CN101960683A - 半导体激光元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体激光元件及其制造方法，得到一种可抑制在活性层附近的包层产生裂缝的半导体激光元件。该半导体激光元件(100)具备：第一半导体元件部(120)、与第一半导体元件部接合的支承基板(10)，第一半导体元件部具备：谐振器；在与谐振器延伸的第一方向(B方向)交叉的第二方向(A方向)具有第一宽度的第一区域(22a)；在第二方向具有拥有比形成于第一区域上的第一宽度小的第二宽度的第二区域(22b)的第一导电型第一包层(22)；形成于第一包层的第二区域上的第一活性层(23)及第二导电型第二包层(24)。

Description

半导体激光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体激光元件及其制造方法，特别是涉及一种将半导体激光元件与支承基板接合的半导体激光元件及其制造方法。
背景技术
目前，氮化物系半导体具有大的带隙及高的热稳定性，且通过调节使半导体层进行结晶成长时的组成，可控制带隙宽度。因此，希望氮化物系半导体可以应用于以激光发光元件、高温的元件为代表的各种半导体装置的材料。特别是作为与大容量光盘相对应的拾波用光源，正在推进使用了氮化物系半导体的激光发光元件的实用化。
另外，在将氮化物系半导体用作激光发光元件的情况下，在通过解理形成谐振器面时，对于蓝宝石基板等因硬而难以解理的成长用基板，采用在通过对成长用基板的背面进行研磨而使基板的厚度变小的基础上进行解理的方法。但是，除需要对成长用基板进行研磨的工序之外，还因研磨时的热膨胀作用及研磨后的半导体内部的残留应力等，而不能使激光发光元件的批量生产率良好。
因此，近年来，有提案提出了通过将形成于成长用基板侧的氮化物系半导体层重新粘贴于由比成长用基板的材质软的材质构成的支承基板侧的激光发光元件。这样的激光发光元件例如公示于特开2007-103460号公报。
在上述特开2007-103460号公报上，所公示的半导体激光元件及其制造方法通过将形成于作为成长用基板的蓝宝石基板上的半导体激光元件层与蓝宝石基板剥离，且将其重新粘贴于由Cu-W构成的支承基板侧而形成。在该日本特开2007-103460号公报所记载的半导体元件中，半导体激光元件层以下述方式形成，在具有规定宽度的n型包层上层叠有具有比n型包层的宽度小的宽度的活性层及p型包层等，且在p型包层的上部区域具有脊。而且，p型包层的上面侧介由热粘接层与支承基板侧接合。
在此，在成长用基板具有沿规定的方向延伸的条带状缺陷集中区域的情况下，在存在缺陷集中区域的区域和不存在缺陷集中区域的区域，半导体层的结晶成长的状态各不相同。即，半导体层在不存在缺陷集中区域的区域进行正常的结晶成长，相反，在存在缺陷集中区域的区域附近却发生异常成长。因此，由于在缺陷集中区域附近成长的半导体层的厚度变得比在不存在缺陷集中区域的区域附近成长的半导体层的厚度大，因而使结晶成长后的半导体层失去平坦性。另外，通常，在具有缺陷集中区域的基板上形成有半导体激光元件层的情况下，光波导路以在缺陷集中区域少的区域上延伸的方式形成。因此，为了在光波导路以外的区域(例如，激光元件的宽度方向的侧端部区域等)配置基板的缺陷集中区域，而在光波导路以外的区域使半导体层成长得更厚。在该状态下，在以规定的压力下粘贴半导体层侧和支承基板侧的情况下，由于在缺陷集中区域附近成长的厚度大的部分抵接于基板表面，因此在半导体层产生翘曲变形及内部应力等。其结果是，在含有光波导路的半导体层内部产生裂缝而成为元件不良的原因。因此，在重新粘贴型半导体激光元件中，要求在元件重新粘贴时的半导体层内部，既降低在活性层也降低在包层易产生的裂缝。
但是，在上述特开2007-103460号公报提出的现有半导体激光元件及其制造方法中，例如在使用具有缺陷集中区域的成长用基板形成半导体激光元件层的情况下，由于构成光波导路的p型包层及活性层的宽度没有下部的n型包层的宽度大(宽度广)，因而其存在的问题点是，在将半导体激光元件层重新粘贴到支承基板时，要抑制在激光元件的宽度方向的侧端部区域等缺陷集中区域附近异常成长的半导体层为起点而产生的裂缝，进入活性层及活性层上部的p型包层，同时，该裂缝易产生于活性层附近的n型包层。
发明内容
本发明是为解决上述那样的课题而设立的，本发明的目的之一在于提供一种可抑制在活性层附近的包层产生裂缝的半导体激光元件及其制造方法。
本发明第一方式的半导体激光元件具备第一半导体元件部和与上述第一半导体元件部接合的支承基板，其中，第一半导体元件部具备：谐振器；第一导电型第一包层，其具有：在与谐振器延伸的第一方向相交叉的第二方向具有第一宽度的第一区域、和在第二方向具有宽度比形成于第一区域上的第一宽度小的第二宽度的第二区域；形成于第一包层的第二区域上的第一活性层及第二导电型第二包层。
在本发明第一方式的半导体激光元件中，如上所述，由于第一半导体元件部具备具有在第二方向具有第一宽度的第一区域和具有比形成于第一区域上的第一宽度小的第二宽度的第二区域的第一导电型第一包层、和形成于第一包层的第二区域上的活性层及第二导电型第二包层，因而，形成有第二区域的第一包层的区域，以第二区域部分的量使得第一包层的厚度变得比未形成第二区域的第一包层的区域大。因此，由于裂缝要从未形成第二区域的第一包层的区域传播到形成有第二区域的第一包层的区域则需要大的力，因而可抑制裂缝的传播。由此，在将支承基板接合于第一半导体元件部的结构的半导体激光元件中，可抑制裂缝从第一包层的其它区域传播到活性层附近的第一包层的区域即第二区域。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选第二包层具有：平坦部、和形成于平坦部且具有宽度比第二宽度小的第三宽度的凸部。根据这种构成，可通过具有第三宽度的凸部很容易形成在谐振器延伸的第一方向延伸的光波导路。
在具有上述凸部的构成中，优选凸部形成有多个，且与多个凸部对应的第一活性层的部分分别成为第一半导体元件部的光波导路。根据这种构成，在保护第一活性层不受裂缝的传播影响的状态下，可很容易在一个第一活性层形成具有多个发光点(光波导路)的第一半导体元件部。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选由第一区域和第二区域在第一包层形成台阶部，且台阶部以沿第一方向延伸的方式形成。根据这种构成，可通过在光波导路延伸的方向延伸台阶部，抑制在第一包层的活性层附近的第二区域产生的裂缝遍及谐振器方向(光波导路延伸的方向)的整个区域。另外，特别是解理面附近，由于第一区域的宽度大(第二区域的宽度比第一区域小)，因而可降低在激光元件的宽度方向(第二方向)产生的变形。
