JP2002171022A - 半導体装置及びサブマウント部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板上に形成された複数個の半導体素
子がサブマウント部材上にダウンマウントされる場合
に、複数個の半導体素子に高低差があっても、これら複
数個の半導体素子がサブマウント部材に水平に搭載さ
れ、安定した特性と高い信頼性が得られる半導体装置及
びその半導体装置に使用されているサブマウント部材を
提供する。 【解決手段】 ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成され
ているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０
とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０とには高低差
がある一方、サブマウント部材４０の素子搭載面には両
レーザ素子の高低差に対応した段差が設けられている。
このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブ
マウント部材４０上にダウンマウントすると、両レーザ
素子の高低差はサブマウント部材４０の素子搭載面に設
けられた段差よって吸収され、両レーザ素子はサブマウ
ント部材４０上に水平に搭載されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びサブ
マウント部材に係り、特に半導体基板上に形成された複
数個の半導体素子がサブマウント部材にマウントされて
いる半導体装置及びその半導体装置に使用されているサ
ブマウント部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、光デバイスの集積化の必要性が急
速に認識され、例えば発信波長の異なる複数個の半導体
レーザ素子を用いた集積化高機能光デバイスは、民生用
機器に使用されるキーデバイスとして既に市場に送り出
されている。そして、このような集積化高機能光デバイ
スの製造方法としては、発信波長の異なる複数個の半導
体レーザ素子を別々に作製し、その組立工程において、
１つのデバイスに組み合わせる方法と、１つの基板上に
発信波長の異なる複数個の半導体レーザ素子を作製し、
通常の組立工程を用いてデバイスとする方法がある。こ
れら２つの製造方法においては、前者の製造方法が、後
者の製造方法に比べて約２倍近い生産工程を必要とする
だけでなく、集積化デバイスとして最も重要な半導体レ
ーザ素子間の位置合わせ精度が後者の製造方法よりも劣
る。従って、両者を比較すると、後者の製造方法が明ら
かに優位性を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１つの基板
上に発信波長の異なる半導体レーザ素子群を形成する場
合、各々の発信波長に対して最適なレーザ構造を追求す
ると、複数個の半導体レーザ素子の形状は互いに異なっ
たものとなる。例えば図１２に示されるように、共に光
出力が２〜５ｍＷの読取専用の２波長レーザ装置を作製
する際に、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に、互いに異なる種
類のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と
ＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０をそれぞれ形成し
た場合、両レーザ素子の基板表面からの高さに差、所謂
高低差が生じる。

【０００４】即ち、活性層２１の上下をｐ−クラッド層
２２及びｎ−クラッド層２３によって挟まれているＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と、活性層
３１の上下をｐ−クラッド層３２及びｎ−クラッド層３
３によって挟まれているＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ
素子３０のそれぞれのレーザ構造を最適なものにしよう
とすると、結果としてＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０の高さがＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ
素子２０の高さよりも高くなり、両レーザ素子間には例
えば約１μｍの高低差が生じる。なお、ここで、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１０裏面上には、ｎ−電極１１が形成され、
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−
クラッド層２２上にはｐ−電極２４が形成され、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−クラッド層３２
上にはｐ−電極３４が形成されている。

【０００５】そして、図１３に示されるように、図１２
の２波長レーザ装置を組み立てる際には、ｎ−ＧａＡｓ
基板１０の上下を反転させ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系
赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レー
ザ素子３０のｐ−電極２４，３４を下向きにして、サブ
マウント部材８０上に搭載する。このように半導体装置
の上面電極を下向きにしてサブマウント部材上に搭載す
る方法は、一般にダウンマウントと呼ばれる。なお、こ
のサブマウント部材８０は、そのサブマウント基体８１
の素子搭載面８２上に、それぞれＩｎ−Ｓｎ系のハンダ
からなるパターン電極８３、８４が形成されている。

【０００６】そして、所定のダイボンド装置を用いて、
実際にダウンマウントを行うと、図１４に示されるよう
になる。即ち、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ
素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材８０のパタ
ーン電極８３とが接合し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レー
ザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材８０のパ
ターン電極８４とが接合する。そして、その際に、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａ
ＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差に起因して、
サブマウント部材８０上にダウンマウントされたＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａ
ＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０は傾いてしまい、サブマ
ウント部材８０の底面に対して傾きθが発生する。

【０００７】このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０の発光点に位置ずれが生じ、発光点間の距離が短
くなり、光軸ずれを引き起こして、光ピックアップなど
の光学系アライメントを困難にするという問題を招いて
いた。また、ダイボンド装置を用いたダウンマウントの
際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０
及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に加わる圧
力が不均等になり、この不均等な圧力ダメージによって
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡ
ｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に歪みが生じ、発
光の際の偏向角がばらつきや特性不良を引き起こすとい
う問題を招いていた。

【０００８】更に、このダウンマウントの際には、サブ
マウント部材８０を加熱してＩｎ−Ｓｎ系のハンダから
なるパターン電極８３、８４を融解させ、この融解した
パターン電極８３、８４にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤
外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ
素子３０のｐ−電極２４，３４を押圧するため、そのと
きに融解したパターン電極８３、８４が素子搭載面８２
上を流れて互いに接触し、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤
外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とＡｌＧａＩｎＰ系
赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とをショートさせ
る事態が生じる恐れもあった。

