(57)【要約】  半導体発光装置（２）は、基板（１０）と、基板（１０）の上面に沿って配列された三つ以上の発光部（７１〜７５）と、を有する半導体発光素子（１）と、基板（１０）の下面の下方に配置された第１基台（１０１）と、半導体発光素子（１）を第１基台（１０１）に接着する第１接着層（１０３ａ）と、を備え、基板（１０）は、第１接着層（１０３ａ）より熱伝導率が高く、第１接着層（１０３ａ）の厚さは、三つ以上の発光部（７１〜７５）の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上面に沿って配列された三つ以上の発光部と、を有する半導体発光素子と、
前記基板の下面の下方に配置された第１基台と、
前記半導体発光素子を前記第１基台に接着する第１接着層と、を備え、
前記基板は、前記第１接着層より熱伝導率が高く、
前記第１接着層の厚さは、前記三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい
半導体発光装置。
【請求項２】
前記基板の厚さは、前記配列方向の中央側において両方の端部側より大きい
請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記基板の前記下面は、前記配列方向の中央側が凸状になるよう傾斜している
請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記基板の前記上面は、前記配列方向において、前記第１基台の前記第１接着層との接合面と平行である
請求項２又は３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
さらに、前記半導体発光素子を挟んで前記第１基台とは反対側に配置された第２基台と、
前記半導体発光素子を前記第２基台に接着する第２接着層と、を備える
請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記第１基台は、前記第１接着層より熱伝導率が高い
請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
基板と、前記基板の上面に沿って配列された三つ以上の発光部と、を有する半導体発光素子と、
前記基板の下面の下方に配置された第１基台と、
前記半導体発光素子を前記第１基台に接着する第１接着層と、を備え、
前記第１基台は、前記第１接着層より熱伝導率が高く、
前記第１接着層の厚さは、前記三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい
半導体発光装置。
【請求項８】
前記第１基台の厚さは、前記配列方向の中央側において両方の端部側より大きい
請求項７記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アレイ型の半導体発光素子を備える半導体発光装置に関する。【０００２】
なお、本願は、平成28年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構  「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発／次々世代加工に向けた新規光源・要素技術開発／高効率加工用GaN系高出力・高ビーム品質半導体レーザーの開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願である。
【背景技術】
【０００３】
近年、半導体レーザ素子などの半導体発光素子は、ディスプレイやプロジェクターなどの画像表示装置の光源、車載ヘッドランプの光源、産業用照明や民生用照明の光源、又は、レーザ溶接装置や薄膜アニール装置、レーザ加工装置などの産業機器の光源など、様々な用途の光源として注目されている。また、上記用途の光源として用いられる半導体レーザ素子には、光出力が１ワットを大きく超える高出力化が望まれている。【０００４】
半導体レーザ素子の高出力化の手法として、幅の広い導波路を複数並列に配列することによってアレイを形成する手法が広く利用されている。このような高出力の半導体レーザ素子では、高出力動作時には多量の熱が発生するため、高出力化のためには、導波路で発生した熱を効率よく放熱させることが肝要となる。一般的には、導波路の近傍に熱伝導率の高い材料を接続することで熱を拡散させ、金属パッケージなどを介して外部に放熱する。【０００５】
特許文献１に、従来のアレイ型半導体レーザ素子が開示されている。図７は、特許文献１に開示された従来のアレイ型半導体レーザ素子１０１０の構成を示す模式的な正面図である。【０００６】
図７に示すように、従来のアレイ型半導体レーザ素子１０１０は、所定間隔をおいて一列に配列された複数のストライプ１０１１〜１０１４を有する。複数のストライプ１０１１〜１０１４は、それぞれ、レーザ光の導波路となる発光部である。アレイ型半導体レーザ素子１０１０は、各ストライプに対応して分離されて設けられた複数のレーザ電極１００８を有する。アレイ型半導体レーザ素子１０１０の複数のレーザ電極１００８は、それぞれ支持体１００３上に設けられた複数の金属配線体１００７と対向する位置に配置される。複数のレーザ電極１００８は、それぞれ複数の金属配線体１００７と半田等の導電性接着材１００６を介して熱圧着されている。これにより、複数のレーザ電極１００８と複数の金属配線体１００７とを電気的に導通し、かつ、アレイ型半導体レーザ素子１０１０を支持体１００３に物理的に固定している。さらに、アレイ型半導体レーザ素子１０１０と支持体１００３との間に熱伝導性の良い樹脂１００９が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１６４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような構造の場合、それぞれの導波路で発生した熱が互いに干渉するため、複数の導波路（つまり、発光部）の温度分布が不均一となる。具体的には、複数の導波路のうち、複数の導波路の配列方向における中央側に位置する導波路の温度が、端部側に位置する導波路の温度よりも高くなる。その結果、従来のアレイ型半導体レーザ素子１０１０では、温度分布の不均一が生じるため、温度分布の不均一に起因して、高温部の導波路の光出力特性の劣化が低温部よりも早く進行し、素子の破損につながるという信頼性悪化の課題がある。【０００９】
本開示は、発光部間の温度分布の不均一を抑制することで信頼性の悪化を抑えた半導体発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本開示に係る半導体発光装置の一態様は、基板と、前記基板の上面に沿って配列された三つ以上の発光部と、を有する半導体発光素子と、前記基板の下面の下方に配置された第１基台と、前記半導体発光素子を前記第１基台に接着する第１接着層と、を備え、前記基板は、前記第１接着層より熱伝導率が高く、前記第１接着層の厚さは、前記三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。【００１１】
