JP2010212491A - マウント部材およびマウント部材を備えた半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光出力を精度良く制御することが可能なマウント部材を提供する。
【解決手段】このヒートシンク（マウント部材）Ａ１は、半導体レーザチップ２０が設置される搭載部１１が設けられたシリコン基板１０と、シリコン基板１０に一体的に形成され、搭載部１１に設置された半導体レーザチップ２０からの光を検出するモニタ用の受光素子１２とを備えている。このモニタ用の受光素子１２は、半導体レーザチップ２０からの光を受光する受光面１２ａを含んでいる。また、シリコン基板１０の上面には、段差部１３が形成されている。そして、上記搭載部１１が段差部１３の底面１３ａに設けられるとともに、受光素子１２の受光面１２ａが段差部１３の上面１３ｂに形成されることによって、受光素子１２の受光面１２ａが、搭載部１１よりも高い位置に配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マウント部材およびマウント部材を備えた半導体発光装置に関し、特に、受光素子を有するマウント部材およびそのマウント部材を備えた半導体発光装置に関する。

ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系半導体は、ＡｌＧａＩｎＡｓ系半導体やＡｌＧａＩｎＰ系半導体に比べてバンドギャップＥｇが大きく、かつ直接遷移型の半導体材料であるという特徴を有している。このため、これらの窒化物系半導体は、紫外線から緑色に及ぶ波長領域における発光が可能な半導体レーザ装置や、紫外線から赤色までの広い発光波長範囲をカバーできる発光ダイオードなどの半導体発光素子を構成する材料として注目されており、高密度光ディスクやフルカラーディスプレー、さらには環境・医療分野など、広く応用が考えられている。

この窒化物系半導体は、熱伝導性がＧａＡｓ系半導体などよりも高いため、高温・高出力動作の素子としての応用も期待されている。さらに、ＡｌＧａＡｓ系半導体においては砒素（Ａｓ）、ＺｎＣｄＳＳｅ系半導体においてはカドミウム（Ｃｄ）といった有害な材料が用いられているのに対し、窒化物系半導体ではそのような有害な材料を含んでおらず、また、原料として用いられるアンモニア（ＮＨ₃）は、ＡｌＧａＡｓ系半導体の原料であるアルシン（ＡｓＨ₃）に比べて毒性が少ない。このため、環境への負荷が小さい化合物半導体材料としても期待されている。

そして、近年では、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮおよびそれらの混晶半導体に代表される窒化物系半導体からなる活性層（発光層）を内包した半導体レーザチップが実用化され、このような半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置が生産されている。

また、従来、半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置において、半導体レーザチップからの光出力を安定化させるために、光出力をモニタするモニタ用の受光素子を備えた半導体レーザ装置（半導体発光装置）が知られている。

図３８は、従来の一例による半導体レーザ装置を示した模式図である。図３８を参照して、従来の一例による半導体レーザ装置Ｃ１は、放熱機能を有するブロック部５００ａが一体的に形成された金属製のステム５００と、ブロック部５００ａ上に設置されたヒートシンク（マウント部材）５１０と、このヒートシンク５１０上に設置された半導体レーザチップ５２０と、半導体レーザチップ５２０の光出力をモニタする受光素子５３０と、半導体レーザチップ５２０を覆うキャップ５４０とを備えている。この受光素子５３０は、ヒートシンク５１０とは別体で形成されており、その受光面が半導体レーザチップ５２０の後方端面と対向するように、ステム５００の上面上に設置されている。

上記のように構成された従来の一例による半導体レーザ装置Ｃ１では、半導体レーザチップ５２０の後方端面から出射されたレーザ光が受光素子５３０で受光され、レーザ光の出力が電流値としてモニタされる。そして、受光素子５３０で得られたレーザ光のモニタ結果（モニタ電流）が駆動回路（図示せず）にフィードバックされ、半導体レーザチップ５２０の前方端面から出射されるレーザ光の光出力が一定となるように制御される。

しかしながら、上記した従来の一例による半導体レーザ装置Ｃ１では、レーザ光をモニタするための受光素子５３０をステム５００上に設置しなければならないため、その分、半導体レーザ装置の組立工数が増加するという不都合があった。また、従来の一例による半導体レーザ装置Ｃ１では、ステム５００の上面上に受光素子５３０を設置するための場所を確保する必要があるため、レイアウト上の制限があった。このため、たとえば、ステム５００の外径がφ３．３ｍｍである小型パッケージサイズの半導体レーザ装置に、このような構成を適用することは非常に困難となる。そのため、半導体レーザ装置の小型化を図ることが困難になるという不都合もあった。

そこで、従来、半導体レーザチップが設置されるヒートシンクに受光素子を一体的に形成することによって、上記不都合を解消することが可能な半導体レーザ装置が知られている。

図３９は、従来の他の一例による半導体レーザ装置を示した模式図である。図３８および図３９を参照して、従来の他の一例による半導体レーザ装置Ｃ２は、図３８に示した半導体レーザ装置Ｃ１の構成において、半導体レーザチップ５２０の光出力をモニタする受光素子６２０が、ヒートシンク６１０の表面に作り込まれている。

上記のように構成された従来の他の一例による半導体レーザ装置Ｃ２では、受光素子をステム５００上に設置する必要がないため、半導体レーザ装置の組立工数が増加するのを抑制することが可能となる。また、ステム５００の上面上に受光素子を設置するための場所を確保する必要もなくなるため、半導体レーザ装置の小型化を図ることも可能となる。なお、このような半導体レーザ装置は、たとえば、特許文献１に記載されている。

特開２００２−３３５０３２号公報

しかしながら、図３９に示した従来の他の一例による半導体レーザ装置Ｃ２では、受光素子６２０に入る光が少なくなるため、受光素子６２０で得られるモニタ電流が小さくなるという不都合がある。ところで、半導体レーザチップは、レーザ光と自然放出光とを出射するため、受光素子は、レーザ光のみならず自然放出光をも受光することになる。

ここで、受光素子で得られるモニタ電流が小さい場合に、自然放出光が受光素子で受光されると、図４０に示すように、受光素子のモニタ電流に対して、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光の出力がリニアに上昇せず、閾値を持つ傾向が顕著に現れる。このため、図３９に示した半導体レーザ装置Ｃ２では、半導体レーザチップ５２０の光出力の制御が困難になるという問題がある。

なお、上記した問題は、自然放出光の発生量が多い窒化物系半導体を用いた半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザ装置において特に顕著であるが、同様の問題は、窒化物系以外の材料系の半導体を用いた半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザ装置においても起こり得る。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、光出力を精度良く制御することが可能なマウント部材およびそのマウント部材を備えた半導体発光装置を提供することである。

この発明の他の目的は、組立工数が増加するのを抑制することが可能であり、かつ、小型化を図ることが可能なマウント部材およびそのマウント部材を備えた半導体発光装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるマウント部材は、半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、マウント基板に一体的に形成され、搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備えている。そして、モニタ用の受光素子が、半導体発光素子チップからの光を受光する受光面を含み、その受光面が、搭載部よりも高い位置に配されている。

この第１の局面によるマウント部材では、上記のように、受光素子の受光面を、半導体発光素子チップの搭載部よりも高い位置に配することによって、受光素子の受光面の高さを、半導体発光素子チップの発光点の高さに近付けることができる。このため、受光素子に入る光の光量を大きくすることができるので、受光素子で得られるモニタ電流を増加させることができる。これにより、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

なお、上記第１の局面によるマウント部材において、半導体発光素子チップとして半導体レーザチップを搭載部上に設置した場合には、上記受光素子では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。そのため、自然放出光による影響は小さくなる。したがって、このようなマウント部材を用いることによって、半導体レーザチップの前方側の出力光（レーザ光）を、受光素子のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができるので、半導体レーザチップ（半導体発光素子チップ）の光出力を精度良く制御することができる。

また、第１の局面では、モニタ用の受光素子をマウント部材に一体的に形成することによって、受光素子をステム上に設置する必要がなくなるため、半導体発光装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなマウント部材を用いれば、ステムの上面上に受光素子を設置するための場所を確保する必要もなくなるため、半導体発光装置の小型化を図ることも可能となる。

上記第１の局面によるマウント部材において、好ましくは、マウント基板には、段差部が形成されており、搭載部が、段差部の凹側に設けられているとともに、受光素子の受光面が、段差部の凸側に配されている。このように構成すれば、容易に、受光素子の受光面を、半導体発光素子チップの搭載部よりも高い位置に配することができるので、容易に、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することが可能なマウント部材を得ることができる。

上記第１の局面によるマウント部材において、マウント基板は、シリコンから構成することができる。

この発明の第２の局面による半導体発光装置は、上記第１の局面によるマウント部材と、このマウント部材の搭載部上に設置された半導体発光素子チップとを備えている。

この第２の局面による半導体発光装置では、上記のように構成することによって、容易に、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。また、上記のように構成することによって、容易に、半導体発光装置の組立工数の増加を抑制することができるとともに、容易に、半導体発光装置の小型化を図ることができる。

