JP2012054474A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実装時における偏光角の回転を抑制し、偏光特性の安定したマルチビーム半導体レーザ装置を実現する。
【解決手段】レーザチップ１１の表面電極（アノード電極）１０を、２個のリッジ部８ａ、８ｂで共通化する。一方、レーザチップ１１の裏面電極（カソード電極）１４（１４ａ、１４ｂ）は、基板２を貫通する分離溝１２によって互いに分離された２つの領域（基板２ａ、２ｂ）ごとに形成されている。これにより、表面電極１０をサブマウント２０に対向させてレーザチップ１１をサブマウント２０にジャンクションダウン実装する際に、レーザチップ１１とサブマウント２０の位置ずれが生じても、偏光角の回転が生じない構造を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関し、特に、マルチビーム半導体レーザ装置に適用して有効な技術に関するものである。

レーザプリンタ、複写機などの情報処理機器の光源には、ＧａＡｓなどからなる半導体基板（以下、単に基板という）上に発光部を形成したレーザチップを有する半導体レーザ装置が使用される。特に、レーザチップの基板上に複数の発光部を形成したマルチビーム半導体レーザ装置は、走査ビーム数を増やすことができ、高速印字が可能となるという利点があることから、その需要が急速に高まっている。

また、レーザプリンタや複写機の高精細化を実現するためには、光源となるマルチビーム半導体レーザ装置の短波長化、ビーム間での光学的特性差の低減、隣接ビーム間隔の狭ピッチ化などが必要である。さらに、レーザビームプリンタや複写機の低コスト化を実現するためには、光源となるマルチビーム半導体レーザ装置の低コスト化が必要である。

マルチビーム半導体レーザ装置の短波長化を実現するためには、レーザチップ内の活性層、クラッド層に用いる半導体材料として、その波長に適した材料を選択する必要がある。一例として、７８０ｎｍ帯にはＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓが使用され、６６０ｎｍ帯にはＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰが使用される。レーザ光をレンズにより収束する場合、波長が短いほどビースポット径を小さくできるため、より高精細化に対応可能となる。

ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰを用いた６６０ｎｍ帯のレーザチップは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓを用いた７８０ｎｍ帯のレーザチップと比較して、材料系の物性的に、しきい値電流などの温度依存性が大きく、温度特性が不利となる。そこで、放熱性を高め、活性層の温度上昇を抑えるために、活性層に近い側のチップ面（通常、Ｐ電極側）をサブマウント（支持基板）に接合する必要がある（ジャンクションダウン実装）。

レーザチップとサブマウント接合には一般的にＡｕＳｎなどのソルダ（半田）が使用される。しかし、半導体材料とサブマウント材料の線膨張係数に差があるため、高温で接合されたデバイスが常温に冷却されたときに熱応力が発生する。その際、レーザチップの発光部や導波路部に熱応力が加わると、レーザ光の偏光特性が変化する。一例として、出射されるレーザ光の偏波面の回転が生じ、偏光角が大きくなることが知られている（例えば特許文献１）。

レーザ光の偏光角が大きくなると、光学特性に偏光角依存性を持つ光学部品（レンズなど）を使用する場合において、レーザ光の光路や透過光量のばらつきなどの不具合が生じる。一般に、安価な光学部品は光学特性の偏光角依存性が大きいため、レーザプリンタや複写機の低コスト化の妨げとなる。

また、隣接ビーム間隔の狭ピッチ化に際しては、レーザチップの実装側（Ｐ電極側）の電極間隔を狭く、またサブマウント上に設ける電極パターンやソルダパターンの間隔も狭くする必要がある。さらに、ジャンクションダウン実装時に、レーザチップの各ビームのＰ側電極パターンとサブマウント上に設けた電極パターンやソルダパターンが一致するように位置を合わせして実装しなければならない。このとき、接合位置がずれると、実装応力（特に、剪断応力）が大きくなり、レーザ光の偏光角が大きくなることが知られている（例えば特許文献２）。

