(57)【要約】【課題】放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現できるようにする。【解決手段】半導体装置は、III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板１０と、基板１０の主面上に形成され、ｎ型半導体層１２及びｐ型半導体層１４を含む半導体積層体１１と、半導体積層体１０の上に形成され、半導体積層体１１と比べて熱伝導率が高い第１の絶縁膜１５とを備えている。ｐ型半導体層１４はリッジストライプ部１４ａを有し、第１の絶縁膜１５は、少なくともｐ型半導体層１４におけるリッジストライプ部１４ａの両側方の領域を覆うように形成されている。【選択図】図１
2007311682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、
前記基板の主面上に形成されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体の上に形成され、前記半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料からなる第１の絶縁膜とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体積層体は、前記ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に形成された活性層を含み、
前記ｐ型半導体層は、前記活性層の上に形成され且つリッジストライプ部を有しており、
前記第１の絶縁膜は、少なくとも前記ｐ型半導体層におけるリッジストライプ部の両側方の領域を覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の絶縁膜と前記ｐ型半導体層との間に形成され、前記第１の絶縁膜よりも屈折率が低い低屈折率層をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板は、該基板の主面と反対側の面における前記リッジストライプ部と対応する位置に形成された凹部を有し、
前記凹部には、前記半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料が埋め込まれた放熱部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記放熱部の上端部には、光を吸収する光吸収膜が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の絶縁膜の上に形成され且つ前記リッジストライプ部において前記ｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部が延びる方向に沿って形成され且つ前記基板を露出する切り欠き部を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記半導体積層体における前記切り欠き部の側面及び前記基板における前記切り欠き部から露出する部分を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の絶縁膜は、前記ｐ型半導体層を覆うように形成され且つ前記リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有し、
前記第１の絶縁膜の上に形成され、前記リッジストライプ部における前記開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記ｐ側電極及び第１の絶縁膜を覆う金属膜からなる放熱用電極をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ｐ型半導体層を覆うように形成され、前記リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上に形成され、前記リッジストライプ部における前記開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極とをさらに備え、
前記第１の絶縁膜は、前記ｐ側電極を覆うように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第１の絶縁膜は、前記リッジストライプ部と前記切り欠き部との間の領域上に形成され、前記ｐ側電極を露出する配線用開口部を有し、
前記第１の絶縁膜の上における前記配線用開口部の周囲の領域を覆い且つ前記配線用開口部を埋めるように形成され、前記ｐ側電極と電気的に接続されたパッド電極をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部と前記切り欠き部との間に形成され、少なくとも前記ｎ型半導体層の一部を露出する第１のトレンチ部を有し、
前記第１の絶縁膜は前記第１のトレンチ部の側面及び底面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１のトレンチ部は、前記リッジストライプ部と平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第１のトレンチ部は、前記リッジストライプ部に沿って延び且つ平面ジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体積層体は、レーザ光を出射する出射端面と前記出射端面と対向する端面である後端面とを有し、
前記第１のトレンチ部は、前記半導体積層体における前記出射端面側の領域及び後端面側の領域の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部に対して前記第１のトレンチ部と反対側の領域に形成された第２のトレンチ部を有していることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記半導体積層体における前記第１のトレンチ部と前記切り欠き部との間に形成された受光領域をさらに備えていることを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第１の絶縁膜は、ダイヤモンド膜であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に高い放熱効率を必要とする発光デバイス等の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種半導体装置の高出力化及び熱に対する耐性の向上が必要とされ、半導体装置から放熱を行う技術が、種半導体装置の性能を保証する重要なキーファクタとなってきている。
【０００３】
半導体レーザ装置をはじめとする発光デバイスは、発熱量が大きいため高出力化においては、放熱対策が重要となる。中でも、窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとする、一般式がＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表されるIII−Ｖ族窒化物半導体材料を用いた窒化物半導体レーザ装置は、大きなバンドギャップにより駆動電圧が高くなるため、他の材料系の発光装置と比較して発熱量が非常に大きく、放熱対策が特に重要である。
