JP2013026576A

JP2013026576A - Semiconductor laser device, and method for manufacturing semiconductor laser device

Info

Publication number: JP2013026576A
Application number: JP2011162492A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kumano; 哲弥熊野; Masahiro Adachi; 真寛足立
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: JP5348195B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device in which the thermal stress is relaxed and cooling efficiency is improved.SOLUTION: A semiconductor laser element 9 is mounted on a sub-mount 7b. A sub-mount 7 has a metal body 71 of copper and a plurality of granular materials 72 containing diamond contained in the metal body 71. The granular material 72 includes diamond particles 72a and a reaction layer 72b covering the surface of the diamond particles 72a. The reaction layer 72b includes at least one carbide among a carbide of a group 4a element, a carbide of a group 5a element and a carbide of a group 6a element. An average particle size of the diamond particles 72a in the plurality of granular materials 72 is smaller than 60 μm. Thermal conductivity of the sub-mount 7 is in a range of 550 W/mK or more and 600 W/mK or less at room temperature. The semiconductor laser element 9 is formed from a hexagonal system gallium nitride-based semiconductor, uses a semi-polar main face, and has an oscillation wavelength in a range of 400 nm or more and 550 nm or less.

Description

本発明は、半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置の作製方法とに関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and a method for manufacturing the semiconductor laser device.

特許文献１には、半導体レーザ装置が記載されている。特許文献１に記載されている半導体レーザ装置は、放熱性が比較的に高く、ＬＤチップ（ＬＤ：レーザダイオード）に加わる応力が低減され且つ安定したＬＤチップの接合ができることを目的としており、ＬＤチップとサブマウントとステムとを備えている。ステムは、比較的に高い熱伝導度を有する。ＬＤチップは、サブマウントに接合され、このサブマウントを介してステムに搭載される。ＬＤチップは、Ａｕ系に比較して低温度の融点の半田材（例えばＩｎＰｂなど）により、サブマウントのＬＤチップ側表面に接合されている。ステムは、接合樹脂により、サブマウントのステム側表面に接合されている。この半導体レーザ装置の製造においては、ＬＤチップを低融点半田材によりサブマウントに接合するプロセスと、ステムを接合樹脂によりサブマウントに接合するプロセスとが同時に行われる。 Patent Document 1 describes a semiconductor laser device. The semiconductor laser device described in Patent Document 1 has a relatively high heat dissipation property, and is intended to reduce the stress applied to an LD chip (LD: laser diode) and to allow stable LD chip bonding. A chip, a submount, and a stem are provided. The stem has a relatively high thermal conductivity. The LD chip is bonded to the submount and mounted on the stem via the submount. The LD chip is bonded to the surface of the submount on the LD chip side by a solder material (for example, InPb) having a lower melting point than that of Au. The stem is bonded to the stem-side surface of the submount by a bonding resin. In the manufacture of this semiconductor laser device, the process of bonding the LD chip to the submount with a low melting point solder material and the process of bonding the stem to the submount with bonding resin are performed simultaneously.

特許文献２には、半導体装置等に有用な比較的に高い熱伝導率のダイヤモンド−金属複合材料と、このダイヤモンド−金属複合材料の製造方法とが記載されている。特許文献２に記載のダイヤモンド−金属複合材料は、ダイヤモンド粒子を金属マトリックス中に分散させた構造を有する。ダイヤモンド粒子は、反応層を含む。反応層は、ダイヤモンド粒子の表面に形成されている。反応層の主成分は、炭化物である。反応層は、４ａ族元素、５ａ族元素および６ａ族元素より選ばれた一種以上の元素からなる金属の炭化物を主成分とする。この金属マトリックスはＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ及びＺｎより選ばれた一種以上の金属からなる。このような構造によって金属とダイヤモンドとが強固に接合されるので、ダイヤモンド−金属複合材料は、３５０Ｗ／ｍＫ〜６００Ｗ／ｍＫの熱伝導を有する。 Patent Document 2 describes a diamond-metal composite material having a relatively high thermal conductivity that is useful for semiconductor devices and the like, and a method for producing the diamond-metal composite material. The diamond-metal composite material described in Patent Document 2 has a structure in which diamond particles are dispersed in a metal matrix. The diamond particles include a reaction layer. The reaction layer is formed on the surface of the diamond particles. The main component of the reaction layer is carbide. The reaction layer contains, as a main component, a metal carbide composed of one or more elements selected from Group 4a elements, Group 5a elements, and Group 6a elements. This metal matrix is made of one or more metals selected from Ag, Cu, Au, Al, Mg and Zn. With such a structure, the metal and diamond are firmly bonded, so that the diamond-metal composite material has a heat conduction of 350 W / mK to 600 W / mK.

