(57)【要約】【課題】半田流出によるレーザ光の遮りを防止できる、信頼性の高い半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体基板１０１上に、第１クラッド層１０２、その端面からレーザ光を出射させるための活性層１０３、第２クラッド層１０４、所定の貫通孔を有する電流ブロック層１０５、電極層１０６、１０７が積層されており、第２クラッド層１０４は、電流ブロック層１０５が有する貫通孔を介して、電極層１０６に電気的に接続されている。そして、活性層１０３の端面よりも突出した構造（電極層１０６）を、活性層１０３を基準として半導体基板１０１と反対側に有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に配置された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に配置された、その端面からレーザ光を出射させるための活性層と、
前記活性層の上に配置された第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の上に配置された、所定の貫通孔を有する電流ブロック層と、
前記電流ブロック層の上に配置され、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層に電気的に接続された電極層と、を備えた半導体レーザ素子であって、
前記活性層の前記端面よりも突出した構造を、前記活性層を基準として前記半導体基板と反対側に有している、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記突出構造は、前記電極層により構成されている、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に配置された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に配置された、その端面からレーザ光を出射させるための活性層と、
前記活性層の上に配置された第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の上に配置された、所定の貫通孔を有する電流ブロック層と、
前記電流ブロック層の上に配置され、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層に電気的に接続された電極層と、
半田材によって、前記電極層側に接合されたサブマウントとを備えた半導体レーザ装置であって、
前記活性層の前記端面よりも突出した構造を、前記活性層と前記サブマウントとの間に有している、半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記活性層の前記端面は、前記端面と同じ側の、前記サブマウントの端面を基準として、同一平面上または奥側にあり、
前記突出した構造は、前記サブマウントの端面よりも突出している、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記突出構造は、前記サブマウントの端面よりも前記レーザ光の出射方向側に突出した部位を有する前記電極層により構成されている、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記突出した部位の、前記活性層の前記端面を基準とした突出し高さは、｛（前記活性層と前記突出構造間の距離）／ｔａｎ（出射光の垂直拡がり角／２）｝よりも低い、請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記突出した部位の前記活性層側の面は、半田材との化合物を形成しない材料で構成されている、請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記突出した部位の前記活性層側の面は、Ｔｉ系材料、Ｍｏ系材料、Ｗ系材料、Ｔａ系材料のうちの少なくとも１つを含む材料で構成されている、請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記電極層は、複数の層を有している、請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記電極層の前記複数の層には、少なくとも前記サブマウントとの接合面側の最上層に金めっきの層を含む、請求項９に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記突出した部位は、前記活性層の端面に平行な任意の面による断面において、前記半導体基板上に形成された複数の層の積層方向に凹凸のある形状を呈している、請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
半導体基板の上に第１クラッド層を形成する第１クラッド層形成工程と、
前記第１クラッド層の上に活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層の上に第２クラッド層を形成する第２クラッド層形成工程と、
前記第２クラッド層の上に、所定の貫通孔を有する電流ブロック層を形成する電流ブロック層形成工程と、
前記電流ブロック層の上に、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層と電気的に接続される電極層を形成する電極層形成工程と、
前記各層が形成された前記半導体基板をへき開により個々の半導体レーザ素子に分割する際、前記へき開により形成される前記活性層のレーザ光を出射させるための端面よりも突出した部位が、前記活性層を基準として前記半導体基板と反対側に形成されるように前記へき開を行う基板分割工程と、を備えた半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記基板分割工程で形成される前記突出した部位を有する層を形成する前に、前記突出した部位に対応する位置に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記突出した部位を有する層を形成した後に、前記犠牲層をエッチングにより除去する犠牲層除去工程とを備えた、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記基板分割工程で形成される前記突出構造を有する層の下に形成する層は、前記突出した部位を有する層よりもエッチングレートの大きい材質であり、
