(57)【要約】【課題】半導体発光素子が発する熱を良好に放熱することができ、発光点位置の経時的変動を防止可能で、そして安価に作製可能な半導体発光装置を得る。【解決手段】チップ状態の窒化物系化合物半導体発光素子１が、サブマウント２を介してＣｕあるいはＣｕ合金製放熱ブロック３上に実装されてなる半導体発光装置において、サブマウント２を、熱膨張係数が３．５〜６．０×１０−６／℃である材料を用いて２００〜４００μｍの厚さに形成する。また、このサブマウント２に対して半導体発光素子１を、両者の接着面内でＡｕＳｎ共晶点半田７を複数に分割して、ジャンクションダウン構造で分割接着する。また、半導体発光素子１の発光部の直下に、前記半田７を分割する溝１２を設ける。【選択図】　　　　　図１
2004096062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ状態の窒化物系化合物半導体発光素子が、サブマウントを介してＣｕあるいはＣｕ合金製放熱ブロック上に実装されてなる半導体発光装置において、
前記サブマウントが、熱膨張係数が３．５〜６．０×１０−６／℃である材料を用いて２００〜４００μｍの厚さに形成され、
このサブマウントに対して前記半導体発光素子が、両者の接着面内で複数に分割された、ＡｕＳｎを主成分とする半田によりジャンクションダウン構造で分割接着され、
少なくとも前記半導体発光素子の発光部の直下に、前記半田を分割する溝が存在していることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記ＡｕＳｎを主成分とする半田の層は、前記窒化物系化合物半導体発光素子の電極より小サイズで、１〜３μｍの厚さに形成され、
接着時の合金反応により組成が変化して融点が変わるものであることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記サブマウントがＳｉＣまたはＡｌＮからなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記サブマウントが前記ＣｕあるいはＣｕ合金製放熱ブロックに対して、ＡｕＳｎを主成分とする半田によって接着されていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記窒化物系化合物半導体発光素子の発光部が、前記サブマウント側にリッジ状に突出した形状とされていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体発光装置に関し、特に詳細には、チップ状態の半導体発光素子がサブマウントを介して放熱ブロック上に実装されてなる半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非特許文献１に示されるように、４００ｎｍ近傍の波長のレーザービームを発する窒化物系化合物半導体レーザーが提供されている。
【０００３】
この窒化物系化合物半導体レーザー等の半導体発光素子を実装する構造の一つとして、例えば特許文献１や特許文献２に示されるように、チップ状態の半導体発光素子をサブマウントに半田等で接着し、さらにこのサブマウントを放熱ブロック（キャリア、ステム等）に接着する、という構造が知られている。
【０００４】
また特許文献３には、発熱の大きい窒化物系化合物半導体発光素子をサブマウント等の支持体に接着する構造において、該素子からの放熱を良好にするために、絶縁性材料ではなく、それよりも熱伝導性の高い金属性材料で支持体を形成し、その支持体に半導体発光素子をジャンクションダウン（フェースダウン）構造で接着するものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３４６０２９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平５−２９９６９９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−２２３８４６号公報
【０００８】
【非特許文献１】
ジャパニーズ・アプライド・フィジックス・レターズ
（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ａｐｐｌｉｅｄ　ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ），　Ｖｏｌ．３７，（１９９８），ｐ．Ｌ１０２０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の実装構造を採用する場合は、半田接着時の熱歪によって素子が劣化するとう問題が認められている。そこで従来、上記特許文献１に記載されているように、サブマウントと放熱ブロックの各材料として熱膨張係数の差が小さいものを選択使用して、それら両者を半田接着する際の熱歪による応力を半導体発光素子に伝え難くした構造が提案されている。
【００１０】
