JP2012253205A - Semiconductor laser element and optical device - Google Patents

Semiconductor laser element and optical device Download PDF

Info

Publication number
JP2012253205A
JP2012253205A JP2011124893A JP2011124893A JP2012253205A JP 2012253205 A JP2012253205 A JP 2012253205A JP 2011124893 A JP2011124893 A JP 2011124893A JP 2011124893 A JP2011124893 A JP 2011124893A JP 2012253205 A JP2012253205 A JP 2012253205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser element
electrode
layer
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011124893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Nagao
泰志 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2011124893A priority Critical patent/JP2012253205A/en
Publication of JP2012253205A publication Critical patent/JP2012253205A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element that allows suppression of the occurrence of cracks and chips in a semiconductor laser element part.SOLUTION: A blue-violet semiconductor laser element 100 (semiconductor laser element) comprises: a semiconductor laser element part 10 including a substantially flat surface 10b, a surface 10a formed on the opposite side of the surface 10b, and an active layer 12 formed between the surface 10a and the surface 10b; and an n-side electrode 30 formed on the substantially flat surface 10b of the semiconductor laser element part 10. The n-side electrode 30 includes a bottom surface 30b that is substantially flat over the substantially entire region facing the surface 10b, a top surface 30a that is formed on the opposite side of the bottom surface 30b, and a recess 35 that is formed in the top surface 30a and hollows toward the bottom surface 30b.

Description

本発明は、半導体レーザ素子および光装置に関し、特に、半導体レーザ素子部と電極とを備えた半導体レーザ素子および光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser element and an optical device, and more particularly to a semiconductor laser element and an optical device provided with a semiconductor laser element part and an electrode.

従来、半導体レーザ素子部と電極とを備えた半導体レーザ素子が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, a semiconductor laser element including a semiconductor laser element portion and an electrode is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、n型GaN基板を含む半導体レーザ素子部と、n型GaN基板の表面上に形成されたn側電極とを備えた半導体レーザ素子が開示されている。この半導体レーザ素子では、n型GaN基板の上面に、下方の活性層に向かって窪む凹部(段差部)が形成されている。そして、n側電極は、n型GaN基板の凹部の底面と内側面とを覆うように凹部の段差形状に沿って形成されている。したがって、凹部の内側面または底面の少なくとも一方の面上に形成されたn側電極から活性層までの距離(厚み)が、n側電極が形成されていないn型GaN基板の上面から活性層までの距離(厚み)よりも小さい。また、この半導体レーザ素子は、活性層に対してn側電極とは反対側に形成されたp側パッド電極を介して、ジャンクションダウン方式により半導体レーザ装置内の配線電極に接合されている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor laser element including a semiconductor laser element part including an n-type GaN substrate and an n-side electrode formed on the surface of the n-type GaN substrate. In this semiconductor laser element, a concave portion (stepped portion) that is recessed toward the lower active layer is formed on the upper surface of the n-type GaN substrate. The n-side electrode is formed along the step shape of the recess so as to cover the bottom surface and the inner side surface of the recess of the n-type GaN substrate. Therefore, the distance (thickness) from the n-side electrode formed on at least one of the inner surface or the bottom surface of the recess to the active layer is from the top surface of the n-type GaN substrate where the n-side electrode is not formed to the active layer. Is smaller than the distance (thickness). The semiconductor laser element is bonded to a wiring electrode in the semiconductor laser device by a junction down method via a p-side pad electrode formed on the side opposite to the n-side electrode with respect to the active layer.

特開2010−153710号公報JP 2010-153710 A

上記特許文献1に開示された半導体レーザ素子では、n型GaN基板に凹部が形成されることにより、n型GaN基板の厚みが、凹部の設けられた部分と凹部の設けられていない部分とで異なっている。この場合、n型GaN基板の厚みが局所的に異なるため、n型GaN基板の機械的な強度は基板の全域に亘って略一定ではないと考えられる。したがって、この半導体レーザ素子を放熱基台(サブマウント)などに接合する場合、基板の強度の不均一さに起因して、接合とともに半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生しやすいと考えられる。また、凹部に形成されたn側電極にボンディングワイヤを接続する際にも、凹部におけるn型GaN基板の厚みが小さい分、ワイヤボンドの衝撃を受けやすい。この場合においても、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生しやすいという問題点がある。   In the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1, a recess is formed in the n-type GaN substrate, so that the thickness of the n-type GaN substrate varies between a portion where the recess is provided and a portion where the recess is not provided. Is different. In this case, since the thickness of the n-type GaN substrate is locally different, it is considered that the mechanical strength of the n-type GaN substrate is not substantially constant over the entire area of the substrate. Therefore, when this semiconductor laser element is bonded to a heat dissipation base (submount) or the like, it is considered that cracks and chips are likely to occur in the semiconductor laser element portion together with the bonding due to non-uniformity of the substrate strength. In addition, when a bonding wire is connected to the n-side electrode formed in the recess, the n-type GaN substrate in the recess has a small thickness, and thus is susceptible to wire bond impact. Even in this case, there is a problem that the semiconductor laser element portion is likely to be cracked or chipped.

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1つの目的は、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生することを抑制することが可能な半導体レーザ素子および光装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a semiconductor laser element capable of suppressing the occurrence of cracks and chips in the semiconductor laser element portion. And providing an optical device.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による半導体レーザ素子は、略平坦な第1表面と、第1表面の反対側に形成された第2表面と、第1表面と第2表面との間に形成された活性層とを含む半導体レーザ素子部と、半導体レーザ素子部の略平坦な第1表面上に形成された電極とを備え、電極は、第1表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第3表面と、第3表面の反対側に形成された第4表面と、第4表面に形成されるとともに第3表面に向かって窪む凹部とを含む。   To achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention includes a substantially flat first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, a first surface, and a second surface. A semiconductor laser element portion including an active layer formed between the surface and an electrode formed on a substantially flat first surface of the semiconductor laser element portion, wherein the electrode is a region facing the first surface A substantially flat third surface, a fourth surface formed on the opposite side of the third surface, and a recess formed on the fourth surface and recessed toward the third surface.

この発明の第1の局面による半導体レーザ素子では、上記のように、略平坦な第1表面を含む半導体レーザ素子部と、半導体レーザ素子部の略平坦な第1表面上に形成された電極とを備え、電極は、第1表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第3表面を含むことによって、半導体レーザ素子部の略平坦な第1表面から活性層までの厚みが略一定となるので、半導体レーザ素子部が有する機械的な強度に不均一さが生じない。したがって、半導体レーザ素子部に割れや欠けを発生させることなくこの半導体レーザ素子を放熱基台などに接合することができる。加えて、機械的な強度が略一様な半導体レーザ素子部の第1表面上に略平坦な第3表面を有する電極が形成されているので、電極にボンディングワイヤを接続する際に、凹部を含めた電極の厚みが均一でない場合にも、半導体レーザ素子部は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得ることができる。この結果、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生することを抑制することができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect of the present invention, as described above, the semiconductor laser element portion including the substantially flat first surface, and the electrode formed on the substantially flat first surface of the semiconductor laser element portion, And the electrode includes a substantially flat third surface over substantially the entire region facing the first surface, so that the thickness from the substantially flat first surface of the semiconductor laser element portion to the active layer is substantially constant. Therefore, non-uniformity does not occur in the mechanical strength of the semiconductor laser element portion. Therefore, the semiconductor laser element can be bonded to a heat dissipation base or the like without causing cracks or chipping in the semiconductor laser element portion. In addition, since an electrode having a substantially flat third surface is formed on the first surface of the semiconductor laser element portion having a substantially uniform mechanical strength, a recess is formed when a bonding wire is connected to the electrode. Even when the thickness of the included electrode is not uniform, the semiconductor laser element portion can withstand the impact of wire bonding. As a result, it is possible to prevent the semiconductor laser element portion from being cracked or chipped.

なお、本発明において、半導体レーザ素子部は、半導体基板の主面上に活性層を含む半導体層が積層されたレーザ素子構造、半導体基板を使用することなく活性層を含む半導体層のみが積層されたレーザ素子構造、または、支持基体(支持基板)に活性層を含む半導体層が接合されたレーザ素子構造を含む広い概念である。   In the present invention, the semiconductor laser element portion has a laser element structure in which a semiconductor layer including an active layer is stacked on the main surface of a semiconductor substrate, and only a semiconductor layer including an active layer is stacked without using a semiconductor substrate. This is a broad concept including a laser element structure, or a laser element structure in which a semiconductor layer including an active layer is bonded to a support base (support substrate).

また、上記第1の局面による半導体レーザ素子では、電極は、第4表面に形成されるとともに第3表面に向かって窪む凹部を含むことによって、電極の第4表面は、凹部と凹部以外からなる凹凸形状を有している。ここで、ウェハに形成された複数の半導体レーザ素子部を素子分割する際、素子分割前の半導体レーザ素子部における電極の表面に延伸ポリプロピレン(OPP)フィルムなどのシートを貼り付けた状態でウェハを素子分割する場合がある。この場合、OPPフィルムを電極の表面に貼り付けることにより、OPPフィルムに含まれる有機珪素化合物(たとえば有機シロキサンなど)を構成する炭素(C)や珪素(Si)などの元素が電極の表面に付着する。そして、素子分割後にOPPフィルムを剥離した電極の表面にワイヤボンディングを行った場合、電極とボンディングワイヤ(金属線)との間に上記した元素が介在する。そして、この状態で、半導体レーザ素子を動作させた場合、付着した元素が障壁となって電極とボンディングワイヤとの間に余分な電気抵抗が発生し、半導体レーザ素子の動作電圧が上昇するという不都合が生じる。本願発明者は、半導体レーザ素子を製造するにあたってこのような不都合を解決する方法を鋭意検討した。その結果、本発明の電極の第4表面に凹部を設けることによって、製造プロセスにおいて一時的に使用されるOPPフィルムを電極の表面に貼り付けたとしても、凹部が窪んでいるので、凹部の底面および内側面にOPPフィルムが貼り付かない。したがって、素子分割後に半導体レーザ素子からOPPフィルムを剥離したとしても、凹部の底面および内側面には炭素(C)や珪素(Si)などの元素が付着しないようにすることができる。これにより、電極の凹部の底面および内側面は、清浄に保たれるので、電極の凹部とボンディングワイヤとの間に余分な電気抵抗が発生することを抑制することができる。この結果、半導体レーザ素子の動作電圧が上昇することを抑制することができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect, the electrode includes a recess formed on the fourth surface and recessed toward the third surface, so that the fourth surface of the electrode is formed from other than the recess and the recess. It has an uneven shape. Here, when dividing a plurality of semiconductor laser element portions formed on the wafer, the wafer is bonded with a sheet such as an expanded polypropylene (OPP) film attached to the surface of the electrode in the semiconductor laser element portion before the element division. There is a case where the element is divided. In this case, by sticking the OPP film to the surface of the electrode, elements such as carbon (C) and silicon (Si) constituting the organosilicon compound (eg, organic siloxane) contained in the OPP film adhere to the surface of the electrode. To do. When wire bonding is performed on the surface of the electrode from which the OPP film has been peeled after the element division, the above-described elements are interposed between the electrode and the bonding wire (metal wire). If the semiconductor laser element is operated in this state, the attached element becomes a barrier and an extra electrical resistance is generated between the electrode and the bonding wire, which increases the operating voltage of the semiconductor laser element. Occurs. The inventor of the present application diligently studied a method for solving such inconvenience in manufacturing a semiconductor laser device. As a result, by providing a recess on the fourth surface of the electrode of the present invention, even if the OPP film temporarily used in the manufacturing process is attached to the surface of the electrode, the recess is recessed, so the bottom surface of the recess And the OPP film does not stick to the inner surface. Therefore, even if the OPP film is peeled from the semiconductor laser element after the element division, elements such as carbon (C) and silicon (Si) can be prevented from adhering to the bottom surface and the inner surface of the recess. As a result, the bottom surface and the inner side surface of the recess of the electrode are kept clean, so that it is possible to suppress the occurrence of excessive electrical resistance between the recess of the electrode and the bonding wire. As a result, an increase in the operating voltage of the semiconductor laser element can be suppressed.

上記第1の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、半導体レーザ素子部は、第2表面に形成されたリッジをさらに含み、電極の凹部およびリッジは、平面的に見て、凹部およびリッジの各々の形成領域が重なるように配置されており、半導体レーザ素子部は、リッジが形成された第2表面側が放熱基台に接合されている。このように、半導体レーザ素子をジャンクションダウン方式で放熱基台に接合した場合においても、半導体レーザ素子部の機械的強度が不均一さを有していないので、半導体レーザ素子部に割れや欠けが発生させることなく、ジャンクションダウン接合を行うことができる。また、半導体レーザ素子部は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得るので、電極の凹部およびリッジの各々の形成領域が重なっていても、リッジが損傷することを抑制することができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the semiconductor laser device portion further includes a ridge formed on the second surface, and the recess and the ridge of the electrode are each of the recess and the ridge as viewed in a plan view. The semiconductor laser element portion is joined to the heat dissipation base on the second surface side where the ridge is formed. As described above, even when the semiconductor laser element is joined to the heat radiation base by the junction down method, the semiconductor laser element part does not have non-uniform mechanical strength, so the semiconductor laser element part is not cracked or chipped. Junction down junction can be performed without generating. In addition, since the semiconductor laser element portion can withstand the impact of wire bonding, it is possible to prevent the ridge from being damaged even if the recesses of the electrode and the formation regions of the ridge overlap each other.