在上述台阶部沿第一方向延伸的构成中，优选第二区域形成于除第一区域的两端部的区域。根据这种构成，在制造工艺即使在第一半导体元件部的宽度方向的两侧端部产生了裂缝的情况下，也可使裂缝难以传播至形成于除两侧端部之外的区域上的第二区域。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选在谐振器的端面附近，具有第二区域的宽度比第二宽度小的第四宽度。根据这种构成，由于谐振器的端面附近的第一半导体元件部的第二方向的剖面面积比谐振器内部的第一半导体元件部的第二方向的剖面面积小，因而可以很容易在制造工艺时进行第一半导体元件部的棒状解理。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选第二方向中的第一活性层及第二包层的宽度与第二宽度相同。根据这种构成，由于第一包层的第二区域的宽度减小至与第一半导体元件部的第一活性层的宽度相等的宽度，裂缝和第二区域的距离变大，因此可进一步抑制裂缝传播到第二区域。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选第一包层的第二区域形成多个。根据这种构成，即使在具有多个发光部的元件中，也可同样抑制裂缝传播到活性层附近的包层。由此，可以很容易形成具有裂缝的发生得到抑制的多个发光部的第一半导体元件。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选第一区域的宽度比支承基板的宽度小。根据这种构成，可不干扰第一半导体元件部而是通过只对具有比第一半导体元件部的第二方向的宽度大的宽度的支承基板进行划片，而很容易地进行半导体元件的芯片化。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选半导体元件部还包含覆盖第一区域的侧面的绝缘膜。根据这种构成，可以很容易地抑制在制造工艺上在半导体层上形成电极层时及通过照射激光等使成长用基板与半导体元件部剥离时产生的附着物通过绝缘膜附着在半导体元件部的表面。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选在支承基板形成有具有第二活性层的第二半导体元件部。根据这种构成，可以将裂缝的发生得到抑制的第一半导体元件部接合于形成有第二半导体元件部的基板(支承基板)，而形成多波长半导体激光元件。
在上述的第一方式的半导体激光元件中，优选第一半导体元件部的第二包层侧与支承基板接合。根据这种构成，可以在难以在第一活性层产生裂缝的状态下，形成重新粘贴型半导体激光元件。
在上述第一方式的半导体激光元件中，优选第一半导体元件部和支承基板介由热粘接层接合。根据这种构成，可通过结型向下(ジヤンクシヨンダウン)方式很容易将第一半导体元件部接合于支承基板。
本发明第二方式的半导体激光元件的制造工艺中，具备：在成长用基板上，使第一导电型第一包层、活性层及第二导电型第二包层成长的工序；以具有拥有第一宽度的第一区域和在第一区域上拥有比第一宽度小的第二宽度的第二区域的方式形成第一包层的工序；在成长用基板上的第二包层侧接合支承基板的工序。
在本发明第二方式的半导体激光元件的制造工艺中，如上所述，通过具备以使第一包层具有拥有第一宽度的第一区域和拥有在第一区域上比第一宽度小的第二宽度的第二区域的方式而形成的工序，而使形成有第二区域的第一包层的区域以第二区域的量使第一包层的厚度变得比未形成第二区域的第一包层的区域大。由此，由于裂缝要从未形成第二区域的第一包层的区域传播到形成有第二区域的第一包层的区域则需要大的力，因而可抑制裂缝的传播。由此，在成长基板的第二包层侧接合支承基板的工序时，可抑制裂缝从第一包层的其它区域传播至活性层附近的第一包层的区域即第二区域。
在上述第二方式的半导体激光元件的制造工艺中，优选还具备除去成长用基板的工序。根据这种构成，由于可得到将含有活性层的半导体层重新粘贴于支承基板侧的半导体激光元件，因而可将在上述工序被除去的成长用基板作为用于形成其它的半导体激光元件的基板而进行再利用。
在上述第二方式的半导体激光元件的制造工艺中，优选成长用基板具有条带状的缺陷集中区域。根据这种构成，由于可避开条带状的缺陷集中区域而将光波导路形成于半导体层，因而可将形成有光波导路的半导体层做成裂缝及缺陷少的层。
在上述成长用基板具有缺陷集中区域的构成中，优选还具备在缺陷集中区域的至少局部除去第一包层、活性层及第二包层的工序。根据这种构成，由于除去了以在成长用基板的缺陷集中区域附近以使厚度增加的方式而进行异常成长的半导体层的部分，因而在形成有光波导路的半导体层得到一定的平坦性。由此，在将支承基板和成长用基板上的第二包层侧贴合接合时，可不产生以半导体层之差为起因的翘曲变形及内部应力等地将其接合。其结果是，可抑制以半导体层之差为起因而在半导体层内部产生裂缝。
在上述第二方式的半导体激光元件的制造工艺中，优选还具备下述工序，即，在以具有第一区域和第二区域的方式形成第一包层的工序之后，将平坦部和形成于平坦部且具有比第二宽度小的第三宽度的凸部形成于第二包层。根据这种构成，可通过具有第三宽度的凸部很容易形成在谐振器延伸的第一方向延伸的光波导路。
在具备将上述凸部形成于第二包层的工序的构成中，优选在第二包层形成凸部的工序具备将多个凸部形成于第二包层的工序。根据该这种构成，在第一活性层在裂缝的传播中受到保护的状态下，可很容易在一个第一活性层形成具有多个发光点(光波导路)的第一半导体元件部。
在第二方式的半导体激光元件的制造工艺，优选使第一包层成长的工序具备在成长用基板上介由剥离层使第一包层成长的工序。根据这种构成，在从与支承基板接合的半导体层上除去成长用基板时，可以很容易通过剥离层部分将成长用基板与第一包层剥离。
附图说明
图1是用于说明本发明第一实施方式的半导体激光元件的制造的沿着半导体激光元件的谐振器方向的面的剖面图；
图2是沿着图1的200-200线的剖面图；
图3是如图1所示的半导体激光元件的谐振器端面的剖面图；
图4是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图5是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图6是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图7是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的平面图；
图8是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图9是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图10是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图11是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图12是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的平面图；
图13是用于说明如图1所示的第一实施方式的半导体激光元件的制造工艺的剖面图；
图14是用于说明本发明第一实施方式变形例的半导体激光元件的结构的谐振器端面的剖面图；
图15是用于说明如图14所示的第一实施方式变形例的半导体激光元件的结构及制造工艺的平面图；
图16是用于说明如图14所示的第一实施方式变形例的半导体激光元件的结构及制造工艺的平面图；
图17是表示本发明第二实施方式的半导体激光元件的结构的剖面图；
图18是用于说明如图17所示的第二实施方式的半导体激光元件的结构及制造工艺的剖面图；
图19是用于说明如图17所示的第二实施方式的半导体激光元件的结构及制造工艺的平面图；
图20是表示本发明第二实施方式变形例的半导体激光元件的结构的剖面图；
图21是表示本发明第三实施方式的半导体激光元件的结构的剖面图；
图22是用于说明如图21所示的第三实施方式的半导体激光元件的结构及制造工艺的平面图；
图23是表示本发明第三实施方式第一变形例的半导体激光元件的结构的剖面图；
图24是表示本发明第三实施方式第二变形例的半导体激光元件的结构的剖面图；
图25是表示本发明第三实施方式第三变形例的半导体激光元件的结构的剖面图；
