(57)【要約】【課題】    ジャンクション・ダウンでマウントしてもリッジストライプが破壊されず、且つ半田層に空洞などが形成されない半導体発光素子及びこれを搭載した半導体発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】    活性層を含む半導体の積層体と、前記積層体の第１の主面上で第１の方向に延在して突出し、注入電流により生ずる発光を導波する導波路の少なくとも一部を含むリッジストライプと、前記リッジストライプの両側で、前記積層体の前記第１の主面上に突出したダミーリッジと、前記積層体の前記第１の主面上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って形態された前記ダミーリッジを分割するスリットと、を備えたことを特徴とする半導体発光素子を提供する。【選択図】    図１
2005223070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を含む半導体の積層体と、
前記積層体の第１の主面上で第１の方向に延在して突出し、注入電流により生ずる発光を導波する導波路の少なくとも一部を含むリッジストライプと、
前記リッジストライプの両側で、前記積層体の前記第１の主面上に突出したダミーリッジと、
前記積層体の前記第１の主面上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って形成された前記ダミーリッジを分割するスリットと、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記リッジストライプ及び前記ダミーリッジの上に設けられた半田層をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１の主面上における前記リッジストライプの高さは、前記ダミーリッジの高さよりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記ダミーリッジの側面の少なくとも一部にテーパ部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
実装部材と、
前記実装部材と前記第１の主面とが対向するように前記実装部材に接合された請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及び半導体発光装置に関し、特に、リッジストライプ（ridge stripe）を有する半導体レーザなどの半導体発光素子及びこれを搭載した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発振波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの半導体レーザは、ＤＶＤ（digital versatile disc）などへの実用化が進み、さらにＤＶＤ−Ｒ（recordable）／ＲＷ（rewritable）などの書き込み用に高出力化が求められている。このような要求に応える半導体レーザの素子構造として、「リッジ導波路型」がある。リッジ導波路型の半導体レーザは、ストライプ状のリッジに光波を閉じこめて伝搬させることにより、水平横モードを制御して優れた光出力特性を得ることができるという利点を有する。
【０００３】
このような高出力型の半導体レーザの場合、活性層からの発熱量も多くなる。このため、レーザ素子からの放熱を改善するために、サブマウントなどの実装部材に対してｐｎ接合が近接するようにマウントする、いわゆる「ジャンクション・ダウン（junction down）」のマウント形態を採用することが望ましい。
【０００４】
しかし、ジャンクション・ダウンのマウントにおいては、ストライプ状に突出したリッジに応力が集中するため、リッジが破壊しやすいという問題がある。これに対して、リッジの両側に、「ダミーリッジ（dummy ridge）」を設けた半導体レーザが開示されている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００５】
図３０は、ダミーリッジを設けた半導体レーザをそのマウント面から眺めた平面図である。  
また、図３１は、図３０におけるＡ−Ａ線断面図である。  
すなわち、同図に表した半導体レーザ１００は、そのマウント面Ｍの表面に、ストライプ状に突出したリッジストライプ１１２が形成されている。そして、このリッジストライプ１１２の両側に、ダミーリッジ１１４が設けられている。ダミーリッジ１１４は、リッジストライプ１１２の長手方向に沿って連続的に形成されている。
【０００６】
素子の上下面に設けられた図示しない電極を介して注入された電流は、リッジストライプ１１２に狭窄され、その下部に形成されたｐｎ接合部において発光を生ずる。この発光がリッジストライプ１１２を伝搬してレーザ発振し、レーザ光Ｌとして端面から放出される。
【０００７】