【０００４】
発光デバイスにおける発熱はｐｎ接合部において生じる熱が主である。このため、発光デバイスを効率良く放熱するために、ｐｎ接合部を放熱台に接近させて実装するジャンクションダウン実装が多用されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、ｐｎ接合部において生じた熱を素早く効率良く放熱するために、電流狭窄のための絶縁膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等の高熱伝導材料とすることも試みられている（例えば、特許文献２〜４を参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３３２６７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２６７５号公報
【特許文献３】特開２００３−１５８３４３号公報
【特許文献４】特開２００５−１０１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例のように発光デバイスをジャンクションダウン実装した場合には、ｐｎ接合部が放熱台と接近してしまう。このため、高精度の実装技術が必要となるという問題がある。
【０００７】
一方、窒化物半導体装置を製造するための基板として、ＧａＮ基板が用いられるようになってきている。ＧａＮ基板は、サファイア基板と比べて、結晶の格子整合や放熱性という点で優れている。また、サファイア基板が絶縁性であるのに対して、ＧａＮ基板は導電性を有する。このため、ＧａＮ基板の裏面側に電極を形成し、ＧａＮ基板を横切る方向に電流が流れる構造を採用することが可能になる。導電性を有するＧａＮ基板の裏面に電極を形成すれば、個々の半導体装置のチップサイズを縮小することが可能になり、チップ面積を縮小すると、１枚のウェハから作製され得るチップの総数が増加するため、製造コストを低くすることができる。
【０００８】
しかし、ＧａＮ基板を用いた場合には、ジャンクションダウン実装の際にチップの四隅を認識して高精度の位置決めを行うことは困難であり、実装の際の歩留まりが非常に悪くなるという知見を本願発明者らは得ている。これは、ＧａＮ結晶が六方晶であるために、チップの四隅の角度が安定して直角となりにくいためである。さらに、ＧａＮ基板が透明であることもチップの自動認識を困難にし、歩留まり低下を引き起こす原因となる。
【０００９】
また、ジャンクションダウン実装には、レーザ端面部の放熱が局所的に悪化し、レーザ共振器方向に不均一に発熱するおそれがある。発熱が不均一になると、不均一な応力が発生したり、端面部の局所発熱による端面劣化が発生したりして、長期信頼性に欠け、装置間のばらつきが大きくなる。
【００１０】
さらに、レーザ光の出射部が半田で塞がれたり、レーザ光が放熱台に反射したりしないように、出射部を放熱台からはみ出すように実装したり、レーザ装置と放熱台との間にバンプを設けて出射部と放熱台とを空間的に分離したりする実装技術が必要となる。
【００１１】
一方、ジャンクションアップ実装は、ｐｎ接合位置と放熱台との距離が離れるため放熱に不利となるという問題がある。このため、例えば、特許文献２には、基板及び電流狭窄のための絶縁膜を高放熱性のダイヤモンドとする方法が開示されている。しかし、基板をダイヤモンドとすることは、製造工程において、基板転写等の技術が必要になり量産歩留まり及び製造コストを考慮すると現実的なものではない。
【００１２】
また、特許文献３には、基板にサファイアを用い、電流狭窄のための絶縁膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜とする方法が開示されている。しかし、ＤＬＣ膜により吸熱した後の放熱に関しては明確になっていない。特に、特許文献３の基板はサファイアであるため、基板側からの放熱がほとんど期待できず、発光装置自身に熱が蓄積されることになり、活性層において生じた発熱は飽和し、やがて熱暴走することが危惧される。この課題は、高出力動作時により顕著になると推測される。また、ＤＬＣ膜、ｐ側電極及びｎ側電極を基板の同一面上に形成しなければならず、製造工程も複雑となり、量産時に低コスト化を図ることが容易ではない。
【００１３】
また、特許文献４には、電流狭窄のための絶縁膜を炭化硅素（ＳｉＣ）膜とする方法が開示されている。しかし、ＳｉＣ膜を用いたとしてもＤＬＣ膜と同様の問題が生じ、発光装置自体に熱が蓄積されたり、コストの低減が困難であったりする。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題を解決し、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現できるようにすることを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するため、本発明は半導体装置を、少なくとも半導体装置の上面を覆う熱伝導性が高い絶縁膜を備えている構成とする。
【００１６】
具体的に本発明に係る半導体装置は、III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、基板の主面上に形成されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を含む半導体積層体と、半導体積層体の上に形成され、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い第１の絶縁膜とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体装置は、III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い第１の絶縁膜とを備えているため、半導体積層体において発生した熱を基板側及び上面側から効率よく放熱することができる。従って、高出力動作時においても長期間の信頼性を有する半導体装置が実現できる。
【００１８】
本発明の半導体装置において、半導体積層体はｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に形成された活性層を含み、ｐ型半導体層は、活性層の上に形成され且つリッジストライプ部を有しており、第１の絶縁膜は、少なくともｐ型半導体層におけるリッジストライプ部の両側方の領域を覆うことが好ましい。このような構成とすることにより、リッジストライプ部付近において発生した熱を効率良く半導体装置の上方に放熱することができる。また、熱伝導性に優れたIII−Ｖ族窒化物半導体からなる基板を備えているため、基板の裏面からも効率良く放熱することができる。従って、自動実装が容易なジャンクションアップ実装を行った場合にも十分な放熱効率を確保することができるので、歩留まりを向上させコストを低減することが可能である。
【００１９】
