(57)【要約】  半導体レーザ装置（１０）は、半導体積層体（３０）と、前端面（３６）から後端面（３７）へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部（２７）を備え、かつ、半導体積層体（３０）の上方に配置された絶縁層（２１）と、半導体積層体（３０）の上方に配置された第一電極（２５）と、第一電極（２５）及び絶縁層（２１）の上方に配置された第二電極（２３）と、第二電極（２３）と絶縁層（２１）との間に配置された密着補助層（２２）とを備え、密着補助層（２２）は、平面視において、少なくとも一部が第一開口部（２７）と重なる第二開口部（２６）を有し、第一電極（２５）の少なくとも一部は、第一開口部（２７）及び第二開口部（２６）の内側に配置され、第二電極（２３）と密着補助層（２２）とは、前端面（３６）及び後端面（３７）の少なくとも一方の端面と第一開口部（２７）との間であって、絶縁層（２１）の上方に配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザ装置であって、
前記レーザ光を生成する活性層を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体の上方に配置された絶縁層と、
前記半導体積層体の上方に配置された第一電極と、
前記第一電極及び前記絶縁層の上方に配置された第二電極と、
前記第二電極と前記絶縁層との間に配置された密着補助層とを備え、
前記半導体積層体は、前記レーザ光の出射端面である前端面と、前記前端面と反対側の面である後端面とを有し、
前記絶縁層は、前記前端面から前記後端面へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部を有し、
前記密着補助層は、前記密着補助層の平面視において少なくとも一部が前記第一開口部と重なる第二開口部を有し、
前記第一電極の少なくとも一部は、前記密着補助層の平面視において前記第一開口部及び前記第二開口部に配置され、
前記第二電極と前記密着補助層とは、前記前端面及び前記後端面の少なくとも一方の端面と前記第一開口部との間であって、前記絶縁層の上方に配置される
半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第二電極は、Ｔｉを含まない
請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記第二電極は、前記密着補助層より電気伝導度が高い
請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第二電極は、前記第一電極と接する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記第二電極は、前記少なくとも一方の端面に接しない
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記密着補助層の平面視において、前記第二電極の外周縁は、前記密着補助層の外周縁より内側に配置され、かつ、前記第二電極の外周縁は、前記第一開口部の端縁及び前記第二開口部の端縁より外側に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記密着補助層の平面視において、前記前端面及び前記後端面の一方の端面と、前記一方の端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記一方の端面側の前記第二開口部の端縁が配置される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記密着補助層の平面視において、前記第一方向と直交する第二方向における前記半導体積層体の側端面と、前記側端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記側端面側の前記第二開口部の端縁が配置される
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の外側に配置される
請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の端縁の内側、又は、前記第一開口部の端縁上に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記密着補助層は、Ｔｉ及びＣｒの少なくとも一方を含む
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記半導体積層体は、前記活性層と前記第一電極との間に配置されるｐ型半導体層を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記第一電極は、Ｔｉを含まない
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
前記第一電極は、前記密着補助層より、電気伝導度が高い
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】
前記第一電極は、オーミック電極である
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１６】
前記第一電極は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＡｌの少なくともひとつを含む
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１７】
前記密着補助層は、前記第一電極に接しない
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１８】
前記半導体積層体は、リッジ部を有し、
前記密着補助層の平面視において、前記リッジ部の上面の少なくとも一部は、前記第一開口部に配置される
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１９】
前記第二電極は、パッド電極である
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２０】
前記第二電極に接合されるサブマウントをさらに備える
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２１】
前記第二電極は、Ａｕを含む合金からなる
請求項２０に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２２】
前記サブマウントは、前記第一方向と交差する端面を備え、
前記密着補助層の平面視において、前記前端面と前記第一開口部との間に、前記端面が配置される
請求項２０又は２１に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型かつ高出力の光源として半導体レーザ装置が知られている（特許文献１など参照）。このような半導体レーザ装置においては、レーザ光の光軸に沿って帯状のオーミック電極が形成され、オーミック電極と、当該オーミック電極の周辺に形成された絶縁層との上方にパッド電極が配置される。特許文献１に開示された半導体レーザ装置では、パッド電極と絶縁層との間にＴｉ層などからなる付着層が配置されている。これにより、パッド電極と絶縁層との間の付着力を高めることで、パッド電極の剥がれを抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたような半導体レーザ装置の製造においては、まず、半導体層、オーミック電極、パッド電極などからなる積層構造体が積層されたウェハを劈開することによってバー状の素子が形成される。続いて、バー状の素子をチップ状の素子に分割することによって半導体レーザ装置が形成される。上述した劈開の際に形成される劈開面がレーザ共振器を形成する端面となる。特許文献１に開示された半導体レーザ装置では、この劈開の際に、劈開面に位置するパッド電極が剥がれる場合がある。【０００５】
本開示は、このような課題を解決するものであり、電極の剥がれを抑制できる半導体レーザ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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、レーザ光を出射する半導体レーザ装置であって、前記レーザ光を生成する活性層を含む半導体積層体と、前記半導体積層体の上方に配置された絶縁層と、前記半導体積層体の上方に配置された第一電極と、前記第一電極及び前記絶縁層の上方に配置された第二電極と、前記第二電極と前記絶縁層との間に配置された密着補助層とを備え、前記半導体積層体は、前記レーザ光の出射端面である前端面と、前記前端面と反対側の面である後端面とを有し、前記絶縁層は、前記前端面から前記後端面へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部を有し、前記密着補助層は、前記密着補助層の平面視において少なくとも一部が前記第一開口部と重なる第二開口部を有し、前記第一電極の少なくとも一部は、前記密着補助層の平面視において前記第一開口部及び前記第二開口部に配置され、前記第二電極と前記密着補助層とは、前記前端面及び前記後端面の少なくとも一方の端面と前記第一開口部との間であって、前記絶縁層の上方に配置される。【０００７】
このように、第二電極と密着補助層とは、前端面及び後端面の少なくとも一方の端面と第一開口部との間であって、絶縁層の上方に配置されるため、前端面及び後端面の少なくとも一方における第二電極と絶縁層との間の密着性（すなわち、付着力）を高めることができる。したがって、前端面及び後端面における第二電極の剥がれを抑制できる。【０００８】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、Ｔｉを含まなくてもよい。【０００９】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、前記密着補助層より電気伝導度が高くてもよい。【００１０】
これにより、第二電極の電気伝導度が密着補助層の電気伝導度以下である場合より、半導体レーザ装置の抵抗値を低減できる。【００１１】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、前記第一電極と接してもよい。【００１２】
これにより、第一電極と第二電極との間の他の部材が挿入される場合より、半導体レーザ装置の抵抗値を低減できる。【００１３】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、前記少なくとも一方の端面に接しなくてもよい。【００１４】
これにより、少なくとも一方の端面における、第二電極の剥がれを抑制できる。【００１５】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層の平面視において、前記第二電極の外周縁は、前記密着補助層の外周縁より内側に配置され、かつ、前記第二電極の外周縁は、前記第一開口部の端縁及び前記第二開口部の端縁より外側に配置されてもよい。【００１６】
これにより、第二電極の外周縁と絶縁層との間に密着補助層が配置されるため、第二電極の外周縁の剥がれを抑制できる。【００１７】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層の平面視において、前記前端面及び前記後端面の一方の端面と、前記一方の端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記一方の端面側の前記第二開口部の端縁が配置されてもよい。【００１８】
これにより、密着補助層と第一電極とが接触することなく、端面に最も近い第一開口部の端縁まで第一電極を配置できる。したがって、第一電極の端面付近における面積を最大化することが可能となる。【００１９】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層の平面視において、前記第一方向と直交する第二方向における前記半導体積層体の側端面と、前記側端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記側端面側の前記第二開口部の端縁が配置されてもよい。【００２０】
これにより、密着補助層と第一電極とが接触することなく、側端面に最も近い第一開口部の端縁まで第一電極を配置できる。したがって、第一電極の側端面付近における面積を最大化することが可能となる。【００２１】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の外側に配置されてもよい。【００２２】
これにより、密着補助層と第一電極とが接触することなく、第一開口部の端縁まで第一電極を配置できる。したがって、第一電極の側端面付近における面積を最大化することが可能となる。【００２３】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の端縁の内側、又は、前記第一開口部の周縁上に配置されてもよい。【００２４】
これにより、密着補助層と第二電極とが接触する面積を増大させることができる。したがって、第二電極の剥がれをより一層抑制できる。【００２５】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層はＴｉ及びＣｒの少なくとも一方を含んでもよい。【００２６】
これにより、絶縁層が酸化物である場合に、密着補助層と絶縁層との密着性を高めることができる。【００２７】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体積層体は、前記活性層と前記第一電極との間に配置されるｐ型半導体層を含んでもよい。【００２８】
このような構成を有する半導体レーザ装置において、第一電極がｐ型オーミック電極からなる場合に、Ｔｉを含む密着補助層が第一電極に接しない構造とすることにより、通電時における動作電圧の上昇を抑制できる。【００２９】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第一電極は、Ｔｉを含まなくてもよい。【００３０】
これにより、半導体レーザ装置の通電時における動作電圧の上昇を抑制できる。【００３１】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第一電極は、前記密着補助層より、電気伝導度が高くてもよい。【００３２】
これにより、第一電極の電気伝導度が密着補助層の電気伝導度以下である場合より、半導体レーザ装置の抵抗値を低減できる。【００３３】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第一電極は、オーミック電極であってもよい。【００３４】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第一電極は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＡｌの少なくともひとつを含んでもよい。【００３５】
これにより、第一電極において、良好なオーミック特性を得られる。【００３６】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記密着補助層は、前記第一電極に接しなくてもよい。【００３７】
これにより、半導体レーザ装置の通電時における動作電圧の上昇を抑制できる。【００３８】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体積層体は、リッジ部を有し、前記密着補助層の平面視において、前記リッジ部の上面の少なくとも一部は、前記第一開口部の内側に配置されてもよい。【００３９】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、パッド電極であってもよい。【００４０】