上記第1の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極の凹部は、凹部の底面においてボンディングワイヤが接続可能で、かつ、ボンディングワイヤが凹部の内側面に接触した状態で接続可能なように構成されている。このように構成すれば、付着物が極力排除されて清浄に保たれた電極の凹部の底面において、ボンディングワイヤと電極との導通を容易に図ることができる。加えて、ボンディングワイヤの電極との接触面積を増加させることができるので、電極とボンディングワイヤとの間の電気抵抗をより低減させることができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the concave portion of the electrode is configured such that a bonding wire can be connected to the bottom surface of the concave portion and can be connected in a state where the bonding wire is in contact with the inner side surface of the concave portion. Has been. If comprised in this way, conduction | electrical_connection with a bonding wire and an electrode can be aimed at easily in the bottom face of the recessed part of the electrode in which the deposit | attachment was removed as much as possible and kept clean. In addition, since the contact area of the bonding wire with the electrode can be increased, the electrical resistance between the electrode and the bonding wire can be further reduced.

上記第1の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、電極は、半導体レーザ素子部の第1表面に接触する略平坦な第3表面を有するオーミック電極層と、オーミック電極層の半導体レーザ素子部とは反対側に配置され、凹部が形成された第4表面を有するパッド電極層とを含み、凹部の深さは、凹部が形成されていない部分におけるパッド電極層の厚みよりも小さい。このように構成すれば、凹部の底面には下層となるオーミック電極層が露出しない。つまり、ボンディングワイヤがオーミック電極層に直接接合されることが防止されるので、ワイヤボンドに起因してオーミック電極層が損傷することを防止することができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the electrode includes an ohmic electrode layer having a substantially flat third surface contacting the first surface of the semiconductor laser element portion, and a semiconductor laser element portion of the ohmic electrode layer; Is disposed on the opposite side and includes a pad electrode layer having a fourth surface in which a recess is formed, and the depth of the recess is smaller than the thickness of the pad electrode layer in a portion where the recess is not formed. If comprised in this way, the ohmic electrode layer used as a lower layer will not be exposed to the bottom face of a recessed part. That is, since the bonding wire is prevented from being directly bonded to the ohmic electrode layer, it is possible to prevent the ohmic electrode layer from being damaged due to the wire bond.

上記第1の局面による半導体レーザ素子において、好ましくは、凹部の内側面は、半導体レーザ素子部に形成された共振器面から共振器の延びる方向に沿って所定の距離分内側に離間した位置に形成されている。このように構成すれば、凹部の底面が共振器面に露出しない。したがって、製造プロセスにおいて、共振器面に誘電体材料などからなる端面コート膜を形成した場合においても、端面コート膜が電極の凹部の底面に入り込んで付着することを効果的に抑制することができる。この結果、電極の凹部の底面をより清浄に保つことができる。   In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the inner surface of the recess is located at a position spaced inward by a predetermined distance along the direction in which the resonator extends from the resonator surface formed in the semiconductor laser element portion. Is formed. If comprised in this way, the bottom face of a recessed part will not be exposed to a resonator surface. Therefore, even when an end face coat film made of a dielectric material or the like is formed on the resonator surface in the manufacturing process, it is possible to effectively suppress the end face coat film from entering and attaching to the bottom surface of the recess of the electrode. . As a result, the bottom surface of the recess of the electrode can be kept clean.

この発明の第2の局面による光装置は、第1の局面における半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系とを備える。   An optical device according to a second aspect of the present invention includes the semiconductor laser element according to the first aspect and an optical system that controls the emitted light of the semiconductor laser element.

この第2の局面による光装置では、上記第1の局面による半導体レーザ素子を備えているので、半導体レーザ素子においては、割れや欠けが発生することが抑制されるとともに、動作電圧が上昇することが抑制される。その結果、この半導体レーザ素子を安定的に動作させて長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光装置を得ることができる。   Since the optical device according to the second aspect includes the semiconductor laser element according to the first aspect, the semiconductor laser element is prevented from being cracked or chipped and the operating voltage is increased. Is suppressed. As a result, it is possible to obtain a highly reliable optical device that can stably operate the semiconductor laser element and withstand long-time use.

本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子をサブマウントにジャンクションダウン方式で接合した状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state which joined the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention to the submount by the junction down system. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子において、金属線がワイヤボンディングされた位置で共振器の延びる方向と垂直に切断した際の断面図である。In the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention, it is sectional drawing at the time of cut | disconnecting perpendicularly to the direction where a resonator is extended in the position where the metal wire was wire-bonded. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の上面図である。1 is a top view of a blue-violet semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の効果を確認するために行った確認実験の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of this invention. 本発明の第2実施形態による青紫色半導体レーザ素子をサブマウントにジャンクションダウン方式で接合した状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state which joined the blue-violet semiconductor laser element by 2nd Embodiment of this invention to the submount by the junction down system. 本発明の第3実施形態による3波長半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the 3 wavelength semiconductor laser apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による光ピックアップ装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the optical pick-up apparatus by 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1〜図3を参照して、本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子100の構造について説明する。なお、図2は、図3の150−150線に沿った断面図である。なお、青紫色半導体レーザ素子100は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。   First, the structure of a blue-violet semiconductor laser device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view taken along line 150-150 in FIG. The blue-violet semiconductor laser element 100 is an example of the “semiconductor laser element” in the present invention.

青紫色半導体レーザ素子100は、図1に示すように、約100μmの厚みを有するn型GaN基板1と、n型GaN基板1の主表面(C1側)上に形成された活性層12を有する半導体素子層2とを含む半導体レーザ素子部10を備えている。半導体素子層2は、発振波長が約405nm帯を有する窒化物系半導体からなる。また、青紫色半導体レーザ素子100では、半導体素子層2側の表面10a(C1側)上にp側電極20が形成されるとともに、n型GaN基板1側の表面10b(C2側)上にn側電極30が形成されている。なお、表面10bおよび表面10aは、それぞれ、本発明の「第1表面」および「第2表面」の一例である。また、n側電極30は、本発明の「電極」の一例である。   As shown in FIG. 1, the blue-violet semiconductor laser device 100 includes an n-type GaN substrate 1 having a thickness of about 100 μm and an active layer 12 formed on the main surface (C1 side) of the n-type GaN substrate 1. A semiconductor laser element portion 10 including the semiconductor element layer 2 is provided. The semiconductor element layer 2 is made of a nitride-based semiconductor having an oscillation wavelength of about 405 nm band. In the blue-violet semiconductor laser device 100, the p-side electrode 20 is formed on the surface 10a (C1 side) on the semiconductor element layer 2 side, and n is formed on the surface 10b (C2 side) on the n-type GaN substrate 1 side. A side electrode 30 is formed. The surface 10b and the surface 10a are examples of the “first surface” and the “second surface” in the present invention, respectively. The n-side electrode 30 is an example of the “electrode” in the present invention.

半導体レーザ素子部10は、図3に示すように、約800μmの共振器長(レーザ素子端部間(A方向)の長さ)を有するとともに、約100μmの素子幅(B方向)を有する。また、半導体素子層2には、共振器の延びる方向(A方向)と直交する光出射面2a(A1側)および光反射面2b(A2側)がそれぞれ形成されている。なお、光出射面2aおよび光反射面2bは、一対に形成された共振器面のそれぞれから出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側が光出射面2aである。また、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側が光反射面2bである。なお、光出射面2aおよび光反射面2bは、本発明の「共振器面」の一例である。   As shown in FIG. 3, the semiconductor laser element portion 10 has a resonator length of about 800 μm (length between laser element end portions (A direction)) and an element width of about 100 μm (B direction). The semiconductor element layer 2 is formed with a light emitting surface 2a (A1 side) and a light reflecting surface 2b (A2 side) orthogonal to the direction in which the resonator extends (A direction). The light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b are distinguished by the magnitude relationship of the intensity of the laser light emitted from each of the pair of resonator surfaces formed. That is, the side with a relatively large laser beam emission intensity is the light emission surface 2a. Further, the light reflection surface 2b is the side where the emission intensity of the laser light is relatively small. The light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b are examples of the “resonator surface” in the present invention.

また、光出射面2a上には、低反射率の誘電体多層膜(図示せず)が形成されており、光反射面2b上には、高反射率の誘電体多層膜(図示せず)が形成されている。ここで、誘電体多層膜は、GaN,AlN、BN,Al、SiO、ZrO、Ta、Nb、La、SiN、AlONおよびMgFや、これらの混成比の異なる材料であるTiやNbなどからなる多層膜を用いることができる。 A low-reflectivity dielectric multilayer film (not shown) is formed on the light emitting surface 2a, and a high-reflectivity dielectric multilayer film (not shown) is formed on the light-reflecting surface 2b. Is formed. Here, the dielectric multilayer film is composed of GaN, AlN, BN, Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 , SiN, AlON and MgF 2 , and these A multilayer film made of Ti 3 O 5 , Nb 2 O 3, or the like that is a material having a different mixing ratio can be used.

また、青紫色半導体レーザ素子100は、図1および図2に示すように、AuSn半田などからなる導電性接着層5を介してジャンクションダウン方式によりサブマウント120上に固定されている。具体的には、青紫色半導体レーザ素子100は、半導体レーザ素子部10の後述するリッジ3が形成された表面10a側を下にして、p側電極20が導電性接着層5を介してサブマウント120の上面に形成されたパッド電極121に接合されている。なお、サブマウント120は、本発明の「放熱基台」の一例である。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the blue-violet semiconductor laser device 100 is fixed on the submount 120 by a junction down method through a conductive adhesive layer 5 made of AuSn solder or the like. Specifically, the blue-violet semiconductor laser device 100 is a submount in which the p-side electrode 20 is interposed through the conductive adhesive layer 5 with the surface 10a side of the semiconductor laser device section 10 on which a ridge 3 described later is formed facing down. Bonded to a pad electrode 121 formed on the upper surface of 120. The submount 120 is an example of the “heat dissipation base” in the present invention.

また、青紫色半導体レーザ素子100では、n側電極30の上面30aにAuからなり約50μm以上約60μm以下の線径を有する金属線91の一方端部が接続されている。また、サブマウント120は、下面(C1側)が、導電性接着層(図示せず)を介して、金属製のステム(図示せず)に固定されている。また、金属線91の他方端部は、図示しない負極端子に接続されるとともに、金属製のステムは、図示しない正極端子と導通している。なお、金属線91は、本発明の「ボンディングワイヤ」の一例である。   In the blue-violet semiconductor laser device 100, one end of a metal wire 91 made of Au and having a wire diameter of about 50 μm or more and about 60 μm or less is connected to the upper surface 30a of the n-side electrode 30. Further, the lower surface (C1 side) of the submount 120 is fixed to a metal stem (not shown) via a conductive adhesive layer (not shown). The other end of the metal wire 91 is connected to a negative electrode terminal (not shown), and the metal stem is electrically connected to a positive electrode terminal (not shown). The metal wire 91 is an example of the “bonding wire” in the present invention.

ここで、第1実施形態では、n側電極30は、図2に示すように、n型GaN基板1に近い側から順に、Alなどの金属層からなるオーミック電極層31と、Ptなどの金属層からなるバリア層32と、Auなどの金属層からなるパッド電極層33とが積層された構造を有している。そして、n側電極30は、上面30a側に形成された凹部35を含んでいる。すなわち、凹部35は、上面30aが下面30bに向かってC1方向に窪んでいる。したがって、n側電極30の上面30aは、凹部35が形成された領域と凹部35が形成されていない領域とによって凹凸形状を有している。一方、n側電極30の下面30bは、n型GaN基板1の表面10bと対向する領域の略全域に亘って略平坦面を形成している。なお、上面30aおよび下面30bは、それぞれ、本発明の「第4表面」および「第3表面」の一例である。   Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the n-side electrode 30 includes an ohmic electrode layer 31 made of a metal layer such as Al and a metal such as Pt in order from the side closer to the n-type GaN substrate 1. It has a structure in which a barrier layer 32 made of layers and a pad electrode layer 33 made of a metal layer such as Au are laminated. The n-side electrode 30 includes a recess 35 formed on the upper surface 30a side. That is, the concave portion 35 has a top surface 30a that is recessed in the C1 direction toward the bottom surface 30b. Therefore, the upper surface 30a of the n-side electrode 30 has a concavo-convex shape by a region where the recess 35 is formed and a region where the recess 35 is not formed. On the other hand, the lower surface 30 b of the n-side electrode 30 forms a substantially flat surface over substantially the entire region facing the surface 10 b of the n-type GaN substrate 1. The upper surface 30a and the lower surface 30b are examples of the “fourth surface” and the “third surface” in the present invention, respectively.

また、青紫色半導体レーザ素子100を全体として捉えた場合、n側電極30では凹部35が形成されることにより厚み(C方向)が変化する一方、半導体レーザ素子部10では、略平坦な表面10bから活性層12までの厚みt5が略一定である。ここで、厚みt5は、n型GaN基板1とn型クラッド層11と活性層12との厚みを合計した厚みを示す。   Further, when the blue-violet semiconductor laser device 100 is taken as a whole, the thickness (C direction) is changed by forming the concave portion 35 in the n-side electrode 30, while the substantially flat surface 10 b is changed in the semiconductor laser device portion 10. The thickness t5 from the active layer 12 to the active layer 12 is substantially constant. Here, the thickness t5 indicates the total thickness of the n-type GaN substrate 1, the n-type cladding layer 11, and the active layer 12.

