥＤまたはスーパールミネッセントダイオードなどの他の半導体発光素子を備えた発光装置にも適用可能である。その場合、活性層への電流注入領域を規定するための突出部の形状は、レーザの場合のような一方向に延長された突条部に限られない。また、応力緩和層は、突出部の周囲の少なくとも一部に設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光装置の全体構成を表す分解斜視図である。
【図２】図１に示した半導体レーザアレイを拡大して表す斜視図である。
【図３】図２に示した発光部の構成を表す断面図である。
【図４】本発明の変形例に係る発光部の構成を表す断面図である。
【図５】従来の実装方法の一例を説明するための断面図である。
【図６】従来の実装方法の他の例を説明するための断面図である。
【図７】従来の実装方法の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…ベース、１１…電極部材、１２…絶縁板、１３…保護部材、２０…半導体レーザアレイ、２１，２１Ａ…発光部、３０…はんだ層、４０…ワイヤ、５１，９１…基板、５２，９４…ｎ型クラッド層、５３，９５…第１光ガイド層、５４，９６…活性層、５５，９７…第２光ガイド層、５６，９８…第１ｐ型クラッド層、５７，９９…エッチストップ層、５８，１００…第２ｐ型クラッド層、５９，１０１…中間層、６０，１０２…ｐ側コンタクト層、７０…ｐ側電極層、７１…応力緩和層、７２…合金化防止層、８０…ｎ側電極層、９２…第１ｎ型バッファ層、９３…第２ｎ型バッファ層
【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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