(57)【要約】【課題】  放熱性を向上させた半導体レーザを提供すること。【解決手段】  この半導体レーザのメッキ金属層１１２の上面は、略平坦に形成されているので、このメッキ金属層１１２の上面をヒートシンクに融着するときに、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの接触面積が大きくなって、放熱性が向上する。【選択図】  図１
2005217255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
この半導体基板上に設けられると共に少なくとも活性層を含む積層体と、
この積層体上に順に積層されたクラッド層およびコンタクト層を含むと共に電流通路となるリッジストライプ部と、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に設けられると共に誘電体からなる電流阻止層と、
上記リッジストライプ部の上面、および、上記電流阻止層を覆うメッキ金属層と
を備え、
このメッキ金属層の上面は、略平坦であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に順に積層されたクラッド層およびコンタクト層を含むと共に上記リッジストライプ部と略同じ高さになるテラス部を備え、
上記電流阻止層および上記メッキ金属層は、さらに、上記テラス部を覆っていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第１のメッキ給電用金属層と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記リッジストライプ部の上面との間に配置された第２のメッキ給電用金属層と
を備え、
上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、離間して電気的に接続されていないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体レーザにおいて、
上記リッジストライプ部の上部は、ひさし状に形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項５】
請求項３に記載の半導体レーザにおいて、
上記積層体の上面の端部側の上記第１のメッキ給電用金属層は、露出していて、この露出している第１のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体レーザにおいて、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第１のメッキ給電用金属層と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記リッジストライプ部の上面との間に配置された第２のメッキ給電用金属層と、
上記テラス部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第３のメッキ給電用金属層と
を備え、
上記第１のメッキ給電用金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層は、離間して電気的に接続されていないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体レーザにおいて、
上記リッジストライプ部の上部および上記テラス部の上部は、ひさし状に形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体レーザにおいて、
上記テラス部の上面の端部側の上記第３のメッキ給電用金属層は、露出していて、この露出している第３のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項９】
半導体基板上に少なくとも活性層を含む積層体を形成する工程と、
この積層体上に、クラッド層およびコンタクト層を含むと共に電流通路となるリッジストライプ部を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に、誘電体からなる電流阻止層を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記電流阻止層の上側に第１のメッキ給電用金属層を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記リッジストライプ部の上面の上側に、上記第１のメッキ給電用金属層から離間して電気的に接続されない第２のメッキ給電用金属層を形成する工程と、
少なくとも上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部および上記積層体を覆うメッキ金属層を形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成する工程と、
この第１のメッキ金属層を形成した後に、上記第１と上記第２のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記第１のメッキ金属層および上記第２のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成し、その後、この第１のメッキ金属層が上記第２のメッキ給電用金属層に電気的に接触して、上記第１のメッキ金属層および上記第２のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、互いにウエハ内で櫛型であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記メッキ金属層を形成する工程において、
上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とに、それぞれ、別の電界メッキ用端子を取って、上記メッキ金属層を形成することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に、クラッド層およびコンタクト層を含むと共に上記リッジストライプ部と略同じ高さになるテラス部を形成する工程を備え、