图26是表示本发明第四实施方式的半导体激光元件的结构的剖面图；
图27是表示本发明第四实施方式的半导体激光元件的结构的平面图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1～图3说明第一实施方式的半导体激光元件100的结构。
如图1所示，在第一实施方式的半导体激光元件100中，具有在具有约100μm厚度的p型Ge基板10上，介由热粘接层40并通过结型向下方式接合有具有约5μm厚度的半导体激光元件20。另外，p型Ge基板10及半导体激光元件20分别为本发明的“支承基板”及“第一半导体元件部”之一例。另外，半导体激光元件部20由具有约400mm波段的激发波长的GaN系半导体层构成。
另外，如图1所示，半导体激光元件100的谐振器长(B方向的长度)具有约400μm，且在谐振器方向(B方向)的两侧端部分别形成有相对于p型Ge基板10的主表面大致垂直的光射出面20a及光反射面20b。另外，在本发明中，光射出面20a根据从光射出侧及光反射侧各自的谐振器端面射出的激光强度的大小进行区别。即，激光射出强度相对较大的一侧为光射出面20a，激光射出强度相对较小的一侧为光反射面20b。另外，在半导体激光元件100的光射出面20a及光反射面20b，通过制造工艺中的端面涂层处理而分别形成有由AIN膜、Al2O3膜等构成的电介质多层膜(未图示)。
另外，如图2所示，半导体激光元件20在n型接触层21的上面上形成有由n型AlGaN构成的n型包层22。另外，在n型包层22上形成有具有由GaIn构成的MQW结构的活性层23。该活性层23具有由两个非掺杂GaN构成的阻挡层(未图示)和三个非掺杂In0.1Ga0.9N构成的势阱层(未图示)交互层叠的结构。另外，在活性层23上形成有由P型AlGaN构成的p型包层24，其具有平坦部24a和从平坦部24a的大致中央部向上方(箭头C2方向)突出且以约2μm的宽度在B方向(参照图1)延伸的凸部24b。另外，n型包层22及p型包层24分别为本发明的“第一导电型第一包层”及“第二导电型第二包层”之一例，活性层23为本发明的“第一活性层”之一例。
在此，如图2所示，在第一实施方式中，n型包层22形成为具有在A方向拥有约340μm的宽度的区域22a和形成于区域22a上并且比区域22a窄并在A方向拥有约200μm的宽度的区域22b。由此，在n型包层22由区域22a的上面和区域22b的侧面而形成有台阶部22c。另外，在图2中，为了区别区域22a和区域22b而在区域22a和区域22b之间划上虚线。另外，区域22b距区域22a的A方向的两侧端部实质上隔着相等的距离(约70μm)形成于靠近中央部。另外，活性层23及p型包层24以实质上与n型包层22的区域22b同一宽度(约200μm)的方式形成于n型包层22的区域22b上。另外，区域22a及区域22b分别为本发明的“第一区域”及“第二区域”之一例。
另外，如图2所示，在p型包层24的凸部上形成有由非掺杂In0.05Ga0.95N构成的p侧接触层25、和以靠近p侧接触层25的顺序依次由具有约3nm厚度的Pd层和具有约10nm厚度的Au层构成的p侧欧姆电极26。在第一实施方式中，由p型包层24的凸部24b、p侧接触层25及p侧欧姆电极26构成作为在半导体元件部20的谐振器方向呈条带状(细长状)延伸的光波导路的脊20c。另外，脊20c形成于距半导体元件部20的A方向的两侧端部分别相等的距离(约170μm)的位置即半导体元件部20的大致中央部。
另外，在第一实施方式中，n型包层22的台阶部22c以沿脊20c延伸的方向(图1的B方向)延伸的方式形成。另外，如图2所示，台阶部22c以从A方向的两侧夹持n型包层22的区域22b的上方区域(活性层23及p型接触层24)的方式形成。由此，区域22b(含有活性层23及p型接触层24)形成于除区域22a的A方向的侧端部之外的区域。
另外，半导体激光元件部20在后述的制造工艺中，预先在n型GaN基板50(参照图4)的上面上通过有机金属气相成长法(MOCVD)形成具有厚度约20nm的缓冲层51(参照图4)、和具有厚度约300nm的InGaN剥离层52(参照图4)，之后，通过层叠而形成上述的n型接触层21等氮化物系半导体层。另外，n型GaN基板50及InGaN剥离层52分别为本发明的“成长用基板”及“剥离层”之一例。
另外，如图2所示，在第一实施方式中，以覆盖除p型包层24的凸部24b之外的平坦部的上面及脊20c(包含凸部24b)的两侧面的方式形成有具有约0.5μm厚度的由SiO2构成的绝缘膜27。另外，绝缘膜27以覆盖含有活性层23、n型包层22的台阶部22c的侧面及n型接触层21的侧面的方式形成。另外，如图1所示，绝缘膜27在B方向也以分别覆盖n型包层22及n型接触层21的表面(上面侧及下面侧)的方式形成。
另外，如图2所示，沿着p侧欧姆电极26的上面及绝缘膜27的上面，形成以靠近p侧欧姆电极26侧的顺序依次由具有约30nm厚度的Ti层和具有约100nm厚度的Pd层及具有约300nm厚度的Au层构成的p侧焊盘电极28。
另外，在p型Ge基板10的下面上，形成有以靠近p型Ge基板10侧的顺序依次由具有约150nm厚度的Ni层及约300nm厚度的Au层构成的欧姆电极29。另外，在p型Ge基板10的上面上形成有以靠近p型Ge基板10侧的顺序依次由具有约100nm厚度的Ni层及约300nm厚度的Au层构成的阳极30。而且，p侧焊盘电极28和欧姆电极29介由热粘接层40接合。
另外，在n型接触层21的下面上，形成以靠近n型接触层21侧的顺序依次由具有约6nm厚度的Al层和具有约10nm厚度的Pd层及具有约300nm厚度的Au层构成的阴极31。而且，n型接触层21的下面上中在形成有阴极31的区域以外的部分形成有由SiO2构成的绝缘膜27。
另外，在第一实施方式中，半导体激光元件部20在如图1所示的谐振器端面(光射出面20a及光反射面20b)，具有不同于谐振器方向的内部的剖面形状(参照图20)的剖面形状。具体而言，如图3所示，在光射出面20a及光反射面20b，n型包层22以具有在A方向拥有约340μm的宽度的区域22a、和在A方向具有约60μm的宽度的区域22b的方式形成。另外，活性层23及p型包层24以实质上具有与n型包层22的区域22b同宽(约60μm)的方式形成于n型包层22的区域22b上。即，半导体激光元件部20在谐振器端面中的区域22b的宽度以比谐振器方向的内部中的区域22b的宽度小的方式形成。由此，可以很容易地进行在制造工艺中的半导体激光元件部20的棒状解理。
另外，如图2及图3所示，在第一实施方式中，半导体激光元件部20形成为在半导体激光元件部20的A方向的宽度(约340μm)比p型Ge基板10的A方向的宽度小。
另外，如图1及图3所示，在谐振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附近设有未形成热粘接层40的空隙。由此，在制造工艺中，可以不受支承基板的解理性的影响而将半导体激光元件部20解理。
下面，参照图1、图2及图4～图13说明第一实施方式的半导体激光元件100的制造工艺。
首先，如图4所示，利用MOCVD法在n型GaN基板50的上面上按厚度约20nm形成缓冲层51，且按厚度约300nm形成InGaN剥离层52。而且，在InGeN剥离层52上依次形成，具有掺杂有约5×1018cm-3的Si的约5×1018cm-3的载流子浓度的厚度约5μm的n型接触层21；由具有掺杂有约5×1018cm-3的Si的约5×1018cm-3的载流子浓度的Al0.07Ga0.93N构成的厚度约400nm的n型包层22。
