(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することが可能な半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】この半導体レーザ装置４０では、共振器の延びる方向（Ｂ方向）に沿って反りを有する半導体レーザ素子５０と、半導体レーザ素子５０の反りの凸側が固定される基台７０とを備えている。また、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３は、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ４よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器の延びる第１方向または前記第１方向と交差する第２方向の少なくとも一方に沿って反りを有する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の反りの凸側が固定される基台とを備え、
前記第１方向または前記第２方向のうちの反りの大きい方向における前記半導体レーザ素子の一方端部と前記基台との間の距離は、前記第１方向または前記第２方向のうちの反りの大きい方向における前記半導体レーザ素子の他方端部と前記基台との間の距離よりも小さい、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第１方向の反りは、前記第２方向の反りよりも大きい、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記一方端部は前記半導体レーザ素子の光出射端であり、前記他方端部は、前記半導体レーザ素子の光反射端である、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記半導体レーザ素子は、基板と、前記基板の表面上に形成されるとともに、前記基板とは反対側の表面が凹状の半導体レーザ素子部とを含み、
前記半導体レーザ素子は、前記基板側が前記基台に融着層を介して固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子は、基板と、前記基板の表面上に形成されるとともに、前記基板とは反対側の表面が凸状の半導体レーザ素子部とを含み、
前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子部側が前記基台に融着層を介して固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子は、窒化物系半導体層を有する半導体レーザ素子部を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記他方端部の近傍は、前記基台に固定されずに、前記一方端部の近傍が、前記基台に融着層を介して固定されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
共振器の延びる第１方向または前記第１方向と交差する第２方向の少なくとも一方に沿って反りを有する半導体レーザ素子を形成する工程と、
前記第１方向または前記第２方向のうちの反りの大きい方向における前記半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離が、前記第１方向または前記第２方向のうちの反りの大きい方向における前記半導体レーザ素子の他方端部と前記基台との間の距離よりも小さくなるように、前記半導体レーザ素子の反りの凸側を前記基台に固定する工程とを備えた、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体レーザ素子を前記基台に固定する工程は、前記第１方向または前記第２方向のうちの反りの大きい方向における前記半導体レーザ素子の中央部よりも前記一方端部側を、押圧部材により前記基台に押圧しながら融着層を介して固定する工程を含む、請求項８に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、基台に固定される半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基台に固定される半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置などが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、半導体レーザチップ（半導体レーザ素子）と、半導体レーザチップが固定されるサブマウント（基台）とを備えた半導体レーザ装置が開示されている。この半導体レーザ装置では、半導体レーザチップは、基板と、基板上に形成される半導体層とによって構成されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、反りを有する半導体発光素子チップ（半導体レーザ素子）と、半導体発光素子チップが固定されるマウント部材（基台）とを備えた半導体発光装置およびその製造方法が開示されている。この半導体発光装置では、半導体発光素子チップの反りの形状に対応するように表面形状が加工されたマウント部材を用いている。これにより、半導体発光素子チップは、所定の方向に反りが生じた状態でマウント部材に固定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４１０８５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された半導体レーザ装置では、半導体レーザチップは、基板と、基板上に形成される半導体層とによって構成されているので、基板と半導体層との熱膨張係数差および格子定数差に起因して、半導体レーザチップに反りが生じる場合があるという不都合がある。この場合、半導体レーザチップは、通常、共振器の延びる方向に沿った細長形状を有しているので、半導体レーザチップの共振器の延びる方向に沿って反り量が大きくなる。このため、半導体レーザチップの共振器の延びる方向に沿った反り量がばらつきやすくなるので、半導体レーザチップの反りの凸側をサブマウントに固定した場合、半導体レーザチップの共振器の光出射端における半導体レーザチップとサブマウントとの距離がばらつきやすくなる。したがって、半導体レーザチップの共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつきやすくなるという問題点がある。また、半導体レーザチップの反りの凸側をサブマウントに固定した場合、通常、半導体レーザチップから出射されるレーザ光の出射方向がサブマウントの表面に対して上側に傾斜した状態で、半導体レーザチップがサブマウントに配置されるので、半導体レーザチップの共振器の延びる方向に沿った反り量のばらつきに起因して、半導体レーザチップ（半導体レーザ素子）から出射されるレーザ光の出射方向がばらつくという問題点もある。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示された半導体発光装置およびその製造方法では、半導体発光素子チップの反りの形状に対応するように曲面形状または所定の形状（凹形状）に加工されたマウント部材に半導体発光素子チップを固定するために、半導体発光素子チップの反り形状（反り量）のばらつきとマウント部材側の形状とが適切に対応しない場合があると考えられる。この場合、共振器の光出射端における半導体発光素子チップとマウント部材との距離がばらつきやすくなる。したがって、半導体発光素子チップの共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつきやすくなるという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体レーザ装置は、共振器の延びる第１方向または第１方向と交差する第２方向の少なくとも一方に沿って反りを有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の反りの凸側が固定される基台とを備え、第１方向または第２方向のうちの反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離は、第１方向または第２方向のうちの反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部と基台との間の距離よりも小さい。
【００１０】