また上記特許文献２に記載されているように、サブマウントの材料として半導体発光素子と熱膨張係数の差が小さいものを選択使用することにより、それら両者を半田接着する際に熱歪によって大きな応力が半導体発光素子に作用することを防止した構造も提案されている。
【００１１】
ところで、赤〜赤外の波長領域で発振する半導体レーザーの電気−光変換効率が４０〜５０％程度であるのに対し、窒化物系化合物半導体レーザーのそれは一般に約１５％以下と低く、発熱量もかなり大である。そこで、この窒化物系化合物半導体レーザーを特許文献３に記載されているような構造で実装する場合は、サブマウントや放熱ブロックを熱伝導率の高い材料から形成する必要がある。このうように熱伝導率が高く、そして窒化物系化合物半導体材料と熱膨張係数の差が小さい材料としてＣｕＷが挙げられるが、このＣｕＷは加工性が良くないため、それで形成したサブマウントや放熱ブロックは高価なものになってしまう。
【００１２】
なお、サブマウントの厚さを大きく設定して歪発生を抑える手法も知られているが、そのようにした場合は熱伝導性が低下するので、半導体レーザー素子の特性劣化を招きやすい。
【００１３】
他方、チップ状態の半導体発光素子とサブマウント、あるいはこのサブマウントを放熱ブロックとを接着する半田として低融点半田を用いて、上記熱歪による素子劣化を防止することも考えられている。しかし、そのような低融点半田を用いた場合は、半導体発光素子の発光点位置が経時的に変動することがあり、特に複数の半導体発光素子からの光ビームを例えば合波用光学系に結合させるような構成においては、この発光点位置の経時的変動によって結合効率が低下してしまうことがある。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子が発する熱を良好に放熱することができ、発光点位置の経時的変動を防止可能で、そして安価に作製可能な半導体発光装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体発光装置は、
チップ状態の窒化物系化合物半導体発光素子が、サブマウントを介してＣｕ（銅）あるいはＣｕ合金製放熱ブロック上に実装されてなる半導体発光装置において、
前記サブマウントが、熱膨張係数（線膨張係数）が３．５〜６．０×１０−６／℃である材料を用いて２００〜４００μｍの厚さに形成され、
このサブマウントに対して前記半導体発光素子が、両者の接着面内で複数に分割された、ＡｕＳｎを主成分とする半田によりジャンクションダウン構造で分割接着され、
少なくとも前記半導体発光素子の発光部の直下に、前記半田を分割する溝が存在していることを特徴とするものである。
【００１６】
なお上記のジャンクションダウン構造とは、前記特許文献３にも記載されているように、基板側ではなく、素子形成面側（ｐｎ接合側）を熱伝導率が大きい放熱用マウントに固定する構造である。
【００１７】
また、上記ＡｕＳｎを主成分とする半田の層の一面側あるいは両面側に、半田接着等のためのメタライズ層が形成される場合は、そのメタライズ層も半田とともに複数に分割するのが望ましい。
【００１８】
ここで、上記ＡｕＳｎを主成分とする半田の層は、窒化物系化合物半導体発光素子の電極より小サイズで、また厚さも１〜３μｍ程度に薄く形成され、そして接着時の合金反応により組成が変化して融点が変わるものであることが望ましい。
【００１９】
また上記サブマウントはＳｉＣまたはＡｌＮから形成されるのが望ましい。
【００２０】
また本発明の半導体発光装置においては、サブマウントとＣｕあるいはＣｕ合金製放熱ブロックもＡｕＳｎを主成分とする半田によって接着されていることが望ましい。
【００２１】
さらに本発明は、発光部がサブマウント側にリッジ状に突出した形状となっている窒化物系化合物半導体発光素子を用いる半導体発光装置に適用されることが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の半導体発光装置は、コストが低く熱伝導性も高いＣｕあるいはＣｕ合金から形成された放熱ブロックを用いているので、半導体発光素子が発する熱を良好に放熱することができ、そして安価に作製可能となる。
【００２３】
また本発明の半導体発光装置は、サブマウントに対して半導体発光素子がジャンクションダウン構造で固定されていることにより、半導体発光素子の基板側をサブマウントに固定する場合と比べて該素子の発光部がサブマウントに、ひいては放熱ブロックに対してより近接して位置するので、この点からも良好に放熱がなされるものとなる。
【００２４】
またＡｕＳｎを主成分とする半田は経時位置変化特性に優れているので、それにより半導体発光素子とサブマウントとが接着されている本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子の発光点位置の経時的変動を効果的に抑制できるものとなる。特に、ＣｕあるいはＣｕ合金製放熱ブロックとサブマウントも、このＡｕＳｎを主成分とする半田によって接着されている場合は、上記の効果がより高いものとなる。
【００２５】