上記電流阻止層を形成する工程は、さらに、上記テラス部を上記電流阻止層にて覆い、
さらに、
上記テラス部の上面に沿うように、上記テラス部の上面の上記電流阻止層の上側に、上記第１のメッキ給電用金属層および上記第２のメッキ給電用金属層から離間して電気的に接続されない第３のメッキ給電用金属層を形成する工程を備え、
上記メッキ金属層を形成する工程は、さらに、上記テラス部を上記メッキ金属層にて覆うことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成する工程と、
この第１のメッキ金属層を形成した後に、上記第１と上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記第１のメッキ金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の半導体レーザの製造方法において、
上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部および上記テラス部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成し、その後、この第１のメッキ金属層が上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層に電気的に接触して、上記第１のメッキ金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、リッジストライプ形状の電流導波路を有する半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体レーザにおいては、低消費電力化および特性向上のために素子抵抗は小さいほうが望ましい。特に、高出力が要求される半導体レーザにおいては、駆動電流が大きいことから、素子抵抗を低減すると共に、発生した熱を逃がして、素子の温度上昇を抑えることが必要である。
【０００３】
従来の半導体レーザは、図６に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に、ｐ−ＡｌＧａＡｓＰエッチングストップ層１７、ｐ−ＩｎＧａＰクラッド層１８、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１９、（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕストライプパターンの）金属マスク３０およびオーバーコート電極３２を備えている（特開２０００−３４０８８０号公報：特許文献１参照）。
【０００４】
そして、この従来の半導体レーザは、金属メッキ層である上記オーバーコート電極３２を介して、図示しないヒートシンクに融着される。なお、この状態は、ｐｎジャンクションが上記ヒートシンク側になるという意味で「ジャンクションダウン」と呼ばれる。
【０００５】
しかしながら、上記従来の半導体レーザでは、レーザ発振時に活性層で発生した熱を、効率よく、上記ヒートシンクへ放熱できないという問題があった。この理由として、上記従来の半導体レーザは、リッジストライプを形成しているので、半導体レーザ上面（上記オーバーコート電極３２上面）に凹凸が生じ、これにより、上記半導体レーザの上記ヒートシンクへの融着時に、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの間に空洞が生じて、この空洞が、レーザ動作時に発生した熱の上記ヒートシンクへの放熱の妨げとなるからである。
【特許文献１】特開２０００−３４０８８０号公報（図３(８)）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、放熱性を向上させた半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の半導体レーザは、
半導体基板と、
この半導体基板上に設けられると共に少なくとも活性層を含む積層体と、
この積層体上に順に積層されたクラッド層およびコンタクト層を含むと共に電流通路となるリッジストライプ部と、
このリッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に設けられると共に誘電体からなる電流阻止層と、
上記リッジストライプ部の上面、および、上記電流阻止層を覆うメッキ金属層と
を備え、
このメッキ金属層の上面は、略平坦であることを特徴としている。
【０００８】
ここで、上記リッジストライプ部は、例えば、上記積層体上にクラッド層およびコンタクト層を積層した後に、このクラッド層およびコンタクト層を部分的にエッチングすることにより、形成される。上記積層体は、例えば、最上層にエッチングスットップ層を有する。この半導体レーザにおいて、その他の層を含んでいてもよい。
【０００９】
この発明の半導体レーザによれば、上記メッキ金属層の上面は、略平坦であるので、上記メッキ金属層の上面をヒートシンクに融着するときに、上記半導体レーザ上面と上記ヒートシンクとの間に空洞が生じることを防ぐことができる。したがって、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの接触面積が大きくなって、放熱性が向上する。
【００１０】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の上面は、略平坦に形成され、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面は、略平坦に形成されている。
【００１１】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記メッキ金属層の上面を、確実に、略平坦に形成することができて、上記半導体レーザの放熱性を一層向上させることができる。