この第１の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離を、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部と基台との間の距離よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離が大きい場合に比べて、半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離のばらつき量を小さくすることができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子の一方端部を共振器の光出射端であるように構成した場合、光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつくのを抑制することができる。また、半導体レーザ素子の反りの凸側を基台に固定するとともに、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離を、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子の一方端部を基台の表面に実質的に平行に近づけて配置することができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子の一方端部を共振器の光出射端であるように構成した場合、光出射端から出射されるレーザ光の出射方向が基台の表面に対して上側に傾斜した状態で半導体レーザ素子が配置されるのを抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子の共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射方向がばらつくのを抑制することができる。また、第１方向または第２方向に沿って反りを有する半導体レーザ素子を基台に固定することによって、外力などを加えて反りを無くした状態で半導体レーザ素子を基台に固定する場合と異なり、半導体レーザ素子内の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子が破損するのを抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第１方向の反りは、第２方向の反りよりも大きい。このように構成すれば、半導体レーザ素子を基台に固定した後の半導体レーザ素子の形状（反りの方向）測定して、半導体レーザ素子のレーザ光の出射方向などを容易に識別することができる。
【００１２】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、一方端部は半導体レーザ素子の光出射端であり、他方端部は、半導体レーザ素子の光反射端である。このように構成すれば、半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離のばらつき量が小さくなるので、光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつくのを抑制することができる。また、一方端部が基台の表面に実質的に平行に近づけて配置されるので、光出射端から出射されるレーザ光の出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００１３】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、半導体レーザ素子は、基板と、基板の表面上に形成されるとともに、基板とは反対側の表面が凹状の半導体レーザ素子部とを含み、半導体レーザ素子は、基板側が基台に融着層を介して固定されている。このように構成すれば、半導体レーザ素子が、基板とは反対側の表面が凹状の半導体レーザ素子部を含む場合にも、容易に、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００１４】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、半導体レーザ素子は、基板と、基板の表面上に形成されるとともに、基板とは反対側の表面が凸状の半導体レーザ素子部とを含み、半導体レーザ素子は、半導体レーザ素子部側が基台に融着層を介して固定されている。このように構成すれば、半導体レーザ素子が、基板とは反対側の表面が凸状の半導体レーザ素子部を含む場合にも、容易に、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、半導体レーザ素子は、窒化物系半導体層を有する半導体レーザ素子部を含む。このように構成すれば、窒化物系半導体層を有する半導体レーザ素子部を含む半導体レーザ素子において、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００１６】
上記第１の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、他方端部の近傍は、基台に固定されずに、一方端部の近傍が、基台に融着層を介して固定されている。このように構成すれば、半導体レーザ素子の共振器の一方端部（光出射端）から他方端部（光反射端）までの全体を基台に固定する場合と異なり、融着層の硬化時の熱収縮により半導体レーザ素子内の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子が破損するのをより抑制することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法は、共振器の延びる第１方向または第１方向と交差する第２方向の少なくとも一方に沿って反りを有する半導体レーザ素子を形成する工程と、第１方向または第２方向のうちの反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離が、第１方向または第２方向のうちの反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部と基台との間の距離よりも小さくなるように、半導体レーザ素子の反りの凸側を基台に固定する工程とを備えている。
【００１８】
この第２の局面による半導体レーザ装置の製造方法では、上記のように、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離が、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部と基台との間の距離よりも小さくなるように、半導体レーザ素子の反りの凸側を基台に固定する工程を設けることによって、半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離が大きい場合に比べて、半導体レーザ素子の一方端部における半導体レーザ素子と基台との間の距離のばらつき量を小さくすることができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子の一方端部を共振器の光出射端であるように構成した場合、光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつくのを抑制することができる。また、半導体レーザ素子の反りの凸側を基台に固定するとともに、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の一方端部と基台との間の距離を、反りの大きい方向における半導体レーザ素子の他方端部と基台との間の距離よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子の共振器の光出射端側を基台の表面に実質的に平行に配置することができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子の一方端部を共振器の光出射端であるように構成した場合、半導体レーザ素子の共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射方向が基台の表面に対して上側に傾斜した状態で半導体レーザ素子が配置されるのを抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子の共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射方向がばらつくのを抑制することができる。また、第１方向または第２方向に沿って反りを有する半導体レーザ素子を基台に固定することによって、外力などを加えて反りを無くした状態で半導体レーザ素子を基台に固定する場合と異なり、半導体レーザ素子内の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子が破損するのを抑制することができる。
【００１９】