【０００９】しかも、上記図１２においては、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レー
ザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０が形
成されている読取専用の２波長レーザ装置の場合につい
て述べたが、光出力が３〜５ｍＷの読取用のレーザ素子
と光出力が２０〜３０ｍＷのＣＤ−Ｒ／ＲＷなどの書込
用の高出力レーザ素子とが同一基板上に形成されている
２波長レーザ装置の場合には、高出力レーザ素子のクラ
ッド層の層厚を十分に厚くする必要があるため、両レー
ザ素子間の高低差は、上記図１２に示される場合よりも
遥かに大きくなり、サブマウント部材上にダウンマウン
トされたレーザ素子の傾きθも更に大きくなる。従っ
て、このレーザ素子間の高低差に起因する上記の問題も
更に深刻なものとなる。

【００１０】なお、このような問題を解決する方法とし
て、例えば高さが相対的に低いＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４の厚さを相対的
に高いＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電
極３４の厚さよりも十分に厚くし、両レーザ素子の高さ
が実効的に等しくなるようにすることが考えられる。し
かし、この場合、ｐ−電極２４は一般にＡｕを材料と
し、蒸着法によって形成されるため、高価な原料の使用
量の増大によるコスト上昇や、リードタイム面においけ
る生産性の低下を招く結果となり、好ましいものではな
い。

【００１１】また、他の解決方法として、ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサ
ブマウント部材８０のパターン電極８３との間に相対的
に厚さの厚いハンダ層を介在させ、ＡｌＧａＩｎＰ系赤
外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材
８０のパターン電極８４との間に相対的に厚さの薄いハ
ンダ層を介在させる方法も提案されている（特開平７−
２３５７２９号公報参照）。しかし、この場合、ダウン
マウント時に溶融したハンダ層が冷却されて固化する際
や例えばＡｕからなるｐ−電極２４、３４と合金化する
際に、その進行は各部において必ずしも均一ではないた
め、体積変化等にばらつきが生じ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外
色レーザ素子３０をサブマウント部材８０上に水平にマ
ウントした状態を精度よく保持することは困難で、結局
傾きを生じてしまうことになる。しかも、上記２つの解
決方法においては、ダウンマウントの際に融解したハン
ダがサブマウント部材の素子搭載面上を流れて、素子間
ショートを生じるという問題に対する解決にならないば
かりか、却ってその恐れを強くする危険を有している。

【００１２】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであって、半導体基板上に形成された複数個の半
導体素子がサブマウント部材上にダウンマウントされる
場合に、複数個の半導体素子に高低差があっても、これ
ら複数個の半導体素子がサブマウント部材に水平に搭載
され、安定した特性と高い信頼性が得られる半導体装置
及びその半導体装置に使用されているサブマウント部材
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る本発明に係る半導体装置及びサブマウント部材によっ
て達成される。即ち、請求項１に係る半導体装置は、半
導体基板上に形成された複数個の半導体素子が、複数個
の半導体素子の各々の上面電極を下向きにして、各々の
上面電極に対応する複数のパターン電極を有するサブマ
ウント部材の素子搭載面上に搭載されている半導体装置
であって、複数個の半導体素子の半導体基板表面からの
高さの差に対応して、サブマウント部材の素子搭載面に
段差が設けられていることを特徴とする。

【００１４】このように請求項１に係る半導体装置にお
いては、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子
の半導体基板表面からの高さの差、即ち複数個の半導体
素子の高低差に対応して、サブマウント部材の素子搭載
面に段差が設けられていることにより、これら高低差を
もつ複数個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載
面上にダウンマウントされても、複数個の半導体素子の
高低差はサブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸
収されることから、複数個の半導体素子はサブマウント
部材上に水平に搭載されることになる。このため、ダウ
ンマウントの際に、複数個の半導体素子の高低差に起因
して、サブマウント部材上に搭載された複数個の半導体
素子が傾いた状態になって半導体装置の組立位置精度が
低下する事態は防止される。

【００１５】また、ダウンマウントの際に、半導体素子
に加わる圧力が均等になるため、半導体素子に歪みを生
じて特性不良を引き起こす事態も防止される。また、パ
ターン電極の材料にハンダを用い、このハンダが融解し
て素子搭載面上を流れることがあっても、素子搭載面上
の複数のパターン電極の間には段差が設けられているた
め、複数のパターン電極の間が容易に導通して複数個の
半導体素子がショートすることは従来よりも抑制され
る。

【００１６】また、一般に半導体基板裏面には下面電極
が形成され、ダウンマウントに伴ってこの下面電極面が
上方に露出した状態となるが、この下面電極面も水平に
なり、サブマウント部材の底面と平行になるため、この
下部電極面上へのワイヤボンディングが容易に且つ精度
よく行われる。

【００１７】また、サブマウント部材は一般にヒートシ
ンクの機能も有しているが、特に半導体素子が高出力の
発光素子のように動作時に大量の発熱を伴う素子の場
合、サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられる
と、その表面積が増大するため、放熱効果が向上する。

【００１８】更に、複数個の半導体素子をサブマウント
部材上に水平に搭載するために、複数個の半導体素子に
厚さの異なる上面電極を設けたり、複数個の半導体素子
の上面電極とサブマウント部材のパターン電極との間に
厚さの異なるハンダ層を介在させたりする従来の場合と
比較すると、電極材料の増大に伴うコスト上昇や工程の
煩雑化による生産性の低下を招くことはない。なお、サ
ブマウント部材の素子搭載面に段差を設ける加工は、例
えば所定のマスクパターンを用いたウェットエッチング
等によって容易に行うことが可能であるため、この加工
に伴うコストの上昇は殆ど無視できる程度の微々たるも
のである。