【００１２】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に順に積層されたクラッド層およびコンタクト層を含むと共に上記リッジストライプ部と略同じ高さになるテラス部を備え、
上記電流阻止層および上記メッキ金属層は、さらに、上記テラス部を覆っている。
【００１３】
ここで、上記テラス部は、例えば、上記積層体上にクラッド層およびコンタクト層を積層した後に、このクラッド層およびコンタクト層を部分的にエッチングすることにより、上記リッジストライプ部と共に、形成される。
【００１４】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記リッジストライプ部と略同じ高さになる上記テラス部を備えるので、半導体レーザ製造プロセス中に、上記リッジストライプ部の破損を防ぐことができる。
【００１５】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の上面は、略平坦に形成され、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面は、略平坦に形成され、上記テラス部の上面は、略平坦に形成されている。
【００１６】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記メッキ金属層の上面を、確実に、略平坦に形成することができて、上記半導体レーザの放熱性を一層向上させることができる。
【００１７】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第１のメッキ給電用金属層と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記リッジストライプ部の上面との間に配置された第２のメッキ給電用金属層と
を備え、
上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、離間して電気的に接続されていない。
【００１８】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、離間して電気的に接続されていないので、上記リッジストライプ部の横凹部（上記第１のメッキ給電用金属層の上側）のメッキ金属層の形成と、上記リッジストライプ部の上面上部（上記第２のメッキ給電用金属層の上側）のメッキ金属層の形成とを、分離して行うことができ、略平坦なメッキ金属層を形成することができる。
【００１９】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の上部は、ひさし状に形成されている。
【００２０】
ここで、ひさし状に形成されている上記リッジストライプ部の上部とは、例えば、コンタクト層である。
【００２１】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記リッジストライプ部の上部は、ひさし状に形成されているので、例えば、真空蒸着法により、上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とを、離間して電気的に接続されないように、容易に形成することができる。
【００２２】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記積層体の上面の端部側の上記第１のメッキ給電用金属層は、露出していて、この露出している第１のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していない。
【００２３】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記露出している第１のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していないので、この半導体レーザは端部に段差を有することになり、この半導体レーザを上記ヒートシンクに融着する際、融着材としてのはんだ材は、上記段差に吸収され、上記半導体レーザの側面への這い上がりを阻止されて、このはんだ材による電流の短絡を防ぐことができる。
【００２４】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第１のメッキ給電用金属層と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記リッジストライプ部の上面との間に配置された第２のメッキ給電用金属層と、
上記テラス部の上面に沿うように、上記メッキ金属層と上記電流阻止層との間に配置された第３のメッキ給電用金属層と
を備え、
上記第１のメッキ給電用金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層は、離間して電気的に接続されていない。
【００２５】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記第１のメッキ給電用金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層は、離間して電気的に接続されていないので、上記リッジストライプ部の横凹部（上記第１のメッキ給電用金属層の上側）のメッキ金属層の形成と、上記リッジストライプ部の上面上部（上記第２のメッキ給電用金属層の上側）のメッキ金属層の形成と、上記テラス部の上面上部（上記第３のメッキ給電用金属層の上側）のメッキ金属層の形成とを、分離して行うことができ、略平坦なメッキ金属層を形成することができる。
【００２６】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記リッジストライプ部の上部および上記テラス部の上部は、ひさし状に形成されている。
【００２７】
ここで、ひさし状に形成されている、上記リッジストライプ部の上部および上記テラス部の上部とは、例えば、コンタクト層である。