次に、マルチビーム半導体レーザ装置の低コスト化のためには、構造がシンプルであり、多層成長工程の回数を低減できるリッジ構造が有利である。電子は正孔よりも移動度が大きいため、リッジ部の導電型をＮ型にすると（つまり、リッジ部のキャリアを電子にすると）、リッジ部の裾から活性層の間で電子が横方向に拡散してしまい、レーザ発振に寄与しない無効電流が増大する。無効電流が増大すると、しきい値電流の増大、発光効率の低下を引き起こす。

従って、リッジ構造では、リッジ部をＰ型とし、半導体基板側をＮ型とする方が有利である。マルチビーム半導体レーザ装置では、各ビーム領域は、半導体基板部分で電気的に接続されているため、Ｎ型基板を使用したリッジ構造のアレイレーザでは必然的にＮコモンタイプ、すなわちカソードコモンになる。

特開２００６−２７８６９４号公報 特開２００９−１４１０９４号公報

以上のことから、レーザプリンタや複写機などの高速化、高精細化、低コスト化を実現するためには、隣接ビーム間隔を狭ピッチ化したレーザチップをジャンクションダウン方式で支持基板（サブマウント）に実装し、実装時の位置合わせを高精度に制御することが課題となる。

しかし、ジャンクションダウン方式による実装における実装面側（Ｐ電極側）を各ビーム毎に分離する従来のマルチビーム半導体レーザ装置は、実装時の位置合わせに高い精度が要求されるため、上記課題を解決することが難しい。

本発明の目的は、偏光特性の安定したマルチビーム半導体レーザ装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本願発明の好ましい一態様における半導体レーザ装置は、
第１の面および前記第１の面と反対側の第２の面を有するｎ型の半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１の面上に形成され、かつ、その内部に複数の発光部を含む半導体層と、
前記半導体層上に配置され、前記複数の発光部に共通の電圧を印加できるように一体形成されたアノード電極と、
前記半導体基板の前記第２の面から前記第１の面方向に形成され、前記半導体基板を複数の領域に電気的に分割する１個または複数個の分離溝と、
前記複数の領域のそれぞれの前記第２の面に形成されたｎ型のカソード電極と、
を有するマルチビーム構造の半導体レーザチップを備え、
前記アノード電極が接合材を介して支持基板のチップ実装面に接合されることによって、前記半導体レーザチップが前記支持基板に実装されているものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

アノード電極を一体形成することにより、アノード電極を支持基板のチップ実装面に対向させて半導体チップを支持基板にジャンクションダウン実装する際、半導体レーザチップと支持基板の位置ずれが生じても、偏光角の回転が生じない構造を実現することができる。

本発明の実施の形態１である２ビーム半導体レーザ装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１である２ビーム半導体レーザ装置の製造方法を示すウエハの要部断面図である。 図２に続く２ビーム半導体レーザ装置の製造方法を示すウエハの要部断面図である。 図３に続く２ビーム半導体レーザ装置の製造方法を示すウエハの要部断面図である。 図４に続く２ビーム半導体レーザ装置の製造方法を示すウエハの要部断面図である。 図５に続く２ビーム半導体レーザ装置の製造方法を示すウエハの要部断面図である。 本発明の実施の形態１である２ビーム半導体レーザ装置の全体構成を示す要部破断斜視図である。 図７の一部の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態１である２ビーム半導体レーザ装置の等価回路図である。 本発明の実施の形態２である４ビーム半導体レーザ装置の主要部の構成を示す平面図である。 図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、以下の実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態は、凸状のリッジ部を有する２ビーム半導体レーザ装置に適用したものであり、図１は、この半導体レーザ装置の主要部の構成を示す断面図である。

図１に示すように、半導体レーザ装置の主要部は、サブマウント（支持基板）２０と、このサブマウント２０の一面に実装されたレーザチップ１１とで構成されている。

上記サブマウント２０は、熱伝導性がよく、かつレーザチップ１１に近い熱膨張係数を有する材料、例えばＳｉＣ（線膨張係数＝４．０×１０^−６／Ｋ）や、ＡｌＮ（線膨張係数＝４．８×１０^−６／Ｋ）からなる。また、レーザチップ１１は、ｎ型のＧａＡｓ（線膨張係数＝６．４×１０^−６／Ｋ）からなる基板２と、この基板２のデバイス面側（図１では基板２の下部）に積層された複数層の半導体層とで構成されている。