特開２００４−２１４４４１号公報JP 2004-214441 A 特開２００４−１９７１５３号公報JP 2004-197153 A

特許文献１のサブマウントは、ＬＤチップとステムとの熱膨張係数の差に起因する熱応力を緩和することを目的として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）と窒化アルミニウム（ＡｌＮ）との何れか一方の材料を有する。しかし、ＳｉＣとＡｌＮとの熱伝導率は、約２００Ｗ／ｍＫであり、例えば銅とダイヤモンドとに比較して低い。従って、赤色レーザ光を出力するＬＤと青色レーザ光を出力するＬＤとに比較して出力が大きく発熱量も多い緑色レーザ光を出力するＬＤを搭載するサブマウントとして、ＳｉＣとＡｌＮとの何れか一方の材料を用いることは、ＬＤチップに対する冷却効率という点において好ましくない。一方、銅とダイヤモンドとは、ＳｉＣとＡｌＮとに比較して高い熱伝導率を有する。銅の熱伝導率は、約４００Ｗ／ｍＫであり、ダイヤモンドの熱伝導率は、約１０００Ｗ／ｍＫである。従って、発熱量が比較的に多い緑色レーザ光を出力するＬＤを搭載するサブマウントとして、銅とダイヤモンドとの何れか一方の材料を用いることは、ＬＤチップに対する冷却効率という点においては好ましいが、ＬＤチップの材料の窒化ガリウム（ＧａＮ）との熱膨張係数の差がＡｌＮとＳｉＣとの場合に比較して大きいので、熱応力の緩和という点においては、好ましくない。そこで、本発明の目的は、上記の事項を鑑みてなされたものであり、熱応力の緩和と冷却効率とが向上された半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置の作製方法とを提供することである。 The submount of Patent Document 1 is a material of any one of silicon carbide (SiC) and aluminum nitride (AlN) for the purpose of alleviating thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the LD chip and the stem. Have However, the thermal conductivity of SiC and AlN is about 200 W / mK, which is lower than, for example, copper and diamond. Therefore, either SiC or AlN is used as a submount for mounting an LD that outputs green laser light that has a large output and generates a large amount of heat as compared with an LD that outputs red laser light and an LD that outputs blue laser light. Use of one material is not preferable in terms of cooling efficiency for the LD chip. On the other hand, copper and diamond have higher thermal conductivity than SiC and AlN. The thermal conductivity of copper is about 400 W / mK, and the thermal conductivity of diamond is about 1000 W / mK. Therefore, it is preferable in terms of the cooling efficiency for the LD chip to use one of the materials of copper and diamond as the submount for mounting the LD that outputs green laser light having a relatively large amount of heat generation. Since the difference in thermal expansion coefficient between the LD chip material gallium nitride (GaN) and the AlN and SiC is large, it is not preferable in terms of relaxation of thermal stress. In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device with improved thermal stress relaxation and cooling efficiency, and a method for manufacturing the semiconductor laser device. .

本発明は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が接合されたサブマウントとを備えた半導体レーザ装置であって、前記サブマウントは当該半導体レーザ装置のステムの主面に設けられ、前記サブマウントは、銅の金属体と前記金属体に含有されるダイヤモンドを含む複数の粒状体とを有し、前記粒状体は、ダイヤモンド粒子と前記ダイヤモンド粒子の表面を覆う反応層とを含み、前記反応層は、４ａ族元素の炭化物、５ａ族元素の炭化物および６ａ族元素の炭化物の少なくとも一の炭化物を含み、前記複数の粒状体は、前記金属体に分散しており、前記複数の粒状体におけるダイヤモンド粒子の平均粒径は、１０μｍ以上６０μｍ未満であり、前記サブマウントの熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にあり、前記半導体レーザ素子は、前記サブマウントの主面に設けられ、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなり、半極性主面を有する支持基体と前記支持基体の上に設けられ活性層を含むエピタキシャル層とを有し、前記半導体レーザ素子の発振波長は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある。 The present invention is a semiconductor laser device comprising a semiconductor laser element and a submount to which the semiconductor laser element is bonded, wherein the submount is provided on a main surface of a stem of the semiconductor laser device, and the submount Has a copper metal body and a plurality of granules containing diamond contained in the metal body, the granules including diamond particles and a reaction layer covering the surface of the diamond particles, the reaction layer Includes at least one carbide of a carbide of Group 4a element, a carbide of Group 5a element, and a carbide of Group 6a element, wherein the plurality of particles are dispersed in the metal body, and diamond in the plurality of particles The average particle diameter of the particles is 10 μm or more and less than 60 μm, and the thermal conductivity of the submount is 550 W / mK or more and 600 W / mK or less at room temperature. The semiconductor laser device is provided on a main surface of the submount, and is formed of a hexagonal gallium nitride semiconductor, and has a semipolar main surface and an active layer provided on the support substrate. The semiconductor laser device has an oscillation wavelength in the range of 400 nm to 550 nm.

