(57)【要約】【課題】半導体素子層のｐｎ接合部分が電気的に短絡するのを抑制することが可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】この半導体レーザ素子（半導体発光素子）５０は、半導体レーザ素子部１０と、所定の金属（たとえばＡｌなど）からなる金属基板３０とを備える。そして、半導体レーザ素子部１０は、金属基板３０の表面で支持されるとともに、金属基板３０の側面は、半導体レーザ素子部１０を支持する側の金属基板３０の表面と鋭角をなす傾斜面３１を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子部と、
所定の金属からなる支持部とを備え、
前記半導体発光素子部は、前記支持部の表面で支持されるとともに、前記支持部の側面は、前記支持部の前記表面と鋭角をなす傾斜面を有している、半導体発光素子。
【請求項２】
前記傾斜面は、凹形状を有する、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記傾斜面の少なくとも一部は、前記金属の酸化物により覆われている、請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記金属の酸化物は、前記傾斜面の形状に沿って前記傾斜面を覆っている、請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
複数の半導体発光素子部となる部分を有する半導体素子層の表面上に、金属層を形成する工程と、
前記金属層のうちの前記半導体発光素子部の周辺領域に対応する部分を陽極酸化する工程と、
前記陽極酸化された前記周辺領域に対応する部分に溝部を形成する工程と、
前記金属層の前記陽極酸化された部分において、前記半導体素子層を分割する工程とを備え、
前記溝部の側面は、前記半導体素子層と接する前記金属層の表面と鋭角をなす傾斜面を有している、半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記溝部を形成する工程は、前記金属層の陽極酸化により生成された前記金属層の酸化物をエッチングする工程を含む、請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記溝部を形成する工程は、前記金属層の酸化物が前記傾斜面の形状に沿って前記傾斜面を覆うように、前記金属層の酸化物をエッチングする工程を含む、請求項６に記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物系半導体材料を用いた半導体発光素子が知られている。また、半導体発光素子には、半導体層の結晶成長用基板として、サファイア基板や、ＧａＮやＳｉなどからなる半導体基板が用いられている。しかしながら、半導体発光素子をより高出力化する場合、これらの基板が有する熱伝導率は必ずしも充分ではなく、基板の放熱特性が素子の信頼性に影響を及ぼす。そこで、基板を金属材料からなる支持部材（支持基板）に置き換えて形成された半導体発光素子が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、所定の厚みを有するＮｉからなる台座基板（支持基板）上に窒化物系半導体層が形成された半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子では、チップ化の際に、ダイシングによって台座基板および半導体素子層を素子分割する方法が用いられている。これにより、台座基板の分割面は、台座基板の上面（表面）と略垂直に形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３６２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された半導体発光素子では、半導体発光素子の台座基板側を融着層（たとえば半田など）を介してサブマウント（放熱基台）などに固定する場合、ダイコレット（実装時に半導体チップを基台（放熱基台）側に押圧しながら位置決めする装置）による位置調整の際の半導体発光素子の移動方向によっては、台座基板の分割面（垂直面）が融着層の一部を押しのけながら位置調整がなされる場合があると考えられる。この場合、台座基板の分割面に押しのけられて盛り上がった融着層が、台座基板を乗り越えながら半導体素子部の側面にも融着する。このため、半導体発光素子を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分が融着層を介して電気的に短絡する虞があるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体素子層のｐｎ接合部分が電気的に短絡するのを抑制することが可能な半導体発光素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体発光素子は、半導体発光素子部と、所定の金属からなる支持部とを備え、半導体発光素子部は、支持部の表面で支持されるとともに、支持部の側面は、支持部の表面と鋭角をなす傾斜面を有している。
【０００８】
この発明の第１の局面による半導体発光素子では、上記のように、半導体発光素子部を支持する支持部の側面が、支持部の表面と鋭角をなす傾斜面を有することによって、支持部の側面は、放熱基台側に向かって先細りする傾斜面により構成されるので、半導体発光素子部を支持する支持部側を融着層（半田など）を介して放熱基台などに固定する場合、位置調整のためにダイコレットによって半導体発光素子部が融着層上を移動する際も、支持部の側面が放熱基台の上面と略垂直に形成されている場合と異なり、融着層の押しのけられる方向が逸らされる。すなわち、支持部の放熱基台側に向かって先細りする傾斜面によって、融着層が極端に盛り上がるとともに支持部を乗り越えて半導体発光素子部の側面に融着するような状態が抑制されやすくなる。これにより、半導体発光素子部を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分が電気的に短絡するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による半導体発光素子において、好ましくは、傾斜面は、凹形状を有する。このように構成すれば、凹形状からなる傾斜面は、平坦面状の傾斜面に比べて傾斜面の表面積を増加させることができる。