上記複数層の半導体層は、例えば有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法によって堆積されたｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型第１クラッド層５Ａ、ｐ型第２クラッド層５Ｂおよびｐ型コンタクト層６からなる。これらの半導体層のうち、ｎ型クラッド層３は、厚さ２．０μｍのＡｌＧａＩｎＰ層で構成されている。活性層４は、厚さ５ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ層からなる障壁層と厚さ６ｎｍのＧａＩｎＰ層からなる井戸層とを交互に積層した多重量子井戸(Multi Quantum Well：ＭＱＷ)構造で構成されている。ｐ型第１クラッド層５Ａは厚さ０．３μｍのＡｌＧａＩｎＰ層で構成され、ｐ型第２クラッド層５Ｂは、厚さ２．０μｍのＡｌＧａＩｎＰ層で構成されている。また、ｐ型コンタクト層６は、厚さ０．４μｍのＧａＡｓで構成されている。そして、基板２と上記複数層の半導体層とを合わせた合計の厚さは、例えば５０〜１００μｍである。

上記ｐ型第２クラッド層５Ｂには、凸形の断面形状を有し、図１の紙面に垂直な方向に沿って互いに平行に延在する２個のリッジ部（メサストライプ）８（８ａ、８ｂ）が形成されている。そして、これら２個のリッジ部８ａ、８ｂのそれぞれには、下地電極層７が接続されている。また、ｐ型クラッド層（ｐ型第１クラッド層５Ａ、ｐ型第２クラッド層５Ｂ）と下地電極層７との間には、パッシベーション膜９が形成されている。パッシベーション膜９は、例えばＣＶＤ法で堆積した酸化シリコン膜などの絶縁膜からなる。

上記下地電極層７の下部には、厚膜の表面電極（アノード電極）１０が形成されている。すなわち、本実施の形態の半導体レーザ装置は、下地電極層７および表面電極１０が２個のリッジ部８ａ、８ｂ毎に分離して形成されておらず、２個のリッジ部８ａ、８ｂに共通の電圧を印加できるように一体形成されている。下地電極層７は、例えばＴｉ層と、このＴｉ層の上にＰｔ層およびＡｕ層を順次積層した金属膜からなり、表面電極１０は、例えば厚膜のＡｕメッキ層からなる。

上記レーザチップ１１の中央部、すなわち一方のリッジ部８ａともう一方のリッジ部８ｂとの間には、基板２の裏面（図１では基板２の上面）から表面のパッシベーション膜９に達する分離溝１２が形成されている。分離溝１２の幅は、例えば５〜１０μｍであり、深さは、例えば５０〜１００μｍである。そして、この分離溝１２の内壁と基板２の裏面とには、分離溝１２によって左右に２分割された基板２（２ａ、２ｂ）を電気的に分離するための絶縁膜１３が形成されている。絶縁膜１３は、例えばＣＶＤ法で堆積した酸化シリコン膜などからなる。

また、上記分離溝１２によって２分割された基板２ａ、２ｂのそれぞれの裏面には、上記絶縁膜１３に開口された接続孔１６を通じて基板２に接続されたｎ型の裏面電極（カソード電極）１４（１４ａ、１４ｂ）が形成されている。そして、裏面電極１４ａにはＡｕワイヤ３７の一端が電気的に接続され、裏面電極１４ｂにはＡｕワイヤ３８の一端が電気的に接続されている。ｎ型の裏面電極１４（１４ａ、１４ｂ）は、例えばＴｉ層と、このＴｉ層の上にＰｔ層およびＡｕ層を順次積層した金属膜からなる。