さらに本発明の半導体発光装置においては、サブマウントが、熱膨張係数が３．５〜６．０×１０−６／℃である材料を用いて２００〜４００μｍの厚さに形成されていることにより、半田接着時の熱歪によって半導体発光素子が劣化することも防止可能となる。その理由については、後に示す本発明の実施の形態に沿って詳しく説明する。
【００２６】
なおＡｕＳｎを主成分とする半田は、上述の通り発光点位置の経時的変動を抑制できるものであるが、その一方、熱膨張係数が１８×１０−６／℃と比較的大きいので、熱膨張係数が上記程度のサブマウントに該半田を用いて半導体発光素子を実装する際に、熱歪によって素子にダメージを与える可能性がある。しかし本発明の半導体発光装置においては、このＡｕＳｎを主成分とする半田が、サブマウントと半導体発光素子の両者の接着面内で複数に分割されているので、この接着部で発生する応力を小さく抑えることも可能となっている。
【００２７】
しかも、このように半田を分割する溝が半導体発光素子の発光部の直下に存在しているから、発光部が直接サブマウントに接着されることがなく、そのため、応力低減の効果がより一層高いものとなる。
【００２８】
また、特に上記発光部がサブマウント側に突出した形状とされている場合には、上記溝がこの発光部の直下に存在していることにより、突出した発光部が半田やメタライズ層と干渉することが避けられるので、実装も容易となる。なお、半導体発光素子のサブマウントに接着される側の表面に電極層が形成され、この電極層が発光部の表面も覆うように形成される場合は、勿論、この電極層も含めた発光部の直下に上記溝が存在する構成とする。
【００２９】
ここで、上記のように発光部が直接サブマウントに接着されない構造を採用すると、発光部が直接サブマウントに接着されている場合と比べて放熱性が損なわれる可能性がある。しかし、ＡｕＳｎを主成分とする半田の層を半導体発光素子の電極より小サイズで、また厚さも１〜３μｍ程度に薄く形成すれば、実装時の半導体発光素子の位置ずれが低減されことにより実装位置精度を誤差±１μｍ程度と高精度に制御可能となるので、上記溝をできるだけ狭くして半導体発光素子とサブマウントとの接触面積をより大きく確保し、放熱性の低下が殆ど無いようにすることができる。
【００３０】
そして、特に上記ＡｕＳｎを主成分とする半田として、接着時の合金反応により組成が変化して融点が変わるものを使用する場合は、半導体発光素子をサブマウントに接着後、このサブマウントを放熱ブロックに接着する際に、半導体発光素子とサブマウントとを接着している半田が融解してしまうようなことも防止可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施の形態による半導体発光装置１０の正面形状を示すものである。図示されるようにこの半導体発光装置１０は、例えばＧａＮ系半導体レーザー素子等の窒化物系化合物半導体レーザー素子１がチップ状態で、ＡｌＮサブマウント２を介してＣｕ放熱ブロック３上に実装されてなるものである。
【００３３】
この実装は、詳しくは下記の通りにしてなされる。まず図２に示すように、ＡｌＮサブマウント２の下表面にＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層４が形成され、またその上表面には電極配線機能層としてのＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層５および、濡れ改善層および高さ調整層としての段差を有するＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６が形成される。ここで、本発明でいうところのサブマウントの厚さは、上記各層４〜６は含まない厚さ、つまり図２のｄ寸法である。
【００３４】
上記のように段差を有するＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６は、例えば一様に厚く該メタライズ層６を形成した後、低くする部分をイオンミリングのようなドライプロセスあるいはエッチャントによるウェットプロセスによって除去する方法や、さらには、低くする方の層の高さ分だけメタライズした後、低くする部分をマスキングした上で再度メタライズする方法等を適用して形成することができる。
【００３５】
次いでＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６の高い部分と低い部分に、それぞれパッド状の共晶点ＡｕＳｎ半田７，７を配置する。これらのパッド状共晶点ＡｕＳｎ半田７，７は例えば１５０×５００μｍの大きさに形成され、互いに例えば１０μｍの間隔を置いて配置される。そしてこれらの共晶点ＡｕＳｎ半田７，７の上に、一例として概略４００×６００×１００μｍのサイズで、表面に電極層１ａ、１ｂが形成されているチップ状窒化物系化合物半導体レーザー素子１を配置し、３３０℃に加熱して共晶点ＡｕＳｎ半田７，７を融解させることにより、該窒化物系化合物半導体レーザー素子１を電極層１ａ、１ｂ側からＡｌＮサブマウント２に接着固定する。