本発明の半導体装置は、第１の絶縁膜とｐ型半導体層との間に形成され、第１の絶縁膜よりも屈折率が低い低屈折率層をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】
本発明の半導体装置において、基板は、該基板の主面と反対側の面におけるリッジストライプ部と対応する位置に形成された凹部を有し、凹部には、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料が埋め込まれた放熱部が形成されていることが好ましい。
【００２１】
この場合において、放熱部の上端部には、光を吸収する光吸収膜が形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の半導体装置は、半導体装置は、第１の絶縁膜の上に形成され且つリッジストライプ部においてｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１の絶縁膜を電流狭窄層として用いることができる。
【００２３】
本発明の半導体装置は、半導体積層体は、リッジストライプ部が延びる方向に沿って形成され且つ基板を露出する切り欠き部を有し、第１の絶縁膜は、半導体積層体における切り欠き部の側面及び基板における切り欠き部から露出する部分を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体装置の熱を効率良く基板に伝えることができる。従って、半導体装置から生じる熱を効率良く放熱することができるので、大出力で高温となる半導体装置も長期間安定に動作させることができる。さらに、発熱量の大きな半導体装置もジャンクションアップ実装することが可能となるので、歩留まりを向上させコストを低減することが可能となる。
【００２４】
本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は、ｐ型半導体層を覆うように形成され且つリッジストライプ部の上部を露出する開口部を有し、第１の絶縁膜の上に形成され、リッジストライプ部における開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の半導体装置は、ｐ側電極及び第１の絶縁膜を覆う金属膜からなる放熱用電極をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、さらに効率良く放熱を行うことができる。
【００２６】
本発明の半導体装置は、ｐ型半導体層を覆うように形成され、リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有する第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜の上に形成され、リッジストライプ部における開口部から露出した部分と電気的に接続されたｐ側電極とをさらに備え、第１の絶縁膜は、ｐ側電極を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１の絶縁膜を形成する際にｐ型半導体層にダメージが生じることを防ぐことができる。また、ｐ側電極の密着性が向上する。
【００２７】
この場合において、第１の絶縁膜は、リッジストライプ部と切り欠き部との間の領域上に形成され、ｐ側電極を露出する配線用開口部を有し、第１の絶縁膜の上における配線用開口部の周囲の領域を覆い且つ配線用開口部を埋めるように形成され、ｐ側電極と電気的に接続されたパッド電極をさらに備えていることが好ましい。
【００２８】
本発明の半導体装置において、半導体積層体は、リッジストライプ部と切り欠き部との間に形成され、少なくともｎ型半導体層の一部を露出する第１のトレンチ部を有し、第１の絶縁膜は第１のトレンチ部の側面及び底面を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体積層体の内部において発生する熱も効率良く放熱することが可能となる。
【００２９】
この場合において、第１のトレンチ部は、リッジストライプ部と平行に延びるように形成されていることが好ましい。
【００３０】
また、第１のトレンチ部は、リッジストライプ部に沿って延び且つ平面ジグザグ状に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、第１のトレンチ部の表面積が大きくなり放熱効率が向上する。
【００３１】
また、半導体積層体は、レーザ光を出射する出射端面と出射端面と対向する端面である後端面とを有し、第１のトレンチ部は、半導体積層体における出射端面側の領域及び後端面側の領域の少なくとも一方に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、第１のトレンチ部を形成したことによりｐ側電極の厚さが変動し、半導体装置の動作に個体差が生じることを抑えることができる。
【００３２】
また、半導体積層体はリッジストライプ部に対して第１のトレンチ部と反対側の領域に形成された第２のトレンチ部を有していてもよい。このような構成とすることによりさらに放熱効率を向上させることができる。
【００３３】
本発明の半導体装は、半導体積層体における第１のトレンチ部と切り欠き部との間に形成された受光領域をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、受光部を別に設けることなく、出力をモニターしながら半導体装置を動作させることが可能となる。これにより、半導体装置を長期間に亘って安定した動作させることが可能となる。
【００３４】
本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は、ダイヤモンド膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図１に示すように本実施形態の半導体装置は、半導体レーザ装置である。
【００３７】
本実施形態の半導体装置は、ｎ型不純物がドープされた膜厚が約１００μｍのｎ型ＧａＮからなる基板１０と、基板１０のＧａ面に形成された半導体積層体１１とを備えている。半導体積層体１１は、基板１０の上のＧａ面に順次形成されたｎ型半導体層１２と活性層１３とｐ型半導体層１４とを有している。
【００３８】
ｎ型半導体層１２は、例えば、膜厚が１μｍのｎ型ＧａＮ層と、膜厚が１．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層とを有している。ｎ型ＧａＮ層及びｎ型クラッド層は、ｎ型不純物として濃度が５×１０17ｃｍ-3のシリコン（Ｓｉ）を含んでいる。
【００３９】
活性層１３は、例えば、厚さが３ｎｍのウェル層と厚さが９ｎｍのバリア層とが積層された多重量子井戸構造のＩｎＧａＮ層が、膜厚が１６０ｎｍのＧａＮからなる光ガイド層と膜厚が６０ｎｍのＩｎＧａＮ中間層とに挟まれている。
【００４０】