このようなレーザ素子をジャンクション・ダウンでマウントすると、リッジストライプにマウントの応力が集中して破壊するおそれがある。そこで、リッジストライプ１１２の両側にこれと同じ高さのダミーリッジ１１４を設けることにより、マウント面Ｍを図示しない実装部材に対してマウントする際にその応力を分散させ、リッジストライプ１１２の破壊を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２０００−１６４９８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２３０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、本発明者が独自に行った試作検討の結果、図３０及び図３１に表したような半導体レーザを実装部材に対してジャンクション・ダウンでマウントすると、リッジストライプ１１２の下の半田層に空洞が形成され、温度特性などが低下する場合があることが判明した。
【０００９】
図３２は、図３０及び図３１に表した半導体レーザをジャンクション・ダウンでマウントした後の断面を表す一部拡大図である。  
半導体レーザ１００をサブマウント２００の上に金スズ（Ａｕ−Ｓｎ）５０によってマウントしたところ、リッジストライプ１１２の下の部分において、金スズ５０からなる半田層に空洞Ｖが形成された。この空洞Ｖは、リッジストライプ１１２の直下からその両側に形成されたダミーリッジ１１４に至るまでの範囲に拡がっていることが観察された。このような空洞Ｖが形成されると、半導体レーザ１００とサブマウント２００との熱接触が大幅に低下する。その結果として、リッジストライプ１１２の下部にあるｐｎ接合部において生ずる発熱が放散されず、半導体レーザ１００の熱特性が大幅に低下するおそれがある。すなわち、出力の低下や動作上限温度の低下、長期信頼性の低下などが生ずるおそれがある。
【００１０】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、ジャンクション・ダウンでマウントしてもリッジストライプが破壊されず、且つ半田層に空洞などが形成されない半導体発光素子及びこれを搭載した半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、活性層を含む半導体の積層体と、前記積層体の第１の主面上で第１の方向に延在して突出し、注入電流により生ずる発光を導波する導波路の少なくとも一部を含むリッジストライプと、前記リッジストライプの両側で、前記積層体の前記第１の主面上に突出したダミーリッジと、前記積層体の前記第１の主面上で、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って形成された前記ダミーリッジを分割するスリットと、を備えたことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の態様によれば、実装部材と、前記実装部材と前記第１の主面とが対向するように前記実装部材に接合された上記の半導体発光素子と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ジャンクション・ダウンでマウントしてもリッジストライプが破壊されず、且つ半田層に空洞などが形成されない半導体発光素子及びこれを搭載した半導体発光装置を提供することができる。その結果として、実装部材に対する半導体発光素子の物理的な接合強度を改善し、同時に、熱接触も向上させて初期特性と長期信頼性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる半導体発光素子を表す斜視図である。  
また、図２は、第１の実施の形態の半導体発光素子のマウント面Ｍを眺めた平面図である。  
また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００１６】
すなわち、これらの図面に表した半導体発光素子１０は、リッジ導波路型の半導体レーザである。このレーザ素子１０は、図示しない実装部材にジャンクション・ダウンでマウントされ、リッジストライプ１２の近傍の端面１０Ｅからレーザ光Ｌを放出する。マウント面Ｍの表面に、ストライプ状に突出したリッジストライプ１２が形成されている。そして、このリッジストライプ１２の両側に、間隔をおいてダミーリッジ１４が設けられている。ただし、本実施形態においては、ダミーリッジ１４は、リッジストライプ１２の長手方向に沿って連続的には形成されておらず、スリット１６により適宜分離されている。
【００１７】
図５は、スリット１６の作用を説明するための概念図である。すなわち、このレーザ素子１０を、金スズなどの半田（あるいは接着剤）を用いて、図示しないサブマウントなどの実装部材にマウントする際に、図３２に関して前述したように、半田層に空洞Ｖが生ずる場合がある。これは、リッジストライプ１２の両側にダミーリッジ１４が設けられているために、半田層から気泡が抜けにくいからである。これに対して、本実施形態によれば、ダミーリッジ１４にスリット１６を設けることにより、空洞Ｖの「逃げ道」を確保できる。つまり、マウントの際に、リッジストライプ１２の下の半田層に空気が巻き込まれて、図示したような空洞Ｖが生じたとしても、レーザ素子１０を実装部材に対して加重することにより、矢印Ｅで表したようにスリット１６を介して空気を排出することができる。
【００１８】
図６は、第１の実施の形態の半導体レーザ素子をマウントした状態を表す一部拡大断面図である。  