【００３６】
次いで、上表面にＡｕ／Ｎｉメッキ層８および濡れ改善層としてのＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層９が形成されているＣｕ放熱ブロック３の上に共晶点ＡｕＳｎ半田１１を配置し、その上にＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層４を下にしてＡｌＮサブマウント２を配置し、３１０℃に加熱して共晶点ＡｕＳｎ半田１１を融解させることにより、ＡｌＮサブマウント２をＣｕ放熱ブロック３に接着固定する。以上により、窒化物系化合物半導体レーザー素子１がＡｌＮサブマウント２を介してＣｕ放熱ブロック３に実装される。
【００３７】
なおＡｕＳｎ半田の融点はＡｕとＳｎとの組成比に応じて変化する。そこで、ＡｌＮサブマウント２のＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６および４の膜厚を互いに独立に制御するとともに、共晶点ＡｕＳｎ半田７および１１の融解時の温度を制御することにより、共晶点ＡｕＳｎ半田７が融解した後の状態、共晶点ＡｕＳｎ半田１１が融解した後の状態における各Ａｕ組成比を共晶点組成より数％程度高い組成にすることで、共晶点ＡｕＳｎ半田７および１１の融解後の融点に差を持たせることができる。
【００３８】
このような融点差を生じさせることにより、ＡｌＮサブマウント２に窒化物系化合物半導体レーザー素子１を接着する時と、ＡｌＮサブマウント２をＣｕ放熱ブロック３に接着する時とで同じ共晶点ＡｕＳｎ半田を用いても、互いに融解温度差を付ければ、（後者の接着時の方が低い）後者の接着時に共晶点ＡｕＳｎ半田７が融解することなく実装可能となる。そうであれば、発光点位置が経時的に変動しやすい低融点半田を用いなくて済むので、発光点位置変動を抑える上で有利となる。
【００３９】
また本実施の形態において窒化物系化合物半導体レーザー素子１は、Ａｌ２Ｏ３からなる基板側が上に位置する向きに配置され、素子形成面側（ｐｎ接合側）がＣｕ放熱ブロック３に固定されて、いわゆるジャンクションダウン構造で実装がなされる。
【００４０】
またこの構造において、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光点は、図１においてＱで示す、ＡｌＮサブマウント２側に突出したリッジ部内にある。そして共晶点ＡｕＳｎ半田７、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６およびＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層５には、それらを分割する溝１２が形成され、窒化物系化合物半導体レーザー素子１はその発光部の直下に上記溝１２が位置するように接着される。つまり、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光部は直接サブマウント側に接着しないので、さらなる応力低減が実現される。また上記の溝１２が形成されていれば、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光端面（図１の紙面と平行な端面である）がＡｌＮサブマウント２の端面より内側に位置する場合でも、発光ビームがＡｌＮサブマウント２によってケラレることを防止できる。
【００４１】
なお窒化物系化合物半導体レーザー素子１のｎ側電極を、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６の高い部分に対面する位置に形成するとともに、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層６の高い部分と低い部分とを互いに絶縁された状態に形成して、それらの両部分にそれぞれｎ側電極、ｐ側電極を導通させるようにしてもよい。
【００４２】
なお、電極配線機能を持たせるＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層５以外のメタライズ層４，６および９は、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉに代えてＰｔ／Ｔｉから形成してもよい。
【００４３】
本実施の形態の半導体発光装置１０は、コストが低く熱伝導性も高いＣｕから形成された放熱ブロック３を用いているので、窒化物系化合物半導体レーザー素子１が発する熱を良好に放熱することができ、そして安価に作製可能となる。
【００４４】
また本実施の形態の半導体発光装置１０は、ＡｌＮサブマウント２に対して窒化物系化合物半導体レーザー素子１がジャンクションダウン構造で固定されていることにより、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の基板側をＡｌＮサブマウント２に固定する場合と比べて該素子１の発光部がサブマウント２に、ひいては放熱ブロック３に対してより近接して位置するので、この点からも良好に放熱がなされるものとなる。