前記突出した部位を有する層を形成した後に、エッチングレートの差を利用して、前記突出した部位を有する層の下に形成した前記層のうちの、前記突出した部位に対応する範囲をエッチングにより除去する突出下部エッチング工程を備えた、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記基板分割工程で形成される前記突出した部位と、その部位の下に形成された層との密着性は、その部位以外とその層との密着性に比べて低い、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記突出した部位は、前記電極層により構成される、請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の半導体レーザ素子の製造方法の、前記第１クラッド層形成工程と、
前記活性層形成工程と、
前記第２クラッド層形成工程と、
前記電流ブロック層形成工程と、
前記電極層形成工程と、
前記基板分割工程と、
前記半導体レーザ素子の前記電極層の面を、半田材によって前記サブマウントに接合するサブマウント接合工程と、を備えた半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１８】
前記サブマウント接合工程では、前記半導体レーザ素子の前記活性層の前記端面が、前記半導体レーザ素子が前記サブマウントの同じ側の端面に対して、同一平面上または奥側となり、かつ、前記基板分割工程で形成された前記突出した部位が、前記サブマウントの端面よりも突出するように接合する、請求項１７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、半導体レーザ素子、半導体レーザ装置およびそれらの製造方法に関する。例えば、光ディスクのデータの読み出しや書き込みに使用される半導体レーザ素子、半導体レーザ装置およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤやＤＶＤに代表される光ディスクを利用したデジタル情報機器は急速に普及している。光ディスクのデータの読み出しと書き込みには半導体レーザ装置が用いられているが、半導体レーザ装置に対しての高出力化、信頼性向上が強く要求されている。
【０００３】
半導体レーザ装置の高出力化は光出射面の高温化を招き、デバイス能力を超える温度に達した場合には端面破壊を生じる。また、温度の上昇は出射波長の長波長化や動作電流の上昇などの不具合をもたらす。
【０００４】
図８（ａ）に従来の半導体レーザ装置の断面図を示す。
【０００５】
この半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子９０１が、接着用の半田によってサブマウント９０２に接着されている。さらに、サブマウント９０２が放熱用ブロック（図示せず）などに組み付けられて使用される。
【０００６】
半導体レーザ素子９０１の熱特性の向上を図るため、また放熱が効率よく行われるように、半導体レーザ素子９０１の活性層９０９がサブマウント９０２側に近くなるようにジャンクションダウン方式に組み立てられる。サブマウント９０２は、サブマウント基体９１０の、半導体レーザ素子９０１が接合される側の面に半田がメタライズ９１１されている。
【０００７】
ここで、レーザ光出射面が最も高温となるので、その熱をサブマウント９０２によって効率よく放熱させるために、サブマウント９０２の端面が半導体レーザ素子９０１の出射端面と一致するように組み付けられる。しかし、これらの端面が一致するように組み付けると、図８（ａ）に示すように、半導体レーザ素子９０１とサブマウント９０２との接合時に、接着用の半田がはみ出して半田突出物９１２が生じてしまう。
【０００８】
この半田突出物９１２が半導体レーザ素子９０１の活性層９０９の発光点近傍に発生した場合、レーザ光が遮られてしまい、光学特性に影響があるなどの問題が発生する。
【０００９】
サブマウントのダイシング面をメタライズすることにより、この半田突出物によるレーザ光の遮りを防止する半導体レーザ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図８（ｂ）に、特許文献１で提案されている半導体レーザ装置の断面図を示す。図８（ａ）と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００１１】
９１４は、サブマウント基体９１０のダイシング面にメタライズさせた半田である。サブマウント９０２をヒートアップして、半導体レーザ素子９０１の活性層９０９がサブマウント９０２側に近くなるようにジャンクションダウン方式にて接着すると、メタライズ９１１された半田が、半導体レーザ素子９０１とサブマウント９０２の間からはみ出すが、ダイシング面のメタライズ９１４により半田のウェット性が向上しているので、表面張力が働き１箇所に固まることなく広がり、半田突出物９１２とはならずに、はみ出し半田９１３がサブマウント９０２のダイシング面に広がる。
【００１２】
このように、半田突出物が発生しないようにして、半田突出物によるレーザ光の遮りを防止している。
【特許文献１】特開平５−２４３６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、半導体レーザ装置を製造する際の、半導体レーザ素子をサブマウントに接合する工程における組み立て精度が原因で、半導体レーザ素子のレーザ光出射端面とサブマウント端面とを同一平面上とすることができず、特許文献１に記載の半導体レーザ装置であっても、半田の流出によるレーザ光の遮りを防止できないことがあった。
【００１４】