【００２８】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記リッジストライプ部の上部および上記テラス部の上部は、ひさし状に形成されているので、例えば、真空蒸着法により、上記第１のメッキ給電用金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層を、離間して電気的に接続されないように、容易に形成することができる。
【００２９】
また、一実施形態の半導体レーザでは、上記テラス部の上面の端部側の上記第３のメッキ給電用金属層は、露出していて、この露出している第３のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していない。
【００３０】
この一実施形態の半導体レーザによれば、上記露出している第３のメッキ給電用金属層の上側には、上記メッキ金属層は存在していないので、この半導体レーザは端部に段差を有することになり、この半導体レーザを上記ヒートシンクに融着する際、融着材としてのはんだ材は、上記段差に吸収され、上記半導体レーザの側面への這い上がりを阻止されて、このはんだ材による電流の短絡を防ぐことができる。
【００３１】
また、この発明の半導体レーザの製造方法は、
半導体基板上に少なくとも活性層を含む積層体を形成する工程と、
この積層体上に、クラッド層およびコンタクト層を含むと共に電流通路となるリッジストライプ部を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に、誘電体からなる電流阻止層を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の側面、および、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に沿うように、上記電流阻止層の上側に第１のメッキ給電用金属層を形成する工程と、
上記リッジストライプ部の上面に沿うように、上記リッジストライプ部の上面の上側に、上記第１のメッキ給電用金属層から離間して電気的に接続されない第２のメッキ給電用金属層を形成する工程と、
少なくとも上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部および上記積層体を覆うメッキ金属層を形成する工程と
を備えることを特徴としている。
【００３２】
この発明の半導体レーザの製造方法によれば、相互に離間して電気的に接続されない第１と第２のメッキ給電用金属層の内、少なくとも上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、メッキ金属層を形成するので、上記メッキ金属層の上面を、略平坦に形成することができる。したがって、上記メッキ金属層の上面をヒートシンクに融着するときに、上記半導体レーザ上面と上記ヒートシンクとの間に空洞が生じることを防ぐことができる。このように、上記ヒートシンクとの接触面積を大きくして、放熱性が向上する半導体レーザを製造することができる。
【００３３】
なお、上記リッジストライプ部の上部を、ひさし状に形成して、例えば真空蒸着法により、上記第１のメッキ給電用金属層および上記第２のメッキ給電用金属層を同時に形成するようにしてもよい。
【００３４】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成する工程と、
この第１のメッキ金属層を形成した後に、上記第１と上記第２のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記第１のメッキ金属層および上記第２のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程と
を備える。
【００３５】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、メッキ金属層を、第１のメッキ金属層と第２のメッキ金属層との二段階に分けて形成するので、調整を加えながら、上記メッキ金属層の上面を、確実に略平坦に形成することができる。
【００３６】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成し、その後、この第１のメッキ金属層が上記第２のメッキ給電用金属層に電気的に接触して、上記第１のメッキ金属層および上記第２のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程である。
【００３７】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、メッキ金属層を、一段階で形成するので、上記メッキ金属層の上面を、迅速に略平坦に形成することができる。また、電界メッキ用端子を、第１のメッキ給電用金属層の一箇所だけに取ればよく、構造が簡単になる。
【００３８】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、互いにウエハ内で櫛型である。
【００３９】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とは、互いにウエハ内で櫛型であるので、上記第１のメッキ給電用金属層に、電界メッキ用端子を、例えば一箇所取るだけで、ウエハ全域の上記第１のメッキ給電用金属層の上側にメッキ金属層を形成することが可能になる。また、同様に、上記第２のメッキ給電用金属層に、電界メッキ用端子を、例えば一箇所取るだけで、ウエハ全域の上記第２のメッキ給電用金属層の上側にメッキ金属層を形成することが可能になる。このように、メッキ金属層を迅速に形成することができる。
【００４０】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記メッキ金属層を形成する工程において、上記第１のメッキ給電用金属層と上記第２のメッキ給電用金属層とに、それぞれ、別の電界メッキ用端子を取って、上記メッキ金属層を形成する。