【００４５】
またＡｕＳｎ共晶点半田７は経時位置変化特性に優れているので、それにより窒化物系化合物半導体レーザー素子１とＡｌＮサブマウント２とが接着されている本実施の形態の半導体発光装置１０は、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光点位置の経時的変動を効果的に防止できるものとなる。本実施の形態では特に、Ｃｕ放熱ブロック３とＡｌＮサブマウント２もＡｕＳｎ共晶点半田１１によって接着されているので、上記の効果がより高いものとなる。
【００４６】
なおＡｕＳｎ共晶点半田７は、熱膨張係数が１８×１０−６／℃と比較的大きいので、熱膨張係数が後述の通り４．５×１０−６／℃であるＡｌＮサブマウント２に該半田７を用いて窒化物系化合物半導体レーザー素子１を実装する際に、熱歪によってこの素子１にダメージを与える可能性がある。しかし本実施の形態の半導体発光装置１０においては、この共晶点ＡｕＳｎ半田７並びにＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層５および６が溝１２によって両者の接着面内で複数に分割されているので、この接着部で発生する応力を小さく抑えることも可能となっている。
【００４７】
しかも、上記溝１２が発光部の直下に存在しているから、発光部が直接ＡｌＮサブマウント２に接着されることがなく、そのため、応力低減の効果がより一層高いものとなる。
【００４８】
また本実施の形態では、特に上記発光部を含むリッジ部ＱがＡｌＮサブマウント２側に突出した状態となっているが、溝１２がこの発光部の直下に存在していることにより、突出した発光部が共晶点ＡｕＳｎ半田７並びにＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層５および６と干渉することが避けられるので、実装も容易となる。
【００４９】
ここで、上記のように発光部が直接ＡｌＮサブマウント２に接着されない構造を採用すると、発光部が直接サブマウントに接着されている場合と比べて放熱性が損なわれる可能性がある。しかし、共晶点ＡｕＳｎ半田７の層を窒化物系化合物半導体レーザー素子１の電極層１ａ、１ｂより小サイズで、また厚さも１〜３μｍ程度に薄く形成すれば、実装時の窒化物系化合物半導体レーザー素子１の位置ずれが低減されことにより実装位置精度を誤差±１μｍ程度と高精度に制御可能となるので、上記溝１２をできるだけ狭くして素子１とＡｌＮサブマウント２との接触面積をより大きく確保し、放熱性の低下が殆ど無いようにすることができる。
【００５０】
図３のａは、本実施の形態の半導体発光装置１０を−４０〜８０℃の条件下で経時試験にかけた際の、発光点位置の上下方向移動量を測定した結果を示すものである。なお同図の横軸は、半田材質による発光点位置移動量の正規確率分布（％）を示し、縦軸が発光点位置の移動量を示している。また、ＡｕＳｎ共晶点半田７に代えて低融点半田を用いた場合の発光点位置の移動量を、同図中にｂで示してある。ここに示されている通り、本実施の形態の半導体発光装置１０では、低融点半田を用いたものと比較して、発光点位置移動量が極めて少なく抑えられている。
【００５１】
次に図４は、本実施の形態の半導体発光装置１０を実装した際に熱歪によって窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光点に作用する応力が、サブマウントの熱膨張係数に応じてどのように変化するかを、計算機によるシミュレーションで求めた結果を示すものである。このシミュレーションに際しては、ＡｌＮサブマウント２、Ｃｕ放熱ブロック３、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層４、５、６および９、Ａｕ／Ｎｉメッキ層８、共晶点ＡｕＳｎ半田７および１１に加えて、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の基板、下部クラッド層、発光層、上部発光層、絶縁膜の全てについて厚さ、熱膨張係数（ＡｌＮサブマウント２の熱膨張係数は除く）およびヤング率を求め、それらの数値を使用した。
【００５２】
図４に示される通り、サブマウントの熱膨張係数が３．５〜６．０×１０−６／℃の範囲にある場合は上記応力が約３２ＭＰａ以下と、窒化物系化合物半導体レーザー素子１を実使用する上で特に問題の無い範囲に抑えられる。この点に鑑みて本発明では、サブマウントを熱膨張係数が３．５〜６．０×１０−６／℃の範囲にある材料から形成するものである。
【００５３】
また、サブマウントの熱膨張係数が４．０〜５．４×１０−６／℃の範囲にあれば、上記応力は約２９．５ＭＰａ以下となるのでより好ましく、サブマウントの熱膨張係数が４．４〜４．８×１０−６／℃の範囲にあれば、上記応力はほぼ２８ＭＰａとなるのでさらに好ましい。本実施の形態でサブマウントに用いているＡｌＮの熱膨張係数は４．５×１０−６／℃であり、上記の最も好ましい範囲にある。