このように、基板より熱伝導率が低い第１接着層の配列方向の中央側における厚さを小さくすることで、第１接着層の中央側での放熱性を両方の端部側より高めることができる。これにより、三つ以上の発光部のうち配列方向の中央側の発光部が、隣接する発光部との熱干渉に起因して、両方の端部側の発光部より高温となることを抑制できる。したがって、三つ以上の発光部における温度分布の不均一を抑制できるため、半導体発光装置の信頼性の悪化を抑制できる。【００１２】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記基板の厚さは、前記配列方向の中央側において両方の端部側より大きくてもよい。【００１３】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記基板の前記下面は、前記配列方向の中央側が凸状になるよう傾斜していてもよい。【００１４】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記基板の前記上面は、前記配列方向において、前記第１基台の前記第１接着層との接合面と平行であってもよい。【００１５】
これにより、半導体発光素子からの出射光の伝播方向と、第１基台の上面と、がほぼ平行になるため、第１基台の上面を光軸のアライメントの基準として利用できる。このため、光軸調整が容易な半導体発光装置を実現できる。【００１６】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、さらに、前記半導体発光素子を挟んで前記第１基台とは反対側に配置された第２基台と、前記半導体発光素子を前記第２基台に接着する第２接着層と、を備えてもよい。【００１７】
このように、本開示に係る半導体発光装置では、半導体発光素子の両側が基台で挟まれる。したがって、各基台を熱伝導性の高い部材で形成することで、半導体発光素子の放熱性をさらに向上させることができる。【００１８】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記第１基台は、前記第１接着層より熱伝導率が高くてもよい。【００１９】
上記目的を達成するために、本開示に係る半導体発光装置の一態様は、基板と、前記基板の上面に沿って配列された三つ以上の発光部と、を有する半導体発光素子と、前記基板の下面の下方に配置された第１基台と、前記半導体発光素子を前記第１基台に接着する第１接着層と、を備え、前記第１基台は、前記第１接着層より熱伝導率が高く、前記第１接着層の厚さは、前記三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。【００２０】
このように、第１基台より熱伝導率が低い第１接着層の配列方向の中央側における厚さを小さくすることで、第１接着層の中央側での放熱性を両方の端部側より高めることができる。これにより、三つ以上の発光部のうち配列方向の中央側の発光部が、隣接する発光部との熱干渉に起因して、両方の端部側の発光部より高温となることを抑制できる。したがって、三つ以上の発光部における温度分布の不均一を抑制できるため、半導体発光装置の信頼性の悪化を抑制できる。【００２１】
また、本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記第１基台の厚さは、前記配列方向の中央側において両方の端部側より大きくてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本開示によれば、発光部間の温度分布の不均一を抑制することで信頼性の悪化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態に係る半導体発光素子の構成を示す模式的な上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態に係る半導体発光素子の構成を示す模式的な断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における第１半導体層、発光層及び第２半導体層の各層を形成する工程を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における第１保護膜を成膜する工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における第１保護膜をパターニングする工程を示す断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における導波路部及び平坦部を形成する工程を示す断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における誘電体層を成膜する工程を示す断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法におけるｐ側電極を形成する工程を示す断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法におけるパッド電極を成膜する工程を示す断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法における基板の下面に凸形状を形成する工程を示す断面図である。
【図２Ｉ】図２Ｉは、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法におけるｎ側電極を形成する工程を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る半導体発光装置の各導波路部の温度の概要を示すグラフである。
【図５Ａ】図５Ａは、変形例１に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、変形例２に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、変形例３に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、変形例４に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は、変形例５に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、従来のアレイ型半導体レーザ素子の構成を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２５】
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００２６】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、且つ、いずれもＺ軸に直交する軸である。
【００２７】
（実施の形態）
実施の形態に係る半導体発光装置について説明する。
