(57)【要約】【課題】不良品率を低減させ、電極間のショートを防止することができるようにした窒化物半導体レーザ用サブマウントを提供する。【解決手段】ｐ側電極６１に対応する溶着層２２の幅は、ｐ側電極６１の幅よりも狭くなっている。溶着層２２の下のはみ出し防止層２３には、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅおよびこれらに交差する辺２２Ｆに沿って、溶着層２２で被覆されない露出領域２３Ａが設けられている。はみ出し防止層２３は、溶着層２２になじまない金属により形成されており、露出領域２３Ａによって、溶着層２２が辺２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆにおいてはみ出すことを防止することができる。辺２２Ｆは、レーザチップ６０のフロント側に対応していることが好ましい。辺２２Ｇでは、溶着層２２がはみ出し防止層２３を被覆すると共にはみ出し防止層２３を越えて延長された逃げ領域２２Ｈが設けられている。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む窒化物半導体層および一対の電極を有する窒化物半導体レーザに用いられる窒化物半導体レーザ用サブマウントであって、
基体と、
この基体の一方の側に、前記窒化物半導体レーザの一対の電極のうち一方の電極よりも狭い幅で形成された溶着層と、
この溶着層の前記基体側の面に接して前記溶着層になじまない金属により形成されると共に、前記溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って前記溶着層で被覆されない露出領域を有するはみ出し防止層と
を備えたことを特徴とする窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項２】
前記一方の電極は、前記活性層が形成されている側の電極である
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項３】
前記はみ出し防止層は、前記溶着層と同等以上の熱伝導率を有する材料により形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項４】
前記対向する２辺に交差する１辺は、前記窒化物半導体レーザの光出力が取り出される側の端面に対応する
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項５】
前記露出領域の幅は２μｍ以上１０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項６】
前記はみ出し防止層の厚みは、前記溶着層の厚みよりも薄い
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項７】
前記対向する２辺に交差する他の１辺では、前記溶着層が前記はみ出し防止層を被覆すると共に前記はみ出し防止層を越えて延長された逃げ領域が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項８】
前記基体の前記溶着層と同じ側に、前記窒化物半導体レーザの一対の電極のうち他方の電極より狭い幅あるいは同じ幅で形成された他の溶着層と、
この他の溶着層の前記基体側の面に接して前記他の溶着層になじまない金属により形成されると共に、前記他の溶着層の対向する２辺のうち少なくとも１辺および前記対向する２辺に交差する１辺に沿って前記他の溶着層で被覆されない露出領域を有する他のはみ出し防止層と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項９】
前記他のはみ出し防止層は、前記他の溶着層の対向する２辺のうち前記露出領域が設けられていない辺に沿ってはみ出し防止枠を有し、前記はみ出し防止枠と前記はみ出し防止層との間に間隙が設けられている
ことを特徴とする請求項８記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項１０】
前記他のはみ出し防止層は、前記対向する２辺に交差する１辺では、前記間隙により断絶されず、連続して一体に設けられている
ことを特徴とする請求項９記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント。
【請求項１１】
活性層を含む窒化物半導体層および一対の電極を有するレーザチップと、このレーザチップが配設されたサブマウントとを有する窒化物半導体レーザであって、前記サブマウントは、
基体と、
この基体の一方の側に、前記レーザチップの一対の電極のうち少なくとも一方の電極を固定させている溶着層と、
この溶着層の前記基体側の面に接して前記溶着層になじまない金属により形成されると共に、前記溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って前記溶着層で被覆されない露出領域を有するはみ出し防止層と
を備えたことを特徴とする窒化物半導体レーザ。
【請求項１２】