これにより、支持部に対する融着層の接合面積を増加させることができるので、支持部を放熱基台に対してより確実に固定することができる。また、位置調整のためのダイコレットによって半導体発光素子部が融着層上を移動する際も、押しのけられた融着層は、傾斜面の凹形状（略円弧形状）に沿って半導体発光素子部とは反対側（放熱基台側）にカールしながら延びていく。これにより、押しのけられた融着層が半導体素子層のｐｎ接合部分に付着するのをより一層抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面による半導体発光素子において、好ましくは、傾斜面の少なくとも一部は、金属の酸化物により覆われている。このように構成すれば、支持部の側面において支持部の金属部分が直接的に雰囲気にさらされることがないので、傾斜面を覆う酸化物によって支持部の金属部分の側面（傾斜面）が腐食するのが抑制される。この結果、支持部の側面の腐食に起因して支持部が放熱基台から剥離するのを抑制することができる。
【００１１】
上記傾斜面が金属の酸化物により覆われる構成において、好ましくは、金属の酸化物は、傾斜面の形状に沿って傾斜面を覆っている。このように構成すれば、支持部は傾斜面の形状を保ちながら金属の酸化物に覆われているので、上述の支持部が傾斜面を有する効果に加えて、半導体発光素子が放熱基台から剥離するのが抑制される。これにより、半導体発光素子の動作特性が低下したり、半導体発光素子が破損したりするのを抑制することができる。
【００１２】
この発明の第２の局面による半導体発光素子の製造方法は、複数の半導体発光素子部となる部分を有する半導体素子層の表面上に、金属層を形成する工程と、金属層のうちの半導体発光素子部の周辺領域に対応する部分を陽極酸化する工程と、陽極酸化された周辺領域に対応する部分に溝部を形成する工程と、金属層の陽極酸化された部分において、半導体素子層を分割する工程とを備え、溝部の側面は、半導体素子層と接する側の金属層の表面と鋭角をなす傾斜面を有している。
【００１３】
この発明の第２の局面による半導体発光素子の製造方法では、上記のように、金属層のうちの半導体発光素子部の周辺領域に対応する部分を陽極酸化する工程と、陽極酸化された周辺領域に対応する部分に、側面が半導体素子層と接する金属層の表面と鋭角をなす傾斜面を有する溝部を形成する工程とを備えることによって、金属層の側面は、半導体発光素子部側から放熱基台側に向かって先細りする傾斜面により構成されるので、半導体発光素子部を支持する金属層側を融着層（半田など）を介して放熱基台などに固定する場合、ダイコレットにより半導体発光素子部が融着層上を移動する際も、金属層の側面が放熱基台の上面と略垂直に形成されている場合と異なり、融着層の押しのけられる方向が逸らされる。すなわち、金属層の放熱基台側に向かって先細りする傾斜面によって、融着層が極端に盛り上がるとともに金属層を乗り越えて半導体発光素子部の側面に融着するような状態が抑制されやすくなる。これにより、半導体発光素子部を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分が電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００１４】
また、金属層の陽極酸化された部分において、半導体素子層を分割する工程を備えることによって、金属層を機械的なダイシングなどにより分割した後に半導体素子層を分割するプロセスと異なり、ダイシング時の切削屑などが半導体素子層に付着しない。これにより、最終工程である素子分割時の半導体素子層の清浄度を保つことができる。
【００１５】
上記第２の局面による半導体発光素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、金属層の陽極酸化により生成された金属層の酸化物をエッチングする工程を含む。このように構成すれば、容易に金属層の酸化物により覆われた金属層の傾斜面を形成することができる。また、金属層の側面（傾斜面）が直接的に雰囲気にさらされることがないので、傾斜面を覆う酸化物によって金属層の側面が腐食するのが抑制される。この結果、金属層の側面の腐食に起因して金属層が放熱基台から剥離するのを抑制することができる。
【００１６】
上記第２の局面による半導体発光素子の製造方法において、好ましくは、溝部を形成する工程は、金属層の酸化物が傾斜面の形状に沿って傾斜面を覆うように、金属層の酸化物をエッチングする工程を含む。このように構成すれば、エッチングの条件を制御することによって、金属層の酸化物を、金属層の傾斜面の形状に沿って傾斜面を覆うように形成することができる。すなわち、金属層は傾斜面の形状を保ちながら金属層の酸化物に覆われているので、上述の傾斜面を有するように金属層の溝部を形成する工程を備えることの効果に加えて、半導体発光素子が放熱基台から剥離するのが抑制される。これにより、半導体発光素子の動作特性が低下したり、半導体発光素子が破損したりするのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図２は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子５０の構造について説明する。なお、第１実施形態では、半導体発光素子の一例である半導体レーザ素子に本発明を適用した場合について説明する。
【００１９】
本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子５０は、図１に示すように、約５．５μｍの厚みを有する半導体レーザ素子部１０と、約１００μｍの厚みを有する金属基板３０とを備えている。また、半導体レーザ素子部１０は、発振波長が約４００ｎｍ帯のＧａＮ系半導体層により構成されている。なお、半導体レーザ素子部１０は、本発明の「半導体発光素子部」の一例であり、金属基板３０は、本発明の「支持部」および「金属層」の一例である。
【００２０】
半導体レーザ素子部１０には、図１に示すように、約１μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層１１上に、約０．１μｍの厚みを有するＩｎＧａＮからなる活性層１２が形成されている。活性層１２上には、ｐ型ＡｌＧａＮからなり、約０．４μｍの高さ（厚み）を有する凸部と凸部の両側（Ｂ方向）に約０．１μｍの厚みを有する平坦部とからなるｐ型クラッド層１３が形成されている。このｐ型クラッド層１３の凸部によって、電流通路となるリッジ部１３ａが構成されている。また、リッジ部１３ａは、Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有するとともに、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿って延びるように形成されている。