上記第２の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体レーザ素子を基台に固定する工程は、第１方向または第２方向のうちの反りの大きい方向における半導体レーザ素子の中央部よりも一方端部側を、押圧部材により基台に押圧しながら融着層を介して固定する工程を含む。このように構成すれば、半導体レーザ素子の一方端部近傍における半導体レーザ素子と基台との間の距離を、半導体レーザ素子の共振器の他方端部近傍における半導体レーザ素子と基台との間の距離よりも、容易に、小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の半導体レーザ装置の概略的な構造を説明するための断面図である。図１を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明の半導体レーザ装置１の概略的な構造について説明する。
【００２２】
本発明の半導体レーザ装置１では、図１に示すように、半導体レーザ素子１０が、金属層などからなる導電性接着層２０を介して基台３０に固定されている。なお、導電性接着層２０は、本発明の「融着層」の一例である。
【００２３】
半導体レーザ素子１０は、Ａ方向に沿って反りを有する。ここで、半導体レーザ素子１０は、反りの凸側が基台３０の上面３０ａに固定されている。また、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａ近傍における半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離（導電性接着層２０の厚み）Ｈ１は、半導体レーザ素子１０の他方端部１０ｂ近傍における半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離（導電性接着層２０の厚み）Ｈ２よりも小さい。
【００２４】
なお、半導体レーザ素子１０は、Ａ方向と交差する方向に沿って、Ａ方向の反りよりも小さい反りをさらに有していてもよい。この場合、一方端部１０ａ近傍における半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離の最小値をＨ１と定義するとともに、他方端部１０ｂ近傍における半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離の最小値をＨ２と定義する。図１に示した半導体レーザ素子１０では、より具体的に、共振器の延びる方向がＡ方向であり、共振器の光出射面を一方端部１０ａとするとともに、共振器の光反射面を他方端部１０ｂとする場合を示している。
【００２５】
また、半導体レーザ素子１０は、窒化ガリウム基板、サファイア基板、シリコン基板およびシリコンカーバイト基板などの基板上に半導体層を形成することにより構成することが可能である。
【００２６】
また、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａおよび他方端部１０ｂにそれぞれ誘電体多層膜を形成してもよい。
【００２７】
本発明の半導体レーザ装置１では、上記のように、反りの大きいＡ方向における半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａと基台３０との間の距離Ｈ１を、Ａ方向における半導体レーザ素子１０の他方端部１０ｂと基台３０との間の距離Ｈ２よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａにおける半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離が大きい場合に比べて、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａにおける半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離のばらつき量を小さくすることができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａを共振器の光出射端であるように構成した場合、光出射端から出射されるレーザ光の出射位置がばらつくのを抑制することができる。また、半導体レーザ素子１０の反りの凸側を基台３０に固定するとともに、Ａ方向における半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａにおける半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離Ｈ１を、Ａ方向における半導体レーザ素子１０の他方端部１０ｂにおける半導体レーザ素子１０と基台３０との間の距離Ｈ２よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａを基台３０の表面に実質的に平行に近づけて配置することができる。これにより、たとえば、半導体レーザ素子１０の一方端部１０ａを共振器の光出射端であるように構成した場合、光出射端から出射されるレーザ光の出射方向が基台３０の表面に対して上側に傾斜した状態で半導体レーザ素子１０が配置されるのを抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子１０の共振器の光出射端から出射されるレーザ光の出射方向がばらつくのを抑制することができる。また、Ａ方向に沿って反りを有する半導体レーザ素子１０を基台３０に固定することによって、外力などを加えて反りを無くした状態で半導体レーザ素子１０を基台３０に固定する場合と異なり、半導体レーザ素子１０の内部の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子１０が破損するのを抑制することができる。
【００２８】
なお、本発明において、光出射端は、光出射側および光反射側のそれぞれの共振器端面から出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側が光出射端であり、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側が光反射端である。
【００２９】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置を備えた半導体レーザの構造を説明するための斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。図４は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。図５は、図３に示した本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を説明するための斜視図である。まず、図２〜図５を参照して、第１実施形態による半導体レーザ装置およびそれを備えた半導体レーザの構造について説明する。
【００３０】
第１実施形態による半導体レーザ装置４０を備えた半導体レーザでは、図２および図３に示すように、半導体レーザ素子５０が、ＡｕＳｎなどの導電性接着層６０を介して、基台７０に固定されている。なお、導電性接着層６０は、本発明の「融着層」の一例である。また、基台７０は、図２に示すように、ＡｕＳｎなどの導電性接着層６１を介して、金属製のステム８０の本体部８１に設けられた台座部８２に固定されている。このステム８０には、２つのリード端子８３および８４が設けられている。
【００３１】
また、半導体レーザ素子５０の上面は、Ａｕワイヤ９０を用いて、ステム８０のリード端子８３にワイヤボンディングされている。また、基台７０の上面７０ａは、Ａｕワイヤ９０を用いて、ステム８０の台座部８２にワイヤボンディングされている。また、ステム８０の本体部８１には、レーザ光が透過する窓付きの図示しないキャップが取り付けられている。
【００３２】
また、半導体レーザ素子５０は、図４および図５に示すように、約２００μｍの幅（Ｗ１）と、約１０００μｍの長さ（Ｌ１）と、約１００μｍの厚み（ｔ１）（図５参照）とを有する。
【００３３】
ここで、第１実施形態では、図３に示すように、半導体レーザ素子５０は、基台７０側に配置された基板１００と、基台７０とは反対側に配置された半導体レーザ素子部１１０とを含んでいる。なお、基板１００は、本発明の「基板」の一例である。
【００３４】