すなわち、サブマウント２００の上に、金スズ半田層５０によってレーザ素子１０がジャンクション・ダウンでマウントされている。本実施形態によれば、同図に表したように、半田層５０に空洞は形成されず、リッジストライプ１２の下部は、連続的な半田層５０によってサブマウント２００に接合されている。その結果として、半導体レーザ素子１０の物理的な接合強度が改善され、同時に、熱接触が大幅に改善される。すなわち、レーザ素子１０の発光部において生ずる熱をサブマウント２００に効率よく放散させることにより、レーザの初期特性のみならず長期信頼性を向上させることができる。
【００１９】
本発明は、金スズなどの接合用の半田層５０が予め形成された半導体発光素子にも適用できる。  
図７は、半田層が形成された半導体発光素子を表す模式断面図である。すなわち、同図は、図２のＡ−Ａ線断面図に対応する。同図については、図１乃至図６に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。  
本具体例の発光素子においては、素子のマウント面Ｍに半田層５０が形成されている。半田層５０は、例えば、後に本発明の実施例として詳述するように、金スズなどの半田材料を蒸着などの方法により堆積させることにより形成できる。
【００２０】
発光素子を半田によりマウントする方法として、プリフォームなどの形態の半田チップを実装部材の上に載せ、その上に発光素子をおいて、加熱しながら荷重をかけることにより、半田チップを溶かして接合する方法がある。しかし、この場合には、半田のプリフォームが必要となり、また、それをハンドリングする手間も煩雑である。
【００２１】
これに対して、図７に例示した如く、半田層５０を予め発光素子のマウント面に形成しておくと、マウントの工程を大幅に簡略化できる。しかし、均一な厚みの半田層５０を形成した場合、発光素子の中央付近、すなわち、リッジストライプ１２の下の部分には空気が残留しやすく、空洞Ｖが形成されるおそれがある。
【００２２】
これに対して、本実施形態によれば、図５に例示した如くスリット１６を設けることにより、空気の抜け道を確保し、空洞Ｖの発生を抑制できる。その結果として、発光素子１０を強固に接着し、良好な熱接触を実現できる。
【００２３】
また一方、本発明は、リッジストライプ１２がダミーリッジ１４よりも低く形成された発光素子に適用して、特に有利である。  
図８は、第１の実施の形態の発光素子の変形例を表す一部拡大断面図である。すなわち、同図は、図２のＡ−Ａ線断面図に対応する。  
本具体例の発光素子の場合、マウント面Ｍにおいて、リッジストライプ１２は、ダミーリッジ１４よりも高さＨだけ低く形成されている。後に詳述するように、このような高さの差は、例えば、電流をリッジストライプ１２に集中させる構造などにおいて必然的に生ずることがある。  
このようにリッジストライプ１２が周囲のダミーリッジ１４よりも低いと、マウントの際にその下の半田層に巻き込まれた空気が抜けにくく、図３２に例示した如く空洞Ｖが形成されやすくなる。  
これに対して、本実施形態によれば、図５に例示した如くスリット１６を設けることにより、空気の抜け道を確保し、空洞Ｖの発生を抑制できる。その結果として、発光素子１０を強固に接着し、良好な熱接触を実現できる。
【００２４】
図９は、リッジストライプ１２が低くなる構造の具体例を表す一部拡大断面図である。すなわち、同図も図２のＡ−Ａ線断面図に対応する。  
本具体例の発光素子の場合、リッジストライプ１２の側面からダミーリッジ１４の上面に亘って、絶縁層４０が設けられている。絶縁層４０は、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどの誘電体材料、あるいは高抵抗の半導体などにより形成することができる。このような絶縁層４０を設けることにより、ダミーリッジ１４などを介した電流の注入を阻止できる。つまり、図９に表したように、マウント面Ｍにおいて、リッジストライプ１２の部分のみに電流Ｉを注入し、導波路の直近のみにおいて発光を生じさせることにより、高い効率でレーザ出力を得ることができる。
【００２５】
図１０は、リッジストライプ１２が低くなる構造の第２の具体例を表す一部拡大断面図である。すなわち、同図も図２のＡ−Ａ線断面図に対応する。  
本具体例の発光素子の場合、ダミーリッジ１４の上面のみに絶縁層４０が設けられている。このように絶縁層４０を設けることによっても、リッジストライプ１２の部分のみに電流Ｉを注入することができる。つまり、導波路の直近のみにおいて発光を生じさせることにより、高い効率でレーザ出力を得ることができる。
【００２６】
図１１は、リッジストライプ１２が低くなる構造の第３の具体例を表す一部拡大断面図である。すなわち、同図も図２のＡ−Ａ線断面図に対応する。  
本具体例の発光素子の場合、ダミーリッジ１４の根元の部分のみに電流ブロック層４２が設けられている。電流ブロック層４２は、例えば、高抵抗の半導体あるいは、レーザ動作時に逆方向バイアスが印加されるｐｎ接合を含む構造として、形成することができる。このように電流ブロック層４２を設けることによっても、リッジストライプ１２の部分のみに電流Ｉを注入することができる。つまり、導波路の直近のみにおいて発光を生じさせることにより、高い効率でレーザ出力を得ることができる。
【００２７】