【００２１】
また、ｐ型クラッド層１３の平坦部の上面と凸部の両側面とを覆うように約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層１４が形成されている。また、ｐ型クラッド層１３の凸部と電流ブロック層１４との上面を覆うように約１μｍの厚みを有するＩｎＧａＮからなるキャップ層１５が形成されている。キャップ層１５上には、キャップ層１５から近い順に、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなり約２μｍの厚みを有するオーミック電極１６が形成されている。また、ｎ型クラッド層１１の下面上には、ｎ型クラッド層１１から近い順に、Ａｌ層、Ｐｔ層およびＡｕ層からなり約１μｍの厚みを有するｎ側電極１７が形成されている。なお、ｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３およびキャップ層１５は、それぞれ、本発明の「半導体素子層」の一例である。
【００２２】
また、半導体レーザ素子部１０は、図１に示すように、共振器の延びる方向（Ａ方向）の端部に、半導体素子層の主表面に対して略垂直な一対の共振器面１０ａが形成されている。ここで、一対の共振器面１０ａは、たとえば、（１−１００）面および（−１１００）面の劈開面からなる。また、半導体レーザ素子部１０上には、Ａｌからなる金属基板３０が形成されている。
【００２３】
ここで、第１実施形態では、図１および図２に示すように、金属基板３０には、半導体レーザ素子部１０の上面から遠ざかる方向（Ｃ２方向）に沿って、金属基板３０が半導体レーザ素子部１０の上面の平面積よりも小さな平面積を形成するように傾斜して延びる傾斜面３１が形成されている。すなわち、傾斜面３１は、半導体レーザ素子部１０の上面側の金属基板３０の表面（半導体レーザ素子部１０と金属基板３０とが接する界面）と鋭角をなすように形成されている。したがって、傾斜面３１は、後述するサブマウント（放熱基台）４６に向かって先細りする形状に形成されている。また、傾斜面３１は、半導体レーザ素子５０の共振器の延びる方向（Ａ方向）、および、半導体レーザ素子５０の共振器面１０ａに沿った方向（Ｂ方向）にそれぞれ延びる。したがって、図１に示すように、傾斜面３１は、金属基板３０を囲むように形成されている。なお、傾斜面３１は、本発明の「側面」の一例である。
【００２４】
また、第１実施形態では、図２に示すように、金属基板３０の傾斜面３１は、金属基板３０の内部方向に湾曲するような凹形状の曲面により構成されている。
【００２５】
図３〜図１４は、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。次に、図１および図３〜図１４を参照して、第１実施形態による半導体レーザ素子５０の製造プロセスについて説明する。
【００２６】
まず、図３に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、ＧａＮからなる成長用基板３２の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層１１、ＩｎＧａＮからなる活性層１２およびｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１３をこの順に形成する。
【００２７】
次に、図４に示すように、ｐ型クラッド層１３の上面上に、フォトリソグラフィによるレジストパターン（図示せず）を形成した後、そのレジストパターンをマスクとしてｐ型クラッド層１３の上面からＣ１方向に向かって所定の領域をドライエッチングする。これにより、ｐ型クラッド層１３の凸部によって構成される（Ｂ方向に約１．５μｍの幅を有する）複数のリッジ部１３ａが形成される。また、リッジ部１３ａは、Ａ方向（図１参照）に延びるように形成される。
【００２８】
その後、ｐ型クラッド層１３の凸部以外の平坦部の上面上およびリッジ部１３ａの両側面を覆うように、ＳｉＯ２からなる電流ブロック層１４を形成する。また、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層１４上および電流ブロック層１４が形成されていないｐ型クラッド層１３上に、キャップ層１５とオーミック電極１６とをこの順に形成する。
【００２９】
次に、図５に示すように、オーミック電極１６上に、メッキ法または蒸着法などを用いて、約１００μｍの厚みを有するＡｌからなる金属層を形成することにより金属基板３０を形成する。なお、金属基板３０の厚みは、半導体レーザ素子部１０（図１参照）の厚みよりも大きく形成されるのが好ましい。ここで、金属基板３０の熱伝導率が大きいほど半導体レーザ素子５０の信頼性が高められる。また、金属基板３０の材料としては、金属基板３０の形成時から形成後の定常状態に戻る過程での熱膨張歪みを避けるために、メッキ法で形成可能な材料からなる金属が好ましい。また、金属積層時の金属温度が約１００℃の条件下ではオーミック電極１６への付着力を確保することが可能であるので、メッキ法が適用できないような金属を積層させる場合には、蒸着法を用いることも可能である。いずれの方法においても、金属層の体積レート（堆積速度）が大きいために、金属基板３０は容易に形成される。
【００３０】
その後、図６に示すように、成長用基板３２（図５参照）を研磨または剥離することによってｎ型クラッド層１１の下面から除去した後に、真空蒸着法を用いて、ｎ型クラッド層１１の下面上にｎ側電極１７を形成する。また、金属基板３０上の所定の領域上に、フォトリソグラフィによるマスク３３を形成する。この際、マスク３３のマスクパターンは、個々の半導体レーザ素子５０（図１参照）として劈開または素子分割したい位置（領域）が開口するように形成される。すなわち、マスクパターンは、平面的に見て、格子状の開口部（開口溝）５１を有するように形成される。また、マスクパターンの格子の一方の辺は、劈開面と略平行な方向に延びるように形成されるのが好ましい。なお、マスク３３の材料は、フォトレジストでもよいし、非導電性材料であればフォトレジスト以外の材料を用いてもよい。