具体的には、図５に示すように、窒化ガリウム、シリコンおよびシリコンカーバイトなどからなる基板１００の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１、ＧａＩｎＮからなる活性層１１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３が形成されている。これらｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１、活性層１１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３によって、半導体レーザ素子部１１０が形成されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１、活性層１１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３は、本発明の「窒化物系半導体層」の一例である。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３には、Ｂ方向に延びるリッジ部１１３ａを形成することによって、導波路構造が形成されている。また、半導体レーザ素子部１１０のＢ方向の端部には、図３に示すように、光出射面（共振器面）１１０ａおよび光反射面（共振器面）１１０ｂが形成されている。なお、光出射面１１０ａは、本発明の「一方端部」および「光出射端」の一例であり、光反射面１１０ｂは、本発明の「他方端部」および「光反射端」の一例である。また、光出射面１１０ａ、光反射面１１０ｂおよび導波路構造によって、Ｂ方向に延びる共振器が構成されている。なお、光出射面１１０ａおよび光反射面１１０ｂ上には、図示しない誘電体多層膜が形成されている。また、図５に示すように、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３のリッジ部１１３ａ以外の上面上には、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１１４が形成されている。
【００３５】
また、基板１００の下面上には、基板１００の側から近い順にＡｌ層、Ｐｄ層およびＡｕ層が積層されたｎ側電極１０１が形成されている。なお、第１実施形態では、ｎ側電極１０１の下面は、ダイボンド面である。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３のリッジ部１１３ａおよび絶縁膜１１４の上面上には、リッジ部１１３ａおよび絶縁膜１１４から近い順にＰｔ層、Ｐｄ層、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層が積層されたｐ側電極１１５が形成されている。
【００３６】
また、第１実施形態では、図３および図５に示すように、半導体レーザ素子５０は、ヘテロ接合の添加元素の種類や量によって異なるが、共振器の延びる方向（Ｂ方向）に沿って約０．５μｍ〜約３μｍの反りを有する。また、半導体レーザ素子部１１０は、基板１００とは反対側の表面が凹状に形成されており、半導体レーザ素子５０は、反りの凸側（基板１００側）が基台７０（図３参照）に固定されている。この半導体レーザ素子５０の反りは、基板１００と半導体レーザ素子部１１０との熱膨張係数差および格子定数差によって発生する。
【００３７】
具体的には、以下の表１に示すように、窒化ガリウムは、約５．５９×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．１８９×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、シリコンは、約２．６×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約５．４３×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、シリコンカーバイトは、約４．２×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．０８１×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、ＡｌＧａＮは、約４．１５×１０−６／Ｋ〜約５．５９×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．１１２×１０−１０ｍ〜約３．１８９×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、ＧａＩｎＮは、約３．８×１０−６／Ｋ〜約５．５９×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．１８９×１０−１０ｍ〜約３．５３３×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。
【００３８】
【表１】
2008263180.tif 000003
そして、基板１００が窒化ガリウムからなる場合、半導体レーザ素子部１１０を構成するｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３の格子定数が基板１００の格子定数よりも小さいことに起因して、半導体レーザ素子５０の基板１００側が凸状になる（半導体レーザ素子部１１０側が凹状になる）ように反りが発生する。なお、活性層１１２は、基板１００よりも大きい格子定数を有しているが、活性層１１２の厚みは、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３の厚みよりも小さいので、半導体レーザ素子５０の基板１００側が凸状になるように反りが発生する。その一方、基板１００がシリコンまたはシリコンカーバイトからなる場合、半導体レーザ素子部１１０を構成するｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１、活性層１１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３の熱膨張係数が基板１００の熱膨張係数よりも大きいことに起因して、半導体レーザ素子５０の基板１００側が凸状になる（半導体レーザ素子部１１０側が凹状になる）ように反りが発生する。なお、半導体レーザ素子５０のＢ方向の反りは、半導体レーザ素子５０のＣ方向（図５参照）に生じる反りよりも大きい。
【００３９】
また、第１実施形態では、図３に示すように、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ３は、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ４よりも小さい。第１実施形態では、半導体レーザ素子５０が、光反射面１１０ｂ近傍において導電性接着層６０が約４μｍ〜約８μｍの厚み（距離Ｈ４）を有する場合、光出射面１１０ａ近傍における導電性接着層６０が約１μｍの厚み（距離Ｈ３）を有するように基台７０に固定されている。
【００４０】
また、半導体レーザ素子５０の光出射面１１０ａ側は、基台７０の上面７０ａと実質的に平行に配置されている。すなわち、半導体レーザ素子５０は、光出射面１１０ａから出射されるレーザ光の出射方向が、基台７０の上面７０ａの延びる方向と実質的に平行になるように配置されている。
【００４１】
また、導電性接着層６０は、半導体レーザ素子５０と同じ幅（Ｗ１＝約２００μｍ）および長さ（Ｌ１＝約１０００μｍ）（図５参照）を有する。
【００４２】
また、基台７０は、図４に示すように、約９００μｍの幅（Ｗ２）と、約１２００μｍの長さ（Ｌ２）と、約２５０μｍの厚み（ｔ２）（図３参照）とを有する。
【００４３】
また、基台７０は、図３に示すように、ＳｉＣまたはＡｌＮからなる基板７０ｂを含んでいる。この基板７０ｂの上面上および下面上の全面には、約１００ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３０ｎｍの厚みを有するＡｕ層からなる下地金属層７０ｃが形成されている。この下地金属層７０ｃは、導電性接着層６０を基台７０に接着するために設けられている。
【００４４】
次に、図２、図３および図５を参照して、第１実施形態による半導体レーザ装置およびそれを備えた半導体レーザの製造プロセスについて説明する。
【００４５】
まず、図５に示すように、基板１００の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１、ＧａＩｎＮからなる活性層１１２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３をエピタキシャル成長させることにより、半導体レーザ素子部１１０を形成する。そして、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３に、Ｂ方向に延びるリッジ部１１３ａを形成した後、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３のリッジ部１１３ａ以外の上面上に、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１１４を形成する。その後、基板１００の下面上に、基板１００の側から近い順にＡｌ層、Ｐｄ層およびＡｕ層を積層してｎ側電極１０１を形成するとともに、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１３のリッジ部１１３ａおよび絶縁膜１１４の上面上に、リッジ部１１３ａおよび絶縁膜１１４から近い順にＰｔ層、Ｐｄ層、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層を積層してｐ側電極１１５を形成する。そして、半導体レーザ素子部１１０の共振器の光出射面１１０ａおよび光反射面１１０ｂ上に、図示しない誘電体多層膜を形成することによって、半導体レーザ素子５０を形成する。このとき、第１実施形態では、基板１００と半導体レーザ素子部１１０との熱膨張係数差および格子定数差に起因して、基板１００側が凸状になる（半導体レーザ素子部１１０側が凹状になる）ように、半導体レーザ素子５０に反りが発生する。