【００４１】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記リッジストライプ部の横側の上記積層体の上面に、クラッド層およびコンタクト層を含むと共に上記リッジストライプ部と略同じ高さになるテラス部を形成する工程を備え、
上記電流阻止層を形成する工程は、さらに、上記テラス部を上記電流阻止層にて覆い、
さらに、
上記テラス部の上面に沿うように、上記テラス部の上面の上記電流阻止層の上側に、上記第１のメッキ給電用金属層および上記第２のメッキ給電用金属層から離間して電気的に接続されない第３のメッキ給電用金属層を形成する工程を備え、
上記メッキ金属層を形成する工程は、さらに、上記テラス部を上記メッキ金属層にて覆う。
【００４２】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、上記リッジストライプ部と略同じ高さになる上記テラス部を形成するので、半導体レーザ製造プロセス中に、上記リッジストライプ部の破損を防ぐことができる。
【００４３】
なお、上記テラス部の上部を、上記リッジストライプ部の上部と同様に、ひさし状に形成して、例えば真空蒸着法により、上記第１と上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層を同時に形成するようにしてもよい。
【００４４】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成する工程と、
この第１のメッキ金属層を形成した後に、上記第１と上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記第１のメッキ金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程と
を備える。
【００４５】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、メッキ金属層を、第１のメッキ金属層と第２のメッキ金属層との二段階に分けて形成するので、調整を加えながら、上記メッキ金属層の上面を、確実に略平坦に形成することができる。
【００４６】
また、一実施形態の半導体レーザの製造方法では、上記メッキ金属層を形成する工程は、
上記第１のメッキ給電用金属層に電界をかけて、上記リッジストライプ部および上記テラス部とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成し、その後、この第１のメッキ金属層が上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層に電気的に接触して、上記第１のメッキ金属層、上記第２のメッキ給電用金属層および上記第３のメッキ給電用金属層の上側に第２のメッキ金属層を形成する工程である。
【００４７】
この一実施形態の半導体レーザの製造方法によれば、メッキ金属層を、一段階で形成するので、上記メッキ金属層の上面を、迅速に略平坦に形成することができる。また、電界メッキ用端子を、第１のメッキ給電用金属層の一箇所だけに取ればよく、構造が簡単になる。
【発明の効果】
【００４８】
この発明の半導体レーザによれば、上記メッキ金属層の上面は、略平坦であるので、上記メッキ金属層の上面をヒートシンクに融着するときに、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの接触面積が大きくなって、放熱性が向上する。
【００４９】
また、この発明の半導体レーザの製造方法によれば、上記メッキ金属層の上面を、略平坦に形成することができるので、上記ヒートシンクとの接触面積を大きくして、放熱性が向上する半導体レーザを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５１】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の半導体レーザの一実施形態である断面図を示している。
【００５２】
この半導体レーザは、半導体基板１０１と、この半導体基板１０１上に設けられた積層体１３０と、この積層体１３０上に部分的に設けられた電流通路となるリッジストライプ部１２０と、上記リッジストライプ部１２０の側面、および、上記リッジストライプ部１２０の横側の上記積層体１３０の上面に設けられた電流阻止層１１０と、上記リッジストライプ部１２０の上面、および、上記電流阻止層１１０を覆うメッキ金属層１１２とを備える。
【００５３】
上記半導体基板１０１としては、ｎ−ＧａＡｓ基板を用いる。上記半導体基板１０１の下面には、ｎ電極１１３が設けられる。
【００５４】
上記積層体１３０は、上記半導体基板１０１側から順に、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、量子井戸活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０５およびエッチングストップ層１０６を備える。
【００５５】
上記リッジストライプ部１２０は、上記積層体１３０側から順に、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０８を備える。
【００５６】
上記リッジストライプ部１２０の上面（上記コンタクト層１０８の上面）は、略平坦に形成されている。また、上記リッジストライプ部１２０の横側の上記積層体１３０の上面（上記エッチングストップ層１０６の上面）は、略平坦に形成されている。以下、上記リッジストライプ部１２０の横側の上記積層体１３０の上面を、リッジストライプ横平坦部１２１とよぶ。
【００５７】
上記電流阻止層１１０としては、誘電体膜を用いる。上記メッキ金属層１１２としては、熱伝導率が大きいメッキ金属であるＡｕを用いる。上記メッキ金属層１１２の上面は、略平坦に形成されている。
【００５８】