【００５４】
なお、放熱ブロック３の材料であるＣｕの熱膨張係数は１７×１０−６／℃であり、それに対して窒化物系化合物半導体レーザー素子１の基板材料であるＧａＮの熱膨張係数は５．６×１０−６／℃と小さいので、それをＣｕ放熱ブロック３の上に直接実装すると、熱膨張差により大きな熱歪が発生して素子特性が著しく劣化する。そこでそのような直接実装はせずに、ＧａＮに近い熱膨張係数４．５×１０−６／℃を有するＡｌＮからなり、後述の通りの厚さを有するサブマウント２に窒化物系化合物半導体レーザー素子１を固定し、このＡｌＮサブマウント２をＣｕ放熱ブロック３に固定することにより、該素子１の特性劣化を防止可能となっている。
【００５５】
また図５は、本実施の形態の半導体発光装置１０を実装した際に熱歪によって窒化物系化合物半導体レーザー素子１の発光点に作用する応力が、該ＡｌＮサブマウント２の厚さに応じてどのように変化するかを、同様に計算機によるシミュレーションで求めた結果を示すものである。このシミュレーションに際しても、ＡｌＮサブマウント２、Ｃｕ放熱ブロック３、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層４、５、６および９、Ａｕ／Ｎｉメッキ層８、共晶点ＡｕＳｎ半田７および１１に加えて、窒化物系化合物半導体レーザー素子１の基板、下部クラッド層、発光層、上部発光層、絶縁膜の全てについて厚さ、熱膨張係数およびヤング率を求め、それらの数値を使用した。
【００５６】
図５に示される通り、ＡｌＮサブマウント２の厚さが２００〜４００μｍの範囲にある場合は上記応力が約３４ＭＰａ以下と、窒化物系化合物半導体レーザー素子１を実使用する上で特に問題の無い範囲に抑えられる。この値を超える応力がＡｌＮサブマウント２に作用すると、そこに応力が発生しやすくなる。この点に鑑みて本発明では、サブマウントの厚さを２００〜４００μｍの範囲に設定するものである。また、ＡｌＮサブマウント２の厚さが２５０〜３５０μｍの範囲にあれば、上記応力は約３２ＭＰａ以下となるのでより好ましい。
【００５７】
なおＡｌＮサブマウント２は、Ｃｕ放熱ブロック３から大きな圧縮応力を受ける。ＡｌＮサブマウント２は窒化物系化合物半導体レーザー素子１からの圧縮応力も受けるが、それは一般にはＣｕ放熱ブロック３から受ける圧縮応力よりも小さいものとなっている。
【００５８】
また、窒化物系化合物半導体レーザー素子１が上述のようにして接着されたＡｌＮサブマウント２を、Ｃｕ放熱ブロック３の上に１列に並べて接着することにより、複数の窒化物系化合物半導体レーザー素子１が並設されてなるアレイレーザー装置を形成することもできる。図６には、そのようなアレイレーザー装置の一例として、窒化物系化合物半導体レーザー素子１が９個並設されてなるものを示す。
【００５９】
このようなアレイレーザー装置において各窒化物系化合物半導体レーザー素子１から射出された光ビームを例えば合波用光学系に結合させるような構成においては、発光点位置の経時的変動が有ると、それによって結合効率が低下してしまう。そこで、発光点位置の経時的変動を前述の通りにして抑制できる本発明の構成をこの種のアレイレーザー装置に適用すれば、結合効率が低下することを防止できる。
【００６０】
また本発明は、窒化物系化合物半導体発光素子として窒化物系化合物半導体レーザーを用いる場合に限らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むその他の窒化物系化合物半導体発光素子を用いる場合にも同様に適用可能である。さらに、銅のみからなる前述の放熱ブロック３に代えて、テルル銅からなる放熱ブロック等を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体発光装置を示す正面図
【図２】上記半導体発光装置の一部を示す斜視図
【図３】上記半導体発光装置における発光点移動量を、従来の半導体発光装置における発光点移動量と比較して示すグラフ
【図４】上記半導体発光装置におけるサブマウントの熱膨張係数と、発光点に作用する応力との関係を示すグラフ
【図５】上記半導体発光装置におけるサブマウントの厚さと、発光点に作用する応力との関係を示すグラフ
【図６】本発明によるアレイレーザー装置の一例を示す正面図
【符号の説明】
１　　窒化物系化合物半導体レーザー素子
２　　ＡｌＮサブマウント
３　　Ｃｕ放熱ブロック
４、５、６、９　　Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉメタライズ層
８　　Ａｕ／Ｎｉメッキ層
７、１１　　共晶点ＡｕＳｎ半田
１０　　半導体発光装置
【図１】
2004096062.tif 000003
【図２】
2004096062.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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