(57)【要約】【課題】  半導体レーザ素子をヒートシンクへ実装する際に、半導体レーザ素子における内部歪の発生を抑制する。【解決手段】  本発明は、半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層と、第２電極層とを有し、主面の裏面に第１電極層を有し、第１電極層と第２電極層が金属薄膜からなる半導体レーザ素子において、第１電極層は、半導体基板の側から順に、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備え、第１Ａｕ層が、第２Ａｕ層より厚いことを特徴とする。第１電極層は、半導体基板の側から順に、第３Ｍｏ層と、第３Ａｕ層と、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備える態様が好ましい。【選択図】        図１
2005243730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層と、第２電極層とを有し、主面の裏面に第１電極層を有し、第１電極層と第２電極層が金属薄膜からなる半導体レーザ素子において、
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備え、
第１Ａｕ層が、第２Ａｕ層より厚いことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第３Ｍｏ層と、第３Ａｕ層と、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層と、第２電極層とを有し、主面の裏面に第１電極層を有し、第１電極層と第２電極層が金属薄膜からなる半導体レーザ素子において、
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第１Ｔｉ層と、第４Ａｕ層と、第３Ｍｏ層と、第３Ａｕ層と、第２Ｔｉ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備え、
第１Ａｕ層が、第２Ａｕ層と第３Ａｕ層の合計の厚さより厚いことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
第１Ａｕ層は、メッキにより形成されたＡｕ層を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
第１Ａｕ層は、蒸着により形成されたＡｕ層と、該Ａｕ層上にメッキにより形成されたＡｕ層を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
第２電極層は、第１Ａｕ層と同じ厚さのＡｕ層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法であって、第１Ａｕ層のメッキ形成時における電解液の温度が２５℃〜４５℃であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レーザ素子が、金属ロー材を介してサブマウントに搭載されたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項９】
サブマウントが、誘電体であることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置などの光源として用いられる半導体レーザ素子の電極構造に関する。特に、書き込み型の光ディスク装置に用いられる高出力半導体レーザ素子の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に、従来の半導体レーザ装置の構造を示す。図６（ａ）に示すように、半導体レーザ素子の基材６２の主面の裏面側には、厚さ５００Å（０.０５μｍ）のＭｏ（モリブデン）層６３ａと、同じ厚さ５００ÅのＡｕ（金）層６３ｂからなる第１電極層６３を、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法またはスパッタ蒸着法などにより形成する。
【０００３】
この素子をサブマウント６６と呼ばれる半導体または誘電体の放熱材に接合し、最後に金属製のステム（図示せず。）にマウントして半導体レーザ装置が作成される。サブマウントには、Ｓｉ、ＳｉＣまたはＡｌＮなどが用いられる。また、サブマウント６６の上面には、ＴｉとＰｔとＡｕからなる層６５と、その上面に比較的低温（１００℃〜４００℃）で溶融する金属ロー材層６４が形成される。金属ロー材層には、ＡｕＳｎ合金、ＳｎＡｇＣｕ合金などが用いられる（特許文献１参照）。