これにより、第二電極に給電用のワイヤを容易にボンディングできる。【００４１】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、前記第二電極に接合されるサブマウントをさらに備えてもよい。【００４２】
これにより、活性層などで発生した熱を効率よく放散できる。このため、活性層における熱の影響を低減できる。【００４３】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第二電極は、Ａｕを含む合金からなってもよい。【００４４】
このような第二電極を用いて、サブマウントに半導体積層体をより良好に実装できる。【００４５】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記サブマウントは、前記第一方向と交差する端面を備え、前記密着補助層の平面視において、前記前端面と前記第一開口部との間に、前記端面が配置されてもよい。【００４６】
これにより、半導体積層体からサブマウントへの放熱を確保しながら、前端面から出射されるレーザ光のサブマウントによる蹴られを低減できる。
【発明の効果】
【００４７】
本開示によれば、電極の剥がれを抑制できる半導体レーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第一断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第二断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第三断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第四断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第五断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、比較例１の半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、比較例１の半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の信頼性試験前後のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、比較例２の半導体レーザ装置の信頼性試験前後のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の製造方法のうち、第一電極の形成工程までの各工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の製造方法のうち、密着補助層の形成工程以降の各工程を示す模式的な断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第一断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第二断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第一断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第二断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第三断面図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第四断面図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第五断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態５に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態５に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態６に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態６に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態７に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態７に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第一断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態７に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第二断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態８に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態８に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第一断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、実施の形態８に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第二断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の第一電極の構成を示す模式的な第一の一部拡大断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態９に係る半導体レーザ装置の第一電極の構成を示す模式的な第二の一部拡大断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１０に係る半導体レーザ装置の第一電極の構成を示す模式的な第一の一部拡大断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態１０に係る半導体レーザ装置の第一電極の構成を示す模式的な第二の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、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。
【００５０】
また、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、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、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。
【００５１】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
【００５２】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体レーザ装置について説明する。
【００５３】
［１−１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図面を用いて説明する。図１Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図１Ａにおいては、密着補助層２２などの構成を示すために、第二電極２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図１Ｂ〜図１Ｆは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図１Ｂ〜図１Ｆは、それぞれ、図１Ａに示されるＩＢ−ＩＢ線、ＩＣ−ＩＣ線、ＩＤ−ＩＤ線、ＩＥ−ＩＥ線及びＩＦ−ＩＦ線における断面を示す。
【００５４】
半導体レーザ装置１０は、レーザ光を出射する装置である。半導体レーザ装置１０は、図１Ｂに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５と、第二電極２３と、密着補助層２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【００５５】
半導体積層体３０は、図１Ａに示されるように、レーザ光の出射端面である前端面３６と、前端面３６と反対側の面である後端面３７とを有する。また、半導体積層体３０は、図１Ｂなどに示されるように、レーザ光を生成する活性層３３を含む。半導体積層体３０は、図１Ｂに示されるように、リッジ部３５を有する。半導体積層体３０は、さらに、基板３１と、ｎ型半導体層３２と、ｐ型半導体層３４とを含む。なお、半導体積層体３０の上述の各層の間に他の層が挿入されてもよい。
【００５６】
以下に示される表１は、半導体レーザ装置１０を構成する主な層の具体的な構成の一例を示している。各層の具体的な構成は一例に過ぎず、材料、膜厚、不純物濃度及び層数などは適宜変更可能である。
【００５７】
【表１】
2020110783.tif 000003
【００５８】
基板３１は、半導体レーザ装置１０の基台となる部材である。本実施の形態では、基板３１は、ｎ型のＧａＮを含む。基板３１の板厚は、例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下である。基板３１には、ＩＶ族ｎ型不純物が添加されている。ＩＶ族ｎ型不純物は、例えば、Ｓｉである。なお、基板３１に含まれるＩＶ族ｎ型不純物は、Ｇｅなどであってもよい。表１に示されるように、基板３１の不純物濃度（具体的には、Ｓｉ濃度）は、例えば１．４０×１０１８ｃｍ−３である。
【００５９】
ｎ型半導体層３２は、基板３１の上方に配置される第一導電型半導体層の一例である。ｎ型半導体層３２は、例えば、ｎ型のＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層（図示せず）及びｎ型ＧａＮからなるｎ側ガイド層（図示せず）を含む。
【００６０】
ｎ型クラッド層は、基板３１とｎ側ガイド層との間に各々に接して設けられている。ｎ型クラッド層は、例えば、表１に示されるように、膜厚が３μｍのＡｌＧａＮ層である。Ａｌの組成比は、例えば２．６％である。ｎ型クラッド層には、ＩＶ族ｎ型不純物の一例であるＳｉが添加されている。ｎ型クラッド層の不純物濃度は、基板３１の不純物濃度より低く、例えば５．００×１０１７ｃｍ−３である。
【００６１】
ｎ側ガイド層は、ｎ型クラッド層と活性層３３との間に各々に接して設けられている。ｎ側ガイド層は、例えば、表１に示されるように、膜厚が１２７ｎｍのＧａＮ層である。ｎ側ガイド層には、ＩＶ族ｎ型不純物の一例であるＳｉが添加されている。ｎ側ガイド層の不純物濃度は、ｎ型クラッド層の不純物濃度と同等であり、基板３１の不純物濃度より低く、例えば５．００×１０１７ｃｍ−３である。
【００６２】
活性層３３は、ｎ型半導体層３２の上方に配置され、レーザ光を生成する発光層である。本実施の形態では、活性層３３は、多重量子井戸構造を有する。具体的には、活性層３３は、１層ずつ交互に積層された複数の井戸層及び複数の障壁層を有する。より具体的には、表１に示されるように、活性層３３は、２層の井戸層と、３層の障壁層とを有する。２層の井戸層はいずれも、膜厚が７．５ｎｍのアンドープＩｎＧａＮ層である。井戸層のＩｎの組成比は、発振波長が４０５ｎｍになるように調整されている。３層の障壁層は、いずれもアンドープＩｎ０．０８Ｇａ０．９２Ｎ層であり、表１に示されるように、膜厚は互いに異なっている。
【００６３】
ｐ型半導体層３４は、活性層３３と第一電極２５との間に配置される第一導電型と異なる導電型の第二導電型半導体層の一例である。本実施の形態では、ｐ型半導体層３４は、Ｍｇがドープされており、かつ、Ｈを含む。また、ｐ型半導体層３４は、ｐ側ガイド層、電子ブロック層、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層（いずれの層も図示せず）とを含む。
【００６４】
ｐ側ガイド層は、活性層３３と電子ブロック層との間に各々に接して設けられている。ｐ側ガイド層は、例えば、表１に示されるように、膜厚４０ｎｍのアンドープＩｎＧａＮ層と、膜厚６ｎｍのアンドープＧａＮ層と、膜厚３ｎｍのｐ型ＧａＮ層との積層構造を有する。アンドープＩｎＧａＮ層のＩｎの組成比は、例えば０．３％である。ｐ型ＧａＮ層は、ｐ型窒化物系半導体層の一例であり、ｐ型不純物としてＭｇが添加されている。ｐ型ＧａＮ層の不純物濃度は、基板３１の不純物濃度よりも高く、例えば１．５０×１０１９ｃｍ−３である。
【００６５】
電子ブロック層は、活性層３３から第一電極２５に移動する電子をブロックする。電子ブロック層が設けられていることで、活性層３３に対する電子の注入効率を高めることができ、発光効率を高めることができる。電子ブロック層は、ｐ側ガイド層とｐ型クラッド層との間に各々に接して設けられている。電子ブロック層は、例えば、表１に示されるように、複数のｐ型ＡｌＧａＮ層の積層構造を有する。複数のｐ型ＡｌＧａＮ層は、膜厚及びＡｌの組成比が互いに異なっている。ｐ側ガイド層に接するｐ型ＡｌＧａＮ層（下層側）は、膜厚が５ｎｍであり、Ａｌの組成比が、ｐ側ガイド層からｐ型クラッド層に向かう方向に沿って４％から３６％まで漸増している。ｐ型クラッド層に接するｐ型ＡｌＧａＮ層（上層側）は、膜厚が１ｎｍであり、Ａｌの組成比が３６％である。２つのｐ型ＡｌＧａＮ層には、ｐ型不純物としてＭｇが添加されている。ｐ型ＡｌＧａＮ層の不純物濃度は、ｐ側ガイド層のｐ型ＧａＮ層の不純物濃度と同等であり、例えば１．５０×１０１９ｃｍ−３である。
【００６６】
ｐ型クラッド層は、電子ブロック層とｐ型コンタクト層との間に各々に接して設けられている。ｐ型クラッド層は、例えば、表１に示されるように、複数のｐ型ＡｌＧａＮ層の積層構造を有する。複数のｐ型ＡｌＧａＮ層は、膜厚及び不純物濃度が互いに異なっている。複数のｐ型ＡｌＧａＮ層の各々のＡｌの組成比は、互いに等しく、例えば２．６％である。複数のｐ型ＡｌＧａＮ層には、ｐ型不純物としてＭｇが添加されている。電子ブロック層に接するｐ型ＡｌＧａＮ層（下層側）の不純物濃度は、例えば２．００×１０１８ｃｍ−３である。ｐ型コンタクト層に接するｐ型ＡｌＧａＮ層（上層側）の不純物濃度は、電子ブロック層に接するｐ型ＡｌＧａＮ層の不純物濃度より高く、かつ、電子ブロック層の不純物濃度より低く、例えば１．００×１０１９ｃｍ−３である。
【００６７】
ｐ型コンタクト層は、ｐ型クラッド層と第一電極２５との間に各々に接して設けられている。ｐ型コンタクト層は、例えば、表１に示されるように、複数のｐ型ＧａＮ層の積層構造を有する。複数のｐ型ＧａＮ層は、膜厚及び不純物濃度が互いに異なっている。複数のｐ型ＧａＮ層には、ｐ型不純物としてＭｇが添加されている。ｐ型クラッド層に接するｐ型ＧａＮ層（下層側）の不純物濃度は、ｐ型クラッド層の不純物濃度より高く、例えば２．００×１０１９ｃｍ−３である。第一電極２５に接するｐ型ＧａＮ層（上層側）の不純物濃度は、ｐ型クラッド層に接するｐ型ＧａＮ層の不純物濃度より高く、例えば２．００×１０２０ｃｍ−３である。つまり、第一電極２５に接するｐ型ＧａＮ層は、ｐ型不純物が高濃度ドープされた状態である。
【００６８】
本実施の形態では、ｐ型半導体層３４の一部には、リッジ部３５が形成されている。また、図１Ｂに示されるように、ｐ型半導体層３４には、リッジ部３５に沿って、リッジ部３５の両側にリッジ部３５と同じ高さの突出部３５ｗが形成されている。言い換えると、ｐ型半導体層３４には、リッジ部３５と、突出部３５ｗとを区画する溝部３５ｔが形成されている。リッジ部３５は、電流狭窄構造（つまり、電流閉じ込め構造）として機能し、かつ、レーザ光の導波路としても機能する。なお、本実施の形態では、突出部３５ｗが形成されているが、突出部３５ｗは、形成されなくてもよい。つまり、ｐ型半導体層３４の上面のうち、リッジ部３５だけが上方にと向かって突出する構造であってもよい。リッジ部３５の高さは、例えば６８０ｎｍである。