【００１９】また、請求項２に係る半導体装置は、上記
請求項１に係る半導体装置において、サブマウント部材
の素子搭載面の両端部に、所定の高さの凸部が設けら
れ、この凸部表面に半導体基板表面が当接されている構
成とすることにより、上記請求項１に係る半導体装置の
作用に加え、複数個の半導体素子をサブマウント部材の
素子搭載面上にマウントする際の精度が飛躍的に高ま
り、半導体装置の組立位置精度が飛躍的に向上する。

【００２０】なお、上記請求項１に係る半導体装置にお
いて、複数個の半導体素子の少なくとも１個が半導体発
光素子であることが好適である（請求項３）。即ち、半
導体発光素子の場合、その組立位置精度が特性に強く影
響を及ぼすことから、本発明による作用がより有効に発
揮される。

【００２１】例えば、複数個の半導体発光素子がサブマ
ウント部材上に水平に搭載され、複数個の半導体発光素
子の高低差に起因して複数個の半導体発光素子が傾いた
状態になって半導体装置の組立位置精度が低下する事態
が防止されると、その発光点の位置ずれによる光軸ず
れ、延いては光学系アライメントの不良等の特性不良を
招く事態が防止される。また、ダウンマウントの際に、
半導体素子に圧力が不均等にかかることがなくなって歪
みを生じなくなると、発光の際の偏向角のばらつきや不
良を引き起こす事態も防止される。但し、後述する実施
の形態において例示するように、本発明は半導体基板上
に形成される半導体素子は半導体発光素子である場合に
限定されるものではなく、例えばフォトディテクタやバ
イポーラトランジスタ等であっても、本発明を適用する
ことは可能である。

【００２２】また、複数個の半導体素子の少なくとも１
個が半導体発光素子である場合、その半導体発光素子の
組成中に、３族元素であるＧａ、Ａｌ、Ｉｎの少なくと
も１つの元素が含有されていることが望ましい（請求項
４）。或いは、その半導体発光素子の組成中に、５族元
素であるＡｓ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも１つの元素が含有
されていることが望ましい（請求項５）。更には、その
半導体発光素子が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発光素子
又はＡｌＧａＩｎＰ系発光素子であることが望ましい
（請求項６）。

【００２３】また、複数個の半導体素子の少なくとも１
個が半導体発光素子である場合、その半導体発光素子の
半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性のＧａＡｓ基
板であることが望ましい（請求項７）。或いは、その半
導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板であっ
て、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＳｂの
少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混晶のう
ちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有する基板
であることが望ましい（請求項８）。

【００２４】また、請求項９に係るサブマウント部材
は、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子が、
これら複数個の半導体素子の各々の上面電極を下向きに
してマウントされるサブマウント部材であって、このサ
ブマウント部材の素子搭載面上に、各々の上面電極に対
応する複数のパターン電極を有すると共に、サブマウン
ト部材の素子搭載面に、複数個の半導体素子の半導体基
板表面からの高さの差に対応する段差が設けられている
ことを特徴とする。

【００２５】このように請求項９に係るサブマウント部
材において、その素子搭載面上に、複数個の半導体素子
の各々の上面電極に対応する複数のパターン電極を有す
ると共に、サブマウント部材の素子搭載面に、複数個の
半導体素子の半導体基板表面からの高さ、即ち高低差に
対応する段差が設けられていることにより、これら複数
個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面上にダ
ウンマウントされる場合、複数個の半導体素子の高低差
はサブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸収さ
れ、複数個の半導体素子はサブマウント部材上に水平に
搭載されることになる。このため、上記請求項１の場合
と同様の作用が発揮される

【００２６】また、請求項１０に係るサブマウント部材
は、上記請求項９に係るサブマウント部材において、サ
ブマウント部材の素子搭載面の両端部に、マウント時の
前記半導体基板表面を受け止めるための所定の高さの凸
部が設けられている構成とすることにより、上記請求項
９に係るサブマウント部材の作用に加え、複数個の半導
体素子をサブマウント部材の素子搭載面上にマウントす
る際の精度が飛躍的に高まり、半導体装置の組立位置精
度が飛躍的に向上する。

【００２７】なお、上記請求項９に係るサブマウント部
材において、サブマウント部材の材料として、Ｓｉ、Ａ
ｌＮ、ＢｅＯ、ＣｕＷ、又はＢＮが用いられていること
が好適である（請求項１１）。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、同一の
半導体基板上に発信波長の異なる２個の半導体レーザ素
子が形成されている状態を示すものである。図２は本発
明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置に使用する
サブマウント部材を示す概略断面図である。図３は本発
明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略
断面図であって、図１の２個の半導体レーザ素子が図２
のサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示
すものである。

【００２９】図１に示されるように、本実施形態に係る
２波長レーザ装置においては、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表
面上に、ＣＤ読取専用のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０とＤＶＤ読取専用のＡｌＧａＩｎＰ系
赤色レーザ素子３０がそれぞれ形成されている。これら
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡ
ｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０は、共にその光出力
が３〜５ｍＷである。そして、ｎ−ＧａＡｓ基板１０裏
面上には、ｎ−電極１１が形成されている。

【００３０】また、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レ
ーザ素子２０は、活性層２１の上下をｐ−クラッド層２
２及びｎ−クラッド層２３によって挟まれたレーザ構造
をなし、ｐ−クラッド層２２上にはｐ−電極２４が形成
されている。ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０
も、同様に、活性層３１の上下をｐ−クラッド層３２及
びｎ−クラッド層３３によって挟まれたレーザ構造をな
し、ｐ−クラッド層３２上にはｐ−極３４が形成されて
いる。

【００３１】そして、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子
３０のレーザ構造をそれぞれ最適なものにした場合に
は、結果としてＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０
の高さがＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２
０の高さよりも高くなり、両レーザ素子間には約１μｍ
の高低差が生じる。