另外，在n型包层22上依次层叠，由具有掺杂有约5×1018cm-3的Si的约5×1018cm-3的载流子浓度的Al0.16Ga0.84N构成的约5nm厚度的载流子块层；由掺杂有Si的GaN构成的约100nm厚度的n型光导层；由In0.02Ga0.98N构成的约20nm厚度的四个阻挡层和由In0.15Ga0.85N构成的约3nm厚度的三个量子势阱层交互层叠的多重量子势阱(MQW)活性层；由掺杂有约4×1019cm-3的Mg的GaN构成的约100nm厚度的p型光导层；以及由掺杂有约4×1019cm-3的Mg的Al0.16Ga0.84N构成的约20nm厚度的p型罩(キヤツプ)层，由此形成具有约310nm的合计厚度的活性层23。而且，在活性层23的阻挡层上依次形成，由具有掺杂有约4×1019cm-3的Mg的约5×1017cm-3的载流子浓度的Al0.07Ga0.93N构成的约400nm厚度(按脊20c中的厚度)的p型包层24；由具有掺杂有约4×1019cm-3的Mg的约5×1017cm-3的载流子浓度的约10nm厚度的In0.02Ga0.98N构成的p侧接触层25。
在此，在第一实施方式中，作为成长用基板使用的是设有多个在箭头B方向(参照图1)延伸且在箭头A方向(参照图4)按约400μm的间隔配置成条带状的晶体缺陷多的缺陷集中区域50a的n型GaN基板50。另外，n型GaN基板50为通过使晶体缺陷集中于规定的区域(缺陷集中区域50a)形成而降低了缺陷集中区域50a以外的广阔区域的晶体缺陷的基板。由此，如图4所示，在半导体层形成有在设有n型GaN基板50的缺陷集中区域50a的区域两侧的上面上以隆起的方式进行结晶成长的区域40a、和在缺陷集中区域50a以外的区域的上面上进行结晶成长的平坦的区域40b(包含脊20c(参照图2)的附近区域)。另外，区域40a为本发明的“缺陷集中区域”之一例。
另外，如图5所示，在第一实施方式中，在与半导体层(p侧接触层25上)的区域相对应的区域，以具有规定厚度的方式形成有由SiO2构成的掩模41。而且，使用基于Cl2等的反应性离子蚀刻等干式蚀刻，以在B方向(参照图2)延伸的掩模41为掩模，从p侧接触层25向n型GaN基板50的方向(C1方向)对规定区域进行蚀刻。由此，从半导体层起除去晶体缺陷多的区域40a，而在B方向(参照图1)形成呈条带状延伸的槽部42。另外，通过具备上述工序，而在形成有脊20c(参照图2)的区域的半导体层得到一定的平坦性。因此，在后述的支承基板的接合工序时，由于可以不产生以半导体层的厚度之差为起因的翘曲变形及内部应力等地进行接合，因而可抑制因半导体层的厚度之差而在半导体层产生裂缝。
另外，在如图5所述的状态下，包含n型包层22的半导体层以在A方向具有约340μm的宽度的方式形成。其后，通过利用氢氟酸等进行湿式蚀刻而除去掩模41。
另外，如图6所示，在第一实施方式，在与半导体层(p侧接触层25上)的区域40b相对应的区域和槽部42上按规定的厚度形成有由SiO2构成的掩模43。而且，用基于Cl2等的反应性离子蚀刻等干式蚀刻，以在B方向(参照图2)延伸的掩模43为掩模，从p侧接触层25向n型GaN基板50方向对规定区域进行蚀刻。由此，如图6所示，在n型接触层22形成比具有约340μm的宽度的区域22a小的具有约200μm的宽度的区域22b。另外，在图6中，为了区别区域22a和区域22b，而在区域22a和区域22b之间添加了虚线。另外，在区域22b上以与区域22b具有同宽(约200μm)的方式形成有活性层23及p型包层24。
另外，如图7所示，在第一实施方式中，以使谐振器端部附近的n型包层22的区域22b的宽度(约60μm)小于谐振器方向内部的n型包层22区域22b的宽度(约200μm)的方式，进行上述的蚀刻。由此，使形成有谐振器端面(光射出面20a及光反射面20b)的区域22b的A方向的宽度小于半导体激光元件部20的B方向的中央部的宽度(约340μm)。其后，通过利用氢氟酸等进行的湿式蚀刻，除去掩模43(参照图6)。
而且，如图8所示，在p侧接触层25的上面上形成由光刻蚀形成的抗蚀图(未图示)，之后，以该抗蚀图为掩模从p侧接触层25上面向C1方向对规定区域进行蚀刻。由此，形成有具有由p侧接触层25及p型包层24的凸部24构成的约2μm宽度的脊20c。另外，使脊20c形成于距半导体激光元件部20的A方向的两侧端部分别相等的距离的位置(约170μm)即半导体激光元件部20的大致中央部，且以在B方向(参照图7)延伸的方式形成。
其后，如图8所示，在p型包层24的凸部24b以外的上面上(平坦部24a上)及脊20c(包含凸部24b)的两侧面上形成具有约0.5μm的由SiO2构成的绝缘膜27。此时，在第一实施方式中，以从包含活性层23及n型包层22的台阶部22c的侧面起向C1方向全部覆盖槽部42的表面的方式形成绝缘膜。
其后，通过蚀刻加工除去与脊20c对应的区域的绝缘膜27的部分使其在p侧接触层25的上面露出，并且在露出的脊20c上的p侧接触层25的上面，通过真空蒸镀法形成p侧欧姆电极26(参照图8)。而且，沿着p侧欧姆电极26的上面及绝缘膜27的上面形成p侧焊盘电极28。而且，在p侧焊盘电极28上作为用于接合后述的p型Ge基板10的粘接层预先形成有由具有约1μm厚度的Au-Ge12％合金、具有约3μm厚度的Au-Sn90％合金及具有约1μm厚度的Au-Ge12％合金这三层构成的热粘接层40。此时，如图1所示，在第一实施方式中，在距谐振器端面附近规定的距离的内侧隔开的区域形成p侧焊盘电极28上形成热粘接层40的区域。这样，在n型GaN基板50的上面上形成半导体激光元件部20。
然后，如图9所示，在用作支承基板的p型Ge基板10的上面上，通过电子束蒸镀(EB)法形成欧姆电极29。而且，在欧姆电极29上，通过蒸镀而预先形成由具有约1μm厚度的Au-Ge12％合金构成的热粘接层40。此时，在第一实施方式中，以覆盖与图8所示的成长用基板(n型GaN基板50)侧的热粘接层40对置的区域的方式，形成欧姆电极29上形成热粘接层40的区域。
而且，如图10所示，使形成于n型GaN基板50侧的半导体激光元件部20的p侧焊盘电极28侧和形成于p型Ge基板10侧的欧姆电极29对置，同时在温度约295℃、负荷约100N的条件下介由热粘接层40将其接合。
然后，如图11所示，在将Nd:YAG激光的第二高频波(波长约532nm)调整为约500mJ/cm2～2000mJ/cm2的能量密度的基础上，从n型GaN基板50的下面侧向n型GaN基板50断续(脉冲状)照射。另外，激光照射n型GaN基板50的下面侧的全区。
在此，在第一实施方式中，使用了将频率调整为15kHz并且具有约10nsrc的脉冲宽度的脉冲状的激光。另外，如图12所示，激光点径为约50μm，扫描间距(每次往复的移动量)为约40μm。此时，激光照射到n型GaN基板50的下面侧的晶片全区，但是，为了断续地点状照射，而边描绘照射区域的一部分重叠的轨迹边进行照射。因此，如第一实施方式，在通常的激光照射条件下，由于构成脊20c的半导体层的区域22b比激光点径大(区域22b的宽度约200μm)，因而一边使照射区域的一部分重叠一边对脊20c进行照射。该情况下，在照射区域的一部分重叠的部分(彼此约重叠10μm)和未重叠的部分(未重叠的部分)，由于激光的照射量不同，因而激光透射光对活性层23大有影响。因此，如后述的本发明第二实施方式的制造工艺所示，优选利用以比区域22b的宽度大的方式进行了调整的激光点径进行激光照射。