本発明に係るサブマウントの熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にあるので、例えば、ＡｌＮなどの材料のサブマウントに比較して、十分に高い熱伝導率が実現できる。よって、本発明に係るサブマウントは、赤色レーザ光を出力するレーザ素子と青色レーザ光を出力するレーザ素子とに比較して発熱量の多い緑色レーザを出力する本発明に係る半導体レーザ素子を搭載する場合に適している。また、例えば{２０−２１}面などの半極性面の窒化ガリウム系半導体は、ｃ面の窒化ガリウム系半導体とは異なり、異方性の熱膨張係数を有する。半導体レーザ素子と半導体レーザ素子を搭載するサブマウントとの熱膨張係数に比較的に大きな差がある場合、熱膨張係数の差に起因する熱応力によって、半導体レーザ素子の寿命が低減する。本発明に係る半導体レーザ素子は、半極性主面の窒化ガリウム系半導体からなり異方性の熱膨張係数を有するので、半導体レーザ素子の接合面（サブマウントとの接合面）の横方向の熱膨張係数と縦方向の熱膨張係数とによって規定される熱膨張係数の範囲に、サブマウントの熱膨張係数が重なる必要がある。銅とダイヤモンドとの複合材料は、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する場合に、半極性主面の窒化ガリウム系半導体の縦方向および横方向によって規定される熱膨張係数の範囲に重なる。従って、本発明に係る半導体レーザ素子を搭載する場合、サブマウントに用いる銅とダイヤモンドとの複合材料は、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する材料が適している。これ故に、半導体レーザ素子とサブマウントとの熱膨張係数の差が低減される。 Since the thermal conductivity of the submount according to the present invention is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature, for example, the thermal conductivity is sufficiently high as compared with a submount made of a material such as AlN. realizable. Therefore, the submount according to the present invention is equipped with the semiconductor laser element according to the present invention that outputs a green laser that generates a larger amount of heat than a laser element that outputs red laser light and a laser element that outputs blue laser light. Suitable for you. In addition, for example, a semipolar plane gallium nitride semiconductor such as the {20-21} plane has an anisotropic thermal expansion coefficient, unlike a c-plane gallium nitride semiconductor. When there is a relatively large difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element and the submount on which the semiconductor laser element is mounted, the lifetime of the semiconductor laser element is reduced due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient. Since the semiconductor laser device according to the present invention is made of a gallium nitride semiconductor having a semipolar main surface and has an anisotropic thermal expansion coefficient, the heat in the lateral direction of the junction surface (joint surface with the submount) of the semiconductor laser device is obtained. It is necessary that the thermal expansion coefficient of the submount overlaps the range of the thermal expansion coefficient defined by the expansion coefficient and the longitudinal thermal expansion coefficient. When the composite material of copper and diamond has a thermal conductivity in the range of 550 W / mK to 600 W / mK, the thermal expansion coefficient defined by the longitudinal direction and the lateral direction of the gallium nitride semiconductor of the semipolar main surface is Overlapping range. Therefore, when the semiconductor laser device according to the present invention is mounted, a material having a thermal conductivity in the range of 550 W / mK to 600 W / mK is suitable for the composite material of copper and diamond used for the submount. Therefore, the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element and the submount is reduced.

本発明では、前記半導体レーザ素子と前記サブマウントとは、導電性の接着剤によって接合され、前記接着剤は、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＢｉＳｎおよびＩｎＳｎの何れかの合金である、ことを特徴とする。従って、例えば、ＡｕＳｎなどに比較して、低融点の接着剤が用いられているので、半導体レーザ素子とサブマウントとの接合は、ＡｕＳｎなどを用いた場合に比較して低温でなされたものとなり、よって、半導体レーザ素子とサブマウントとの熱膨張係数の差に起因する熱応力の影響が低減されている。 In the present invention, the semiconductor laser element and the submount are joined by a conductive adhesive, and the adhesive is an alloy of any one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn. Therefore, for example, an adhesive having a low melting point is used as compared with AuSn or the like. Therefore, the bonding between the semiconductor laser element and the submount is performed at a lower temperature than when AuSn or the like is used. Therefore, the influence of thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element and the submount is reduced.

本発明では、前記エピタキシャル層の上に設けられたｐ側の電極が前記接着剤を介して前記サブマウントの主面に接合されている、ことを特徴とする。半導体レーザの発熱はほとんどｐ側で生じ、ｐ側をサブマウントに接合することで基板を介さず直接サブマウントに放熱できる。よって、半導体レーザ素子の発する熱をサブマウント側に効果的に開放できる。 In the present invention, a p-side electrode provided on the epitaxial layer is bonded to the main surface of the submount via the adhesive. Heat generation of the semiconductor laser occurs almost on the p side, and by joining the p side to the submount, heat can be radiated directly to the submount without passing through the substrate. Therefore, the heat generated by the semiconductor laser element can be effectively released to the submount side.

本発明では、前記半導体レーザ素子の発振波長は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良く、さらに、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良い。緑色領域の発光では青色と比較して外部量子効率が低く、所望の発光強度を得るために比較的大きな投入電力を必要とする。よって、本発明に係る放熱性の高いことを特徴とする半導体レーザ装置は、緑色レーザ光を出力するレーザ素子に適している。 In the present invention, the oscillation wavelength of the semiconductor laser element may be in the range of 480 nm to 540 nm, and may be in the range of 510 nm to 540 nm. In the light emission in the green region, the external quantum efficiency is lower than that in blue, and a relatively large input power is required to obtain a desired light emission intensity. Therefore, the semiconductor laser device characterized by high heat dissipation according to the present invention is suitable for a laser element that outputs green laser light.

本発明では、前記エピタキシャル層は光ガイド層を有し、前記光ガイド層は前記活性層と接触をなしており、前記活性層と前記光ガイド層との界面は、前記窒化ガリウム系半導体のｃ軸と前記窒化ガリウム系半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面に直交しており、前記ｃ−ｍ面おいて、前記ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルから前記ｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルに向かう方向に、前記ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す、ことを特徴とする。よって、本発明に係る半導体レーザ素子は、緑色レーザの出力に適した半極性面が利用されている。 In the present invention, the epitaxial layer has a light guide layer, the light guide layer is in contact with the active layer, and the interface between the active layer and the light guide layer is c of the gallium nitride based semiconductor. The direction of the m-axis is determined from a c-axis vector indicating the direction of the c-axis in the cm-plane, which is perpendicular to the cm plane defined by the axis and the m-axis of the gallium nitride semiconductor. An inclination of an angle ALPHA is formed from a c-plane orthogonal to the c-axis in a direction toward the m-axis vector shown. Therefore, the semiconductor laser device according to the present invention uses a semipolar plane suitable for the output of the green laser.