【００３１】
ここで、第１実施形態の製造プロセスでは、図７に示すように、上記プロセスで形成されたウェハ状態の半導体レーザ素子５０を、電解液４０中で陽極酸化する。具体的には、半導体レーザ素子５０の金属基板３０の部分とＰｔなどからなる陰極板４１とを硫酸などの水溶液からなる電解液４０中で通電させる。なお、ウェハの表面（半導体レーザ素子部１０の表面）およびウェハの側面（半導体レーザ素子部１０の側面）が電解液４０に直接的に接触しないように、ウェハの表面（半導体レーザ素子部１０の表面）およびウェハの側面を保護膜１８などにより保護するのが好ましい。なお、ウェハ表面および側面の保護膜１８は、加熱によって剥離が可能な材質からなる補強シートであってもよい。これにより、素子分離工程に至るまでのウェハの機械的強度を維持することができる。
【００３２】
また、図８に示すように、電解液４０中での陽極酸化によって、金属基板３０は、マスク３３の開口部５１によって電解液４０中に露出した部分から、等方性を有しながら酸化が進行する。これにより、金属基板３０には半円状の金属酸化物３０ａが徐々に生成される。なお、金属酸化物３０ａは、本発明の「金属の酸化物」の一例である。なお、金属基板３０の材料であるＡｌは、バルブ金属と呼ばれる。これは、陽極酸化により金属表面がその金属の酸化被膜で覆われる特性を有する金属として知られている。また、Ａｌ以外では、ＴｉやＴａやＮｂなどがバルブ金属に含まれる。
【００３３】
ここで、金属基板３０がＡｌである場合、図９に示すように、金属酸化物３０ａ中に、表面から内部（略Ｃ１方向）に向かって等方的に放射状に延びる複数の細孔３０ｂが形成される。この細孔３０ｂは、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍの直径を有している。したがって、金属酸化物３０ａは、複数の細孔３０ｂが形成された多孔質酸化物の状態となる。
【００３４】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、図１０に示すように、陽極酸化の後に金属酸化物３０ａが形成されたマスク３３の開口部５１から金属酸化物３０ａに対してウエットエッチングを行う。これにより、金属酸化物３０ａが徐々にエッチングされて金属酸化物３０ａの厚みが小さくなる。さらに、ウエットエッチングを継続することにより、図１１に示すように、金属酸化物３０ａが、金属基板３０から完全に除去される。この結果、図１２に示すように、金属基板３０には、Ａ方向およびＢ方向に延びるとともに断面が凹形状を有する凹部３１ａが形成される。なお、第１実施形態では、陽極酸化の時間を制御することにより、図１１に示すように、凹部３１ａの底部における金属基板３０に若干の厚みを残すのが好ましい。これにより、オーミック電極１６が電解液４０（図７参照）に直接浸されるのが回避されるとともに、素子分離工程に至るまでのウェハの機械的強度を維持することができる。そして、図１１に示したマスク３３（破線で示す）を金属基板３０から除去することにより、図１２に示すようなウェハ状態の半導体レーザ素子５０が形成される。
【００３５】
最後に、図１３に示すように、加熱により保護膜１８（図１２参照）が除去された後のウェハ状態の半導体レーザ素子部１０の部分を、凹部３１ａの最下部近傍が支持台４２に設けられた溝部４３上に配置されるように位置合わせ行う。この状態で、先端が鋭利な、たとえば、楔４４などを半導体レーザ素子部１０の上方から垂直方向（Ｃ１方向）に支持台４２の溝部４３に向かって押圧することによって、半導体レーザ素子部１０の劈開および素子分割（チップ化）を順次行う。これにより、図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子５０が形成される。なお、チップ化によって金属基板３０の凹部３１ａが略半分に分割されるので、個々の半導体レーザ素子５０には、周囲が曲面の一部からなる傾斜面３１によって囲まれた金属基板３０が形成される。
【００３６】
また、図１４に示すように、第１実施形態による半導体レーザ素子５０をダイコレット４５などによってサブマウント（放熱基台）４６に固定する場合、金属基板３０に形成された傾斜面３１によって押しのけられた融着層４７は、傾斜面３１の凹形状（略円弧形状）に沿って半導体レーザ素子部１０とは反対側（サブマウント４６側）にカールしながら延びていく（図中、破線の矢印を参照）。これにより、押しのけられた融着層４７が半導体レーザ素子部１０を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分に付着するのが抑制される。したがって、加熱により融解した融着層４７が、金属基板３０の側面（傾斜面３１）をＣ２方向に乗り越えて半導体レーザ素子部１０の側面に融着するような状態が抑制される。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子部１０を支持する金属基板３０の側面が、半導体レーザ素子部１０を支持する側の金属基板３０の表面と鋭角をなす傾斜面３１を有することによって、金属基板３０の側面は、サブマウント４６（図１４参照）側に向かって先細りする傾斜面３１により構成されるので、半導体レーザ素子部１０を支持する金属基板３０側を融着層４７（半田など）を介してサブマウント４６に固定する場合、位置調整のためにダイコレット４５によって半導体レーザ素子部１０が融着層４７上を移動する際も、金属基板３０の側面がサブマウント４６の上面と略垂直に形成されている場合と異なり、融着層４７の押しのけられる方向が逸らされる。さらに、傾斜面３１には金属酸化物３０ａが残留していないので、金属基板３０に対する融着層４７の濡れ性も良好となる。すなわち、金属基板３０のサブマウント４６側に向かって先細りする傾斜面３１によって、融着層４７が極端に盛り上がるとともに金属基板３０を乗り越えて半導体レーザ素子部１０の側面に融着するような状態が抑制されやすくなる。これにより、半導体レーザ素子部１０を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分が融着層４７を介して互いに電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、金属基板３０の傾斜面３１が、凹形状を有するように構成することによって、凹形状からなる傾斜面３１は、平坦面状の傾斜面に比べて傾斜面３１の表面積を増加させることができる。これにより、金属基板３０に対する融着層４７の接合面積を増加させることができるので、金属基板３０をサブマウント４６に対してより確実に固定することができる。また、位置調整のためのダイコレット４５によって半導体レーザ素子部１０が融着層４７上を移動する際も、押しのけられた融着層４７は、傾斜面３１の凹形状（略円弧形状）に沿って半導体レーザ素子部１０とは反対側（サブマウント４６側）にカールしながら延びていく。これにより、押しのけられた融着層４７が半導体レーザ素子部１０のｐｎ接合部分に付着するのをより一層抑制することができる。