上記第２の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、前方側および後方側にレーザ光を出力する半導体レーザチップであり、この半導体レーザチップが、その後方側に受光素子が位置するように、マウント部材の搭載部上に設置されており、受光素子で受光した光をモニタすることで半導体レーザチップから前方側に出力されるレーザ光が調整されるように構成されているのが好ましい。このように構成すれば、マウント部材において、受光素子の受光面の高さを、半導体レーザチップの発光点の高さに近付けることができるので、受光素子に入る光（レーザ光）の光量を大きくすることができる。このため、受光素子で得られるモニタ電流を増加させることができる。なお、上記受光素子では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、受光素子で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。そのため、自然放出光による影響は小さくなる。したがって、半導体レーザチップの前方側の出力光（レーザ光）を、受光素子のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができるので、半導体発光装置（半導体レーザチップ）の光出力を精度良く制御することができる。

この場合において、受光素子の受光面の高さが、半導体レーザチップの発光点の高さ以下であるのが好ましい。このように構成すれば、より容易に、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

上記第２の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、窒化物系半導体層を含んでいてもよい。このような構成を上記第２の局面による半導体発光装置に適用すれば、自然放出光の発生量が多い窒化物系半導体を用いた半導体発光素子チップを設置（搭載）した場合でも、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

上記第２の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、発光した光を透過する半導体基板を有していてもよい。

上記第２の局面による半導体発光装置において、好ましくは、半導体発光素子チップは、半導体基板と、半導体基板の上面上に形成された発光層とをさらに含み、発光層が、半導体基板に対して、マウント部材とは反対側に位置するように、半導体発光素子チップが、搭載部上に設置されている。すなわち、上記半導体発光素子チップは、ジャンクションアップで搭載部上に設置されているのが好ましい。このように構成すれば、半導体発光素子チップを設置する際に、発光層に歪みが導入されるのを抑制することができる。このため、発光層に歪みが導入されることに起因して、出射光の放射光パターンにリップルが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。また、半導体発光素子チップとして窒化物系の半導体レーザチップを設置した場合には、動作電圧の上昇を抑制することができる。

この発明の第３の局面によるマウント部材は、半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、マウント基板に一体的に形成され、搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備えている。そして、マウント基板は、搭載部に対し斜め上方向に沿う傾斜面を含み、受光素子は、この傾斜面に形成されている。

この第３の局面によるマウント部材では、上記のように、マウント基板に、搭載部に対し斜め上方向に沿う傾斜面を形成するとともに、その傾斜面に受光素子を形成することによって、半導体発光素子チップからの光を受光素子で受光し易くすることができる。このため、受光素子に入る光の光量を大きくすることができるので、受光素子で得られるモニタ電流を増加させることができる。これにより、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

なお、上記第３の局面によるマウント部材において、半導体発光素子チップとして半導体レーザチップを搭載部上に設置した場合には、上記受光素子では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。そのため、自然放出光による影響は小さくなる。したがって、このようなマウント部材を用いることによって、半導体レーザチップの前方側の出力光（レーザ光）を、受光素子のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができるので、半導体レーザチップ（半導体発光素子チップ）の光出力を精度良く制御することができる。

また、第３の局面では、モニタ用の受光素子をマウント部材に一体的に形成することによって、受光素子をステム上に設置する必要がなくなるため、半導体発光装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなマウント部材を用いれば、ステムの上面上に受光素子を設置するための場所を確保する必要もなくなるため、半導体発光装置の小型化を図ることも可能となる。

上記第３の局面によるマウント部材において、好ましくは、受光素子は、半導体発光素子チップからの光を受光する受光面を含み、マウント基板の傾斜面は、この受光面を有している。このように構成すれば、容易に、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

この発明の第４の局面によるマウント部材は、半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、マウント基板に一体的に形成され、搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備えている。そして、モニタ用の受光素子は、半導体発光素子チップからの光が入射される入射面を含み、この入射面は、搭載部に近い側の幅が、搭載部に遠い側の幅よりも小さい。

この第４の局面によるマウント部材では、上記のように、受光素子の入射面を、搭載部に近い側の幅が搭載部に遠い側の幅よりも小さくなるように形成することによって、たとえば、半導体発光素子チップとして半導体レーザチップを搭載部上に設置した場合に、半導体レーザチップからの自然放出光を、受光素子で受光し難くすることができる。すなわち、自然放出光は、レーザ光に比べて放射角が広いため、受光素子の入射面を上記のような形状に形成することによって、受光素子に入る自然放出光の光量を低減することができる。このため、このようなマウント部材を用いることによって、半導体レーザチップの前方側の出力光（レーザ光）を、受光素子のモニタ電流に対して、光出力が閾値を持たずにリニアに上昇させることができるので、半導体レーザチップ（半導体発光素子チップ）の光出力を精度良く制御することができる。

また、第４の局面では、モニタ用の受光素子をマウント部材に一体的に形成することによって、受光素子をステム上に設置する必要がなくなるため、半導体発光装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなマウント部材を用いれば、ステムの上面上に受光素子を設置するための場所を確保する必要もなくなるため、半導体発光装置の小型化を図ることも可能となる。

上記第３および第４の局面によるマウント部材において、マウント基板は、シリコンから構成することができる。

この発明の第５の局面による半導体発光装置は、上記第３または第４の局面によるマウント部材と、このマウント部材の搭載部上に設置された半導体発光素子チップとを備えている。

この第５の局面による半導体発光装置では、上記のように構成することによって、容易に、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。また、上記のように構成することによって、容易に、半導体発光装置の組立工数の増加を抑制することができるとともに、容易に、半導体発光装置の小型化を図ることができる。

上記第５の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、前方側および後方側にレーザ光を出力する半導体レーザチップであり、この半導体レーザチップが、その後方側に受光素子が位置するように、マウント部材の搭載部上に設置されており、受光素子で受光した光をモニタすることで半導体レーザチップから前方側に出力されるレーザ光が調整されるように構成されているのが好ましい。このように構成すれば、半導体レーザチップの前方側の出力光（レーザ光）を、受光素子のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができるので、半導体発光装置（半導体レーザチップ）の光出力を精度良く制御することができる。

上記第５の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、窒化物系半導体層を含んでいてもよい。このような構成を上記第２の局面による半導体発光装置に適用すれば、自然放出光の発生量が多い窒化物系半導体を用いた半導体発光素子チップを設置（搭載）した場合でも、半導体発光素子チップの光出力を精度良く制御することができる。

上記第５の局面による半導体発光装置において、半導体発光素子チップは、発光した光を透過する半導体基板を有していてもよい。

この場合において、好ましくは、半導体発光素子チップは、半導体基板と、半導体基板の上面上に形成された発光層とをさらに含み、発光層が、半導体基板に対して、マウント部材とは反対側に位置するように、半導体発光素子チップが、搭載部上に設置されている。すなわち、上記半導体発光素子チップは、ジャンクションアップで搭載部上に設置されているのが好ましい。このように構成すれば、半導体発光素子チップを設置する際に、発光層に歪みが導入されるのを抑制することができる。このため、発光層に歪みが導入されることに起因して、出射光の放射光パターンにリップルが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。また、半導体発光素子チップとして窒化物系の半導体レーザチップを設置した場合には、動作電圧の上昇を抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、光出力を精度良く制御することが可能なマウント部材およびそのマウント部材を備えた半導体発光装置を容易に得ることができる。

また、本発明によれば、組立工数が増加するのを抑制することが可能であり、かつ、小型化を図ることが可能なマウント部材およびそのマウント部材を備えた半導体発光装置を容易に得ることができる。