さらに、この半導体レーザは、上記リッジストライプ部１２０の側面、および、上記リッジストライプ横平坦部１２１に沿うように、上記メッキ金属層１１２と上記電流阻止層１１０（上記積層体１３０および上記リッジストライプ部１２０）との間に配置される第１のメッキ給電用金属層１１１ａと、上記リッジストライプ部１２０の上面に沿うように、上記リッジストライプ部１２０の上面に設けられたｐ側コンタクト電極１０９と上記メッキ金属層１１２との間に配置される第２のメッキ給電用金属層１１１ｂとを備える。
【００５９】
上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａと上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂとは、離間して電気的に接続されていない。
【００６０】
上記構成の半導体レーザによれば、上記メッキ金属層１１２の上面は、略平坦に形成されているので、上記メッキ金属層１１２の上面をヒートシンク（例えば図５のヒートシンク１１５）に融着するとき（すなわち、上記半導体レーザを上記ヒートシンクへジャンクションダウンで融着させたとき）に、上記半導体レーザ上面と上記ヒートシンクとの間に空洞が生じることを防ぐことができる。したがって、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの接触面積が大きくなって、放熱性が向上する。具体的に述べると、レーザ動作時に上記量子井戸活性層１０４で発生した熱は、熱伝導率が大きい上記メッキ金属層１１２を介して、上記ヒートシンクへ伝わる。このとき、伝熱材料としてのメッキ金属層１１２が、リッジストライプ部１２０側面を埋め込み、さらに、上記半導体レーザ上に略平坦に形成されていることにより、上記半導体レーザと上記ヒートシンクとの間に空洞ができることを防ぎ、この空洞による熱伝導の妨げが起きず、放熱特性が向上する。
【００６１】
次に、上記半導体レーザの製造方法について説明する。
【００６２】
まず、図２Ａに示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板である半導体基板１０１上に、エピタキシャル成長により、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、量子井戸活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０５、エッチングストップ層１０６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０８を結晶成長させる。
【００６３】
そして、ウエットエッチングによって、上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０８および上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０７をエッチングし、光導波路および電流通路となるリッジストライプ部１２０を形成する。また、上記ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層１０２、上記ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、上記量子井戸活性層１０４、上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０５および上記エッチングストップ層１０６にて、積層体１３０を形成する。
【００６４】
なお、上記リッジストライプ部１２０の形成は、ドライエッチングとウエットエッチングを併用してもよい。このとき、上記ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０７の選択性ウエットエッチングにより、上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０８をひさし状に形成する。
【００６５】
次に、（ＳｉＯ2、ＳｉＮｘ、Ａｌ2Ｏ3などの）誘電体膜である電流阻止層１１０を、上記リッジストライプ部１２０の上面以外の半導体レーザの上部に成膜し、上記リッジストライプ部１２０の上面には、ｐ側コンタクト電極１０９を形成する。なお、上記ｐ側コンタクト電極１０９を形成せずに、次に形成するメッキ給電用金属層１１１ａ，１１１ｂが、上記ｐ側コンタクト電極１０９を兼ねるようにしてもよい。
【００６６】
次に、上記リッジストライプ部１２０の側面、および、上記リッジストライプ横平坦部１２１に沿うように、上記電流阻止層１１０の上側に第１のメッキ給電用金属層１１１ａを形成する。また、上記リッジストライプ部１２０の上面に沿うように、上記ｐ側コンタクト電極１０９の上側に、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａから離間して電気的に接続されない第２のメッキ給電用金属層１１１ｂを形成する。このとき、上記ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０８をひさし状に形成しているので、真空蒸着法で簡単に電気的に離間した上記第１と上記第２のメッキ給電用金属層１１１ａ，１１１ｂを同時に形成することができる。
【００６７】
次に、図２Ｂに示すように、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａのみに、図示しない電解メッキ用端子を取って、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａに電界をかけて、上記リッジストライプ部１２０と略同程度の高さになるまで第１のメッキ金属層１１２ａを形成する。
【００６８】