【００２８】
［半導体発光素子の構成］
まず、本実施の形態に係る半導体発光装置が備える半導体発光素子の構成について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る半導体発光素子１の構成を示す模式的な上面図及び断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における半導体発光素子１の断面図である。
【００２９】
本実施の形態に係る半導体発光素子１は、基板１０と、基板１０の上面に沿って配列された三つ以上の発光部と、を有する素子である。図１Ｂに示すように、本実施の形態では、半導体発光素子１は、基板１０の主面に沿って図１ＢのＸ軸方向に配列された五つの発光部７１〜７５を有する。五つの発光部７１〜７５の配列方向は、各図に示されるＸ軸方向と一致する。以下、五つの発光部７１〜７５の配列方向を単に「配列方向」ともいう。本実施の形態では、半導体発光素子１は、窒化物半導体材料を含む半導体レーザ素子であって、図１Ｂに示すように、基板１０と、第１半導体層２０と、発光層３０と、第２半導体層４０と、電極部材５０と、誘電体層６０と、ｎ側電極８０と、を備える。
【００３０】
第２半導体層４０は、図１Ｂに示すように、レーザ共振器長方向（図１ＢのＹ軸方向）に延在するストライプ状の凸部からなる導波路部４０ａ１〜４０ａ５と、各導波路部の根元から横方向（言い換えると、図１ＢのＸ軸方向）に広がる平坦部４０ｂと、を有する。導波路部４０ａ１〜４０ａ５の位置は、それぞれ、発光部７１〜７５の位置に対応する。
【００３１】
半導体発光素子１内に設けられる導波路部の個数は、三つ以上であればよく、半導体発光素子１を高い光出力（例えばワットクラス）で動作させるには、５本以上であってもよい。本実施の形態では、半導体発光素子１は、５本の導波路部４０ａ１〜４０ａ５を有する。導波路部４０ａ１〜４０ａ５は互いに平行に配置される。これにより、各導波路部に対応する各発光部から同じ方向に光が出射される。
【００３２】
各導波路部の幅及び間隔（各導波路部の中心間距離）は、特に限定されるものではない。例えば、各導波路部のＸ軸方向の幅は１μｍ以上１００μｍ以下で、隣り合う導波路部の間隔は、５０μｍ以上１０００μｍ以下である。半導体発光素子１を高い光出力（例えばワットクラス）で動作させるには、各導波路部の幅を１０μｍ以上５０μｍ以下とし、隣合う導波路部の間隔を３００μｍ以上５００μｍ以下にしてもよい。本実施の形態では、各導波路部の幅は、３０μｍであり、間隔は４００μｍである。また、各導波路部の間隔は、半導体発光素子１内において等間隔である必要はない。半導体発光素子１内の温度分布や応力等の影響を考慮して、各導波路部の間隔を不均一にしてもよい。
【００３３】
各導波路部の高さは、特に限定されることはないが、一例として、１００ｎｍ以上１μｍ以下である。半導体発光素子１を高い光出力（例えばワットクラス）で動作させるには、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下にしてもよい。本実施の形態では、各導波路部の高さは６００ｎｍである。
【００３４】
基板１０は、例えば、ＧａＮ基板である。本実施の形態では、基板１０として、主面が（０００１）面であるｎ型六方晶ＧａＮ基板を用いている。
【００３５】
第１半導体層２０は、基板１０の上方に配置されている。第１半導体層２０は、例えば、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ側クラッド層である。
【００３６】
発光層３０は、第１半導体層２０の上方に配置されている。発光層３０は、窒化物半導体によって構成される。発光層３０は、例えば、図１Ｂに示すように、第１半導体層２０側から順に、ｎ−ＧａＮからなるｎ側光ガイド層３１と、ＩｎＧａＮ量子井戸層からなる活性層３２と、ｐ−ＧａＮからなるｐ側光ガイド層３３とが積層された積層構造を有する。発光層３０は、発光部７１〜７５を含む。発光部７１〜７５は、導波路部４０ａ１〜４０ａ５に対応する位置に配置される部分であり、半導体発光素子１から出射される光の大部分が発生かつ伝播する部分である。本実施の形態では、各発光部は、各導波路部の下方（つまり、図１Ｂにおける下側）に配置される。各発光部の幅（つまり、図１ＢのＸ軸方向の幅）は、各導波路部の幅（つまり、図１ＢのＸ軸方向の幅）と同程度である。なお、発光部７１〜７５以外の部分においても、光が発生又は伝播してもよい。
【００３７】
第２半導体層４０は、発光層３０の上方に配置されている。第２半導体層４０は、例えば、図１Ｂに示すように、発光層３０側から順に、ＡｌＧａＮからなる電子障壁層４１と、ｐ型ＡｌＧａＮ層からなるｐ側クラッド層４２と、ｐ型ＧａＮからなるｐ側コンタクト層４３とが積層された積層構造を有する。ｐ側コンタクト層４３は、導波路部４０ａ１〜４０ａ５の最上層として形成されている。
【００３８】
これらの各層は、成長条件を調整することで、ほぼ均一な膜厚で形成することができる。
【００３９】
図１Ｂに示すように、ｐ側クラッド層４２は、凸部を有している。このｐ側クラッド層４２の凸部とｐ側コンタクト層４３とによってストライプ状の導波路部４０ａ１〜４０ａ５が構成されている。また、ｐ側クラッド層４２は、各導波路部の両側方に、平坦部４０ｂとして平面部を有している。つまり、平坦部４０ｂの最上面は、ｐ側クラッド層４２の表面であり、平坦部４０ｂの最上面にはｐ側コンタクト層４３が形成されていない。
【００４０】
電極部材５０は、第２半導体層４０の上方に配置されている。電極部材５０は、各導波路部よりも幅広である。つまり、電極部材５０の幅（Ｘ軸方向の幅）は、各導波路部の幅（Ｘ軸方向の幅）よりも大きい。電極部材５０は、誘電体層６０及び各導波路部の上面と接触している。
【００４１】
本実施の形態において、電極部材５０は、各発光部への電流供給のためのｐ側電極５１と、ｐ側電極５１の上方に配置されたパッド電極５２と、を有する。
【００４２】
ｐ側電極５１は、各導波路部の上面と接触している。ｐ側電極５１は、各導波路部の上方においてｐ側コンタクト層４３とオーミック接触するオーミック電極であり、各導波路部の上面であるｐ側コンタクト層４３の上面と接触している。ｐ側電極５１は、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉなどの金属材料を用いて形成される。本実施の形態において、ｐ側電極５１は、Ｐｄ／Ｐｔの２層構造を有する。
【００４３】
パッド電極５２は、各導波路部よりも幅広であって、誘電体層６０と接触している。つまり、パッド電極５２は、各導波路部及び誘電体層６０を覆うように形成されている。パッド電極５２は、例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料を用いて形成される。本実施の形態において、パッド電極５２は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの３層構造を有する。
【００４４】