前記露出領域は、前記一方の電極に直接接触した状態になっている
ことを特徴とする請求項１１記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１３】
前記サブマウントの前記レーザチップが配設されている側と反対側に、放熱部材が配設されている
ことを特徴とする請求項１１記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１４】
前記一方の電極は、前記活性層が形成されている側の電極である
ことを特徴とする請求項１１記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１５】
前記はみ出し防止層は、前記溶着層と同等以上の熱伝導率を有する材料により形成されている
ことを特徴とする請求項１１記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１６】
前記対向する２辺に交差する１辺は、前記窒化物半導体レーザの光出力が取り出される側の端面に対応する
ことを特徴とする請求項１１記載の窒化物半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化物半導体レーザ用サブマウントおよびこれを用いた窒化物半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体レーザの分野において、紫外から青色の領域の発光を得ることができる窒化物半導体よりなる窒化物半導体レーザの開発が盛んに行われている。この窒化物半導体レーザは、赤色，赤外等の半導体レーザに比べて高エネルギーの光を放出するので、消費電力が大きくなり、そのため発熱量が大きくなる。
【０００３】
このような窒化物半導体レーザで発生する熱が外部に効果的に放熱されるように、レーザチップの基板の裏面側には、銅（Ｃｕ）あるいは鉄（Ｆｅ）などの金属よりなるヒートシンクが放熱部材として設けられている。更に、レーザチップとヒートシンクとの間には、熱膨張係数の差によるストレスや歪みなどが発生しないよう、レーザチップの基板材料と比較的熱膨張係数が近い材料として熱伝導性のよい窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを用いたサブマウントが設けられている。
【０００４】
図１２は、サブマウントの両面にヒートシンクおよびレーザチップをそれぞれ設けるための従来の方法を概略的に表している。レーザチップ１１０は、例えばサファイアよりなる基板上に活性層を含む窒化物半導体層が形成された窒化物半導体レーザチップであり、活性層が形成されている側にｐ側電極１１１、活性層が形成されていない側にｎ側電極１１２がそれぞれ形成されている。また、レーザチップ１１０にはストライプ構造が形成されており、ｐ側電極１１１から供給された電流は、ｎ側電極１１２寄りの活性層の一部に部分的に注入され、その部分に閉じ込められて増幅したレーザ光が、発光点１１３から放出されるようになっている。
【０００５】
サブマウント１２０の上面には、ワイヤボンディングのための配線層１２１Ａ，１２１Ｂが形成されており、この配線層１２１Ａ，１２１Ｂの上に、レーザチップ１１０のｎ側電極１１２およびｐ側電極１１１に対応して溶着層１２２が形成されている。サブマウント１２０の下面には、ヒートシンク１３０を設けるための溶着層１４０が形成されている。
【０００６】
このようなサブマウント１２０の両面にレーザチップ１１０およびヒートシンク１３０をそれぞれ設けるためには、ヒートシンク１３０の上にサブマウント１２０およびレーザチップ１１０を順に精度良く位置合わせをして載せて、最後に、加熱装置を用いて各々の位置精度を確保しながら溶着させるようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のサブマウント１２０では、溶着層１２２は、配線層１２１Ａ，１２１Ｂの上に直接形成されていた。しかも、溶着層１２２の幅Ｗ１２２は、ｎ側電極１１２の幅Ｗ１１２およびｐ側電極１１１の幅Ｗ１１１と同じであった。このため、従来では、レーザチップ１１０に荷重を加えながら加熱して溶着させる際に、ある確率で次のような問題が生じるのを防ぐことができなかった。
【０００８】
例えば、図１３に示したように、溶着層１２２がレーザチップ１１０のフロント側にはみ出し、ボール状に固まってしまう。これにより、発光点１１３から放出されたレーザ光がボール状に固まった溶着層１２２に当たって直進できず、測定で非発光として不良品になっていた。
【０００９】
また、例えば、図１４に示したように、ｐ側電極１１１およびｎ側電極１１２がレーザチップ１１０の片面に形成されている場合には、はみ出した溶着層１２２がｐ側電極１１１とｎ側電極１１２とをショートさせてしまう虞があった。
【００１０】