一般的に半導体レーザ素子とサブマウントとの組み立て位置精度は、±１０μｍ以上である。つまり、図８（ｂ）に示すように、半導体レーザ素子９０１のレーザ光出射端面とサブマウント９０２の端面とが同一平面上となるように位置設定しておいても、接合後の半導体レーザ素子９０１の出射端面とサブマウント９０２の端面とは同一平面上とならず、最大±１０μｍ以上のずれが生じる場合がある。
【００１５】
図９は、組み立て位置精度が原因で、半導体レーザ素子９０１とサブマウント９０２との接合位置にズレが生じた場合の、特許文献１に記載の半導体レーザ装置の接合後の断面図を示している。
【００１６】
このように、半導体レーザ素子９０１のレーザ光出射端面とサブマウント９０２の端面とが同一平面上となるように位置設定しておいても、組み立て位置精度が原因で、半導体レーザ素子９０１のレーザ光出射端面よりもサブマウント９０２の端面の方が突出した位置で接合される場合がある。
【００１７】
半導体レーザ素子９０１とサブマウント９０２が図９のような位置関係になると、半導体レーザ素子９０１とサブマウント９０２との接合時に、サブマウント９０２の方が突出している部分のメタライズ９１１面上に接着用の半田が流出し、そのはみ出し半田９１５によって活性層９０９端面から出射するレーザ光が遮られてしまうという課題があった。
【００１８】
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、組み立て位置精度に関わらず半田流出によるレーザ光の遮りを防止できる半導体レーザ素子、半導体レーザ装置、およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
半導体基板と、
前記半導体基板の上に配置された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に配置された、その端面からレーザ光を出射させるための活性層と、
前記活性層の上に配置された第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の上に配置された、所定の貫通孔を有する電流ブロック層と、
前記電流ブロック層の上に配置され、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層に電気的に接続された電極層と、を備えた半導体レーザ素子であって、
前記活性層の前記端面よりも突出した構造を、前記活性層を基準として前記半導体基板と反対側に有している、半導体レーザ素子である。
【００２０】
また、第２の本発明は、
前記突出構造は、前記電極層により構成されている、第１の本発明の半導体レーザ素子である。
【００２１】
また、第３の本発明は、
半導体基板と、
前記半導体基板の上に配置された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に配置された、その端面からレーザ光を出射させるための活性層と、
前記活性層の上に配置された第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の上に配置された、所定の貫通孔を有する電流ブロック層と、
前記電流ブロック層の上に配置され、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層に電気的に接続された電極層と、
半田材によって、前記電極層側に接合されたサブマウントとを備えた半導体レーザ装置であって、
前記活性層の前記端面よりも突出した構造を、前記活性層と前記サブマウントとの間に有している、半導体レーザ装置である。
【００２２】
また、第４の本発明は、
前記活性層の前記端面は、前記端面と同じ側の、前記サブマウントの端面を基準として、同一平面上または奥側にあり、
前記突出した構造は、前記サブマウントの端面よりも突出している、第３の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２３】
また、第５の本発明は、
前記突出構造は、前記サブマウントの端面よりも前記レーザ光の出射方向側に突出した部位を有する前記電極層により構成されている、第３の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２４】
また、第６の本発明は、
前記突出した部位の、前記活性層の前記端面を基準とした突出し高さは、｛（前記活性層と前記突出構造間の距離）／ｔａｎ（出射光の垂直拡がり角／２）｝よりも低い、第５の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２５】
また、第７の本発明は、
前記突出した部位の前記活性層側の面は、半田材との化合物を形成しない材料で構成されている、第５の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２６】
また、第８の本発明は、
前記突出した部位の前記活性層側の面は、Ｔｉ系材料、Ｍｏ系材料、Ｗ系材料、Ｔａ系材料のうちの少なくとも１つを含む材料で構成されている、第７の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２７】
また、第９の本発明は、
前記電極層は、複数の層を有している、第５の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２８】
また、第１０の本発明は、
前記電極層の前記複数の層には、少なくとも前記サブマウントとの接合面側の最上層に金めっきの層を含む、第９の本発明の半導体レーザ装置である。
【００２９】
また、第１１の本発明は、
前記突出した部位は、前記活性層の端面に平行な任意の面による断面において、前記半導体基板上に形成された複数の層の積層方向に凹凸のある形状を呈している、第５の本発明の半導体レーザ装置である。
【００３０】
また、第１２の本発明は、
半導体基板の上に第１クラッド層を形成する第１クラッド層形成工程と、
前記第１クラッド層の上に活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層の上に第２クラッド層を形成する第２クラッド層形成工程と、
前記第２クラッド層の上に、所定の貫通孔を有する電流ブロック層を形成する電流ブロック層形成工程と、