その後、図２Ｃに示すように、上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂにも、図示しない電解メッキ用端子を取って、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａと上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂに電界をかけて、上記第１のメッキ金属層１１２ａおよび上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂの上側に、２．５〜３．５μｍの所定の厚みになるように第２のメッキ金属層１１２ｂを形成する。
【００６９】
このように、２回に分けて金属メッキを行うことで、上面が略平坦なメッキ金属層１１２の形成が可能になる。また、上記第１のメッキ金属層１１２ａと上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂとが、電気的に離間していることにより、２回に分けた金属メッキを容易に行うことが可能となる。
【００７０】
ここで、図３に示すように、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａと上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂとは、平面視、互いにウエハ内で櫛型である。なお、図３では、上記メッキ金属層１１２を形成する前の段階である、図２Ａの平面図を示している。
【００７１】
このような櫛型の形状にすることにより、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａに、一箇所の電界メッキ用端子を取るだけで、ウエハ全域の上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａの上側にメッキ金属層１１２を形成することが可能になる。また、同様に、上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂに、一箇所の電界メッキ用端子を取るだけで、ウエハ全域の上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂの上側にメッキ金属層１１２を形成することが可能になる。このように、メッキ金属層１１２を迅速に形成することができる。
【００７２】
その後、図２Ｃに示すように、上記半導体基板１０１の下面にｎ電極１１３を形成して、半導体レーザを製造する。最後に、ＡｕＳｎでメタライズされたヒートシンクに、この半導体レーザをジャンクションダウンで融着する。
【００７３】
このように、この半導体レーザの上記メッキ金属層１１２の上面が略平坦に形成されているので、ヒートシンクへの融着時に、上記メッキ金属層１１２とヒートシンクとの間に空洞ができることを防いで、レーザ発振時に上記量子井戸活性層１０４で発生した熱の上記メッキ金属層１１２からヒートシンクへの放熱が、空洞によって妨げられることが無いため、放熱性が改善される。これにより、熱抵抗値が、例えば４０℃／Ｗから３０℃／Ｗに低減して、高温でのレーザの高出力動作が達成できる。したがって、上記ヒートシンクへの融着時に空洞が生じることなく、放熱特性が改善して、温度特性が向上する半導体レーザを、実現することができる。
【００７４】
なお、図示しないが、上記メッキ金属層１１２を形成する工程において、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａのみに電界をかけて、上記リッジストライプ部１２０とほぼ同じ高さの上記第１のメッキ金属層１１２ａを形成し、その後、この第１のメッキ金属層１１２ａが上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂに電気的に接触して、上記第１のメッキ金属層１１２ａおよび上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂの上側に上記第２のメッキ金属層１１２ｂを形成するようにしてもよい。
【００７５】
このように、上記メッキ金属層１１２を、一段階で形成するので、上記メッキ金属層１１２の上面を、迅速に略平坦に形成することができる。また、電界メッキ用端子を、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａの一箇所だけに取ればよく、構造が簡単になる。
【００７６】
また、図示しないが、上記積層体１３０の上面の端部側の上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａは、露出していて、この露出している第１のメッキ給電用金属層１１１ａの上側には、上記メッキ金属層１１２は存在しないようにしてもよい。言い換えると、上記メッキ金属層１１２は、平面視、上記半導体基板１０１および上記積層体１３０の端部に重ならない。
【００７７】
このように、上記半導体レーザの端部に段差を作ることができ、上記半導体レーザをヒートシンクへ融着する際に、上記段差により、半田材となるＡｕＳｎが、上記半導体レーザの側面へ這い上がることを防止されて、上記半導体レーザの電流の短絡を防ぎ、上記半導体レーザの電流特性を向上させることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図４は、この発明の半導体レーザの他の実施形態を示している。この半導体レーザは、上記リッジストライプ部１２０の横側の上記積層体１３０の上面に順に積層されたクラッド層１０７およびコンタクト層１０８を含むと共に上記リッジストライプ部１２０と略同じ高さになるテラス部１２２を備える。なお、図４中、上記第１の実施形態（図１）と同じ部材は、同じ符号を付すことにより、その説明を省略する。
【００７９】
上記テラス部１２２には、上記電流阻止層１１０が積層され、さらに、上記テラス部１２２の上面に沿うように、上記電流阻止層１１０に、第３のメッキ給電用金属層１１１ｃが積層されている。そして、上記テラス部１２２を覆うように、上記メッキ金属層１１２が積層されている。
【００８０】