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、不良品率を低減させ、電極間のショートを防止することができるようにした窒化物半導体レーザ用サブマウントおよびこれを用いた窒化物半導体レーザを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による窒化物半導体レーザ用サブマウントは、活性層を含む窒化物半導体層および一対の電極を有する窒化物半導体レーザに用いられるものであって、基体と、この基体の一方の側に、窒化物半導体レーザの一対の電極のうち一方の電極よりも狭い幅で形成された溶着層と、この溶着層の基体側の面に接して溶着層になじまない金属により形成されると共に、溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って溶着層で被覆されない露出領域を有するはみ出し防止層とを備えたものである。
【００１２】
本発明による窒化物半導体レーザは、活性層を含む窒化物半導体層および一対の電極を有するレーザチップと、このレーザチップが配設されたサブマウントとを有するものであって、サブマウントは、基体と、この基体の一方の側に、レーザチップの一対の電極のうち少なくとも一方の電極を固定させている溶着層と、この溶着層の基体側の面に接して溶着層になじまない金属により形成されると共に、溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って溶着層で被覆されない露出領域を有するはみ出し防止層とを備えたものである。
【００１３】
本発明による窒化物半導体レーザ用サブマウントでは、溶着層が、窒化物半導体レーザの一対の電極のうち一方の電極よりも狭い幅で形成されていると共に、この溶着層の基体側の面に接して、溶着層になじまない金属からなるはみ出し防止層が設けられており、このはみ出し防止層に、溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って溶着層で被覆されない露出領域が設けられているので、溶着層が窒化物半導体レーザの電極間にはみ出すことが防止される。よって、不良品率が低減され、ショートが防止される。ここで、一対の電極のうち一方の電極は、活性層が形成されている側の電極であることが好ましい。
【００１４】
本発明による窒化物半導体レーザでは、サブマウントの溶着層が、レーザチップの一対の電極のうち少なくとも一方の電極を固定させていると共に、この溶着層の基体側の面に接して、溶着層になじまない金属からなるはみ出し防止層が設けられており、このはみ出し防止層に、溶着層の対向する２辺およびこの２辺に交差する１辺に沿って溶着層で被覆されない露出領域が設けられているので、溶着層がレーザチップの電極間にはみ出すことが防止される。よって、不良品率が低減され、ショートが防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１および図３は、本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レーザ１０の断面構成を表すものである。また、図２は、この窒化物半導体レーザ１０が構成要素として含まれる窒化物半導体発光装置７０の全体構成を表している。
【００１７】
窒化物半導体発光装置７０は、例えば、円盤状の支持体７１と中空円筒状の蓋体７２とを有している。支持体７１は、例えば銅あるいは鉄などの金属によりヒートシンク３０と一体成型されている。蓋体７２の一端部は開放されており、他端部は閉鎖されている。蓋体７２の閉端部には、内部に収納された窒化物半導体レーザ１０から射出されたレーザビームを窒化物半導体発光装置７０の外部に取り出すための取り出し窓７２Ａが設けられている。蓋体７２は、例えば銅あるいは鉄などの金属により構成されており、取り出し窓７２Ａは、窒化物半導体レーザ１０から射出されるレーザビームを透過することのできる材料、例えば、ガラスあるいはプラスチックにより構成されている。
【００１８】
支持体７１には、支持体７１の面内とは垂直な方向に、一対のピン７３，７４が設けられている。各ピン７３，７４は、銅または鉄などの金属により構成されており、表面には金（Ａｕ）などよりなる薄膜が被着されている。支持体７１と各ピン７３，７４との間にはガラスなどよりなる絶縁リング７３Ａ，７４Ａがそれぞれ配設されており、支持体７１と各ピン７３，７４とは電気的にそれぞれ絶縁されている。ピン７４には、例えば太さが２０μｍの金よりなるワイヤ７６Ａの一端部が接合されている。このワイヤ７６Ａの他端部は配線層２１Ａに接合されており、ピン７４と配線層２１Ａとが電気的に接続される。支持体７１には、更に、支持体７１およびヒートシンク３０と電気的に接続されたピン７５が形成されている。
【００１９】
ヒートシンク３０は、例えば銅あるいは鉄などの金属により構成されている。このヒートシンク３０は、窒化物半導体レーザ１０の図示しない電源に対して電気的に接続されると共に、窒化物半導体レーザ１０で発生した熱を放散する役割を有している。
【００２０】
ヒートシンク３０の上には、溶着層４０および補助接着層５０を間にして、例えば厚さ２００μｍ程度の窒化アルミニウムからなる基体２０Ａを有するサブマウント２０が設けられている。
【００２１】