【０００４】
上記のように、半導体レーザ素子とサブマウント６６を接合するとき、ロー材層６４を溶融するために加熱するが、そのとき、拡散しやすいＡｕが半導体基板の内部に侵入すると、時間の経過とともにさらに拡散して半導体素子の故障の原因となる。そのため、Ａｕが拡散しないように、半導体基板に接する層にＭｏ、Ｗ（タングステン）またはＴｉ（チタン）などの高融点金属がバリアメタルとして用いられる。
【０００５】
この半導体レーザ素子を搬送用コレット６１で吸着し、ヒートシンク(サブマウント６６)に載せ、搬送コレット６１で半導体レーザ素子に、矢印の方向に荷重を加えながら加熱し、ヒートシンク（サブマウント６６）の表面に形成された金属ロー材６４を溶融・冷却することにより、レーザ素子の裏面電極６３と反応（合金化）させて半導体レーザ素子を溶着する。このような加熱ダイボンドにより、図６（ｂ）に示すような半導体レーザ装置が得られる（特許文献２参照）。この半導体レーザ装置は、必要に応じて、さらに金属製のステムなどに溶着されて、光ディスクの中の信号検出装置である光ピックアップの光源に用いられる。
【特許文献１】特開昭５９−２１０６８７号公報
【特許文献２】特開昭５８−１０８７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、光ディスク装置は、光速で信号を書き込むため、光源には光出力２００ｍＷ以上の大きな光出力が要求されている。また、光源である半導体レーザ素子から出た光の利用効率が従来と変わらないという条件があるため、光源から出た光の広がり角（放射特性）が変わらないことが必要である。すなわち、図５（ａ）に示すように、半導体レーザ素子５１の放射面５２からレーザ光５３が放射される場合、水平方向（θｘ方向）の光強度の角度分布が、図５（ｂ）に示すように、正常な放射特性を示す必要がある。
【０００７】
半導体レーザ素子の光出力を高くするためには、共振器長を、たとえば、６００μｍ〜１５００μｍと長くした半導体レーザ素子が用いられる。このような長共振器の半導体レーザ素子を、従来から行われている実装方法でサブマウントにダイボンドすると、半導体レーザ素子内部に加わる歪のため、半導体レーザ素子を発光させた場合、図５（ｃ）に示すように、レーザ光の放射特性に乱れ（リップル現象）５４が発生する。ここで、図５（ｃ）に示すリップルは、いわゆる水平方向（θｘ方向）のリップルであり、サブマウントでの反射などにより発生する垂直方向（θｙ方向）のリップルではない。
【０００８】
リップルが発生すると、光ピックアップの集光レンズに取り込まれる光量が減ってしまう。また、レーザ光がディスク上で、理想的な点状に絞り込まれないため、光ディスク上で必要な光量が得られない、という結果となり、光出力を高くした効果が相殺されてしまう。
【０００９】
これは、半導体レーザ素子を、図６に示すように、従来の裏面電極層６３と同様の構造（Ｍｏ層６３ａ／Ａｕ層６３ｂ）のまま、サブマウント６６上のロー材６４にダイボンドすると、ロー材６４（ＡｕＳｎなど）の融点が３５０℃程度と高く、室温では強固に固定される結果、線膨張係数の大きく異なるサブマウントと半導体レーザ素子との間に応力が発生し、半導体レーザ素子内部に大きな歪が生じるためである。
【００１０】
しかし、サブマウントと半導体レーザ素子を強固に固定しておかないと、たとえば、光ディスクを、使用環境温度が高温になる自動車内部などに設置する場合、または、振動を受けやすいポータブル機器などに設置する場合、半導体レーザ素子が動いて信号が取出せなくなる、という不具合が発生する。
【００１１】
本発明の課題は、半導体レーザ素子をヒートシンクへ実装する際に、半導体レーザ素子における内部歪の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層と、第２電極層とを有し、主面の裏面に第１電極層を有し、第１電極層と第２電極層が金属薄膜からなる半導体レーザ素子において、
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備え、
第１Ａｕ層が、第２Ａｕ層より厚いことを特徴とする。
【００１３】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第３Ｍｏ層と、第３Ａｕ層と、第１Ｍｏ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備える態様が好ましい。
【００１４】