また、第1実施形態では、凹部35の深さD1は、凹部35が形成されていない部分におけるパッド電極層33の厚みt1よりも小さい(D1<t1)。つまり、凹部35はパッド電極層33にのみ形成されている。したがって、底面35aは、パッド電極層33であり、底面35aには下層のバリア層32やオーミック電極層31は、露出していない。なお、底面35aにおけるパッド電極層33の厚み(t1−D1)は、約200nm以上約300nm以下の範囲であればよい。また、凹部35の深さD1については、約3μm以上5μm以下であればよい。   In the first embodiment, the depth D1 of the recess 35 is smaller than the thickness t1 of the pad electrode layer 33 in the portion where the recess 35 is not formed (D1 <t1). That is, the recess 35 is formed only in the pad electrode layer 33. Therefore, the bottom surface 35a is the pad electrode layer 33, and the lower barrier layer 32 and the ohmic electrode layer 31 are not exposed to the bottom surface 35a. Note that the thickness (t1-D1) of the pad electrode layer 33 on the bottom surface 35a may be in the range of about 200 nm to about 300 nm. Further, the depth D1 of the recess 35 may be about 3 μm or more and 5 μm or less.

また、n側電極30を平面的に見た場合、図3に示すように、凹部35は、n側電極30の内側に形成されている。つまり、凹部35は、底面35aと、底面35aの四方を囲む4つの内側面とを有している。一対の内側面35bは、共振器の延びる方向(A方向)に対向しており、一対の内側面35cは、A方向と略直交する素子の幅方向(B方向)に対向している。したがって、n側電極30は、内側面35bの外側(A方向に沿った底面35aとは反対側)が底面35aよりも厚みが大きい壁部33aと、内側面35cの外側(B方向に沿った底面35aとは反対側)が底面35aよりも厚みが大きい壁部33bとを有している。また、壁部33aおよび壁部33bは、凹部35の四隅で互いに接続されて一体的な構造を有している。ここで、半導体レーザ素子部10は素子幅(B方向)が約100μmであるのに対し、n側電極30の幅(B方向)は、約70μmである。   In addition, when the n-side electrode 30 is viewed in plan, the recess 35 is formed inside the n-side electrode 30 as shown in FIG. That is, the concave portion 35 has a bottom surface 35a and four inner side surfaces that surround four sides of the bottom surface 35a. The pair of inner side surfaces 35b are opposed to the direction in which the resonator extends (A direction), and the pair of inner side surfaces 35c are opposed to the width direction (B direction) of the element substantially orthogonal to the A direction. Therefore, the n-side electrode 30 includes a wall portion 33a whose outer side of the inner side surface 35b (the side opposite to the bottom surface 35a along the A direction) is thicker than the bottom surface 35a, and the outer side of the inner side surface 35c (along the B direction). The opposite side of the bottom surface 35a) has a wall portion 33b having a larger thickness than the bottom surface 35a. Further, the wall 33a and the wall 33b are connected to each other at the four corners of the recess 35 to have an integral structure. Here, the semiconductor laser element portion 10 has an element width (B direction) of about 100 μm, whereas the n-side electrode 30 has a width (B direction) of about 70 μm.

また、壁部33aにおいては、n側電極30のA方向の端部30hから内側面35bまでの幅W1を有している。また、n側電極30の端部30hは、光出射面2a(光反射面2b)からA2方向(A1方向)に沿って距離L1だけ内側に離間した位置に形成されている。したがって、凹部35の内側面35bは、光出射面2a(光反射面2b)からA2方向(A1方向)に沿って距離L1+幅W1だけ内側に位置している。同様に、壁部33bにおいては、n側電極30のB方向の端部30jから内側面35cまでの幅W2を有している。また、n側電極30の端部30jは、半導体レーザ素子部10の側端面2c(2d)からB2方向(B1方向)に沿って距離L2(約15μm)だけ内側に離間した位置に形成されている。したがって、凹部35の内側面35cは、側端面2c(2d)からB2方向(B1方向)に沿って距離L2+幅W2だけ内側に位置している。これにより、パッド電極層33に形成された凹部35は、上方(C2方向)にのみ開口する一方、n側電極30の端部30hおよび端部30jには開口部を有していない。   The wall 33a has a width W1 from the end 30h in the A direction of the n-side electrode 30 to the inner side surface 35b. Further, the end 30h of the n-side electrode 30 is formed at a position spaced inward by a distance L1 along the A2 direction (A1 direction) from the light emitting surface 2a (light reflecting surface 2b). Therefore, the inner side surface 35b of the recess 35 is located on the inner side by a distance L1 + width W1 along the A2 direction (A1 direction) from the light emitting surface 2a (light reflecting surface 2b). Similarly, the wall portion 33b has a width W2 from the end portion 30j in the B direction of the n-side electrode 30 to the inner side surface 35c. The end 30j of the n-side electrode 30 is formed at a position spaced inward from the side end face 2c (2d) of the semiconductor laser element portion 10 by a distance L2 (about 15 μm) along the B2 direction (B1 direction). Yes. Accordingly, the inner side surface 35c of the recess 35 is located on the inner side by a distance L2 + width W2 along the B2 direction (B1 direction) from the side end surface 2c (2d). As a result, the recess 35 formed in the pad electrode layer 33 opens only upward (in the C2 direction), while the end 30h and the end 30j of the n-side electrode 30 do not have openings.

なお、幅W1と幅W2との大小関係については、図3に示すようにW1>W2であってもよいし、幅W1と幅W2とが略等しくてもよい。また、図3においては、壁部33aの幅W1は、共振器方向(A方向)において略対称な長さであり、壁部33bの幅W2は、素子の幅方向(B方向)において略対称な長さとしているが、このように略対称な長さにしなくてもよい。壁部33aの幅W1は、たとえば、レーザ光の主たる出射方向を区別する目的で、光出射面2a側と光反射面2bとで異ならせていてもよい。   Note that the magnitude relationship between the width W1 and the width W2 may be W1> W2 as shown in FIG. 3, or the width W1 and the width W2 may be substantially equal. In FIG. 3, the width W1 of the wall 33a is substantially symmetrical in the resonator direction (A direction), and the width W2 of the wall 33b is substantially symmetrical in the element width direction (B direction). However, it does not have to be a substantially symmetrical length. For example, the width W1 of the wall 33a may be different between the light emitting surface 2a side and the light reflecting surface 2b in order to distinguish the main emitting direction of the laser beam.

また、第1実施形態では、図2に示すように、凹部35は、底面35aにおいて金属線91が接続可能であるとともに、金属線91が凹部35の内側面35bおよび内側面35cの少なくとも一方に接触した状態で接続可能であるように構成されている。ここで、金属線91は、約50μm以上約60μm以下の線径を有しており、n側電極30の幅(B方向:約70μm)と比較しても、凹部35の幅(A方向およびB方向)よりも若干小さい程度である。したがって、凹部35の底面35aに金属線91が接続されたとしても、超音波ボンダ装置などによって接合時に溶融した金属線91の一部が底面35aから内側面35b(35c)にかけた領域や、さらには、壁部33a(図1参照)および壁部33b(図2参照)にまで僅かに延びた状態で固化される。このように、金属線91は、n側電極30の上面30aに形成された起伏に沿って接合されている。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the recess 35 can be connected to the metal wire 91 on the bottom surface 35a, and the metal wire 91 is attached to at least one of the inner side surface 35b and the inner side surface 35c of the recess 35. It is comprised so that it can connect in the state which contacted. Here, the metal wire 91 has a wire diameter of about 50 μm or more and about 60 μm or less, and even if compared with the width of the n-side electrode 30 (B direction: about 70 μm), the width of the recess 35 (A direction and Slightly smaller than (B direction). Therefore, even if the metal wire 91 is connected to the bottom surface 35a of the recess 35, a part of the metal wire 91 melted at the time of joining by an ultrasonic bonder device or the like is applied from the bottom surface 35a to the inner surface 35b (35c), Is solidified in a state of slightly extending to the wall 33a (see FIG. 1) and the wall 33b (see FIG. 2). Thus, the metal line 91 is joined along the undulations formed on the upper surface 30a of the n-side electrode 30.

また、図2に示すように、半導体素子層2においては、n型GaN基板1の主表面(C1側)上に、約2μmの厚みを有するn型AlGaNからなるn型クラッド層11が形成されている。n型クラッド層11の下面上には、多重量子井戸(MQW)構造を有する活性層12が形成されている。この活性層12は、各々が約30nmの厚みを有するとともにアンドープGaInNからなる4つの障壁層(図示せず)と、各々が約7nmの厚みを有するとともにアンドープGaInNからなる3つの井戸層(図示せず)とが交互に積層されている。活性層12の下面上には、約0.5μmの厚みを有するMgドープのp型AlGaNからなるp型クラッド層13が形成されている。p型クラッド層13は、共振器の延びる方向(A方向)に沿ってストライプ状(細長状)に延びる約1.5μmの幅を有する凸部13aと、凸部13aの幅方向(B方向)の両側(B1側およびB2側)の約80nmの厚みを有する平坦部13bとを有している。   As shown in FIG. 2, in the semiconductor element layer 2, an n-type cladding layer 11 made of n-type AlGaN having a thickness of about 2 μm is formed on the main surface (C1 side) of the n-type GaN substrate 1. ing. An active layer 12 having a multiple quantum well (MQW) structure is formed on the lower surface of the n-type cladding layer 11. The active layer 12 has four barrier layers (not shown) each having a thickness of about 30 nm and made of undoped GaInN, and three well layers (not shown) each having a thickness of about 7 nm and made of undoped GaInN. Are stacked alternately. A p-type cladding layer 13 made of Mg-doped p-type AlGaN having a thickness of about 0.5 μm is formed on the lower surface of the active layer 12. The p-type cladding layer 13 includes a convex portion 13a having a width of about 1.5 μm extending in a stripe shape (elongated shape) along a direction (A direction) in which the resonator extends, and a width direction (B direction) of the convex portion 13a. And flat portions 13b having a thickness of about 80 nm on both sides (B1 side and B2 side).

また、p型クラッド層13の凸部13a上(C1側)には、約3nmの厚みを有するアンドープGaInNからなるp側コンタクト層14が形成されている。このp側コンタクト層14とp型クラッド層13の凸部13aとによって、約1.5μmの幅を有してA方向にストライプ状に延びるリッジ3が構成されている。また、リッジ3により、青紫色半導体レーザ素子100の光導波路が構成されている。   A p-side contact layer 14 made of undoped GaInN having a thickness of about 3 nm is formed on the convex portion 13a (C1 side) of the p-type cladding layer 13. The p-side contact layer 14 and the convex portion 13a of the p-type cladding layer 13 constitute a ridge 3 having a width of about 1.5 μm and extending in a stripe shape in the A direction. Further, the ridge 3 constitutes an optical waveguide of the blue-violet semiconductor laser device 100.

また、p型クラッド層13の凸部13aの両側面上、平坦部13bの下面上およびp側コンタクト層14の両側面上には、約0.2μmの厚みを有するSiOからなる電流ブロック層19が形成されている。また、電流ブロック層19は、リッジ3の下面(p側オーミック電極15の下面(C1側))を露出するように形成されている。 A current blocking layer made of SiO 2 having a thickness of about 0.2 μm is formed on both side surfaces of the convex portion 13 a of the p-type cladding layer 13, on the lower surface of the flat portion 13 b and on both side surfaces of the p-side contact layer 14. 19 is formed. The current blocking layer 19 is formed so as to expose the lower surface of the ridge 3 (the lower surface of the p-side ohmic electrode 15 (C1 side)).

また、p側コンタクト層14の下面上には、p側コンタクト層14に近い側から順に、Pd層、Pt層およびAu層からなるp側オーミック電極15が形成されている。p側オーミック電極15の下面上と電流ブロック層19の下面上とには、p側オーミック電極15に近い側から順に、約0.1μmの厚みを有するTi層と、約0.1μmの厚みを有するPd層と、約3μmの厚みを有するAu層とからなるp側電極20が形成されている。   A p-side ohmic electrode 15 composed of a Pd layer, a Pt layer, and an Au layer is formed on the lower surface of the p-side contact layer 14 in order from the side close to the p-side contact layer 14. On the lower surface of the p-side ohmic electrode 15 and the lower surface of the current blocking layer 19, a Ti layer having a thickness of about 0.1 μm and a thickness of about 0.1 μm are sequentially formed from the side closer to the p-side ohmic electrode 15. A p-side electrode 20 is formed which includes a Pd layer having an Au layer having a thickness of about 3 μm.

また、第1実施形態では、図2および図3に示すように、n側電極30の凹部35およびリッジ3は、平面的に見て、凹部35およびリッジ3の各々の形成領域が重なるように配置されている。この場合、凹部35のB方向の中心線170(図3参照)がリッジ3の中心線に略一致している。このようにして、青紫色半導体レーザ素子100が構成されている。   In the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the recess 35 and the ridge 3 of the n-side electrode 30 are overlapped with each other when the recess 35 and the ridge 3 are formed in a plan view. Has been placed. In this case, the center line 170 (see FIG. 3) in the B direction of the recess 35 substantially coincides with the center line of the ridge 3. In this way, the blue-violet semiconductor laser device 100 is configured.

次に、図2〜図7を参照して、本発明の第1実施形態による青紫色半導体レーザ素子100の製造プロセスについて説明する。   A manufacturing process for the blue-violet semiconductor laser device 100 according to the first embodiment of the present invention is now described with reference to FIGS.