前記電流ブロック層の上に、前記貫通孔を介して前記第２クラッド層と電気的に接続される電極層を形成する電極層形成工程と、
前記各層が形成された前記半導体基板をへき開により個々の半導体レーザ素子に分割する際、前記へき開により形成される前記活性層のレーザ光を出射させるための端面よりも突出した部位が、前記活性層を基準として前記半導体基板と反対側に形成されるように前記へき開を行う基板分割工程と、を備えた半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３１】
また、第１３の本発明は、
前記基板分割工程で形成される前記突出した部位を有する層を形成する前に、前記突出した部位に対応する位置に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記突出した部位を有する層を形成した後に、前記犠牲層をエッチングにより除去する犠牲層除去工程とを備えた、第１２の本発明の半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３２】
また、第１４の本発明は、
前記基板分割工程で形成される前記突出構造を有する層の下に形成する層は、前記突出した部位を有する層よりもエッチングレートの大きい材質であり、
前記突出した部位を有する層を形成した後に、エッチングレートの差を利用して、前記突出した部位を有する層の下に形成した前記層のうちの、前記突出した部位に対応する範囲をエッチングにより除去する突出下部エッチング工程を備えた、第１２の本発明の半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３３】
また、第１５の本発明は、
前記基板分割工程で形成される前記突出した部位と、その部位の下に形成された層との密着性は、その部位以外とその層との密着性に比べて低い、第１２の本発明の半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３４】
また、第１６の本発明は、
前記突出した部位は、前記電極層により構成される、第１２の本発明の半導体レーザ素子の製造方法である。
【００３５】
また、第１７の本発明は、
第１２の本発明の半導体レーザ素子の製造方法の、前記第１クラッド層形成工程と、
前記活性層形成工程と、
前記第２クラッド層形成工程と、
前記電流ブロック層形成工程と、
前記電極層形成工程と、
前記基板分割工程と、
前記半導体レーザ素子の前記電極層の面を、半田材によって前記サブマウントに接合するサブマウント接合工程と、を備えた半導体レーザ装置の製造方法である。
【００３６】
また、第１８の本発明は、
前記サブマウント接合工程では、前記半導体レーザ素子の前記活性層の前記端面が、前記半導体レーザ素子が前記サブマウントの同じ側の端面に対して、同一平面上または奥側となり、かつ、前記基板分割工程で形成された前記突出した部位が、前記サブマウントの端面よりも突出するように接合する、第１７の本発明の半導体レーザ装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明により、組み立て位置精度に関わらず半田流出によるレーザ光の遮りを防止できる半導体レーザ素子、半導体レーザ装置、およびそれらの製造方法を提供できる。
【００３８】
また、第４の本発明により、従来よりも放熱性に優れた半導体レーザ装置を提供できる。
【００３９】
また、第１８の本発明により、従来よりも放熱性に優れた半導体レーザ装置およびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１の半導体レーザ素子の構成を示す斜視図を、図１（ｂ）は、レーザ光出射側から見た正面図を、それぞれ示している。
【００４２】
本実施の形態１の半導体レーザ素子１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の上に、ｎ型クラッド層１０２、活性層１０３、リッジ構造を有するｐ型クラッド層１０４、電流ブロック層１０５、第１の電極層１０６、第２の電極層１０７の順に形成されている。
【００４３】
電流ブロック層１０５の中央部には、両面に貫通する孔がスリット状に形成されており、この孔を介してｐ型クラッド層１０４と第１の電極層１０６が接触するようになっている。
【００４４】
第１の電極層１０６は、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔなどの合金である。第２の電極層は、放熱性をよくするための金めっきなどで、他の層よりも厚く形成されている。
【００４５】
そして、第１の電極層１０６は、図１（ａ）に示すように、レーザ光が出射される活性層１０３の出射端面よりも、レーザ光が出射される側に突出する部分を有するように形成されている。
【００４６】
なお、ｎ型クラッド層１０２およびｐ型クラッド層１０４が、本発明の、第１クラッド層および第２クラッド層の一例にあたる。また、第１の電極層１０６と第２の電極層１０７が、本発明の複数の層を有する電極層の一例にあたる。また、電流ブロック層１０５にスリット状に設けられた孔が、本発明の所定の貫通孔の一例にあたる。また、第１の電極層１０６のうちの、活性層１０３の出射端面よりも突出している部分が、本発明の突出した部位の一例にあたる。また、第２の電極層１０７が、本発明の、サブマウントとの接合面側に設けられた最上層の金めっきの層の一例にあたる。
【００４７】
第１の電極層１０６が、活性層１０３の出射端面よりも突出して形成されているので、活性層１０３の出射端面とサブマウントの端面が同一平面上となるようにサブマウントに接合しても、接合時にはみ出してくる半田は、その第１の電極層１０６が突出している部分によって阻止されるので、活性層１０３から出射するレーザ光の遮りを防止できる。
【００４８】
この第１の電極層１０６が突出している部分の突出し高さを、組み立て精度を考慮した高さとしておけば、接合時の活性層１０３側への半田の流出を確実に防止できる。また、この第１の電極層１０６の突出部分の突出し高さが、組み立て精度を考慮した長さ未満の場合でも、サブマウントの端面の方がその第１の電極層１０６の突出部分よりもさらに突出したとしても、第１の電極層１０６の突出部分の端面および活性層１０３側の面によって、レーザ光出射端面への半田の流出を防止できる。