本発明では、前記角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度未満の範囲にある、ことを特徴とする。よって、本発明に係る半導体レーザ素子は、緑色レーザの出力に適したオフ角の半極性面が利用されている。 In the present invention, the angle ALPHA is in the range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees. Therefore, the semiconductor laser device according to the present invention uses an off-angle semipolar surface suitable for the output of the green laser.

本発明は、半導体レーザ装置の作製方法であって、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子を搭載するためのサブマウントとを用意するステップと、前記半導体レーザ素子を、導電性の接着剤を介して前記サブマウントの主面に押し当て、前記接着剤を前記接着剤の融点に達するまで加熱するステップと、前記融点に達した後、前記接着剤を前記半導体レーザ素子と前記サブマウントと共に室温に至るまで冷却するステップと、を備え、前記サブマウントは当該半導体レーザ装置のステムの主面に設けられ、前記サブマウントは、銅の金属体と前記金属体に含有されるダイヤモンドを含む複数の粒状体とを有し、前記粒状体は、ダイヤモンド粒子と前記ダイヤモンド粒子の表面を覆う反応層とを含み、前記反応層は、４ａ族元素の炭化物、５ａ族元素の炭化物および６ａ族元素の炭化物の少なくとも一の炭化物を含み、前記複数の粒状体は、前記金属体に分散しており、前記複数の粒状体におけるダイヤモンド粒子の平均粒径は、１０μｍ以上６０μｍ未満であり、前記サブマウントの熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にあり、前記半導体レーザ素子は、前記サブマウントの主面に設けられ、半極性主面を有する支持基体と、前記支持基体の上に設けられ活性層を含むエピタキシャル層とを有し、前記半導体レーザ素子の発振波長は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising: preparing a semiconductor laser element made of a hexagonal gallium nitride semiconductor, and a submount for mounting the semiconductor laser element; and the semiconductor laser Pressing the element against the main surface of the submount via a conductive adhesive and heating the adhesive until it reaches the melting point of the adhesive; after reaching the melting point, the adhesive is A step of cooling to room temperature together with a semiconductor laser element and the submount, wherein the submount is provided on a main surface of a stem of the semiconductor laser device, and the submount includes a copper metal body and the metal body A plurality of particles containing diamond contained in the particle, and the particles include diamond particles and a reaction layer covering the surface of the diamond particles. The reaction layer includes at least one carbide of a carbide of a group 4a element, a carbide of a group 5a element, and a carbide of a group 6a element, and the plurality of granular bodies are dispersed in the metal body, The average particle size of the diamond particles in the granular body is 10 μm or more and less than 60 μm, and the thermal conductivity of the submount is in the range of 550 W / mK or more and 600 W / mK or less at room temperature, A support base provided on the main surface of the submount and having a semipolar main surface; and an epitaxial layer provided on the support base and including an active layer, wherein the oscillation wavelength of the semiconductor laser element is 400 nm or more It is in the range of 550 nm or less.

本発明によれば、熱応力の緩和と冷却効率とが向上された半導体レーザ装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser device with improved thermal stress relaxation and cooling efficiency.

図１は、実施形態に係る半導体レーザ装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor laser device according to an embodiment. 図２は、実施形態に係るサブマウントの構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the submount according to the embodiment. 図３は、実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor laser device according to the embodiment. 図４は、実施形態に係る半導体レーザ装置の作製方法を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining the method for manufacturing the semiconductor laser device according to the embodiment. 図５は、実施形態に係る半導体レーザ装置の効果を説明するための図であり、熱膨張係数の差とＭＴＴＦとの相関を示している。FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser device according to the embodiment, and shows a correlation between a difference in thermal expansion coefficient and MTTF. 図６は、実施形態に係る半導体レーザ装置の効果を説明するための図であり、熱膨張係数と熱伝導率との相関を示している。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser device according to the embodiment, and shows a correlation between the thermal expansion coefficient and the thermal conductivity. 図７は、実施形態に係る半導体レーザ装置の効果を説明するための図であり、サブマウントの熱伝導率と、熱抵抗との相関を示している。FIG. 7 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser device according to the embodiment, and shows the correlation between the thermal conductivity of the submount and the thermal resistance.

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、実施形態に係る半導体レーザ装置１を示す図である。半導体レーザ装置１は、ステム３、リード端子４ａ、リード端子４ｂ、リード端子４ｃ、ヒートシンク５、サブマウント７および半導体レーザ素子９を備える。リード端子４ａ、リード端子４ｂおよびリード端子４ｃは、ステム３に設けられている。ヒートシンク５、サブマウント７及び半導体レーザ素子９は、ステム３の主面３ａの上に設けられている。リード端子４ａ、リード端子４ｂおよびリード端子４ｃは、ステム３の主面３ａから、ステム３の裏面に貫通している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, if possible, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a diagram illustrating a semiconductor laser device 1 according to an embodiment. The semiconductor laser device 1 includes a stem 3, a lead terminal 4 a, a lead terminal 4 b, a lead terminal 4 c, a heat sink 5, a submount 7, and a semiconductor laser element 9. The lead terminal 4 a, the lead terminal 4 b, and the lead terminal 4 c are provided on the stem 3. The heat sink 5, the submount 7, and the semiconductor laser element 9 are provided on the main surface 3 a of the stem 3. The lead terminal 4a, the lead terminal 4b, and the lead terminal 4c penetrate from the main surface 3a of the stem 3 to the back surface of the stem 3.