なお、図１Ａに示すように、パッド電極５２は、半導体発光素子１を個片化する際の歩留まりを向上させるために、半導体発光素子１の上面視において、誘電体層６０の内側（つまり第２半導体層４０の内側）に形成されている。すなわち、半導体発光素子１を上面視した場合に、パッド電極５２は、半導体発光素子１の端部周縁には形成されていない。これにより、半導体発光素子１は、端部周縁に電流が供給されない非電流注入領域を有する。また、パッド電極５２が形成されている領域の各導波路部の長手方向（つまりＹ軸方向）に垂直な断面形状は、どの部分でも図１Ｂに示される形状となる。
【００４５】
誘電体層６０は、光を閉じ込めるために、各導波路部の側面に配置された絶縁膜である。具体的には、誘電体層６０は、各導波路部の側面（つまり、図１ＢのＸ軸方向と交差する面）から平坦部４０ｂにわたって連続的に形成されている。本実施の形態において、誘電体層６０は、各導波路部の周辺において、ｐ側コンタクト層４３の側面とｐ側クラッド層４２の凸部の側面とｐ側クラッド層４２の上面とにわたって連続して形成されている。本実施の形態では、誘電体層６０は、ＳｉＯ２で形成される。
【００４６】
誘電体層６０の形状は、特に限定されるものではないが、誘電体層６０は、各導波路部の側面及び平坦部４０ｂと接していてもよい。これにより、各導波路部の直下で発光した光を安定的に閉じ込めることができる。
【００４７】
また、高い光出力で動作させること（つまり高出力動作）を目的とした半導体発光素子では、光出射端面には誘電体多層膜などの端面コート膜が形成される。この端面コート膜は、端面のみに形成することが難しく、半導体発光素子１の上面にも回りこむ。この場合、半導体発光素子１のレーザ共振器長方向（つまり、図１Ａ及び図１ＢのＹ軸方向）の端部では、パッド電極５２が形成されていないため、端面コート膜が上面にまで回りこんでしまうと、半導体発光素子１の長手方向の端部で誘電体層６０と端面コート膜とが接してしまう場合がある。この際、誘電体層６０が形成されていない場合、又は、誘電体層６０の膜厚が光閉じ込めに対して薄い場合には、端面コート膜の影響を受けるため、光損失の原因となる。そこで、発光層３０で発生した光を十分に閉じ込めるには、誘電体層６０の膜厚は、１００ｎｍ以上にしてもよい。一方、誘電体層６０の膜厚が厚すぎると、パッド電極５２の形成が困難となるため、誘電体層６０の膜厚は、各導波路部の高さ以下にしてもよい。
【００４８】
また、各導波路部の側面及び平坦部４０ｂには、各導波路部を形成する際のエッチング工程でエッチングダメージが残存してリーク電流が発生する場合がある。しかしながら、本実施の形態では、各導波路部及び平坦部４０ｂを誘電体層６０で被覆することで、不要なリーク電流の発生を低減できる。
【００４９】
ｎ側電極８０は、基板１０の下方に配置された電極であり、基板１０とオーミック接触するオーミック電極である。ｎ側電極８０は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる積層膜である。ｎ側電極８０の構成はこれに限定されない。ｎ側電極８０は、Ｔｉ及びＡｕが積層された積層膜であってもよい。
【００５０】
基板１０は、図１Ｂに示すように、導波路部４０ａ１〜４０ａ５の配列方向（Ｘ軸方向）の位置に応じてその厚さが異なる。本実施例では、各導波路部直下の基板１０の厚さを、左端の導波路部の直下から順番にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４及びｄ５と定義する。言い換えると、発光部７１〜７５の直下の基板１０の厚さをそれぞれｄ１〜ｄ５と定義する。なお、各導波路部直下の基板厚さとは、各導波路部（又は各発光部）の幅方向（Ｘ軸方向）の中心を通り、基板１０と第１半導体層２０の境界面に垂直な線上の、基板１０と第１半導体層２０との境界から、基板１０とｎ側電極８０との境界までの距離のことである。本実施の形態では、左端の導波路部４０ａ１と中央の導波路部４０ａ３との間及び右端の導波路部４０ａ５と中央の導波路部４０ａ３との導波路部の間において、基板１０の厚さは連続的に変化しており、ｄ３＞ｄ１及びｄ３＞ｄ５の関係がある。つまり、基板１０の厚さは、配列方向の中央側において両方の端部側より大きい。また、基板１０の下面（図１Ｂの下方の面）は、配列方向の中央側が凸状になるよう傾斜している。以上のような基板１０を有する半導体発光素子１が奏する作用及び効果については後述する。
【００５１】
［半導体発光素子の製造方法］
次に、実施の形態に係る半導体発光素子１の製造方法について、図２Ａ〜図２Ｉを用いて説明する。図２Ａ〜図２Ｉは、実施の形態に係る半導体発光素子１の製造方法における各工程を示す断面図である。
【００５２】
まず、図２Ａに示すように、主面が（０００１）面であるｎ型六方晶ＧａＮ基板である基板１０上に、有機金属気層成長法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ法）を用いて、第１半導体層２０、発光層３０及び第２半導体層４０を順次成膜する。
【００５３】
具体的には、厚さ４００μｍの基板１０の上に、第１半導体層２０としてｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ側クラッド層を３μｍ成長させる。続いて、ｎ−ＧａＮからなるｎ側光ガイド層３１を０．１μｍ成長させる。続いて、ＩｎＧａＮからなるバリア層とＩｎＧａＮ量子井戸層との３周期からなる活性層３２を成長させる。続いて、ｐ−ＧａＮからなるｐ側光ガイド層３３を０．１μｍ成長させる。続いて、ＡｌＧａＮからなる電子障壁層４１を１０ｎｍ成長させる。続いて、膜厚１．５ｎｍのｐ−ＡｌＧａＮ層と膜厚１．５ｎｍのＧａＮ層とを１６０周期繰り返して形成した厚さ０．４８μｍの歪超格子からなるｐ側クラッド層４２を成長させる。続いて、ｐ−ＧａＮからなるｐ側コンタクト層４３を０．０５μｍ成長させる。ここで、各層において、Ｇａ、Ａｌ及びＩｎを含む有機金属原料には、例えば、それぞれトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアンモニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いる。また、窒素原料には、アンモニア（ＮＨ３）を用いる。
【００５４】
次に、図２Ｂに示すように、第２半導体層４０上に、第１保護膜９１を成膜する。具体的には、ｐ側コンタクト層４３の上に、シラン（ＳｉＨ４）を用いたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、第１保護膜９１として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を３００ｎｍ成膜する。
【００５５】