【００３２】また、図２に示されるように、本実施形態
に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４
０においては、例えばＳｉからなるサブマウント基体４
１の素子搭載面に段差が設けられており、この段差を介
して高さの異なる２つの素子搭載面、即ち素子搭載面４
２と素子搭載面４３に分離されている。そして、これら
高さの異なる２つ素子搭載面４２、４３上に、例えばＩ
ｎ−Ｓｎ系のハンダからなるパターン電極４４、４５が
それぞれ形成されている。

【００３３】なお、素子搭載面４２、４３を分離してい
る段差の大きさは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レ
ーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０
との高低差に対応するものであり、従ってここでは約１
μｍの段差となっている。また、このＳｉからなるサブ
マウント基体４１の素子搭載面に段差を設ける加工は、
例えば所定のマスクパターンを用いたウェットエッチン
グ等によって容易に行う。

【００３４】そして、所定のダイボンド装置を用いて、
図１に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０を、図
２に示すサブマウント部材４０上にダウンマウントする
と、図３に示されるようになる。即ち、ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブ
マウント部材４０の素子搭載面４２上のパターン電極４
４とが接合し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０
のｐ−電極３４とサブマウント部材４０の素子搭載面４
３上のパターン電極４５とが接合する。

【００３５】そして、その際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レ
ーザ素子３０との高低差はサブマウント部材４０の素子
搭載面４２と素子搭載面４３との段差によって吸収され
るため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２
０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０はサブマ
ウント部材４０上に水平に搭載されることになる。即
ち、サブマウント部材４０のサブマウント基体４１の底
面とｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上のｎ−電極１１表面と
が互いに平行面となる。

【００３６】以上のように本実施形態によれば、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤
外色レーザ素子３０とには高低差がある一方、サブマウ
ント部材４０の素子搭載面にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系
赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ
素子３０との高低差に対応した段差が設けられ、高さの
異なる素子搭載面４２と素子搭載面４２、４３に分離さ
れていることにより、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子
３０をサブマウント部材４０の素子搭載面４２、４３上
にダウンマウントすると、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤
外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０との高低差はサブマウント部材４０の素子搭載面
４３間に設けられた段差よって吸収されることから、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌ
ＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブマウント部材
４０上に水平に搭載することが可能になる。即ち、サブ
マウント部材４０上に搭載したＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レ
ーザ素子３０がその高低差に起因して傾いた状態になる
ことはなく、２波長レーザ装置の組立位置精度を向上す
ることが可能になる。

【００３７】このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０がサブマウント部材４０上に傾いて搭載され、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌ
ＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の発光点の位置ずれ
が生じ、発光点の間の距離が短くなり、光軸ずれを引き
起こして、光ピックアップなどの光学系アライメントを
困難にするといった特性不良を招く事態を防止すること
ができる。

【００３８】また、サブマウント部材４０の素子搭載面
４２、４３間に設けられた段差の存在によって、それぞ
れ素子搭載面４２、４３上にマウントされたＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎ
Ｐ系赤外色レーザ素子３０がマウント方向のｚ軸回りに
回転することが阻止されるため、ｚ軸回りの回転による
位置精度不良も防止することができ、全体としての組立
位置精度の向上に寄与することができる。

【００３９】また、ダウンマウントの際、ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ
系赤外色レーザ素子３０に加わる圧力は均等になり、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌ
ＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に歪みを生じなくな
るため、発光の際の偏向角のばらつきや不良を引き起こ
す事態を防止して、特性の向上を実現することができ
る。

【００４０】また、ダウンマウントの際に、Ｉｎ−Ｓｎ
系のハンダからなるパターン電極４４、４５が融解して
素子搭載面４３上を流れることがあっても、これらの素
子搭載面４２、間には段差が設けられているため、流れ
出したハンダがこの段差を這い上がることは容易にはで
きず、この流れ出したハンダを介してＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とＡｌＧ
ａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とがシ
ョートすることを防止することができる。

【００４１】また、ｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上に形成
されているｎ−電極１１は、ダウンマウントに伴って上
方に露出した状態となるが、このｎ−電極１１表面も水
平になる、即ちサブマウント部材４０のサブマウント基
体４１底面と平行になるため、このｎ−電極１１表面へ
のワイヤボンディングを容易に且つ精度よく行うことが
可能になる。

【００４２】更に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レ
ーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３
０をサブマウント部材４０上に水平に搭載する方法とし
て、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子及びＡ
ｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子のそれぞれのｐ−電極
の厚さを変えたり、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レ
ーザ素子及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子の各々
のｐ−電極とサブマウント部材のパターン電極との間に
厚さの異なるハンダ層を介在させたりする従来の場合と
比較すると、電極材料の増大に伴うコスト上昇や工程の
煩雑化による生産性の低下を防止することができる。

【００４３】なお、サブマウント基体４１の素子搭載面
に段差を設ける加工は、例えば所定のマスクパターンを
用いたウェットエッチング等によって容易に行うことが
可能であるため、この加工に伴うコストの上昇は微々た
るものであり、殆ど無視することができる。