リード端子４ａの端部４ａ１は、主面３ａの上に露出している。端部４ａ１は、ワイヤＷａの一端に接続されており、ワイヤＷａの他端は、半導体レーザ素子９のｎ側の電極４１（図３を参照）に接続されている。リード端子４ａは、端部４ａ１とワイヤＷａとを介して半導体レーザ素子９のｎ側の電極４１と電気的に接続されている。リード端子４ｂの端部４ｂ１は、主面３ａの上に露出している。端部４ｂ１は、ワイヤＷｂの一端に接続されており、ワイヤＷｂの他端は、サブマウント７に接続されている。リード端子４ａとリード端子４ｂとは、ステム３と電気的に絶縁されている。リード端子４ｃは、ヒートシンク５と電気的に接続されている。ヒートシンク５は、主面３ａに設けられており、主面３ａを介してステム３に固定されている。 The end 4a1 of the lead terminal 4a is exposed on the main surface 3a. The end 4a1 is connected to one end of the wire Wa, and the other end of the wire Wa is connected to the n-side electrode 41 (see FIG. 3) of the semiconductor laser element 9. The lead terminal 4a is electrically connected to the n-side electrode 41 of the semiconductor laser element 9 through the end 4a1 and the wire Wa. The end 4b1 of the lead terminal 4b is exposed on the main surface 3a. The end 4b1 is connected to one end of the wire Wb, and the other end of the wire Wb is connected to the submount 7. The lead terminal 4a and the lead terminal 4b are electrically insulated from the stem 3. The lead terminal 4 c is electrically connected to the heat sink 5. The heat sink 5 is provided on the main surface 3a, and is fixed to the stem 3 via the main surface 3a.

サブマウント７は、表面５ａに固定されている。サブマウント７は、表面５ａと電気的に接続されており、表面５ａを介してリード端子４ｃと電気的に接続されている。 The submount 7 is fixed to the surface 5a. The submount 7 is electrically connected to the surface 5a, and is electrically connected to the lead terminal 4c via the surface 5a.

半導体レーザ素子９は、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる。半導体レーザ素子９は、半極性主面１７ａを有する支持基体１７と支持基体１７の上に設けられ活性層２５を含むエピタキシャル層１９とを有する（図３を参照）。半導体レーザ素子９は、サブマウント７に固定されている。半導体レーザ素子９は、サブマウント７の主面７ａに設けられている。 The semiconductor laser element 9 is made of a hexagonal gallium nitride semiconductor. The semiconductor laser device 9 includes a support base 17 having a semipolar main surface 17a and an epitaxial layer 19 provided on the support base 17 and including an active layer 25 (see FIG. 3). The semiconductor laser element 9 is fixed to the submount 7. The semiconductor laser element 9 is provided on the main surface 7 a of the submount 7.

半導体レーザ素子９のｐ側の電極１５（図３を参照）は、導電性接着剤を介してサブマウント７に接合しており、サブマウント７と電気的に接続している。導電性接着剤を図中符号Ｓｄに示す。エピタキシャル層１９の上に設けられたｐ側の電極１５が導電性接着剤を介してサブマウント７の主面７ａに接合されている半導体レーザ素子９のｐ側の電極１５は、サブマウント７とワイヤＷｂとを介して、リード端子４ｂと電気的に接続している。半導体レーザ素子９のｐ側の電極１５は、半導体レーザ素子９のエピタキシャル層１９に設けられている。導電性接着剤は、例えば摂氏３４０度程度のＡｕＳｎと比較して低融点の合金である。導電性接着剤は、例えば、摂氏２３０度以下の融点を有するＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＢｉＳｎおよびＩｎＳｎの何れかである。 The p-side electrode 15 (see FIG. 3) of the semiconductor laser element 9 is joined to the submount 7 via a conductive adhesive, and is electrically connected to the submount 7. The conductive adhesive is indicated by symbol Sd in the figure. The p-side electrode 15 of the semiconductor laser element 9 in which the p-side electrode 15 provided on the epitaxial layer 19 is bonded to the main surface 7a of the submount 7 via a conductive adhesive is connected to the submount 7. The lead terminal 4b is electrically connected via the wire Wb. The p-side electrode 15 of the semiconductor laser element 9 is provided on the epitaxial layer 19 of the semiconductor laser element 9. The conductive adhesive is an alloy having a low melting point as compared with AuSn of about 340 degrees Celsius, for example. The conductive adhesive is, for example, one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn having a melting point of 230 degrees Celsius or less.