まず、図4に示すように、有機金属気相成長(MOCVD)法を用いて、n型GaN基板1の上面(主表面)上に、n型クラッド層11、活性層12、p型クラッド層13、p側コンタクト層14およびp側オーミック電極15を順次積層する。その後、フォトリソグラフィを用いてp側オーミック電極15の上面上にマスク(図示せず)をパターニングした後、マスクから露出するp側オーミック電極15と下部のp側コンタクト層14およびp型クラッド層13の一部の領域をエッチングすることによりリッジ3を形成する。その後、リッジ3上に残されたマスクを除去する。   First, as shown in FIG. 4, an n-type cladding layer 11, an active layer 12, and a p-type cladding layer are formed on the upper surface (main surface) of the n-type GaN substrate 1 using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. 13, the p-side contact layer 14 and the p-side ohmic electrode 15 are sequentially stacked. Then, after patterning a mask (not shown) on the upper surface of the p-side ohmic electrode 15 using photolithography, the p-side ohmic electrode 15 exposed from the mask, the lower p-side contact layer 14 and the p-type cladding layer 13 are formed. The ridge 3 is formed by etching a part of the region. Thereafter, the mask left on the ridge 3 is removed.

その後、プラズマCVD法または真空蒸着法などを用いて、p型クラッド層13の凸部13a以外の平坦部13bの上面上、p側オーミック電極15の上面上、および、リッジ3の両側面を連続的に覆うように電流ブロック層19を形成する。その後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、電流ブロック層19上および電流ブロック層19が形成されていないp側オーミック電極15上に、p側電極20を形成する。   Thereafter, the upper surface of the flat portion 13b other than the convex portion 13a of the p-type cladding layer 13, the upper surface of the p-side ohmic electrode 15, and both side surfaces of the ridge 3 are continuously formed using plasma CVD or vacuum deposition. The current blocking layer 19 is formed so as to cover it. Thereafter, the p-side electrode 20 is formed on the current blocking layer 19 and on the p-side ohmic electrode 15 where the current blocking layer 19 is not formed by using a vacuum deposition method and a lift-off method.

この後、n型GaN基板1が約100μmの厚みを有するようにn型GaN基板1の表面10b側を研磨し、研磨によるダメージ層をドライエッチングにより除去した後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、n型GaN基板1の表面10b(C2側)上にn型GaN基板1に接触するようにn側電極30を形成する。   Thereafter, the surface 10b side of the n-type GaN substrate 1 is polished so that the n-type GaN substrate 1 has a thickness of about 100 μm, the damaged layer due to the polishing is removed by dry etching, and then a vacuum evaporation method and a lift-off method are used. Then, the n-side electrode 30 is formed on the surface 10b (C2 side) of the n-type GaN substrate 1 so as to be in contact with the n-type GaN substrate 1.

具体的には、真空蒸着法を用いて、n型GaN基板1の下面(表面10b)上にオーミック電極層31を蒸着する。次に、オーミック電極層31を覆うようにバリア層32を蒸着する。さらに、バリア層32の下面上に、約300nmの厚みを有するAu層を蒸着して平坦なAu金属層33uを形成する。これにより、図5に示すように、n型GaN基板1の下面(表面10b)上に、矩形形状を有する複数のAu金属層33uが形成される。ここで、Au金属層33uのA方向の端部30h同士は、間隔L3(=L1×2)を隔てて対向するとともに、B方向の端部30j同士は、間隔L4(=L2×2)を隔てて対向する。また、Au金属層33uは、下部にリッジ3が形成された領域に重なって形成される。   Specifically, the ohmic electrode layer 31 is deposited on the lower surface (surface 10b) of the n-type GaN substrate 1 using a vacuum deposition method. Next, a barrier layer 32 is deposited so as to cover the ohmic electrode layer 31. Further, an Au layer having a thickness of about 300 nm is deposited on the lower surface of the barrier layer 32 to form a flat Au metal layer 33u. Thereby, as shown in FIG. 5, a plurality of Au metal layers 33 u having a rectangular shape are formed on the lower surface (surface 10 b) of the n-type GaN substrate 1. Here, the end portions 30h in the A direction of the Au metal layer 33u face each other with an interval L3 (= L1 × 2), and the end portions 30j in the B direction have an interval L4 (= L2 × 2). Opposite each other. Further, the Au metal layer 33u is formed so as to overlap with a region where the ridge 3 is formed in the lower part.

その後、図6に示すように、フォトリソグラフィを用いて、n型GaN基板1の表面10bからオーミック電極層31(図4参照)、バリア層32(図4参照)およびAu金属層33u(図4参照)にかけての側面(端部30hおよび端部30j)と、Au金属層33uの表面(C2側)の所定領域とを覆うようにレジスト50をパターニングする。これにより、レジスト50は、Au金属層33uの外縁部とその近傍の領域のみが露出するようにパターニングされる。   After that, as shown in FIG. 6, the ohmic electrode layer 31 (see FIG. 4), the barrier layer 32 (see FIG. 4), and the Au metal layer 33u (see FIG. 4) are formed from the surface 10b of the n-type GaN substrate 1 using photolithography. The resist 50 is patterned so as to cover the side surface (the end 30h and the end 30j) and the predetermined region on the surface (C2 side) of the Au metal layer 33u. Thereby, the resist 50 is patterned so that only the outer edge portion of the Au metal layer 33u and a region in the vicinity thereof are exposed.

そして、この状態で、平面的に見てレジスト50の枠状に形成された開口部50a(Au金属層33uが露出した部分)に、真空蒸着法を用いてAu金属層33vを堆積させる。これにより、Au金属層33uの表面上に、枠状を有するようにAu金属層33vが形成される。その後、レジスト50を除去する。これにより、図7に示すように、バリア層32の上面(C2側)上に、凹部35を有するとともにAu金属層33uおよび33vが一体となったパッド電極層33が形成される。このようにして、n側電極30が形成される。   Then, in this state, an Au metal layer 33v is deposited using a vacuum evaporation method in an opening 50a (a portion where the Au metal layer 33u is exposed) formed in a frame shape of the resist 50 when viewed in plan. Thereby, the Au metal layer 33v is formed on the surface of the Au metal layer 33u so as to have a frame shape. Thereafter, the resist 50 is removed. As a result, as shown in FIG. 7, the pad electrode layer 33 is formed on the upper surface (C2 side) of the barrier layer 32. The pad electrode layer 33 has the recess 35 and the Au metal layers 33u and 33v are integrated. In this way, the n-side electrode 30 is formed.

その後、約800μmの共振器長(A方向)を有するようにウェハをB方向に沿ってバー状に劈開する。具体的には、ウェハを、図5に示した分離線190の位置において劈開する。これにより、半導体レーザ素子部10がB方向に複数繋げられた状態のバー105が得られる。   Thereafter, the wafer is cleaved in a bar shape along the B direction so as to have a resonator length (A direction) of about 800 μm. Specifically, the wafer is cleaved at the position of the separation line 190 shown in FIG. Thereby, the bar 105 in a state in which a plurality of semiconductor laser element portions 10 are connected in the B direction is obtained.

その後、劈開によってバー105に形成された劈開面からなる共振器面(光出射面2aおよび光反射面2b)に対して、ECRスパッタ成膜装置などを用いて端面コート膜(図示せず)を形成する。この際、第1実施形態では、図3に示すように、n側電極30の共振器面に対向する側の端部30hには、凹部35が開口していないので、誘電体材料などからなる端面コート膜が凹部35内にまで浸入して付着することを防止しやすい。したがって、凹部35の底面35aおよび内側面35bおよび35cは、清浄な状態に保たれる。   Thereafter, an end face coating film (not shown) is applied to the resonator surface (light emitting surface 2a and light reflecting surface 2b) formed of the cleavage surface formed on the bar 105 by cleavage using an ECR sputtering film forming apparatus or the like. Form. At this time, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, since the concave portion 35 is not opened in the end portion 30h on the side facing the resonator surface of the n-side electrode 30, it is made of a dielectric material or the like. It is easy to prevent the end face coating film from entering and adhering into the recess 35. Therefore, the bottom surface 35a and the inner side surfaces 35b and 35c of the recess 35 are kept clean.

その後、図7に示すように、バー105の表面10a側に、延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム60を貼り付ける。ここで、OPPフィルム60は、約40μmの厚みを有しており、元々一体的であった剥離シート61(図8参照)を剥離(分離)した後、OPPフィルム60の粘着面60aに、バー105におけるp側電極20の表面(C1側)を一様に貼り付ける。その後、機械的スクライブまたはレーザスクライブなどにより、OPPフィルム60とは反対側(C2側)の半導体レーザ素子部10の表面10b側から、共振器の延びる方向(A方向)に沿って直線状のスクライブ溝51をB方向に所定の間隔(ピッチ)を隔てて複数形成する。ここで、スクライブ溝51間のピッチは、青紫色半導体レーザ素子100(図2参照)の素子幅(約100μm)に略等しい。   Thereafter, as shown in FIG. 7, an oriented polypropylene (OPP) film 60 is attached to the surface 10 a side of the bar 105. Here, the OPP film 60 has a thickness of about 40 μm, and after peeling (separating) the release sheet 61 (see FIG. 8) that was originally integral, the OPP film 60 has a bar on the adhesive surface 60 a of the OPP film 60. The surface (C1 side) of the p-side electrode 20 at 105 is uniformly attached. Thereafter, a linear scribe along the direction (A direction) in which the resonator extends from the surface 10b side of the semiconductor laser element portion 10 opposite to the OPP film 60 (C2 side) by mechanical scribe or laser scribe. A plurality of grooves 51 are formed at a predetermined interval (pitch) in the B direction. Here, the pitch between the scribe grooves 51 is substantially equal to the element width (about 100 μm) of the blue-violet semiconductor laser element 100 (see FIG. 2).

その後、図8に示すように、前述した工程でOPPフィルム60から剥離しておいた剥離シート61を、バー状態となった青紫色半導体レーザ素子100のn側電極30の上面30a(C2側)に貼り付ける。この際、n側電極30には凹部35が形成されているので、剥離シート61は、凹部35以外のn側電極30(パッド電極層33)の表面に貼り付けられる。したがって、凹部35においては、剥離シート61の粘着面61aと底面35aおよび内側面35b(35c)との間に空間が形成されており、剥離シート61の粘着面61aは、凹部35の底面35aおよび内側面35b(35c)には接触しない。   Thereafter, as shown in FIG. 8, the release sheet 61 that has been peeled off from the OPP film 60 in the above-described step is replaced with the upper surface 30a (C2 side) of the n-side electrode 30 of the blue-violet semiconductor laser device 100 in the bar state. Paste to. At this time, since the concave portion 35 is formed in the n-side electrode 30, the release sheet 61 is attached to the surface of the n-side electrode 30 (pad electrode layer 33) other than the concave portion 35. Therefore, in the recess 35, a space is formed between the adhesive surface 61 a and the bottom surface 35 a and the inner surface 35 b (35 c) of the release sheet 61, and the adhesive surface 61 a of the release sheet 61 corresponds to the bottom surface 35 a of the recess 35 and It does not contact the inner side surface 35b (35c).

この状態で、バー105の下面側(剥離シート61が貼り付けられた側(C2側))が開くようにバー105の上面側(OPPフィルム60が貼り付けられた側(C1側))の所定の位置に刃状金具52を矢印C2方向に押し当てる。刃状金具52の先端部がOPPフィルム60をC2方向に突き破り、さらに、刃状金具52の荷重が分離線195に沿って半導体素子層2に印加されることにより、バー105をスクライブ溝51の位置(分離線195)で分割する。このようにして、青紫色半導体レーザ素子100のチップ(図2参照)が多数形成される。   In this state, a predetermined value on the upper surface side (side on which the OPP film 60 is attached (C1 side)) of the bar 105 so that the lower surface side (side on which the release sheet 61 is attached (C2 side)) of the bar 105 opens. The blade-like metal fitting 52 is pressed in the direction of the arrow C2 at the position. The tip of the blade-shaped fitting 52 pierces the OPP film 60 in the C2 direction, and the load of the blade-like fitting 52 is applied to the semiconductor element layer 2 along the separation line 195, so that the bar 105 is formed in the scribe groove 51. Divide by position (separation line 195). In this way, a large number of chips (see FIG. 2) of the blue-violet semiconductor laser device 100 are formed.

第1実施形態では、上記のように、略平坦な表面10bを含む半導体レーザ素子部10と、半導体レーザ素子部10の略平坦な表面10b上に形成されたn側電極30とを備え、n側電極30は、表面10bと対向する領域の略全域に亘って略平坦な下面30bを含むことによって、半導体レーザ素子部10の略平坦な表面10bから活性層12までの厚みt5(図2参照)が略一定となるので、半導体レーザ素子部10が有する機械的な強度に不均一さが生じない。したがって、半導体レーザ素子部10に割れや欠けを発生させることなくこの青紫色半導体レーザ素子100をサブマウント120に接合することができる。加えて、機械的強度が略一様な半導体レーザ素子部10の表面10b上にn側電極30が形成されているので、n側電極30に金属線91を接続する際に、凹部35を含むn側電極30の厚み(C方向)が均一でない場合にも、半導体レーザ素子部10は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得ることができる。この結果、半導体レーザ素子部10に割れや欠けが発生することを抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the semiconductor laser element portion 10 including the substantially flat surface 10b and the n-side electrode 30 formed on the substantially flat surface 10b of the semiconductor laser element portion 10 are provided. The side electrode 30 includes a substantially flat lower surface 30b over substantially the entire region facing the surface 10b, whereby a thickness t5 from the substantially flat surface 10b of the semiconductor laser element portion 10 to the active layer 12 (see FIG. 2). ) Is substantially constant, the non-uniformity in mechanical strength of the semiconductor laser element portion 10 does not occur. Therefore, the blue-violet semiconductor laser device 100 can be bonded to the submount 120 without causing cracks or chipping in the semiconductor laser device section 10. In addition, since the n-side electrode 30 is formed on the surface 10b of the semiconductor laser element portion 10 having substantially uniform mechanical strength, the recess 35 is included when the metal wire 91 is connected to the n-side electrode 30. Even when the thickness (C direction) of the n-side electrode 30 is not uniform, the semiconductor laser element portion 10 can withstand the impact of wire bonding. As a result, it is possible to prevent the semiconductor laser element unit 10 from being cracked or chipped.