本発明の半導体レーザ素子の他の態様は、半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層と、第２電極層とを有し、主面の裏面に第１電極層を有し、第１電極層と第２電極層が金属薄膜からなる半導体レーザ素子において、
第１電極層は、半導体基板の側から順に、第１Ｔｉ層と、第４Ａｕ層と、第３Ｍｏ層と、第３Ａｕ層と、第２Ｔｉ層と、第１Ａｕ層と、第２Ｍｏ層と、第２Ａｕ層とを備え、
第１Ａｕ層が、第２Ａｕ層と第３Ａｕ層の合計の厚さより厚いことを特徴とする。
【００１５】
第１Ａｕ層は、メッキにより形成されたＡｕ層を含むものが好ましく、蒸着により形成されたＡｕ層上にメッキにより形成されたＡｕ層を含むものがより好ましい。また、第２電極層は、第１Ａｕ層と同じ厚さのＡｕ層を有するものが好適である。
【００１６】
本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、第１Ａｕ層のメッキ形成時における電解液の温度が２５℃〜４５℃であることを特徴とする。また、本発明の半導体レーザ装置は、上記の半導体レーザ素子が、金属ロー材を介してサブマウントに搭載されたことを特徴とし、サブマウントを誘電体とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイボンド強度（剥離強度）を落とすことなく、レーザ光の放射特性に乱れ（リップル現象）が発生するのを防ぎ、十分な光出力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、電極構造について、より具体的な実施の形態を示す。各層の厚さは、典型的な数値を例示するものであり、かかる数値に限定されるものではない。
【００１９】
第１の実施形態
まず、ＧａＡｓなどからなる半導体基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層を形成する。図１では、半導体基板と結晶層をまとめて、レーザ素子の基材１０と表す。つぎに、主面の裏面に金属薄膜からなる第１電極層を形成し、主面の表面に金属薄膜からなる第２電極層１９を形成する。
【００２０】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、厚さ５００Åの第１Ｍｏ層１１と、第１Ａｕ層１５と、厚さ５００Åの第２Ｍｏ層１６と、厚さ５００Åの第２Ａｕ層１７とを備える。第１Ｍｏ層１１は、レーザ素子の実装時において、レーザ素子の基材１０へのＡｕの拡散を防ぐためのバリアメタル層として機能する。第１Ｍｏ層１１は、真空蒸着法または電子ビームによるＥＢスパッタ法などにより形成することができる。
【００２１】
第１Ａｕ層１５は、厚さ５００ÅのＡｕ層１５ａと、厚さ１μｍ以上のＡｕメッキ層１５ｂとからなる。Ａｕ層１５ａは、つぎのメタル層であるＡｕメッキ層１５ｂとの密着性を上げるために形成する。Ａｕ層１５ａは、スパッタ法または電子ビーム（ＥＢ）法などの蒸着法により形成することができる。蒸着は、真空中で行なわれるが、空気中に取り出すと、Ｍｏ層は、表面に薄い酸化層を形成するが、Ａｕ層１５ａを形成しておくと、第１Ｍｏ層１１の表面に酸化層が形成されるのを防止し、Ａｕメッキ層１５ｂとの間に高抵抗層が形成されるのを防ぐことができる。
【００２２】
Ａｕメッキ層１５ｂは、ヒートシンク(サブマウント)への実装時において、線膨張係数が大きく異なるヒートシンク（サブマウント）とレーザ素子との間の応力を緩和し、レーザ素子に内部歪が入るのを抑えるための緩衝材の役割を果している。かかるＡｕメッキ層１５ｂを設けることにより、レーザ光の放射特性におけるリップル現象の発生を抑制し、十分な光出力を確保できるので、消費電力を低減することができる。
【００２３】
Ａｕメッキ層１５ｂを形成するに際しては、メッキ槽の電解液の温度を比較的に低温とするのが望ましい。電解液の温度を下げると、メッキの速度は低下するが、Ａｕメッキ層１５ｂの表面の粒子を細かくし、隣接する第２Ｍｏ層１６などのバリアメタル層とのオーミック性（密着性）を上げることができる。具体的には、電解液の温度を、通常の６０℃より低温の２５℃〜４０℃とすることが好ましい。たとえば、メッキ層の電解液の温度を６０℃に設定すると、Ａｕメッキ層１５ｂの表面粗さ（算術平均粗さ）は、３７０Å〜５６０Åと粗くなるが、電解液の温度を４５℃に設定すると、表面粗さ（算術平均粗さ）は、１６０Åとなり、Ａｕ層メッキ層１５ｂの表面は、粒径が小さく、緻密な膜となる。
【００２４】