【００４６】
次に、第１実施形態では、図３に示すように、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ３（約１μｍ）が、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ４（約４μｍ〜約８μｍの範囲）よりも小さくなるように、半導体レーザ素子５０の反りの凸側（基板１００側）を基台７０にダイボンドする。このとき、同時に、基台７０をステム８０の台座部８２（図２参照）に固定する。
【００４７】
具体的には、図２に示すように、窒素雰囲気中において、金属製のステム８０の台座部８２上に、導電性接着層６１と、導電性接着層６０が所定の領域に配置された基台７０と、半導体レーザ素子５０とを順に配置する。
【００４８】
そして、第１実施形態では、図３に示すように、ステム８０（図２参照）を高温にするとともに、半導体レーザ素子５０の光出射面１１０ａ近傍を、セラミック製のコレット１２０により導電性接着層６０を介して基台７０に押圧する。なお、コレット１２０は、本発明の「押圧部材」の一例である。このとき、半導体レーザ素子５０の光出射面１１０ａ近傍をコレット１２０により押圧した状態では、コレット１２０により押圧された領域（半導体レーザ素子５０の光出射面１１０ａ側）の液状の導電性接着層６０は、コレット１２０により押圧されていない領域（半導体レーザ素子５０の光反射面１１０ｂ側）に移動して、光反射面１１０ｂ側の半導体レーザ素子５０と基台７０との間に入り込む。なお、コレット１２０には、穴部１２０ａが設けられており、穴部１２０ａの内部を真空にすることにより半導体レーザ素子５０を吸着することが可能である。
【００４９】
その後、図２に示すように、ステム８０を冷却して導電性接着層６０および６１を固化することによって、半導体レーザ素子５０が導電性接着層６０を介して基台７０に固定されるとともに、基台７０が導電性接着層６１を介してステム８０の台座部８２に固定される。
【００５０】
そして、半導体レーザ素子５０の上面とステム８０のリード端子８３とを、Ａｕワイヤ９０を用いてワイヤボンディングすることにより接続するとともに、基台７０の上面７０ａとステム８０の台座部８２とを、Ａｕワイヤ９０を用いてワイヤボンディングすることにより接続する。最後に、ステム８０の本体部８１に、レーザ光が透過する窓付きの図示しないキャップを取り付ける。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３（約１μｍ）を、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ４（約４μｍ〜約８μｍの範囲）よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３が大きい場合に比べて、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３のばらつき量を小さくすることができる。これにより、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａから出射されるレーザ光の出射位置がばらつくのを抑制することができる。また、半導体レーザ素子５０の反りの凸側（基板１００側）を基台７０に固定するとともに、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３を、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ４よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ側を基台７０の上面７０ａに実質的に平行に配置することができるので、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａから出射されるレーザ光の出射方向が基台７０の上面７０ａに対して上側に傾斜した状態で半導体レーザ素子５０が配置されるのを抑制することができる。これにより、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａから出射されるレーザ光の出射方向がばらつくのを抑制することができる。このように、半導体レーザ素子５０から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができるので、半導体レーザ装置４０の組立歩留りを向上させることができる。また、共振器の延びる方向（Ｂ方向）に沿って反りを有する半導体レーザ素子５０を基台７０に固定することによって、反りを無くした状態で半導体レーザ素子５０を基台７０に固定する場合と異なり、半導体レーザ素子５０内の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子５０が破損するのを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子５０のＢ方向の反りが、半導体レーザ素子５０のＣ方向の反りよりも大きいので、半導体レーザ素子５０を基台７０に接合した後の導電性接着層６０の厚みなどを測定して、半導体レーザ素子５０のレーザ光の出射方向（光出射面１１０ａの位置）を容易に識別することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子５０の基板１００側を、基台７０に導電性接着層６０を介して固定することによって、半導体レーザ素子５０が、基板１００とは反対側の表面が凹状の半導体レーザ素子部１１０を含む場合にも、容易に、半導体レーザ素子５０から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子５０の光出射面１１０ａ近傍を、基台７０にコレット１２０により押圧しながら導電性接着層６０を介して固定することによって、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ３を、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ４よりも、容易に、小さくすることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、融着層として、導電性を有するＡｕＳｎなどからなる導電性接着層６０を用いることによって、半導体レーザ素子５０と基台７０の上面７０ａに形成された下地金属層７０ｃとを容易に導通させることができる。これにより、半導体レーザ素子５０が接合されていない基台７０の上面７０ａをワイヤボンディングのための領域として有効に利用することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。図７は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。図８は、図６に示した本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の基台の構造を説明するための平面図である。図６〜図８を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ側のみが、基台１４０に固定されている場合について説明する。
【００５７】
第２実施形態による半導体レーザ装置１３０では、図６および図７に示すように、上記第１実施形態と同様、半導体レーザ素子５０が、ＡｕＳｎなどの導電性接着層６０ａ（図６参照）を介して、基台１４０に固定されている。また、基台１４０は、ＳｉＣまたはＡｌＮからなる基板１４０ｂを含んでいる。なお、導電性接着層６０ａは、本発明の「融着層」の一例である。
【００５８】