【００６９】
図１Ａに示されるように、絶縁層２１は、半導体積層体３０上面の全領域に形成され、前端面３６から後端面３７へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部２７を備え、かつ、半導体積層体３０の上方に配置された誘電体層である。すなわち、図１Ｄから図１Ｆに示されるように、絶縁層２１は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間であって、半導体積層体３０のリッジ部３５の上方に配置される。また、絶縁層２１は、半導体積層体３０の側端面３８と第一開口部２７との間であって、半導体積層体３０の上方（溝部３５ｔと突出部３５ｗとの上方）に配置される。密着補助層２２の平面視において、リッジ部３５の上面の少なくとも一部は、第一開口部２７の内側に配置される。
【００７０】
本実施の形態では、絶縁層２１は、ＳｉＯ２からなる。なお、絶縁層２１を形成する材料は、ＳｉＯ２に限定されない。絶縁層２１は、ＳＯＧ（Spin on Glass）材料，ＰＳＧ（Phosphorus Silicon Glass）、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）などであってもよいし、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ５などのＳｉ系以外の酸化物であってもよいし、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４などの窒化物であってもよいし、ポリイミドなどの有機材料であってもよい。なお、絶縁層２１をＳｉＮを用いて形成する場合には、ＳｉＯ２を用いる場合と同等の特性を得られる。
【００７１】
第一電極２５は、半導体積層体３０の上方に配置された電極である。本実施の形態では、図１Ｂに示されるように、第一電極２５は、リッジ部３５の上面に配置される。図１Ａに示されるように、第一電極２５は、リッジ部３５の上面のうち、前端面３６及び後端面３７及びその近傍を除いた領域に配置される。また、第一電極２５は、絶縁層２１の平面視において第一開口部２７の内側に配置される。図１Ａ、図１Ｃ〜図１Ｆに示されるように、第一電極２５は、前端面３６と、前端面３６から半導体積層体３０上面の中央側に３５μｍ離れた位置との間の領域、及び、後端面３７と、後端面３７から半導体積層体３０上面の中央側に１１μｍ離れた位置との間の領域には配置されない。絶縁層２１の第一開口部２７の端縁は、リッジ部３５上に配置された第一電極２５の外周縁から外側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【００７２】
第一電極２５は、ｐ型半導体層３４とオーミック接触するオーミック電極である。また、第一電極２５は、密着補助層２２より、電気伝導度が高い。これにより、第一電極２５の電気伝導度が密着補助層２２の電気伝導度以下である場合より、半導体レーザ装置１０の抵抗値を低減できる。
【００７３】
第一電極２５は、Ｔｉを含まない。これにより、半導体レーザ装置１０の通電時における動作電圧の上昇を抑制できる。第一電極２５は、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＡｌの少なくともひとつを含む。
【００７４】
本実施の形態では、第一電極２５は、ｐ型コンタクト層に接して設けられている。第一電極２５は、例えば、表１に示されるように、膜厚が４０ｎｍのＰｄ膜と、膜厚が３５ｎｍのＰｔ膜との積層構造を有する。Ｐｄ膜が下層側に位置し、ｐ型コンタクト層と接している。
【００７５】
第二電極２３は、第一電極２５及び絶縁層２１の上方に配置された電極である。第二電極２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置される。第二電極２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面に接しないように配置される。図１Ａ、図１Ｅ及び図１Ｆに示されるように、本実施の形態では、第二電極２３は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面に接しないように配置される。第二電極２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７から、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。具体的には、第二電極２３は、前端面３６から１０μｍの距離をあけ配置され、後端面３７から１０μｍの距離をあけ配置される。加えて、第二電極２３の外周縁は、半導体積層体３０の側端面３８から、７．６μｍの距離をあけて配置される。また、第二電極２３は、パッド電極である。これにより、第二電極２３に給電用のワイヤを容易にボンディングできる。
【００７６】
また、図１Ｂに示されるように、第二電極２３は、第一電極２５と接する。これにより、第一電極と第二電極との間の他の部材が挿入される場合より、半導体レーザ装置の抵抗値を低減できる。また、第二電極２３は、密着補助層２２より電気伝導度が高い。これにより、第二電極の電気伝導度が密着補助層の電気伝導度以下である場合より、半導体レーザ装置の抵抗値を低減できる。第二電極２３は、Ｔｉを含まない。第二電極２３は、例えば、表１に示されるように、膜厚１．６μｍのＡｕからなる。
【００７７】
密着補助層２２は、第二電極２３と絶縁層２１との間に配置された層である。密着補助層２２は、密着補助層２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部２７と重なる第二開口部２６を有する。本実施の形態では、密着補助層２２を平面視したときに第一開口部２７の長辺側の端縁は第二開口部２６の内側に配置され、第一開口部の短辺側の端縁は第二開口部２６の端縁と一致している。図１Ａに示されるように、第一電極２５の少なくとも一部は、密着補助層２２の平面視において第一開口部２７及び第二開口部２６の内側に配置される。これにより、第二電極２３は、第一開口部２７及び第二開口部２６の内側に配置される第一電極２５と接することができる。なお、本実施の形態では、第一電極２５の全体が、密着補助層２２の平面視において第一開口部２７及び第二開口部２６の内側に配置される。図１Ｄ及び図１Ｅに示されるように、密着補助層２２は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間であって、リッジ部３５の上方の絶縁層２１の上方に配置される。また、密着補助層２２は、半導体積層体３０の側端面３８と第一開口部２７との間であって、溝部３５ｔと突出部３５ｗとの上方の絶縁層２１の上方に配置される。図１Ｆに示されるように、本実施の形態では、密着補助層２２は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面に接しないように配置される。具体的には、密着補助層２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。また、第二開口部２６の端縁は、第一方向において第一開口部２７の端縁の外側に、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。具体的には、第二開口部２６の端縁は、第一方向において第一開口部２７の端縁から２．８μｍ離間して配置される。本実施の形態において、第二開口部２６の端縁は、第二方向において第一開口部２７の端縁から２．８μｍ離間して、溝部３５ｔ内に配置される。第二開口部２６の端縁は、第二方向において第一開口部２７の端縁と一致してもよい。密着補助層２２の外周縁は、第一方向において前端面３６から９μｍ離れて配置され、後端面３７から９μｍ離れて、配置される。加えて、密着補助層２２の外周縁は、第二方向において半導体積層体３０の側端面３８から、６．６μｍの距離をあけて配置される。密着補助層２２は、Ｔｉ及びＣｒの少なくとも一方を含む。これにより、絶縁層２１が酸化物である場合に、密着補助層２２と絶縁層２１との密着性を高めることができる。また、密着補助層２２がＴｉを含み、かつ、絶縁層２１がＴｉＯ２からなる場合には、密着補助層２２と絶縁層２１との密着性をより一層高めることができる。絶縁層２１が酸化物の場合、金属膜からなる密着補助層２２も酸化物を形成しやすい材料であると、強力に結合するからである。
【００７８】
図１Ａに示されるように、第二電極２３の外周縁は、密着補助層２２の外周縁の内側であって、第二開口部２６の外側に配置される。具体的には、第一方向においては、前端面３６及び後端面３７から９μｍの位置に密着補助層２２の外周縁があり，前端面３６及び後端面３７から１０μｍの位置に第二電極２３の外周縁があり、さらに前端面３６から３７．８μｍ、後端面から１３．８μｍの位置に第二開口部２６の端縁があって、第二方向においては、半導体積層体３０の側端面３８から６．６μの位置に密着補助層２２の外周縁があり、側端面３８から７．６μｍの位置に第二電極２３の外周縁があり、側端面３８から６９μｍの位置に第二開口部２６の端縁がある。したがって、図１Ｅに示されるように、第一の方向の後端面３７から６．６μｍ以上１３．８μｍ以下の距離における断面ＩＥ−ＩＥでは、密着補助層２２は存在するが、第二開口部２６は存在しない。
【００７９】
密着補助層２２は、例えば、膜厚が１０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚が５０ｎｍのＰｔ膜との積層構造を有する。Ｔｉ膜が下層側に位置し、絶縁層２１に接している。
【００８０】
ｎ側電極２８は、基板３１に接するｎ側電極の一例である。ｎ側電極２８は、基板３１の裏面（つまり、基板３１のｎ型半導体層３２などが形成されている面の裏側の面）に配置されている。ｎ側電極２８は、金属材料を用いて形成されている。具体的には、ｎ側電極２８は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｂａ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ及Ｈｆからなる群から選択される少なくとも１種類の金属、又は、当該群から選択される少なくとも２種類の合金を含んでいる。例えば、ｎ側電極２８は、膜厚が３００ｎｍのＡｕ膜と、膜厚が３５ｎｍのＰｔ膜と、膜厚が１０ｎｍのＴｉ膜との積層構造を有する。当該積層構造のうちＴｉ膜が基板３１側に位置する。
【００８１】
以上の構成を有する半導体レーザ装置１０は、例えば、発振波長が４０５ｎｍのレーザ光（青紫色）を出射する。半導体レーザ装置１０のチップ幅は１５０μｍであり、共振器長は８００μｍであり、リッジ幅（ストライプ幅）は前端面３６側が７μｍ、後端面３７側が６μｍである。半導体レーザ装置１０の光出力は、連続発振で０．７Ｗである。半導体レーザ装置１０の最大動作電流は、０．４７Ａである。このときの第一電極２５の電流密度は、１．１ｋＡｃｍ−２であり、ｎ側電極２８の電流密度は、０．４７ｋＡｃｍ−２である。また、ｎ側電極２８の電極面積は、１．０×１０−３ｃｍ２である。半導体レーザ装置１０の動作電圧は、４．７Ｖであり、動作時の最大ジャンクション温度は、９１℃である。なお、これらの数値は一例に過ぎず、各値は適宜設計変更されてもよい。
【００８２】
また、表１では、活性層３３が多重量子井戸構造を有する例を説明したが、活性層３３は、表２に示されるように、単一量子井戸構造を有してもよい。
【００８３】
【表２】
2020110783.tif 000004
【００８４】
表２に示される変形例に係る半導体レーザ装置１０は、表１に示される構造と比較して、活性層３３の層構成と、ｐ側ガイド層の下層側のＩｎＧａＮ層、第一電極２５のＰｔ膜及び第二電極２３の各々の膜厚とが相違している。また、表１及び表２には示されていないが、密着補助層２２のＰｔ膜の膜厚も相違している。具体的には、密着補助層２２のＰｔ膜の膜厚は、表１に示される場合よりも大きく、例えば１００ｎｍである。
【００８５】
本変形例に係る活性層３３は、１層の井戸層と２層の障壁層を有する。井戸層は、膜厚が７．５ｎｍのアンドープＩｎＧａＮ層である。井戸層のＩｎの組成比は、例えば、発振波長が４０５ｎｍになるように調整されている。２層の障壁層は、いずれもアンドープＩｎ０．０８Ｇａ０．９２Ｎ層であり、表１に示されるように、膜厚は互いに異なっている。
【００８６】
ｎ側ガイド層に接するＩｎＧａＮ層（下層側）の膜厚は、１９０ｎｍである。また、ｐ側ガイド層のＩｎＧａＮ層の膜厚が、表１に示される場合よりも大きく、６０ｎｍである。これにより、積層方向における井戸層への光閉じ込め効果を高めることができ、かつ、２．９ｃｍ−１という導波路の低損失化を実現することができる。
【００８７】
本変形例に係る半導体レーザ装置１０は、例えば、発振波長が４０５ｎｍのレーザ光を出射する。本変形例に係る半導体レーザ装置１０のチップ幅は１５０μｍであり、共振器長は１２００μｍであり、リッジ幅は前端面３６側が３０μｍ、後端面３７側が２８μｍである。本変形例に係る半導体レーザ装置１０の光出力は、連続発振で３．５Ｗである。本変形例に係る半導体レーザ装置１０の最大動作電流は、２．４Ａである。このときの第一電極２５の電流密度は、６．２ｋＡｃｍ−２であり、ｎ側電極２８の電流密度は、１．８ｋＡｃｍ−２である。また、ｎ側電極２８の電極面積は、１．３×１０−３ｃｍ２である。本変形例に係る半導体レーザ装置１０の動作電圧は、４．９Ｖであり、動作時の最大ジャンクション温度は、１４０℃以上１５０℃以下である。なお、これらの数値は一例に過ぎず、各値は適宜設計変更されてもよい。
【００８８】
本変形例では、リッジ幅が２８μｍ以上であることで、レーザの光密度を低減することができ、半導体レーザ装置１０の端面におけるレーザ自身の光吸収による端面破壊を抑制することができる。また、共振器長が１２００μｍ以上であることで、半導体レーザ装置１０の放熱性を高めることができる。なお、活性層３３が単一量子井戸構造を有するので、共振器長の増大に伴う、発振電流閾値の増大、及び、電流−光出力特性におけるスロープ効率の低下を抑制することができる。このように、本変形例に係る半導体レーザ装置１０では、発振電流閾値の低減、及び、動作電流の低減を実現することができる。
【００８９】
なお、半導体レーザ装置１０の発振波長は、４０５ｎｍに限らない。例えば、半導体レーザ装置１０は、発振波長が４４５ｎｍのレーザ光（青色）を出射してもよい。青色光の半導体レーザ装置１０は、表２に示される変形例に係る半導体レーザ装置１０と同様の構成で実現することができる。具体的には、活性層３３の井戸層のＩｎの組成比を調整することで、青色のレーザを出力するレーザ素子が実現される。
【００９０】
［１−２．作用及び効果］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の主な作用及び効果について、比較例と比較しながら、図１Ａ〜図３Ｂを用いて説明する。
【００９１】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、比較例１の半導体レーザ装置１０１０の全体構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図２Ａにおいては、半導体レーザ装置１０１０の構成を示すために、第二電極１０２３及び密着補助層１０２２の一部が切り欠かれている。
【００９２】