【００４９】
そして、半導体レーザ素子１００は、第２の電極層１０７側の面が、半田材によってサブマウントに接合されて、半導体レーザ装置が作製される。
【００５０】
図２は、半導体レーザ素子１００にサブマウントが接合されて作製された、本実施の形態１の半導体レーザ装置の断面図を示している。図２は、サブマウントが接合された後の、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ´断面、つまりレーザ光の出射位置における断面図を示している。図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００５１】
なお、図１は、半導体レーザ素子１００の製造時における向きを基準に記載しているのに対し、図２は、半導体レーザ装置が機器に組み付けられるサブマウント側を基準に記載しているため、図１と図２では上下が逆の記載となっている。
【００５２】
半導体レーザ素子１００は、第２の電極層１０７が半田材と合金化してサブマウント１０９に接合される。
【００５３】
ここで、図２に示すように、サブマウント１０９は、そのレーザ光出射側の端面が、半導体レーザ素子１００の出射端面と同一平面上となる位置か、半導体レーザ素子１００の出射端面よりもレーザ光出射側に突出する位置となるように、かつ、サブマウント１０９のその端面よりも、第１の電極層１０６の突出している部分の方がレーザ光出射側に突出する位置となるように配置され、半導体レーザ素子１００と接合される。
【００５４】
半導体レーザ素子１００とサブマウント１０９の接合時、半田材と第２の電極層とが合金化（１０８）されて光出射面側に流出していくが、第１の電極層１０６の方がサブマウント１０９の端面よりも突出しているので、この第１の電極層１０６の突出している部分によって、半導体レーザ素子１００のレーザ光出射端面への流出が阻止される。したがって、半田材と合金化された電極層１０８の流出によるレーザ光の遮りを防止できる。
【００５５】
また、サブマウント１０９の端面が、半導体レーザ素子１００のレーザ光出射端面と同一平面上となる位置または突出した位置となるように接合されているので、サブマウント１０９との接合による放熱効果を無駄なく享受でき、高出力時においても高い信頼性を確保することが出来る。
【００５６】
なお、図２に示す本実施の形態１の半導体レーザ装置においては、第１の電極層１０６と半田材と合金化された電極層１０８が、本発明の複数の層を有する電極層の一例にあたる。
【００５７】
本実施の形態１の半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子１００のレーザ光出射端面とサブマウント１０９端面の組み付け位置設定を、組み立て時の位置精度を考慮して設定することにより、接合後のサブマウント１０９の端面を、確実に半導体レーザ素子１００のレーザ光出射端面よりも突出した位置にすることができる。例えば、組み立て時の位置精度が±１０μｍの場合には、組み付け時の位置設定を、サブマウント１０９の端面が半導体レーザ素子１００のレーザ光出射端面よりも１０μｍ以上突出した位置となるように設定しておけばよい。
【００５８】
なお、第１の電極層１０６のレーザ光出射端面からの突き出し量Ｌは、活性層１０３から出射されるレーザ光を遮らない長さに設定しておく。
【００５９】
活性層１０３から出射される光の垂直方向の広がりは、垂直拡がり角θｖとして表される。このとき、第１の電極層１０６の突き出し量Ｌは、｛（活性層１０３と第１の電極層１０６間の距離ｈ）／ｔａｎ（出射光の垂直拡がり角θｖ／２）｝よりも小さくなるように設定する。
【００６０】
なお、第１の電極層１０６に、半田材との化合物を形成しないなじみの悪い材料、例えばＴｉ系材料、Ｍｏ系材料、Ｗ系材料、Ｔａ系材料等を用いれば、半田の流出防止効果をさらに高めることができる。
【００６１】
真空蒸着によって第１の電極層１０６上に第２の電極層１０７を形成させると、その際に、これらの層間に両層との接着性のよい相互拡散層ができる。この相互拡散層により、半田材が第２の電極層１０７と合金化しても、サブマウント側のこの面の接着性は保たれる。一方、第１の電極層１０６を構成するこれらの材料は半田材とはなじみが悪いので、レーザ光出射面側に向いた面（図２の上側の面）へは、半田材と合金化された電極層１０８は流出していかない。多量の半田材と合金化された電極層１０８が流出してきたとしても、確実にレーザ光出射面側への流出を阻止できる。
【００６２】
また、第１の電極層１０６は単層である必要は無く、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の積層膜であっても良い。またこの場合、第１の電極層１０６が突出している部分のレーザ光出射面側に向いた面（図２の上側の面）の表面が、半田材と化合物を形成しないなじみの悪い材料、例えばＴｉ系材料、Ｍｏ系材料、Ｗ系材料、Ｔａ系材料等であれば半田の流出防止効果をさらに高めることができる。
【００６３】
また、ｐ型クラッド層１０４をリッジ構造としたことにより、第１の電極層１０６をレーザ光出射端面側から見た形状は、図１（ｂ）に示すように、積層方向に凹凸のある形状となっている。このような形状とすることにより、第１の電極層１０６の強度を高めている。例えば、第１の電極層１０６を、このような形状ではなく単一平面形状とすると、レーザ光出射端面方向からの力に対する強度が弱くなり、折れ曲がり易くなる。
【００６４】
また、本実施の形態１では、電流ブロック層１０５に設けたスリット状の孔を介して、ｐ型クラッド層１０４が直接第１の電極層１０６と接触する構成としたが、その孔の部分にコンタクト層を設けてこれらの層を接触させるようにしてもよい。
【００６５】
図３は、コンタクト層を設けた場合の、本実施の形態１の半導体レーザ素子の断面図を示している。図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００６６】