ｐ型半導体層１４は、例えば、膜厚が２０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＮからなるキャップ層と、膜厚が２０ｎｍｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層と、膜厚が０．５μｍのＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層と、膜厚が０．１μｍのｐ型コンタクト層とを有している。キャップ層、ｐ型光ガイド層及びｐ型クラッド層は、ｐ型不純物として濃度が１×１０19ｃｍ-3のマグネシウム（Ｍｇ）含んでおり、ｐ型コンタクト層は、濃度が１×１０20ｃｍ-3のＭｇを含んでいる。
【００４１】
半導体積層体１１は、チップ長さ（共振器長）が６００μｍで、チップ幅が２００μｍとなるように形成されており、ｐ型半導体層１４には、共振器方向に延びる幅が１．５μｍのリッジストライプ部１４ａが形成されている。本実施形態の半導体装置においては、リッジストライプ部１４ａは、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層からなる。
【００４２】
なお、半導体積層体１１に含まれるｎ型半導体層１２、活性層１３及びｐ型半導体層１４の構成はこれに限らず、半導体レーザ装置が形成できるものであればどのようなものであってもよい。
【００４３】
ｐ型半導体層１４の上にはリッジストライプ部１４ａの上面を除いて第１の絶縁膜１５が形成されている。第１の絶縁膜１５の上には、リッジストライプ部１４ａを覆うｐ側電極１６が形成されている。ｐ側電極１６は、リッジストライプ部１４ａの上面においてｐ型半導体層１４と電気的に接続されたｐ側コンタクト電極１６Ａと、リッジストライプ部１４ａを覆うと共に、第１の絶縁膜１５の上にも形成されたｐ側配線電極１６Ｂとを含んでいる。ｐ側コンタクト電極１６Ａは、パラジウム（Ｐｄ）と白金（Ｐｔ）とが積層されて形成されている。ｐ側配線電極１６Ｂは、チタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）とが積層されて形成されている。基板１０の裏面には、ＴｉとＰｔとＡｕとが積層されたｎ側電極１７が形成されている。
【００４４】
図２は本実施形態の半導体装置を放熱台３０に実装した状態を示している。本実施形態においては、半導体装置は、放熱台３０と基板１０とを接近させた、ジャンクションアップ実装を行っている。放熱の観点からは、発熱部位を放熱台３０と接近させることができるジャンクションダウン実装が好ましい。しかし、ＧａＮ等からなる基板を用いた半導体装置においては、ジャンクションダウンによる自動実装が困難であり歩留まりが低下してしまう。これは、ＧａＮ基板が六方晶構造であるために、基板のへき開によって個々の半導体チップに分離する際に、チップの四隅の角度が安定して直角になりにくい。このため、「へき開」で得られるチップの四隅を認識して位置決めすることが困難でありことによる。また、ＧａＮ基板が透明であることもチップの自動認識を困難にし、歩留まり低下の原因となっている。
【００４５】
一方、ジャンクションアップ実装においては、半導体装置の光出射端面が放熱台から遠方となるため、実装時に端面に半田が付着する危険性が低減され、自動実装の際のマージンを大きくとることができる。このため、自動実装の際の歩留まりを改善することができる。さらに、ＧａＮ等からなる基板を用いた半導体装置の場合、ジャンクションアップ実装においても基板の裏面全体から均一的に放熱させることができるため、局所的な発熱による局所的劣化が抑制されるので、高温、高出力の動作に適している。
【００４６】
本願発明者らは、ＧａＮ基板の裏面に電極を形成し、ＧａＮ基板の裏面に形成した電極と放熱台とを接着することにより、活性層付近において発生した熱をＧａＮ基板裏面全体から均一的に放熱台に放熱することが可能となり、発光装置の局所的発熱を抑制して高温、高出力動作における長寿命化が実現できることを見いだした。
【００４７】
本実施形態の放熱台３０は、窒化アルミニウムからなるサブマウント３１とステム３２とを有している。サブマウント３１の上面には配線電極３３が形成されており、ｎ側電極１７と配線電極３３とは半田３５により接着されている。これにより、半導体装置において発生した熱をサブマウント３１に効率良く伝え、放熱することができる。
【００４８】
また、本願発明者らは、基板側からの放熱だけでなく、表面側からの放熱も最大限に利用することが最良であるという知見を得ている。このため、本実施形態の半導体装置は、第１の絶縁膜１５が、熱伝導性に優れたダイヤモンド膜により形成されている。これにより、第１の絶縁膜１５は、ｐ型半導体層１４に流れる電流を、リッジストライプ部１４ａの部分に限定する電流狭窄用の絶縁膜として機能するだけでなく、半導体装置から発生した熱を上方に放熱する放熱用の膜としても機能する。その結果、本実施形態の半導体装置は、基板の裏面から放熱するだけでなく、装置の上面からも効率良く放熱を行うことができる。
【００４９】
以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。まず、厚さが約４００μｍのＧａＮからなる基板１０のＧａ面の上に、公知のエピタキシャル成長技術によって半導体積層体１１を形成する。
【００５０】
半導体積層体１１の形成は、例えば以下のようにして行う。まず、基板１０を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置のチャンバ内に挿入する。この後、基板１０の表面に対し、５００〜１１００℃程度の熱処理（サーマルクリーニング）を行う。この熱処理は、例えば８００℃で１分以上、望ましくは５分以上行う。この熱処理を行っている間、窒素ガス、アンモニア又はヒドラジン等の窒素原子（Ｎ）を含むガスをチャンバ内に流すことが好ましい。
【００５１】
その後、反応炉を約１０００℃に温度制御し、原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）及びアンモニア（ＮＨ3）ガスと、キャリアガスである水素と窒素とを同時に供給するとともに、ｎ型ドーパントであるシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給することにより、厚さが約１μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ層を成長する。
【００５２】
次に、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）の供給を追加しながら、厚さが約１．５μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のＡｌ0.04Ｇａ0.96Ｎからなるｎ型クラッド層を成長する。その後、厚さが約１６０ｎｍのＧａＮからなるＧａＮ光ガイド層を成長した後、温度を約８００℃まで降温し、キャリアガスを窒素のみに変更して、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）とＴＭＧを供給して、膜厚が約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなるウェル層と膜厚が約９ｎｍのＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなるバリア層とが積層された多重量子井戸活性層を成長する。その後、Ｉｎ0.01Ｇａ0.99ＮからなるＩｎＧａＮ中間層を成長する。ＩｎＧａＮ中間層を設けることにより、その上に形成するｐ型の半導体層から活性層へのｐ型ドーパント（Ｍｇ）の拡散を大幅に抑制し、結晶成長後も活性層を高品質に維持することができる。