而且，通过照射激光，层叠于内部的InGaN剥离层52的晶体键受到全面或者局部破坏。由此，如图11所示，可以很容易地沿着InGaN剥离层52的破坏区域从n型GaN基板50侧在C2方向剥离半导体激光元件部20。另外，激光只要是透过GaN并被InGaN剥离层52吸收的波长，也可以使用YAG激光以外的其它激光源。另外，在C1方向分离后的GaN基板50通过进行表面处理可以再次作为成长用基板使用。
其后，如图13所示，以表面的清洗为目的通过蚀刻加工将露在半导体激光元件20的下面侧的厚度约5μm的n型接触层21形成为厚度约3μm。其后，在n型接触层21的下面上形成阴极31。另外，在n型接触层21的下面没有形成阴极31的区域，形成由具有约0.5μm厚度的SiO2构成的绝缘膜27。由此，形成晶片状态的半导体激光元件部20。
其后，对晶片状态的半导体激光元件部20通过用p型Ge基板10进行解理，形成具有光射出面20a及光反射面20b(参照图1)的棒状态的半导体激光元件部20。另外，对棒状态的半导体激光元件部20进行端面涂层处理。由此，在半导体激光元件部20的光射出面20a及光反射面20b(参照图1)上，分别形成有由AIN膜、Al2O3膜等构成的电介质多层膜(未图示)。
另外，对如图7所示的棒状态的半导体激光元件部20沿着谐振器延伸的方向(B方向)依次分割为芯片。由此，如图2所示，形成半导体激光元件100的各个芯片。这样，通过第一实施方式可制造多个半导体激光元件100。
在第一实施方式中，如上所述，半导体激光元件部20具备：具有在A方向拥有约340μm宽度的区域22a和在形成于区域22a上的A方向拥有约200μm宽度的区域22b的n型包层22、和形成于n型包层22的区域22b上的活性层23及p型包层24，由此，在使用具有缺陷集中区域50a的n型GaN基板50形成半导体激光元件部20的情况下，在n型包层22上形成有实质上具有与在区域22a上构成在谐振器方向(B方向)延伸的脊20c(光波导路)的p型包层22及活性层23的宽度同宽(约200μm)的区域22b。另外，该情况下，区域22b中的n型包层22的厚度比区域22a中的n型包层22的厚度大。因此，即使在重新粘贴到p型Ge基板10时以半导体激光元件部20的宽度方向(A方向)的侧端部所具有的晶体缺陷多的区域40a附近为起点，朝向半导体激光元件部20的内部产生裂缝的情况下，由于裂缝要从n型包层22的区域22a向区域22b传播则需要大的力，因而可抑制裂缝传播至具有比n型包层22的区域22a小的宽度的区域22b。由此，可抑制在活性层23附近的n型包层22(区域22b)产生裂缝。
另外，在第一实施方式中，p型包层24具有平坦部24a、形成于平坦部24a的大致中央且具有比n型包层22的区域22b的宽度(约200μm)小的宽度(约2μm)的凸部24b，由此，通过由凸部24b形成的脊20c可容易地形成沿谐振器方向(B方向)延伸的光波导路。
另外，在第一实施方式中，通过由n型包层22的区域22a和区域22b形成台阶部22c，并且以沿着脊20c延伸的方向延伸的方式形成台阶部22c，可通过在脊20c延伸的方向延伸的台阶部22c，抑制在位于活性层23附近的n型包层22的区域22b产生的裂缝遍及谐振器方向(脊20c延伸的方向)的所有区域。另外，特别是在解理面(光射出面20a及光反射面20b)附近，由于区域22a的宽度大(区域22b的宽度比区域22a小)，因此可降低半导体激光元件部20的宽度方向(A方向)产生的变形。
另外，在第一实施方式中，通过将区域22b形成于除区域22a的A方向的两侧端部之外的区域，在制造工艺中，即使在半导体激光元件部20的宽度方向的两侧端部产生裂缝的情况下，也能够使裂缝难以传播至形成于除两侧端部之外的区域上的区域22b。
另外，在第一实施方式中，通过在谐振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附近，将n型包层22的区域22b的宽度(约60μm)以比谐振器内部的区域22b的宽度(约200μm)小的方式构成，而使谐振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附近的半导体激光元件部20的A方向的剖面面积比谐振器内部的半导体激光元件部20的A方向的剖面面积小，因而，在制造工艺时，可以很容易进行半导体激光元件部20的棒状解理。
另外，在第一实施方式中，通过以与n型包层22的区域22b的宽度大致相同的方式构成半导体激光元件部20的宽度方向的活性层23及p型包层24的宽度，可以使n型包层22的区域22b的宽度小至与活性层23的宽度相等的宽度，因此，易产生裂缝的区域22a的A方向的两侧端部和区域22b的距离变大，可进一步抑制裂缝传播到区域22b，同时，不但可很容易抑制在半导体激光元件部20的宽度方向的侧端部产生的裂缝传播到区域22b，而且可抑制其传播到活性层23、p型包层24。
另外，在第一实施方式中，通过以比p型Ge基板10的A方向的宽度小的方式构成半导体激光元件部20的区域22a的宽度(约340μm)，在制造工艺中，通过不影响半导体激光元件部20而只对具有比半导体激光元件部20的A方向的宽度大的p型Ge基板10进行划线，可很容易进行半导体激光元件100的芯片化。
另外，在第一实施方式中，通过以覆盖n型包层22、活性层23及p型包层24的表面的方式形成绝缘膜27，从而在制造工艺上，在将电极层(p侧焊盘电极28及阴极31)形成于半导体层上时，可抑制在通过激光照射而将n型GaN基板50从半导体激光元件部20上剥离时等产生的附着物通过绝缘膜27附着于半导体激光元件部20。
另外，在第一实施方式中，通过将半导体激光元件部20的形成有p型包层24的一侧介由热粘接层40与p型Ge基板10接合(结型向下方式)，可以在活性层23难以产生裂缝的状态下，很容易地形成重新粘贴型半导体激光元件100。
(第一实施方式的变形例)
在该第一实施方式变形例中，与上述第一实施方式不同，以使光射出面20a(光反射面20b)的A方向的宽度在半导体层的厚度方向(C1方向)均匀的方式形成半导体激光元件部20，下面，参照图2及图14对此加以说明。
在此，在第一实施方式的变形例中，如图14所示，在半导体激光元件部20的光射出面20a(光反射面20b)，以在A方向具有约60μm宽度的方式形成n型接触层21及n型包层22。另外，以实质上具有与n型包层22同宽(约60μm)的方式在n型包层22上形成活性层23及p型包层24。因此，如图14所示，半导体激光元件部20以下述方式形成，即，在谐振器端面在C1方向具有均匀的宽度(约60μm)，另一方面，在谐振器方向的内部具有如图2所示的剖面形状(区域22a为约340μm、区域22b为约200μm的宽度)。
另外，第一实施方式变形例的半导体激光元件100的其它结构与上述第一实施方式相同。
然后，参照图4～图6、图8、图14～图16，说明第一实施方式的变形例的半导体激光元件100的制造工艺。
首先，如图4所示，通过与第一实施方式同样的制造工艺，在n型GaN基板50的上面使半导体层成长。其后，如图5所示，以形成于p侧接触层25上的掩模41为掩模，从p侧接触层25向n型GaN基板50的方向(C1方向)对规定区域进行蚀刻。
在此，如图15所示，在第一实施方式的变形例的制造工艺中，通过变更掩模41(参照图5)的掩模图案，而以使蚀刻后的槽部42(影线区域)在B方向延伸成条带状，且在形成有谐振器端面的区域附近，在A方向也形成按规定距离(约170μm)延伸的槽部42a的方式进行蚀刻。由此，在形成有谐振器端面的区域22a附近，以从n型GaN基板50(参照图5)直至p侧接触层25(参照图5)在整个A方向具有约60μm宽度的方式由槽部42a形成半导体层。