補助接着層５０は、例えば厚さ０．０５μｍのチタン（Ｔｉ）層５１，厚さ０．３μｍの白金（Ｐｔ）層５２および厚さ０．６μｍの金層５３がサブマウント２０側から順に積層されたものである。ヒートシンク３０側に設けられている溶着層４０は、例えば厚さ５．０μｍのスズ（Ｓｎ）ペーストからなる。
【００２２】
サブマウント２０の基体２０Ａのヒートシンク３０が設けられない側には、配線層２１Ａ，２１Ｂ，はみ出し防止層２３および溶着層２２を間にして、レーザチップ６０が設けられている。レーザチップ６０は、例えば厚さ１００μｍ程度のサファイア（α−Ａｌ２Ｏ３）よりなる基板６０Ａを備えている。この基板６０Ａのｃ面には、活性層を含む窒化物半導体層６０Ｂが形成されている。
【００２３】
なお、ここでいう窒化物半導体とは、ガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）とを含んだ窒化ガリウム系化合物のことであり、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ），窒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＮ）混晶，あるいは窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム（ＡｌＧａＩｎＮ）混晶などが挙げられる。これらは、必要に応じてシリコン（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），酸素（Ｏ），セレン（Ｓｅ）などのＩＶ族およびＶＩ族元素からなるｎ型不純物、または、マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚｎ），炭素（Ｃ）などのＩＩ族およびＩＶ族元素からなるｐ型不純物を含有している。
【００２４】
窒化物半導体層６０Ｂの上には、活性層が形成されている側にｐ側電極６１、活性層が形成されていない側にｎ側電極６２がそれぞれ形成されている。また、レーザチップ６０の窒化物半導体層６０Ｂには図示しないストライプ構造が形成されており、ｐ側電極６１から供給された電流は、ｎ側電極６２寄りの活性層の一部に部分的に注入され、その部分が発光点６３となっている。ｐ側電極６１は、例えば、パラジウム（Ｐｄ），白金および金を基板６０Ａ側から順に積層した構成を有している。
【００２５】
レーザチップ６０の両端面には、図３に示したように、一対の劈開鏡面６４，６５が形成されている。劈開鏡面６４には図示しない半透明反射鏡、劈開鏡面６５には図示しない完全反射鏡がそれぞれ設けられており、これらの劈開鏡面６４，６５により共振器長Ｌの共振器構造が形成され、発光点６３からの光出力が劈開鏡面６４の半透明反射鏡を介して取り出される。
【００２６】
このような構成を有するレーザチップ６０は、ｐ側電極６１およびｎ側電極６２が形成されている側がサブマウント２０の基体２０Ａに対向するように、サブマウント２０の基体２０Ａ上に設置されている。
【００２７】
配線層２１Ａは、例えば厚さ０．０５μｍのチタン層２１Ａ１および厚さ１．０μｍのアルミニウム（Ａｌ）層２１Ａ２が基体２０Ａ側から順に積層されたものであり、レーザチップ６０のｎ側電極６２の下方に位置する。配線層２１Ｂは、例えば厚さ０．０５μｍのチタン層２１Ｂ１および厚さ１．０μｍのアルミニウム層２１Ｂ２が基体２０Ａ側から順に積層されたものであり、ｐ側電極６１の下方に位置する。配線層２１Ａ，２１Ｂは、共振器長Ｌよりも長くなるように形成されており、その差ｄ２１は、例えば約１００μｍ程度となっている。なお、配線層２１Ｂには、例えば太さが２０μｍの金よりなるワイヤ７６Ｂの一端部が接合されている。ワイヤ７６Ｂの他端部は、ヒートシンク３０に接合されており、これにより配線層２１Ｂがヒートシンク３０を介して図示しない電源に接続される。
【００２８】
溶着層２２は、例えばスズ層を含む複数の金属層を積層してなる高融点半田が用いられる。ｐ側電極６１とはみ出し防止層２３との間の溶着層２２の厚さは極めて薄くなっており、図３に示したように、劈開鏡面６５側に余分な溶着層２２がはみ出した状態となっているが、劈開鏡面６５は図示しない完全反射鏡によって絶縁性が確保されているので、問題は生じない。一方、ｎ側電極６２とはみ出し防止層２３との間の溶着層２２は、ｎ側電極６２をはみ出し防止層２３に固定させると共に、レーザチップ６０のｐ側電極６１側とｎ側電極６２側との段差を調整している。
【００２９】
はみ出し防止層２３は、溶着層２２の下面に接して溶着層２２になじまない金属により形成されており、荷重をかけながら加熱してレーザチップ６０をサブマウント２０に設置する際に溶着層２２がレーザチップ６０のフロント側またはｐ側電極６１とｎ側電極との間などにはみ出すことを防止するものである。はみ出し防止層２３の材料としては、例えばアルミニウム，ニッケル（Ｎｉ）または白金などが好ましい。本実施の形態では、はみ出し防止層２３は、例えば厚さ２．０μｍのアルミニウム層により構成されている。
【００３０】
図４ないし図６は、レーザチップ６０が配設される前のサブマウント２０を表している。サブマウント２０は、例えば基体２０Ａの一面に、例えば真空蒸着法などにより、配線層２１Ａ，２１Ｂ，はみ出し防止層２３および溶着層２２が、基体２０Ａ側から順に所定のパターンで形成されたものである。