【００３９】
また、第１実施形態の製造プロセスでは、金属基板３０の陽極酸化された部分（ウエットエッチング後の凹部３１ａの底部）において、ウェハ状態の半導体レーザ素子部１０を分割する工程を備えることによって、金属基板３０を機械的なダイシングなどにより分割した後に半導体レーザ素子部１０を分割するプロセスと異なり、ダイシング時の切削屑などが半導体レーザ素子部１０に付着しない。これにより、最終工程である素子分割時の半導体レーザ素子部１０の清浄度を保つことができる。
【００４０】
（第１実施形態の第１変形例）
図１５は、本発明の第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図１６は、図１５に示した第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。図１７は、図１５に示した第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。まず、図１５および図１６を参照して、この第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子６０では、上記第１実施形態と異なり、金属基板３０の傾斜面３１が、所定の厚みを有する金属酸化物３０ａに覆われている場合について説明する。
【００４１】
ここで、第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子６０では、図１５および図１６に示すように、凹形状を有する金属基板３０の傾斜面３１上を覆うように、所定の厚みを有する金属酸化物３０ａが形成されている。なお、第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子６０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００４２】
次に、図３〜図１０、図１５および図１７を参照して、第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子６０の製造プロセスについて説明する。
【００４３】
まず、図３〜図９に示した第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて金属基板３０に金属酸化物３０ａが形成されたウェハを形成する。そして、図１０に示すように、金属酸化物３０ａが形成されたマスク３３の開口部５１から金属酸化物３０ａに対してウエットエッチングを行う。この際、第１実施形態の第１変形例による製造プロセスでは、ウエットエッチングの時間を制御することによって、金属酸化物３０ａを完全に除去せずに、図１０に示すように、金属酸化物３０ａが所定の厚みを有した状態で金属基板３０の表面に残留する状態を形成する。
【００４４】
これにより、ウェハは、図１７に示した状態に形成される。したがって、金属基板３０には、凹部３１ａの表面に沿って金属酸化物３０ａが覆われた状態が形成される。
【００４５】
その後、第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて図１７に示したウェハのチップ化を行うことにより、図１５に示した第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子６０が形成される。
【００４６】
第１実施形態の第１変形例では、上記のように、金属基板３０の傾斜面３１が、金属基板３０を構成する金属酸化物３０ａにより覆われるように構成することによって、金属基板３０の傾斜面３１が直接的に雰囲気にさらされることがないので、傾斜面３１を覆う金属酸化物３０ａによって金属基板３０の傾斜面３１が腐食するのが抑制される。この結果、金属基板３０の傾斜面３１の腐食に起因して金属基板３０がサブマウント４６（図１４参照）から剥離するのを抑制することができる。
【００４７】
また、第１実施形態の第１変形例では、金属基板３０を構成する金属酸化物３０ａが、傾斜面３１の形状に沿って傾斜面３１を覆うように構成することによって、金属基板３０は傾斜面３１の形状を保ちながら金属酸化物３０ａに覆われているので、上記金属基板３０が傾斜面３１を有する効果に加えて、半導体レーザ素子６０がサブマウント４６（図１４参照）から剥離するのが抑制される。これにより、半導体レーザ素子６０の動作特性が低下したり、半導体レーザ素子６０が破損したりするのを抑制することができる。
【００４８】
（第１実施形態の第２変形例）
図１８は、本発明の第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図１９は、図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。図２０および図２１は、それぞれ、図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図および断面図である。まず、図１８および図１９を参照して、この第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子７０では、上記第１実施形態と異なり、Ｔｉからなる金属を用いて金属基板３０を形成する場合について説明する。
【００４９】
ここで、第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子７０では、図１８および図１９に示すように、Ｔｉからなる金属基板３０の凹形状を有する傾斜面３１（図１９参照）上を覆うように、所定の形状を有する金属酸化物３０ａが形成されている。また、金属酸化物３０ａは、傾斜面３１と略同じ方向に傾斜するように形成された傾斜面３０ｃを有している。したがって、図１８に示すように、傾斜面３０ｃは、金属基板３０を囲むように形成されている。なお、傾斜面３０ｃは、本発明の「側面」の一例である。なお、第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子７０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