本発明の第１実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクの断面図（図２のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクの一部を拡大して示した断面図（半導体レーザチップが設置された状態の図）である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクを用いた半導体レーザ装置の斜視図（キャップを外した状態の図）である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクを用いた半導体レーザ装置の斜視図（キャップを取り付けた状態の図）である。 ヒートシンクに設置される半導体レーザチップを簡略化して示した斜視図である。 半導体レーザチップをジャンクションアップでヒートシンクに設置した状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクに半導体レーザチップが設置された状態を示した断面図である。 比較例によるヒートシンクを説明するための斜視図である。 比較例によるヒートシンクを説明するための断面図である。 実施例１におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。 比較例におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクの断面図（図１５のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクを用いた半導体レーザ装置の斜視図（キャップを外した状態の図）である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクに半導体レーザチップが設置された状態を示した断面図である。 実施例２におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。 本発明の第３実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第３実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第３実施形態によるヒートシンクの断面図（図２１のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第３実施形態によるヒートシンクを用いた半導体レーザ装置の斜視図（キャップを外した状態の図）である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンクに半導体レーザチップが設置された状態を示した平面図である。 実施例３におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。 本発明の第４実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第４実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第４実施形態によるヒートシンクの断面図（図２７のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第５実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第５実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第５実施形態によるヒートシンクの断面図（図３０のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクの断面図（図３３のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第７実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第７実施形態によるヒートシンクの平面図である。 本発明の第７実施形態によるヒートシンクの断面図（図３６のａ−ａ線に沿った断面に対応する図）である。 従来の一例による半導体レーザ装置を示した模式図である。 従来の他の一例による半導体レーザ装置を示した模式図である。 従来の他の一例による半導体レーザ装置におけるモニタ電流と光出力との関係を示したグラフである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
以下に、図１〜図９を参照して、第１実施形態によるヒートシンクＡ１およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）Ｂ１の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ１は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第１実施形態によるヒートシンクＡ１は、図１〜図３に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板１０を備えている。このシリコン基板１０の上面には、後述する半導体レーザチップ２０（図３参照）が設置（マウント）される搭載部１１が設けられている。また、シリコン基板１０の上面には、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子１２が一体的に形成されている。このヒートシンクＡ１（シリコン基板１０）は、図２に示すように、平面的に見て、矩形状に形成されており、Ｘ方向に、約１０００μｍの長さＬ１を有しているとともに、Ｘ方向と直交するＹ方向に、約６００μｍの幅Ｗを有している。なお、シリコン基板１０は、本発明の「マウント基板」の一例であり、半導体レーザチップ２０は、本発明の「半導体発光素子チップ」の一例である。

ここで、第１実施形態では、ヒートシンクＡ１を構成するシリコン基板１０の上面に、底面１３ａ、上面１３ｂおよび側壁１３ｃを含む段差部１３が形成されている。この段差部１３は、図１および図２に示すように、シリコン基板１０の一方の端部側（矢印Ｘ１側）の領域が、エッチングなどによって、シリコン基板１０の上面側から厚み方向に掘り込まれることにより形成されている。このため、シリコン基板１０の上面において、一方の端部側（矢印Ｘ１側）に、段差部１３の底面１３ａが配され、他方の端部側（矢印Ｘ２側）に、段差部１３の上面１３ｂが配されている。なお、シリコン基板１０の厚みは、約２１５μｍであり、段差部１３を形成するための掘り込み深さｄ（図４参照）は、約８０μｍである。また、段差部１３の底面部分の長さＬ１１は、約４５０μｍであり、段差部１３の上面部分の長さＬ１２は、約５５０μｍである。

モニタ用の受光素子１２は、たとえば、ｐｉｎフォトダイオードからなり、インプラントなどの方法によって、シリコン基板１０の上面に直接作り込まれている。

また、第１実施形態では、上記受光素子１２は、段差部１３の上面１３ｂ（凸側の領域）に形成されている。そして、段差部１３の上面１３ｂにおいて、受光素子１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面１２ａとなっている。この受光面１２ａは、図２に示すように、平面的に見て、略矩形状に形成されている。また、受光面１２ａの所定部分には、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成されている。この電極１４は、半導体レーザチップ２０から出射された光が入射しない位置に配設されているのが好ましい。

一方、半導体レーザチップ２０が設置される搭載部１１は、段差部１３の底面１３ａ（凹側の領域）に設けられている。すなわち、第１実施形態によるヒートシンクＡ１は、図３および図４に示すように、半導体レーザチップ２０が設置される搭載部１１が、受光素子１２の受光面１２ａよりも低い位置に設けられている。言い換えると、受光素子１２の受光面１２ａが、搭載部１１よりも高い位置に配されている。

また、シリコン基板１０の上面上には、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１５が形成されている。この金属多層膜１５は、受光面１２ａを除いた領域に形成されている。

また、シリコン基板１０の下面上には、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１６が全面に形成されている。

第１実施形態による半導体レーザ装置Ｂ１は、図５および図６に示すように、上記したヒートシンクＡ１を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。また、第１実施形態による半導体レーザ装置は、上記ヒートシンクＡ１に加えて、半導体レーザチップ２０、金属製のステム３０、キャップ４０（図６参照）、および、３本のリードピン５０〜５２を備えている。

ステム３０は、鉄または銅などの金属材料から構成されており、円板状に形成されている。このステム３０の上面側には、放熱機能を有するブロック部３１が一体的に形成されている。また、ステム３０の所定部分には、リードピン５１および５２がそれぞれ挿通される貫通孔３２および３３が形成されている。

半導体レーザチップ２０は、窒化物系半導体からなる。この半導体レーザチップ２０は、図７および図８に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２１上に、複数の窒化物系半導体層を含む積層体２２が形成された構造を有している。また、積層体２２は、ｎ型ＧａＮ基板２１側から、ｎ型の窒化物系半導体層２２ａ、発光層（活性層）２２ｂ、ｐ型の窒化物系半導体層２２ｃが順次形成された構造を有している。なお、ｎ型ＧａＮ基板２１は、本発明の「半導体基板」の一例である。また、ｎ型の窒化物系半導体層２２ａおよびｐ型の窒化物系半導体層２２ｃは、それぞれ、１層以上の半導体層を含んでいる。

また、半導体レーザチップ２０の積層体２２（ｐ型の窒化物系半導体層２２ｃ）には、断面凸状のリッジ部２３が形成されており、このリッジ部２３の両脇には、ＳｉＯ２やＴｉＯ２などの誘電体膜からなる埋め込み層２４が形成されている。これにより、素子に注入される電流の経路が狭窄されて発光効率が高められるとともに、発振閾値電流が低減される。

また、積層体２２の上面上には、ｐ側電極２５が形成されている。一方、ｎ型ＧａＮ基板２１の下面上には、ｎ側電極２６が形成されており、このｎ側電極２６の下面上には、メタライズのための金属多層膜２７が形成されている。

さらに、半導体レーザチップ２０は、一対の共振器端面（前方端面２８および後方端面２９）を有しており、前方端面２８から前方側にレーザ光を出力するとともに、後方端面２９から後方側にもレーザ光を出力する。なお、半導体レーザチップ２０の厚みは、約１００μｍであり、レーザ光を出力（出射）する発光点Ｃは、半導体レーザチップ２０の上面から約０．５μｍの所に位置している。

以上の構成が、半導体レーザ装置Ｂ１に搭載される半導体レーザチップ２０の基本構成である。

ここで、第１実施形態では、図８に示すように、上記半導体レーザチップ２０が、ヒートシンクＡ１の搭載部１１上に、ジャンクションアップで設置（マウント）されている。具体的には、ｎ型ＧａＮ基板２１に対して発光層２２ｂがヒートシンクＡ１とは反対側に位置するように、上記半導体レーザチップ２０が、半田層１７を介して、ヒートシンクＡ１の搭載部１１（図１参照）上に固定されている。この半田層１７は、たとえば、Ａｕ_0.7Ｓｎ_0.3からなり、図３に示すように、蒸着法などによって、ヒートシンクＡ１の搭載部１１（図１および図２参照）に位置する金属多層膜１５上に予め形成されている。

なお、窒化物系の半導体レーザチップ２０では、ｐ型の半導体層のキャリア濃度が小さいため、コンタクト抵抗が不安定になり易い。このため、リッジ部２３を下側（ヒートシンク側）にするジャンクションダウンで半導体レーザチップ２０を設置した場合、動作電圧が上昇するという不都合が生じる。また、ジャンクションダウンで設置した場合、発光層２２ｂや光導波路が歪（マウント歪み）を受けて、レーザ光の放射光パターンにリップルが発生するという不都合も生じる。

これに対し、半導体レーザチップ２０をジャンクションアップで設置（マウント）した場合には、上記不都合を解消することが可能となる。

また、第１実施形態では、図４に示すように、半導体レーザチップ２０がヒートシンクＡ１の搭載部１１上にジャンクションアップで設置された状態で、受光素子１２の受光面１２ａの高さが、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（発光層２２ｂ）の高さ以下の高さとなっている。具体的には、受光素子１２の受光面１２ａが、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（発光層２２ｂ）の下方側に配されている。

半導体レーザチップ２０が設置されたヒートシンクＡ１は、図５に示すように、半田層１８を介して、ブロック部３１の所定位置に設置（マウント）されている。この半田層１８は、たとえば、Ａｕ_0.7Ｓｎ_0.3からなり、図３および図４に示すように、ヒートシンクＡ１の下面側の金属多層膜１６上に、蒸着法などによって予め形成されている。

３本のリードピン５０、５１および５２の内、リードピン５０は、ステム３０に直接取り付けられている。このため、このリードピン５０は、ブロック部３１と電気的に接続された状態となっている。一方、図５に示すように、３本のリードピン５０、５１および５２の内、リードピン５１および５２は、その一方端部がステム３０の上面側に突出するように、貫通孔３２および３３に挿通されている。そして、絶縁体３４を介して、ステム３０に絶縁固定されている。