【００３１】
溶着層２２は、例えばチタン層２２Ａ，銀層２２Ｂおよびスズ層２２Ｃがサブマウント２０側から順に積層されている。なお、本実施の形態では、レーザチップ６０のｐ側電極６１側とｎ側電極６２側との段差を、溶着層２２の厚さによって調整しているので、例えば、ｐ側電極６１側の溶着層２２は、チタン層２２Ａの厚さが０．０５μｍ、銀層２２Ｂの厚さが１．５μｍおよびスズ層２２Ｃの厚さが４．０μｍとなっている。また、ｎ側電極６２側の溶着層２２は、チタン層２２Ａの厚さが０．０５μｍ、銀層２２Ｂの厚さが１．５μｍおよびスズ層２２Ｃの厚さが６．０μｍとなっている。なお、レーザチップ６０のｐ側電極６１側とｎ側電極６２側との段差調整は、はみ出し防止層２３の厚みを調整することによって行うようにしてもよい。
【００３２】
ｐ側電極６１に対応する溶着層２２の幅Ｗｓは、ｐ側電極６１の幅よりも狭くなっている。溶着層２２の下のはみ出し防止層２３には、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅおよびこれらに交差する辺２２Ｆに沿って、溶着層２２で被覆されない露出領域２３Ａが設けられている。はみ出し防止層２３は、上述のように溶着層２２になじまない金属により形成されているので、露出領域２３Ａによって、溶着層２２が辺２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆにおいてはみ出すことを防止することができる。よって、ｐ側電極６１とｎ側電極６２との間にはみ出した溶着層２２によってショートが起こる虞がなくなる。また、辺２２Ｄからはみ出した溶着層２２が、窒化物半導体層６０Ｂの側面に露出したＰＮ接合に接触することに起因するショートも防止することができる。
【００３３】
さらに、露出領域２３Ａは、溶着層２２で被覆されず、ｐ側電極６１に直接接触した状態となるので、レーザの発熱をはみ出し防止層２３を介して放散させ、高温動作の安定性などのレーザ特性を向上させることもできる。このとき、はみ出し防止層２３の材料として、上述したように溶着層２２になじまない金属であることに加えて、さらに、溶着層２２と同等以上の熱伝導率を有するもの、例えばアルミニウム，白金またはニッケルなどを用いるようにすれば、このような効果を一層高めることができ、好ましい。
【００３４】
また、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅに交差する辺２２Ｆは、レーザチップ６０のフロント側、すなわち、レーザチップ６０の光出力が取り出される側の端面である劈開鏡面６４に対応していることが好ましい。溶融した溶着層２２が、辺２２Ｆからレーザチップ６０のフロント側へはみ出してレーザ光出力を妨げるのを防止することができるからである。
【００３５】
さらに、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅに交差する他の辺２２Ｇでは、溶着層２２がはみ出し防止層２３を被覆すると共にはみ出し防止層２３を越えて延長された逃げ領域２２Ｈが設けられていることが好ましい。これにより、ｐ側電極６１とはみ出し防止層２３との間から排出された不要な溶着層２２が逃げるための領域を形成することができるからである。
【００３６】
このような露出領域２３Ａの幅Ｗ２３Ａは、例えば２μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。２μｍよりも狭いと、はみ出し防止の効果が十分に得られず、また１０μｍより広いと、溶着層２２の量が少なくなって必要な溶着力が得られなくなるからである。
【００３７】
また、はみ出し防止層２３の厚さは、溶着層２２の厚さに応じて適宜設定することができるが、溶着層２２の合計厚さ（チタン層２２Ａ，銀層２２Ｂおよびスズ層２２Ｃの合計の厚さ）よりも薄いことが好ましく、具体的には溶着層２２の合計厚さよりも例えば２μｍ程度薄いことが好ましい。この場合、溶着層２２の合計厚さがｐ側電極６１側とｎ側電極６２側とで異なる場合には、その薄い方の溶着層２２の合計厚さを基準とする。
【００３８】
ｎ側電極６２に対応する溶着層２２の幅Ｗｔは、例えば、ｎ側電極６２の幅Ｗｎよりも狭くなっている。ｎ側電極６２に対応する溶着層２２の下のはみ出し防止層２３には、ｐ側電極６１側の溶着層２２と同様に三本の辺２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆに露出領域２３Ａが設けられていてもよいが、例えば、溶着層２２の二本の辺２２Ｄ，２２Ｆに沿って露出領域２３Ａが設けられると共に、辺２２Ｅには、はみ出し防止層２３と同じ材料からなるはみ出し防止枠２３Ｂが形成され、はみ出し防止層２３とはみ出し防止枠２３Ｂとの間には、間隙２３Ｃが設けられていることが好ましい。本実施の形態のようにｎ側電極６２に対応する溶着層２２の厚みが大きい場合には、辺２２Ｇのみに溶着層２２を排出させることが難しいからである。ただし、この場合でも、フロント側すなわち光出力が取り出される側の劈開鏡面６４に対応する辺２２Ｆでは、はみ出し防止層２３は、間隙２３Ｃによって断絶されず、図３に示したように連続して一体に設けられていることが好ましい。間隙２３Ｃから溶着層２２がフロント側にはみ出してしまうことを防止できるからである。また、辺２２Ｇには、余分な溶着層２２を排出して逃がすための逃げ領域２２Ｈを設ける。