次に、図３〜図９、図１８、図２０および図２１を参照して、第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子７０の製造プロセスについて説明する。
【００５１】
まず、図３〜図８に示した第１実施形態の製造プロセスと同様の製造プロセスを用いてＴｉからなる金属基板３０に陽極酸化による金属酸化物３０ａが形成された半導体レーザ素子７０のウェハを形成する。これにより、ウェハは、図２０に示した状態に形成される。ここで、金属基板３０がＴｉである場合、金属酸化物３０ａ中に、金属基板３０の表面側から内部（略Ｃ２方向）に向かって樹木の根のように分かれながら延びる複数の細孔（図示せず）が形成される。この細孔は、金属基板３０が、上記第１実施形態で示したＡｌの場合に形成される細孔３０ｂ（図９参照）よりも小さな直径を有している。この場合も、金属酸化物３０ａは、複数の細孔（図示せず）が形成された多孔質酸化物の状態となる。
【００５２】
ここで、第１実施形態の第２変形例による製造プロセスでは、図２１に示すように、金属酸化物３０ａが形成されたマスク３３の開口部５１から金属酸化物３０ａに対してドライエッチングを行う。これにより、金属酸化物３０ａには、図中において略逆台形状の溝部４３が形成される。この際、ドライエッチングの時間を制御することによって、溝部４３の深さ（Ｃ１方向）が金属基板３０とオーミック電極１６との界面まで到達しない程度にエッチングを行う。ここで、溝部４３のアスペクト比（Ａ方向の幅に対するＣ１方向の深さの比率）が１以上であるように溝部４３を形成するのが好ましい。すなわち、溝部４３のＡ方向の幅よりもＣ１方向の深さを大きく形成するのが好ましい。このようにして、図２１に示すように、金属酸化物３０ａに溝部４３の側面からなる傾斜面３０ｃが形成された状態で、金属酸化物３０ａが金属基板３０の陽極酸化が行われた部分に残留する状態が形成される。
【００５３】
その後、第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて図２１に示した分割線（破線）の位置でウェハをチップ化することにより、図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子７０が形成される。なお、第１実施形態の第２変形例の効果は、上記第１実施形態の第１変形例の効果と同様である。
【００５４】
（第２実施形態）
図２２は、本発明の第２実施形態によるＬＥＤチップの構造を示した斜視図である。図２２を参照して、本発明の第２実施形態によるＬＥＤチップ１００の構造について説明する。なお、第２実施形態では、半導体発光素子の一例であるＬＥＤチップに本発明を適用した場合について説明する。
【００５５】
本発明の第２実施形態によるＬＥＤチップ１００は、図２２に示すように、約５．５μｍの厚みを有するＬＥＤ素子部９０と、約１００μｍの厚みを有する金属基板３０とを備えている。なお、ＬＥＤ素子部９０は、本発明の「半導体発光素子部」の一例である。
【００５６】
ＬＥＤ素子部９０には、図２２に示すように、約１μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層９１上に、約０．１μｍの厚みを有するＩｎＧａＮからなる発光層９２が形成されている。発光層９２上には、約０．４μｍの厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層９３が形成されている。
【００５７】
また、ｐ型クラッド層９３上には、ｐ型クラッド層９３から近い順に、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層からなり約２μｍの厚みを有するオーミック電極９４が形成されている。また、ｎ型クラッド層９１の下面上には、ＩＴＯからなり約１μｍの厚みを有するｎ側透光性電極９５が形成されている。なお、ｎ型クラッド層９１、発光層９２およびｐ型クラッド層９３は、それぞれ、本発明の「半導体素子層」の一例である。また、ＬＥＤ素子部９０上には、Ａｌからなる金属基板３０が形成されている。
【００５８】
ここで、第２実施形態では、図２２に示すように、金属基板３０には、ＬＥＤ素子部９０の上面から遠ざかる方向（Ｃ２方向）に沿って、金属基板３０がＬＥＤ素子部９０の上面の平面積よりも小さな平面積を形成するように傾斜して延びる傾斜面３１が形成されている。すなわち、傾斜面３１は、ＬＥＤチップ１００を固定する放熱基台（図示せず）側に向かって先細りする形状に形成されている。また、傾斜面３１は、ＬＥＤチップ１００の金属基板３０を囲むように形成されている。
【００５９】
また、第２実施形態では、図２２に示すように、金属基板３０の傾斜面３１は、金属基板３０の内部方向に湾曲するような凹形状の曲面により構成されている。
【００６０】
図２３〜図２７は、図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。次に、図７、図１０、図１１および図２２〜図２８を参照して、第２実施形態によるＬＥＤチップ１００の製造プロセスについて説明する。
【００６１】
まず、図２３に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、ＧａＮからなる成長用基板３２の上面上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層９１、ＩｎＧａＮからなる発光層９２およびｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層９３をこの順に形成する。その後、真空蒸着法を用いて、ｐ型クラッド層９３上に、オーミック電極９４を形成する。
【００６２】
次に、図２４に示すように、オーミック電極９４上に、メッキ法または蒸着法などを用いて、約１００μｍの厚みを有するＡｌからなる金属層を形成することにより金属基板３０を形成する。
【００６３】