また、第1実施形態では、n側電極30は、上面30aに形成されるとともに下面30bに向かって窪む凹部35を含むことによって、n側電極30の上面30aは、凹部35と凹部35以外からなる凹凸形状を有している。製造プロセスにおいて一時的に使用されるOPPフィルム60から剥離された剥離シート61をn側電極30の表面に貼り付けたとしても、凹部35が窪んでいるので、凹部35の底面35aおよび内側面35bに剥離シート61の粘着面61aが貼り付かない。したがって、素子分割後に青紫色半導体レーザ素子100から剥離シート61を剥離したとしても、凹部35の底面35aおよび内側面35bには炭素(C)や珪素(Si)などの元素が付着しないようにすることができる。これにより、n側電極30の凹部35の底面35aおよび内側面35bは、清浄に保たれるので、n側電極30の凹部35と金属線91との間に余分な電気抵抗が発生することを抑制することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子100の動作電圧が上昇することを抑制することができる。   In the first embodiment, the n-side electrode 30 includes the recess 35 that is formed on the upper surface 30 a and that is recessed toward the lower surface 30 b, so that the upper surface 30 a of the n-side electrode 30 is other than the recess 35 and the recess 35. It has an uneven shape consisting of Even if the release sheet 61 peeled from the OPP film 60 that is temporarily used in the manufacturing process is attached to the surface of the n-side electrode 30, the recess 35 is depressed, so the bottom surface 35a and the inner surface 35b of the recess 35 The adhesive surface 61a of the release sheet 61 does not stick to the surface. Therefore, even if the release sheet 61 is peeled from the blue-violet semiconductor laser element 100 after the element division, elements such as carbon (C) and silicon (Si) are prevented from adhering to the bottom surface 35a and the inner side surface 35b of the recess 35. be able to. As a result, the bottom surface 35a and the inner side surface 35b of the recess 35 of the n-side electrode 30 are kept clean, so that an extra electrical resistance is generated between the recess 35 of the n-side electrode 30 and the metal wire 91. Can be suppressed. Thereby, it can suppress that the operating voltage of the blue-violet semiconductor laser element 100 rises.

また、第1実施形態では、n側電極30の凹部35およびリッジ3は、平面的に見て、凹部35およびリッジ3の各々の形成領域が重なるように配置されており、半導体レーザ素子部10は、リッジ3が形成された表面10a側がサブマウント120に接合されている。このように、青紫色半導体レーザ素子100をジャンクションダウン方式でサブマウント120に接合した場合においても、半導体レーザ素子部10の機械的強度が不均一さを有していないので、半導体レーザ素子部10に割れや欠けが発生させることなく、ジャンクションダウン接合を行うことができる。また、半導体レーザ素子部10は、ワイヤボンドの衝撃にも耐え得るので、n側電極30の凹部35およびリッジ3の各々の形成領域が重なっていても、リッジ3が損傷することを抑制することができる。   In the first embodiment, the concave portion 35 and the ridge 3 of the n-side electrode 30 are arranged so that the respective formation regions of the concave portion 35 and the ridge 3 overlap each other when seen in a plan view. The surface 10 a side on which the ridge 3 is formed is bonded to the submount 120. As described above, even when the blue-violet semiconductor laser device 100 is joined to the submount 120 by the junction down method, the semiconductor laser device portion 10 has no non-uniform mechanical strength. It is possible to perform junction down joining without causing cracks or chipping. Further, since the semiconductor laser element portion 10 can withstand the impact of wire bonding, even if the formation regions of the concave portion 35 of the n-side electrode 30 and the ridge 3 are overlapped, the ridge 3 is prevented from being damaged. Can do.

また、第1実施形態では、n側電極30の凹部35は、凹部35の底面35aにおいて金属線91が接続可能で、かつ、金属線91が凹部35の内側面35bに接触した状態で接続可能なように構成されている。これにより、付着物が極力排除されて清浄に保たれたn側電極30の凹部35の底面35aにおいて、金属線91とn側電極30との導通を容易に図ることができる。加えて、金属線91のn側電極30との接触面積を増加させることができるので、n側電極30と金属線91との間の電気抵抗をより低減させることができる。   In the first embodiment, the recess 35 of the n-side electrode 30 can be connected in a state where the metal wire 91 can be connected to the bottom surface 35 a of the recess 35 and the metal wire 91 is in contact with the inner surface 35 b of the recess 35. It is configured as follows. Thereby, electrical conduction between the metal wire 91 and the n-side electrode 30 can be easily achieved on the bottom surface 35a of the concave portion 35 of the n-side electrode 30 in which deposits are eliminated as much as possible and kept clean. In addition, since the contact area of the metal wire 91 with the n-side electrode 30 can be increased, the electrical resistance between the n-side electrode 30 and the metal wire 91 can be further reduced.

また、第1実施形態では、n側電極30は、オーミック電極層31と、パッド電極層33とを含み、凹部35の深さD1は、凹部35が形成されていない部分におけるパッド電極層33の厚みt1よりも小さい(D1<t1)。これにより、凹部35の底面35aには下層となるオーミック電極層31が露出しない。つまり、金属線91がオーミック電極層31に直接接合されることが防止されるので、ワイヤボンドに起因してオーミック電極層31が損傷することを防止することができる。   In the first embodiment, the n-side electrode 30 includes the ohmic electrode layer 31 and the pad electrode layer 33, and the depth D1 of the recess 35 is that of the pad electrode layer 33 in the portion where the recess 35 is not formed. It is smaller than the thickness t1 (D1 <t1). As a result, the lower ohmic electrode layer 31 is not exposed on the bottom surface 35 a of the recess 35. That is, since the metal wire 91 is prevented from being directly joined to the ohmic electrode layer 31, it is possible to prevent the ohmic electrode layer 31 from being damaged due to the wire bond.

また、第1実施形態では、凹部35の内側面35bは、半導体レーザ素子部10に形成された光出射面2aおよび光反射面2bの各々から共振器の延びるA方向に沿って所定の距離(=L1+W1)だけ内側に離間した位置に形成されている。これにより、凹部35の底面35aが光出射面2aおよび光反射面2bの各々に露出しない。したがって、製造プロセスにおいて、光出射面2aおよび光反射面2bの各々に誘電体膜などからなる端面コート膜を形成する場合においても、端面コート膜がn側電極30の凹部35の底面35aに入り込んで付着することを効果的に抑制することができる。この結果、n側電極30の凹部35の底面35aをより清浄に保つことができる。   In the first embodiment, the inner side surface 35b of the recess 35 has a predetermined distance along the A direction in which the resonator extends from each of the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b formed in the semiconductor laser element portion 10 ( = L1 + W1). As a result, the bottom surface 35a of the recess 35 is not exposed to each of the light emitting surface 2a and the light reflecting surface 2b. Therefore, in the manufacturing process, even when an end face coat film made of a dielectric film or the like is formed on each of the light emitting surface 2a and the light reflecting face 2b, the end face coat film enters the bottom face 35a of the recess 35 of the n-side electrode 30. Can be effectively suppressed. As a result, the bottom surface 35a of the recess 35 of the n-side electrode 30 can be kept clean.

次に、図1、図2、図4、図8および〜図9を参照して、上記した第1実施形態の効果を確認するために行った比較例との対比による確認実験について説明する。この確認実験では、上記した第1実施形態に対応する実施例としての青紫色半導体レーザ素子100(図1参照)を作製するとともに、実施例に対する比較例としての青紫色半導体レーザ素子を作製して、各々の半導体レーザ素子の動作電圧を比較した。   Next, with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 8, and FIG. 9, the confirmation experiment by comparison with the comparative example performed in order to confirm the effect of above-described 1st Embodiment is demonstrated. In this confirmation experiment, a blue-violet semiconductor laser device 100 (see FIG. 1) as an example corresponding to the first embodiment described above was manufactured, and a blue-violet semiconductor laser device as a comparative example with respect to the example was manufactured. The operating voltages of the respective semiconductor laser elements were compared.

まず、上記した第1実施形態に対応する実施例としての青紫色半導体レーザ素子については、n側電極を構成する表面(上面)が平坦なパッド電極層33(図4参照)を形成した後、パッド電極層33の表面を切削工具を用いて機械的に削ることにより、パッド電極層33の表面に付着した有機シロキサンなどの有機珪素化合物(剥離シート61(図8参照)の材料や粘着成分に含まれる炭素(C)や珪素(Si)などの元素)を除去した。ここで、有機珪素化合物の除去とともに、パッド電極層33の表層部のAuもある程度除去されるので、パッド電極層33には、内部のAu金属層が露出されて一定の清浄さが保たれた状態となった。このようにして、実施例の青紫色半導体レーザ素子においては、第1実施形態で示したn側電極30(図2参照)が凹部35(図2参照)を有することにより、剥離シート61(図8参照)の材料などが凹部35に付着しない状態と略同様の状態を再現した。   First, for the blue-violet semiconductor laser device as an example corresponding to the first embodiment described above, after forming the pad electrode layer 33 (see FIG. 4) having a flat surface (upper surface) constituting the n-side electrode, By mechanically cutting the surface of the pad electrode layer 33 using a cutting tool, an organic silicon compound such as an organic siloxane adhering to the surface of the pad electrode layer 33 (the release sheet 61 (see FIG. 8)) is used as a material or adhesive component. Carbon (C) and silicon (Si) included) were removed. Here, along with the removal of the organosilicon compound, the Au in the surface layer portion of the pad electrode layer 33 is also removed to some extent, so that the inner Au metal layer is exposed to the pad electrode layer 33 and a certain level of cleanness is maintained. It became a state. Thus, in the blue-violet semiconductor laser device of the example, the n-side electrode 30 (see FIG. 2) shown in the first embodiment has the concave portion 35 (see FIG. 2), so that the release sheet 61 (see FIG. 2). 8) was reproduced in a state substantially the same as the state in which the material or the like did not adhere to the recess 35.

また、上記実施例に対する比較例としての青紫色半導体レーザ素子については、n側電極に関してパッド電極層33の表面を切削金具を用いて削ることなく、剥離シート61を剥がしたままの状態として素子チップを準備した。つまり、比較例におけるパッド電極層33の表面の略全域に、有機珪素化合物が付着したままの状態を再現した。そして、各々の青紫色半導体レーザ素子をジャンクションダウン方式でサブマウント120(図1参照)に接合するとともに、n側電極に金属線91(図1参照)をワイヤボンディングして電気的な接続を図った。   Further, for the blue-violet semiconductor laser device as a comparative example with respect to the above-described embodiment, the element chip is left in a state where the release sheet 61 is peeled off without cutting the surface of the pad electrode layer 33 with respect to the n-side electrode using a cutting metal fitting. Prepared. In other words, the state in which the organosilicon compound remained adhered to substantially the entire surface of the pad electrode layer 33 in the comparative example was reproduced. Then, each blue-violet semiconductor laser element is bonded to the submount 120 (see FIG. 1) by a junction down method, and a metal wire 91 (see FIG. 1) is wire-bonded to the n-side electrode for electrical connection. It was.

そして、上記実施例および比較例として作製した青紫色半導体レーザ素子の各々についての電流−電圧特性を調べた。なお、電流−電圧特性については、半導体特性測定器の1つである半導体パラメータアナライザ(電気特性評価装置)を用いて測定した。   And the current-voltage characteristic about each of the blue-violet semiconductor laser device produced as the said Example and a comparative example was investigated. In addition, about the current-voltage characteristic, it measured using the semiconductor parameter analyzer (electrical characteristic evaluation apparatus) which is one of the semiconductor characteristic measuring devices.

この結果、図9に示すように、実施例と比較例とを比較した場合、同じ電流値における動作電圧は、比較例よりも実施例の方が低くなる結果が得られた。また、動作電圧の減少幅は、電流値の増加とともに増加する傾向であった。つまり、比較例とは異なり、実施例におけるn側電極30では、パッド電極層33の表面に付着した有機珪素化合物が除去されてパッド電極層33が清浄な状態に保たれたと考えられる。これにより、パッド電極層33と金属線91との間に余分な電気抵抗が発生することが抑制されて、動作電圧の低減につながったと考えられる。この結果から、n側電極30の表面を清浄に保つためにn側電極30に本発明の「凹部」を形成した状態で、この凹部の底面にワイヤボンドを行うことの有用性が確認された。   As a result, as shown in FIG. 9, when the example and the comparative example were compared, the result was that the operating voltage at the same current value was lower in the example than in the comparative example. Moreover, the decreasing range of the operating voltage tended to increase as the current value increased. That is, unlike the comparative example, in the n-side electrode 30 in the example, it is considered that the organosilicon compound attached to the surface of the pad electrode layer 33 was removed and the pad electrode layer 33 was kept clean. Thereby, it is considered that the generation of an extra electrical resistance between the pad electrode layer 33 and the metal wire 91 is suppressed, and the operation voltage is reduced. From this result, in order to keep the surface of the n-side electrode 30 clean, the usefulness of wire bonding to the bottom surface of the recess was confirmed in the state where the “recess” of the present invention was formed in the n-side electrode 30. .