【００４４】（第２の実施形態）図４は本発明の第２の
実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であ
って、同一の半導体基板上に発信波長の異なる２個の半
導体レーザ素子（但し、一方は高出力の半導体レーザ素
子）が形成されている状態を示すものである。図５は本
発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概
略断面図であって、図４の２個の半導体レーザ素子がサ
ブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すも
のである。なお、図４に示すサブマウント部材は上記第
１の実施形態の図２に示すものと基本的に同様の構造を
なしているため、その単独での図示は省略する。また、
上記第１の実施形態の図１〜図３に示す構成要素と同一
の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００４５】図４に示されるように、本実施形態に係る
２波長レーザ装置においては、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表
面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２
０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素
子５０がそれぞれ形成されている。即ち、上記第１の実
施形態の図１に示す２波長レーザ装置における光出力が
３〜５ｍＷのＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の
代わりに、光出力が２０〜３０ｍＷのＣＤ−Ｒ／ＲＷな
どの書込用の高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子５０が形成されているものである。なお、こ
の高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
５０の代わりに、高出力用のＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レ
ーザ素子が形成されていてもよい。

【００４６】そして、この高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ系赤外色レーザ素子５０も、上記図１のＡｌＧａＩ
ｎＰ系赤外色レーザ素子３０と同様に、活性層５１の上
下をｐ−クラッド層５２及びｎ−クラッド層５３によっ
て挟まれたレーザ構造をなし、５２上にはｐ−電極５４
が形成されている。但し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レー
ザ素子３０と比較すると、高出力化されているため、ｐ
−クラッド層５２及びｎ−クラッド層５３は、ＡｌＧａ
ＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のそれよりも厚くなって
いる。このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レー
ザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子５０との高低差は、上記第１の実施形態の場
合よりも大きくなり、例えば約２μｍの高低差が生じて
いる。

【００４７】また、図示は省略するが、本実施形態に係
る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４０ａ
は、上記第１の実施形態におけるサブマウント部材４０
と同様の構造をなしている。但し、そのサブマウント基
体４１ａの素子搭載面に設けられている段差の大きさ
は、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と
高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５
０との高低差に対応するものであり、従ってここでは約
２μｍの段差となっている。

【００４８】そして、所定のダイボンド装置を用いて、
図４に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
２０及び高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レー
ザ素子５０をサブマウント部材４０ａ上にダウンマウン
トすると、図５に示されるようになる。即ち、ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４
とサブマウント部材４０ａの素子搭載面４２ａ上のパタ
ーン電極４４とが接合し、高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ系赤外色レーザ素子５０の５４とサブマウント部材
４０ａの素子搭載面４３ａ上のパターン電極４５とが接
合する。

【００４９】そして、その際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差はサブマウン
ト部材４０ａの素子搭載面４２ａと素子搭載面４３ａと
の段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ系赤外色レーザ素子２０及び高出力用ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０はサブマウント部材４
０ａ上に水平に搭載されることになる。即ち、サブマウ
ント部材４０ａのサブマウント基体４１ａの底面とｎ−
ＧａＡｓ基板１０裏面上のｎ−電極１１表面とが互いに
平行面となる。

【００５０】以上のように本実施形態によれば、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差は、上
記第１の実施形態の場合のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤
外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０との高低差よりも大きくなっているが、このより
大きな高低差に対応した段差がサブマウント部材４０ａ
の素子搭載面に設けられていることにより、上記第１の
実施形態の場合と同様の効果をより有効に奏することが
できる。

【００５１】更に、本実施形態に係る２波長レーザ装置
の高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
５０は、その動作時における注入電流が多く、発熱量も
大きいが、一般にヒートシンクの機能も有しているサブ
マウント部材４０ａの素子搭載面に段差が設けられ、そ
のサブマウント基体４１ａの表面積が増大するため、サ
ブマウント部材４０ａの放熱効率を向上することができ
るという効果もある。

【００５２】（第３の実施形態）図６は本発明の第３の
実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウン
ト部材を示す概略断面図である。図７は本発明の第３の
実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であ
って、２個の半導体レーザ素子が図６のサブマウント部
材上にダウンマウントされた状態を示すものである。な
お、図７に示す２個の半導体レーザ素子は上記第１の実
施形態の図１に示すものと同一であるため、新たな図示
は省略して図１を流用する。また、上記第１の実施形態
の図１〜図３に示す構成要素と同一の要素には同一の符
号を付して説明を省略する。

【００５３】図６に示されるように、本実施形態に係る
２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４０ｂ
は、基本的に上記第１の実施形態の図２に示すサブマウ
ント部材４０と同様の構造をなしているが、サブマウン
ト基体４１ｂの両端部に、図１のｎ−ＧａＡｓ基板１０
表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０をダウンマウントする際のｎ−ＧａＡｓ基板１０
表面を受け止めるための所定の高さの凸部４６，４７が
設けられている点に特徴がある。

【００５４】そして、所定のダイボンド装置を用いて、
図１に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子
２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０を図６
に示すサブマウント部材４０ｂ上にダウンマウントする
と、図７に示されるようになる。即ち、上記第１の実施
形態の場合と同様に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０
ｂの素子搭載面４２ｂ上のパターン電極４４とが接合
し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極
３４とサブマウント部材４０ｂの素子搭載面４３ｂ上の
パターン電極４５とが接合し、その際にＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤
外色レーザ素子３０との高低差は素子搭載面４２ｂと素
子搭載面４３ｂとの段差によって吸収されるため、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧ
ａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０はサブマウント部材４
０ｂ上に水平に搭載されることになる。

【００５５】しかも、このとき、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色
レーザ素子３０が形成されているｎ−ＧａＡｓ基板１０
表面がサブマウント部材４０ｂの凸部４６，４７表面に
よって受け止めるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０のｐ−電極２４，３４とサブマウント部材４０ｂ
のパターン電極４４，４５との位置合わせ精度が高くな
るだけでなく、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ
素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の
ｐ−電極２４，３４がサブマウント部材４０ｂのパター
ン電極４４，４５に押圧される際の圧力が過不足なく適
正に制御される。その結果、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面
上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レ
ーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３
０とサブマウント部材４０ｂとの組立精度が更に向上す
る。