ここで、第２実施形態では、基板１４０ｂの上面上の半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍の領域、および、基板１４０ｂの下面上の全面には、上記第１実施形態と同様の積層構造の下地金属層１４０ｃが形成されている。すなわち、第２実施形態では、図８に示すように、基板１４０ｂの上面の下地金属層１４０ｃは、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ（図６参照）近傍の領域に形成されている一方、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ（図６参照）側の領域には形成されていない。ここで、ＡｕＳｎなどからなる導電性接着層６０ａは、ＳｉＣまたはＡｌＮからなる基板１４０ｂとほとんど接着しないので、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ側は、基台１４０に固定されずに、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍のみが、基台１４０に導電性接着層６０ａを介して固定されている。
【００５９】
なお、第２実施形態による半導体レーザ装置１３０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６０】
次に、図６〜図８を参照して、第２実施形態による半導体レーザ装置１３０の製造プロセスについて説明する。
【００６１】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、半導体レーザ素子５０を形成する。
【００６２】
次に、第２実施形態では、図６および図８に示すように、基板１４０ｂの上面の半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍の領域、および、基板１４０ｂの下面の全面に下地金属層１４０ｃが形成された基台１４０を準備する。
【００６３】
そして、図６および図７に示すように、上記第１実施形態と同様のプロセスを用いて、半導体レーザ素子５０の反りの凸側（基板１００側）を基台１４０にダイボンドする。
【００６４】
なお、第２実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態の製造プロセスと同様である。
【００６５】
第２実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｂ側を、基台１４０に固定せずに、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａ近傍のみを、基台１４０に導電性接着層６０ａを介して固定することによって、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ａから光反射面１１０ｂまでの全体を基台１４０に固定する場合と異なり、導電性接着層６０ａの硬化時の熱収縮により半導体レーザ素子５０内の応力が増加するのを抑制することができるので、レーザ特性が劣化したり、半導体レーザ素子５０が破損するのをより抑制することができる。
【００６６】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６７】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。図９を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、光反射面１１０ｄ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離が、光出射面１１０ｃ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離よりも小さい場合について説明する。なお、光出射面１１０ｃは、本発明の「他方端部」の一例であり、光反射面１１０ｄは、本発明の「一方端部」の一例である。
【００６８】
ここで、第３実施形態では、図９に示すように、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｄ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ５は、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ｃ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ６よりも小さい。第３実施形態では、半導体レーザ素子５０が、光出射面１１０ｃ近傍において導電性接着層６０が約４μｍ〜約８μｍの厚み（距離Ｈ６）を有する場合、光反射面１１０ｄ近傍における導電性接着層６０が約１μｍの厚み（距離Ｈ５）を有するように基台７０に固定されている。
【００６９】
なお、第３実施形態による半導体レーザ装置４０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００７０】
第３実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子５０の共振器の光反射面１１０ｄ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ５（約１μｍ）を、半導体レーザ素子５０の共振器の光出射面１１０ｃ近傍における半導体レーザ素子５０と基台７０との間の距離Ｈ６（約４μｍ〜約８μｍの範囲）よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子５０は、導電性接着層６０が半導体レーザ素子５０の共振器方向（Ｂ方向）に沿って厚みが変化するように基台７０に接合される。これにより、ダイボンド（接合）後の導電性接着層６０の厚みを測定して、半導体レーザ素子５０のレーザ光の出射方向（光出射面１１０ｃの位置）を容易に識別することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
（第４実施形態）
図１０および図１１は、それぞれ、本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図および平面図である。図１０および図１１を参照して、この第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、素子の幅方向（共振器の延びる方向と直交する方向）に反りを有する半導体レーザ素子９５を基台７０に固定する場合について説明する。
【００７２】
第４実施形態による半導体レーザ装置４０を備えた半導体レーザでは、図１０および図１１に示すように、半導体レーザ素子９５が、ＡｕＳｎなどの導電性接着層６０を介して、基台７０に固定されている。また、半導体レーザ素子９５は、約８００μｍの幅（Ｗ１）と、約７００μｍの長さ（Ｌ１）と、約１００μｍの厚み（ｔ１）とを有する。また、基台７０は、約９００μｍの幅（Ｗ２）と、約１２００μｍの長さ（Ｌ２）と、約２５０μｍの厚み（ｔ２）とを有する。
【００７３】
ここで、第４実施形態では、図１０に示すように、半導体レーザ素子９５は、共振器の延びる方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｃ方向）に沿って約０．５μｍ〜約３μｍの反りを有する。また、半導体レーザ素子部１１０は、基板１００とは反対側の表面が凹状に形成されており、半導体レーザ素子９５は、反りの凸側（基板１００側）が基台７０に固定されている。なお、半導体レーザ素子９５のＣ方向の反りは、半導体レーザ素子９５のＢ方向に生じる反りよりも大きい。
【００７４】
また、第４実施形態では、図１０に示すように、半導体レーザ素子９５の共振器端面（光出射面１１０ｅまたは光反射面１１０ｆ）に沿った方向（Ｃ方向）の一方端部９５ａ近傍における半導体レーザ素子９５と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ７は、半導体レーザ素子９５のＣ方向の他方端部９５ｂ近傍における半導体レーザ素子９５と基台７０との間の距離（導電性接着層６０の厚み）Ｈ８よりも小さい。第４実施形態では、半導体レーザ素子９５が、他方端部９５ｂ近傍において導電性接着層６０が約４μｍ〜約８μｍの厚み（距離Ｈ８）を有する場合、一方端部９５ａ近傍における導電性接着層６０が約１μｍの厚み（距離Ｈ７）を有するように基台７０に固定されている。
【００７５】
なお、第４実施形態による半導体レーザ装置４０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００７６】