其后，通过蚀刻除去掩模41的一部分，在p侧接触层25上形成图6所示的那样的宽度窄的掩模43。接着，以掩模43为掩模，从p侧接触层25向n型GaN基板50的方向对规定区域进行蚀刻。此时，如图16所示在第一实施方式的变形例的制造工艺中，只对形成有谐振器端面的区域以外的部分(影线区域)的半导体层进行蚀刻。由此，在谐振器方向的内部，形成有如图6所示的那样的具有约200μm宽度的区域22b。另外，在区域22b上，以具有与22b同宽(约200μm)的方式形成活性层23及p型包层24。其后，通过利用氢氟酸等进行蚀刻除去掩模43(参照图6)。
其后，通过与第一实施例同样的制造工艺，依次形成脊20c(参照图8)、绝缘膜27(参照图8)等而形成半导体激光元件部20。另外，第一实施方式的变形例中的其它的制造工艺都与上述第一实施方式的制造工艺相同。这样，可制造出如图14所示的第一实施方式的变形例的半导体激光元件100。
如上所述，在第一实施方式的变形例中，通过以比谐振器方向的内部的A方向宽度(区域22a为约340μm，区域22n为约200μm)小的方式形成半导体激光元件部20的光射出面20a(光反射面20b)中的A方向宽度(在C1方向均匀约为60μm)，可在制造工艺时更容易进行半导体激光元件部20的解理。另外，第一实施方式的变形例的其它效果都与上述第一实施方式同样。
(第二实施方式)
在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同之处在于，以具有大致平行的两条脊20c的方式形成具有约800μm的谐振器长度的一个半导体激光元件120，下面，参照图17～19对此加以说明。另外，半导体激光元件部120为本发明的“第一半导体元件部”之一例。
在此，如图17所示，在第二实施方式中，n型包层22以下述的方式形成，即，具有：A方向拥有约340μm宽度的区域22a、和形成于区域22a上且比区域22a窄并在A方向拥有约80μm宽度的两个区域22b。由此，在n型包层22上由区域22a的上面和两个区域22b的侧面形成三个台阶部22c。另外，在图17中，为了区别区域22a和两个区域22b，而在区域22a和区域22b之间添加了虚线。另外，活性层23及p型包层24以实质上具有与n型包层22的区域22b同宽(约80μm)的方式分别形成于n型包层22的两个区域22b。
另外，在第二实施方式中，在半导体激光元件部120，由p型包层24的两个凸部24b、和p侧接触层25及p侧欧姆电极26形成在半导体激光元件部120的谐振器方向(图19的B方向)呈条带状延伸的两条脊20c。
另外，如图19所示，在第二实施方式中，在棒状解理后的光射出面120a及光反射面120b附近，n型包层22以具有A方向拥有约340μm宽度的区域22a(参照图18)、A方向拥有约40μm宽度的区域22b的方式形成。另外，活性层23及p型包层24以实质上具有与n型包层22的区域22b同宽(约40μm)的方式形成于n型包层22的区域22b上。即，半导体激光元件部120以使谐振器端面中的区域22b的宽度比谐振器方向的内部中的区域22b的宽度(约80μm)小的方式形成。由此，可以更容易进行制造工艺中的半导体激光元件部120的解理。另外，第二实施方式的半导体激光元件150的其它结构都与上述第一实施方式同样。
下面，参照图4及17～图19说明第二实施方式的半导体激光元件150的制造工艺。
在此，如图18及图19所示，在第二实施方式的制造工艺中，在从半导体层除去晶体缺陷多的区域40a(参照图4)的工序之后，使用基于Cl2的反应性的离子蚀刻等干式蚀刻，在n型包层22上形成具有比拥有约340μm宽度的区域22a小的约80μm宽度的两个区域22b。另外，如图18所示，在两个区域22b上，以具有与区域22b同宽(约80μm)的方式分别形成活性层23及p型包层24。由此，在分别形成于n型包层22的两个区域22b上的脊20c也可与上述第一实施方式的制造工艺同样地抑制裂缝的发生。其后，解理成棒状，之后，按图19的元件分割位置P分割成芯片。
另外，在第二实施方式的制造工艺中，在将成长用基板(n型GaN基板50)与半导体激光元件部120剥离的工序时，将激光点径调整为约90μm，且将扫描间距设定为约80μm。根据这种构成，由于激光点径比一个区域22b的宽度(约80μm)大，因而在激光照射光透过两个区域22b时，避免了边使透过区域22b的激光重叠边向各区域22b照射的状态。由此，可减轻激光透射光对区域22b及活性层23的影响。
另外，第二实施方式的其它的制造工艺都与上述第一实施方式的制造工艺同样。由此，制造如图17所示的第二实施方式的半导体激光元件150。
如上所述，在第二实施方式中，通过在n型包层22形成两个区域22b，在两个区域22b上可抑制半导体激光元件部120的A方向的侧端部产生的裂缝的传播。由此，可以很容易形成具有抑制了裂缝的发生的多个激光发光部的半导体激光元件部120。另外，第二实施方式的其它效果都与上述第一实施方式同样。
(第二实施方式的变形例)
在该第二实施方式的变形例中，与上述第二实施方式的不同之处在于，所形成的半导体激光元件155为芯片化后的各激光元件只具有一个脊20c(光波导路)的元件，下面参照图17、图19及图20对此加以说明。
在此，如图20所示，在第二实施方式的变形例中，半导体激光元件155中，具有一个脊20c的半导体激光元件部120a接合于p型Ge基板10的下面上。即，如图19所示，在上述第二实施方式的制造工艺中的分割工序时，不但按照与半导体激光元件部120的两侧端部对应的p型Ge基板10的元件分割位置P分割，还按照与半导体激光元件部120的A方向的大致中央部的台阶部22c对应的元件分割位置Q分割p型Ge基板10及半导体激光元件部120。由此，形成为将如图17所示的半导体激光元件150再分割成两个的半导体激光元件155。
(第三实施方式)
在该第三实施方式中，与上述第二实施方式的不同之处在于，一个半导体激光元件部130具有大致平行的三条脊20c，下面，参照图18、图21及图22对此加以说明。另外，半导体激光元件部130为本发明的“第一半导体元件部”之一例。
在此，如图21所示，在第三实施方式中，n型包层22具有：在A方向拥有约360μm宽度的区域22a、和分别在A方向拥有约60μm宽度的三个区域22b。由此，在n型包层22上，由区域22a的上面和三个区域22b的侧面，不但在A方向的两端的台阶部22c而且在邻接的区域22b间形成有两个凹部22d。另外，活性层23及p型包层24按照实质上与n型包层22的区域22b同宽(约60μm)分别形成于三个区域22b上。
另外，在第三实施方式中，在半导体激光元件部130上，由p型包层24的三个凸部24b、p侧接触层25及p侧欧姆电极26形成在B方向呈条带状延伸的三条脊20c。另外，排列于A方向的脊20c从A侧起在A2侧依次隔着约126μm及约84μm的间隔形成。即，两侧的两个脊20c形成于p型包层24的大致中央部，与之相对，中央的一个脊20c形成于离开p型包层24的中央而靠近A2的位置。这在制造工艺上与上述第二实施方式同样，在使用设有缺陷集中区域50a(参照图18)的成长用基板(n型GaN基板50)使半导体层进行晶体成长时，在半导体层形成缺陷集中区域50a间的中央部具有约数十μm宽度的高电阻区(与周围的部分相比较半导体层中杂质少的区域)。因此，需要避开该半导体层中的高电阻区而形成脊20c，脊20c形成于离开p型包层24的中央靠近A2的位置。