【００５６】以上のように本実施形態によれば、サブマ
ウント部材４０ｂの素子搭載面に、ｎ−ＧａＡｓ基板１
０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤
外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素
子３０との高低差に対応した段差が設けられているだけ
でなく、サブマウント基体４１ｂの両端部に、ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩ
ｎＰ系赤外色レーザ素子３０をダウンマウントする際の
ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面を受け止めるための所定の高
さの凸部４６，４７が設けられていることにより、上記
第１の実施形態の場合の効果に加え、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤
外色レーザ素子３０とサブマウント部材４０ｂとの組立
精度が更に向上することができる。

【００５７】なお、上記第１〜第３の実施形態におい
て、２波長レーザ装置として、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表
面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２
０やＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０や高出力用Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０が形成さ
れている場合について説明したが、ここで用いられる半
導体基板はｎ−ＧａＡｓ基板１０に限定されるものでは
なく、例えばｐ−ＧａＡｓ基板やＳＩ−ＧａＡｓ基板で
あってもよい。また、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板
であって、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇａ
Ｓｂの少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混
晶のうちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有す
る基板であってもよい。また、そのような半導体基板上
に形成されるレーザ素子は、その組成中に３族元素であ
るＧａ、Ａｌ、Ｉｎを含有し、また５族元素であるＡ
ｓ、Ｐを含有している本実施形態の場合の他に、５族元
素であるＳｂを含有している場合であってもよい。ま
た、サブマウント部材４０ｂのサブマウント基体４１ｂ
の材料としてＳｉを用いているが、Ｓｉに限定されるも
のではなく、例えばＡｌＮ、ＢｅＯ、ＣｕＷ、又はＢＮ
を材料として用いてもよい。

【００５８】また、上記第１〜第３の実施形態において
は、何れも２波長レーザ装置について説明したが、本発
明は半導体基板上に半導体発光素子が形成されている場
合に限定されるものではない。以下、本発明の実施形態
の変形例として、半導体基板上にレーザ素子以外の半導
体素子が形成されている場合を、図８〜図１１を用いて
説明する。但し、上記第１の実施形態の図１〜図７に示
す構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を
省略する。

【００５９】図８に示されるように、本発明の実施形態
の第１の変形例に係る半導体装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板
１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ
素子２０とｎｐｎバイポーラトランジスタ６０がそれぞ
れ形成されている。即ち、上記第１の実施形態の図１に
示す２波長レーザ装置におけるＡｌＧａＩｎＰ系赤外色
レーザ素子３０の代わりに、ｎｐｎバイポーラトランジ
スタ６０が形成されている。なお、この場合、ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の代わりに、Ａ
ｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０であってもよい
し、高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素
子５０であってもよい。

【００６０】このｎｐｎバイポーラトランジスタ６０
は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されたｎ−領域
６１と、このｎ−領域６１上に形成されたｐ−領域６２
と、このｐ−領域６２上に形成されたｎ−領域ｎ−領域
６３とを有し、ｎｐｎ接合構造を形成している。また、
ｐ−領域６２上には、ｐ−電極６４が形成され、ｎ−領
域６３上には、ｎ−電極６５が形成されている。そし
て、このｎｐｎバイポーラトランジスタ６０の高さはＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよ
りも高くなり、両素子間に所定の高低差が生じている。

【００６１】このようにｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に
高さの異なるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素
子２０及びｎｐｎバイポーラトランジスタ６０が形成さ
れている場合であっても、両素子間の高低差に対応する
段差がサブマウント基体４１ｃの素子搭載面に設けられ
ているサブマウント部材４０ｃ上にダウンマウントする
と、図９に示されるようになる。

【００６２】即ち、上記第１の実施形態の場合と同様
に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の
ｐ−電極２４とサブマウント部材４０ｃの素子搭載面４
２ｃ上のパターン電極４４とが接合し、ｎｐｎバイポー
ラトランジスタ６０のｐ−電極６４とサブマウント部材
４０ｃの素子搭載面４３ｃ上のパターン電極４５とが接
合し、その際にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ
素子２０とｎｐｎバイポーラトランジスタ６０との高低
差はサブマウント部材４０ｃの素子搭載面４２ｃと素子
搭載面４３ｃとの段差によって吸収されるため、ＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びｎｐｎバ
イポーラトランジスタ６０はサブマウント部材４０ｃ上
に水平に搭載されることになる。従って、上記第１の実
施形態の場合と同様な効果を奏することができる。

【００６３】また、図１０に示されるように、本発明の
実施形態の第２の変形例に係る半導体装置は、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０とフォトダイオード７０がそれぞれ形
成されている。即ち、上記第１の実施形態の図１に示す
２波長レーザ装置におけるＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レー
ザ素子３０の代わりに、フォトダイオード７０が形成さ
れている。この場合も、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外
色レーザ素子２０の代わりに、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色
レーザ素子３０であってもよいし、高出力用ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０であってもよい。

【００６４】このフォトダイオード７０は、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１０表面上に、ＳＩ（半絶縁性）−ＧａＡｓ層７
１を介して形成されたｎ−電極７２と、このｎ−電極７
２上に形成されたｉ−高抵抗領域７３と、このｉ−高抵
抗領域７３上に形成されたｐ−電極７４とを有し、感光
領域としてのｉ−高抵抗領域７３をｎ−電極７２及びｐ
−電極７４によって挟んでいる構造を形成している。そ
して、このフォトダイオード７０の高さはＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよりも高くな
り、両素子間に所定の高低差が生じている。