【００５３】
次に、再び反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温し、キャリアガスとして水素を追加して、ｐ型ドーパントであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）ガスを供給しながら、膜厚が約２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎからなるｐ型キャップ層を成長する。
【００５４】
次に、厚さが約２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型ＧａＮ光ガイド層を成長する。その後、厚さが約０．５μｍで不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるｐ型クラッド層を成長する。続いて、厚さが約０．１μｍで不純物濃度が約１×１０20ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を成長する。
【００５５】
次に、ｐ型コンタクト層の上にプラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法等によりＳｉＯ2等のドライエッチングに対する耐性が高い絶縁膜を堆積する。堆積した絶縁膜をフォトリソグラフィー技術とフッ酸処理とを用いて幅が１．５μｍのストライプ状に加工する。続いて、ストライプ状に加工した絶縁膜をマスクとして、ドライエッチングを行いｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をリッジ状に加工し、フッ酸処理でリッジ上の上記絶縁膜を除去することによりリッジストライプ部１４ａを形成する。
【００５６】
半導体積層体１１を形成した後、第１の絶縁膜１５の形成を行う。本実施形態において第１の絶縁膜１５は、膜厚が約５００ｎｍのダイヤモンド膜である。ダイヤモンド膜は、ダイヤモンド結合とグラファイト結合とを含有する多結晶ダイヤモンド構造の膜等とすればよい。ダイヤモンド膜は、ＣＶＤ法等により堆積すればよく、堆積の際に膜中の水素量を調整することにより熱伝導性が高い膜を形成することができる。リッジストライプ部１４ａを覆うように第１の絶縁膜１５を形成し、リッジストライプ部１４ａの上面を露出するマスクを形成した後、第１の絶縁膜１５をエッチングする。これにより、第１の絶縁膜１５におけるリッジストライプ部１４ａの上面に形成された部分を選択的に除去する。
【００５７】
マスクを除去した後、ｐ型半導体層１４におけるリッジストライプ部１４ａ及びリッジストライプ部１４ａの両側方の領域を露出するレジストマスクを形成し、レジストマスクの上及びｐ型半導体層１４の露出部分の上にＰｄ膜及びＰｔ膜を順次蒸着する。続いて、レジストマスクと共に、Ｐｄ膜及びＰｔ膜のレジストマスクの上に形成した部分を除去するリフトオフ技術を用いて、ｐ型半導体層１４におけるリッジストライプ部１４ａ及びリッジストライプ部１４ａの両側方の領域を覆うｐ側コンタクト電極１６Ａを形成する。
【００５８】
次に、ｐ側コンタクト電極１６Ａ及び第１の絶縁膜１５の上を覆うようにＴｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次蒸着して、ｐ側配線電極１６Ｂを形成する。このように、ｐ側電極１６をｐ側コンタクト電極１６Ａとｐ側配線電極１６Ｂとの２層構造とすることにより、ｐ側電極１６のコンタクト抵抗を低く保ちながら、ダイヤモンド膜である第１の絶縁膜１５との密着性に優れたｐ側電極１６を形成することができる。
【００５９】
ｐ側電極１６のコンタクト抵抗を低減するためには、ｐ側電極１６にＰｄ等を用いることが好ましい。しかし、Ｐｄはダイヤモンド膜との密着性に乏しく、ダイヤモンド膜の上に形成すると剥離してしまうという問題がある。一方、Ｔｉは、ダイヤモンド膜との密着性に優れるが、ｐ型半導体層１４とオーミックコンタクトを形成することが困難である。
【００６０】
このため、Ｐｄを含むｐ側電極１６をｐ型半導体層１４と接するように形成した後、Ｔｉを含むｐ側配線電極１６Ｂをｐ側コンタクト電極１６Ａ及び第１の絶縁膜１５を覆うように形成することにより、ｐ側電極１６全体として、コンタクト抵抗の低減と密着性の向上を実現できる。なお、ｐ側配線電極１６Ｂには、Ｔｉに代えて銅（Ｃｕ）を用いてもよい。Ｃｕの場合、熱伝導が促進されるために高出力動作時の放熱性をさらに向上させる効果がある。
【００６１】
次に、ボールボンダ装置等を用いて電流供給のためのＡｕワイヤ１９をｐ側配線電極１６Ｂと接続する。なお、リッジストライプ部１４ａを避けてＡｕワイヤ１９を接続することにより、電流供給通路となるリッジストライプ部１４ａにボンディングによるダメージが生じることを抑えることができる。また、活性層１３へのダメージも少なくできる。
【００６２】
次に、基板１０を裏面側から研磨し、基板１０の厚さを約１００μｍとする。次に、ウエットエッチング及びドライエッチング等を用いて研磨面をクリーニングした後、Ｔｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次堆積してｎ側電極１７とする。その後、ｎ側電極１７のＡｕ膜のみをウエットエッチングを用いて選択的に除去する。Ａｕ堆積箇所はＡｕの粘性が高いために良好なへき開が得にくいが、このようにＡｕが選択的に除去された領域を形成することによりへき開歩留まりを改善することができる。
【００６３】
Ａｕ膜を選択的に除去した後、スクライブ装置及びブレーキング装置を用いて、基板１０のＭ面に沿って一次へき開を行いレーザ共振器端面を形成する。続いて、ＥＣＲスパッタ装置等を用いてレーザ端面に端面保護膜及び反射膜を堆積させる。最後に、一次へき開によって得られたバーに二次へき開を行う。なお、この端面コートの際に、高屈折材料としてダイヤモンド膜を適用すると、端面からの放熱が促進されるために高出力動作時の端面局所発熱による端面劣化が抑制される。
【００６４】
次に、分離されたレーザチップを半田３５を介してＡｌＮ等からなるサブマウント３１及びステム３２に自動実装する。サブマウント３１及びステム３２は、放熱台として機能する。
【００６５】
次に、電流供給のためのＡｕワイヤ３４をｎ側電極１７と電気的に接続されているサブマウントの配線電極３３と接続する。次に、レーザチップと外気とを遮断するために、レーザ光取出しガラス窓が付いたキャップを高電界プレス機で融着する。
【００６６】
本実施形態により製造された半導体レーザ装置を室温にて通電したところ、閾値電流が３２ｍＡにおいて連続発振し、スロープ効率は１．４Ｗ／Ａであり、発振波長は４０５ｎｍであった。また、ジャンクションアップ実装により高熱伝導性のＧａＮ基板の裏面全体から均一的に放熱され、且つ発熱箇所に近いリッジ周辺の絶縁膜が高熱伝導材料のダイヤモンドで形成されているため発熱箇所から効率的に素早く熱が表面側に拡散されることにより、高温且つ高出力の条件（８０℃、１５０ｍＷ）において１０００時間以上の安定動作が可能であった。