【００３９】
なお、はみ出し防止枠２３Ｂの幅Ｗ２３Ｂおよび間隙２３Ｃの幅Ｗ２３Ｃは、例えば、露出領域２３Ａの幅Ｗ２３Ａと同じとすることができる。
【００４０】
このような構成を有する窒化物半導体レーザ１０は、次のようにして製造することができる。
【００４１】
まず、図７に示したように、例えば厚さ２００μｍ程度の窒化アルミニウムよりなる基体２０Ａを用意する。この基体２０Ａの一方の面、すなわちヒートシンク３０が設けられる面に、例えば真空蒸着法で厚さ０．０５μｍのチタン層５１，厚さ０．３μｍの白金層５２，厚さ０．６μｍの金層５３を順に蒸着し、補助接着層５０を形成する。
【００４２】
続いて、基体２０Ａのもう一方の面、すなわちレーザチップ６０が設けられる面に、例えば真空蒸着法で厚さ０．０５μｍのチタン層２１Ａ１，２１Ｂ１を形成する。次に、チタン層２１Ａ１，２１Ｂ１の上に、厚さ１．０μｍのアルミニウム層２１Ａ２，２１Ｂ２を蒸着する。以上のようにして、チタン層２１Ａ１，２１Ｂ１およびアルミニウム層２１Ａ２，２１Ｂ２からなる配線層２１Ａ，２１Ｂを形成する。
【００４３】
次に、配線層２１Ａ，２１Ｂの上に、例えば真空蒸着法で、厚さ２．０μｍのアルミニウム層からなるはみ出し防止層２３を形成する。さらに、はみ出し防止層２３の上に、溶着層２２を形成する。このとき、溶着層２２の幅Ｗｓ，Ｗｔは、それぞれｐ側電極６１およびｎ側電極６２の幅Ｗｐ，Ｗｎよりも狭くなるようにし、溶着層２２の辺２２Ｇには逃げ領域２２Ｈを形成しておくと共に、はみ出し防止層２３には、露出領域２３Ａ，はみ出し防止枠２３Ｂおよび間隙２３Ｃをそれぞれ設ける。こうして、基体２０Ａの一方の面に配線層２１Ａ，２１Ｂ、はみ出し防止層２３および溶着層２２が形成され、他方の面に補助接着層５０が形成されたサブマウント２０を形成する。
【００４４】
次いで、図８に示したように、ピン７３，７４，７５が配設された支持体７１に一体成型されたヒートシンク３０を用意する。このヒートシンク３０の上に、例えばスタンピングあるいはニードルを用いて、スズペーストからなる接着層４０を形成する。
【００４５】
続いて、図９に示したように、サブマウント２０を、補助接着層５０が形成された面を対向させて、接着層４０が形成されたヒートシンク３０の上に載せて位置合わせを精度よく行う。
【００４６】
次いで、図１０に示したように、基板６０Ａの一面側に、活性層を含む窒化物半導体層６０Ｂと、一対の電極であるｐ側電極６１およびｎ側電極６２が形成されたレーザチップ６０を用意する。このレーザチップ６０のｐ側電極６１およびｎ側電極６２を有する側と、サブマウント２０の基体２０Ａにおいて溶着層２２が形成されている側とを対応させ、位置合わせを精度よく行い、サブマウント２０の上にレーザチップ６０を載せる。このとき、溶着層２２の厚さは、レーザチップ６０のｐ側電極６１側とｎ側電極６２側との段差を調整するようになっているので、配線層２１Ａがｎ側電極６２の下方に位置するようにすると共に、配線層２１Ｂがｐ側電極６１の下方に位置するようにすると、レーザチップ６０がサブマウント２０に対して水平に載置することができる。
【００４７】
次に、このレーザチップ６０の基板６０Ａ側から図示しないコレット装置により荷重を加え、ヒートシンク３０側から例えば加熱装置で加熱処理を施すことにより、レーザチップ６０，サブマウント２０およびヒートシンク３０を接着させる。
【００４８】
続いて、配線層２１Ａとピン７４との間にワイヤ７６Ａを接合すると共に、配線層２１Ｂとヒートシンク３０との間にワイヤ７６Ｂを接合する。これにより、図１に示した窒化物半導体レーザ１０が完成する。次に、例えば乾燥窒素雰囲気中において、別途形成した蓋体７２を窒化物半導体レーザ１０の支持体７１に配設する。これにより、図２に示した窒化物半導体発光装置７０が完成する。
【００４９】
このように本実施の形態では、ｐ側電極６１に対応する溶着層２２の幅Ｗｓが、ｐ側電極６１の幅よりも狭くなっており、溶着層２２の下のはみ出し防止層２３には、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅおよびこれらに交差する辺２２Ｆに沿って、溶着層２２で被覆されない露出領域２３Ａが設けられているので、例えば図１０に一点鎖線で示したように溶着層２２がはみ出そうとしたとしても、露出領域２３Ａによって、溶着層２２が辺２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆにおいてはみ出すことを効果的に防止することができる。よって、溶着層２２によるｐ側電極６１とｎ側電極６２との間でのショートの虞がなくなる。また、辺２２Ｄからはみ出した溶着層２２が、窒化物半導体層６０Ｂの側面に露出したＰＮ接合に接触することに起因するショートも防止することができる。