ここで、図８に関して前述したように、絶縁層４０や電流ブロック層４２の厚みＨの分だけリッジストライプ１２が低くなると、その部分において半田層に空洞Ｖが形成されやすくなる。これに対して、本実施形態によれば、図５に例示した如くスリット１６を設けることにより、空気の抜け道を確保し、空洞Ｖの発生を抑制できる。その結果として、発光素子１０を強固に接着し、良好な熱接触を実現できる。
【００２８】
図１２は、本発明の第２の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。  
また、図１３は、図１２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図１４は、図１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。これらの図面については、図１乃至図１１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２９】
本具体例においては、リッジストライプ１２の両側に、それぞれ２条のスリット１６が設けられている。つまり、マウントの際に、半田層から空気を抜くための経路が、リッジストライプ１２の両側にそれぞれ２本ずつ設けられている。このようにすれば、半田層からの空気の「抜け」を促進させ、空洞Ｖの形成をさらに確実に防ぐことができる。  
なお、スリット１６の数をさらに増やせば、空気の「抜け」をさらに促進できる。つまり、ダミーリッジ１４による応力分散効果が維持される限り、スリット１６の数を増やすことによって、空洞Ｖの形成をさらに確実に抑制し、高性能の半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３０】
図１５は、本発明の第３の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。ここで、図１５におけるＡ−Ａ線断面図は、図３あるいは図１３に表した如くである。また、図１５におけるＢ−Ｂ線断面図は、図４あるいは図１４に表した如くである。
【００３１】
本具体例の発光素子の場合、スリット１６は、リッジストライプ１２からみて、末広がり状に形成されている。つまり、スリット１６は、リッジストライプ１２から遠ざかるにつれて幅広になるように設けられている。これに対応して、ダミーリッジ１４は、リッジストライプ１２の側に底辺を有する三角形状に形成されている。
【００３２】
本具体例においても、スリット１６を設けることにより、空気の抜け道を確保し、空洞Ｖの発生を抑制できる。またさらに、スリット１６を末広がり状に形成することにより、空気の「抜け」のコンダクタンスを増加させ、半田層の空洞Ｖの発生をさらに効果的に抑制できる。
【００３３】
またさらに、本具体例においては、ダミーリッジ１４を、リッジストライプ１２の側に底辺を有する三角形状に形成することにより、リッジストライプ１２の保護も十分となる。つまり、リッジストライプ１２の両側は、ダミーリッジ１４によってほぼ囲まれているので、マウントの際の荷重を効率的に分散させ、リッジストライプ１２を保護できる。
【００３４】
図１６は、本発明の第４の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。ここで、図１６におけるＡ−Ａ線断面図は、図３あるいは図１３に表した如くである。また、図１６におけるＢ−Ｂ線断面図は、図４あるいは図１４に表した如くである。
【００３５】
本具体例の発光素子の場合、図１５に関して前述した第３実施形態の発光素子と類似しており、スリット１６は、リッジストライプ１２からみて、末広がり状に形成されている。ただし、その広がりは、第３実施形態のものよりも小さい。これに対応して、ダミーリッジ１４は、リッジストライプ１２の側に底辺を有する台形状に形成されている。
【００３６】
本具体例においても、第３実施形態と同様に、スリット１６を末広がり状に形成することにより、空気の「抜け」のコンダクタンスを増加させ、半田層の空洞Ｖの発生をさらに効果的に抑制できる。またさらに、ダミーリッジ１４を、リッジストライプ１２の側に底辺を有する台形状に形成することにより、リッジストライプ１２の両側はダミーリッジ１４によってほぼ覆われているので、マウントの際の荷重を効率的に分散させ、リッジストライプ１２を保護できる。
【００３７】
図１７は、本発明の第５の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。ここで、図１７におけるＡ−Ａ線断面図は、図３あるいは図１３に表した如くである。また、図１７におけるＢ−Ｂ線断面図は、図４あるいは図１４に表した如くである。
【００３８】
本具体例の発光素子の場合、スリット１６は、リッジストライプ１２からみて、逆末広がり状に形成されている。つまり、スリット１６は、リッジストライプ１２の近傍では幅広であり、遠ざかるにつれて狭くなるように設けられている。これに対応して、ダミーリッジ１４は、リッジストライプ１２の側に頂点を有する三角形状に形成されている。
【００３９】