【００６７】
なお、本実施形態では、第１の絶縁膜１５の膜厚を約５００ｎｍとしたが、これはリッジストライプ部１４ａの高さと同程度の膜厚とすることにより、リッジストライプ部１４ａの周辺における発熱を効率良く放熱させるためである。しかし、第１の絶縁膜１５の膜厚を増加させると、ＧａＮとの熱膨張係数の差等に起因する応力により第１の絶縁膜１５が剥離する可能性があるため、リッジストライプ部１４ａの高さよりも膜厚を薄くすることが好ましい。
【００６８】
なお、本実施形態では、第１の絶縁膜１５の上にｐ側電極１６を形成したが、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５は表面が非常に平滑であるため、ｐ側電極１６との密着性が不足してｐ側電極が剥離する可能性がある。このため、ダイヤモンド膜を堆積する際には、その最上面を多結晶度の高いダイヤモンド膜として表面平滑性を低下させることが好ましい。
【００６９】
（第１の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照して説明する。図３は第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図３において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７０】
図３に示すように本変形例の半導体装置は、第１の絶縁膜１５とｐ側電極１６との間にＳｉＯ2からなる低屈折率膜２０を形成していることを特徴とする。
【００７１】
第１の実施形態の半導体装置は、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５上にｐ側電極１６が形成されている。ダイヤモンド膜の屈折率は２．５程度であり、ＧａＮの屈折率と同程度であるため、レーザ光がｐ型半導体層１４から第１の絶縁膜１５の側へ漏洩し、ｐ側電極１６において吸収されて、損失となるおそれがある。しかし、本変形例の半導体装置は、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５の上に低屈折率（１．５程度）のＳｉＯ2からなる低屈折率膜２０が形成されているため、ｐ側電極１６へのレーザ光の漏出を抑制できる。従って、レーザの吸収損失が低減されるので、半導体装置のレーザ特性が改善される。さらに、本変形例の半導体装置は、レーザ光の水平横モードが安定に制御されるため、高温度、高出力での動作の際においてもキンクの発生が抑制され、電流に対する光出力の線形性が維持される。
【００７２】
なお、低屈折率膜２０は、ダイヤモンド膜との密着性がよく且つ屈折率がダイヤモンド膜と空気との間の値である材料であれば、ＳｉＯ2に限らない。
【００７３】
また、低屈折率膜２０は積層膜としてもよい。例えば、ＳｉＯ2膜とダイヤモンド膜との積層膜とすれば、第１の絶縁膜１５の膜厚を厚くしたのと同様の効果が得られ、リッジ周辺の発熱をさらに効率良く表面側に拡散させることが可能になる。この場合は、第１の絶縁膜１５の膜厚を厚くするのと異なり、ＳｉＯ2膜が存在しているため、応力緩和されダイヤモンド膜の剥離が抑制される。
【００７４】
（第１の実施形態の第２変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照して説明する。図４は第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図４において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７５】
図４に示すように本変形例の半導体装置は、基板１０の裏面におけるリッジストライプ部１４ａの下側の部分に放熱部４２が形成されている。放熱部４２は、基板１０の裏面から形成された凹部に埋め込まれたダイヤモンド膜からなる。ダイヤモンド膜からなる放熱部４２は、ＧａＮからなる基板１０よりも熱伝導性に優れているため、活性層１３におけるリッジストライプ部１４ａの下側の部分において発生した熱の放散が促進され、高温、高出力動作の際における安定性が向上する。
【００７６】
なお、基板１０の裏面に形成された凹部はドライエッチングにより形成すればよく、共振器の両端面を除外するように形成する方が好ましい。凹部が共振器の端面まで達していると、一次へき開の際に凹部の位置でへき開ずれが生じて平坦な共振器端面を形成することが困難になるためである。さらに、図５に示すように凹部の幅を、端部において狭くすることにより、へき開ずれの発生をさらに低減することができる。
【００７７】
（第１の実施形態の第３変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第３変形例について図面を参照して説明する。図６は第１の実施形態の第３変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図６において図４と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７８】
図６に示すように本変形例の半導体装置は、放熱部４２の上端部にＴｉ膜とＡｕ膜とが積層された光吸収膜４３を有している。ＧａＮからなる基板１０はレーザ光に対する吸収が小さく透明であるために、レーザ光が漏洩しやすく、漏洩したレーザ光は迷光となりノイズの原因となる。しかし、本変形例のように、基板１０におけるリッジストライプ部１４ａの下に光吸収膜４３を配置することにより、迷光が効率的に光吸収膜４３に吸収されるため、基板１０への迷光が抑制されノイズを低減することが可能となる。
【００７９】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図７は第２の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図７において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００８０】
図７に示すように本実施形態の半導体装置は、半導体積層体１１がリッジストライプ部１４ａに沿って形成され、基板１０を露出する切り欠き部１１ａを有しており、第１の絶縁膜１５が切り欠き部１１ａの側面を覆っている。これにより、第１の絶縁膜１５が基板１０と接しており、リッジストライプ部１４ａ付近において発生する熱を効率良く基板１０に伝えることができる。また、基板１０の厚さは、切り欠き部１１ａにおいて薄くなっており、熱をより効率良く放熱台に伝えることができる。
【００８１】
また、基板１０の薄くなった部分を二次へき開用のへき開ガイドとして利用することにより、二次へき開の歩留まりが向上し、製造コストをさらに低減することができる。
【００８２】
本実施形態により製造されたレーザを室温にて通電したところ、高温、高出力の条件（８０℃、１５０ｍＷ）での寿命試験において１５００時間以上の安定動作が可能であった。