【００５０】
さらに、露出領域２３Ａは、溶着層２２で被覆されず、ｐ側電極６１に直接接触した状態となるので、レーザの発熱をはみ出し防止層２３を介して放散させ、高温動作の安定性などのレーザ特性を向上させることができる。
【００５１】
また、はみ出し防止層２３の材料として、上述したように溶着層２２になじまない金属であることに加えて、さらに、溶着層２２と同等以上の熱伝導率を有するものを用いれば、レーザの発熱を放散させる効果を一層高めることができる。
【００５２】
また、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅに交差する辺２２Ｆは、レーザチップ６０のフロント側、すなわち、レーザチップ６０の光出力が取り出される側の端面である劈開鏡面６４に対応しているので、溶融した溶着層２２が、辺２２Ｆからレーザチップ６０のフロント側へはみ出してレーザ光出力を妨げるのを防止することができる。
【００５３】
さらに、溶着層２２の対向する２辺２２Ｄ，２２Ｅに交差する他の辺２２Ｇでは、溶着層２２がはみ出し防止層２３を被覆すると共にはみ出し防止層２３を越えて延長された逃げ領域２２Ｈが設けられているので、ｐ側電極６１とはみ出し防止層２３との間から排出された不要な溶着層２２が逃げるための領域を形成することができる。
【００５４】
また、ｎ側電極６２に対応する溶着層２２の幅Ｗｔが、ｎ側電極６２の幅Ｗｎよりも狭くなっており、その下のはみ出し防止層２３には、溶着層２２の二本の辺２２Ｄ，２２Ｆに沿って露出領域２３Ａが設けられると共に、辺２２Ｅには、はみ出し防止層２３と同じ材料からなるはみ出し防止枠２３Ｂが形成され、はみ出し防止層２３とはみ出し防止枠２３Ｂとの間には、間隙２３Ｃが設けられているので、ｎ側電極６２に対応する溶着層２２の厚みが大きい場合であっても、溶着層２２がはみ出すことを防止することができる。
【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、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、サブマウント２０の基体２０Ａとして窒化アルミニウムを用いたが、シリコン（Ｓｉ）やダイヤモンド（Ｃ）でもよい。また、上記実施の形態では、配線層２１Ａ，２１Ｂを基体２０Ａ側から順にチタン層２１Ａ１，２１Ｂ１およびアルミニウム層２１Ａ２，２１Ｂ２よりなるようにしたが、アルミニウム層２１Ａ２，２１Ｂ２の代わりに金層としてもよい。更に、補助接着層５０をサブマウント２０の基体２０Ａ側から順にチタン層５１，白金層５２および金層５３よりなるようにしたが、金層５３の代わりにアルミニウム層としてもよい。また、上記実施の形態においては、各層の構成あるいは材料またはその厚みを具体的な例と共に示したが、他の層を備えていても良く、材料も他の材料としてもよい。また、厚みも適宜変更または調整することが可能である。
【００５６】
さらに、本実施の形態では、ｎ側電極６２に対応する溶着層２２の幅Ｗｔをｎ側電極６２の幅Ｗｎよりも狭く形成するようにした例について説明したが、ｎ側電極６２側の溶着層２２では、はみ出し防止枠２３Ｂおよび間隙２３Ｃが設けられていれば、溶着層２２の幅Ｗｔをｎ側電極６２の幅Ｗｎと同じとしてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では、レーザチップ６０のｐ側電極６１側とｎ側電極６２側との段差調整を溶着層２２の厚みを調整することによって行うようにしたが、この段差調整を、はみ出し防止層２３の厚みを調整することによって行うようにした場合には、溶着層２２の厚みはｐ側電極６１側とｎ側電極６２側とで等しくすることができるので、ｎ側電極６２側のはみ出し防止層２３の辺２２Ｅには、はみ出し防止枠２３Ｂを設けないで、ｐ側電極６１側と同様に露出領域２３Ａを設けるようにしてもよい。
【００５８】
加えて、本実施の形態では、レーザチップ６０の基板６０Ａとしてサファイア基板を用い、その片面側にｐ側電極６１およびｎ側電極６２が設けられている場合について説明したが、本発明は、例えば図１１に示したように、基板６０Ａとして窒化ガリウム基板を用い、ｐ側電極６１Ａおよびｎ側電極６２Ａを基板６０Ａの異なる面に配置した場合についても適用することができる。その場合には、サブマウント２０の基体２０Ａのレーザチップ６０が設けられる面には、配線層２１Ｂとその上のはみ出し防止層２３および溶着層２２のみを形成すればよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ用サブマウント、または請求項１１ないし請求項１６のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザによれば、溶着層が、窒化物半導体レーザまたはレーザチップの一方の電極よりも狭い幅で形成され、はみ出し防止層には、溶着層の対向する２辺およびこれらに交差する１辺に沿って、溶着層で被覆されない露出領域が設けられているので、この露出領域によって、溶着層がはみ出すことを防止することができる。よって、溶着層による電極間でのショートの虞がなくなる。また、はみ出した溶着層が、窒化物半導体レーザの側面に露出したＰＮ接合に接触することに起因するショートも防止することができる。