另外，如图22所示，在第三实施方式中，n型包层22在通过棒状解理而形成的光射出面130a及光反射面130b附近，以具有在A方向拥有约360μm宽度的区域22a、和在A方向拥有约30μm宽度的区域22b的方式形成。另外，在光射出面130a及光反射面130b附近，活性层23及p型包层24以实质上具有与n型包层22的区域22b同宽(约30μm)的方式形成。另外，第三实施方式的半导体激光元件300的其它结构都与上述第二实施方式同样。另外，第三实施方式的半导体激光元件300的制造工艺是使用蚀刻而在n型包层22形成三个区域22b，除按图22的元件分割位置P进行分割之外，其它都与上述第二实施方式同样。
如上所述，在第三实施方式中，通过在n型包层22形成三个区域22b，可抑制在三个区域22b上所有的半导体激光元件部130的A方向的侧端部产生的裂缝介由区域22a传播。由此，可以很容易地形成抑制了裂缝的发生的具有多个激光元件部的半导体激光元件部130。另外，第三实施方式的其它效果与上述第二实施方式同样。
(第三实施方式的第一变形例)
在该第三实施方式的第一变形例中，与上述第三实施方式的不同之处在于，形成彼此与一个区域平行的三条脊20c，下面参照图23对此加以说明。
在此，如图23所示，在第三实施方式的第一变形例中，半导体激光元件140的n型包层22具有：在A方向拥有约360μm宽度的区域22a、和在A方向拥有约290μm宽度的一个区域22b。另外，半导体激光元件部140为本发明的“第一半导体元件部”之一例。而且，在区域22b，与上述第三实施方式同样，在A方向隔着约126μm及约86μm的间隔而形成有三条脊20c。即，在第三实施方式的第一变形例中，在区域22b的A方向的两侧形成有台阶部22c，另一方面，在脊20c间未形成像上述的第三实施方式那样的凹部22d。另外，第三实施方式的第一变形例的半导体激光元件310的其它结构与上述第三实施方式同样。另外，第三实施方式的第一变形例的半导体激光元件310的制造工艺为使用蚀刻而n型包层22形成三条脊20c，除此之外与上述第一实施方式同样。
如上所述，在第三实施方式的第一变形例中，通过在一个区域22b形成三条脊22c，可以很容易地在保护活性层23不受裂缝的传播影响的状态下，在一个活性层23形成具有多个发光点(光波导路)的半导体激光元件部140。
(第三实施方式的第二变形例)
在该第三实施方式的第二变形例中，与上述第三实施方式的不同之处在于，形成芯片化后的各激光元件只有一个脊20c(光波导路)的半导体激光元件305及305，下面参照图21、图22及图24对此加以说明。
在此，如图24所示，在第三实施方式的第二变形例中，半导体激光元件305及306分别将具有一个脊20c的半导体激光元件部130a(130b)接合于p型Ge基板10的下面上。即，如图22所示，在上述第三实施方式的制造工艺的元件分割工序时，不但进行按p型Ge基板10的元件分割位置P的分割，而且按元件分割位置Q分割p型Ge基板10及半导体激光元件部130。由此，将如图21所示的半导体激光元件300形成为再分割成三份的半导体激光元件305及306(参照图24)。
(第三实施方式的第三变形例)
在该第三实施方式的第三变形例中，与上述第三实施方式的第二变形例同样，形成芯片化后的各激光元件只有一个脊20c(光波导路)的半导体激光元件305及306，下面参照图23及图25对此加以说明。
在此，如图25所示，在第三实施方式的第三变形例中，半导体激光元件355及356将具有一个脊20的半导体激光元件部140a(140b)接合于p型Ge基板10的下面上。即，在制造工艺中，在上述第三实施方式的第一变形例中的制造工艺的元件分割工序时，不但进行按与半导体激光元件部140(参照图23)的A方向的两侧端部对应的p型Ge基板10的位置P的分割，而且在与被半导体激光元件部140的A方向的内侧彼此邻接的脊20c夹持的区域(两个部位)对应的位置，分割p型Ge基板10及半导体激光元件部140。由此，将如图25所示的半导体激光元件350形成为再分割成三份的半导体激光元件355及356(参照图25)。
(第四实施方式)
在该第四实施方式中，在形成有双波长半导体激光元件的支承基板上接合使用与上述第一实施方式同样的制造工艺形成的蓝色半导体激光元件，形成三波长半导体激光元件，下面，参照图26及图27对此加以说明。
如图26所示，在第四实施方式的三波长半导体激光元件400中，在将红色半导体激光元件部420及红外半导体激光元件部430一体地形成于n型GaAs基板401上的双波长半导体激光元件410的表面上，以结型向下方式接合有蓝色半导体激光元件部450。另外，蓝色半导体激光元件部450为本发明的“第一半导体元件部”之一例，红色半导体激光元件部420及红外半导体激光元件部430为本发明的“第二半导体元件部”之一例。另外，n型GaAs基板401为本发明的“基板”之一例。
另外，双波长半导体激光元件410的红色半导体激光元件部420在n型GaAs基板401的上面具有：具有将由AlGaInP构成的n型包层421和由AlGaInP构成的阻挡层交互层叠的MQW结构的活性层422、及由AlGaInP构成的p型包层423。
另外，红外半导体激光元件部430具有：具有将由AlGaAs构成的n型包层431和由Al组成低的AlGaAl构成的量子势阱层及由Al组成高的AlGaAs构成的阻挡层交互层叠的MQW结构的活性层432、及由AlGaAs构成的p型包层433。另外，活性层422及432为本发明的“第二活性层”之一例。
另外，在p型包层423的凸部上形成有p侧接触层424和p侧欧姆电极425而形成脊420c，且在p型包层433的凸部上形成有p侧接触层434和p侧欧姆电极435而形成脊430c。另外，以覆盖脊420c(430c)的侧面及半导体层的表面的方式形成有由SiO2构成的绝缘膜411。
另外，在红色半导体激光元件部420和红外半导体激光元件部430沿A方向对置的区域，形成有向n型GaAs基板401凹进且底部由平坦面构成的凹部412。另外，如图26及图27所示，在凹部412上的规定区域，形成有沿B方向(参照图27)延伸的焊盘电极413。
另外，沿着p侧欧姆电极425及435的上面、及绝缘膜411的上面分别形成有p侧焊盘电极426及436。另外，在n型GaAs基板401的下面上形成有阴极414。
在此，在第四实施方式中，具有与在上述第一实施方式进行了说明的半导体激光元件部20同样的元件结构，形成有一个脊450的蓝色半导体激光元件部450介由热粘接层40接合于凹部412上的焊盘电极413。
另外，如图27所示，在平面上看三波长半导体激光元件400的情况下，蓝色半导体激光元件部450的光射出面450a和双波长半导体激光元件410的光射出面420a(430a)以在同一面上相一致的方式接合。
另外，蓝色半导体激光元件部450在光反射面450b侧，介由引线接合在从焊盘电极413向A2方向突出的引线接合区413a的金属线461而与接线端子连接，且介由引线接合在阴极31的上面的金属线462而连接于台座415。另外，红色半导体激光元件部420介由引线接合在p侧焊盘电极426的上面的金属线463而与接线端子连接，且阴极414介由热粘接层40与台座415电连接。另外，红外半导体激光元件部430介由引线接合p侧焊盘电极436的上面的金属线464而与接线端子连接。由此，三波长半导体激光元件400以下述方式构成，即，将各半导体激光元件的p侧焊盘电极连接于彼此绝缘的接线端子，且将阴极连接于共用的负极端子。