図２Ａ及び図２Ｂに示される比較例１の半導体レーザ装置１０１０は、レーザ光を出射する装置であって、前端面１０３６及び後端面１０３７を有する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０と同様に半導体積層体１０３０と、絶縁層１０２１と、第一電極１０２５と、第二電極１０２３と、密着補助層１０２２と、ｎ側電極１０２８とを備える。半導体積層体１０３０は、基板１０３１と、ｎ型半導体層１０３２と、活性層１０３３と、ｐ型半導体層１０３４とを有する。ｐ型半導体層１０３４には、リッジ部１０３５が形成されている。
【００９３】
比較例１の半導体レーザ装置１０１０は、主に、絶縁層１０２１、第一電極１０２５、第二電極１０２３及び密着補助層１０２２の構成において、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０と相違する。
【００９４】
図２Ａに示されるように、絶縁層１０２１は、実施の形態１に係る第一開口部２７と類似する第一開口部１０２７を有するが、第一開口部１０２７は、前端面１０３６から後端面１０３７まで延びる点において実施の形態１に係る第一開口部２７と異なる。これに伴い、第一電極１０２５も、前端面１０３６から後端面１０３７まで延びる。密着補助層１０２２は、実施の形態１に係る第二開口部２６と類似する第二開口部１０２６を有するが、第二開口部１０２６も前端面１０３６から後端面１０３７まで延びる点において、実施の形態１に係る第二開口部２６と異なる。
【００９５】
また、第二電極１０２３は、半導体レーザ装置１０１０の前端面１０３６近傍及び後端面１０３７近傍を含む上面全体に配置されている。
【００９６】
比較例１の半導体レーザ装置１０１０が以上のような構成を有することにより、前端面１０３６から後端面１０３７へ向かう第一方向に垂直な断面は、前端面１０３６から後端面１０３７までのどの位置においても図２Ｂに示される断面と同様である。
【００９７】
比較例１の半導体レーザ装置１０１０では、図２Ａに示されるように、前端面１０３６及び後端面１０３７のリッジ部１０３５付近には、第二電極１０２３は配置されるが、密着補助層１０２２は配置されない。このため、比較例１の半導体レーザ装置１０１０では、リッジ部１０３５付近における第二電極１０２３の密着性が、他の領域より低く、第二電極１０２３の剥がれが発生しやすい。
【００９８】
一方、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０では、図１Ａ、図１Ｃ及び図１Ｄに示されるように、第二電極２３と密着補助層２２とは、前端面３６及び後端面３７の両方の端面と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置される。また、図１Ｃに示されるように、第一電極２５が形成されていない第一開口部２７内において、第二電極２３はｐ型半導体層３４のリッジ部３５の上面に接して形成される。
【００９９】
このように、第二電極２３と密着補助層２２とは、前端面３６及び後端面３７の両方と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置されるため、前端面３６及び後端面３７における第二電極２３と絶縁層２１との間の密着性（すなわち、付着力）を高めることができる。したがって、前端面３６及び後端面３７における第二電極２３の剥がれを抑制できる。なお、本実施の形態では、第二電極２３と密着補助層２２とは、前端面３６及び後端面３７の両方の端面と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置されたが、第二電極２３及び密着補助層２２の構成は、これに限定されない。第二電極２３と密着補助層２２とは、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置されればよい。
【０１００】
また、比較例１の第二電極１０２３は、前端面１０３６近傍及び後端面１０３７近傍にも配置されている。上面視したときに第二電極１０２３の端部は、前端面１０３６及び後端面１０３７に一致している。ここで、半導体レーザ装置１０１０のような装置では、前端面１０３６及び後端面１０３７は、一般に劈開によって形成される。このため、第二電極１０２３が前端面１０３６近傍及び後端面１０３７近傍に配置されている場合、劈開の際に第二電極１０２３の剥がれが発生し易い。
【０１０１】
一方、本実施の形態に係る第二電極２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面に接しないように配置される。これにより、少なくとも一方の端面における、第二電極２３の剥がれを抑制できる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、図１Ａに示されるように、密着補助層２２の平面視において、第二電極２３の外周縁は、密着補助層２２の外周縁より内側に配置され、かつ、第二電極２３の外周縁は、第一開口部２７の端縁及び第二開口部２６の端縁より外側に配置される。これにより、第二電極２３の外周縁と絶縁層２１との間に密着補助層２２が配置されるため、第二電極２３の外周縁の剥がれを抑制できる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０においては、密着補助層２２は、第一電極２５に接しない。この構成によって奏される効果について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
【０１０４】
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０及び比較例２の半導体レーザ装置の信頼性試験前後のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。図３Ａ及び図３Ｂには、Ｉ−Ｖ特性を示す曲線の微分係数を示すグラフも併せて示されている。図３Ａ及び図３Ｂの横軸は順方向電圧（ＦＷＤ  Ｖｏｌｔ．）を表し、左側の縦軸は順方向電流（ＦＷＤ  Ｃｕｒｒ．）を表し、右側の縦軸は、順方向電流の電圧による微分係数を表す。また、図３Ａ及び図３Ｂの点線及び実線は、それぞれ、信頼性試験前及び後におけるＩ−Ｖ特性を示し、一点鎖線及び破線は、それぞれ、信頼性試験前及び後における順方向電流の電圧による微分係数を示す。
【０１０５】
比較例２の半導体レーザ装置は、密着補助層が、第二開口部を有さない点において、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０と相違し、その他の点において一致する。このように、比較例２の半導体レーザ装置においては、第一電極上にも密着補助層が配置されているため、第一電極は上面の全面において密着補助層と接している。
【０１０６】
なお、信頼性試験においては、各半導体レーザ装置に印加する順方向電圧を、０Ｖから５Ｖまで、２０ｍＶ刻みで増加させることを３回繰り返した。
【０１０７】
図３Ａに示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０では、信頼性試験の前後でＩ−Ｖ特性にほとんど変化は見られないが、比較例２の半導体レーザ装置では信頼性試験後に、所定の順方向電流を流すために必要な順方向電圧が上昇している。ここで、Ｉ−Ｖ特性の微分係数は、半導体レーザ装置の電気伝導度（抵抗値の逆数）に相当する。図３Ｂに示されるように、微分係数が信頼性試験前より信頼性試験後において低下している。つまり、信頼性試験前より信頼性試験後の方が半導体レーザ装置の抵抗値が上昇している。これは、密着補助層の以下に述べるような作用に起因すると推測される。密着補助層は、絶縁層と接している。ＳｉＯ２などからなる絶縁層にはＨ原子が多く含まれ、Ｔｉなどからなる密着補助層は、絶縁層のＨ原子を吸蔵する作用を有する。このため、Ｈ原子が密着補助層を介して第一電極に供給される。半導体レーザ装置動作中の電位差や熱を駆動源とすることによって第一電極に達したＨ原子は、ｐ型窒化物系半導体層にドープされたＭｇと結合し、ｐ型窒化物系半導体層のキャリアを不活性化させる。これにより、比較例１の半導体レーザ装置では、信頼性試験後に抵抗値が上昇したと推測される。以上のことから、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０のように、密着補助層２２を第一電極２５に接触させないことにより、通電時における動作電圧の上昇を抑制できると考えられる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、密着補助層２２の平面視において、第一方向と直交する第二方向における半導体積層体３０の側端面と、当該側端面側の第一開口部２７の端縁との間に、当該側端面側の第二開口部２６の端縁が配置される。これにより、密着補助層２２と第一電極２５とが接触することなく、側端面に最も近い第一開口部２７の端縁まで第一電極２５を配置できる。したがって、半導体レーザ装置１０の抵抗値の増大を抑制し、かつ、第一電極２５の側端面付近における面積を最大化することが可能となる。
【０１０９】
また、密着補助層２２の平面視において、第二開口部２６の少なくとも一部の端縁は、第一開口部２７の端縁上に配置されている。本実施の形態では、図１Ａ及び図１Ｄに示されるように、密着補助層２２の平面視において、前端面３６及び後端面３７の一方の端面に最も近い第一開口部２７の端縁上に、当該一方の端面に最も近い第二開口部２６の端縁が配置される。このような構成によれば、密着補助層２２と第二電極２３とが接触する面積を増大させることができるため、第二電極２３の剥がれをより一層抑制できる。
【０１１０】
［１−３．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の製造方法を図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の製造方法のうち、第一電極２５の形成工程までの各工程を示す模式的な断面図である。図４Ｂは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の製造方法のうち、密着補助層２２の形成工程以降の各工程を示す模式的な断面図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいては、図１Ｂと同様の位置における断面が示されている。
【０１１１】
図４Ａの断面図（ａ）に示されるように、まず、半導体積層体３０を形成し、半導体積層体３０上にマスクとして用いる酸化膜４１を堆積させる。半導体積層体３０を構成する半導体層の成膜は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、又は、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などのエピタキシャル成長法を用いて行われる。これにより、基板３１上に、ｎ型半導体層３２、活性層３３及びｐ型半導体層３４がこの順で形成される。
【０１１２】
半導体積層体３０を形成した後、半導体積層体３０の最上層であるｐ型半導体層３４上に酸化膜４１を形成する。酸化膜４１は、例えば、シリコン酸化膜などの絶縁膜であり、ＡＰ−ＣＶＤ（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition）法などにより形成される。酸化膜４１が設けられることで、後述するリッジ部３５形成工程におけるｐ型半導体層３４の表面を保護することができる。酸化膜４１を形成した後、約８００℃で約６０分間アニールを行う。
【０１１３】
次に、図４Ａの断面図（ｂ）に示されるように、酸化膜４１をパターニングする。具体的には、酸化膜４１に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィ及びエッチングを行うことによって、除去対象部分を除去する。このように酸化膜４１をパターニングした後、感光性レジストを除去する。
【０１１４】
次に、図４Ａの断面図（ｃ）に示されるように、リッジ部３５及び突出部３５ｗを形成する。具体的には、パターニングされた酸化膜４１をマスクとして用いて、ｐ型半導体層３４のうち、リッジ部３５となる領域と突出部３５ｗとなる領域との間の領域をエッチングする。ｐ型半導体層３４のエッチングは、ドライエッチングであるが、ウェットエッチングでもよい。ドライエッチングの際にチャンバー内に導入されるガスは、例えば、ＢＣｌ３及びＣｌ２を含む塩素系ガスである。
【０１１５】
次に、図４Ａの断面図（ｄ）に示されるように、絶縁層２１を形成する。具体的には、酸化膜４１をエッチングによって除去した後、ｐ型半導体層３４上にプラズマＣＶＤによってＳｉＯ２からなる絶縁層２１を形成する。
【０１１６】
次に、図４Ａの断面図（ｅ）に示されるように、絶縁層２１上に感光性レジスト４２を塗布し、フォトリソグラフィを実施することでパターニングを行う。ここでは、リッジ部３５の上方に配置された感光性レジスト４２を除去する。
【０１１７】
次に、図４Ａの断面図（ｆ）に示されるように、絶縁層２１のうち、感光性レジスト４２によって覆われていないリッジ部３５上の領域をエッチングによって除去する。絶縁層２１のエッチングは、ドライエッチングであるが、ウェットエッチングでもよい。また，両エッチング法を組合わせてもよい。本実施の形態のように、絶縁層２１がＳｉＯ２からなる場合のドライエッチングでは、例えば、導入ガスとしてＣＦ４を含むガスが用いられる。
【０１１８】
次に、図４Ａの断面図（ｇ）に示されるように、第一電極２５を半導体積層体３０の上面全体に成膜する。つまり、半導体積層体３０のリッジ部３５の上面及び感光性レジスト４２の上面に第一電極２５を形成する。
【０１１９】
次に、図４Ａの断面図（ｈ）に示されるように、リフトオフにより、感光性レジスト４２及びその上面に形成された第一電極２５を除去する。続いて、第一電極２５などを熱処理してもよい。具体的には、以上の工程で形成された半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５とを含む積層体を予め所定の処理温度に加熱したホットプレートなどに配置することによって加熱する。例えば、熱処理時の雰囲気は大気であり、温度は約２００℃であり、処理時間は約４０分である。このような熱処理により、本実施の形態に係る第一電極２５のコンタクト抵抗率を２．５×１０−４Ωｃｍ２未満に低減できる。なお、熱処理の工程は、これに限定されない。例えば、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５とを含む積層体をＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）炉で加熱してもよい。具体的には、積層体をＲＴＡ炉に搬入した後、酸素雰囲気において所定の温度勾配で約３５０℃まで加熱し、約１０分間維持する。その後、積層体を、炉中で冷却した後取り出す。このような熱処理により、本実施の形態に係る第一電極２５のコンタクト抵抗率を２．２×１０−４Ωｃｍ２未満に低減できる。
【０１２０】
次に、図４Ｂの断面図（ａ）に示されるように、半導体積層体３０の上方全体に感光性レジスト４３を塗布し、フォトリソグラフィを実施することでパターニングを行う。ここでは、塗布された感光性レジスト４３のうちリッジ部３５、突出部３５ｗ、並びに、前端面３６及び後端面３７に対応する位置の上方以外の領域の感光性レジスト４３を除去する。
【０１２１】
次に、図４Ｂの断面図（ｂ）に示されるように、密着補助層２２を半導体積層体３０の上方全体に成膜する。つまり、感光性レジスト４３上及び絶縁層２１上に密着補助層２２を形成する。本実施の形態では、密着補助層２２として、下層より順にＴｉ層及びＰｔ層を成膜する。
【０１２２】
次に、図４Ｂの断面図（ｃ）に示されるように、リフトオフにより、感光性レジスト４３及びその上面に形成された密着補助層２２を除去する。
【０１２３】
次に、図４Ｂの断面図（ｄ）に示されるように、半導体積層体３０の上方全体に感光性レジスト４４を塗布し、フォトリソグラフィを実施することでパターニングを行う。ここでは、塗布された感光性レジスト４４のうち突出部３５ｗ、並びに、前端面３６及び後端面３７に対応する位置の上方以外の領域の感光性レジスト４４を除去する。