このように、本実施の形態の２ビーム半導体レーザ装置は、分離溝１２を介してレーザチップ１１の基板２を２分割し、一方の基板２ａに１個のリッジ部８ａと１個の裏面電極（カソード電極）１４ａを設けると共に、もう一方の基板２ｂに１個のリッジ部８ｂと１個の裏面電極（カソード電極）１４ｂを設けている。また、表面電極（アノード電極）１０を、２個のリッジ部８ａ、８ｂに共通の電圧を印加できるように一体形成している。

上記のように構成されたレーザチップ１１は、表面電極（アノード電極）１０とｎ型の裏面電極（カソード電極）１４（１４ａ、１４ｂ）とに所定の電圧を印加したとき、２個のリッジ部８ａ、８ｂの近傍の活性層４（発光部）において、例えば６６０ｎｍの発振波長を有する赤色レーザビームが発振する。これらの赤色レーザビームは、リッジ部８ａ、８ｂの延在方向に直交するレーザチップ１１の両端面から外部に出射される。

上記レーザチップ１１は、２個のリッジ部８ａ、８ｂに共通の電極である表面電極（アノード電極）１０をサブマウント２０の一面（チップ実装面）に対向させた状態で、このチップ実装面にジャンクションダウン実装されている。サブマウント２０のチップ実装面には、例えばＴｉ膜の上にＰｔ膜およびＡｕ膜を順次積層した多層金属膜からなるサブマウント電極２１が形成されており、サブマウント電極２１の表面にはＡｕワイヤ３６の一端が電気的に接続されている。また、サブマウント電極２１とレーザチップ１１の表面電極１０は、例えばＡｕ−Ｓｎ合金からなる半田層２２を介して電気的に接続されている。

上記レーザチップ１１は、例えば、次のような方法で製造することができる。まず、図２に示すように、ｎ型のＧａＡｓからなる厚さ５５０μｍ程度のウエハ１を用意し、通常のプロセスを用いてウエハ１のデバイス面にｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型第１クラッド層５Ａ、ｐ型第２クラッド層５Ｂ、リッジ部８ａ、８ｂ、パッシベーション膜９、ｐ型コンタクト層６および下地電極層７を形成した後、フォトリソグラフィおよびメッキプロセスを用いて表面電極（アノード電極）１０を形成する。

次に、表面電極１０の表面を研磨して平坦化する。これは、リッジ部８ａ、８ｂの段差に沿って堆積した表面電極１０の凹凸を無くすためである。これにより、ジャンクションダウン実装時に半田層２２（図１参照）の内部にボイドが発生するのを抑制できるので、実装応力の面内ばらつきを抑制することができる。

また、上記表面電極１０の表面には、半田層２２に対するバリアメタル層を蒸着形成してもよい。これにより、半田層２２と表面電極１０との過剰な反応を抑制できるので、実装応力の面内ばらつきをさらに抑制することができる。

次に、図３に示すように、ウエハ１のデバイス面を下に向けた状態で、表面電極１０をガラス板などの支持板２４上にワックスなどの接着材２５で固定する。そして、ウエハ１の裏面を研削し、ウエハ１の厚さを５０〜１００μｍにする。

次に、図４に示すように、ＣＶＤ法を用いてウエハ１の裏面に酸化シリコン膜からなる絶縁膜１３を堆積した後、フォトレジスト膜３２をマスクにしたドライエッチングで分離溝形成領域の絶縁膜１３を除去する。

次に、フォトレジスト膜３２を除去した後、図５に示すように、絶縁膜１３をマスクにしてウエハ１の結晶部分を選択的にエッチングし、分離溝１２を形成する。このとき、例えば第１段階として、ドライエッチングで結晶部分に深い分離溝１２を形成し、次に、第２段階として、ＨＣｌなどを用いたウェットエッチングで残りの結晶部分を除去することにより、パッシベーション膜９をエッチングストッパ層にしてエッチングを停止させることができる。