第２Ｍｏ層１６は、Ａｕメッキ層１５ｂのＡｕがヒートシンク（サブマウント）まで拡散し、ロー材とＡｕとの反応により共晶比が変化し、ロー材の堅さが変わってしまうのを抑えるためのバリアメタル層としての役目を果す。このように、第２Ｍｏ層を設けることにより、ロー材におけるＡｕ含有量の増加を防止することができる。
【００２５】
第２Ａｕ層１７は、ヒートシンク（サブマウント）上のロー材との合金化（共晶化）に適した厚さとするのが好ましい。また、第１Ａｕ層１５におけるＡｕメッキ層１５ｂは、加熱ダイボンド時のレーザ素子内部の歪の発生を抑制する緩衝材としての機能を発揮し、Ａｕ層１５ａは、Ａｕメッキ層１５ｂとの密着性を高める目的で形成する。したがって、第１Ａｕ層を、第２Ａｕ層より厚くすることが重要であり、レーザ素子の共振器長または線膨張係数などによっても異なるが、一般的には、第１Ａｕ層の厚さが第２Ａｕ層の厚さの２倍以上が好ましく、６倍以上がより好ましい。たとえば、第２Ａｕ層の厚さを５００Åとすると、第１Ａｕ層の厚さは１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。Ａｕ層は、メッキ法により形成すると、蒸着法により形成する場合に比べて厚い層を得ることができるため、第１Ａｕ層は、メッキにより形成されたＡｕ層を含む態様が好ましい。たとえば、蒸着により形成されたＡｕ層上に、メッキによりＡｕ層を形成することができる。
【００２６】
レーザ素子の基材１０と第１Ｍｏ層１１との間に、半導体基板の側から順に、第３Ｍｏ層と第３Ａｕ層（いずれも図示していない。）を形成すると、第１Ｍｏ層のほかに、第３Ｍｏ層を設けることにより、基材１０へのＡｕの拡散を防止するバリアメタル効果を高めることができる点で好ましい。第３Ａｕ層は、第１Ｍｏ層と第３Ｍｏ層との密着性を高めるとともに、第３Ｍｏ層の表面に高抵抗の酸化層が形成するのを防止する目的で形成する。
【００２７】
本発明の半導体素子は、Ａｕメッキ層１５ｂを有するため、ヒートシンク(サブマウント)への実装時において、ヒートシンク（サブマウント）とレーザ素子との線膨張係数が大きく異なっていても、応力を緩和し、レーザ素子に内部歪が入るのを抑えることができる。したがって、レーザ素子を金属ロー材を介してサブマウントに搭載しても、レーザ光の放射特性が良好で、消費電力の小さい半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２８】
サブマウントと半導体レーザ素子を接合させる場合に発生する半導体レーザ素子内部の歪は、サブマウント材料が、半導体レーザ素子と線膨張係数が大きく異なる誘電体の場合に顕著に表れる。しかし、本発明の半導体レーザ素子は、内部歪を抑制するためにＡｕメッキ層１５ｂを有するから、誘電体からなるサブマウントに実装しても、放射特性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。誘電体には、ＳｉＣまたはＡｌＮなどがあるが、ＡｌＮは放熱特性が最も良いため、サブマウント材料として優れる。
【００２９】
第２の実施形態
第１の実施形態と同様に、半導体基板の主面の表面に、結晶層を形成する。つぎに、図２に示すように、主面の裏面に金属薄膜からなる第１電極層を形成し、半導体基板と結晶層とからなるレーザ素子の基材２０の表面に金属薄膜からなる第２電極層２９を形成する。
【００３０】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、厚さ５００Åの第１Ｔｉ層２２ａと、厚さ５００Åの第４Ａｕ層２２ｂと、厚さ５００Åの第３Ｍｏ層２２ｃと、厚さ５００Åの第３Ａｕ層２２ｄと、厚さ５００Åの第２Ｔｉ層２２ｅを備え、さらに、第１Ａｕ層２５（Ａｕメッキ層のみ）、第２Ｍｏ層２６と、第２Ａｕ層２７とを備える。第１Ａｕ層２５と、第２Ｍｏ層２６と、第２Ａｕ層２７の厚さおよび機能などは、第１の実施形態と同様である。
【００３１】
基板側に形成する第１Ｔｉ層２２ａと第２Ｔｉ層２２ｅは、ヒートシンク(サブマウント)への実装時におけるヒートシンク（サブマウント）の熱膨張によるレーザ素子の基材２０への歪を抑えるための緩衝材の役割を果す。また、第４Ａｕ層２２ｂと第３Ａｕ層２２ｄは、Ｔｉ層とＭｏ層の間のオーミック性（密着性）を上げるために形成するメタル層である。一方、第３Ｍｏ層２２ｃは、第１Ａｕ層（Ａｕメッキ層）２５のＡｕがレーザ素子の基材２０に拡散するのを抑えるためのバリアメタル層としての役目を果す。
【００３２】