具体的に述べると、上記第１の実施形態では、上記リッジストライプ部１２０以外の上記リッジストライプ部１２０の両側をエッチングして、上記リッジストライプ部１２０を形成する場合を示したが、この第２の実施形態では、上記リッジストライプ部１２０の両側において、５μｍ〜１００μｍ幅のみをエッチングして上記リッジストライプ部１２０を形成している。
【００８１】
これにより、上記リッジストライプ部１２０から５μｍ〜１００μｍ離れた上記リッジストライプ部１２０と同じ高さの上記テラス部１２２を設け、半導体レーザ作製プロセス中に、上記リッジストライプ部１２０だけが凸部になることを避けて、作製プロセス中に、上記リッジストライプ部１２０が破損することを防ぐことが可能になり、半導体レーザの歩留が向上する。
【００８２】
上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａ、上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂおよび上記第３のメッキ給電用金属層１１１ｃは、離間して電気的に接続されていない。
【００８３】
上記メッキ金属層１１２の形成を説明すると、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａのみに電解メッキ用端子を取り、上記メッキ金属層１１２を形成していく。このメッキ金属層１１２が、上記リッジストライプ部１２０と同程度の高さまで形成されると、形成された上記メッキ金属層１１２と、上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂおよび上記第３のメッキ給電用金属層１１１ｃとが、接触して電気的につながり、その後、上記リッジストライプ部１２０、上記リッジストライプ横平坦部１２１および上記テラス部１２２の上側の全てに、上記メッキ金属層１１２が形成される。
【００８４】
このように、１回の金属メッキで、上記第１の実施形態に示した２回に分けて金属メッキを行った場合と同様の効果が得られ、上面が略平坦なメッキ金属層１１２を形成することができる。
【００８５】
さらに、選択メッキにより、半導体レーザの両端となる上記テラス部１２２の端から５〜４０μｍの幅に、上記メッキ金属層１１２を形成しない部分を設けている。すなわち、上記テラス部１２２の上面の端部側の上記第３のメッキ給電用金属層１１１ｃは、露出していて、この露出している第３のメッキ給電用金属層１１１ｃの上側には、上記メッキ金属層１１２は存在していない。言い換えると、上記メッキ金属層１１２は、平面視、上記半導体基板１０１および上記積層体１３０の端部に重ならない。
【００８６】
このように、上記半導体レーザの端部に段差を作ることができ、図５に示すように、上記半導体レーザをヒートシンク１１５へ融着する際に、上記段差により、半田材となるＡｕＳｎが、上記半導体レーザの側面へ這い上がることを防止されて、上記半導体レーザの電流の短絡を防ぎ、上記半導体レーザの電流特性を向上させることができる。
【００８７】
なお、図示しないが、上記メッキ金属層１１２を形成する工程において、上記第１のメッキ給電用金属層１１１ａに電界をかけて、上記リッジストライプ部１２０とほぼ同じ高さの第１のメッキ金属層を形成する工程と、この第１のメッキ金属層を形成した後に、上記第１と上記第２と上記第３のメッキ給電用金属層１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃに電界をかけて、上記第１のメッキ金属層、上記第２のメッキ給電用金属層１１１ｂおよび上記第３のメッキ給電用金属層１１１ｃの上側に第２のメッキ金属層を形成する工程とを備えるようにしてもよい。
【００８８】
このように、メッキ金属層１１２を、第１のメッキ金属層と第２のメッキ金属層との二段階に分けて形成するので、調整を加えながら、上記メッキ金属層１１２の上面を、確実に略平坦に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の半導体レーザの第１実施形態を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の半導体レーザの製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の半導体レーザの製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の半導体レーザの製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図３】メッキ金属層のない状態の半導体レーザを示す平面図である。
【図４】本発明の半導体レーザの第２実施形態を示す断面図である。
【図５】半導体レーザをヒートシンクに取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】従来の半導体レーザを示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０１    半導体基板
１０４    活性層
１０７    クラッド層
１０８    コンタクト層
１１０    電流阻止層
１１１ａ  第１のメッキ給電用金属層
１１１ｂ  第２のメッキ給電用金属層
１１１ｃ  第３のメッキ給電用金属層
１１２    メッキ金属層
１１２ａ  第１のメッキ金属層
１１２ｂ  第２のメッキ金属層
１１５    ヒートシンク
１２０    リッジストライプ部
１２１    リッジストライプ横平坦部
１２２    テラス部
１３０    積層体
【図１】
2005217255.tif 000003
【図２Ａ】
2005217255.tif 000004
【図２Ｂ】
2005217255.tif 000005
【図２Ｃ】
2005217255.tif 000006
【図３】
2005217255.tif 000007
【図４】
2005217255.tif 000008
【図５】
2005217255.tif 000009
【図６】
2005217255.tif 000010