次に、図６に示すように、ウエハ１の裏面にもう一度絶縁膜１３を堆積して分離溝１２の内壁にも絶縁膜１３を形成した後、フォトリソグラフィおよびエッチングプロセスを用いてウエハ１の裏面の絶縁膜１３に接続孔１６を形成する。続いて、ウエハ１の裏面に金属膜（Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層）を堆積した後、フォトリソグラフィおよびエッチングプロセスを用いて金属膜をパターニングし、裏面電極（カソード電極）１４ａ、１４ｂを形成する。

最後に、ウエハ１を支持板２４から剥がすことによってウエハプロセスが完了する。なお、ウエハ１には深い分離溝１２が形成されているので、ウエハ１を支持板２４から剥がす際や、その後の搬送工程でウエハ１が割れる恐れがある。その対策として、表面電極１０を通常の膜厚（１μｍ以下）よりも厚い膜厚（例えば１０〜２０μｍ）で形成しておくことが望ましい。その後、ウエハ１を劈開して個片化することにより、図１に示したレーザチップ１１が完成する。

図７は、本実施の形態の２ビーム半導体レーザ装置の全体構成を示す要部破断斜視図、図８は、図７の一部（サブマウント２０とそのチップ実装面に実装されたレーザチップ１１）の拡大斜視図である。

半導体レーザ装置は、例えば直径が９．０ｍｍ程度、厚さが１．２ｍｍ程度のＦｅ合金からなる円盤状のステム３０と、このステム３０の上面を覆うキャップ３１とを備えたパッケージ（封止容器）を有している。キャップ３１の底部の外周は、ステム３０の上面に固定されている。また、キャップ３１の上面の中央部分には、レーザビームを透過するガラス板３３が接合された丸穴３４が設けられている。

キャップ３１で覆われたステム３０の上面の中央部近傍には、例えばＣｕのような熱伝導性が良好な金属からなるヒートシンク３５が搭載されている。このヒートシンク３５は、ロウ材（図示せず）を介してステム３０の上面に接合されており、その一面には、サブマウント２０が半田（図示せず）を介して固定されている。

サブマウント２０のチップ実装面には、レーザチップ１１がジャンクションダウン方式によって実装されている。サブマウント２０は、レーザビームの発光時に発生する熱をレーザチップ１１の外部に放散するための放熱板と、レーザチップ１１を支持するための支持基板とを兼ねている。

図８に示すように、サブマウント２０のチップ実装面には、レーザチップ１１の表面電極１０（図１参照）に電気的に接続されたサブマウント電極２１が形成されており、サブマウント電極２１の表面にはＡｕワイヤ３６の一端がボンディングされている。一方、レーザチップ１１の裏面電極１４ａ、１４ｂの表面には、それぞれＡｕワイヤ３７、３８の一端がボンディングされている。

サブマウント２０に実装されたレーザチップ１１は、その両端面（図７、図８の上端面および下端面）からレーザビームを出射する。そのため、レーザチップ１を支持するサブマウント２０は、そのチップ実装面がステム３０の上面に対して垂直な方向を向くようにヒートシンク３５に固定されている。レーザチップ１１の上端面から出射されたレーザビーム（前方光）は、キャップ３１の丸穴３４を通じて外部に出射される。また、レーザチップ１の下端面から出射されたレーザビーム（後方光）は、ステム３０の上面の中央部近傍に実装されたフォトダイオードチップ４０によって受光され、電流に変換される。

ステム３０の下面には４本のリード４１、４２、４３、４４が取り付けられている。このうち、リード４１は、ステム３０、ヒートシンク３５およびＡｕワイヤ３６を介してサブマウント電極２１に電気的に接続されている。また、リード４２は、Ａｕワイヤ３７を介してレーザチップ１１の裏面電極１４ａに電気的に接続され、リード４３は、Ａｕワイヤ３８を介して裏面電極１４ｂに電気的に接続されている。さらに、リード４４は、Ａｕワイヤ３９を介してフォトダイオードチップ４０に電気的に接続されている。