また、半導体レーザチップ２０のｐ側電極２５（図７および図８参照）は、金属ワイヤ５５を介して、リードピン５１と電気的に接続されている。一方、図４に示すように、半導体レーザチップ２０のｎ側電極２６は、金属多層膜２７および半田層１７を介して、ヒートシンクＡ１の金属多層膜１５と電気的に接続されている。また、図５に示すように、金属多層膜１５（図４参照）は、金属ワイヤ５６を介して、ブロック部３１と電気的に接続されている。なお、上述したように、ブロック部３１は、リードピン５０と電気的に接続されている。このため、半導体レーザチップ２０のｎ側電極２６は、リードピン５０と電気的に接続されていることになる。さらに、受光素子１２の電極１４は、金属ワイヤ５７を介して、リードピン５２と電気的に接続されている。

また、キャップ４０は、図６に示すように、ステム３０の上面上に半導体レーザチップ２０（図５参照）などを覆うように取り付けられている。このキャップ４０は、銅などの金属材料によって構成されており、一面を開放した円筒形状に形成されている。また、キャップ４０の開放端には、フランジ部４１が設けられており、キャップ４０の閉鎖端には、半導体レーザチップ２０（図５参照）から出射されるレーザ光を取り出すための出射孔４２が設けられている。その出射孔４２は、ガラス４３によって覆われている。また、キャップ４０は、そのフランジ部４１がステム３０に溶接されることによって、半導体レーザチップ２０などを覆うように、ステム３０の上面上に固定されている。このキャップ４０は、外部からのゴミおよび外部応力や光学的干渉から半導体レーザチップ２０を保護する機能を有している。なお、半導体レーザチップ２０は、ステム３０とキャップ４０とによって、気密封止されている。

上記のように構成された半導体レーザ装置Ｂ１では、リードピン５１とリードピン５２との間に電流を印加すると、半導体レーザチップ２０に電流が印加される。これにより、図９に示すように、前方端面２８および後方端面２９からレーザ光が出射される。後方端面２９から出射されたレーザ光は、モニタ用の受光素子１２で受光され、レーザ光の出力が電流値としてモニタされる。そして、受光素子１２で得られたレーザ光のモニタ結果（モニタ電流）が駆動回路（図示せず）にフィードバックされ、半導体レーザチップ２０の前方端面から出射されるレーザ光の光出力が一定となるように、半導体レーザチップ２０に印加される電流が制御される。

ここで、半導体レーザチップ２０のｎ型ＧａＮ基板２１は、半導体レーザチップ２０からの光（レーザ光および自然放出光）を透過する性質を有しているため、半導体レーザチップ２０をジャンクションアップで設置した場合、発光層２２ｂよりも下側に位置するｎ型ＧａＮ基板２１を自然放出光が透過してしまう。このような場合、従来のヒートシンクでは、受光素子によって自然放出光が受光され易くなる。

しかしながら、第１実施形態では、ヒートシンクＡ１に段差部１３が形成されているため、ｎ型ＧａＮ基板２１を透過した自然放出光は、段差部１３の側壁１３ｃによって遮られるので、自然放出光が受光素子１２の受光面１２ａに入るのを妨げることができる。このため、受光素子１２によって受光される自然放出光の光量が低減される。

なお、このことは、半導体レーザチップ２０に、たとえば、サファイア基板を用いた場合も同様である。

第１実施形態では、上記のように、シリコン基板１０の上面に段差部１３を形成することによって、受光素子１２の受光面１２ａを、半導体レーザチップ２０の搭載部１１よりも高い位置に配することができる。このため、受光素子１２の受光面１２ａの高さを、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（発光層２２ｂ）の高さに近付けることができるので、受光素子１２の受光面１２ａに入る光の光量を大きくすることができる。これにより、受光素子１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。なお、上記受光素子１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。また、ｎ型ＧａＮ基板２１を透過した自然放出光は、段差部１３の側壁１３ｃによって遮られるため、受光素子１２の受光面１２ａに入る自然放出光の光量をさらに低減することができる。そのため、自然放出光による影響は非常に小さくなる。したがって、このようなヒートシンクＡ１を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８から出射されるレーザ光）を、受光素子１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力を精度良く制御することができる。

また、第１実施形態では、モニタ用の受光素子１２をヒートシンクＡ１に一体的に形成することによって、受光素子１２をステム３０上に設置する必要がなくなるため、半導体レーザ装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなヒートシンクＡ１を用いることによって、ステム３０の上面上に受光素子１２を設置するための場所を確保する必要もなくなる。このため、半導体レーザ装置の小型化を図ることも可能となる。たとえば、ステム３０の外径がφ３．３ｍｍである小型パッケージサイズの半導体レーザ装置にも上記構成を適用することが可能となる。

また、第１実施形態では、半導体レーザチップ２０を、ヒートシンクＡ１の搭載部１１上に、ジャンクションアップで設置することによって、上述のように、発光層２２ｂに歪（マウント歪）が導入されるのを抑制することができる。このため、発光層２２ｂに歪が導入されることに起因して、出射光の放射光パターンにリップルが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。また、このように構成することによって、半導体レーザチップ２０における動作電圧の上昇を抑制することもできる。

次に、図９〜図１３を参照して、上記第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、第１実施形態と同様のヒートシンクを用いて組み立てた半導体レーザ装置を実施例１とし、従来構造を有するヒートシンクを用いて組み立てた半導体レーザ装置を比較例として、受光素子で得られるモニタ電流（Ｉ_m）の測定を行った。また、実施例１および比較例の各々について、モニタ電流と光出力との関係を求めた。

なお、比較例によるヒートシンクは、図１０および図１１に示すように、段差部が形成されていない点を除き、実施例１と同じ構成とした。すなわち、比較例によるヒートシンクは、平板状のヒートシンクであり、シリコン基板１０の上面に形成された受光素子１２の受光面１２ａが、半導体レーザチップ２０が設置される搭載部１１と実質的に同じ高さとなっている。

また、半導体レーザチップ２０（図９および図１１参照）は、実施例１および比較例のいずれにおいても、ジャンクションアップで設置（マウント）した。また、実施例１および比較例による半導体レーザ装置は、設置（マウント）されるヒートシンクを除き、同様の構成とした。

モニタ電流（Ｉ_m）の測定では、実施例１および比較例について、それぞれ、１０個の半導体レーザ装置を組み立て、これらの半導体レーザ装置を用いて、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光の光出力が１０ｍＷの時の電流値（受光素子で得られる電流値）をそれぞれ測定した。そして、測定した各１０個の電流値の平均値をもって、実施例１および比較例のモニタ電流（Ｉ_m）とした。その結果を、表１に示す。

上記表１に示すように、実施例１では、比較例に比べて、モニタ電流（Ｉ_m）の値が大きく上昇することが認められた。具体的には、モニタ電流（Ｉ_m）の値は、比較例では０．００８ｍＡであったのに対し、実施例１では０．１３８ｍＡであり、実施例１では、比較例に対して、モニタ電流（Ｉ_m）の値が１０倍以上（約１７倍）に上昇した。これより、シリコン基板の上面に段差部を形成することにより、受光素子の受光面を、半導体レーザチップの搭載部よりも高い位置に配することによって、受光素子で得られるモニタ電流が顕著に増加することが確認された。

図１２は、実施例１におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。図１３は、比較例におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。図１２および図１３の横軸は、それぞれ、受光素子で得られるモニタ電流Ｉ_m［ｍＡ］を示しており、図１２および図１３の縦軸は、それぞれ、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光の光出力Ｌ［ｍＷ］を示している。

モニタ電流Ｉ_mと光出力Ｌとの関係は、実施例１では、図１２に示すように、原点を通る直線となっている。これに対し、比較例では、図１３に示すように、モニタ電流Ｉ_mに対して光出力Ｌがリニアには上昇せず、閾値を持つ結果となっている。

これより、実施例１では、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光を、受光素子のモニタ電流に対して、その光出力が閾値を持たずにリニアに上昇させることが可能であることが確認された。なお、モニタ電流（Ｉ_m）の測定結果を考慮すると、受光素子で得られるモニタ電流が増加することによって、自然放出光による影響が小さくなり、これによって、光出力がリニアに上昇するものと容易に考えることができる。

（第２実施形態）
以下に、図７、図８および図１４〜図１８を参照して、第２実施形態によるヒートシンクＡ２およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）Ｂ２の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ２は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第２実施形態によるヒートシンクＡ２は、図１４〜図１６に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板１０を備えている。このシリコン基板１０の上面には、半導体レーザチップ２０（図７および図１６参照）が設置（マウント）される搭載部１１が設けられている。また、シリコン基板１０の上面には、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子１１２が一体的に形成されている。このヒートシンクＡ２（シリコン基板１０）は、図１５に示すように、平面的に見て、矩形状に形成されており、Ｘ方向に、約１０００μｍの長さＬ１を有しているとともに、Ｘ方向と直交するＹ方向に、約６００μｍの幅Ｗを有している。