図２は、サブマウント７の構成を説明するための図である。サブマウント７は、銅の金属体７１と、金属体７１に含有されダイヤモンドを含む複数の粒状体７２とを有する。粒状体７２は、ダイヤモンド粒子７２ａとダイヤモンド粒子７２ａの表面を覆う反応層７２ｂとを含む。反応層７２ｂは、４ａ族元素の炭化物、５ａ族元素の炭化物および６ａ族元素の炭化物の少なくとも一の炭化物を含む。複数の粒状体７２は、金属体７１に分散している。複数の粒状体７２におけるダイヤモンド粒子７２ａの平均粒径は、１０μｍ以上６０μｍ未満である。サブマウント７の熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にある。 FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the submount 7. The submount 7 includes a copper metal body 71 and a plurality of granular bodies 72 contained in the metal body 71 and containing diamond. The granular material 72 includes diamond particles 72a and a reaction layer 72b that covers the surfaces of the diamond particles 72a. The reaction layer 72b includes at least one carbide of a carbide of a group 4a element, a carbide of a group 5a element, and a carbide of a group 6a element. The plurality of granular bodies 72 are dispersed in the metal body 71. The average particle diameter of the diamond particles 72a in the plurality of granular bodies 72 is not less than 10 μm and less than 60 μm. The thermal conductivity of the submount 7 is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature.

図３に、半導体レーザ素子９の構成の一例を示す。半導体レーザ素子９は、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる。半導体レーザ素子９は、利得ガイド型の構造を有するが、利得ガイド型の構造に限定されるものではない。 FIG. 3 shows an example of the configuration of the semiconductor laser element 9. The semiconductor laser element 9 is made of a hexagonal gallium nitride semiconductor. The semiconductor laser element 9 has a gain guide type structure, but is not limited to the gain guide type structure.

半導体レーザ素子９は、ｐ側の電極１５、支持基体１７、エピタキシャル層１９、絶縁膜３１およびｐ側の電極１５を備える。支持基体１７は、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる。支持基体１７は、半極性主面１７ａと裏面１７ｂとを有する。裏面１７ｂは、半極性主面１７ａの反対側にある。支持基体１７は、例えば、５０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。支持基体１７の材料は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮおよびＩｎＡｌＧａＮの何れかを含む。半極性主面１７ａは、支持基体１７の窒化ガリウム系半導体のｃ軸と支持基体１７の窒化ガリウム系半導体のｍ軸とによって規定されるｃ−ｍ面において、ｃ軸の方向を示すｃ軸ベクトルＶＣからｍ軸の方向を示すｍ軸ベクトルＶＭに向かう方向に、ｃ軸に直交するｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度未満の範囲内にある。半極性主面１７ａは、例えば、｛２０−２１｝面でも良い。 The semiconductor laser element 9 includes a p-side electrode 15, a support base 17, an epitaxial layer 19, an insulating film 31, and a p-side electrode 15. The support base 17 is made of a hexagonal gallium nitride semiconductor. The support base 17 has a semipolar main surface 17a and a back surface 17b. The back surface 17b is on the opposite side of the semipolar main surface 17a. The support base 17 has a thickness of 50 μm to 100 μm, for example. The material of the support base 17 includes any of GaN, AlGaN, InGaN, and InAlGaN. The semipolar principal surface 17a is a c-axis vector indicating the direction of the c-axis in the cm plane defined by the c-axis of the gallium nitride semiconductor of the support substrate 17 and the m-axis of the gallium nitride semiconductor of the support substrate 17. An inclination of an angle ALPHA is formed from a c-plane orthogonal to the c-axis in a direction from VC to an m-axis vector VM indicating the m-axis direction. The angle ALPHA is in the range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees. The semipolar principal surface 17a may be a {20-21} plane, for example.

半導体レーザ素子９のレーザ共振器の二つの端面は、ｃ−ｍ面に交差し、共振器ミラーを構成する。このレーザ共振器の二つの端面は、ｃ面、ｍ面又はａ面といった、これまでのへき開面とは異なる。このレーザ共振器の共振器長は、例えば、５００μｍ程度である。 The two end faces of the laser resonator of the semiconductor laser element 9 intersect the cm plane and constitute a resonator mirror. The two end faces of the laser resonator are different from conventional cleavage planes such as c-plane, m-plane or a-plane. The laser resonator has a resonator length of, for example, about 500 μm.

半導体レーザ素子９によれば、レーザ共振器を構成する二つの端面がｃ−ｍ面に交差する。よって、ｃ−ｍ面と半極性主面１７ａとの交差線の方向に延在するレーザ導波路を設けることができる。従って、半導体レーザ素子９は、低しきい値電流を可能にするレーザ共振器を有することになる。 According to the semiconductor laser element 9, the two end faces constituting the laser resonator intersect with the cm plane. Therefore, it is possible to provide a laser waveguide extending in the direction of the intersecting line between the cm plane and the semipolar main surface 17a. Therefore, the semiconductor laser element 9 has a laser resonator that enables a low threshold current.

エピタキシャル層１９は、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなる。エピタキシャル層１９は、支持基体１７の半極性主面１７ａの上に設けられている。エピタキシャル層１９は、エピタキシャル成長によって半極性主面１７ａに形成された半導体層である。エピタキシャル層１９は、支持基体１７（半極性主面１７ａ）に格子整合している。エピタキシャル層１９は、半導体層２０、ｎ側クラッド層２１、ｎ側光ガイド層３５、活性層２５、ｐ側光ガイド層３７、電子ブロック層３９、ｐ側光ガイド層３８、ｐ側クラッド層２３およびコンタクト層３３を含む。半導体層２０、ｎ側クラッド層２１、ｎ側光ガイド層３５、活性層２５、ｐ側光ガイド層３７、電子ブロック層３９、ｐ側光ガイド層３８、ｐ側クラッド層２３およびコンタクト層３３は、半極性主面１７ａの上に順に設けられている。 The epitaxial layer 19 is made of a hexagonal gallium nitride semiconductor. The epitaxial layer 19 is provided on the semipolar main surface 17 a of the support base 17. The epitaxial layer 19 is a semiconductor layer formed on the semipolar main surface 17a by epitaxial growth. The epitaxial layer 19 is lattice-matched to the support base 17 (semipolar main surface 17a). The epitaxial layer 19 includes the semiconductor layer 20, the n-side cladding layer 21, the n-side light guide layer 35, the active layer 25, the p-side light guide layer 37, the electron blocking layer 39, the p-side light guide layer 38, and the p-side cladding layer 23. And a contact layer 33. The semiconductor layer 20, the n-side cladding layer 21, the n-side light guide layer 35, the active layer 25, the p-side light guide layer 37, the electron blocking layer 39, the p-side light guide layer 38, the p-side cladding layer 23, and the contact layer 33 are Are provided in order on the semipolar main surface 17a.