なお、第１保護膜９１の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法に限るものではなく、例えば、熱ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法、又は、パルスレーザ成膜法など、公知の成膜方法を用いることができる。また、第１保護膜９１の成膜材料は、上記のものに限るものではなく、例えば、誘電体や金属など、後述する第２半導体層４０（ｐ側クラッド層４２、ｐ側コンタクト層４３）のエッチングに対して、選択性のある材料であればよい。
【００５６】
次に、図２Ｃに示すように、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、第１保護膜９１が帯状に残るように、第１保護膜９１を選択的に除去する。エッチング法としては、例えば、ＣＦ４などのフッ素系ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチング、又は、１：１０程度に希釈した弗化水素酸（ＨＦ）などを用いたウェットエッチングを用いることができる。
【００５７】
次に、図２Ｄに示すように、帯状に形成された第１保護膜９１をマスクとして、ｐ側コンタクト層４３及びｐ側クラッド層４２をエッチングすることで、第２半導体層４０に導波路部４０ａ１〜４０ａ５及び平坦部４０ｂを形成する。ｐ側コンタクト層４３及びｐ側クラッド層４２のエッチングとしては、Ｃｌ２などの塩素系ガスを用いたＲＩＥ法によるドライエッチングを用いてもよい。
【００５８】
次に、図２Ｅに示すように、帯状の第１保護膜９１を弗化水素酸などを用いたウェットエッチングによって除去した後、ｐ側コンタクト層４３及びｐ側クラッド層４２を覆うように、誘電体層６０を成膜する。つまり、導波路部４０ａ１〜４０ａ５及び平坦部４０ｂの上に誘電体層６０を形成する。誘電体層６０としては、例えば、シラン（ＳｉＨ４）を用いたプラズマＣＶＤ法によって、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を３００ｎｍ成膜する。
【００５９】
なお、誘電体層６０の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法に限るものではなく、熱ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法、又は、パルスレーザ成膜法などの成膜方法を用いてもよい。
【００６０】
次に、図２Ｆに示すように、フォトリソグラフィー法と弗化水素酸を用いたウェットエッチングとにより、導波路部４０ａ１〜４０ａ５上の誘電体層６０のみを除去して、ｐ側コンタクト層４３の上面を露出させる。その後、真空蒸着法及びリフトオフ法を用いて、導波路部４０ａ１〜４０ａ５上のみにＰｄ／Ｐｔからなるｐ側電極５１を形成する。具体的には、誘電体層６０から露出させたｐ側コンタクト層４３の上にｐ側電極５１を形成する。
【００６１】
なお、ｐ側電極５１の成膜方法は、真空蒸着法に限るものではなく、スパッタ法又はパルスレーザ成膜法などであってもよい。また、ｐ側電極５１の電極材料は、Ｎｉ／Ａｕ系、Ｐｔ系など、第２半導体層４０（ｐ側コンタクト層４３）とオーミック接触する材料であればよい。
【００６２】
次に、図２Ｇに示すように、ｐ側電極５１、誘電体層６０を覆うようにパッド電極５２を形成する。具体的には、フォトリソグラフィー法などによって、形成したい部分以外にレジストをパターニングし、基板１０の上方の全面に真空蒸着法などによってＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるパッド電極５２を形成し、リフトオフ法を用いて不要な部分の電極を除去する。これにより、ｐ側電極５１、誘電体層６０の上に所定形状のパッド電極５２を形成できる。以上のように、ｐ側電極５１及びパッド電極５２からなる電極部材５０が形成される。
【００６３】
次に、図２Ｈに示すように、基板１０を薄膜化する。これは、個片化を容易にするため、及び放熱性を向上させるのが目的である。基板１０は、砥粒と薬液とを用いた物理的及び化学的研磨により薄膜化できる。本実施の形態では、厚さ４００μｍの基板１０を厚さ約８５μｍまで薄膜化した。この際に、基板１０を研磨面に対して斜めに設置することで、基板の厚さ分布を制御できる。具体的には、基板の中央部が基板の端部よりも約３μｍ厚くなるように、基板を研磨台に対して約０．１度傾けて研磨した。本実施の形態では、研磨により、図１Ｂで定義した基板厚さ（ｄ１〜ｄ５）を、ｄ１＝８５μｍ、ｄ２＝８７μｍ、ｄ３＝８８μｍ、ｄ４＝８６μｍ、ｄ５＝８４μｍとした。このように、基板１０の下面に凸形状を形成することができる。
【００６４】
なお、研磨以外の手法でも、例えば、ドライエッチングなどでも基板厚さの分布を調整できる。反応性ガスに高電圧を印加することでプラズマを発生させ、このプラズマ中のイオン又はラジカルがウエハに衝突することでエッチングが進行する。このときに、プラズマの密度又はエネルギーに差があれば、基板１０の位置に応じてエッチング量を調整できる。
【００６５】
例えば、供給するガスをウエハの端部から供給し、ウエハの中央部から排気することで、基板１０の位置に応じてエッチング量を調整できる。この手法ではガス供給の上流側でプラズマが多く生成され、下流側では少なくなる。この結果、上流側でエッチングが多く進行し、下流側で少なく進行する。
【００６６】
別の手法として、ガス供給を均一にした場合でも、印加する高電圧の分布を変えることで、基板１０の位置に応じてエッチング量を調整できる。例えば、ウエハの端部に高電圧を印加し、中央部では、これよりも小さい電圧を印加することで、基板１０の位置に応じてエッチング量を変えることができる。
【００６７】
次に、図２Ｉに示すように、基板１０の下面にｎ側電極８０を形成する。具体的には、基板１０の裏面に真空蒸着法などによってＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｎ側電極８０を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングすることで、所定形状のｎ側電極８０を形成する。これにより、本実施の形態に係る半導体発光素子１を製造することができる。
【００６８】
［半導体発光装置］
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子１が実装された半導体発光装置について、図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、本実施の形態に係る半導体発光装置２の構成を示す模式的な断面図である。図３Ａに示すように、半導体発光装置２は、半導体発光素子１と、サブマウント１００と、を備える。サブマウント１００は、第１基台１０１と、第１電極１０２ａと、第３電極１０２ｂと、第１接着層１０３ａと、第３接着層１０３ｂと、を有する。
【００６９】
第１基台は、半導体発光素子１の基板１０の下方に配置された基台であり、ヒートシンクとして機能する。第１基台１０１の材料は、特に限定されるものではないが、アルミナイトライド（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などのセラミック、ＣＶＤで成膜されたダイヤモンド（Ｃ）、ＣｕやＡｌなどの金属単体、又は、ＣｕＷなどの合金など、半導体発光素子１と比べて熱伝導率が同等かそれ以上の材料で構成されていてもよい。