ｐ型クラッド層１０４と第１の電極層１０６の間にコンタクト層１１０を設けて、これらの層のコンタクト性を高めている。
【００６７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の半導体レーザ素子について説明する。
【００６８】
実施の形態１では、ｐ型クラッド層１０４をリッジ構造とする構成としたが、本実施の形態２は、ｐ型クラッド層をリッジ構造としない構成である。
【００６９】
図４（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態２の半導体レーザ素子の２つの構成例における、それぞれの、レーザ光出射端面側から見た正面図を示している。いずれも、実施の形態１と同様に、第１の電極層１０６がレーザ光出射端面よりも突出する部分を有している。なお、図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００７０】
図４（ａ）、（ｂ）に示す本実施の形態２の半導体レーザ素子は、光導波路に埋め込み型構造を用いている。
【００７１】
いずれも、電流ブロック層１０５と第１の電極層１０６の間に埋め込み層１４１を形成させている。埋め込み層１４１は、光の閉じ込め効率を高めるとともにコンタクト層としての機能も兼ねている。
【００７２】
図４（ａ）の場合には、第１の電極層１０６が平面形状であるため、図４（ｂ）の場合よりも、レーザ光出射側方向からの力に対する強度が弱い。
【００７３】
図４（ｂ）では、埋め込み層１４１を部分的にエッチングすることにより表面に溝を形成させている。この溝を形成させた埋め込み層１４１上に第１の電極層１０６を形成させることにより、第１の電極層１０６の形状を、実施の形態１の半導体レーザ素子１００の場合と同様の、積層方向に凹凸のある形状としている。
【００７４】
第１の電極層１０６をこのような形状とすることにより、レーザ光出射側からの力に対する強度を高めている。
【００７５】
このように、ｐ型クラッド層１０４がリッジ構造ではない構成でも本発明を適用でき、
半田流出によるレーザ光の遮りを防止できる。また、レーザ光出射端面よりも突出させる部分の強度を高めることもできる。
【００７６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の製造方法について説明する。
【００７７】
本実施の形態３は、実施の形態１で説明した、ｐ型クラッド層がリッジ構造である半導体レーザ素子１００の製造方法である。
【００７８】
図５（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態１の半導体レーザ素子１００の各製造工程の概略図を示している。図５（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、各工程における上面図と、その下に、その工程における断面図を記載している。図中の下方に示した各断面図は、上面図において真中に形成される半導体レーザ素子のレーザ光出射方向のレーザ光出射位置における断面、つまり上面図に示すＳ−Ｓ´位置における断面図である。なお、図１の半導体レーザ素子１００の各層に相当する部分には、図１の各層を示す符号と同じ符号を用いている。
【００７９】
図５（ａ）は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、電流ブロック層１０５までを形成した状態を示している。
【００８０】
上面図に示すｐ型クラッド層１０４の部分は、電流ブロック層１０５に設けられている、スリット状の孔の部分である。また、このスリット状の孔の上下にある平行な線は、下地となるｐ型クラッド層１０４がリッジ構造であることによって形成された、電流ブロック層１０５の段差部分である。
【００８１】
図５（ａ）で形成させた電流ブロック層１０５上の全面にＳｉＯ２や塗布ガラスやＳｉＮ等の容易にエッチングできる材料を形成させた後、図５（ｂ）に示すように、第１の電極層１０６の将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分に対応する位置に犠牲層１１１が残るようにエッチングする。
【００８２】
次に、図５（ｃ）に示すように、犠牲層１１１を残した電流ブロック層１０５の上に、蒸着やスパッタにより第１の電極層１０６を形成させ、さらにその上に、レジストマスクによるパターンめっきにより、第２の電極層１０７を形成させる。第１の電極層１０６は、第２の電極層１０７を形成させる際のめっきの下地を兼ねる。また、この時、犠牲層１１１が図５（ｃ）のように一部露出するようにパターニングを行う。
【００８３】
なお、図５（ｃ）では、光出射方向と直交する方向に隣り合う素子同士を分断する領域上において、第１の電極層１０６を残さないようにしているが、これは分断性を向上するためであり、特に必要ない場合には残しておいても良い。
【００８４】
次に、図５（ｄ）に示すように、エッチングにより犠牲層１１１を除去する。これにより、第１の電極層１０６の将来にレーザ光出射端面よりも突出させる部分が、下地のｐ型クラッド層１０４の面から分離される。
【００８５】
そして最後に、図５（ｅ）に示すように、へき開により分断し、個々の半導体レーザ素子１００が完成する。このへき開により分断すると同時に、第１の電極層１０６のレーザ光出射端面よりも突出する部分が形成される。
【００８６】
さらに、半田材によって、この完成した半導体レーザ素子１００の第２の電極層１０７の面をサブマウントと接合することにより、図２に示すような実施の形態１の半導体レーザ装置が作製できる。このとき、半田材は、第２の電極層１０７と合金化する。
【００８７】
ここで、半導体レーザ素子１００をサブマウントに接合する際には、サブマウントのレーザ光出射側の端面が、半導体レーザ素子１００の出射端面と同一平面上となる位置か、半導体レーザ素子１００の出射端面よりもレーザ光出射側に突出する位置となるように、かつ、サブマウントのその端面よりも、第１の電極層１０６の突出している部分の方がレーザ光出射側に突出する位置となるように配置して接合する。