ここで、第２実施形態では、図１４〜図１６に示すように、ヒートシンクＡ２を構成するシリコン基板１０の上面に、たとえば、異方性エッチングによって傾斜面１１０が形成されている。また、シリコン基板１０の上面には、上記傾斜面１１０とともに、平坦面１１１も形成されている。この傾斜面１１０は、平坦面１１１に対し斜め上方向に沿うように形成されており、その傾斜角度θ（図１６参照）は、たとえば、約３０°である。また、シリコン基板１０の上面において、一方の端部側（矢印Ｘ１側）に、上記平坦面１１１が配されており、他方の端部側（矢印Ｘ２側）に、上記傾斜面１１０が配されている。なお、シリコン基板１０の厚みは、約２１５μｍであり、傾斜面１１０の傾斜角度θが、所定の角度（たとえば、約３０°）となるように、異方性エッチングなどによって、シリコン基板１０の所定部分が除去されている。また、平坦面１１１のＸ方向の長さＬ２１は、約５００μｍであり、傾斜面１１０のＸ方向の長さＬ２２も、約５００μｍである。

モニタ用の受光素子１１２は、上記第１実施形態と同様、たとえば、ｐｉｎフォトダイオードからなり、インプラントなどの方法によって、シリコン基板１０に直接作り込まれている。

また、第２実施形態では、上記受光素子１１２は、傾斜面１１０の所定部分に形成されている。そして、傾斜面１１０における受光素子１１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面１１２ａとなっている。このため、傾斜面１１０の一部が、受光素子１１２の受光面１１２ａとなっている。この受光面１１２ａは、図１５に示すように、平面的に見て、略矩形状に形成されている。また、受光面１１２ａの所定部分には、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成されている。この電極１４は、後述する半導体レーザチップ２０から出射された光が入射しない位置に配設されているのが好ましい。

一方、半導体レーザチップ２０が設置される搭載部１１は、平坦面１１１の所定領域に設けられている。すなわち、第２実施形態によるヒートシンクＡ２は、搭載部１１に対し斜め上方向に沿う傾斜面１１０を有しており、この傾斜面１１０に受光素子１１２（受光面１１２ａ）が形成されている。

なお、第２実施形態によるヒートシンクＡ２のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。具体的には、図１６に示すように、シリコン基板１０の上面上には、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１５が形成されている。この金属多層膜１５は、受光面１１２ａを除いた領域に形成されている。また、シリコン基板１０の下面上にも、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１６が全面に形成されている。上記ヒートシンクＡ２の搭載部１１（図１４および図１５参照）に位置する金属多層膜１５上には、半導体レーザチップ２０を固定するための半田層１７が蒸着法などによって予め形成されている。また、ヒートシンクＡ２の下面側の金属多層膜１６上には、ヒートシンクＡ２を固定するための半田層１８が蒸着法などによって予め形成されている。

第２実施形態による半導体レーザ装置Ｂ２は、図１７に示すように、上記したヒートシンクＡ２を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第２実施形態による半導体レーザ装置Ｂ２において、ヒートシンクＡ２以外の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、半導体レーザチップ２０は、図７および図８に示した上記第１実施形態と同様の半導体レーザチップである。この半導体レーザチップ２０は、上述したように、窒化物系半導体からなり、上記第１実施形態と同様、ジャンクションアップでヒートシンクＡ２の搭載部１１上に設置されている。

また、第２実施形態による半導体レーザ装置Ｂ２は、図１８に示すように、ヒートシンクＡ２の傾斜面１１０に受光素子１１２（受光面１１２ａ）が形成されることによって、受光素子１１２の受光面１１２ａが、レーザ光の出射方向を向くように構成されている。このため、受光面１１２ａに入射されるレーザ光の入射角度が小さくなるように、ヒートシンクＡ２が形成されている。これにより、半導体レーザチップ２０の後方端面２９から出射されたレーザ光は、モニタ用の受光素子１１２で効率よく受光され、レーザ光の出力が電流値としてモニタされる。そして、受光素子１１２で得られたレーザ光のモニタ結果（モニタ電流）が駆動回路（図示せず）にフィードバックされ、半導体レーザチップ２０の前方端面から出射されるレーザ光の光出力が一定となるように、半導体レーザチップ２０に印加される電流が制御される。

第２実施形態では、上記のように、シリコン基板１０に、搭載部１１に対し斜め上方向に沿う傾斜面１１０を形成するとともに、その傾斜面１１０に受光素子１１２（受光面１１２ａ）を形成することによって、半導体レーザチップ２０からの光を受光素子１１２で受光し易くすることができる。このため、受光素子１１２に入る光の光量を大きくすることができるので、受光素子１１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。なお、上記受光素子１１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子１１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。そのため、自然放出光による影響は小さくなる。したがって、このようなヒートシンクＡ２を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８から出射されるレーザ光）を、受光素子１１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることができる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力を精度良く制御することができる。

また、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、モニタ用の受光素子１１２をヒートシンクＡ２に一体的に形成することによって、受光素子１１２をステム３０上に設置する必要がなくなるため、半導体レーザ装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなヒートシンクＡ２を用いることによって、ステム３０の上面上に受光素子１１２を設置するための場所を確保する必要もなくなる。このため、半導体レーザ装置の小型化を図ることも可能となる。たとえば、ステム３０の外径がφ３．３ｍｍである小型パッケージサイズの半導体レーザ装置にも上記構成を適用することが可能となる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図１３および図１９を参照して、上記第２実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験は、上記第１実施形態と同様の方法で行った。また、第２実施形態と同様のヒートシンクを用いて組み立てた半導体レーザ装置を実施例２とし、比較例には、上記第１実施形態で行った実験の結果を用いた。

モニタ電流（Ｉ_m）の測定結果を表２に示す。

上記表２に示すように、実施例２でも、比較例に比べて、モニタ電流（Ｉ_m）の値が大きく上昇することが認められた。具体的には、モニタ電流（Ｉ_m）の値は、比較例では０．００８ｍＡであったのに対し、実施例２では０．２２４ｍＡであり、実施例２では、比較例に対して、モニタ電流（Ｉ_m）の値が２０倍以上（約２８倍）に上昇した。これより、シリコン基板に傾斜面を形成するとともに、その傾斜面に受光素子（受光面）を形成することによって、受光素子で得られるモニタ電流がより顕著に増加することが確認された。

図１９は、実施例２におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。図１９の横軸は、受光素子で得られるモニタ電流Ｉ_m［ｍＡ］を示しており、図１９の縦軸は、それぞれ、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光の光出力Ｌ［ｍＷ］を示している。

モニタ電流Ｉ_mと光出力Ｌとの関係は、実施例２では、図１９に示すように、原点を通る直線となっている。これに対し、比較例では、図１３に示したように、モニタ電流Ｉ_mに対して光出力Ｌがリニアには上昇せず、閾値を持つ結果となっている。

これより、実施例２でも、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光を、受光素子のモニタ電流に対して、その光出力が閾値を持たずにリニアに上昇させることが可能であることが確認された。なお、モニタ電流（Ｉ_m）の測定結果を考慮すると、受光素子で得られるモニタ電流が増加することによって、自然放出光による影響が小さくなり、これによって、光出力がリニアに上昇するものと容易に考えることができる。

（第３実施形態）
以下に、図２０〜図２４を参照して、第３実施形態によるヒートシンクＡ３およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）Ｂ３の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ３は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第３実施形態によるヒートシンクＡ３は、図２０〜図２２に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板１０を備えている。このシリコン基板１０は、平板状に形成されており、シリコン基板１０の上面には、半導体レーザチップ２０（図７および図２２参照）が設置（マウント）される搭載部１１が設けられている。また、シリコン基板１０の上面には、半導体レーザチップの光出力をモニタするモニタ用の受光素子２１２が一体的に形成されている。このヒートシンクＡ３（シリコン基板１０）は、図２１に示すように、平面的に見て、矩形状に形成されており、Ｘ方向に、約１０００μｍの長さＬ１を有しているとともに、Ｘ方向と直交するＹ方向に、約６００μｍの幅Ｗを有している。なお、シリコン基板１０は、約２１５μｍの厚みを有している。

モニタ用の受光素子２１２は、上記第１および第２実施形態と同様、たとえば、ｐｉｎフォトダイオードからなり、インプラントなどの方法によって、シリコン基板１０に直接作り込まれている。また、モニタ用の受光素子２１２は、シリコン基板１０の上面において、他方の端部側（矢印Ｘ２側）に形成されている。そして、シリコン基板１０の上面における受光素子２１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面２１２ａとなっている。一方、上記搭載部１１は、シリコン基板１０の上面において、一方の端部側（矢印Ｘ１側）に設けられている。