半導体層２０は、半極性主面１７ａに接している。半導体層２０は、ｎ型の窒化ガリウム系半導体からなる。半導体層２０の材料は、例えばｎ型のＧａＮなどである。 The semiconductor layer 20 is in contact with the semipolar main surface 17a. The semiconductor layer 20 is made of an n-type gallium nitride semiconductor. The material of the semiconductor layer 20 is, for example, n-type GaN.

ｎ側クラッド層２１は、半導体層２０に接している。ｎ側クラッド層２１は、ｎ型の窒化ガリウム系半導体からなる。ｎ側クラッド層２１の材料は、例えばｎ型のＡｌＧａＮおよびｎ型のＩｎＡｌＧａＮなどである。 The n-side cladding layer 21 is in contact with the semiconductor layer 20. The n-side cladding layer 21 is made of an n-type gallium nitride semiconductor. The material of the n-side cladding layer 21 is, for example, n-type AlGaN and n-type InAlGaN.

ｎ側光ガイド層３５は、ｎ側クラッド層２１に接している。ｎ側光ガイド層３５は、例えば、ｎ型のＧａＮなどの材料を有する層と、アンドープのＩｎＧａＮなどの材料を有する層とを含むことができる。 The n-side light guide layer 35 is in contact with the n-side cladding layer 21. The n-side light guide layer 35 can include, for example, a layer having a material such as n-type GaN and a layer having a material such as undoped InGaN.

活性層２５は、ｎ側光ガイド層３５とｐ側光ガイド層３７との間に設けられている。活性層２５は、ｎ側光ガイド層３５とｐ側光ガイド層３７とに接している。界面２５ａは、活性層２５とｎ側光ガイド層３５とが接している部分であり、界面２５ｂは、活性層２５とｐ側光ガイド層３７とが接している部分である。 The active layer 25 is provided between the n-side light guide layer 35 and the p-side light guide layer 37. The active layer 25 is in contact with the n-side light guide layer 35 and the p-side light guide layer 37. The interface 25a is a portion where the active layer 25 and the n-side light guide layer 35 are in contact with each other, and the interface 25b is a portion where the active layer 25 and the p-side light guide layer 37 are in contact with each other.

界面２５ａと界面２５ｂとは、ｃ−ｍ面に直交している。界面２５ａは、ｃ−ｍ面において、ｃ軸ベクトルＶＣからｍ軸ベクトルＶＭに向かう方向に、ｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。界面２５ｂは、ｃ−ｍ面において、ｃ軸ベクトルＶＣからｍ軸ベクトルＶＭに向かう方向に、ｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度未満の範囲内にある。 The interface 25a and the interface 25b are orthogonal to the cm plane. The interface 25a is inclined at an angle ALPHA from the c-plane in the direction from the c-axis vector VC to the m-axis vector VM in the cm plane. The interface 25b is inclined at an angle ALPHA from the c-plane in the direction from the c-axis vector VC to the m-axis vector VM in the cm plane. The angle ALPHA is in the range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees.

活性層２５は窒化ガリウム系半導体層を含み、この窒化ガリウム系半導体層は例えば井戸層である。活性層２５は、窒化ガリウム系半導体からなる障壁層を含む。井戸層および障壁層は、交互に配列されている。井戸層の材料は、例えば、ＩｎＧａＮなどである。障壁層の材料は、例えば、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどである。活性層２５は、量子井戸構造を有する。活性層２５の量子井戸構造は、波長４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲の光を発生する構造でも良い。活性層２５の量子井戸構造は、さらに、波長４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲の光を発生する構造でも良い。活性層２５の量子井戸構造は、さらに、波長５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲の光を発生する構造でも良い。活性層２５は、半極性面の利用により、波長４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の発生に好適である。 The active layer 25 includes a gallium nitride based semiconductor layer, and this gallium nitride based semiconductor layer is, for example, a well layer. The active layer 25 includes a barrier layer made of a gallium nitride based semiconductor. Well layers and barrier layers are arranged alternately. The material of the well layer is, for example, InGaN. Examples of the material for the barrier layer include GaN and InGaN. The active layer 25 has a quantum well structure. The quantum well structure of the active layer 25 may be a structure that generates light in the wavelength range of 400 nm to 550 nm. The quantum well structure of the active layer 25 may further be a structure that generates light having a wavelength in the range of 480 nm to 540 nm. The quantum well structure of the active layer 25 may be a structure that generates light having a wavelength in the range of 510 nm to 540 nm. The active layer 25 is suitable for generating light having a wavelength of 400 nm or more and 550 nm or less by using a semipolar plane.