本具体例においても、スリット１６を設けることにより、空気の抜け道を確保し、空洞Ｖの発生を抑制できる。またさらに、本具体例によれば、スリット１６を逆末広がり状に形成することにより、リッジストライプ１２の下の空気層をスリット１６の部分に移動させる作用が促進される。つまり、リッジストライプ１２の周囲において、ダミーリッジ１４の突起が少ないので、マウントの際に荷重を印加すると、リッジストライプ１２の下の空気層がスリット１６のほうに押し出されやすくなる。その結果として、リッジストライプ１２の下に空洞Ｖが形成されることをより確実に防ぐことができる。
【００４０】
図１８は、本発明の第６の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。ここで、図１８におけるＡ−Ａ線断面図は、図３あるいは図１３に表した如くである。また、図１８におけるＢ−Ｂ線断面図は、図４あるいは図１４に表した如くである。
【００４１】
本具体例の発光素子の場合、図１７に関して前述した第５実施形態の発光素子と類似しており、スリット１６は、リッジストライプ１２からみて、逆末広がり状に形成されている。ただし、その広がりは、第５実施形態のものよりも小さい。これに対応して、ダミーリッジ１４は、リッジストライプ１２の側に上辺を有する台形状に形成されている。
【００４２】
本具体例においても、第５実施形態と同様に、スリット１６を逆末広がり状に形成することにより、リッジストライプ１２の下の空気層をスリット１６の部分に移動させる作用が促進される。また、ダミーリッジ１４を台形状に形成することにより、第５実施形態よりもダミーリッジ１４の面積を増加させて応力分散効果を高くすることができる。
【００４３】
図１９は、本発明の第７の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。ここで、図１９におけるＡ−Ａ線断面図は、図３あるいは図１３に表した如くである。また、図１９におけるＢ−Ｂ線断面図は、図４あるいは図１４に表した如くである。
【００４４】
本具体例の発光素子の場合、ダミーリッジ１４が複数の楕円状のパターンに形成され、スリット１６は、これら楕円状のダミーリッジ１４どうしの間隙として形成されている。ダミーリッジ１４を楕円状あるいは円形状に形成するとリッジストライプ１２の部分からの空気の抜け道も円弧状に形成されるので、空気の「抜け」が円滑に行われる。且つ、ダミーリッジ１４の面積を確保して応力分散効果も確保することが容易となる。
【００４５】
図２０及び図２１は、本発明の第８の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。すなわち、図２０は、リッジストライプ１２に対して垂直方向の断面図であり、例えば、図２、図１２、図１５などにおけるＡ−Ａ線断面図に対応する。  
また、図２１は、スリット１６に対して垂直方向の断面図である。
【００４６】
本実施形態の半導体発光素子は、ダミーリッジ１４の側面の一部にテーパ部１４Ｔが設けられている。  
図２０に表したように、リッジストライプ１２に対向するダミーリッジ１４の側面にこのようなテーパ部１４Ｔを設けると、その部分がリッジストライプ１２からみて後退することになるので、リッジストライプ１２の部分からの空気の移動を促進させることができる。
【００４７】
また、図２１に表したように、スリット１６の周囲のダミーリッジ１４の側面にテーパ部１４Ｔを設けると、空気の逃げ道を実質的に拡張することができるので、空気の「抜け」を促進できる。
【００４８】
図２２及び図２３は、本発明の第９の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。すなわち、図２２は、図２０と同様に、リッジストライプ１２に対して垂直方向の断面図であり、例えば、図２、図１２、図１５などにおけるＡ−Ａ線断面図に対応する。  
また、図２３は、図２１と同様に、スリット１６に対して垂直方向の断面図である。
【００４９】
本実施形態の半導体発光素子は、ダミーリッジ１４の側面の全体にテーパ部１４Ｔが設けられている。従って、図２０及び図２１に関して前述した第８実施形態の作用効果をさらに増強することが可能となる。
【００５０】
（実施例）
次に、実施例を参照しつつ、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。  
図２４は、本発明の実施例としての半導体発光素子の要部断面構造である。すなわち、同図は、半導体レーザのリッジストライプ１２の付近の断面を表す。
【００５１】
本実施例の半導体レーザは、波長６５０ｎｍ前後で発振可能なリッジ導波路型の半導体レーザである。ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上には、ｎ型Ｉｎ0.5(Ｇａ0.3Ａｌ0.7)0.5Ｐ下部クラッド層２２、Ｉｎ０．５(Ｇａ０．５Ａｌ０．５)０．５Ｐ光ガイド層２３、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量子井戸）活性層２４、Ｉｎ０．５(Ｇａ０．５Ａｌ０．５)０．５Ｐ光ガイド層２５、ｐ型Ｉｎ０．５(Ｇａ０．３Ａｌ０．７)０．５Ｐ上部第１クラッド層２６、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐエッチングストッパ層２７、ｐ型Ｉｎ０．５(Ｇａ０．３Ａｌ０．７)０．５Ｐ上部第２クラッド層２８、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐ中間層２９、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０がこの順に積層されている。