第４実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子９５のＣ方向の一方端部９５ａ近傍における半導体レーザ素子９５と基台７０との間の距離Ｈ７（約１μｍ）を、半導体レーザ素子９５のＣ方向の他方端部９５ｂ近傍における半導体レーザ素子９５と基台７０との間の距離Ｈ８（約４μｍ〜約８μｍの範囲）よりも小さくすることによって、半導体レーザ素子９５は、導電性接着層６０が半導体レーザ素子９５の幅方向（Ｃ方向）に沿って厚みが変化するように基台７０に接合される。これにより、ダイボンド（接合）後の導電性接着層６０の厚みを測定して、半導体レーザ素子９５のレーザ光の出射方向（光出射面１１０ｅの位置）を容易に識別することができる。
【００７７】
（第５実施形態）
図１２は、本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための正面図である。図１３は、本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。図１４は、図１２に示した本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を説明するための斜視図である。図１２〜図１４を参照して、この第５実施形態では、上記第１〜第４実施形態と異なり、半導体レーザ素子１６０の基板１９０側が凹状になる（半導体レーザ素子部２００側が凸状になる）ように半導体レーザ素子１６０が反りを有する場合について説明する。
【００７８】
第５実施形態による半導体レーザ装置１５０では、図１２および図１３に示すように、半導体レーザ素子１６０が、ＡｕＳｎなどの導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂ（図１２参照）を介して、基台１８０に固定されている。なお、導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂは、本発明の「融着層」の一例である。
【００７９】
ここで、第５実施形態では、図１２に示すように、半導体レーザ素子１６０は、基台１８０側に配置された半導体レーザ素子部２００と、基台１８０とは反対側に配置された基板１９０とを含んでいる。なお、基板１９０は、本発明の「基板」の一例である。
【００８０】
具体的には、図１４に示すように、サファイアからなる基板１９０の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１が形成されている。このｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の一方側の領域には、ＧａＩｎＮからなる活性層２０２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３が形成されている。これらｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１、活性層２０２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３によって、半導体レーザ素子部２００が形成されている。なお、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１、活性層２０２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３は、本発明の「窒化物系半導体層」の一例である。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３には、Ｂ方向に延びるリッジ部２０３ａを形成することによって、導波路構造が形成されている。また、半導体レーザ素子部２００のＢ方向の端部には、光出射面（共振器面）２００ａおよび光反射面（共振器面）２００ｂ（図１３参照）が形成されている。この光出射面２００ａ、光反射面２００ｂおよび導波路構造によって、Ｂ方向に延びる共振器が構成されている。なお、光出射面２００ａは、本発明の「一方端部」および「光出射端」の一例であり、光反射面２００ｂは、本発明の「他方端部」および「光反射端」の一例である。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の所定の領域、および、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３のリッジ部２０３ａ以外の上面上には、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２０４が形成されている。
【００８１】
また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の他方側の領域には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の側から近い順にＡｌ層、Ｐｄ層およびＡｕ層が積層されたｎ側電極１９１が形成されている。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３のリッジ部２０３ａおよび絶縁膜２０４の上面上の所定の領域には、リッジ部２０３ａおよび絶縁膜２０４から近い順にＰｔ層、Ｐｄ層、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層が積層されたｐ側電極２０５が形成されている。なお、第５実施形態では、ｎ側電極１９１およびｐ側電極２０５の上面は、ダイボンド面である。
【００８２】
また、第５実施形態では、図１４に示すように、半導体レーザ素子１６０は、ヘテロ接合の添加元素の種類や量によって異なるが、共振器の延びる方向（Ｂ方向）に沿って約１μｍ〜約３μｍの反りを有する。また、半導体レーザ素子部２００は、基板１９０とは反対側の表面が凸状に形成されており、半導体レーザ素子１６０は、反りの凸側（半導体レーザ素子部２００側）が基台１８０（図１２参照）に固定されている。この半導体レーザ素子１６０の反りは、基板１９０と半導体レーザ素子部２００との熱膨張係数差および格子定数差によって発生する。
【００８３】
具体的には、サファイアは、以下の表２に示すように、約７．５×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約４．４７５９×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、ＡｌＧａＮは、上記表１に示したように、約４．１５×１０−６／Ｋ〜約５．５９×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．１１２×１０−１０ｍ〜約３．１８９×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。また、ＧａＩｎＮは、上記表１に示したように、約３．８×１０−６／Ｋ〜約５．５９×１０−６／Ｋのａ軸方向の熱膨張係数を有するとともに、約３．１８９×１０−１０ｍ〜約３．５３３×１０−１０ｍのａ軸方向の格子定数を有する。
【００８４】
【表２】
2008263180.tif 000004
そして、基板１９０がサファイアからなる場合、半導体レーザ素子部２００を構成するｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１、活性層２０２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３の熱膨張係数が基板１９０の熱膨張係数よりも小さいことに起因して、半導体レーザ素子１６０の基板１９０側が凹状になる（半導体レーザ素子部２００側が凸状になる）ように反りが発生する。なお、窒化ガリウムからなる基板に、ｎ型ＧａＩｎＮクラッド層、ＧａＩｎＮからなる活性層およびｐ型ＧａＩｎＮクラッド層を形成した場合、半導体レーザ素子部を構成するＧａＩｎＮの格子定数（約３．１８９×１０−１０ｍ〜約３．５３３×１０−１０ｍ）が窒化ガリウムの格子定数（約３．１８９×１０−１０ｍ）（表１参照）よりも大きいことに起因して、半導体レーザ素子の基板側が凹状になる（半導体レーザ素子部側が凸状になる）ように反りが発生する。なお、半導体レーザ素子１６０のＢ方向の反りは、半導体レーザ素子１６０のＣ方向に生じる反りよりも大きい。
【００８５】
また、半導体レーザ素子１６０の光出射面２００ａ側は、上記第１および第２実施形態と同様、基台１８０の上面１８０ａ（図１２参照）と実質的に平行に配置されている。
【００８６】
また、基台１８０は、図１２に示すように、上記第１および第２実施形態と同様、ＳｉＣまたはＡｌＮからなる基板１８０ｂを含んでいる。
【００８７】
また、第５実施形態では、基板１８０ｂの上面上の一方側、および、一方側から所定の距離を隔てた他方側には、それぞれ、上記第１および第２実施形態と同様の積層構造の下地金属層１８０ｃおよび１８０ｄが形成されている。また、基板１８０ｂの下面上の全面には、上記第１および第２実施形態と同様の積層構造の下地金属層１８０ｅが形成されている。
【００８８】