【００８８】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の製造方法について説明する。
【００８９】
実施の形態３の半導体レーザ素子の製造方法では、将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分を形成させるために、犠牲層１１１を用いたが、本実施の形態４では、第１の電極層をエッチングレートの異なる材料を用いた２層にして、それらの層のエッチングレート差を利用して、将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分を形成する。
【００９０】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態４の半導体レーザ素子の各製造工程の断面図を示している。これらは、図５に示した各上面図のＳ−Ｓ´断面に相当する部分の断面図である。図５（ａ）までの工程は、実施の形態３の製造方法と同じであり、図６（ａ）〜（ｃ）は、その後の工程を示している。
【００９１】
図５（ａ）に示した工程の後、図６（ａ）に示すように、電流ブロック層１０５の上に、蒸着やスパッタにより第１−１の電極層１２１および第１−２の電極層１２２を形成させ、さらにその上に、レジストマスクによるパターンめっきにより、第２の電極層１０７を形成させる。
【００９２】
ここで、第１−１の電極層１２１には、第１−２の電極層１２２よりもエッチングレートが大きい材料を用いる。
【００９３】
そして、図６（ｂ）に示すように、第１−１の電極層１２１と第１−２の電極層１２２のエッチングレートの差を利用して第１−１の電極層１２１のみをエッチングして、第１−２の電極層１２２によって将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分を形成させる。つまり、第１−２の電極層１２２のうちの突出した部位にする範囲に対応する第１−１の電極層１２１の範囲のみをエッチングする。
【００９４】
ここで例えば、第１−１の電極層１２１をＴｉとし、第１−２の電極層１２２をＰｔ／Ａｕとすることにより、第１−１の電極層１２１をフッ酸系の溶液に曝すことで、図６（ｂ）に示すように第１−１の電極層１２１だけをエッチングすることができる。
【００９５】
そして最後に、図６（ｃ）に示すように、へき開により分断し、個々の半導体レーザ素子が完成する。このへき開により分断すると同時に、２層にした第１の電極層のうちの第１−２の電極層１２２によってレーザ光出射端面よりも突出する部分が形成される。
【００９６】
さらに、半田材によって、この完成した半導体レーザ素子の第２の電極層１０７の面をサブマウントと接合することにより、本発明の半導体レーザ装置が作製できる。このとき、半田材は、第２の電極層１０７と合金化する。
【００９７】
ここで、半導体レーザ素子をサブマウントに接合する際には、サブマウントのレーザ光出射側の端面が、半導体レーザ素子の出射端面と同一平面上となる位置か、半導体レーザ素子の出射端面よりもレーザ光出射側に突出する位置となるように、かつ、サブマウントのその端面よりも、第１−２の電極層１２２の突出している部分の方がレーザ光出射側に突出する位置となるように配置して接合する。
【００９８】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５の半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の製造方法について説明する。
【００９９】
本実施の形態５の半導体レーザ素子の製造方法は、将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分にする層と、その下に隣接する層との弱い密着性を利用して、将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分を形成する。
【０１００】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態５の半導体レーザ素子の各製造工程の断面図を示している。これらは、図５に示した各上面図のＳ−Ｓ´断面に相当する部分の断面図である。図５（ａ）までの工程は、実施の形態３の製造方法と同じであり、図７（ａ）〜（ｃ）は、その後の工程を示している。
【０１０１】
本実施の形態５では、第１の電極層を材料の異なる３層の積層とし、第２の電極層を材料の異なる２層の積層としている。
【０１０２】
図５（ａ）に示した工程の後、図７（ａ）に示すように、電流ブロック層１０５の上に、蒸着やスパッタにより第１−１の電極層１３１、第１−２の電極層１３２、および第１−３の電極層１３３を形成させ、さらにその上に、レジストマスクによるパターンめっきにより、第２−１の電極層１３４を形成させる。ここで、個々の半導体レーザ素子に対応する各第２−１の電極層１３４の間には、第１−３の電極層１３３を除去した領域を設けている。
【０１０３】
次に、図７（ｂ）に示すように、蒸着やスパッタにより全面を第２−２の電極層１３５で覆った後、将来にレーザ光出射端面よりも突出する部分の先端位置と隣接する半導体レーザ素子の第１−３の電極層１３３との間を除去する。
【０１０４】
ここで、第１−２の電極層１３２には、一旦その表面を大気に暴露することで第２−２の電極層１３５との密着性が低下するような性質のものを選んでおく。
【０１０５】
そして最後に、図７（ｃ）に示すように、へき開により分断し、個々の半導体レーザ素子が完成する。このとき、第１−２の電極層１３２は、その表面が大気に暴露されて第２−２の電極層１３５との密着性が低下しているので、へき開により分断すると同時に、２層にした第２の電極層のうちの第２−２の電極層１３５が下地の第１−２の電極層１３２から離れて、レーザ光出射端面よりも突出する部分が形成される。
【０１０６】
なお、第１−２の電極層１３２が、本発明の、突出した部位の下に形成された層の一例にあたる。第１−２の電極層１３２と、突出した部位となる第２−２の電極層１３５との密着性は、上記したように大気に暴露されて低下しており、第１−２の電極層１３２と、突出した部位以外との密着性、すなわち真空蒸着等により形成された第１−３の電極層１３３との密着性よりも低い。