【００６５】このようにｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に
高さの異なるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素
子２０及びフォトダイオード７０が形成されている場合
であっても、両素子間の高低差に対応する段差がサブマ
ウント基体４１ｄの素子搭載面に設けられているサブマ
ウント部材４０ｄ上にダウンマウントすると、図１１に
示されるようになる。

【００６６】即ち、上記第１の実施形態の場合と同様
に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の
ｐ−電極２４とサブマウント部材４０ｄの素子搭載面４
２ｄ上のパターン電極４４とが接合し、フォトダイオー
ド７０のｐ−電極７４とサブマウント部材４０ｄの素子
搭載面４３ｄ上のパターン電極４５とが接合し、その際
にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とフ
ォトダイオード７０との高低差はサブマウント部材４０
ｄの素子搭載面４２ｄと素子搭載面４３ｄとの段差によ
って吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子２０及び７８はサブマウント部材４０ｄ上に
水平に搭載されることになる。従って、上記第１の実施
形態の場合と同様な効果を奏することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明に係る
半導体装置及びサブマウント部材によれば、次のような
効果を奏することができる。即ち、請求項１に係る半導
体装置によれば、半導体基板上に形成された複数個の半
導体素子の高低差に対応して、サブマウント部材の素子
搭載面に段差が設けられていることにより、これら複数
個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面上にダ
ウンマウントされても、複数個の半導体素子の高低差は
サブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸収される
ことから、複数個の半導体素子をサブマウント部材上に
水平に搭載することが可能になる。このため、ダウンマ
ウントの際に、複数個の半導体素子の高低差に起因し
て、サブマウント部材上に搭載された複数個の半導体素
子が傾いた状態になって半導体装置の組立位置精度が低
下する事態を防止することができ、安定した特性と高い
信頼性を有する半導体装置を実現することができる。

【００６８】また、複数個の半導体素子がサブマウント
部材の素子搭載面上にマウントされるマウント方向をｚ
軸とすると、サブマウント部材の素子搭載面の段差の存
在によって、半導体基板上に形成された複数個の半導体
素子のｚ軸回りの回転による位置精度不良を防止するこ
とも可能になり、安定した特性と高い信頼性を有する半
導体装置の実現に寄与することができる。

【００６９】また、ダウンマウントの際に、半導体素子
に加わる圧力が均等になるため、半導体素子に歪みを生
じて特性不良を引き起こす事態を防止することもでき
る。また、パターン電極の材料にハンダを用い、このハ
ンダが融解して素子搭載面上を流れることがあっても、
素子搭載面上の複数のパターン電極の間には段差が設け
られているため、複数のパターン電極の間が容易に導通
して複数個の半導体素子がショートすることを防止する
ことができる。従って、安定した特性と高い信頼性を有
する半導体装置の実現に寄与することができる。

【００７０】また、一般に半導体基板裏面に形成され、
ダウンマウントに伴って上方に露出した状態となる下面
電極面も水平になるため、この下部電極面上へのワイヤ
ボンディングを容易に且つ精度よく行うことが可能にな
り、安定した特性と高い信頼性を有する半導体装置の実
現に寄与することができる。

【００７１】また、特に半導体素子が高出力の発光素子
のように動作時に大量の発熱を伴う素子の場合、ヒート
シンクの機能も有しているサブマウント部材の素子搭載
面に段差が設けられると、その表面積が増大するため、
放熱効果を向上して、素子寿命を長くするなど、信頼性
を高めることができる。

【００７２】また、請求項２に係る半導体装置によれ
ば、上記請求項１に係る半導体装置において、サブマウ
ント部材の素子搭載面の両端部に、所定の高さの凸部が
設けられ、この凸部表面に半導体基板表面が当接されて
いることにより、上記請求項１に係る半導体装置の効果
に加え、複数個の半導体素子をサブマウント部材の素子
搭載面上にマウントする際の精度を飛躍的に高め、半導
体装置の組立位置精度を飛躍的に向上することができ
る。

【００７３】また、請求項３に係る半導体装置によれ
ば、上記請求項１に係る半導体装置において、複数個の
半導体素子の少なくとも１個が半導体発光素子であるこ
とにより、半導体発光素子がサブマウント部材上に水平
に搭載されると、その発光点の位置ずれによる光軸ず
れ、延いては光学系アライメントの不良等を防止して、
その光学的特性を向上することができる。また、ダウン
マウントの際に、半導体素子に加わる圧力が均等にな
り、歪みを生じなくなると、発光の際の偏向角のばらつ
きや不良の発生を防止し、光学的な特性の向上に寄与す
ることができる。また、請求項９に係るサブマウント部
材によれば、その素子搭載面に複数個の半導体素子の高
低差に対応する段差が設けられていることにより、これ
ら複数個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面
上にダウンマウントされる場合、複数個の半導体素子の
高低差をサブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸
収することが可能になり、複数個の半導体素子はサブマ
ウント部材上に水平に搭載することができる。このた
め、上記請求項１の場合と同様の効果を発揮することが
できる。

【００７４】また、請求項１０に係るサブマウント部材
によれば、上記請求項９に係るサブマウント部材におい
て、サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、マウン
ト時の前記半導体基板表面を受け止めるための所定の高
さの凸部が設けられていることにより、上記請求項９に
係るサブマウント部材の効果に加え、複数個の半導体素
子をサブマウント部材の素子搭載面上にマウントする際
の精度を飛躍的に高め、半導体装置の組立位置精度を飛
躍的に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装
置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発
信波長の異なる２個の半導体レーザ素子が形成されてい
る状態を示すものである。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装
置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装
置を示す概略断面図であって、図１の２個の半導体レー
ザ素子が図２のサブマウント部材上にダウンマウントさ
れた状態を示すものである。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装
置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発
信波長の異なる２個の半導体レーザ素子（但し、一方は
高出力の半導体レーザ素子）が形成されている状態を示
すものである。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装
置を示す概略断面図であって、図４の２個の半導体レー
ザ素子がサブマウント部材上にダウンマウントされた状
態を示すものである。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装
置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装
置を示す概略断面図であって、２個の半導体レーザ素子
が図６のサブマウント部材上にダウンマウントされた状
態を示すものである。