如上所述，在第四实施方式中，通过将蓝色半导体激光元件部450与在n型GaAs基板401上一体形成有红色半导体激光元件部420及红外半导体激光元件部430的双波长半导体激光元件410接合，可以很容易地将抑制了裂缝的发生的蓝色半导体激光元件部450(第一半导体元件部)接合于双波长半导体激光元件410(支承基板)，并形成三波长半导体激光元件。
另外，本次公示的实施方式应认为是所有的点例示而不是有局限的。本发明的范围并非上述实施方式的说明而是通过权利要求的范围而表示，另外，还包含在与权利要求的范围均等的含义及范围的所有变更。
例如，在上述第一～第四实施方式中，以由氮化物系半导体层构成本发明的“第一半导体元件部”为例进行了公示，但是本发明不限于此，而是也可以由氮化物系半导体层以外的半导体层构成第一半导体元件部。
另外，在上述第一～第三实施方式中，对以在成长用基板侧的p侧焊盘电极28及支承基板侧的欧姆电极91上分别形成热粘接层40，在此基础上接合基板时进行接合的方式构成的例进行了说明，但本发明不限于此，而是也可以将热粘接层40只形成于成长用基板的p侧焊盘电极28或者支承基板的欧姆电极29的任一方侧。
另外，在上述第一～第三实施方式中，作为支承基板公示了使用p型Ge基板10之例，但是，本发明不限于此，而是也可以使用GaP基板、Si基板及GaAs基板等。
另外，在上述第一～第四实施方式中，作为成长用基板公示了使用n型GaN基板50之例，但是，本发明不限于此，而是也可以使用蓝宝石基板等。
另外，在上述第一实施方式中，以将脊20c形成于半导体激光元件部20的A方向的大致中央部为例进行了公示，但是，本发明不限于此，而是也可以将脊20c形成于距半导体激光元件部20的A方向的中央部偏移规定距离的位置。
另外，在上述第一实施方式中，对将n型包层22的区域22b形成于距区域22a的A方向的两侧端部分别隔开相等的距离而靠近中央部的例子进行了公示，但是，本发明不限于此，而是例如也可以将n型包层22的区域22b形成于距区域22a的A方向的两侧端部分别隔开不等的距离而靠近中央部。即使如该变形例那样构成，由于由区域22a和区域22b构成台阶部22c，因而，也可抑制在活性层23附近的n型包层22(区域22b)产生裂缝。
另外，在上述第二及第三实施方式中，对在半导体激光元件部20形成两个或者三个脊20c的例子进行了公示，但是，本发明不限于此，而是可以形成四个以上的光波导路。
另外，在上述第二及第三实施方式中，对在n型包层22的一个区域22a上形成两个或者三个区域22b、且在各区域22b上形成活性层23及p型包层24并在一个半导体激光元件部设置多个发光部的例子进行了公示，但是，本发明不限于此，而是也可以在n型包层22的一个区域22a上形成四个以上的区域22b并具有四个以上的发光部的半导体激光元件部。
另外，在上述第四实施方式中，对由蓝色半导体激光元件部450、和由红色半导体激光元件部420及红外半导体激光元件部430构成的双波长半导体激光元件410形成三波长半导体激光元件400的例子进行了公示，但是，本发明不限于此，而是也可以将红色半导体激光元件接合于由绿色半导体激光元件及蓝色半导体激光元件构成的双波长半导体激光元件，而形成射出RBG光的三波长半导体激光元件。
另外，在上述第一～第三实施方式中，作为剥离层也可以使用SiO2等选择成长掩模。

Claims (20)

1.一种半导体激光元件，其特征在于：
具备第一半导体元件部和与所述第一半导体元件部接合的支承基板，
所述第一半导体元件部具备：
谐振器；
第一导电型第一包层，其具有：在与所述谐振器延伸的第一方向相交叉的第二方向具有第一宽度的第一区域、和在所述第二方向具有宽度比形成于所述第一区域上的所述第一宽度小的第二宽度的第二区域；和
形成于所述第一包层的所述第二区域上的第一活性层及第二导电型第二包层。
2.如权利要求1所述的半导体激光元件，其中，所述第二包层具有：平坦部、和形成于所述平坦部且具有宽度比所述第二宽度小的第三宽度的凸部。
3.如权利要求2所述的半导体激光元件，其中，
所述凸部形成有多个，
与所述多个凸部对应的所述第一活性层的部分分别成为所述第一半导体元件部的光波导路。
4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体激光元件，其中，
由所述第一区域和所述第二区域在所述第一包层形成有台阶部，
所述台阶部以沿所述第一方向延伸的方式形成。
5.如权利要求4所述的半导体激光元件，其中，所述第二区域形成于所述第一区域的除两端部的区域。
6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体激光元件，其中，在所述谐振器的端面附近，具有所述第二区域的宽度比所述第二宽度小的第四宽度。
7.如权利要求1～6中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第二方向中的所述第一活性层及所述第二包层的宽度与所述第二宽度相同。
8.如权利要求1～7中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第二区域形成多个。
9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第一区域的宽度比所述支承基板的宽度小。
10.如权利要求1～9中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第一半导体元件部还包含覆盖所述第一区域的侧面的绝缘膜。
11.如权利要求1～10中任一项所述的半导体激光元件，其中，在所述支承基板形成有具有第二活性层的第二半导体元件部。
12.如权利要求1～11中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第一半导体元件部的所述第二包层侧与所述支承基板接合。
13.如权利要求1～12中任一项所述的半导体激光元件，其中，所述第一半导体元件部和所述支承基板介由热粘接层接合。
14.一种半导体激光元件的制造方法，其特征在于，具备：
在所述成长用基板上使第一导电型第一包层、活性层及第二导电型第二包层成长的工序；
以具有拥有第一宽度的第一区域和在所述第一区域上拥有比所述第一宽度小的第二宽度的第二区域的方式形成所述第一包层的工序；和
在所述成长用基板上的所述第二包层侧接合支承基板的工序。
15.如权利要求14所述的半导体激光元件的制造方法，其中，还具备除去所述成长用基板的工序。
16.如权利要求14或者15所述的半导体激光元件的制造方法，其中，所述成长用基板具有条带状的缺陷集中区域。
17.如权利要求16所述半导体激光元件的制造方法，其中，还具备在所述缺陷集中区域的至少局部除去所述第一包层、所述活性层及所述第二包层的工序。
18.如权利要求14～17中任一项所述的半导体激光元件的制造方法，其中，在以具有所述第一区域和所述第二区域的方式形成所述第一包层的工序之后，还具备将平坦部和形成于所述平坦部且具有比所述第二宽度小的第三宽度的凸部形成于所述第二包层的工序。
19.如权利要求18所述的半导体激光元件的制造方法，其中，在所述第二包层形成所述凸部的工序具备将多个所述凸部形成于所述第二包层的工序。
20.如权利要求14～19中任一项所述的半导体激光元件的制造方法，其中，使所述第一包层成长的工序具备在所述成长用基板上介由剥离层使所述第一包层成长的工序。
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