【００７０】
第１電極１０２ａは、第１基台１０１の一方の面に配置される。また、第３電極１０２ｂは、第１基台１０１の他方の面に配置される。本実施の形態では、第１電極１０２ａは、第１基台１０１の半導体発光素子１側の面に配置される。第１電極１０２ａ及び第３電極１０２ｂは、例えば、膜厚０．１μｍのＴｉ、膜厚０．２μｍのＰｔ及び膜厚０．２μｍのＡｕの三つの金属膜からなる積層膜である。
【００７１】
第１接着層１０３ａは、半導体発光素子１を第１基台に接着する接着層である。第１接着層１０３ａは、第１電極１０２ａの上方に配置される。第３接着層１０３ｂは、第３電極１０２ｂの上方に形成される。第１接着層１０３ａ及び第３接着層１０３ｂは、例えば、Ａｕ及びＳｎがそれぞれ７０％及び３０％の含有率で含まれる金スズ合金からなる共晶半田である。本実施の形態では、第１接着層１０３ａ及び第３接着層１０３ｂの最大厚さは、６μｍ程度である。第１接着層１０３ａは、半導体発光素子１の基板１０及び第１基台１０１より熱伝導率が低い。
【００７２】
半導体発光素子１は、サブマウント１００に実装される。本実施の形態では、半導体発光素子１のｎ側電極８０側の面がサブマウント１００に接続される実装形態、つまりジャンクションアップ実装であるので、半導体発光素子１のｎ側電極８０がサブマウント１００の第１接着層１０３ａに接続される。ここで、半導体発光素子１の基板１０の上面は、発光部７１〜７５の配列方向において、第１基台１０１の第１接着層１０３ａとの接合面と平行である。これにより、半導体発光素子１からの出射光の伝播方向と、第１基台１０１の上面と、がほぼ平行になるため、第１基台１０１の上面を光軸のアライメントの基準として利用できる。このため、光軸調整が容易な半導体発光装置２を実現できる。
【００７３】
図１Ｂで示したように、配列方向中央の導波路部４０ａ３の直下の基板１０の厚さｄ３、右端の導波路部４０ａ５直下の厚さｄ５、左端の導波路部４０ａ１直下の厚さｄ１の間には、ｄ３＞ｄ１及びｄ３＞ｄ５の関係がある。ここで、図３Ａに示すように、５つの導波路部４０ａ１〜４０ａ５直下（つまり、発光部７１〜７５直下）の第１接着層１０３ａの厚さを、左から順番に、ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４及びｓ５と定義する。本実施の形態では、ｓ１＝４．２μｍ、ｓ２＝２．１μｍ、ｓ３＝１．０μｍ、ｓ４＝２．９μｍ、ｓ５＝４．８μｍである。ｓ１、ｓ３、ｓ５の間には、ｓ３＜ｓ１及びｓ３＜ｓ５の関係がある。つまり、中央部の第１接着層１０３ａの厚さｓ３が、端部の第１接着層１０３ａの厚さｓ１及びｓ５よりも薄くなっている。また、第１接着層１０３ａの厚さは、基板１０の中央部と基板１０の端部間の厚さの差よりも厚い。なお、本実施の形態のように、第１接着層１０３ａに金スズ半田を用いて実装する場合、金スズ半田がｎ側電極８０の金及び第１電極１０２ａの金と共晶反応を起こすため、境界を判別するのが困難となることがある。その場合は、ここでの第１接着層１０３ａの厚さは、ｎ側電極８０の金スズと共晶反応しない層（例えば、Ｐｔ）から、第１電極１０２ａの金スズと共晶反応しない層（例えば、Ｐｔ）までの距離と定義する。なお、図示しないが、サブマウント１００は、放熱性の向上及び取り扱いの簡便化の目的で、例えば、金属パッケージに実装される。つまり、第３接着層１０３ｂによって金属パッケージに接着される。なお、第１基台１０１自体がパッケージとして機能してもよい。この場合、サブマウント１００は、第３接着層１０３ｂを備えなくてもよい。
【００７４】
また、図３Ａに示した半導体発光装置２では、半導体発光素子１はジャンクションアップ実装されたが、半導体発光素子１の電極部材５０側がサブマウント１００に接続される実装形態、すなわちジャンクションダウン実装を適用してもよい。以下、このような実装形態について図３Ｂを用いて説明する。
【００７５】
図３Ｂは、本実施の形態の変形例に係る半導体発光装置３の構成を示す模式的な断面図である。図３Ｂに示すように、本変形例に係る半導体発光装置３は、半導体発光素子１と、サブマウント３００と、放熱部２００と、を備える。サブマウント３００は、第２基台３０１と、第２電極３０２ａと、第４電極３０２ｂと、第２接着層３０３ａと、第４接着層３０３ｂと、を有する。放熱部２００は、第１基台２０１と、第１接着層２０３と、を有する。
【００７６】
第１基台２０１は、半導体発光素子１の基板１０の下面（図３Ｂの上側面）の下方（図３Ｂの上側）に配置された基台である。第１接着層２０３は、半導体発光素子１を第１基台２０１に接着する接着層である。
【００７７】
第２基台３０１は、半導体発光素子１を挟んで第１基台２０１とは反対側に配置された基台である。第２接着層３０３ａは、半導体発光素子１を第２基台３０１に接着する接着層である。第２電極３０２ａは、第２基台３０１の一方の面に配置される。また、第４電極３０２ｂは、第２基台３０１の他方の面に配置される。本実施の形態では、第２電極３０２ａは、第２基台３０１の半導体発光素子１側の面に配置される。
【００７８】
本変形例に係る第２基台３０１及び第１基台２０１は、半導体発光装置２の第１基台１０１と同様の構成を有する。また、本変形例に係る第２電極３０２ａ及び第４電極３０２ｂは、半導体発光装置２の第１電極１０２ａ及び第３電極１０２ｂと同様の構成を有する。第４接着層３０３ｂは、半導体発光装置２の第３接着層１０３ｂと同様の構成を有する。
【００７９】
半導体発光装置３では、半導体発光素子１の電極部材５０がサブマウント３００の第２接着層３０３ａに接続される。このように、半導体発光素子１をジャンクションダウン実装することで、発熱源に近い電極部材５０側がサブマウント３００に接続されるので、半導体発光素子１の放熱性を向上させることができる。第２接着層３０３ａは、例えば、Ａｕ（７０％）及びＳｎ（３０％）の金スズ合金からなる最大厚さ３μｍ程度の共晶半田である。さらに、放熱性を向上させるため、ｎ側電極８０側にも放熱部２００を接続する。放熱部２００上の一面には、第１接着層２０３が形成されており、この第１接着層２０３がｎ側電極８０と接続されている。このように、半導体発光素子１の両側を熱伝導率が高い材料で挟むことで、半導体発光装置３の放熱性を向上させることができる。
【００８０】
本変形例では、半導体発光素子１のｎ側電極８０が接続される第１接着層２０３の厚さが、中央部と端部で異なる。図３Ｂに示すように、第１接着層２０３の厚さを、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４及びｗ５と定義する。基板１０の厚さ（ｄ１〜ｄ５）は、半導体発光装置２と同様である。本変形例では、ｗ１＝４．３μｍ、ｗ２＝２．２μｍ、ｗ３＝１．２μｍ、ｗ４＝３．１μｍ、ｗ５＝５．１μｍであった。
【００８１】