図９は、本実施の形態の２ビーム半導体レーザ装置の等価回路図である。ここで、符号ＬＤ_１、ＬＤ_２は、図１に示したレーザチップ１１に形成された２個のレーザダイオード素子を示し、ＰＤは、フォトダイオードチップ１４に形成されたフォトダイオード素子を示している。また、ＣＯＭは、２個のレーザダイオード素子ＬＤ_１、ＬＤ_２に共通の表面電極（アノード電極）１０を示している。

このように、レーザチップ１１の表面電極（アノード電極）１０を、２個のリッジ部８ａ、８ｂで共通化することにより、表面電極１０をサブマウント２０に対向させてレーザチップ１１をサブマウント２０にジャンクションダウン実装する際に、レーザチップ１１とサブマウント２０の位置ずれが生じても、レーザチップ１１に加わる剪断応力が変化することはない。すなわち、レーザチップ１１とサブマウント２０の位置ずれが生じても、偏光角の回転が生じないので、偏光特性の安定した２ビーム半導体レーザ装置を実現することができる。

従って、本実施の形態の２ビーム半導体レーザ装置を光源に用いることにより、レーザプリンタや複写機などの高速化、高精細化、低コスト化を実現することができる。

（実施の形態２）
図１０は、本実施の形態の半導体レーザ装置の主要部の構成を示す平面図、図１１は、図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図、図１２は、図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

本実施の形態は、凸状のリッジ部を有する４ビーム半導体レーザ装置に適用したものである。すなわち、本実施の形態の半導体レーザ装置は、３個の分離溝１２を介してレーザチップ１１の基板２を４分割し、それぞれの基板２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにリッジ部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと裏面電極（カソード電極）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを設けている。また、表面電極（アノード電極）１０を一体形成し、４個のリッジ部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに共通の電圧を印加できるようにしている。

前述したように、レーザチップ１１にカソード電極分離用の深い分離溝１２を形成すると、ウエハ１の機械的強度が低下するため、ウエハ１を支持板２４（図３参照）から剥がす際や、その後の搬送工程でウエハ１が割れる恐れがある。そこで、前記実施の形態１では、表面電極（アノード電極）１０を通常よりも厚い膜厚で形成することによって、ウエハ１の機械的強度の低下を抑制した。

本実施の形態では、表面電極１０を厚い膜厚で形成するだけでなく、分離溝１２の内部に絶縁膜１７を埋め込んだり、あるいは裏面電極（カソード電極）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを通常よりも厚い膜厚（例えば１０〜２０μｍ）で形成することによって、ウエハ１の機械的強度をさらに増加させている。分離溝１２の内部に埋め込む絶縁膜１７は、例えば塗布法で堆積したポリイミド樹脂膜などで構成することができる。

分離溝１２の内部に絶縁膜１７を埋め込むには、例えば絶縁膜１３をマスクにしてウエハ１の結晶部分を選択的にエッチングし、分離溝１２を形成する工程（図５参照）の後、ウエハ１の裏面に厚い絶縁膜１７を堆積し、分離溝１２の内部に絶縁膜１７を充填する。続いて、ウエハ１の裏面の絶縁膜１７を研磨・除去した後、ウエハ１の裏面にもう一度絶縁膜１３を堆積する。その後の工程は、前記実施の形態１と同じである。

なお、本実施の形態の４ビーム半導体レーザ装置のように、ビーム数が多い場合は、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれの径が小さくなるので、Ａｕワイヤをボンディングするエリアを確保することが困難になる。その対策としては、例えば図１０に示すように、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれを細長いストライプ状の平面パターンで形成すればよい。この場合、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、レーザビームの共振方向（図１０のＹ方向）に沿って互いに分離し、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれに形成される接続孔１６は、図１０のＸ方向に沿って互いにずらして配置すればよい。このように、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれを細長いストライプ状の平面パターンで形成することにより、裏面電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの面積が大きくなるので、ウエハ１の機械的強度をさらに増加させることができる。

また、分離溝１２の内部に絶縁膜１７を埋め込んだ構造の場合、ウエハ１の劈開位置となるレーザチップ１１の端面に絶縁膜１７が存在すると、劈開の妨げとなる。従って、分離溝１２の内部に絶縁膜１７を埋め込んだ後、フォトリソグラフィ、エッチング、アッシングなどをプロセスにより、レーザチップ１１の端面近傍（端面に沿った幅１０〜２０μｍ程度の領域）に形成された分離溝１２の内部の絶縁膜１７を選択的に除去することが望ましい。