【００６０】
特に、請求項１２記載の窒化物半導体レーザによれば、露出領域は、溶着層で被覆されず、電極に直接接触した状態となっているので、レーザの発熱をはみ出し防止層を介して放散させ、高温動作の安定性などのレーザ特性を向上させることができる。
【００６１】
また、特に、請求項３記載の窒化物半導体レーザ用サブマウントまたは請求項１５記載の窒化物半導体レーザによれば、はみ出し防止層の材料として、溶着層と同等以上の熱伝導率を有するものを用いるようにしたので、レーザの発熱を放散させる効果を一層高めることができる。
【００６２】
加えて、特に、請求項４記載の窒化物半導体レーザ用サブマウントまたは請求項１６記載の窒化物半導体レーザによれば、溶着層の対向する２辺に交差する１辺は、レーザ光出力が取り出される側の端面に対応しているので、溶融した溶着層が、レーザのフロント側へはみ出してレーザ光出力を妨げるのを防止することができる。
【００６３】
また、特に、請求項７記載の窒化物半導体レーザ用サブマウントでは、溶着層の対向する２辺に交差する他の１辺では、溶着層がはみ出し防止層を被覆すると共にはみ出し防止層を越えて延長された逃げ領域が設けられているので、電極とはみ出し防止層との間から排出された不要な溶着層が逃げるための領域を形成することができる。
【００６４】
特に、請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ用サブマウントでは、窒化物半導体レーザの他方の電極に対応する他の溶着層の幅が、その他方の電極よりも狭い幅あるいは同じ幅で形成され、はみ出し防止層には、他の溶着層の対向する２辺のうち少なくとも１辺およびこの対向する２辺に交差する１辺に沿って露出領域が設けられているので、この露出領域によって、溶着層がはみ出すことを防止することができる。よって、溶着層による電極間でのショートの虞がなくなる。
【００６５】
特に、請求項９または請求項１０記載の窒化物半導体レーザ用サブマウントでは、他の溶着層の対向する２辺のうち露出領域が設けられていない辺に沿って、はみ出し防止枠が形成され、はみ出し防止層とはみ出し防止枠との間に、間隙が設けられているので、他方の電極に対応する溶着層の厚みが大きい場合であっても、溶着層がはみ出すことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レーザの構成を表す断面図である。
【図２】
図１に示した窒化物半導体レーザを構成要素として含む窒化物半導体発光装置
の全体構成を表す斜視図である。
【図３】
図１に示した窒化物半導体レーザのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】
図１に示したサブマウントの、レーザチップが配設される前の状態を、レーザ
チップが設けられる側の面から見た平面図である。
【図５】
図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】
図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】
図１に示した窒化物半導体レーザの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図８】
図７に続く工程を表す断面図である。
【図９】
図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】
図９に続く工程を表す断面図である。
【図１１】
図１に示した窒化物半導体レーザの変形例を表す断面図である。
【図１２】
従来の窒化物半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に示した製造方法の問題の例を説明するための断面図である。
【図１４】図１２に示した製造方法の問題の他の例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０…窒化物半導体レーザ、２０…サブマウント、２０Ａ…基体、２１Ａ，２１Ｂ…配線層、２２…溶着層、２３…はみ出し防止層、２３Ａ…露出領域、２３Ｂ…はみ出し防止枠、２３Ｃ…間隙、２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ…辺、２２Ｈ…逃げ領域、３０…ヒートシンク、４０…溶着層、５０…補助接着層、６０…レーザチップ、６１Ａ…基板、６０Ｂ…窒化物半導体層、６１，６１Ａ…ｐ側電極、６２，６２Ａ…ｎ側電極、６３…発光点、７０…窒化物半導体発光装置、７１…支持体、７２…蓋体、７２Ａ…取り出し窓、７３，７４，７５…ピン、７３Ａ，７４Ａ…絶縁リング、７６Ａ，７６Ｂ…ワイヤ
【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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