第１接着層２０３は、例えば、半導体発光装置２と同様に、膜厚０．１μｍのＴｉ、膜厚０．２μｍのＰｔ及び膜厚０．２μｍのＡｕの三つの金属膜からなる積層膜上に、Ａｕ及びＳｎがそれぞれ７０％及び３０％の含有率で含まれる金スズ合金からなる最大厚さ６μｍ程度の共晶はんだが形成された構造である。この場合、ｎ側電極８０と放熱部２００とを強固に接続できるため、半導体発光素子１からの熱を効率よく排熱することができる。また、第１接着層２０３として、例えば、金などの第１基台２０１及び基板１０に対して柔らかい材料を用いることもできる。この場合、第１接着層２０３とｎ側電極８０は接触しているだけなので半導体発光素子１の固定はできないが、レーザからの熱を排熱することができる。また、この構成では半導体発光素子にかかる不要な応力を減らすことができるため、信頼性が向上する。
【００８２】
また、本実施の形態では、各接着層の材料として金スズ合金を示したが、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系半田など、基板１０、第１基台１０１及び２０１、並びに、第２基台３０１より熱伝導率が低い材料であれば、公知の半導体接合に用いられている材料を用いてもよい。
【００８３】
［半導体発光装置の作用効果］
次に、本実施の形態に係る半導体発光装置２の作用効果について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る半導体発光装置２の各導波路部の温度の概要を示すグラフである。図４において、本実施の形態に係る半導体発光装置２における半導体発光素子１の各導波路部の温度が実線で示されており、特許文献１に記載されたような構成を有する比較例の半導体発光装置の各導波路部の温度が破線で示されている。比較例の半導体発光装置では、図４に破線で示すように、中央部の導波路部４０ａ３の温度が、端部の導波路部の温度よりも高い。これは、中央に近い導波路部ほど外側の導波路部で発生した熱の影響を受けるためである。
【００８４】
これに対し、本実施の形態に係る半導体発光装置は、上述したように、半導体発光素子１と、基板１０の下面の下方に配置された第１基台１０１と、半導体発光素子１を第１基台１０１に接着する第１接着層１０３ａと、を備える。また、基板１０は、第１接着層１０３ａより熱伝導率が高く、第１接着層１０３ａの厚さは、三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。
【００８５】
このように、基板１０より熱伝導率が低い第１接着層１０３ａの配列方向の中央側における厚さを小さくすることで、第１接着層１０３ａの中央側での放熱性を両方の端部側より高めることができる。これにより、三つ以上の発光部７１〜７５のうち配列方向の中央側の発光部が、隣接する発光部との熱干渉に起因して、両方の端部側の発光部より高温となることを抑制できる。このため、図４に実線で示すように、配列方向の中央部の導波路部の温度を下げることで、ほぼ均一な温度分布を実現できる。
【００８６】
この効果について、より具体的に説明する。第１接着層１０３ａは、金スズ合金で構成されており、その熱伝導率は５７Ｗ／ｍ・Ｋである。また、基板１０は、ＧａＮで構成されており、その熱伝導率は２００Ｗ／ｍ・Ｋである。このように接合に用いられている第１接着層１０３ａは基板１０より熱伝導率が低いため、第１接着層１０３ａが薄くなるにしたがって放熱性は向上する。一方、半導体発光素子１と第１基台１０１との接合強度を保つためには、第１接着層１０３ａにはある程度の厚さが必要となるため、一様に第１接着層１０３ａを薄くすることはできない。そこで本実施の形態では、第１接着層１０３ａより熱伝導率の高い基板１０の中央部を厚くすることで、その直下の第１接着層１０３ａを薄くし、配列方向の中央部のみ放熱性を向上させている。なお、半導体発光素子１の両側を挟み込んだ上記変形例に係る半導体発光装置３においても同様の効果を得られる。半導体発光装置３においては、配列方向の中央部の第１接着層２０３の厚さを薄くすることで、温度分布を均一化している。
【００８７】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置２及び変形例に係る半導体発光装置３では、三つ以上の発光部における温度分布の不均一を抑制できるため、半導体発光装置の信頼性の悪化を抑制できる。
【００８８】
（変形例）
以上、本開示に係る半導体発光装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態等に限定されるものではない。
【００８９】
例えば、上記実施の形態等に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【００９０】
例えば、上記実施の形態に係る半導体発光装置２においては、半導体発光素子１の基板１０は、中央の導波路部４０ａ３の直下（つまり、発光部７３の直下）における基板１０の厚さが最大であったが、基板１０の構成はこれに限定されない。以下、各変形例について図５Ａ〜５Ｄ及び図６を用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、それぞれ変形例１〜４に係る半導体発光装置２ａ〜２ｄの構成を示す模式的な断面図である。図６は、変形例５に係る半導体発光装置４０２の構成を示す模式的な断面図である。図５Ａ〜図５Ｃに示す半導体発光装置２ａ〜２ｃは、それぞれ半導体発光素子１ａ〜１ｃの基板１０ａ〜１０ｃの形状において、実施の形態に係る半導体発光装置２と相違しその他の点において一致する。また、図５Ｄに示す半導体発光装置２ｄは、半導体発光素子１ｄの導波路部（つまり、発光部）の個数において、実施の形態に係る半導体発光装置２と相違しその他の点において一致する。
【００９１】
図５Ａに示す変形例１に係る半導体発光装置２ａのように、基板１０ａの厚さは、中央の導波路部４０ａ３の直下で最大とならなくてもよい。このような構成であっても、導波路部４０ａ１〜４０ａ５のそれぞれの直下の基板１０ａの厚さｄ１〜ｄ５に対して、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３、かつ、ｄ３＞ｄ４＞ｄ５が成り立ち得る。これに伴い、導波路部４０ａ１〜４０ａ５のそれぞれの直下の第１接着層１０３ａの厚さｓ１〜ｓ５に対して、ｓ１＞ｓ２＞ｓ３、かつ、ｓ３＜ｓ４＜ｓ５が成り立つ。このため、本変形例に係る半導体発光装置２ａにおいても、上記実施の形態に係る半導体発光装置２と同様の効果を得られる。
【００９２】
また、図５Ｂに示す変形例２に係る半導体発光装置２ｂのように、基板１０ｂの厚さは、中央の導波路部４０ａ３の直下付近で一様となってもよい。言い換えると、基板１０ｂの下面は、配列方向の中央付近で上面と平行であってもよい。このような構成であっても、導波路部４０ａ１〜４０ａ５のそれぞれの直下の第１接着層１０３ａの厚さｓ１〜ｓ５に対して、ｓ１＞ｓ２＞ｓ３、かつ、ｓ３＜ｓ４＜ｓ５が成り立ち得る。このため、本変形例に係る半導体発光装置２ｂにおいても、上記実施の形態に係る半導体発光装置２と同様の効果を得られる。