ここで、第３実施形態では、図２０および図２１に示すように、受光素子２１２の受光面２１２ａは、レーザ光が入射される入射面２１２ｂと、この入射面２１２ｂと連続的に形成され、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成される電極形成面２１２ｃとを含んでいる。また、受光素子２１２の入射面２１２ｂは、レーザ光が受光面２１２ａに入射する部分の形状と対応する形状に形成されている。すなわち、受光素子２１２の入射面２１２ｂの形状が、レーザ光の出射光分布に合わせた形状となっている。具体的には、図２１に示すように、この入射面２１２ｂは、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなっている。より具体的には、受光素子２１２の入射面２１２ｂは、平面的に見て、略台形状に形成されている。また、受光素子２１２の入射面２１２ｂにおいて、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１は、約１５０μｍであり、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２は、約５００μｍであり、Ｘ方向の長さＬ３は、約５００μｍである。

なお、第３実施形態によるヒートシンクＡ３のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。具体的には、図２２に示すように、シリコン基板１０の上面上には、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１５が形成されている。この金属多層膜１５は、受光面２１２ａを除いた領域に形成されている。また、シリコン基板１０の下面上には、シリコン基板１０側から、Ｔｉ層（図示せず）、Ｐｔ層（図示せず）およびＡｕ層（図示せず）が順次積層された積層構造を有する金属多層膜１６が全面に形成されている。上記ヒートシンクＡ３の搭載部１１（図１および図２参照）に位置する金属多層膜１５上には、半導体レーザチップ２０を固定するための半田層１７が蒸着法などによって予め形成されている。また、ヒートシンクＡ３の下面側の金属多層膜１６上には、ヒートシンクＡ３を固定するための半田層１８が蒸着法などによって予め形成されている。

第３実施形態による半導体レーザ装置Ｂ３は、図２３に示すように、上記したヒートシンクＡ３を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第３実施形態による半導体レーザ装置Ｂ３において、ヒートシンクＡ３以外の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。また、半導体レーザチップ２０は、上記第１および第２実施形態と同様の窒化物系半導体からなり、ジャンクションアップでヒートシンクＡ３の搭載部１１（図２２参照）上に設置されている。

第３実施形態では、上記のように、受光素子２１２の入射面２１２ｂを、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなるように形成することによって、半導体レーザチップ２０からの自然放出光を、受光素子２１２で受光し難くすることができる。すなわち、図２４に示すように、自然放出光Ｎは、レーザ光Ｍに比べて、その放射角が広いため、受光素子２１２の入射面２１２ｂを上記のような形状に形成することによって、受光素子２１２に入る自然放出光の光量を低減することができる。このため、このようなヒートシンクＡ３を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側から出射されるレーザ光を、受光素子２１２のモニタ電流に対して、光出力が閾値を持たずにリニアに上昇させることができるので、半導体レーザチップ２０の光出力を精度良く制御することができる。

なお、半導体レーザチップ２０のｎ型ＧａＮ基板２１（図７および図８参照）は、上述したように、半導体レーザチップ２０からの光（レーザ光および自然放出光）を透過する性質を有しているため、半導体レーザチップ２０をジャンクションアップで設置した場合、発光層２２ｂ（図７参照）よりも下側に位置するｎ型ＧａＮ基板２１を自然放出光が透過してしまう。ｎ型ＧａＮ基板２１を透過した自然放出光は、半導体レーザチップ２０に近い方が強く、遠ざかるほど弱くなる。このため、受光素子２１２の入射面２１２ｂを、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１を狭く、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２を広くすることによって、効果的に、自然放出光の受光量を低減することができる。これにより、窒化物系半導体からなる半導体レーザチップ２０をジャンクションアップで設置した場合でも、半導体レーザチップ２０の光出力を精度良く制御することが可能となる。

また、第３実施形態では、上記第１および第２実施形態と同様、モニタ用の受光素子２１２をヒートシンクＡ３に一体的に形成することによって、受光素子２１２をステム３０上に設置する必要がなくなるため、半導体レーザ装置の組立工数が増加するのを抑制することができる。また、このようなヒートシンクＡ３を用いることによって、ステム３０の上面上に受光素子２１２を設置するための場所を確保する必要もなくなる。このため、半導体レーザ装置の小型化を図ることも可能となる。たとえば、ステム３０の外径がφ３．３ｍｍである小型パッケージサイズの半導体レーザ装置にも上記構成を適用することが可能となる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図１３および図２５を参照して、上記第３実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験は、上記第１実施形態と同様の方法で行った。また、第３実施形態と同様のヒートシンクを用いて組み立てた半導体レーザ装置を実施例３とし、比較例には、上記第１実施形態で行った実験の結果を用いた。

モニタ電流（Ｉ_m）の測定結果を表３に示す。

上記表３に示すように、実施例３では、モニタ電流（Ｉ_m）の値は、比較例と同程度の値となった。すなわち、実施例３では、受光素子で得られるモニタ電流が増加する傾向は見られなかった。

図２５は、実施例３におけるモニタ電流と光出力との相関を示したグラフである。図２５の横軸は、受光素子で得られるモニタ電流Ｉ_m［ｍＡ］を示しており、図２５の縦軸は、それぞれ、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光の光出力Ｌ［ｍＷ］を示している。

モニタ電流Ｉ_mと光出力Ｌとの関係は、実施例３では、図２５に示すように、原点を通る直線となっている。これに対し、比較例では、図１３に示したように、モニタ電流Ｉ_mに対して光出力Ｌがリニアには上昇せず、閾値を持つ結果となっている。

これより、実施例３でも、半導体レーザチップの前方端面から出射されるレーザ光を、受光素子のモニタ電流に対して、その光出力が閾値を持たずにリニアに上昇させることが可能であることが確認された。

なお、実施例３では、受光素子で得られるモニタ電流が比較例と同程度であるにもかかわらず、このような結果が得られたのは、搭載部に近い側の幅が搭載部に遠い側の幅よりも小さくなるように形成することによって、受光素子（入射面）に入る自然放出光の量が減少したためであると考えられる。

（第４実施形態）
以下に、図１、図７、図８および図２６〜図２８を参照して、第４実施形態によるヒートシンクＡ４およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ４は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第４実施形態によるヒートシンクＡ４は、図２６〜図２８に示すように、上記第１実施形態によるヒートシンクＡ１（図１参照）の構成と上記第２実施形態によるヒートシンクＡ２（図１４参照）の構成とを組み合わせた構成となっている。

具体的には、第４実施形態によるヒートシンクＡ４は、シリコン基板１０の上面に、底面１３ａ、上面１３ｂおよび側壁１３ｃを含む段差部１３が形成されている。また、段差部１３の上面１３ｂは、上記第２実施形態と同様の傾斜面１１０となっている。すなわち、段差部１３の上面１３ｂが、段差部１３の底面１３ａに対し斜め上方向に沿う傾斜面１１０となっている。

また、半導体レーザチップ２０（図７および図２８参照）が設置される搭載部１１は、段差部１３の底面１３ａ（凹側の領域）に設けられている。一方、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子１１２は、傾斜面１１０の所定部分に形成されている。そして、傾斜面１１０における受光素子１１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面１１２ａとなっている。このため、傾斜面１１０の一部が、受光素子１１２の受光面１１２ａとなっている。

受光素子１１２の受光面１１２ａは、図２７に示すように、平面的に見て、上記第２実施形態と同様の略矩形状に形成されている。また、受光面１１２ａの所定部分には、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成されている。この電極１４は、半導体レーザチップ２０から出射された光が入射しない位置に配設されているのが好ましい。

なお、上記受光素子１１２は、第１〜第３実施形態と同様、シリコン基板１０に直接作り込まれている。

第４実施形態によるヒートシンクＡ４のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。

また、第４実施形態による半導体レーザ装置は、上記したヒートシンクＡ４を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第４実施形態による半導体レーザ装置において、ヒートシンクＡ４以外の構成は、上記第１〜第３実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第４実施形態では、上記のように、シリコン基板１０の上面に段差部１３を形成することによって、受光素子１１２の受光面１１２ａを、半導体レーザチップ２０の搭載部１１よりも高い位置に配することができる。このため、受光素子１１２の受光面１１２ａの高さを、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（図８参照）の高さに近付けることができるので、受光素子１１２の受光面１１２ａに入る光の光量を大きくすることができる。これにより、受光素子１１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。

また、第４実施形態では、段差部１３の上面１３ｂを傾斜面１１０とするとともに、その傾斜面１１０に受光素子１１２（受光面１１２ａ）を形成することによって、受光素子１１２の受光面１１２ａに入る光の光量をより大きくすることができる。これにより、受光素子１１２で得られるモニタ電流をより増加させることができる。