その後、図２５に示すように、成長用基板３２（図２４参照）を研磨または剥離することによってｎ型クラッド層９１の下面から除去した後に、真空蒸着法を用いて、ｎ型クラッド層９１の下面上にＩＴＯからなるｎ側透光性電極９５を形成する。また、金属基板３０上の所定の領域上に、フォトリソグラフィによるマスク３３を形成する。この際、マスク３３のマスクパターンは、ＬＥＤチップ１００として素子分割したい位置（領域）が開口するように形成される。すなわち、マスクパターンは、平面的に見て、格子状の開口部（開口溝）５１を有するように形成される。
【００６４】
その後、図７に示した第１実施形態の製造プロセスと同様に、ウェハ状態のＬＥＤチップ１００を、電解液４０中で陽極酸化する。これにより、図２６に示すように、金属基板３０は、マスク３３の開口部５１によって電解液４０中に露出した部分から、等方性を有しながら酸化が進行する。これにより、金属基板３０には半円状の金属酸化物３０ａが徐々に生成される。
【００６５】
ここで、金属基板３０がＡｌである場合、図２７に示すように、金属酸化物３０ａ中に、表面から内部（略Ｃ１方向）に向かって等方的に放射状に延びる複数の細孔３０ｂが形成される。したがって、金属酸化物３０ａは、複数の細孔３０ｂが形成された多孔質酸化物の状態となる。
【００６６】
また、第２実施形態の製造プロセスにおいても、図１０に示した第１実施形態の製造プロセスと同様に、陽極酸化の後に金属酸化物３０ａが形成されたマスク３３の開口部５１から金属酸化物３０ａに対してウエットエッチングを行う。これにより、金属酸化物３０ａが徐々にエッチングされて金属酸化物３０ａの厚みが小さくなる。さらに、ウエットエッチングを継続することにより、図１１に示した場合と同様に、金属酸化物３０ａが金属基板３０から完全に除去される。この結果、金属基板３０には、Ａ方向およびＢ方向に延びるとともに断面が凹形状を有する凹部３１ａが形成される。そして、マスク３３を除去することにより、図２８に示すようなウェハ状態のＬＥＤチップ１００が形成される。
【００６７】
最後に、加熱により保護膜１８（図２８参照）が除去された後のウェハ状態のＬＥＤチップ１００を、凹部３１ａのＣ１方向（図２８参照）の最下部近傍の位置で素子分割（チップ化）することにより、図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップ１００が形成される。なお、チップ化によって金属基板３０の凹部３１ａが略半分に分割されるので、個々のＬＥＤチップ１００には、周囲が傾斜面３１によって囲まれた金属基板３０が形成される。
【００６８】
第２実施形態では、上記のように、ＬＥＤ素子部９０を支持する金属基板３０の側面が、金属基板３０の表面と鋭角をなす傾斜面３１を有することによって、金属基板３０の側面は、放熱基台側に向かって先細りする傾斜面３１により構成されるので、ＬＥＤ素子部９０を支持する金属基板３０側を融着層を介して放熱基台に固定する場合、位置調整のためにダイコレットによってＬＥＤ素子部９０が融着層上を移動する際も、金属基板３０の側面が放熱基台の上面と略垂直に形成されている場合と異なり、融着層の押しのけられる方向が逸らされる。すなわち、金属基板３０の放熱基台側に向かって先細りする傾斜面３１によって、融着層が極端に盛り上がるとともに金属基板３０を乗り越えてＬＥＤ素子部９０の側面に融着するような状態が抑制されやすくなる。これにより、ＬＥＤ素子部９０を構成する半導体素子層のｐｎ接合部分が融着層を介して互いに電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００６９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７０】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【００７１】
たとえば、上記第１および第２実施形態による金属基板３０にはＡｌを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＡｕやＡｇなどからなる金属材料を用いてもよい。なお、ＡｕやＡｇなどを用いた場合、図７に示した陽極酸化の過程において、Ａｌの場合と同様に金属基板３０には金属酸化物３０ａ（図８参照）が生成されるが、金属酸化物３０ａには、図９に示した複数の細孔３０ｂなどは形成されない。すなわち、金属酸化物３０ａの生成と同時に、図１０に示すような形態で金属層の内部に向かって酸化が進行する。すなわち、金属酸化物３０ａが酸化反応とともに電解液４０（図７参照）中に溶解するので、金属酸化物３０ａが所定の厚みを有する膜の状態を保ちながら金属層中を放射状に広がっていく。そして、陽極酸化の時間を制御することにより、金属酸化物３０ａの薄膜も消えて、金属基板３０には、ウエットエッチングを行うことなく図１１に示すような凹部３１ａが形成される。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、上記第１実施形態の第２変形例では、ドライエッチングにより金属酸化物３０ａに溝部４３を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ダイヤモンドポイントによる機械式スクライブや、レーザスクライブなどを用いて金属酸化物３０ａの部分に素子分割の溝部を形成してもよい。
【００７３】
また、上記第２実施形態では、金属酸化物３０ａを完全に除去して金属基板３０に傾斜面３１を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第１実施形態の第１および第２変形例と同様に、金属基板３０を、所定の厚みまたは所定の形状（図２１の傾斜面３０ｃなど）を有するように金属酸化物３０ａを残した状態に形成してもよい。
【００７４】
また、上記第１実施形態の第２変形例では、バルブ金属としてＴｉからなる金属基板３０を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、Ｔｉ以外のたとえばＴａやＮｂなどのバルブ金属を用いてもよい。また、上記第２実施形態においても、金属基板３０には、Ａｌ以外のＴｉやＴａやＮｂなどのバルブ金属を用いることができる。
【００７５】
また、上記実施形態において、半導体発光素子を構成する半導体素子層の主表面として、ｍ面（（１−１００）面）やａ面（（１１−２０）面）などの非極性面や、ｃ面（（０００１）面）や、（１１−２２）面などの半極性面を用いることができる。