【００９３】
また、図５Ｃに示す変形例３に係る半導体発光装置２ｃのように、基板１０ｃの厚さは、ステップ状に変化してもよい。言い換えると、基板１０ｃの厚さは、離散的に変化してもよい。このような構成であっても、導波路部４０ａ１〜４０ａ５のそれぞれの直下の第１接着層１０３ａの厚さｓ１〜ｓ５に対して、ｓ１＞ｓ２＞ｓ３、かつ、ｓ３＜ｓ４＜ｓ５が成り立ち得る。このため、本変形例に係る半導体発光装置２ｃにおいても、上記実施の形態に係る半導体発光装置２と同様の効果を得られる。
【００９４】
また、図５Ｄに示す変形例４に係る半導体発光装置２ｄのように、導波路部及び発光部の個数は偶数であってもよい。このような構成であっても、導波路部４０ａ１〜４０ａ４のそれぞれの直下の第１接着層１０３ａの厚さｓ１〜ｓ４に対して、ｓ１＞ｓ２、かつ、ｓ３＜ｓ４が成り立ち得る。つまり、第１接着層１０３ａの厚さは、三つ以上の発光部７１〜７４の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。このため、本変形例に係る半導体発光装置２ｄにおいても、上記実施の形態に係る半導体発光装置２と同様の効果を得られる。
【００９５】
また、図６に示す変形例５に係る半導体発光装置４０２のように、厚さの一様な基板４１０を有する半導体発光素子４０１と、サブマウント５００と、を備えてもよい。サブマウント５００は、第１基台５０１と、第１電極５０２ａと、第１接着層５０３ａと、第３電極５０２ｂと、第３接着層５０３ｂと、を有する。本変形例に係る導波路部４０ａ１〜４０ａ５のそれぞれ直下における第１基台５０１の厚さｔ１〜ｔ５は、半導体発光素子４０１の発光部７１〜７５の配列方向の中央側において大きく、端部側において小さい。これに伴い、第１基台５０１の半導体発光素子４０１側の面における配列方向の中央部が突出する。より詳しくは、第１基台５０１の半導体発光素子４０１側の面は、配列方向の中央側が凸状になるよう傾斜している。このため、第１接着層５０３ａの厚さは、発光部７１〜７５の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さい。また、本変形例においても、上記実施の形態と同様に、第１基台５０１は、第１接着層５０３ａより熱伝導率が高い。このように、本変形例に係る半導体発光装置４０２においては、第１基台５０１より熱伝導率が低い第１接着層５０３ａの配列方向の中央側における厚さを小さくすることで、第１接着層５０３ａの中央側での放熱性を両方の端部側より高めることができる。これにより、三つ以上の発光部７１〜７５のうち配列方向の中央側の発光部が、隣接する発光部との熱干渉に起因して、両方の端部側の発光部より高温となることを抑制できる。
【００９６】
また、上記実施の形態及び各変形例では、三つ以上の発光部の配列方向の中央部において基板及び第１基台の一方だけが凸状に突出する構成を有したが、基板及び第１基台の両方が凸状に突出してもよい。また、三つ以上の発光部の配列方向の中央部において、第２基台が半導体発光素子に向かって凸状に突出してもよい。これにより、第２接着層の厚さを、三つ以上の発光部の配列方向の中央側において、両方の端部側より小さくすることができる。これにより、第２基台側においても、第１基台側と同様に、配列方向の中央側での放熱性を両方の端部側より高めることができる。
【００９７】
また、上記実施の形態及び各変形例に係る各半導体発光素子においては、窒化物半導体が用いられたが、半導体発光素子において用いられる半導体材料は、これに限定されない。例えば、半導体発光素子は、活性層がＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓからなる量子井戸構造を有し、赤色レーザ光を出射してもよいし、活性層がＩｎＰ及びＩｎＧａＡｓＰからなる量子井戸構造を有し、赤外レーザ光を出射してもよい。
【００９８】
また、上記実施の形態及び各変形例では、第１接着層及び第２接着層は、ゼロより大きい厚さを有したが、厚さがゼロの領域を有してもよい。例えば、三つ以上の発光部の配列方向の中央部において第１接着層及び第２接着層の厚さはゼロであってもよい。この場合、半導体発光素子の基板と第１基台及び第２基台とが接してもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態及び各変形例では、半導体発光素子の基板として半導体基板を用いたが、半導体発光素子の基板は、半導体でなくてもよい。例えば、基板は、サファイアなどで形成されてもよい。この場合、第１導電側の電極は、基板の上面側に配置されてもよい。
【０１００】
また、上記実施の形態及び各変形例に係る半導体発光素子においては、第２半導体層に形成されたストライプ構造を用いて電流狭窄を実現したが、電流狭窄を実現するための手段は、これに限定されず、電極ストライプ構造、埋め込み型構造などを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本開示に係る半導体発光装置は、画像表示装置、照明又は産業機器などの光源として利用することができ、特に、比較的に高い光出力を必要とする機器の光源として有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、４０１  半導体発光素子
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、３、４０２  半導体発光装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、４１０  基板
２０  第１半導体層
３０  発光層
３１  ｎ側光ガイド層
３２  活性層
３３  ｐ側光ガイド層
４０  第２半導体層
４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３、４０ａ４、４０ａ５  導波路部
４０ｂ  平坦部
４１  電子障壁層
４２  ｐ側クラッド層
４３  ｐ側コンタクト層
５０  電極部材
５１  ｐ側電極
５２  パッド電極
６０  誘電体層
７１、７２、７３、７４、７５  発光部
８０  ｎ側電極
９１  第１保護膜
１００、３００、５００  サブマウント
１０１、２０１、５０１  第１基台
１０２ａ、５０２ａ  第１電極
１０２ｂ、５０２ｂ  第３電極
１０３ａ、２０３、５０３ａ  第１接着層
１０３ｂ、５０３ｂ  第３接着層
２００  放熱部
３０１  第２基台
３０２ａ  第２電極
３０２ｂ  第４電極
３０３ａ  第２接着層
３０３ｂ  第４接着層
１００３  支持体
１００６  導電性接着材
１００７  金属配線体
１００８  レーザ電極
１００９  樹脂
１０１０  アレイ型半導体レーザ素子
１０１１、１０１２、１０１３、１０１４  ストライプ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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