なお、上記受光素子１１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子１１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。また、ｎ型ＧａＮ基板２１（図７および図８参照）を透過した自然放出光は、段差部１３の側壁１３ｃによって遮られるため、受光素子１１２の受光面１１２ａに入る自然放出光の光量がさらに低減される。

そのため、自然放出光による影響は非常に小さくなる。したがって、このようなヒートシンクＡ４を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８（図７参照）から出射されるレーザ光）を、受光素子１１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることが容易にできる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力をより精度良く制御することができる。

第４実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

（第５実施形態）
以下に、図１、図７、図８、図２０および図２９〜図３１を参照して、第５実施形態によるヒートシンクＡ５およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ５は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第５実施形態によるヒートシンクＡ５は、図２９〜図３１に示すように、上記第１実施形態によるヒートシンクＡ１（図１参照）の構成と上記第３実施形態によるヒートシンクＡ３（図２０参照）の構成とを組み合わせた構成となっている。

具体的には、第５実施形態によるヒートシンクＡ５は、シリコン基板１０の上面に、底面１３ａ、上面１３ｂおよび側壁１３ｃを含む段差部１３（上記第１実施形態と同様の段差部）が形成されている。

また、段差部１３の底面１３ａ（凹側の領域）には、半導体レーザチップ２０（図７および図３１参照）が設置される搭載部１１が設けられている。

その一方、段差部１３の上面１３ｂ（凸側の領域）には、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子２１２が一体的に形成されている。そして、段差部１３の上面１３ｂにおいて、受光素子２１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面２１２ａとなっている。

ここで、第５実施形態では、モニタ用の受光素子２１２（受光面２１２ａ）は、上記第３実施形態と同様の形状に形成されている。具体的には、受光素子２１２の受光面２１２ａは、レーザ光が入射される入射面２１２ｂと、この入射面２１２ｂと連続的に形成され、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成される電極形成面２１２ｃとを含んでいる。また、受光素子２１２の入射面２１２ｂは、レーザ光が受光面２１２ａに入射する部分の形状と対応する形状に形成されている。すなわち、受光素子２１２の入射面２１２ｂの形状が、レーザ光の出射光分布に合わせた形状となっている。より具体的には、図３０に示すように、この入射面２１２ｂは、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなっている。

第５実施形態によるヒートシンクＡ５のその他の構成は、上記第１および第３実施形態と同様である。

また、第５実施形態による半導体レーザ装置は、上記したヒートシンクＡ５を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第５実施形態による半導体レーザ装置において、ヒートシンクＡ５以外の構成は、上記第１〜第３実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第５実施形態では、上記のように、シリコン基板１０の上面に段差部１３を形成することによって、受光素子２１２の受光面２１２ａを、半導体レーザチップ２０の搭載部１１よりも高い位置に配することができる。このため、受光素子２１２の受光面２１２ａの高さを、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（図８参照）の高さに近付けることができるので、受光素子２１２の受光面２１２ａに入る光の光量を大きくすることができる。これにより、受光素子２１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。

なお、上記受光素子２１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子２１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。また、ｎ型ＧａＮ基板２１（図７および図８参照）を透過した自然放出光は、段差部１３の側壁１３ｃによって遮られるため、受光素子２１２の受光面２１２ａに入る自然放出光の光量をさらに低減することができる。

さらに、第５実施形態では、受光素子２１２の入射面２１２ｂを、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなるように形成することによって、半導体レーザチップ２０からの自然放出光を、受光素子２１２で受光し難くすることができる。

そのため、自然放出光による影響をさらに小さくすることができる。したがって、このようなヒートシンクＡ５を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８（図７参照）から出射されるレーザ光）を、受光素子２１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることが容易にできる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力をさらに精度良く制御することができる。

第５実施形態のその他の効果は、上記第１および第３実施形態と同様である。

（第６実施形態）
以下に、図７、図１４、図２０および図３２〜図３４を参照して、第６実施形態によるヒートシンクＡ６およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ６は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第６実施形態によるヒートシンクＡ６は、図３２〜図３４に示すように、上記第２実施形態によるヒートシンクＡ２（図１４参照）の構成と上記第３実施形態によるヒートシンクＡ３（図２０参照）の構成とを組み合わせた構成となっている。

具体的には、第６実施形態によるヒートシンクＡ６は、シリコン基板１０の上面に、上記第２実施形態と同様の傾斜面１１０および平坦面１１１が形成されている。この傾斜面１１０は、平坦面１１１に対し斜め上方向に沿うように形成されている。また、シリコン基板１０の上面において、一方の端部側（矢印Ｘ１側）に、上記平坦面１１１が配されており、他方の端部側（矢印Ｘ２側）に、上記傾斜面１１０が配されている。

また、半導体レーザチップ２０（図７および図３４参照）が設置される搭載部１１は、平坦面１１１の所定領域に設けられている。一方、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子２１２は、傾斜面１１０の所定部分に形成されている。そして、傾斜面１１０における受光素子２１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面２１２ａとなっている。このため、傾斜面１１０の一部が、受光素子２１２の受光面２１２ａとなっている。

ここで、第６実施形態では、モニタ用の受光素子２１２（受光面２１２ａ）は、上記第３実施形態と同様の形状に形成されている。具体的には、受光素子２１２の受光面２１２ａは、レーザ光が入射される入射面２１２ｂと、この入射面２１２ｂと連続的に形成され、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成される電極形成面２１２ｃとを含んでいる。また、受光素子２１２の入射面２１２ｂは、レーザ光が受光面２１２ａに入射する部分の形状と対応する形状に形成されている。すなわち、受光素子２１２の入射面２１２ｂの形状が、レーザ光の出射光分布に合わせた形状となっている。より具体的には、図３３に示すように、この入射面２１２ｂは、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなっている。

第６実施形態によるヒートシンクＡ６のその他の構成は、上記第２および第３実施形態と同様である。

また、第６実施形態による半導体レーザ装置は、上記したヒートシンクＡ６を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第６実施形態による半導体レーザ装置において、ヒートシンクＡ６以外の構成は、上記第１〜第３実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第６実施形態では、上記のように、シリコン基板１０に、搭載部１１に対し斜め上方向に沿う傾斜面１１０を形成するとともに、その傾斜面１１０に受光素子２１２（受光面２１２ａ）を形成することによって、半導体レーザチップ２０からの光を受光素子２１２で受光し易くすることができる。このため、受光素子２１２に入る光の光量を大きくすることができるので、受光素子２１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。

なお、上記受光素子２１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子２１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。

さらに、第５実施形態では、受光素子２１２の入射面２１２ｂを、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなるように形成することによって、半導体レーザチップ２０からの自然放出光を、受光素子２１２で受光し難くすることができる。

そのため、自然放出光による影響をさらに小さくすることができる。したがって、このようなヒートシンクＡ６を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８（図７参照）から出射されるレーザ光）を、受光素子２１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることが容易にできる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力をさらに精度良く制御することができる。

第６実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。

（第７実施形態）
以下に、図１、図７、図８、図１４、図２０および図３５〜図３７を参照して、第７実施形態によるヒートシンクＡ７およびそれを用いた半導体レーザ装置（半導体発光装置）の構成について説明する。なお、ヒートシンクＡ７は、本発明の「マウント部材」の一例である。

第７実施形態によるヒートシンクＡ７は、図３５〜図３７に示すように、上記第１実施形態によるヒートシンクＡ１（図１参照）の構成、上記第２実施形態によるヒートシンクＡ２（図１４参照）の構成、および、上記第３実施形態によるヒートシンクＡ３の構成（図２０参照）を組み合わせた構成となっている。

具体的には、第７実施形態によるヒートシンクＡ７は、シリコン基板１０の上面に、底面１３ａ、上面１３ｂおよび側壁１３ｃを含む段差部１３が形成されている。また、段差部１３の上面１３ｂは、上記第２実施形態と同様の傾斜面１１０となっている。すなわち、段差部１３の上面１３ｂが、段差部１３の底面１３ａに対し斜め上方向に沿う傾斜面１１０となっている。

また、半導体レーザチップ２０（図７および図３７参照）が設置される搭載部１１は、段差部１３の底面１３ａ（凹側の領域）に設けられている。一方、半導体レーザチップ２０の光出力をモニタするモニタ用の受光素子２１２は、傾斜面１１０の所定部分に形成されている。そして、傾斜面１１０における受光素子２１２が形成されている領域が、レーザ光を受光する受光面２１２ａとなっている。このため、傾斜面１１０の一部が、受光素子２１２の受光面２１２ａとなっている。