【００８３】
なお、図８に示すように第１の絶縁膜１５の上にＡｕ、Ａｇ及びＣｕ等からなる放熱電極２２を形成してもよく、この場合には熱拡散及び放熱がさらに促進されるため、長期安定性がさらに向上する。
【００８４】
また、図９に示すようにｐ側電極１６の下に形成する絶縁膜の一部をダイヤモンドからなる第１の絶縁膜１５とし、一部をＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８としてもよい。
【００８５】
ダイヤモンド膜は堆積条件により半導体積層体１１の表面にダメージを与えるおそれがある。リッジストライプ部１４ａ付近は、電流注入領域であるためにダメージが生じるとレーザ特性が悪化してしまう。このため、リッジストライプ部１４ａ付近においては低ダメージの堆積が可能なＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８により被覆し、基板１０への熱を伝導する部分は熱伝導性に優れたダイヤモンド膜である第１の絶縁膜１５により被覆することにより、リッジストライプ部１４ａ付近にダメージを生じさせることなく、効率良く放熱を行うことが可能となる。
【００８６】
なお、第１の絶縁膜１５と第２の絶縁膜１８とを一部が接触するように形成することにより、リッジストライプ部１４ａ付近における発熱を効率良く放熱することができる。
なお、上記の相互に異なる絶縁膜は一部が接触するように形成することで、リッジ付近での発熱を効率良く放熱することができる。
（第２の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の第１変形例について図面を参照して説明する。図１０は第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図１０において図７と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００８７】
図１０に示すように本変形例の半導体装置は、ｐ型半導体層１４とｐ側電極１６との間に、電流狭窄用の絶縁膜としてＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８が形成されており、ｐ側電極１６の上にダイヤモンド膜からなる熱伝導性を有する第１の絶縁膜１５が形成されている。
【００８８】
ＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８は、ＧａＮ系半導体との密着性に優れている。従って、ｐ側電極１６の剥離のおそれがほとんどない半導体装置が実現できる。さらに、切り欠き部１１ａの側面においては、第２の絶縁膜１８の上にダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５が形成される。このため、切り欠き部１１ａの側面において第１の絶縁膜１５が剥離するおそれも低減できる。また、第１の絶縁膜１５が最も外側にあるため、放熱性が向上すると共に、第１の絶縁膜１５がｐ側電極１６の保護膜としても機能するため、ｐ側電極の経時劣化が抑制され、長期安定性も向上する。
【００８９】
第１の絶縁膜１５をｐ側電極１６の上に形成する場合には、ｐ側電極１６に電流を供給するための配線を接続する必要がある。この場合、第１の絶縁膜１５にワイヤボンド用の開口部を形成し、ｐ側電極１６の開口部から露出した部分と配線とを接続すればよい。この場合ワイヤボンド用の開口部は、リッジストライプ部１４ａ以外の部分に形成することが好ましい。また、ワイヤボンド用の開口部には、Ｔｉ膜とＡｕ膜とが積層されたワイヤボンド用のパッド電極２４を形成すればよい。
【００９０】
また、ワイヤボンド用のパッド電極２４は２つ以上形成してもよい。この場合、１つのパッド電極２４を電流の供給用に用い、残りを放熱用に用いてもよい。放熱用のパッド電極２４と接続されたワイヤは、例えば絶縁性のステムと接続すれば半導体装置の熱がワイヤを伝わってステムに効率良く放熱させることができる。ステムは絶縁性であるため、放熱用のワイヤにより電気的な支障が生じることはない。
【００９１】
（第２の実施形態の第２変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の第２変形例について図面を参照して説明する。図１１は第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図１１において図７と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００９２】
図１１に示すように本変形例の半導体装置は、リッジストライプ部１４ａと切り欠き部１１ａとの間に、少なくともｎ型半導体層１２に到達するトレンチ部１１ｂが形成されている。また、トレンチ部１１ｂには、第１の絶縁膜１５が埋め込まれている。このため、活性層１３において発生した熱がトレンチ部１１ｂに埋め込まれた第１の絶縁膜１５を伝わり半導体装置の表面さらには基板１０へと伝えられるため、効率良く放熱を行うことができる。
【００９３】
トレンチ部１１ｂは、リッジストライプ部１４ａに沿って、共振器の出射端面から後端面までの間に連続して形成すれば最も効率良く放熱を行うことができる。
【００９４】
本変形例の半導体装置を室温にて通電したところ、高温、高出力の条件（８０℃、１７０ｍＷ）での寿命試験においては、１５００時間以上の安定動作が可能であった。
【００９５】
また、図１２に示すように、ジグザグの平面形状を有するように形成することによりトレンチ部１１ｂの面積を増加させ、放熱効率を向上させることができる。この場合には、高温、高出力の条件（８０℃、１７０ｍＷ）での寿命試験において、１８００時間以上の安定動作が可能であった。
【００９６】
一方、トレンチ部１１ｂを出射端面から後端面まで連続して形成した場合には、ｐ側配線電極１６Ｂの膜厚が変化する部分が広がるため、レーザの動作電圧に個体差が発生するおそれある。このため、図１３に示すようにトレンチ部１１ｂを出射端面及び後端面付近に限定して形成してもよい。この場合には、動作電圧の不具合が生じることがない、特性の揃ったレーザを高歩留まりで製造することができる。レーザ装置において共振器端面にはｐｎ接合が露出しているため結晶的に脆弱となり且つ光密度が高く局所的に発熱しやすくなる。トレンチ部１１ｂを端面付近に配置することにより、端面における発熱を効率良く放熱することが可能となる。なお、トレンチ部１１ｂを一方の端面付近のみに形成してもよく、この場合には、光出射端面の方が光密度が高く、より発熱しやすいため、光出射端面にトレンチ部１１ｂを配置した方が放熱の点で好ましい。
【００９７】
また、トレンチ部１１ｂは、複数形成してもよい。さらに、図１４に示すようにリッジストライプ部１４ａを挟んで両側に形成してもよい。
【００９８】
本実施形態において、第１の絶縁膜１５がトレンチ部１１ｂに埋め込まれた例を示したが、第１の絶縁膜１５は、トレンチ部１１ｂから熱を伝えることができればよく、少なくともトレンチ部１１ｂの側面を覆うように形成されていればよい。
【００９９】