(第2実施形態)
次に、図5および図10参照して、本発明の第2実施形態による青紫色半導体レーザ素子200について説明する。この青紫色半導体レーザ素子200では、凹部235は、底面235aが素子の幅方向(B方向)においてn側電極230を貫通している。なお、図中において、第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。また、青紫色半導体レーザ素子200は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIGS. 5 and 10, a blue-violet semiconductor laser device 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. In the blue-violet semiconductor laser device 200, the bottom surface 235a of the recess 235 penetrates the n-side electrode 230 in the width direction (B direction) of the device. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. The blue-violet semiconductor laser element 200 is an example of the “semiconductor laser element” in the present invention.

詳細に説明すると、図10に示すように、凹部235は、共振器の延びる方向(A方向)に対向する一対の内側面235bを有する一方、素子の幅方向(B方向)においては内側面を有していない。つまり、青紫色半導体レーザ素子200をB方向に沿って側方から見た場合、n側電極230の端部230jには凹部235を確認することが可能な開口部が形成されている。   More specifically, as shown in FIG. 10, the recess 235 has a pair of inner side surfaces 235 b facing the extending direction of the resonator (A direction), while the inner side surface in the width direction (B direction) of the element. I don't have it. That is, when the blue-violet semiconductor laser device 200 is viewed from the side along the B direction, an opening through which the concave portion 235 can be confirmed is formed in the end portion 230j of the n-side electrode 230.

また、青紫色半導体レーザ素子200においても、n側電極230の上面230aにAuからなる金属線91の一方端部が接続されている。ここで、凹部235は、底面235aがB方向に貫通しているので、ワイヤボンドの際に溶融した金属線91の一部が底面235aよりも外側のn型GaN基板1の表面10bまで流れ出て固化される場合がある。しかしながら、n型GaN基板1の厚みが約100μmと略一定であることと、青紫色半導体レーザ素子200がジャンクションダウン方式でサブマウント120に接合されているので、n側電極230の底面235aから半導体素子層2におけるp−n接合部分までの距離は比較的大きい。したがって、溶融した金属線91の一部が底面235aよりも外側に流れ出て固化されたとしても、p−n接合を短絡させることは殆どない。なお、上面230aは、本発明の「第4表面」の一例である。なお、青紫色半導体レーザ素子200のその他の構成は、第1実施形態と同様である。   Also in the blue-violet semiconductor laser element 200, one end of a metal wire 91 made of Au is connected to the upper surface 230a of the n-side electrode 230. Here, since the bottom surface 235a penetrates in the B direction in the recess 235, a part of the metal wire 91 melted at the time of wire bonding flows out to the surface 10b of the n-type GaN substrate 1 outside the bottom surface 235a. May be solidified. However, since the thickness of the n-type GaN substrate 1 is substantially constant at about 100 μm, and the blue-violet semiconductor laser device 200 is joined to the submount 120 by the junction down method, the semiconductor layer can be connected to the semiconductor from the bottom surface 235a of the n-side electrode 230. The distance to the pn junction in the element layer 2 is relatively large. Therefore, even if a part of the molten metal wire 91 flows out of the bottom surface 235a and is solidified, the pn junction is hardly short-circuited. The upper surface 230a is an example of the “fourth surface” in the present invention. The other configuration of the blue-violet semiconductor laser element 200 is the same as that of the first embodiment.

また、青紫色半導体レーザ素子200の製造プロセスでは、n側電極230のパッド電極層233を形成する際、平坦なAu金属層33u(図5参照)上に枠状のAu金属層33v(図5参照)を堆積させる代わりに、平坦なAu金属層33uのA方向における端部30hの近傍領域上にのみにAu金属層33vを堆積させるようなレジストパターンを形成した状態でAu金属層33vを増し盛りするプロセスを用いてn側電極230を形成する。なお、その他のプロセスについては、第1実施形態の製造プロセスと略同様である。   In the manufacturing process of the blue-violet semiconductor laser device 200, when the pad electrode layer 233 of the n-side electrode 230 is formed, the frame-shaped Au metal layer 33v (see FIG. 5) is formed on the flat Au metal layer 33u (see FIG. 5). In this case, the Au metal layer 33v is increased in a state in which a resist pattern is formed so that the Au metal layer 33v is deposited only on the region near the end 30h in the A direction of the flat Au metal layer 33u. The n-side electrode 230 is formed by using a process of increasing. Other processes are substantially the same as the manufacturing process of the first embodiment.

青紫色半導体レーザ素子200では、上記のように、凹部235は、底面235aが素子の幅方向(B方向)においてn側電極230を貫通している。これにより、製造プロセス上、第1実施形態のような周囲が壁部によって囲まれた凹部35を有するn側電極30を形成する場合よりも、より簡素なレジストパターンを用いてn側電極230を形成することができる。なお、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。   In the blue-violet semiconductor laser device 200, as described above, the bottom surface 235a of the recess 235 penetrates the n-side electrode 230 in the width direction (B direction) of the device. Thereby, in the manufacturing process, the n-side electrode 230 is formed using a simpler resist pattern than the case where the n-side electrode 30 having the recess 35 surrounded by the wall as in the first embodiment is formed. Can be formed. The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

(第3実施形態)
次に、図11を参照して、本発明の第3実施形態による3波長半導体レーザ装置300について説明する。なお、図中において、第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 11, a three-wavelength semiconductor laser device 300 according to a third embodiment of the invention will be described. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

3波長半導体レーザ装置300は、第1実施形態で示した青紫色半導体レーザ素子100と、約650nmの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子320および約780nmの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子330が共通のn型GaAs基板351上にモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子350とが、Siからなる放熱基台125の上面125a上(C2側)に固定されている。また、放熱基台125は、下面側(C1側)がAuSn半田などの導電性融着層6を介してベース部130の上面130aに接合されている。   The three-wavelength semiconductor laser device 300 includes the blue-violet semiconductor laser element 100 shown in the first embodiment, the red semiconductor laser element 320 having an oscillation wavelength of about 650 nm, and the infrared semiconductor laser element 330 having an oscillation wavelength of about 780 nm. A two-wavelength semiconductor laser element 350 monolithically formed on a common n-type GaAs substrate 351 is fixed on the upper surface 125a (C2 side) of the heat dissipation base 125 made of Si. In addition, the lower surface side (C1 side) of the heat radiation base 125 is joined to the upper surface 130a of the base portion 130 via the conductive fusion layer 6 such as AuSn solder.

赤色半導体レーザ素子320は、n型GaAs基板351の下面上の一方側(B1側)に形成されているとともに、赤外半導体レーザ素子330は、n型GaAs基板351の下面上の他方側(B2側)に形成されている。また、赤色半導体レーザ素子320と赤外半導体レーザ素子330とは、B方向の略中央に形成された溝部352により所定の距離を隔てて配置されている。   The red semiconductor laser element 320 is formed on one side (B1 side) on the lower surface of the n-type GaAs substrate 351, and the infrared semiconductor laser element 330 is formed on the other side (B2) on the lower surface of the n-type GaAs substrate 351. Side). Further, the red semiconductor laser element 320 and the infrared semiconductor laser element 330 are arranged at a predetermined distance by a groove portion 352 formed substantially at the center in the B direction.

赤色半導体レーザ素子320では、n型GaAs基板351の下面上のB1側に、n型クラッド層321と、活性層322と、p型クラッド層323と、電流ブロック層329と、p側電極328とが形成されている。また、リッジ部325は、赤色半導体レーザ素子320の素子幅方向の中央部よりも青紫色半導体レーザ素子100側(B1側)に寄せられた領域に形成されている。   In the red semiconductor laser device 320, an n-type cladding layer 321, an active layer 322, a p-type cladding layer 323, a current blocking layer 329, and a p-side electrode 328 are formed on the B1 side on the lower surface of the n-type GaAs substrate 351. Is formed. The ridge portion 325 is formed in a region closer to the blue-violet semiconductor laser device 100 side (B1 side) than the central portion of the red semiconductor laser device 320 in the device width direction.

また、赤外半導体レーザ素子330では、n型GaAs基板351の下面上のB2側に、n型クラッド層331と、活性層332と、p型クラッド層333と、電流ブロック層339と、p側電極338とが形成されている。また、リッジ部335は、赤外半導体レーザ素子330の素子幅方向の中央部よりも青紫色半導体レーザ素子100側(B1側)に寄せられた領域に形成されている。また、n型GaAs基板351の上面上の略全領域に、共通のn側電極359が形成されている。   In the infrared semiconductor laser device 330, the n-type cladding layer 331, the active layer 332, the p-type cladding layer 333, the current blocking layer 339, and the p-side are formed on the B2 side on the lower surface of the n-type GaAs substrate 351. An electrode 338 is formed. The ridge portion 335 is formed in a region closer to the blue-violet semiconductor laser device 100 side (B1 side) than the central portion of the infrared semiconductor laser device 330 in the device width direction. Further, a common n-side electrode 359 is formed in substantially the entire region on the upper surface of the n-type GaAs substrate 351.

放熱基台125の上面125aの略全面上には、SiOからなる絶縁膜126が形成されている。絶縁膜126上には、青紫色半導体レーザ素子100、赤色半導体レーザ素子320および赤外半導体レーザ素子330の各々が接合される位置に、Auなどの金属材料からなるパッド電極301、302および303が放熱基台125とは絶縁された状態で設けられている。また、パッド電極301、302および303は、平面的に見て互いに所定の距離を隔てて配置されることにより互いに絶縁されている。 An insulating film 126 made of SiO 2 is formed on substantially the entire upper surface 125 a of the heat dissipation base 125. On the insulating film 126, pad electrodes 301, 302, and 303 made of a metal material such as Au are provided at positions where the blue-violet semiconductor laser element 100, the red semiconductor laser element 320, and the infrared semiconductor laser element 330 are joined. The heat dissipating base 125 is provided in an insulated state. Further, the pad electrodes 301, 302 and 303 are insulated from each other by being arranged at a predetermined distance from each other when seen in a plan view.

また、2波長半導体レーザ素子350は、青紫色半導体レーザ素子100と同様に、活性層322および332をn型GaAs基板351よりも放熱基台125側(C1側)に近づけて、ジャンクションダウン方式で接合されている。赤色半導体レーザ素子320のp側電極328とパッド電極302とが導電性融着層5を介して電気的に接続されている。また、赤外半導体レーザ素子330のp側電極338とパッド電極303とが導電性融着層5を介して電気的に接続されている。   Similarly to the blue-violet semiconductor laser device 100, the two-wavelength semiconductor laser device 350 is a junction-down method in which the active layers 322 and 332 are closer to the heat radiation base 125 side (C1 side) than the n-type GaAs substrate 351. It is joined. The p-side electrode 328 of the red semiconductor laser element 320 and the pad electrode 302 are electrically connected through the conductive fusion layer 5. Further, the p-side electrode 338 of the infrared semiconductor laser element 330 and the pad electrode 303 are electrically connected via the conductive fusion layer 5.

また、青紫色半導体レーザ素子100のリッジ3は、青紫色半導体レーザ素子100の素子幅方向(B方向)の中央部よりも2波長半導体レーザ素子350側(B2側)に寄せられた領域に形成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子100および2波長半導体レーザ素子350は、各々のレーザ素子の発光点が3波長半導体レーザ装置300の幅方向の中央部に集められている。   Further, the ridge 3 of the blue-violet semiconductor laser element 100 is formed in a region closer to the two-wavelength semiconductor laser element 350 side (B2 side) than the central portion of the blue-violet semiconductor laser element 100 in the element width direction (B direction). Has been. Thus, in the blue-violet semiconductor laser element 100 and the two-wavelength semiconductor laser element 350, the light emitting points of the respective laser elements are collected at the center in the width direction of the three-wavelength semiconductor laser device 300.

また、青紫色半導体レーザ素子100のp側電極20と導通するパッド電極301には、Auなどからなる金属線92の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子(正極側)に接続されている。また、パッド電極302には、赤色半導体レーザ素子320の後方(紙面奥側)の領域において、Auなどからなる金属線(図示せず)の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子(正極側)に接続されている。また、パッド電極303には、Auなどからなる金属線93の一端が接続されており、他端は、図示しないリード端子(正極側)に接続されている。また、2波長半導体レーザ素子350のn側電極359には、金属線94の一端が接続されており、他端は、ベース部130に接続されている。これにより、各半導体レーザ素子に対して正極のリード端子から個別に電流を供給することが可能であり、各半導体レーザ素子は、n側電極が共通の端子(負極端子)に接続されている。3波長半導体レーザ装置300は、このようにして構成されている。   Also, one end of a metal wire 92 made of Au or the like is connected to the pad electrode 301 that is electrically connected to the p-side electrode 20 of the blue-violet semiconductor laser device 100, and the other end is connected to a lead terminal (positive electrode side) (not shown). It is connected. In addition, one end of a metal wire (not shown) made of Au or the like is connected to the pad electrode 302 in the region behind the red semiconductor laser element 320 (the back side in the drawing), and the other end is a lead (not shown). It is connected to the terminal (positive electrode side). One end of a metal wire 93 made of Au or the like is connected to the pad electrode 303, and the other end is connected to a lead terminal (positive electrode side) not shown. One end of a metal wire 94 is connected to the n-side electrode 359 of the two-wavelength semiconductor laser element 350, and the other end is connected to the base portion 130. Thereby, it is possible to individually supply current to each semiconductor laser element from the positive lead terminal, and each semiconductor laser element has an n-side electrode connected to a common terminal (negative terminal). The three-wavelength semiconductor laser device 300 is configured in this way.