【図８】本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体
装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に
半導体レーザ素子とバイポーラトランジスタとが形成さ
れている状態を示すものである。

【図９】本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体
装置を示す概略断面図であって、図８の半導体レーザ素
子及びバイポーラトランジスタがサブマウント部材上に
ダウンマウントされた状態を示すものである。

【図１０】本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導
体装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上
に半導体レーザ素子とフォトダイオードとが形成されて
いる状態を示すものである。

【図１１】本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導
体装置を示す概略断面図であって、図１０の半導体レー
ザ素子及びフォトダイオードがサブマウント部材上にダ
ウンマウントされた状態を示すものである。

【図１２】同一の半導体基板上に形成された互いに種類
の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサ
ブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略
断面図（その１）である。

【図１３】同一の半導体基板上に形成された互いに種類
の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサ
ブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略
断面図（その２）である。

【図１４】同一の半導体基板上に形成された互いに種類
の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサ
ブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略
断面図（その３）である。

【符号の説明】

１０……ｎ−ＧａＡｓ基板、１１……ｎ−電極、２０…
…ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子、２１…
…活性層、２２……ｐ−クラッド層、２３……ｎ−クラ
ッド層、２４……ｐ−電極、３０……ＡｌＧａＩｎＰ系
赤外色レーザ素子、３１……活性層、３２……ｐ−クラ
ッド層、３３……ｎ−クラッド層、３４……ｐ−電極、
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ……サブマウン
ト部材、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ……サ
ブマウント基体、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２
ｄ、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ……素子搭
載面、４４、４５……パターン電極、４６、４７……凸
部、５０……高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色
レーザ素子、５１……活性層、５２……ｐ−クラッド
層、５３……ｎ−クラッド層、５４……ｐ−電極、６０
……ｎｐｎバイポーラトランジスタ、６１……ｎ−領
域、６２……ｐ−領域、６３……ｎ−領域、６４……ｐ
−電極、６５……ｎ−電極、７０……フォトダイオー
ド、７１……ＳＩ−ＧａＡｓ層、７２……ｎ−電極、７
３……ｉ−高抵抗領域、７４……ｐ−電極、８０……サ
ブマウント部材、８１……サブマウント基体、８２……
素子搭載面、８３、８４……パターン電極。

フロントページの続き (72)発明者 成井 啓修 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 CA34 CA35 CA36 CB29 CB32 CB33 DA04 DA09 DA19 DA32 DA34 DA35 5F047 AA19 CA02 CA08 5F073 BA05 CA05 CA14 CB02 EA15 EA28 FA13 FA22 5F088 AA01 BA16 JA03 JA09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に形成された複数個の半導
   体素子が、前記複数個の半導体素子の各々の上面電極を
   下向きにして、前記各々の上面電極に対応する複数のパ
   ターン電極を有するサブマウント部材の素子搭載面上に
   搭載されている半導体装置であって、 前記複数個の半導体素子の前記半導体基板表面からの高
   さの差に対応して、前記サブマウント部材の素子搭載面
   に段差が設けられていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、 前記サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、所定の
   高さの凸部が設けられ、前記凸部表面に前記半導体基板
   表面が当接されていることを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置において、 前記複数個の半導体素子の少なくとも１個が、半導体発
   光素子であることを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の半導体装置において、 前記半導体発光素子の組成中に、３族元素であるＧａ、
   Ａｌ、Ｉｎの少なくとも１つの元素が含有されているこ
   とを特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の半導体装置において、 前記半導体発光素子の組成中に、５族元素であるＡｓ、
   Ｐ、Ｓｂの少なくとも１つの元素が含有されていること
   を特徴とする半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の半導体装置において、 前記半導体発光素子が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発光
   素子又はＡｌＧａＩｎＰ系発光素子であることを特徴と
   する半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項３記載の半導体装置において、 前記半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性のＧａＡ
   ｓ基板であることを特徴とする半導体装置。
8. 【請求項８】 請求項３記載の半導体装置において、 前記半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板で
   あって、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＳ
   ｂの少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混晶
   のうちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有する
   基板であることを特徴とする半導体装置。
9. 【請求項９】 半導体基板上に形成された複数個の半導
   体素子が、前記複数個の半導体素子の各々の上面電極を
   下向きにしてマウントされるサブマウント部材であっ
   て、 前記サブマウント部材の素子搭載面上に、前記各々の上
   面電極に対応する複数のパターン電極を有すると共に、
   前記サブマウント部材の素子搭載面に、前記複数個の半
   導体素子の前記半導体基板表面からの高さの差に対応す
   る段差が設けられていることを特徴とするサブマウント
   部材。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のサブマウント部材にお
    いて、 前記サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、マウン
    ト時の前記半導体基板表面を受け止めるための所定の高
    さの凸部が設けられていることを特徴とするサブマウン
    ト部材。
11. 【請求項１１】 請求項９記載のサブマウント部材にお
    いて、 前記サブマウント部材の材料として、Ｓｉ、ＡｌＮ、Ｂ
    ｅＯ、ＣｕＷ、又はＢＮが用いられていることを特徴と
    するサブマウント部材。