上記のように構成された本実施の形態の４ビーム半導体レーザ装置によれば、前記実施の形態１の２ビーム半導体レーザ装置と同じく、表面電極１０をサブマウント２０に対向させてレーザチップ１１をサブマウント２０にジャンクションダウン実装する際に、レーザチップ１１とサブマウント２０の位置ずれが生じても、レーザチップ１１に加わる剪断応力が変化することはない。すなわち、レーザチップ１１とサブマウント２０の位置ずれが生じても、偏光角の回転が生じないので、偏光特性の安定した４ビーム半導体レーザ装置を実現することができる。

また、本実施の形態によれば、レーザチップ１１にカソード電極分離用の深い分離溝１２を形成しても、ウエハ１の機械的強度の低下が抑制されるため、４ビーム半導体レーザ装置の信頼性および製造歩留を向上させることができる。

従って、本実施の形態の４ビーム半導体レーザ装置を光源に用いることにより、レーザプリンタや複写機などの高速化、高精細化、低コスト化を実現することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施の形態では、２ビーム半導体レーザ装置および４ビーム半導体レーザ装置に本発明を適用したが、マルチビーム半導体レーザ装置一般に適用できることは勿論である。

本発明は、マルチビーム半導体レーザ装置に適用することができる。

１ ウエハ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 基板（半導体基板）
３ ｎ型クラッド層
４ 活性層
５Ａ ｐ型第１クラッド層
５Ｂ ｐ型第２クラッド層
６ ｐ型コンタクト層
７ 下地電極層
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ リッジ部（メサストライプ）
９ パッシベーション膜
１０ 表面電極（アノード電極）
１１ レーザチップ
１２ 分離溝
１３ 絶縁膜
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 裏面電極（カソード電極）
１６ 接続孔
１７ 絶縁膜
２０ サブマウント（支持基板）
２１ サブマウント電極
２２ 半田層
２４ 支持板
２５ 接着材
３０ ステム
３１ キャップ
３２ フォトレジスト膜
３３ ガラス板
３４ 丸穴
３５ ヒートシンク
３６、３７、３８、３９ Ａｕワイヤ
４０ フォトダイオードチップ
４１、４２、４３、４４ リード
ＬＤ_１、ＬＤ_２ レーザダイオード素子
ＰＤ フォトダイオード素子

Claims (5)

1. 第１の面および前記第１の面と反対側の第２の面を有するｎ型の半導体基板と、
   前記半導体基板の前記第１の面上に形成され、かつ、その内部に複数の発光部を含む半導体層と、
   前記半導体層上に配置され、前記複数の発光部に共通の電圧を印加できるように一体形成されたアノード電極と、
   前記半導体基板の前記第２の面から前記第１の面方向に形成され、前記半導体基板を複数の領域に電気的に分割する１個または複数個の分離溝と、
   前記複数の領域のそれぞれの前記第２の面に形成されたカソード電極と、
   を有するマルチビーム構造の半導体レーザチップを備え、
   前記アノード電極が接合材を介して支持基板のチップ実装面に接合されることによって、前記半導体レーザチップが前記支持基板に実装されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記分離溝の内部に絶縁膜が埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 前記半導体層には、レーザ光の共振方向に延在する複数個のリッジ部が所定のピッチで形成されており、前記複数個のリッジ部のそれぞれの近傍に前記発光部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
4. 前記半導体基板はＧａＡｓからなり、前記複数の発光部は、ＡｌＧａＩｎＰ層からなる障壁層とＧａＩｎＰ層からなる井戸層とを交互に積層した多重量子井戸構造で構成された活性層の内部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
5. 前記カソード電極のそれぞれは、厚膜構造を有し、かつ前記第２の面の一方向に延在するストライプ状の平面パターンを有していることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。

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