第3実施形態では、上記のように、集積型の半導体レーザ装置である3波長半導体レーザ装置300に青紫色半導体レーザ素子100を備えている。ここで、GaAs系の半導体基板および半導体層からなる半導体レーザ素子(2波長半導体レーザ素子350)は、レーザ素子の動作時に比較的大きな発熱を伴うので、放熱基台125に対してジャンクションダウン方式で接合される。したがって、各半導体レーザ素子の発光点高さ(水平位置)を揃えるためにも、図11に示したように青紫色半導体レーザ素子100についてもジャンクションダウン方式で放熱基台125に接合される必要がある。n側電極30に凹部35が形成されていることによって、青紫色半導体レーザ素子100に割れや欠けを発生させることなく放熱基台125に容易に接合することができる。なお、第3実施形態のその他の効果については、上記第1実施形態と同様である。   In the third embodiment, as described above, the three-wavelength semiconductor laser device 300 that is an integrated semiconductor laser device includes the blue-violet semiconductor laser element 100. Here, a semiconductor laser element (two-wavelength semiconductor laser element 350) composed of a GaAs-based semiconductor substrate and a semiconductor layer generates a relatively large amount of heat during the operation of the laser element. Be joined. Therefore, in order to align the light emitting point height (horizontal position) of each semiconductor laser element, the blue-violet semiconductor laser element 100 also needs to be joined to the heat radiation base 125 by the junction down method as shown in FIG. is there. By forming the recess 35 in the n-side electrode 30, the blue-violet semiconductor laser device 100 can be easily joined to the heat dissipation base 125 without causing cracks or chips. The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

(第4実施形態)
次に、図11および図12を参照して、本発明の第4実施形態による光ピックアップ装置400について説明する。なお、光ピックアップ装置400は、本発明の「光装置」の一例である。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, an optical pickup device 400 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The optical pickup device 400 is an example of the “optical device” in the present invention.

本発明の第4実施形態による光ピックアップ装置400は、図12に示すように、第3実施形態による3波長半導体レーザ装置300(図11参照)が搭載されたキャン型の半導体レーザ装置410と、半導体レーザ装置410から出射されたレーザ光を調整する光学系420と、レーザ光を受光する光検出部430とを備えている。   As shown in FIG. 12, an optical pickup device 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes a can-type semiconductor laser device 410 on which a three-wavelength semiconductor laser device 300 (see FIG. 11) according to the third embodiment is mounted. An optical system 420 that adjusts the laser light emitted from the semiconductor laser device 410 and a light detection unit 430 that receives the laser light are provided.

また、光学系420は、偏光ビームスプリッタ(PBS)421、コリメータレンズ422、ビームエキスパンダ423、λ/4板424、対物レンズ425、シリンドリカルレンズ426および光軸補正素子427を有している。   The optical system 420 includes a polarizing beam splitter (PBS) 421, a collimator lens 422, a beam expander 423, a λ / 4 plate 424, an objective lens 425, a cylindrical lens 426, and an optical axis correction element 427.

また、PBS421は、半導体レーザ装置410から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク440から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ422は、PBS421を透過した半導体レーザ装置410からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ423は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ(図示せず)から構成されている。アクチュエータは、凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させることにより、半導体レーザ装置410から出射されたレーザ光の波面状態を補正する機能を有している。   Further, the PBS 421 totally transmits the laser light emitted from the semiconductor laser device 410 and totally reflects the laser light returning from the optical disk 440. The collimator lens 422 converts the laser light from the semiconductor laser device 410 that has passed through the PBS 421 into parallel light. The beam expander 423 includes a concave lens, a convex lens, and an actuator (not shown). The actuator has a function of correcting the wavefront state of the laser light emitted from the semiconductor laser device 410 by changing the distance between the concave lens and the convex lens.

また、λ/4板424は、コリメータレンズ422によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ/4板424は光ディスク440から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ装置410から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。これにより、光ディスク440から帰還するレーザ光は、PBS421によって略全反射される。対物レンズ425は、λ/4板424を透過したレーザ光を光ディスク440の表面(記録層)上に収束させる。なお、対物レンズ425は、対物レンズアクチュエータ(図示せず)により移動可能にされている。   The λ / 4 plate 424 converts the linearly polarized laser light converted into substantially parallel light by the collimator lens 422 into circularly polarized light. The λ / 4 plate 424 converts the circularly polarized laser beam fed back from the optical disk 440 into linearly polarized light. In this case, the polarization direction of the linearly polarized light is orthogonal to the direction of the linearly polarized light of the laser light emitted from the semiconductor laser device 410. Thereby, the laser beam returning from the optical disk 440 is substantially totally reflected by the PBS 421. The objective lens 425 converges the laser light transmitted through the λ / 4 plate 424 on the surface (recording layer) of the optical disk 440. The objective lens 425 is movable by an objective lens actuator (not shown).

また、PBS421により全反射されるレーザ光の光軸に沿うように、シリンドリカルレンズ426、光軸補正素子427および光検出部430が配置されている。シリンドリカルレンズ426は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子427は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ426を透過した青紫色、赤色および赤外の各レーザ光の0次回折光のスポットが後述する光検出部430の検出領域上で一致するように配置されている。   In addition, a cylindrical lens 426, an optical axis correction element 427, and a light detection unit 430 are arranged along the optical axis of the laser light totally reflected by the PBS 421. The cylindrical lens 426 imparts astigmatism to the incident laser light. The optical axis correction element 427 is configured by a diffraction grating, and a spot of 0th-order diffracted light of each of blue-violet, red, and infrared laser beams transmitted through the cylindrical lens 426 is on a detection region of the light detection unit 430 described later. They are arranged to match.

また、光検出部430は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。このようにして、半導体レーザ装置410を備えた光ピックアップ装置400は構成される。   The light detection unit 430 outputs a reproduction signal based on the intensity distribution of the received laser light. In this way, the optical pickup device 400 including the semiconductor laser device 410 is configured.

光ピックアップ装置400では、半導体レーザ装置410は、赤色半導体レーザ素子320、青紫色半導体レーザ素子100および赤外半導体レーザ素子330(図9参照)から、赤色、青紫色および赤外のレーザ光を独立的に出射することが可能に構成されている。また、半導体レーザ装置410から出射されたレーザ光は、上記のように、PBS421、コリメータレンズ422、ビームエキスパンダ423、λ/4板424、対物レンズ425、シリンドリカルレンズ426および光軸補正素子427により調節された後、光検出部430の検出領域上に照射される。   In the optical pickup device 400, the semiconductor laser device 410 separates red, blue-violet and infrared laser beams from the red semiconductor laser element 320, the blue-violet semiconductor laser element 100 and the infrared semiconductor laser element 330 (see FIG. 9). It is possible to emit light. Further, as described above, the laser light emitted from the semiconductor laser device 410 is transmitted by the PBS 421, the collimator lens 422, the beam expander 423, the λ / 4 plate 424, the objective lens 425, the cylindrical lens 426, and the optical axis correction element 427. After the adjustment, the light is irradiated onto the detection region of the light detection unit 430.

ここで、光ディスク440に記録されている情報を再生する場合には、赤色半導体レーザ素子320、青紫色半導体レーザ素子100および赤外半導体レーザ素子330から出射される各々のレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスク440の記録層にレーザ光を照射するとともに、光検出部430から出力される再生信号を得ることができる。また、光ディスク440に情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、赤色半導体レーザ素子320(赤外半導体レーザ素子330)および青紫色半導体レーザ素子100から出射されるレーザパワーを制御しながら、光ディスク440にレーザ光を照射する。これにより、光ディスク440の記録層に情報を記録することができる。このようにして、半導体レーザ装置410を備えた光ピックアップ装置400を用いて、光ディスク440への記録および再生を行うことができる。   Here, when reproducing the information recorded on the optical disk 440, the laser power emitted from the red semiconductor laser element 320, the blue-violet semiconductor laser element 100, and the infrared semiconductor laser element 330 is made constant. In this way, it is possible to irradiate the recording layer of the optical disc 440 with laser light and to obtain a reproduction signal output from the light detection unit 430. When information is recorded on the optical disk 440, the laser power emitted from the red semiconductor laser element 320 (infrared semiconductor laser element 330) and the blue-violet semiconductor laser element 100 is controlled based on the information to be recorded. However, the optical disk 440 is irradiated with laser light. Thereby, information can be recorded on the recording layer of the optical disc 440. In this manner, recording and reproduction on the optical disk 440 can be performed using the optical pickup device 400 including the semiconductor laser device 410.

第4実施形態では、上記のように、光ピックアップ装置400には、第3実施形態の3波長半導体レーザ装置300を備えた半導体レーザ装置410が搭載されている。これにより、3波長半導体レーザ装置300に搭載された青紫色半導体レーザ素子100においては、割れや欠けが発生することが抑制されるとともに、動作電圧が上昇することが抑制される。その結果、半導体レーザ装置410における青紫色半導体レーザ素子100を安定的に動作させて長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光ピックアップ装置400を得ることができる。なお、第4実施形態のその他の効果は、上記第3実施形態と同様である。   In the fourth embodiment, as described above, the optical pickup device 400 includes the semiconductor laser device 410 including the three-wavelength semiconductor laser device 300 of the third embodiment. Thereby, in the blue-violet semiconductor laser device 100 mounted on the three-wavelength semiconductor laser device 300, the occurrence of cracks and chipping is suppressed, and the increase in operating voltage is suppressed. As a result, it is possible to obtain a highly reliable optical pickup device 400 that can stably operate the blue-violet semiconductor laser element 100 in the semiconductor laser device 410 and can withstand long-term use. The remaining effects of the fourth embodiment are similar to those of the aforementioned third embodiment.

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1〜第4実施形態では、n型GaN基板1の裏面上に凹部35が形成されたn側電極30を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成長用基板を用いてリッジ3を有する半導体素子層2を形成した後、半導体素子層2をジャンクションダウンで支持基板に接合するとともに半導体素子層2から成長用基板を除去して半導体レーザ素子部を形成してもよい。そして、成長用基板が除去されたn型クラッド層の略平坦な表面(第1表面)上に、本発明の「電極」を形成してもよい。あるいは、成長用基板が除去されたn型クラッド層の表面に支持基体(支持基板)などを接合した状態で、この支持基体の略平坦な表面(第1表面)上に、本発明の「電極」を形成することも可能である。   For example, in the first to fourth embodiments, the example in which the n-side electrode 30 in which the concave portion 35 is formed on the back surface of the n-type GaN substrate 1 has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, after forming the semiconductor element layer 2 having the ridge 3 using the growth substrate, the semiconductor element layer 2 is joined to the support substrate by junction down, and the growth substrate is removed from the semiconductor element layer 2 to obtain the semiconductor laser element. A part may be formed. Then, the “electrode” of the present invention may be formed on the substantially flat surface (first surface) of the n-type cladding layer from which the growth substrate has been removed. Alternatively, the “electrode” of the present invention is formed on the substantially flat surface (first surface) of the support base in a state where the support base (support base) is bonded to the surface of the n-type clad layer from which the growth substrate has been removed Can also be formed.

また、上記した変形例のうち、成長用基板が除去された半導体層の表面(第1表面)上、または、成長用基板が除去された半導体層の表面に接合された支持基体の表面(第1表面)上に、本発明の「電極」を形成するレーザ素子構造の場合、活性層を有する半導体素子層においては、光導波路(リッジ)が形成された側の導電型とは反対側の導電型を有する半導体層の略平坦な表面上に、本発明の「電極」を形成してもよい。つまり、光導波路(リッジ)がn型半導体層中に形成される場合には、p型半導体からなる半導体層の略平坦な表面上に、本発明の「電極」を形成してもよい。   In addition, among the above-described modifications, the surface of the support base (first surface) bonded to the surface of the semiconductor layer from which the growth substrate has been removed (first surface) or the surface of the semiconductor layer from which the growth substrate has been removed (first surface). In the case of a laser element structure in which the “electrode” of the present invention is formed on one surface), in the semiconductor element layer having the active layer, the conductivity on the side opposite to the conductivity type on the side where the optical waveguide (ridge) is formed. The “electrode” of the present invention may be formed on a substantially flat surface of a semiconductor layer having a mold. That is, when the optical waveguide (ridge) is formed in the n-type semiconductor layer, the “electrode” of the present invention may be formed on the substantially flat surface of the semiconductor layer made of the p-type semiconductor.

また、上記第1および第2実施形態の製造プロセスでは、平坦な表面を有するAu金属層33uにレジスト50をパターニングした状態で、レジスト50の枠状に形成された開口部50aを介してAu金属層33vを堆積させ、その後、レジスト50を除去(リフトオフ)することにより凹部35を有するパッド電極層33を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、バリア層32上に平坦な表面を有するAu金属層を所定の厚みで形成した後、フォトリソグラフィとエッチングとを用いて、Au金属層にバリア層32にまで達しない凹部を形成する方法によってパッド電極層33を形成してもよい。上記例示したいずれの形成方法によっても、本発明の凹部を有する電極を容易に形成することができる。   In the manufacturing processes of the first and second embodiments, the Au metal is formed through the opening 50a formed in the frame shape of the resist 50 in a state where the resist 50 is patterned on the Au metal layer 33u having a flat surface. Although an example in which the pad electrode layer 33 having the recesses 35 is formed by depositing the layer 33v and then removing (lifting off) the resist 50 is shown, the present invention is not limited to this. For example, by forming a Au metal layer having a flat surface on the barrier layer 32 with a predetermined thickness and then forming a recess not reaching the barrier layer 32 in the Au metal layer using photolithography and etching. The pad electrode layer 33 may be formed. Any of the above-exemplified forming methods can easily form an electrode having a recess according to the present invention.