【０１２４】
次に、図４Ｂの断面図（ｅ）に示されるように、第二電極２３を半導体積層体３０の上方全体に成膜する。つまり、感光性レジスト４４上、絶縁層２１上、密着補助層２２上及び第一電極２５上に第二電極２３を形成する。本実施の形態では、第二電極２３として、Ａｕ層を成膜する。この際、フォトリソグラフィによって形成されるリッジ部３５の長手方向に対応する共振器方向に隣り合う第二電極２３の間隙の長さが０．２μｍ以上４０μｍ未満となるように第二電極２３を形成し、その間隙の中央でへき開して、へき開面を前端面３６又は後端面３７としてもよい。これにより、第二電極２３は前端面３６又は後端面３７から０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。一方、共振器方向と、結晶面の方向とが一致しなければ、へき開によって形成されたバー状の素子の両端のチップの一方において、第二電極２３から前端面３６又は後端面３７までの距離が短くなってしまうため、共振器方向に隣り合う第二電極２３の間隙の長さに、マージンを与えてもよい。これを考慮してその間隙の長さを２０μｍ以上４０μｍ未満としてもよく、すなわち、第二電極２３は前端面３６又は後端面３７から１０μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置されるようにしてもよい。
【０１２５】
次に、図４Ｂの断面図（ｆ）に示されるように、リフトオフにより、感光性レジスト４４及びその上面に形成された第二電極２３を除去する。ここで、第一電極２５の形成工程後に行う熱処理と同様の熱処理を行ってもよい。これにより、第一電極２５のコンタクト抵抗率を低減できる。
【０１２６】
次に、図４Ｂの断面図（ｇ）に示されるように、半導体積層体３０に含まれる基板３１の裏面（第一電極２５などが配置されている面の裏側の面）を研磨する。例えば、約４００μｍ程度の厚さの基板３１を、厚さが８５μｍ程度になるまで研磨する。研磨は、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって行われる。これにより、基板３１による抵抗を低減でき、かつ、半導体レーザ装置１０を小型化できる。
【０１２７】
次に、図４Ｂの断面図（ｈ）に示されるように、半導体積層体３０に含まれる基板３１の裏面にｎ側電極２８を形成する。ｎ側電極２８は、例えば、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜及びＡｕ膜をこの順で蒸着法又はスパッタリング法によって成膜し、パターニングすることで形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィ及び／又はエッチングによって行われる。
【０１２８】
以上の工程を経て、図１Ａ〜図１Ｆに示される半導体レーザ装置１０が製造される。
【０１２９】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に電流狭窄のための構成において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。
【０１３０】
図５Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図５Ａにおいては、密着補助層１２２などの構成を示すために、第二電極１２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図５Ｂは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図５Ｂは、図５Ａに示されるＶＢ−ＶＢ線における断面を示す。
【０１３１】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置１１０は、図５Ｂに示されるように、半導体積層体１３０と、絶縁層１２１と、第一電極１２５と、第二電極１２３と、密着補助層１２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１３２】
半導体積層体１３０は、図５Ａに示されるように、レーザ光の出射端面である前端面１３６と、前端面１３６と反対側の面である後端面１３７とを有する。また、半導体積層体１３０は、図５Ｂに示されるように、レーザ光を生成する活性層３３を含む。半導体積層体１３０は、さらに、基板３１と、ｎ型半導体層３２と、ｐ型半導体層１３４とを含む。なお、半導体積層体１３０の上述の各層の間に他の層が挿入されてもよい。
【０１３３】
ｐ型半導体層１３４は、リッジ部及びリッジ部と同じ高さの突出部を有さない点において実施の形態１に係るｐ型半導体層３４と相違し、その他の点において一致する。
【０１３４】
絶縁層１２１は、半導体積層体３０上面の全領域に形成され、前端面１３６から後端面１３７へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部１２７を備え、かつ、半導体積層体１３０の上方に配置された誘電体層である。
【０１３５】
第一電極１２５は、半導体積層体１３０の上方に配置された電極である。本実施の形態では、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、第一電極１２５は、絶縁層１２１の第一開口部１２７の内側、及び、第一開口部１２７の四辺の端縁から２μｍの部分の絶縁層１２１上に配置される。図５Ａに示されるように、第一電極１２５は、前端面１３６及び後端面１３７付近には配置されない。絶縁層１２１の第一開口部１２７の端縁は、第一電極１２５の外周縁から内側に、０．１μｍ以上第一電極の幅未満の距離をあけて配置される。さらに、第一開口部１２７の端縁は、第二開口部の端縁から内側に、０．１μｍ以上５μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１３６】
第二電極１２３は、第一電極１２５及び絶縁層１２１の上方に配置された電極である。第二電極１２３は、前端面１３６及び後端面１３７の少なくとも一方の端面と第一開口部１２７との間であって、絶縁層１２１の上方に配置される。図５Ａに示されるように、第二電極１２３は、前端面１３６及び後端面１３７の両方の端面に接しないように配置される。具体的には、第二電極１２３の外周縁は、前端面１３６及び後端面１３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１３７】
密着補助層１２２は、第二電極１２３と絶縁層１２１との間に配置された層である。密着補助層１２２は、密着補助層１２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部１２７と重なる第二開口部１２６を有する。図５Ａに示されるように、第一電極１２５の少なくとも一部は、密着補助層１２２の平面視において第一開口部１２７及び第二開口部１２６の内側に配置される。これにより、第二電極１２３は、第一開口部１２７及び第二開口部１２６の内側に配置される第一電極１２５と接することができる。なお、本実施の形態では、第一電極１２５の全体が、密着補助層１２２の平面視において第二開口部１２６の内側に配置され、第一電極１２５の一部が、第一開口部１２７の内側に配置される。密着補助層１２２は、前端面１３６及び後端面１３７の少なくとも一方の端面と第一開口部１２７との間であって、絶縁層１２１の上方に配置される。具体的には、密着補助層１２２の外周縁は、前端面１３６及び後端面１３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部１２６の端縁は、第一開口部１２７の端縁から外側に、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１３８】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置１１０は、以上のような構成を有することにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様に第二電極１２３の剥がれを抑制する効果を奏することができる。
【０１３９】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に絶縁層及び密着補助層の構成において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。
【０１４０】
図６Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図６Ａにおいては、密着補助層２２２などの構成を示すために、第二電極２２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。また、図６Ａにおいては、絶縁層２２１などの構成を示すために、密着補助層２２２の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図６Ｂ及び図６Ｃは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図６Ｂ及び図６Ｃは、それぞれ、図６Ａに示されるＶＩＢ−ＶＩＢ線及びＶＩＣ−ＶＩＣ線における断面を示す。
【０１４１】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置２１０は、図６Ｂに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２２１と、第一電極２５と、第二電極２２３と、密着補助層２２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１４２】
絶縁層２２１は半導体積層体３０上面の全領域に形成され、前端面３６から後端面３７へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部２２７を備え、かつ、半導体積層体３０の上方に配置された誘電体層である。
【０１４３】
第二電極２２３は、第一電極２５及び絶縁層２２１の上方に配置された電極である。第二電極２２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２２７との間であって、絶縁層２２１の上方に配置される。図６Ａに示されるように、第二電極２２３は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面には配置されない。絶縁層２２１の第一開口部２２７の端縁は、第一電極２５の外周縁から外側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二電極２２３は、その外周縁が前端面３６及び後端面３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１４４】
密着補助層２２２は、第二電極２２３と絶縁層２２１との間に配置された層である。密着補助層２２２は、密着補助層２２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部２２７と重なる第二開口部２２６を有する。本実施の形態では、密着補助層２２を平面視したときに第一開口部２７の端縁は、長辺側、短辺側ともに第二開口部２６の端縁の外側に配置される。図６Ａに示されるように、第一電極２５の少なくとも一部は、密着補助層２２２の平面視において第一開口部２２７及び第二開口部２２６の内側に配置される。これにより、第二電極２２３は、第一開口部２２７及び第二開口部２２６の内側に配置される第一電極２５と接することができる。なお、本実施の形態では、第一電極２５の全体が、密着補助層２２２の平面視において第一開口部２２７及び第二開口部２２６の内側に配置される。密着補助層２２２は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２２７との間であって、絶縁層２２１の上方に配置される。第二開口部２２６の端縁は、その第一方向及び第二方向において、第一開口部２２７の端縁の内側に、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。具体的には、第二開口部２２６の端縁は、第一開口部２２７の端縁から２．８μｍの距離をあけて、第一開口部２２７内に配置される。密着補助層２２２の外周縁は、前端面３６から９μｍ離れて配置され、後端面３７から９μｍ離れて配置される。加えて、密着補助層２２２の外周縁は、半導体積層体３０の側端面３８から、６．６μｍの距離をあけて配置される。具体的には、密着補助層２２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部２２６の端縁は、第一開口部２２７の端縁の内側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１４５】
図６Ａに示されるように、第二電極２２３の外周縁は、密着補助層２２２の外周縁の内側であって、第二開口部２２６の外側に配置される。具体的には、第一方向においては、前端面３６及び後端面３７から９μｍの位置に密着補助層２２２の外周縁があり，前端面３６及び後端面３７から１０μｍの位置に第二電極２２３の外周縁があり、さらに前端面３６から３７．８μｍ、後端面から１３．８μｍの位置に第二開口部２２６の端縁がある。第二方向においては、半導体積層体３０の側端面３８から６．６μｍの位置に密着補助層２２２の外周縁があり、側端面３８から７．６μｍの位置に第二電極２２３の外周縁があり、側端面３８から７０μｍの位置に第二開口部２６の端縁がある。したがって、図６Ｂに示されるように、後端面３７から密着補助層２２２の第一方向寸法の１／２の距離における断面ＶＩＢ−ＶＩＢでは、第二開口部２２６は存在するが、図６Ｃに示されるように、後端面３７から６．６μｍ以上１３．８μｍ以下の距離における断面ＶＩＣ−ＶＩＣでは、第二開口部２６は存在しない。
【０１４６】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置２１０は、以上のような構成を有することにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様に第二電極２２３の剥がれを抑制する効果を奏することができる。
【０１４７】
また、本実施の形態に係る密着補助層２２２は、実施の形態１に係る密着補助層２２と異なり、密着補助層２２２の平面視において、第二開口部２２６のすべての端縁は、第一開口部２２７の端縁の内側に配置される。これにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０より、密着補助層２２２と第二電極２２３とが接触する面積を増大させることができる。したがって、本実施の形態では、第二電極２２３の剥がれをより一層抑制できる。なお、密着補助層２２２の平面視において、第二開口部２２６のすべての端縁は、第一開口部２７の端縁上に配置されてもよい。このような構成によっても、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０より、密着補助層２２２と第二電極２２３とが接触する面積を増大させることができるため、第二電極２２３の剥がれを抑制できる。
【０１４８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に密着補助層の構成において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図７Ａ〜図７Ｆを用いて説明する。
【０１４９】