【００５２】
第２クラッド層２８は、ストライプ状にパターニングされ、リッジストライプ１２を形成している。そして、リッジストライプ１２は、その側面が傾斜状に形成された傾斜部１２ａと、傾斜部１２ａの上でその側面が略垂直に形成された垂直部１２ｂと、を有する。コンタクト層３０の上には、ｐ側電極３１が形成され、基板２１の裏面側には、ｎ側電極３２が形成されている。
【００５３】
次に、本実施例の半導体レーザの製造方法について説明する。  
図２５及び図２６は、本実施例の半導体レーザの製造工程の一部を表す工程断面図である。  
まず、図２５（ａ）に表したように、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上に、ＩｎＧａＡｌＰクラッド層２２からＧａＡｓコンタクト層３０に至る一連の層構造を形成する。  
次に、既知のドライエッチング法、ウェットエッチング法、サイドウォール法などによりリッジストライプ及びダミーリッジを形成する。この時、図２、図５、図１２、図１５などに例示した如く、ダミーリッジ１４はリッジストライプ１２の長手方向に沿って連続的には形成されず、スリット１６が適宜設けられる。
【００５４】
しかる後に、図２５（ｂ）に表したように、ＣＶＤ法により、再びウェーハ全面に酸化シリコン膜２３０を堆積する。
【００５５】
しかる後に、既知の塗布膜平坦化法、リソグラフィ法などにより図２５（ｃ）に表したように、リッジストライプ１２の上面を被覆する酸化シリコン膜２３０を選択的にエッチング除去し、リッジ上部へのコンタクト部を開口する。
ｐ側電極３１を形成した後、ＧａＡｓ基板２１の裏面側を研磨して、ウェーハを薄くする。
【００５６】
次に、図２５（ｄ）に表したように、ＧａＡｓ基板２１の裏面に、ｎ側電極３２を形成する。
【００５７】
しかる後に、リフトオフ法などにより、図２６に表したように、半田層として、金スズ５０を形成することにより、本実施例の半導体レーザが完成する。
【００５８】
以上説明したように、本実施例によれば、ダミーリッジ１４により保護されたリッジ導波路型の半導体レーザが得られる。そして、図２６（ｃ）にも表したように、本実施例の半導体レーザは、ダミーリッジ１４の上面に電流遮断のための酸化シリコン膜２３０が形成されているために、その膜厚の分だけ、リッジストライプ１２の高さが低い。このため、このレーザ素子をジャンクション・ダウンでマウントすると、図３２に関して前述したように半田層に空洞Ｖが形成されやすい。これに対して、本実施例によれば、リッジストライプ１２の両側にスリット１６を適宜設けることにより、マウントの際に、空気の「抜け」を促進させ、空洞Ｖの形成を抑制できる。その結果として、物理的に強固に接合され、同時に熱接触も良好な半導体発光装置を実現できる。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態の半導体発光装置について説明する。  
図２７は、本発明の実施の形態の半導体発光装置の一例を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）はその正面図である。
【００６０】
本具体例の半導体発光装置は、「チップキャリア型」などと呼ばれるものである。すなわち、窒化アルミニウムや酸化アルミニウムなどの絶縁性材料、あるいは、シリコンなどの半導体などからなるキャリア３００の上に、金スズなどの半田や導電性接着剤などを用いて、半導体発光素子１０がジャンクション・ダウンでマウントされている。レーザ光Ｌは、半導体発光素子１０のマウント面の近傍の端面から放出される。
【００６１】
本実施形態によれば、図１乃至図２６に関して前述したように、半導体発光素子１０のマウント面にスリット１６を適宜設けることにより、リッジストライプの下の半田層に空洞が形成されることを抑止し、チップキャリア３００に対して物理的な接合強度を高めると同時に熱接触も良好に維持できるチップキャリア型の半導体発光装置を実現できる。
【００６２】
図２８は、本発明の実施の形態の半導体発光装置の第２の具体例を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）はその正面図である。
【００６３】
本具体例の半導体発光装置も、「チップキャリア型」の装置である。図２７に表したものとの相違点は、キャリア３００と半導体発光素子１０との間に、サブマウント３１０が設けられている点にある。サブマウント３１０は、例えば、半導体発光素子１０からの熱放散を向上させたり、また、半導体発光素子１０とキャリア３００との熱膨張率の違いを緩和することにより半導体発光素子１０に印加される熱応力を低減する役割を有する。
【００６４】
そして、本具体例においても、図１乃至図２６に関して前述したように、半導体発光素子１０のマウント面にスリット１６を適宜設けることにより、リッジストライプの下の半田層に空洞が形成されることを抑止し、サブマウント３１０に対して物理的な接合強度を高めると同時に熱接触も良好に維持できるチップキャリア型の半導体発光装置を実現できる。
【００６５】