第１Ａｕ層２５（Ａｕメッキ層）も、ヒートシンク(サブマウント)への実装時におけるヒートシンク（サブマウント）の熱膨張によるレーザ素子基材２０への歪を抑えるための緩衝材の役割を果している。この点で、第１Ｔｉ層２２ａおよび第２Ｔｉ層２２ｅと同様の機能を発揮するが、Ｔｉ層は蒸着で形成するため厚くできないことから、Ａｕメッキ層の方がＴｉ層より効果が大きい。したがって、第１Ａｕ層２５が、第２Ａｕ層２７と第３Ａｕ層２２ｄの合計の厚さより厚くする態様が、レーザ素子基材２０への歪を抑制する上で、効果的である。一方、Ａｕメッキ層のほかにＴｉ層を設けることにより、レーザ素子の基材２０への歪抑制効果を高めることができる。
【００３３】
第３の実施形態
第１の実施形態と同様に、半導体基板の主面の表面に、結晶層を形成する。つぎに、図３に示すように、主面の裏面に金属薄膜からなる第１電極層を形成し、半導体基板と結晶層とからなるレーザ素子の基材３０の表面に金属薄膜からなる第２電極層３９を形成する。
【００３４】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、厚さ５００Åの第１Ｍｏ層３１と、厚さ１μｍ以上の第１Ａｕ層３５（Ａｕメッキ層のみ）と、厚さ５００Åの第２Ｍｏ層３６と、厚さ５００Åの第２Ａｕ層３７とを備える。各金属薄膜の厚さおよび機能などは第１の実施形態と同様である。
【００３５】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態において、Ａｕメッキ前のＡｕ蒸着層の形成を省略した形態であり、図１において、第１Ａｕ層１５中のＡｕ層１５ａを省いた形態である。Ａｕメッキ層１５ｂをダイレクトに第１Ｍｏ層１１上にメッキする方が、コストを抑えることができる。本形態では、第１Ｍｏ層１１の表面の酸化層の除去が必要となる。
【００３６】
第４の実施形態
第１の実施形態と同様に、半導体基板の主面の表面に、結晶層を形成する。つぎに、図４に示すように、主面の裏面に金属薄膜からなる第１電極層を形成し、半導体基板と結晶層とからなるレーザ素子の基材４０の表面に金属薄膜からなる第２電極層４９を形成する。
【００３７】
第１電極層は、半導体基板の側から順に、厚さ５００Åの第１Ｍｏ層４１と、第１Ａｕ層４５と、厚さ５００Åの第２Ｍｏ層４６と、厚さ５００Åの第２Ａｕ層４７とを形成する。第１Ａｕ層４５は、各種の蒸着法により形成される厚さ５００ÅのＡｕ層４５ａと、厚さ１μｍ以上のＡｕメッキ層４５ｂとからなる。各金属薄膜の厚さおよび機能などは、第１の実施形態と同様である。
【００３８】
第２電極層４９は、ＡｕまたはＡｌからなるワイヤボンディング電極４９ａと、厚さ１μｍ以上のＡｕメッキ層４９ｂとを有する。電極４９ａは、ワイヤーボンドを容易に行なうために形成する。また、第２電極層は、第１Ａｕ層４５と同じ厚さのＡｕ層を含む態様が好ましい。Ａｕメッキ層４９ｂを、第１電極層に形成する第１Ａｕ層４５と同じ厚さとすることにより、加熱ダイボンド時におけるレーザ素子基材４０の反りを緩和することができる。レーザ素子基材４０の加熱時の反りを調整する目的で、第１Ａｕ層４５と同じ厚さのＡｕメッキ層４９ｂを形成するものであり、両層の厚さは、完全に同一である場合のほか、実質的に同一であり、かかる目的を達成できる場合が含まれる。
【００３９】
Ａｕメッキ層４９ｂは、Ａｕメッキ層４５ｂと同様に、メッキ槽の電解液の温度を低くする態様が好ましい。電解液の温度を２５℃〜４５℃と低くすることにより、メッキ層の表面が平滑になり、レーザ素子の発振閾値および量子効率などの特性を向上させることができる。
【００４０】
実施例１
まず、ＧａＡｓ基板の主面の表面に、活性層およびクラッド層を含む結晶層を形成し、レーザ素子の基材を得た。つぎに、図１に示すように、結晶層と基板とからなる基材１０の主面の裏面に、厚さ５００Åの第１のＭｏ層１１と、厚さ５００ÅのＡｕ層１５ａとを、この順にスパッタ法により形成した。
【００４１】
つぎに、Ａｕメッキ処理により、厚さ１．５μｍのＡｕメッキ層１５ｂを形成した。Ａｕ層１５ａとＡｕメッキ層１５ｂにより、第１Ａｕ層１５が構成される。メッキ槽の電解液の温度を、通常の６０℃より低温の４５℃としたため、Ａｕメッキ層１５ｂの表面粗さは１６０Åであった。その後、厚さ５００Åの第２Ｍｏ層１６と、厚さ５００Åの第２Ａｕ層１７を真空蒸着により形成した。かかる操作により、基板の主面の裏面に、金属薄膜からなる第１電極層を形成された。
【００４２】
レーザ共振器を形成するために、図９に示すように、端面９１（放射面）間の距離が、１０００μｍ程度になるように璧開した。したがって、半導体レーザ素子の共振器長は、１０００μｍとなる。さらに、幅方向に、ダイヤモンドの刃で傷を入れ、共振器方向９２に垂直な方向９３の幅が、３００μｍになるように、個々のチップに分割してレーザ素子を作成した。
【００４３】