図７Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図７Ａにおいては、密着補助層３２２などの構成を示すために、第二電極３２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図７Ｂ〜図７Ｆは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図７Ｂ〜図７Ｆは、それぞれ、図７Ａに示されるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線〜ＶＩＩＦ−ＶＩＩＦ線における断面を示す。
【０１５０】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置３１０は、図７Ｂに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５と、第二電極３２３と、密着補助層３２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１５１】
第二電極３２３は、第一電極２５及び絶縁層２１の上方に配置された電極である。第二電極３２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と絶縁層２１の第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置される。図７Ａに示されるように、第二電極３２３は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面に接しないように配置される。具体的には、第二電極３２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１５２】
密着補助層３２２は、第二電極３２３と絶縁層２１との間に配置された層である。密着補助層３２２は、密着補助層３２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部２７と重なる第二開口部３２６を有する。図７Ａに示されるように、第一電極２５の少なくとも一部は、密着補助層３２２の平面視において第一開口部２７及び第二開口部３２６の内側に配置される。本実施の形態では、密着補助層２２を平面視したときに第一開口部２７の端縁は、長辺側、短辺側とも第二開口部２６の端縁の内側に配置される。これにより、第二電極３２３は、第一開口部２７及び第二開口部３２６の内側に配置される第一電極２５と接することができる。なお、本実施の形態では、第一電極２５の全体が、密着補助層３２２の平面視において第一開口部２７及び第二開口部３２６の内側に配置される。密着補助層３２２は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間であって、絶縁層２１の上方に配置される。具体的には、密着補助層３２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部３２６の端縁は、第一開口部２７の端縁から外側に、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１５３】
第二開口部３２６の端縁は、第一方向及び第二方向において、第一開口部２７の端縁から外側に、例えば０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。具体的には、第二開口部３２６の端縁は、第一開口部２７の端縁の外側に２．８μｍの距離をあけて配置される。密着補助層３２２の外周縁は、前端面３６から９μｍの距離をあけて配置され、後端面３７から９μｍの距離をあけて配置される。加えて、密着補助層３２２の外周縁は、半導体積層体３０の側端面３８から、６．６μｍの距離をあけて配置される。具体的には、密着補助層３２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部３２６の端縁は、第一開口部２７の端縁の外側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１５４】
図７Ａに示されるように、第二電極３２３の外周縁は、密着補助層３２２の外周縁の内側であって、第二開口部３２６の外側に配置される。具体的には、第一方向においては、前端面３６及び後端面３７から９μｍの位置に密着補助層３２２の外周縁があり，前端面３６及び後端面３７から１０μｍの位置に第二電極３２３の外周縁があり、さらに前端面３６から３７．８μｍ、後端面から１３．８μｍの位置に第二開口部３２６の端縁がある。第二方向においては、半導体積層体３０の側端面３８から６．６μｍの位置に密着補助層３２２の外周縁があり、側端面３８から７．６μｍの位置に第二電極３２３の外周縁があり、側端面３８から７０μｍの位置に第二開口部３２６の端縁がある。したがって、図７Ｂに示されるように、後端面３７から密着補助層３２２の第一方向寸法の１／２の距離における断面ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢでは、第二開口部３２６と第一開口部２７と第一電極２５が存在し、図７Ｃ及び図７Ｄに示されるように、後端面３７から７．６μｍ以上１３．８μｍ以下の距離における断面ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ及び断面ＶＩＩＤ−ＶＩＩＤでは、断面ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣでは第二開口部３２６と第一開口部２７が存在し、断面ＶＩＩＤ−ＶＩＩＤでは第二開口部３２６が存在し、後端面３７から６．６μｍ以上７．６μｍ以下の距離における断面ＶＩＩＥ−ＶＩＩＥでは、第一開口部２７、第二開口部３２６は存在しない。そして、後端面３７から６．６μｍ以下の距離における断面ＶＩＩＦ−ＶＩＩＦでは、密着補助層３２２が存在しない。
【０１５５】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置３１０は、以上のような構成を有することにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様に第二電極３２３の剥がれを抑制する効果を奏することができる。
【０１５６】
また、本実施の形態では、密着補助層３２２の平面視において、前端面３６及び後端面３７の一方の端面と、一方の端面側の第一開口部２７の端縁との間に、一方の端面側の第二開口部３２６の端縁が配置される。これにより、密着補助層３２２と第一電極２５とが接触することなく、端面に最も近い第一開口部２７の端縁まで第一電極２５を配置できる。したがって、半導体レーザ装置３１０の抵抗値の増大を抑制し、かつ、第一電極２５の端面付近における面積を最大化することが可能となる。
【０１５７】
また、本実施の形態では、密着補助層３２２の平面視において、第二開口部３２６のすべての端縁は、第一開口部２７の外側に配置される。これにより、密着補助層３２２と第一電極２５とが接触することなく、第一開口部２７の端縁まで第一電極２５を配置できる。したがって、半導体レーザ装置３１０の抵抗値の増大を抑制し、かつ、第一電極２５の側端面付近における面積を最大化することが可能となる。
【０１５８】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に第一電極の構成において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。
【０１５９】
図８Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置４１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図８Ａにおいては、密着補助層４２２などの構成を示すために、第二電極４２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。また、図８Ａにおいては、第一電極４２５の構成を示すために、絶縁層４２１の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図８Ｂは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置４１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図８Ｂは、図８Ａに示されるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線における断面を示す。
【０１６０】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置４１０は、図８Ｂに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層４２１と、第一電極４２５と、第二電極４２３と、密着補助層４２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１６１】
第一電極４２５は、図８Ｂに示されるように、リッジ部３５の上面だけでなく側面の少なくとも一部を覆う。さらに、第一電極４２５は、ｐ型半導体層３４の上面のうち、リッジ部３５とリッジ部３５と同じ高さの突出部３５ｗとの間の溝部３５ｔのリッジ部３５側の少なくとも一部を覆う。
【０１６２】
絶縁層４２１は、半導体積層体３０上面の全領域に形成され、前端面３６から後端面３７へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部４２７を備え、かつ、半導体積層体３０の上方に配置された誘電体層である。図８Ａに示されるように、密着補助層４２２の平面視において、リッジ部３５の上面の少なくとも一部は、第一開口部４２７の内側に配置される。また、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、絶縁層４２１の少なくとも一部は、第一電極４２５上に配置される。より詳しくは、第一電極４２５のうち、リッジ部３５の側面に配置された領域上及びその外側に配置された領域上に絶縁層４２１が配置される。また、第一開口部４２７の周縁全体が、第一電極４２５上に配置される。本実施の形態に係る第一電極４２５及び絶縁層４２１を実現するために、半導体レーザ装置４１０の製造において、第一電極４２５は、絶縁層４２１より先に形成される。具体的には、第一電極４２５の外周縁は、第一開口部４２７の端縁から外側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１６３】
第二電極４２３は、第一電極４２５及び絶縁層４２１の上方に配置された電極である。第二電極４２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と絶縁層４２１の第一開口部４２７との間であって、絶縁層４２１の上方に配置される。図８Ａに示されるように、第二電極４２３は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面には配置されない。具体的には、第二電極３２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１６４】
密着補助層４２２は、第二電極４２３と絶縁層４２１との間に配置された層である。密着補助層４２２は、密着補助層４２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部４２７と重なる第二開口部４２６を有する。図８Ａに示されるように、第一電極４２５の少なくとも一部は、密着補助層４２２の平面視において第一開口部４２７及び第二開口部４２６の内側に配置される。これにより、第二電極４２３は、第一開口部４２７及び第二開口部４２６の内側に配置される第一電極４２５と接することができる。密着補助層４２２は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部４２７との間であって、絶縁層４２１の上方に配置される。具体的には、密着補助層４２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部４２６の端縁は、第一開口部４２７の端縁から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１６５】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置４１０は、以上のような構成を有することにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様に第二電極４２３の剥がれを抑制する効果を奏することができる。
【０１６６】
（実施の形態６）
実施の形態６に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に絶縁層の構成において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。
【０１６７】
図９Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置５１０の全体構成を示す模式的な平面図である。図９Ａにおいては、密着補助層５２２などの構成を示すために、第二電極５２３の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。また、図９Ａにおいては、絶縁層５２１の構成を示すために、密着補助層５２２の一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分については、輪郭だけが破線で示されている。図９Ｂは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置５１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図９Ｂは、図９Ａに示されるＩＸＢ−ＩＸＢ線における断面を示す。
【０１６８】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置５１０は、図９Ｂに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層５２１と、第一電極２５と、第二電極５２３と、密着補助層５２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１６９】
絶縁層５２１は、半導体積層体３０上面の全領域に形成され、前端面３６から後端面３７へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部５２７を備え、かつ、半導体積層体３０の上方に配置された誘電体層である。図９Ａに示されるように、密着補助層５２２の平面視において、リッジ部３５の上面の少なくとも一部は、第一開口部５２７の内側に配置される。また、本実施の形態では、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、絶縁層５２１は、リッジ部３５の上面のうち、リッジ部３５の側面付近にも配置される。具体的には、絶縁層５２１の第一開口部５２７の端縁は、第一電極２５の外周縁から外側に、０．１μｍ以上１０μｍ未満の距離をあけて配置される。さらに、第一開口部５２７の端縁は、リッジ部３５の上面にあり、リッジ部３５の側面と上面が接する部分（リッジ部の角部）から０．５μｍ以上２μｍ未満の距離をあけて配置される。また、第一開口部５２７の端縁は、第一電極２５の外周縁の外側にあり、第一電極２５の外周縁から０．１μｍ以上１μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１７０】