また、上記第1〜第4実施形態では、半導体素子層2のp型クラッド層13に凸状のリッジ3を形成して青紫色半導体レーザ素子100を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。リッジをSiOまたはAlGaNなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率分布導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。あるいは、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成して電流通路部を設けた利得導波型の窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。このような素子構造を有する半導体レーザ素子の場合、電流通路部(光導波路)が形成された側とは反対側(基板側)を下にしてジャンクションアップ方式で放熱基台に接合する場合には、電流通路部(光導波路)が形成された側の半導体層の表面(本発明の「第1表面」)は略平坦であるので、この放熱基台とは反対側の半導体層の表面上に、凹部を有する本発明の「電極」を形成してもよい。 In the first to fourth embodiments, an example in which the blue-violet semiconductor laser device 100 is formed by forming the convex ridge 3 on the p-type cladding layer 13 of the semiconductor device layer 2 has been described. It is not limited to this. A nitride-based semiconductor laser device having a gradient index waveguide type ridge waveguide structure in which a ridge is embedded with a current blocking layer made of SiO 2 or AlGaN may be formed. Alternatively, a gain waveguide type nitride-based semiconductor laser device in which a current blocking layer having a stripe-shaped opening is formed on a flat upper cladding layer to provide a current passage portion may be formed. In the case of a semiconductor laser device having such an element structure, when joining to a heat dissipation base by a junction-up method with the side (substrate side) opposite to the side where the current path portion (optical waveguide) is formed facing down Since the surface of the semiconductor layer on the side where the current path portion (optical waveguide) is formed (the “first surface” of the present invention) is substantially flat, the surface of the semiconductor layer on the side opposite to the heat dissipation base is In addition, the “electrode” of the present invention having a recess may be formed.

また、上記第1〜第4実施形態では、本発明の「電極」を、窒化物系半導体レーザ素子である青紫色半導体レーザ素子100に形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。GaAs系半導体やGaInP系半導体からなる半導体レーザ素子(赤色LDや赤外LD、あるいは、2波長半導体レーザ素子350のようなモノリシック構造を有する半導体レーザ素子)に対して本発明の「電極」を形成してもよい。また、窒化物系半導体レーザ素子についても青紫色半導体レーザ素子以外の、たとえば、青色半導体レーザ素子や緑色半導体レーザ素子に対して本発明の「電極」を形成してもよい。   In the first to fourth embodiments, the “electrode” of the present invention is shown as being formed in the blue-violet semiconductor laser device 100 which is a nitride semiconductor laser device. However, the present invention is not limited to this. Absent. The “electrode” of the present invention is formed for a semiconductor laser element (a red LD, an infrared LD, or a semiconductor laser element having a monolithic structure such as a two-wavelength semiconductor laser element 350) made of a GaAs-based semiconductor or a GaInP-based semiconductor. May be. In addition, the nitride-based semiconductor laser element may be formed with the “electrode” of the present invention for a blue semiconductor laser element or a green semiconductor laser element other than the blue-violet semiconductor laser element.

また、上記第1〜第4実施形態では、青紫色半導体レーザ素子100の半導体素子層2を、AlGaNやInGaNなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体素子層2を、AlN、InN、BN、TlNおよびこれらの混晶からなるウルツ鉱構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。   In the first to fourth embodiments, the semiconductor element layer 2 of the blue-violet semiconductor laser element 100 is shown as being formed of a nitride semiconductor layer such as AlGaN or InGaN. However, the present invention is not limited to this. First, the semiconductor element layer 2 may be formed of a nitride-based semiconductor layer having a wurtzite structure made of AlN, InN, BN, TlN, and mixed crystals thereof.

また、上記第1〜第4実施形態では、SiOを用いて電流ブロック層19を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、SiNなどの他の絶縁性材料や、AlInPやAlGaNなどの半導体材料を用いて電流ブロック層を形成してもよい。 In the above-mentioned first to fourth embodiments show an example of forming the current blocking layer 19 by using SiO 2, the present invention is not limited thereto. For example, the current blocking layer may be formed using another insulating material such as SiN or a semiconductor material such as AlInP or AlGaN.

また、上記第3実施形態では、3波長半導体レーザ装置300を、青紫色半導体レーザ素子100と赤色半導体レーザ素子320と赤外半導体レーザ素子330とによって構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、窒化物系半導体からなる緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子と、赤色半導体レーザ素子320とを用いてRGB3波長半導体レーザ装置を構成してもよい。この場合、緑色半導体レーザ素子および青色半導体レーザ素子に、本発明の「電極」を形成することが好ましい。   In the third embodiment, an example in which the three-wavelength semiconductor laser device 300 includes the blue-violet semiconductor laser element 100, the red semiconductor laser element 320, and the infrared semiconductor laser element 330 has been described. Not limited to. In the present invention, an RGB three-wavelength semiconductor laser device may be configured using a green semiconductor laser element and a blue semiconductor laser element made of a nitride semiconductor and a red semiconductor laser element 320. In this case, it is preferable to form the “electrode” of the present invention on the green semiconductor laser element and the blue semiconductor laser element.

また、上記第4実施形態では、3波長半導体レーザ装置300をキャン型の半導体レーザ装置410に搭載した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平板状の平面構造を有するフレーム型のパッケージに3波長半導体レーザ装置300を搭載してもよい。   In the fourth embodiment, the example in which the three-wavelength semiconductor laser device 300 is mounted on the can-type semiconductor laser device 410 is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the three-wavelength semiconductor laser device 300 may be mounted on a frame-type package having a flat planar structure.

また、上記第4実施形態では、青紫色半導体レーザ素子100を有する3波長半導体レーザ装置300を備えた光ピックアップ装置400について示したが、本発明はこれに限らず、青紫色半導体レーザ素子100を有する3波長半導体レーザ装置300を用いて、CD、DVDまたはBDなどの光ディスクの記録または再生を行う光ディスク装置や、プロジェクタ装置などの光装置に適用してもよい。   In the fourth embodiment, the optical pickup device 400 including the three-wavelength semiconductor laser device 300 including the blue-violet semiconductor laser element 100 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the blue-violet semiconductor laser device 100 is The three-wavelength semiconductor laser device 300 may be applied to an optical device such as an optical disc device that records or reproduces an optical disc such as a CD, DVD, or BD, or an optical device such as a projector device.

2a 光出射面(共振器面)
2b 光反射面(共振器面)
3 リッジ
10 半導体レーザ素子部
10a 表面(第2表面)
10b 表面(第1表面)
12 活性層
30 n側電極(電極)
30a、230a 上面(第4表面)
30b 下面(第3表面)
31 オーミック電極層
33、233 パッド電極層
35、235 凹部
35a、235a 底面
35b 内側面
91 金属線(ボンディングワイヤ)
100、200 青紫色半導体レーザ素子(半導体レーザ素子)
120、125 サブマウント(放熱基台)
400 光ピックアップ装置(光装置)
420 光学系
2a Light exit surface (resonator surface)
2b Light reflecting surface (resonator surface)
3 Ridge 10 Semiconductor laser element portion 10a Surface (second surface)
10b Surface (first surface)
12 Active layer 30 n-side electrode (electrode)
30a, 230a Upper surface (fourth surface)
30b Lower surface (third surface)
31 Ohmic electrode layer 33, 233 Pad electrode layer 35, 235 Recess 35a, 235a Bottom surface 35b Inner side surface 91 Metal wire (bonding wire)
100, 200 Blue-violet semiconductor laser element (semiconductor laser element)
120, 125 Submount (Heat dissipation base)
400 Optical pickup device (optical device)
420 Optical system

Claims (6)

略平坦な第1表面と、前記第1表面の反対側に形成された第2表面と、前記第1表面と前記第2表面との間に形成された活性層とを含む半導体レーザ素子部と、
前記半導体レーザ素子部の前記略平坦な第1表面上に形成された電極とを備え、
前記電極は、前記第1表面と対向する領域の略全域に亘って略平坦な第3表面と、前記第3表面の反対側に形成された第4表面と、前記第4表面に形成されるとともに前記第3表面に向かって窪む凹部とを含む、半導体レーザ素子。
A semiconductor laser element portion including a substantially flat first surface, a second surface formed on the opposite side of the first surface, and an active layer formed between the first surface and the second surface; ,
An electrode formed on the substantially flat first surface of the semiconductor laser element portion,
The electrode is formed on a third surface that is substantially flat over substantially the entire region facing the first surface, a fourth surface that is formed on the opposite side of the third surface, and the fourth surface. And a recess recessed toward the third surface.
前記半導体レーザ素子部は、前記第2表面に形成されたリッジをさらに含み、
前記電極の前記凹部および前記リッジは、平面的に見て、前記凹部および前記リッジの各々の形成領域が重なるように配置されており、
前記半導体レーザ素子部は、前記リッジが形成された前記第2表面側が放熱基台に接合されている、請求項1に記載の半導体レーザ素子。
The semiconductor laser element portion further includes a ridge formed on the second surface,
The concave portion and the ridge of the electrode are arranged so that the formation regions of the concave portion and the ridge overlap each other in a plan view.
2. The semiconductor laser element according to claim 1, wherein the semiconductor laser element portion is bonded to a heat dissipation base on the second surface side where the ridge is formed.
前記電極の凹部は、前記凹部の底面においてボンディングワイヤが接続可能で、かつ、前記ボンディングワイヤが前記凹部の内側面に接触した状態で接続可能なように構成されている、請求項1または2に記載の半導体レーザ素子。   The concave portion of the electrode is configured so that a bonding wire can be connected to a bottom surface of the concave portion and can be connected in a state where the bonding wire is in contact with an inner side surface of the concave portion. The semiconductor laser device described. 前記電極は、前記半導体レーザ素子部の前記第1表面に接触する前記略平坦な第3表面を有するオーミック電極層と、前記オーミック電極層の前記半導体レーザ素子部とは反対側に配置され、前記凹部が形成された前記第4表面を有するパッド電極層とを含み、
前記凹部の深さは、前記凹部が形成されていない部分における前記パッド電極層の厚みよりも小さい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。
The electrode is disposed on a side of the ohmic electrode layer opposite to the semiconductor laser element part, the ohmic electrode layer having the substantially flat third surface contacting the first surface of the semiconductor laser element part, A pad electrode layer having the fourth surface in which a recess is formed,
The depth of the said recessed part is a semiconductor laser element of any one of Claims 1-3 smaller than the thickness of the said pad electrode layer in the part in which the said recessed part is not formed.
前記凹部の内側面は、前記半導体レーザ素子部に形成された共振器面から共振器の延びる方向に沿って所定の距離分内側に離間した位置に形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。   The inner surface of the recess is formed at a position spaced inward by a predetermined distance along a direction in which the resonator extends from a resonator surface formed in the semiconductor laser element portion. The semiconductor laser device according to claim 1. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の出射光を制御する光学系とを備える、光装置。
A semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5;
An optical device comprising: an optical system that controls light emitted from the semiconductor laser element.
JP2011124893A 2011-06-03 2011-06-03 Semiconductor laser element and optical device Withdrawn JP2012253205A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011124893A JP2012253205A (en) 2011-06-03 2011-06-03 Semiconductor laser element and optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011124893A JP2012253205A (en) 2011-06-03 2011-06-03 Semiconductor laser element and optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012253205A true JP2012253205A (en) 2012-12-20

Family

ID=47525750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011124893A Withdrawn JP2012253205A (en) 2011-06-03 2011-06-03 Semiconductor laser element and optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012253205A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018170308A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 日本オクラロ株式会社 Semiconductor optical element, optical transmission module, optical module, optical transmission apparatus, and manufacturing method therefor
WO2020110719A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 Nitride semiconductor light-emitting element and method for producing same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018170308A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 日本オクラロ株式会社 Semiconductor optical element, optical transmission module, optical module, optical transmission apparatus, and manufacturing method therefor
US10700489B2 (en) 2017-03-29 2020-06-30 Lumentum Japan, Inc. Optical semiconductor device, optical transmitter module, optical module, and optical transmission equipment, and method for manufacturing thereof
WO2020110719A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 Nitride semiconductor light-emitting element and method for producing same
JP7470049B2 (en) 2018-11-29 2024-04-17 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 Nitride-based semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same
US11990561B2 (en) 2018-11-29 2024-05-21 Nuvoton Technology Corporation Japan Nitride-based semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4930322B2 (en) Semiconductor light emitting device, optical pickup device, and information recording / reproducing device
US7079563B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
US7376166B2 (en) Semiconductor laser apparatus and optical pickup apparatus
US8275013B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP4466503B2 (en) Semiconductor laser
JP4288620B2 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
US7916766B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2010041035A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same, and optical pickup device
US20110188532A1 (en) Semiconductor Laser Apparatus
US20130119118A1 (en) Method for manufacturing semiconductor laser apparatus, semiconductor laser apparatus, and optical apparatus
JP2002118331A (en) Laminated semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP2012094765A (en) Semiconductor laser device and optical device
US20120044965A1 (en) Semiconductor laser apparatus and optical apparatus
JP2004022717A (en) Multiple-wavelength laser
JP2007035854A (en) Semiconductor laser array and semiconductor laser device
US8509278B2 (en) Light emitting device and optical apparatus using the same
JP4935676B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2012253205A (en) Semiconductor laser element and optical device
JP2011176198A (en) Semiconductor laser apparatus and method of manufacturing the same
JP2012064637A (en) Semiconductor laser element, semiconductor laser device and optical device using it
JP2011165708A (en) Method of manufacturing semiconductor laser apparatus, and semiconductor laser apparatus
JP2012151182A (en) Semiconductor laser device and optical device
JP2010016095A (en) Semiconductor laser apparatus and method of manufacturing the same
JP2012015155A (en) Nitride semiconductor laser element and optical device
JP2010171285A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140805