つぎに、図４に示すように、半導体基板の主面の表面に、厚さ１．５μｍのＡｕメッキ層４９ｂを形成した。メッキ条件は、主面の裏面側のＡｕメッキ層４５ｂと同様とした。その後、Ａｕメッキ層４９ｂ上に、Ａｕからなるワイヤーボンド電極４９ａを蒸着した。ワイヤボンド電極４９ａとＡｕメッキ層４９ｂにより、第１電極層４９が構成される。
【００４４】
得られた半導体レーザ素子（発振波長６５０ｎｍ)について放射特性を調べた結果、従来の蒸着による金属層のみの電極構造を持つ半導体レーザ素子では、放射特性（θｘ方向）にリップルが発生した素子の割合（リップル不良発生率）が８０％以上であった。これに対し、本実施例の低温で形成したＡｕメッキ層を有する半導体レーザ素子では、放射特性（θｘ方向）にリップルが発生した素子の割合（リップル不良発生率）が２０％以下と、大幅に改善された。
【００４５】
これは、サブマウントへ半導体レーザ素子をダイボンドするとき、加熱・冷却されるとともに線膨張係数の異なるサブマウントとしっかり固着されるため、半導体レーザ素子に大きな内部歪が生じるが、本実施例では、厚いＡｕメッキ層を形成することにより、内部歪が緩和され、放射特性（θｘ方向）にリップルが発生する素子を大幅に低減できたものと考えられた。
【００４６】
歪が緩和されていることを、よく知られている光弾性測定法によって確認した。図８に、半導体レーザ素子の光弾性測定光学系の模式図を示す。光源であるＬＥＤ８１からの光を、コリメートレンズ８２と、グラムトムソンプリズム８３と、対物レンズ８４とを通して、直線偏光にし、レーザ素子８５の一方の端面から入射した。他方の端面から出射された光の特定の偏光成分を、対物レンズ８６と、グラムトムソンプリズムズム８７とを通して、ＣＣＤカメラ８８で観測した。半導体レーザ素子８５の内部の歪の様子が、端面での光の分布として確認できるので、これをＴＶモニタ８９により観測した。
【００４７】
半導体レーザ素子の端面における光弾性の測定結果を図７に示す。図７（ａ）に、Ａｕメッキ層を形成していない従来品の測定結果を示す。図７（ａ）に示すように、従来品では、レーザ素子７２の内部に、ヒートシンク（サブマウント）７１側から歪の大きい部分が上部に向かって広がっている様子が確認できた。一方、図７（ｂ）に示す本実施例のレーザ素子７２では、レーザ素子の内部に、歪が殆ど観測できなかった。
【００４８】
今回開示された実施の形態および実施例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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、レーザ光の放射特性におけるリップル現象の発生が抑えられ、十分な光出力を確保できる。したがって、より低い出力で同等の光出力が得られ、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態による半導体レーザ素子の構造を表す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による半導体レーザ素子の構造を表す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による半導体レーザ素子の構造を表す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による半導体レーザ素子の構造を表す図である。
【図５】半導体レーザ素子の放射特性を表す図である。
【図６】従来の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図７】半導体レーザ素子の端面における光弾性の測定結果を表す図である。
【図８】半導体レーザ素子の光弾性測定光学系を表す模式図である。
【図９】本発明の実施例１による半導体レーザ素子を表す斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  基材、１１  第１Ｍｏ層、１５  第１Ａｕ層、１６  第２Ｍｏ層、１７  第２Ａｕ層、１９  第２電極層。
【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８】
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【図９】
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【図７】
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