第二電極５２３は、第一電極５２５及び絶縁層５２１の上方に配置された電極である。第二電極５２３は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と絶縁層５２１の第一開口部５２７との間であって、絶縁層５２１の上方に配置される。図９Ａに示されるように、第二電極５２３は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面には配置されない。具体的には、第二電極５２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１７１】
密着補助層５２２は、第二電極５２３と絶縁層５２１との間に配置された層である。密着補助層５２２は、密着補助層５２２の平面視において少なくとも一部が第一開口部５２７と重なる第二開口部５２６を有する。図９Ａに示されるように、第一電極２５の少なくとも一部は、密着補助層５２２の平面視において第一開口部５２７及び第二開口部５２６の内側に配置される。これにより、第二電極５２３は、第一開口部５２７及び第二開口部５２６の内側に配置される第一電極２５と接することができる。密着補助層５２２は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部５２７との間であって、絶縁層５２１の上方に配置される。具体的には、密着補助層５２２の外周縁は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置され、第二開口部５２６の端縁は、第一開口部５２７の端縁から外側に、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１７２】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置５１０は、以上のような構成を有することにより、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様に第二電極５２３の剥がれを抑制する効果を奏することができる。
【０１７３】
（実施の形態７）
実施の形態７に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に、第二電極に接合されるサブマウントを備える点において、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０との相違点を中心に図１０Ａ〜図１０Ｃを用いて説明する。
【０１７４】
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０の全体構成を示す模式的な平面図、第一断面図及び第二断面図である。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、それぞれ、図１０Ａに示されるＸＢ−ＸＢ線及びＸＣ−ＸＣ線における断面を示す。
【０１７５】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０は、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５と、第二電極２４と、密着補助層３２２と、ｎ側電極２８と、サブマウント１３とを備える。なお、図１０Ｂ及び図１０Ｃには、ｎ側電極２８にボンディングされるワイヤ１８と、ワイヤ１８とｎ側電極２８とを接合する金属ボール１７とが併せて示されている。
【０１７６】
密着補助層３２２は、上記実施の形態４に係る密着補助層３２２と同様の構成を有する層である。
【０１７７】
第二電極２４は、第一電極２５及び絶縁層２１の上方（図１０Ｂ及び図１０Ｃでは下方）に配置された電極である。第二電極２４は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面と第一開口部２７との間に配置される。第二電極２４は、前端面３６及び後端面３７の少なくとも一方の端面に接しないように配置される。図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、本実施の形態では、第二電極２４は、前端面３６及び後端面３７の両方の端面に接しないように配置される。具体的には、第二電極５２３の外周縁は、前端面３６及び後端面３７から、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離をあけて配置される。
【０１７８】
本実施の形態では、第二電極２４は、半導体積層体３０、第一電極２５、密着補助層３２２などと、サブマウント１３とを接合する。第二電極２４は、例えば、Ａｕを含む合金からなる。より具体的には、第二電極２４は、ＡｕＳｎなどの合金である。
【０１７９】
サブマウント１３は、ヒートシンクとして機能する実装用部材である。本実施の形態では、サブマウント１３は、メタル層１３ａと、基台１３ｂとを含む。メタル層１３ａは、金属からなる層である。メタル層１３ａを形成する金属は、特に限定されない。メタル層１３ａは、例えば、基台１３ｂから順に、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層された金属膜である。基台１３ｂは、サブマウント１３のうち大部分を占めるバルク状部材である。本実施の形態では、基台１３ｂは、直方体状の形状を有する。基台１３ｂを形成する材料は、特に限定されない。本実施の形態では、基台１３ｂは、多結晶ＳｉＣ基板である。なお、基台１３ｂとして、Ｓｉ又はＡｌＮ基板を用いてもよく、放熱性を高めるため、単結晶ＳｉＣ又はダイヤモンド基板を用いてもよい。
【０１８０】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０は、例えば、サブマウント１３と、上記実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０とを、ＡｕＳｎからなる半田によって接合することによって製造できる。より詳しくは、サブマウント１３のメタル層１３ａ上にＡｕＳｎ半田層を形成し、半導体レーザ装置３１０をサブマウント１３にジャンクションダウン実装することで（つまり、半導体レーザ装置３１０の第二電極３２３と、サブマウント１３とをＡｕＳｎ半田層で接合することで）、本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０を製造できる。このとき、ＡｕＳｎ半田層と、Ａｕからなる第二電極３２３とが合金化されて、ＡｕＳｎからなる第二電極２４が形成される。
【０１８１】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０は、以上のように、第二電極２４に接合されるサブマウント１３を備えることにより、活性層３３などで発生した熱を効率よく放散できる。このため、活性層３３における熱の影響を低減できる。
【０１８２】
また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置６１０では、図１０Ａに示されるように、サブマウント１３は、第一方向と交差する端面１３ｓを備え、密着補助層３２２の平面視において、前端面３６と第一開口部２７との間に、端面１３ｓが配置されてもよい。
【０１８３】
このように、絶縁層２１の平面視において、前端面３６が、サブマウント１３の端面１３ｓよりサブマウント１３の外側に配置されることにより、半導体レーザ装置６１０から出射されるレーザ光のサブマウント１３による蹴られを低減できる。具体的には、前端面３６は、サブマウント１３の端面１３ｓから、０．１μｍ以上２０μｍ未満の距離だけ突出して配置される。また、絶縁層２１の平面視において、第一開口部２７は、サブマウント１３と重なる位置に配置される。ここで、絶縁層２１の第一開口部２７の内部領域は、第一電極２５が配置される領域であって、当該領域に電流が閉じ込められる。このため、当該領域は半導体積層体３０のうち、最も発熱量が多い領域である。本実施の形態では、絶縁層２１の平面視において、発熱量が多い第一開口部２７の内部領域と、サブマウント１３とが重なるように配置されるため、半導体積層体３０からサブマウント１３への放熱を確保できる。
【０１８４】
（実施の形態８）
実施の形態８に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に、サブマウントと第二電極との接合構成において、実施の形態７に係る半導体レーザ装置６１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態７に係る半導体レーザ装置６１０との相違点を中心に図１１Ａ〜図１１Ｃを用いて説明する。
【０１８５】
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置７１０の全体構成を示す模式的な平面図、第一断面図及び第二断面図である。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、それぞれ、図１１Ａに示されるＸＩＢ−ＸＩＢ線及びＸＩＣ−ＸＩＣ線における断面を示す。
【０１８６】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置７１０は、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極２５と、第二電極３２３と、密着補助層３２２と、ｎ側電極２８と、サブマウント１３と、半田層１２と、分離層１５とを備える。なお、図１１Ｂ及び図１１Ｃには、ｎ側電極２８にボンディングされるワイヤ１８と、ワイヤ１８とｎ側電極２８とを接合する金属ボール１７とが併せて示されている。
【０１８７】
本実施の形態では、第二電極３２３は、実施の形態４に係る第二電極３２３と同様の構成を有する。第二電極３２３は、半導体積層体３０、第一電極２５、密着補助層３２２などと、分離層１５とを接合する。
【０１８８】
半田層１２は、サブマウント１３と、第二電極３２３などとを接合する層である。半田層１２は、サブマウント１３のメタル層１３ａ上に、例えば、ＡｕＳｎ半田などで形成される。
【０１８９】
分離層１５は、半田層１２と、第二電極３２３との間に配置される層であり、半田層１２と、第二電極３２３とを分離する。分離層１５によって、第二電極３２３と半田層１２とが一体化することを抑制できる。分離層１５は、例えば、Ｐｔによって形成される。
【０１９０】
以上のような構成を有する本実施の形態に係る半導体レーザ装置７１０によっても、上記実施の形態７に係る半導体レーザ装置６１０と同様の効果が奏される。
【０１９１】
（実施の形態９）
実施の形態９に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に、第一電極の構成において、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０との相違点を中心に図１２Ａ〜図１２Ｃを用いて説明する。
【０１９２】
図１２Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置８１０の全体構成を示す模式的な断面図である。図１２Ｂ及び図１２Ｃは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置８１０の第一電極８２５の構成を示す模式的な一部拡大断面図である。図１２Ａは、図７Ｂに示される実施の形態４に係る半導体レーザ装置３１０の断面と同様の位置における断面が示されている。図１２Ｂは、図１２Ａに示される断面図のうち、破線枠ＸＩＩＢの内部を拡大して示す図である。図１２Ｃは、図１２Ｂに示される拡大断面図のうち、破線枠ＸＩＩＣの内部を拡大して示す図である。
【０１９３】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置８１０は、図１２Ａに示されるように、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極８２５と、第二電極３２３と、密着補助層３２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０１９４】
本実施の形態では、絶縁層２１は、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ２からなる。密着補助層３２２は、絶縁層２１側から順に第一層３２２ａと第二層３２２ｂとを含む。第一層３２２ａは、膜厚１０ｎｍのＴｉからなり、第二層３２２ｂは、膜厚５０ｎｍのＰｔからなる。
【０１９５】
第一電極８２５は、図１２Ｂに示されるように、リッジ部３５の上面に配置され、下層電極８２５ａと、上層電極８２５ｂとを含む。下層電極８２５ａは、第一電極８２５のうち、半導体積層体３０に近い位置に配置される層である。本実施の形態では、下層電極８２５ａは、Ｐｄからなる。下層電極８２５ａの膜厚Ｔ１は、４０ｎｍである。上層電極８２５ｂは、第一電極８２５のうち、半導体積層体３０から遠い位置に配置される層である。本実施の形態では、上層電極８２５ｂは、Ｐｔからなる。上層電極８２５ｂの膜厚Ｔ２は、３５ｎｍである。なお、第一電極８２５は、約１．６μｍのＡｕからなる第二電極３２３で覆われる。
【０１９６】
本実施の形態では、第一電極８２５の端部の断面は、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるように傾斜しており、角部から途中に直線状の部分を経て、端に近づくにしたがって傾斜がなだらかになる。また、第一電極８２５の端部の断面は、角部を有さない（つまり、有限の曲率を有する）。本実施の形態では、第一電極８２５の端部の最大傾斜角θ１は、７２°である。なお、最大傾斜角θ１は、７２°に限定されない。最大傾斜角θ１は、４５°以上、８５°以下であってもよい。最大傾斜角θ１は、上層電極８２５ｂの上面から最下端の間に存在する直線状の部分（つまり斜面の変曲点部分）とリッジ部３５の上面の成す角度と定義される。
【０１９７】
また、図１２Ｃに示されるように、第一電極８２５の端部は、裾部を有し、本実施の形態では、裾部の長さＬ１は２８ｎｍである。裾部の長さＬ１は、直線状の斜面の傾斜が連続的に緩く変化し始める部分から、膜厚がゼロとなる領域までの長さと定義される。
【０１９８】
また、第一電極８２５の端部の傾斜部の長さＬ２は４５ｎｍである。ここで、傾斜部とは、第一電極８２５の上面が平坦な領域の端から、膜厚がゼロとなる領域までの長さで定義される。なお、ここで、上面が平坦な領域とは、完全に平坦な領域に限定されず、実質的に平坦な領域も含まれる。例えば、膜厚の変化量が１０％以下である領域を平坦な領域と定義してもよい。また、膜厚がゼロである領域とは、膜厚が完全にゼロである領域に限定されず、膜厚が実質的にゼロである領域も含まれる。例えば、膜厚が、最大膜厚の５％以下である領域を膜厚がゼロである領域と定義してもよい。
【０１９９】
以上のような構成を有する半導体レーザ装置８１０は、ジャンクションアップ実装に適している。例えば、半導体レーザ装置８１０をサブマウントにジャンクションダウン実装を行う場合には、サブマウント上に配置されたＡｕＳｎなどからなる半田が半導体積層体３０側へ拡散することを抑制するために、Ｐｔからなる上層電極８２５ｂを厚膜化する必要がある。一方、ジャンクションアップ実装においては、このような上層電極８２５ｂの厚膜化が不要であるため、上述のように比較的薄い上層電極８２５ｂを用いることができる。これにより、半導体レーザ装置８１０の低コスト化を実現できる。
【０２００】
（実施の形態１０）
実施の形態１０に係る半導体レーザ装置について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に、第一電極の構成において、実施の形態９に係る半導体レーザ装置８１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態９に係る半導体レーザ装置８１０との相違点を中心に図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。