なお、第１の絶縁膜１５に形成する配線用の開口部は、トレンチ部１１ｂと切り欠き部１１ａとの間に形成することが好ましい。
【０１００】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図１５は第３の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図１５において図１１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【０１０１】
図１５に示すように本実施形態の半導体装置は、トレンチ部１１ｂを挟んでレーザ発光動作を行う発光領域５１と、発光領域５１から漏れだしたレーザ光を受光する受光領域５２とを備えている。
【０１０２】
リッジストライプ部１４ａから注入された電流により、発光領域５１の活性層１３において発光光が生じ、共振器方向にレーザ光として出射される。しかし、発光光の一部は、共振器方向と交差する方向へ漏洩する。共振器方向と交差する方向へ漏洩した光は、受光領域５２の活性層１３に入射する。図１６は本実施形態の装置において発光領域５１における活性層１３と受光領域５２における活性層１３とのバンドギャップの状態を比較して示している。図１６に示すように発光領域５１の活性層１３には電流（キャリア）が大量に注入されているために、ＧａＮ結晶の物性固有のピエゾ電界が打ち消され、そのバンドギャップＥａの屈曲が緩和されている。一方、受光領域５２の活性層１３は電流（キャリア）の注入が行われていないために、大きなピエゾ電界が作用しており、バンドギャップＥｂがバンドギャップＥａよりも小さくなっている。Ｅａ＞Ｅｂの関係により、発光領域５１において発生した光が、受光領域５２の活性層１３に入射すると、受光領域５２において光電流が発生する。その結果、受光領域５２においては、発光領域５１において発光するレーザ光の強度に応じた光電流を検出できる。
【０１０３】
なお、受光領域５２の活性層１３は、発光領域５１の活性層１３と同一の結晶成長により基板１０の上の同一高さに形成されるので、受光効率が非常に高い。また、受光効率は、トレンチ部１１ｂを覆うｐ側配線電極１６Ｂの材料及び膜厚並びに第１の絶縁膜の膜厚により制御することができる。
【０１０４】
本実施形態の半導体装置は、受光した光電流の変化量をレーザの注入電流にフィードバックすることにより、レーザの一定光出力駆動（ＡＰＣ）が可能となる。一般的に、レーザを光ディスクセットの光ピックアップ装置に適用する場合には、レーザ光の変化量をモニターする検出器を付加して、レーザ駆動電源にフィードバックするピックアップ構成が必要になるが、本実施形態の半導体装置は発光領域と受光領域とが一体に形成されているために、検出器等の配置が不必要となり、部品点数削減による低コスト化に大きく寄与する。さらに、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンパクトな光ピックアップ装置が要求される場合にも用いることができる。
【０１０５】
なお、各実施形態及び各変形例において、電流狭窄にｐ型領域をエッチングして形成したストライプ状のリッジ構造を用いているが、電流狭窄はリッジ構造に限られず、電流狭窄のための構造を半導体積層体の内部に形成するインナーストライプ構造であってもよい。この場合、ｎ型半導体層の上に活性層を配置し、その活性層の上にｎ型ＡｌＧａＮからなる電流狭窄層を形成し、電流狭窄領域をエッチングにより除去した後、ｐ型層を全面に形成する。この構造では、電流狭窄層のＡｌ組成により、レーザ装置の水平横モードが高精度に制御できるようになるため、高出力動作においてもキンクフリーが実現できる。また、この構造では、リッジ構造と比較して、ｐ型コンタクト層とｐ側コンタクト電極の接触面積が増大するため、動作電圧の低減が可能であり、消費電力の低減に有効である。この場合、ダイヤモンド膜を形成することによる放熱性の向上と、消費電力の低減に伴う発熱低減とにより、高温における高出力の動作を長期に亘り安定に行うことができるレーザ装置を実現できる。
【０１０６】
なお、各実施形態及び各変形例において、熱伝導性が高い絶縁膜としてダイヤモンド膜を用いたが、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い絶縁膜であればよく、窒化ホウ素（ＢＮ）膜及び炭化硅素（ＳｉＣ）膜等であってもよい。また、基板としてＧａＮ基板を用いる例を示したが、ＧａＮに限られず、ＡｌＧａＮ及びＩｎＧａＮ等のIII−Ｖ族窒化物半導体基板であってもよい。また、基板はオフ基板であってもよい。
【０１０７】
半導体材料としてＧａＮ系半導体を用いているが、ＧａＡｓ又はＩｎＰ等の他の化合物半導体であっても同様の効果が得られる。さらに、半導体装置として半導体レーザを示しているが、半導体レーザ等の発光デバイスに限られず、受光デバイス、ｎ−ｉ接合又はｐ−ｉ接合を有する電子デバイスであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係る半導体装置は、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現でき、高い放熱効率を必要とする発光デバイス等の半導体装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を放熱台に実装した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置において漏洩光を受光する原理を示すバンド図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      基板
１１      半導体積層体
１１ａ    切り欠き部
１１ｂ    トレンチ部
１２      ｎ型半導体層
１３      活性層
１４      ｐ型半導体層
１４ａ    リッジストライプ部
１５      第１の絶縁膜
１６      ｐ側電極
１６Ａ    ｐ側コンタクト電極
１６Ｂ    ｐ側配線電極
１７      ｎ側電極
１８      第２の絶縁膜
１９      Ａｕワイヤ
２０      低屈折率膜
２２      放熱電極
２４      パッド電極
３０      放熱台
３１      サブマウント
３２      ステム
３３      配線電極
３４      金ワイヤ
３５      半田
４２      放熱部
４３      光吸収膜
５１      発光領域
５２      受光領域
【図１】
2007311682.tif 000003
【図２】
2007311682.tif 000004
【図３】
2007311682.tif 000005
【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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【図１５】
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【図１６】
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