【００７６】
また、上記第１および第２実施形態では、金属基板３０の金属酸化物３０ａを部分的あるいは完全に除去した状態で素子分割（チップ化）を行った例について示したが、以下の参考例のように構成してもよい。
【００７７】
（参考例）
具体的には、金属基板３０がＡｌからなる場合、図９（図２７）に示したように、金属基板３０は、金属酸化物３０ａ中に複数の細孔３０ｂが形成された多孔質酸化物の状態となる。Ａｌは劈開性を有しないが、Ａｌの多孔質酸化物が形成された部分でウェハの素子分割を行った場合、金属基板３０は、細孔３０ｂをクラックの起点として容易に分割される。したがって、金属酸化物３０ａの除去などを行わずとも、ウェハをチップ化することが可能である。また、この場合、細孔３０ｂは、図２９に拡大して示すように、陽極酸化によって、金属基板３０の表面から等方的に放射状に延びるように形成される。また、各細孔３０ｂの底部３０ｄと金属基板３０との間には、金属酸化物３０ａが残された部分が存在する。すなわち、金属基板３０は、細孔３０ｂが形成されていても、細孔３０ｂの底部３０ｄの部分で金属酸化物３０ａに覆われている。
【００７８】
また、上記の状態でチップ化された半導体レーザ素子６５は、図３０に示すような形状に形成される。すなわち、金属基板３０の周囲には、複数の細孔３０ｂを有する金属酸化物３０ａの部分が形成される。また、図２９に示した断面形状からも明らかなように、金属酸化物３０ａの部分は、金属基板３０の傾斜面３１に沿って傾斜した外形形状（傾斜面）を有さない。なお、上記第１実施形態の第１変形例の効果と同様に、金属基板３０の傾斜面３１が直接的に雰囲気にさらされることがないので、傾斜面３１を覆う金属酸化物３０ａによって金属基板３０の傾斜面３１が腐食するのが抑制される効果を有する。この結果、半導体発光素子の形成後も、金属基板３０の側面の腐食に起因して金属基板３０がサブマウント４６（図１４参照）から浮き上がって剥離するのを抑制することが可能である。また、図２９に示す細孔３０ｂを含む金属酸化物３０ａの複雑な表面形状（凹凸形状）によって、溶解した融着層が金属酸化物３０ａの内部（細孔３０ｂの部分）まで入り込んで固化する。この結果、金属基板３０をサブマウント４６（図１４参照）に対してより確実に固定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図６】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図７】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための模式図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図１０】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１１】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１２】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図１３】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１４】図１に示した第１実施形態による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図１６】図１５に示した第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。
【図１７】図１５に示した第１実施形態の第１変形例による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図１８】本発明の第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図１９】図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の構造を説明するための、半導体レーザ素子の共振器方向に沿った面における断面図である。
【図２０】図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図２１】図１８に示した第１実施形態の第２変形例による半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第２実施形態によるＬＥＤチップの構造を示した斜視図である。
【図２３】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２４】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２５】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２６】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２７】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２８】図２２に示した第２実施形態によるＬＥＤチップの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。
【図２９】本発明の第１実施形態における半導体レーザ素子の製造プロセスの際の参考例を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に示した製造プロセスにより形成された半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  半導体レーザ素子部（半導体発光素子部）
１１、９１  ｎ型クラッド層（半導体素子層）
１２  活性層（半導体素子層）
１３、９３  ｐ型クラッド層（半導体素子層）
１５  キャップ層（半導体素子層）
３０  金属基板（支持部、金属層）
３０ａ  金属酸化物（金属の酸化物）
３０ｃ  傾斜面（側面）
３１  傾斜面（側面）
９０  ＬＥＤ素子部（半導体発光素子部）
９２  発光層（半導体素子層）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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