図２９は、本発明の実施の形態の半導体発光装置の第３の具体例を表す模式断面図である。すなわち、同図は、いわゆるカン封止型（can-seal type）の半導体発光装置を表す。
【００６６】
この半導体発光装置４００は、ステム４１０とステムマウント４３０と封止カン４５０とを有する。ステム４１０には、リードピン４２０が設けられ、外部との電気的な接続を可能としている。ステムマウント４３０はステム４１０に固定され、その先端にはサブマント４４０を介して半導体発光素子１０がジャンクション・ダウンでマウントされている。また、ステム４１０の上には半導体発光素子１０からの出力をモニタし、適宜フィードバック制御するためのモニタ用受光素子４７０が設けれている。
【００６７】
半導体発光素子１０は、封止カン４５０により封止されている。半導体発光素子１０から放出されたレーザ光は、封止カン４５０に設けられたガラスなどの透光性材料からなる窓４６０を介して外部に取り出される。
【００６８】
本具体例においても、図１乃至図２６に関して前述したように、半導体発光素子１０のマウント面にスリット１６を適宜設けることにより、リッジストライプの下の半田層に空洞が形成されることを抑止し、サブマウント４４０に対して物理的な接合強度を高めると同時に熱接触も良好に維持できるチップキャリア型の半導体発光装置を実現できる。
【００６９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子を構成する層構造の詳細などに関して当業者が適宜設計変更したものも本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。例えば、活性層として、ＩｎＧａＡｌＰ系の他にも、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＮ１−ｙ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ＜１）系や、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系など、様々な材料を用いることもできる。同様に、クラッド層や光ガイド層などについても、様々な材料を用いることもできる。
【００７０】
また、半導体発光素子の形状やサイズについても、当業者が適宜設計変更したものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。さらに、リッジストライプの形状やサイズ、ダミーリッジの形状や配置関係、スリットの形状や数についても、同様に各種の変形が可能であり、これらはいずれも本発明の範囲に包含される。
【００７１】
一方、本発明の半導体発光装置についても、具体例として前述したもの以外にも、例えば、光ファイバを結合するためのレセプタクルに本発明の半導体発光素子が組み込まれた半導体発光装置や、実装基板の上に本発明の半導体発光素子がマウントされた半導体発光装置など、各種のものが本発明の範囲に包含される。要するに、本発明の半導体発光素子がジャンクション・ダウンでマウントされた半導体発光装置は、全て本発明の半導体発光装置に属する。
【００７２】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子及び半導体発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施しうるすべての半導体発光素子及び半導体発光装置も同様に本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる半導体発光素子を表す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子のマウント面Ｍを眺めた平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】スリット１６の作用を説明するための概念図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ素子をマウントした状態を表す一部拡大断面図である。
【図７】半田層が形成された半導体発光素子を表す模式断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の発光素子の変形例を表す一部拡大断面図である。
【図９】リッジストライプ１２が低くなる構造の具体例を表す一部拡大断面図である。
【図１０】リッジストライプ１２が低くなる構造の第２の具体例を表す一部拡大断面図である。
【図１１】リッジストライプ１２が低くなる構造の第３の具体例を表す一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】図１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態にかかる半導体発光素子をそのマウント面から眺めた平面図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。
【図２３】本発明の第９の実施の形態にかかる半導体発光素子の一部拡大断面図である。
【図２４】本発明の実施例としての半導体発光素子の要部断面構造である。
【図２５】本発明の実施例の半導体レーザの一部を表す工程断面図である。