また、第７実施形態では、モニタ用の受光素子２１２（受光面２１２ａ）は、上記第３実施形態と同様の形状に形成されている。具体的には、受光素子２１２の受光面２１２ａは、レーザ光が入射される入射面２１２ｂと、この入射面２１２ｂと連続的に形成され、受光によって生じたモニタ電流を取り出すための電極１４が形成される電極形成面２１２ｃとを含んでいる。また、受光素子２１２の入射面２１２ｂは、レーザ光が受光面２１２ａに入射する部分の形状と対応する形状に形成されている。すなわち、受光素子２１２の入射面２１２ｂの形状が、レーザ光の出射光分布に合わせた形状となっている。より具体的には、図３６に示すように、この入射面２１２ｂは、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が、搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなっている。

第７実施形態によるヒートシンクＡ７のその他の構成は、上記第１〜第３実施形態と同様である。

また、第７実施形態による半導体レーザ装置は、上記したヒートシンクＡ７を備えたキャンパッケージタイプの半導体レーザ装置である。なお、第７実施形態による半導体レーザ装置において、ヒートシンクＡ７以外の構成は、上記第１〜第３実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

第７実施形態では、上記のように、シリコン基板１０の上面に段差部１３を形成することによって、受光素子２１２の受光面２１２ａを、半導体レーザチップ２０の搭載部１１よりも高い位置に配することができる。このため、受光素子２１２の受光面２１２ａの高さを、半導体レーザチップ２０の発光点Ｃ（図８参照）の高さに近付けることができるので、受光素子２１２の受光面２１２ａに入る光の光量を大きくすることができる。これにより、受光素子２１２で得られるモニタ電流を増加させることができる。

また、第７実施形態では、段差部１３の上面１３ｂを傾斜面１１０とするとともに、その傾斜面１１０に受光素子２１２（受光面２１２ａ）を形成することによって、受光素子２１２の受光面２１２ａに入る光の光量をより大きくすることができる。これにより、受光素子２１２で得られるモニタ電流をより増加させることができる。

なお、上記受光素子２１２では、レーザ光とともに自然放出光も受光されるが、上述のように、受光素子２１２で得られるモニタ電流が増加するため、自然放出光で発生したモニタ電流の割合は小さくなる。また、ｎ型ＧａＮ基板２１（図７および図８参照）を透過した自然放出光は、段差部１３の側壁１３ｃによって遮られるため、受光素子２１２の受光面２１２ａに入る自然放出光の光量をさらに低減することができる。

さらに、第７実施形態では、受光素子２１２の入射面２１２ｂを、搭載部１１に近い側の幅Ｗ３１が搭載部１１に遠い側の幅Ｗ３２よりも小さくなるように形成することによって、半導体レーザチップ２０からの自然放出光を、受光素子２１２で受光し難くすることができる。

そのため、自然放出光による影響をさらに小さくすることができる。したがって、このようなヒートシンクＡ７を用いることによって、半導体レーザチップ２０の前方側の出力光（前方端面２８（図７参照）から出射されるレーザ光）を、受光素子２１２のモニタ電流に対して、リニアに上昇させることがより容易にできる。その結果、半導体レーザチップ２０の光出力をさらに精度良く制御することができる。

第７実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第７実施形態では、ヒートシンクをシリコン（Ｓｉ）から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、シリコン（Ｓｉ）以外の半導体材料からヒートシンクを構成してもよい。シリコン（Ｓｉ）以外の半導体材料としては、たとえば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＺｎＣｄＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族半導体、ＳｉＣなどのＩＶ族半導体などが挙げられる。

また、上記第１〜第７実施形態では、半導体レーザチップをジャンクションアップでヒートシンク上に設置（マウント）した例を示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザチップをジャンクションダウンでヒートシンク上に設置（マウント）してもよい。

また、上記第１〜第７実施形態では、窒化物系の半導体レーザチップをヒートシンク上に設置（マウント）した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系の半導体レーザチップをヒートシンク上に設置（マウント）してもよい。たとえば、ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザチップやＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザチップをヒートシンク上に設置（マウント）してもよい。

また、上記第１〜第７実施形態では、キャンパッケージタイプの半導体レーザ装置にヒートシンクを設置した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、フレームパッケージタイプの半導体レーザ装置にヒートシンクを設置してもよい。

なお、上記第１〜第７実施形態において、ヒートシンクの各寸法、および、ヒートシンクの傾斜面の傾斜角度等は適宜変更することができる。

１０ シリコン基板（マウント基板）
１１ 搭載部
１２、１１２、２１２ 受光素子
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ 受光面
１３ 段差部
１３ａ 底面
１３ｂ 上面
１３ｃ 側壁
１５、１６ 金属多層膜
１７、１８ 半田層
２０ 半導体レーザチップ（半導体発光素子チップ）
２１ ｎ型ＧａＮ基板（半導体基板）
２２ 積層体
２２ａ ｎ型の窒化物系半導体層
２２ｂ 発光層
２２ｃ ｐ型の窒化物系半導体層
２５ ｐ側電極
２６ ｎ側電極
２７ 金属多層膜
２８ 前方端面
２９ 後方端面
３０ ステム
３１ ブロック部
４０ キャップ
５０、５１、５２ リードピン
１１０ 傾斜面
１１１ 平坦面
２１２ｂ 入射面
２１２ｃ 電極形成面
Ａ１〜Ａ７ ヒートシンク（マウント部材）

Claims (18)

1. 半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、
   前記マウント基板に一体的に形成され、前記搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備え、
   前記モニタ用の受光素子は、半導体発光素子チップからの光を受光する受光面を含み、
   前記受光面が、前記搭載部よりも高い位置に配されていることを特徴とする、マウント部材。
2. 前記マウント基板には、段差部が形成されており、
   前記搭載部は、前記段差部の凹側に設けられているとともに、前記受光素子の受光面は、前記段差部の凸側に配されていることを特徴とする、請求項１に記載のマウント部材。
3. 前記マウント基板は、シリコンからなることを特徴とする、請求項１または２に記載のマウント部材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のマウント部材と、
   前記マウント部材の搭載部上に設置された半導体発光素子チップとを備えることを特徴とする、半導体発光装置。
5. 前記半導体発光素子チップは、前方側および後方側にレーザ光を出力する半導体レーザチップであり、
   前記半導体レーザチップが、その後方側に前記受光素子が位置するように、前記マウント部材の搭載部上に設置されており、
   前記受光素子で受光した光をモニタすることで前記半導体レーザチップから前方側に出力されるレーザ光が調整されることを特徴とする、請求項４に記載の半導体発光装置。
6. 前記受光素子の受光面の高さが、前記半導体レーザチップの発光点の高さ以下であることを特徴とする、請求項５に記載の半導体発光装置。
7. 前記半導体発光素子チップは、窒化物系半導体層を含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
8. 前記半導体発光素子チップは、発光した光を透過する半導体基板を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
9. 前記半導体発光素子チップは、半導体基板と、前記半導体基板の上面上に形成された発光層とをさらに含み、
   前記発光層が、前記半導体基板に対して、前記マウント部材とは反対側に位置するように、前記半導体発光素子チップが、前記搭載部上に設置されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
10. 半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、
    前記マウント基板に一体的に形成され、前記搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備え、
    前記マウント基板は、前記搭載部に対し斜め上方向に沿う傾斜面を含み、
    前記受光素子は、前記傾斜面に形成されていることを特徴とする、マウント部材。
11. 前記受光素子は、半導体発光素子チップからの光を受光する受光面を含み、
    前記マウント基板の傾斜面は、前記受光面を有していることを特徴とする、請求項１０に記載のマウント部材。
12. 半導体発光素子チップが設置される搭載部が設けられたマウント基板と、
    前記マウント基板に一体的に形成され、前記搭載部に設置された半導体発光素子チップからの光を検出するモニタ用の受光素子とを備え、
    前記モニタ用の受光素子は、半導体発光素子チップからの光が入射される入射面を含み、
    前記入射面は、前記搭載部に近い側の幅が、前記搭載部に遠い側の幅よりも小さいことを特徴とする、マウント部材。
13. 前記マウント基板は、シリコンからなることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のマウント部材。
14. 請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のマウント部材と、
    前記マウント部材の搭載部上に設置された半導体発光素子チップとを備えることを特徴とする、半導体発光装置。
15. 前記半導体発光素子チップは、前方側および後方側にレーザ光を出力する半導体レーザチップであり、
    前記半導体レーザチップが、その後方側に前記受光素子が位置するように、前記マウント部材の搭載部上に設置されており、
    前記受光素子で受光した光をモニタすることで前記半導体レーザチップから前方側に出力されるレーザ光が調整されることを特徴とする、請求項１４に記載の半導体発光装置。
16. 前記半導体発光素子チップは、窒化物系半導体層を含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の半導体発光装置。
17. 前記半導体発光素子チップは、発光した光を透過する半導体基板を有することを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
18. 前記半導体発光素子チップは、半導体基板と、前記半導体基板の上面上に形成された発光層とをさらに含み、
    前記発光層が、前記半導体基板に対して、前記マウント部材とは反対側に位置するように、前記半導体発光素子チップが、前記搭載部上に設置されていることを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。

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