【０１０７】
例えば、第１−１の電極層１３１にＴｉ（ｐ型クラッド層１０４側）とＡｕ（第１−２の電極層１３２側）、第１−２の電極層１３２にＰｄ、第１−３の電極層１３３にＡｕ、第２−１の電極層１３４にＡｕ、第２−２の電極層１３５にＴｉとＡｕ、等を選ぶことにより容易に実現可能である。
【０１０８】
さらに、半田材によって、この完成した半導体レーザ素子の第２−２の電極層１３５の面をサブマウントと接合することにより、本発明の半導体レーザ装置が作製できる。この場合は、半田材は、第２−２の電極層１３５と合金化する。
【０１０９】
ここで、半導体レーザ素子をサブマウントに接合する際には、サブマウントのレーザ光出射側の端面が、半導体レーザ素子の出射端面と同一平面上となる位置か、半導体レーザ素子の出射端面よりもレーザ光出射側に突出する位置となるように、かつ、サブマウントのその端面よりも、第２−２の電極層１３５の突出している部分の方がレーザ光出射側に突出する位置となるように配置して接合する。
【０１１０】
なお、各実施の形態では、半導体レーザ素子の出射端面よりもレーザ光出射側に突出している部分は一部の電極層としたが、一部の電極層に限らず、活性層よりもサブマウント側にある他の層が突出していてもよい。例えば、複数層ある場合の全ての電極層が突出していてもよいし、各実施の形態で示した以外の層がある場合には、その層が突出していてもよい。例えば、図１に示した実施の形態１の構成の半導体レーザ素子の場合には、第１の電極層１６の代わりにｐ型クラッド層１０４が突出していてもよい。
【０１１１】
以上に説明したように、本発明の半導体レーザ素子の製造方法を用いることにより、半田流出によるレーザ光の遮りを防止できる半導体レーザ素子を実現できる。また、本発明の半導体レーザ装置の製造方法を用いることにより、半田流出によるレーザ光の遮りを防止しつつ、高出力化のための放熱効果が得られ、信頼性の高い半導体レーザ装置等を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明に係る半導体レーザ素子、半導体レーザ装置、およびそれらの製造方法は、組み立て位置精度に関わらず半田流出によるレーザ光の遮りを防止する効果を有し、光ディスクのデータの読み出しや書き込みに使用される半導体レーザ素子、半導体レーザ装置およびそれらの製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子の、レーザ光出射側から見た正面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置の断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ素子の、コンタクト層を設けた構成の断面図
【図４】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ素子の、２つの構成例における、レーザ光出射端面側から見た正面図
【図５（ａ）】本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ素子の各製造工程における、上面図および断面図
【図５（ｂ）】本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ素子の各製造工程における、上面図および断面図
【図５（ｃ）】本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ素子の各製造工程における、上面図および断面図
【図５（ｄ）】本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ素子の各製造工程における、上面図および断面図
【図５（ｅ）】本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ素子の各製造工程における、上面図および断面図
【図６】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ素子の各製造工程における断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態５に係る半導体レーザ素子の各製造工程における断面図
【図８】（ａ）従来の半導体レーザ装置の断面図、（ｂ）特許文献１で提案されている半導体レーザ装置の断面図
【図９】組み立て位置精度が原因で半導体レーザ素子とサブマウントとの接合位置にズレが生じた場合の、従来の半導体レーザ装置の接合後の断面図
【符号の説明】
【０１１４】
１００、９０１  半導体レーザ素子
１０１  ｎ型ＧａＡｓ基板
１０２  ｎ型クラッド層
１０３、９０９  活性層
１０４  ｐ型クラッド層
１０５  電流ブロック層
１０６  第１の電極層
１０７  第２の電極層
１０８  半田材と合金化された電極層
１０９、９０２  サブマウント
１１０  コンタクト層
１１１  犠牲層
１２１、１３１  第１−１の電極層
１２２、１３２  第１−２の電極層
１３３  第１−３の電極層
１３４  第２−１の電極層
１３５  第２−２の電極層
１４１  埋め込み層
９１０  サブマウント基体
９１１  メタライズ
９１２  半田突出物
９１３、９１５  はみ出し半田
９１４  ダイシング面のメタライズ
【図５（ａ）】
2008004847.tif 000003
【図５（ｂ）】
2008004847.tif 000004
【図５（ｃ）】
2008004847.tif 000005
【図５（ｄ）】
2008004847.tif 000006
【図５（ｅ）】
2008004847.tif 000007
【図８】
2008004847.tif 000008
【図９】
2008004847.tif 000009
【図１】
2008004847.tif 000010
【図２】
2008004847.tif 000011
【図３】
2008004847.tif 000012
【図４】
2008004847.tif 000013
【図６】
2008004847.tif 000014
【図７】
2008004847.tif 000015