【０２０１】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置９１０の第一電極９２５の構成を示す模式的な一部拡大断面図である。図１３Ａは、図１２Ｂに示される実施の形態９に係る半導体レーザ装置８１０の断面と同様の位置における断面が示されている。図１３Ｂは、図１３Ａに示される拡大断面図のうち、破線枠ＸＩＩＩＢの内部を拡大して示す図である。
【０２０２】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置９１０は、実施の形態９に係る半導体レーザ装置８１０と同様に、半導体積層体３０と、絶縁層２１と、第一電極９２５と、第二電極３２３と、密着補助層３２２と、ｎ側電極２８とを備える。
【０２０３】
第一電極９２５は、図１３Ａに示されるように、リッジ部３５の上面に配置され、下層電極９２５ａと、上層電極９２５ｂとを含む。下層電極９２５ａは、第一電極９２５のうち、半導体積層体３０に近い位置に配置される層である。本実施の形態では、下層電極９２５ａは、Ｐｄからなる。下層電極９２５ａの膜厚Ｔ１は、４０ｎｍである。上層電極９２５ｂは、第一電極９２５のうち、半導体積層体３０から遠い位置に配置される層である。本実施の形態では、上層電極９２５ｂは、Ｐｔからなる。上層電極９２５ｂの膜厚Ｔ２は、１００ｎｍである。なお、第一電極９２５は、約２．０μｍのＡｕからなる第二電極３２３で覆われる。
【０２０４】
本実施の形態では、第一電極９２５の端部の断面は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように傾斜しており、角部から途中に直線状の部分を経て、端に近づくにしたがって傾斜がなだらかになる。また、第一電極９２５の端部の断面は、角部を有さない（つまり、有限の曲率を有する）。本実施の形態では、第一電極９２５の端部の最大傾斜角θ１は、７２°である。なお、最大傾斜角θ１は、７２°に限定されない。最大傾斜角θ１は、４５°以上、８５°以下であってもよい。
【０２０５】
また、図１３Ｂに示されるように、第一電極９２５の端部は、裾部を有し、本実施の形態では、裾部の長さＬ１は２８ｎｍである。
【０２０６】
また、第一電極９２５の端部の傾斜部の長さＬ２は４５ｎｍである。ここで、傾斜部は、上記実施の形態９で述べたとおりに定義される。
【０２０７】
以上のような構成を有する半導体レーザ装置９１０は、ジャンクションダウン実装に適している。半導体レーザ装置９１０では、Ｐｔからなる上層電極９２５ｂが厚膜化されているため、半導体レーザ装置９１０をサブマウントにジャンクションダウン実装する場合に、サブマウント上に配置されたＡｕＳｎなどからなる半田が半導体積層体３０側へ拡散することを抑制できる。このように半田が半導体積層体３０側へ拡散することを抑制するために、Ｐｔからなる上層電極９２５ｂの膜厚Ｔ２は、例えば、５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であってもよい。
【０２０８】
（変形例など）
以上、本開示に係る半導体レーザ装置について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【０２０９】
例えば、上記各実施の形態においては、第一電極が密着補助層で覆われないが、第一電極の一部が密着補助層によって覆われてもよい。
【０２１０】
また、上記各実施の形態においては、第二電極は、前端面及び後端面に配置されないが、第二電極は、前端面及び後端面の少なくとも一方の端面に配置されてもよい。このような構成においても、第二電極と密着補助層とが、前端面及び後端面の少なくとも一方の端面と第一開口部との間であって、絶縁層の上方に配置されることで、第二電極の剥がれを抑制できる。
【０２１１】
また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつ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上記各実施の形態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。
【０２１２】
例えば、実施の形態９に係る半導体レーザ装置８１０の第一電極８２５の構成は、上記実施の形態１〜６に係る各半導体レーザ装置に適用することができる。これにより、ジャンクションアップ実装に適した半導体レーザ装置を実現できる。
【０２１３】
例えば、実施の形態１０に係る半導体レーザ装置９１０の第一電極９２５の構成は、上記実施の形態１〜８に係る各半導体レーザ装置に適用することができる。これにより、ジャンクションダウン実装に適した半導体レーザ装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０２１４】
本開示の半導体レーザ装置は、例えば、高い信頼性が要求されるヘッドライト用光源などにおいて特に有用である。
【符号の説明】
【０２１５】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１０１０  半導体レーザ装置
１２  半田層
１３  サブマウント
１３ａ  メタル層
１３ｂ  基台
１５  分離層
１７  金属ボール
１８  ワイヤ
２１、１２１、２２１、４２１、５２１、１０２１  絶縁層
２２、１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、１０２２  密着補助層
２３、２４、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、１０２３  第二電極
２５、１２５、４２５、５２５、８２５、９２５、１０２５  第一電極
２６、１２６、２２６、３２６、４２６、５２６、１０２６  第二開口部
２７、１２７、２２７、４２７、５２７、１０２７  第一開口部
２８、１０２８  ｎ側電極
３０、１３０、１０３０  半導体積層体
３１、１０３１  基板
３２、１０３２  ｎ型半導体層
３３、１０３３  活性層
３４、１３４、１０３４  ｐ型半導体層
３５、１０３５  リッジ部
３５ｔ  溝部
３５ｗ  突出部
３６、１３６、１０３６  前端面
３７、１３７、１０３７  後端面
３８  側端面
４１  酸化膜
４２、４３、４４  感光性レジスト
３２２ａ  第一層
３２２ｂ  第二層
８２５ａ、９２５ａ  下層電極
８２５ｂ、９２５ｂ  上層電極
【図１Ａ】
2020110783.tif 000005
【図１Ｂ】
2020110783.tif 000006
【図１Ｃ】
2020110783.tif 000007
【図１Ｄ】
2020110783.tif 000008
【図１Ｅ】
2020110783.tif 000009
【図１Ｆ】
2020110783.tif 000010
【図２Ａ】
2020110783.tif 000011
【図２Ｂ】
2020110783.tif 000012
【図３Ａ】
2020110783.tif 000013
【図３Ｂ】
2020110783.tif 000014
【図４Ａ】
2020110783.tif 000015
【図４Ｂ】
2020110783.tif 000016
【図５Ａ】
2020110783.tif 000017
【図５Ｂ】
2020110783.tif 000018
【図６Ａ】
2020110783.tif 000019
【図６Ｂ】
2020110783.tif 000020
【図６Ｃ】
2020110783.tif 000021
【図７Ａ】
2020110783.tif 000022
【図７Ｂ】
2020110783.tif 000023
【図７Ｃ】
2020110783.tif 000024
【図７Ｄ】
2020110783.tif 000025
【図７Ｅ】
2020110783.tif 000026
【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
2020110783.tif 000028
【図８Ｂ】
2020110783.tif 000029
【図９Ａ】
2020110783.tif 000030
【図９Ｂ】
2020110783.tif 000031
【図１０Ａ】
2020110783.tif 000032
【図１０Ｂ】
2020110783.tif 000033
【図１０Ｃ】
2020110783.tif 000034
【図１１Ａ】
2020110783.tif 000035
【図１１Ｂ】
2020110783.tif 000036
【図１１Ｃ】
2020110783.tif 000037
【図１２Ａ】
2020110783.tif 000038
【図１２Ｂ】
2020110783.tif 000039
【図１２Ｃ】
2020110783.tif 000040
【図１３Ａ】
2020110783.tif 000041
【図１３Ｂ】
2020110783.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月28日(2021.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザ装置であって、
前記レーザ光を生成する活性層を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体の上方に配置された絶縁層と、
前記半導体積層体の上方に配置された第一電極と、
前記第一電極及び前記絶縁層の上方に配置された第二電極と、
前記第二電極と前記絶縁層との間に配置された密着補助層とを備え、
前記半導体積層体は、前記レーザ光の出射端面である前端面と、前記前端面と反対側の面である後端面とを有し、
前記絶縁層は、前記前端面から前記後端面へ向かう第一方向に沿って延びるように形成された第一開口部を有し、
前記密着補助層は、前記密着補助層の平面視において少なくとも一部が前記第一開口部と重なる第二開口部を有し、
前記第一電極の少なくとも一部は、前記密着補助層の平面視において前記第一開口部及び前記第二開口部に配置され、
前記第二電極と前記密着補助層とは、前記前端面及び前記後端面の少なくとも一方の端面と前記第一開口部との間であって、前記絶縁層の上方に配置される
半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第二電極は、Ｔｉを含まない
請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記第二電極は、前記密着補助層より電気伝導度が高い
請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第二電極は、前記第一電極と接する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記第二電極は、前記少なくとも一方の端面に接しない
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記密着補助層の平面視において、前記第二電極の外周縁は、前記密着補助層の外周縁より内側に配置され、かつ、前記第二電極の外周縁は、前記第一開口部の端縁及び前記第二開口部の端縁より外側に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記密着補助層の平面視において、前記前端面及び前記後端面の一方の端面と、前記一方の端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記一方の端面側の前記第二開口部の端縁が配置される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記密着補助層の平面視において、前記第一方向と直交する第二方向における前記半導体積層体の側端面と、前記側端面側の前記第一開口部の端縁との間に、前記側端面側の前記第二開口部の端縁が配置される
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の外側に配置される
請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記密着補助層の平面視において、前記第二開口部のすべての端縁は、前記第一開口部の端縁の内側、又は、前記第一開口部の端縁上に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記密着補助層は、Ｔｉ及びＣｒの少なくとも一方を含む
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記半導体積層体は、前記活性層と前記第一電極との間に配置されるｐ型半導体層を含む
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記第一電極は、Ｔｉを含まない
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
前記第一電極は、前記密着補助層より、電気伝導度が高い
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】
前記第一電極は、オーミック電極である
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１６】
前記第一電極は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＡｌの少なくともひとつを含む
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１７】
前記密着補助層は、前記第一電極に接しない
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１８】
前記半導体積層体は、リッジ部を有し、
前記密着補助層の平面視において、前記リッジ部の上面の少なくとも一部は、前記第一開口部に配置される
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１９】
前記第二電極は、パッド電極である
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２０】
前記第二電極に接合されるサブマウントをさらに備える
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２１】
前記第二電極は、Ａｕを含む合金からなる
請求項２０に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２２】
前記サブマウントは、前記第一方向と交差する端面を備え、
前記密着補助層の平面視において、前記前端面と前記第一開口部との間に、前記端面が配置される
請求項２０又は２１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２３】
前記第一開口部の端縁は、前記第一電極の外周縁より外側に、前記第一電極から離隔して配置される
請求項１〜２２のいずれか１項に半導体レーザ装置。
【請求項２４】
前記第一電極の断面の端部は、前記半導体積層体の上面のうち前記第一電極が配置される部分に対して傾斜している
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項２５】
前記第一電極は、下層部と、前記下層部の上方に配置される上層部とを有し、
前記下層部の断面の端部は、前記半導体積層体の上面のうち前記第一電極が配置される部分に対して傾斜しており、かつ、凹状の形状を有する下層凹部を有し、
前記上層部の断面の端部は、前記半導体積層体の上面のうち前記第一電極が配置される部分に対して傾斜しており、かつ、凹状の形状を有する上層凹部を有し、
前記下層凹部は、前記上層凹部より曲率半径が大きい
請求項２４に記載の半導体レーザ装置。
【国際調査報告】
2020110783.tif 000043
2020110783.tif 000044
2020110783.tif 000045
2020110783.tif 000046