また、第５実施形態では、導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂは、互いに所定の間隔を隔てて配置されている。また、導電性接着層１７０ａは、下地金属層１８０ｃとｐ側電極２０５との間に配置されているとともに、導電性接着層１７０ｂは、下地金属層１８０ｄとｎ側電極１９１との間に配置されている。
【００８９】
なお、第５実施形態による半導体レーザ装置１５０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００９０】
次に、図１２〜図１４を参照して、第５実施形態による半導体レーザ装置１５０の製造プロセスについて説明する。
【００９１】
まず、図１４に示すように、基板１９０の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１を形成する。そして、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の一方側の領域に、ＧａＩｎＮからなる活性層２０２およびｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３をエピタキシャル成長させることにより、半導体レーザ素子部２００を形成する。その後、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３に、Ｂ方向に延びるリッジ部２０３ａを形成する。そして、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の所定の領域、および、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３のリッジ部２０３ａ以外の上面上に、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２０４を形成する。その後、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の上面上の他方側の領域に、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０１の側から近い順にＡｌ層、Ｐｄ層およびＡｕ層を積層してｎ側電極１９１を形成するとともに、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０３のリッジ部２０３ａおよび絶縁膜２０４の上面上の所定の領域に、リッジ部２０３ａおよび絶縁膜２０４から近い順にＰｔ層、Ｐｄ層、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層を積層してｐ側電極２０５を形成する。このとき、第５実施形態では、基板１９０と半導体レーザ素子部２００との熱膨張係数差および格子定数差に起因して、基板１９０側が凹状になる（半導体レーザ素子部２００側が凸状になる）ように、半導体レーザ素子１６０に反りが発生する。
【００９２】
次に、第５実施形態では、図１２および図１３に示すように、基板１８０ｂの上面上の一方側および他方側に、それぞれ下地金属層１８０ｃおよび１８０ｄが形成されているとともに、下面上の全面に、下地金属層１８０ｅが形成された基台１８０を準備する。
【００９３】
そして、第５実施形態では、半導体レーザ素子１６０の反りの凸側（半導体レーザ素子部２００側）を、導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂ（図１２参照）を介して基台１８０にダイボンドする。このとき、ｐ側電極２０５を、導電性接着層１７０ａを介して下地金属層１８０ｃに固定するとともに、ｎ側電極１９１を、導電性接着層１７０ｂを介して下地金属層１８０ｄに固定する。
【００９４】
なお、第５実施形態のその他の製造プロセスは、上記第１実施形態の製造プロセスと同様である。
【００９５】
第５実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子１６０の半導体レーザ素子部２００側を、基台１８０に導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂを介して固定することによって、半導体レーザ素子１６０が、基板１９０とは反対側の表面が凸状の半導体レーザ素子部２００を含む場合にも、容易に、半導体レーザ素子１６０から出射されるレーザ光の出射位置および出射方向がばらつくのを抑制することができる。
【００９６】
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９８】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、半導体レーザ素子を基台に固定する際に、コレットを用いて半導体レーザ素子を基台に押圧した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子を基台に固定する際に、コレット以外の部材を用いて半導体レーザ素子を基台に押圧してもよい。
【００９９】
また、上記第１〜第５実施形態では、半導体レーザ素子部を、窒化物系半導体層により構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子部を、窒化物系半導体層以外の層により構成してもよい。
【０１００】
また、上記第１〜第５実施形態では、半導体レーザ素子の光出射面側を、基台の上面と実質的に平行に配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子の光出射面側を、基台の上面と実質的に平行に配置しなくてもよい。
【０１０１】
また、上記第５実施形態では、半導体レーザ素子１６０の反りの凸側（半導体レーザ素子部２００側）が、共振器の延びる方向（Ｂ方向）の全ての領域にわたって基台１８０に固定された例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第２実施形態における半導体レーザ素子部と基台との固定方法と同様に、半導体レーザ素子１６０の共振器の光出射面２００ａ側近傍の所定領域のみを導電性接着層１７０ａおよび１７０ｂを介して基台１８０に固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の半導体レーザ装置の概略的な構造を説明するための断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置を備えた半導体レーザの構造を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。
【図５】図３に示した本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。
【図８】図６に示した本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の基台の構造を説明するための平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に示した本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための正面図である。
【図１３】図１２に示した本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための平面図である。
【図１４】図１２に示した本発明の第５実施形態による半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、４０、１３０、１５０  半導体レーザ装置
１０、５０、９５、１６０  半導体レーザ素子
１０ａ  一方端部
１０ｂ  他方端部
２０、６０、６０ａ、１７０ａ、１７０ｂ  導電性接着層（融着層）
３０、７０、１４０、１８０  基台
９５ａ  一方端部
９５ｂ  他方端部
１００、１９０  基板
１１０ａ、２００ａ  光出射面（一方端部、光出射端）
１１０ｂ、２００ｂ  光反射面（他方端部、光反射端）
１１０、２００  半導体レーザ素子部
１１０ｃ  光出射面（他方端部）
１１０ｄ  光反射面（一方端部）
１１１、２０１  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層（窒化物系半導体層）
１１２、２０２  活性層（窒化物系半導体層）
１１３、２０３  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層（窒化物系半導体層）
１２０  コレット（押圧部材）
【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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