【図２６】本発明の実施例の半導体レーザの一部を表す工程断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態の半導体発光装置の一例を表す模式図である。
【図２８】本発明の実施の形態の半導体発光装置の第２の具体例を表す模式図である。
【図２９】本発明の実施の形態の半導体発光装置の第３の具体例を表す模式断面図である。
【図３０】ダミーリッジを設けた半導体レーザをそのマウント面から眺めた平面図である。
【図３１】図３０におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３２】図３０及び図３１に表した半導体レーザをジャンクション・ダウンでマウントした後の断面を表す一部拡大図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 半導体発光素子（半導体レーザ素子）
１０Ｅ 端面
１２ リッジストライプ
１２ａ 傾斜部
１２ｂ 垂直部
１４ ダミーリッジ
１４Ｔ テーパ部
１６ スリット
２１ 基板
２２ 下部クラッド層
２３ 光ガイド層
２４ 活性層
２５ 光ガイド層
２６ クラッド層
２７ エッチングストッパ層
２８ クラッド層
２９ 中間層
３０ コンタクト層
３０ 絶縁層
３１ ｐ側電極
３２ ｎ側電極
４０、４２ 電流ブロック層
５０ 半田層
１００ 半導体レーザ
１１２ リッジストライプ
１１４ ダミーリッジ
２００ サブマウント
２１０、２２０、２３０ 酸化シリコン膜
２４０ ポリイミド
２５０、２６０、２７０ レジスト
３００ チップキャリア
３１０ サブマウント
４００ 半導体発光装置
４１０ ステム
４２０ リードピン
４３０ ステムマウント
４４０ サブマウント
４５０ 封止カン
４６０ 窓
４７０ モニタ用受光素子
Ｍ マウント面
Ｖ 空洞
【図１】
2005223070.tif 000003
【図２】
2005223070.tif 000004
【図３】
2005223070.tif 000005
【図４】
2005223070.tif 000006
【図５】
2005223070.tif 000007
【図６】
2005223070.tif 000008
【図７】
2005223070.tif 000009
【図８】
2005223070.tif 000010
【図９】
2005223070.tif 000011
【図１０】
2005223070.tif 000012
【図１１】
2005223070.tif 000013
【図１２】
2005223070.tif 000014
【図１３】
2005223070.tif 000015
【図１４】
2005223070.tif 000016
【図１５】
2005223070.tif 000017
【図１６】
2005223070.tif 000018
【図１７】
2005223070.tif 000019
【図１８】
2005223070.tif 000020
【図１９】
2005223070.tif 000021
【図２０】
2005223070.tif 000022
【図２１】
2005223070.tif 000023
【図２２】
2005223070.tif 000024
【図２３】
2005223070.tif 000025
【図２４】
2005223070.tif 000026
【図２５】
2005223070.tif 000027
【図２６】
2005223070.tif 000028
【図２７】
2005223070.tif 000029
【図２８】
2005223070.tif 000030
【図２９】
2005223070.tif 000031
【図３０】
2005223070.tif 000032
【図３１】
2005223070.tif 000033
【図３２】
2005223070.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月28日(2005.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
以上説明したように、本実施例によれば、ダミーリッジ１４により保護されたリッジ導波路型の半導体レーザが得られる。そして、図２５（ｃ）にも表したように、本実施例の半導体レーザは、ダミーリッジ１４の上面に電流遮断のための酸化シリコン膜２３０が形成されているために、その膜厚の分だけ、リッジストライプ１２の高さが低い。このため、このレーザ素子をジャンクション・ダウンでマウントすると、図３２に関して前述したように半田層に空洞Ｖが形成されやすい。これに対して、本実施例によれば、リッジストライプ１２の両側にスリット１６を適宜設けることにより、マウントの際に、空気の「抜け」を促進させ、空洞Ｖの形成を抑制できる。その結果として、物理的に強固に接合され、同時に熱接触も良好な半導体発光装置を実現できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
本具体例においても、図１乃至図２６に関して前述したように、半導体発光素子１０のマウント面にスリット１６を適宜設けることにより、リッジストライプの下の半田層に空洞が形成されることを抑止し、サブマウント４４０に対して物理的な接合強度を高めると同時に熱接触も良好に維持できるカン封止型の半導体発光装置を実現できる。