ｐ側光ガイド層３７は、活性層２５に接している。ｐ側光ガイド層３７は、アンドープの窒化ガリウム系半導体からなる。ｐ側光ガイド層３７の材料は、例えば、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどである。 The p-side light guide layer 37 is in contact with the active layer 25. The p-side light guide layer 37 is made of an undoped gallium nitride semiconductor. The material of the p-side light guide layer 37 is, for example, GaN or InGaN.

電子ブロック層３９は、ｐ側光ガイド層３７に接している。電子ブロック層３９は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなる。電子ブロック層３９の材料は、例えば、ｐ型のＡｌＧａＮなどである。 The electron blocking layer 39 is in contact with the p-side light guide layer 37. The electron block layer 39 is made of a p-type gallium nitride semiconductor. The material of the electron block layer 39 is, for example, p-type AlGaN.

ｐ側光ガイド層３８は、電子ブロック層３９に接している。ｐ側光ガイド層３８は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなる。ｐ側光ガイド層３８の材料は、例えば、ｐ型のＧａＮおよびｐ型のＩｎＧａＮなどである。 The p-side light guide layer 38 is in contact with the electron block layer 39. The p-side light guide layer 38 is made of a p-type gallium nitride semiconductor. The material of the p-side light guide layer 38 is, for example, p-type GaN and p-type InGaN.

ｐ側クラッド層２３は、ｐ側光ガイド層３８に接している。ｐ側クラッド層２３は、ｐ型の窒化ガリウム系半導体からなる。ｐ側クラッド層２３の材料は、例えば、ｐ型のＡｌＧａＮおよびｐ型のＩｎＡｌＧａＮなどである。 The p-side cladding layer 23 is in contact with the p-side light guide layer 38. The p-side cladding layer 23 is made of a p-type gallium nitride semiconductor. The material of the p-side cladding layer 23 is, for example, p-type AlGaN and p-type InAlGaN.

コンタクト層３３は、ｐ側クラッド層２３に接している。コンタクト層３３は、ｐ型の窒化ガリウム半導体からなる。コンタクト層３３の材料は、例えば、ｐ型のＧａＮなどである。 The contact layer 33 is in contact with the p-side cladding layer 23. The contact layer 33 is made of a p-type gallium nitride semiconductor. The material of the contact layer 33 is, for example, p-type GaN.

半導体層２０、ｎ側クラッド層２１、ｎ側光ガイド層３５、活性層２５、ｐ側光ガイド層３７、電子ブロック層３９、ｐ側光ガイド層３８、ｐ側クラッド層２３およびコンタクト層３３は、半極性主面１７ａの法線ベクトルＮＶに沿って順に配列されている。 The semiconductor layer 20, the n-side cladding layer 21, the n-side light guide layer 35, the active layer 25, the p-side light guide layer 37, the electron blocking layer 39, the p-side light guide layer 38, the p-side cladding layer 23, and the contact layer 33 are Are arranged in order along the normal vector NV of the semipolar principal surface 17a.

絶縁膜３１とｐ側の電極１５とは、エピタキシャル層１９のｐ側の表面１９ａ（コンタクト層３３の表面）に設けられている。絶縁膜３１とｐ側の電極１５とは、コンタクト層３３に接している。絶縁膜３１は、エピタキシャル層１９のｐ側の表面１９ａを覆っており、エピタキシャル層１９は絶縁膜３１と支持基体１７との間に位置する。絶縁膜３１は開口３１ａを有し、開口３１ａはエピタキシャル層１９のｐ側の表面１９ａとｃ−ｍ面との交差線の方向に延在し、例えばストライプ形状を成す。ｐ側の電極１５は、開口３１ａを介してエピタキシャル層１９のｐ側の表面１９ａに接触を成しており（コンタクト層３３に接している）、エピタキシャル層１９のｐ側の表面１９ａとｃ−ｍ面との交差線の方向に延在する。ｎ側の電極４１は、支持基体１７の裏面１７ｂに設けられており、裏面１７ｂを覆っている。 The insulating film 31 and the p-side electrode 15 are provided on the p-side surface 19 a of the epitaxial layer 19 (the surface of the contact layer 33). The insulating film 31 and the p-side electrode 15 are in contact with the contact layer 33. The insulating film 31 covers the p-side surface 19 a of the epitaxial layer 19, and the epitaxial layer 19 is located between the insulating film 31 and the support base 17. The insulating film 31 has an opening 31a. The opening 31a extends in the direction of the intersection line between the p-side surface 19a of the epitaxial layer 19 and the cm plane, and has, for example, a stripe shape. The p-side electrode 15 is in contact with the p-side surface 19a of the epitaxial layer 19 through the opening 31a (in contact with the contact layer 33), and the p-side surface 19a and the c− It extends in the direction of the intersection line with the m-plane. The n-side electrode 41 is provided on the back surface 17b of the support base 17 and covers the back surface 17b.

絶縁膜３１の材料は、例えば、ＳｉＯ_２などである。ｐ側の電極１５の材料は、例えば、Ｎｉ／Ａｕである。ｎ側の電極４１の材料は、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕである。半導体レーザ素子９は、パッド電極を有する。このパッド電極は、ｐ側の電極１５に接続されている。このパッド電極の材料は、例えば、Ｔｉ／Ａｌである。 The material of the insulating film 31 is, for example, SiO ₂ . The material of the p-side electrode 15 is, for example, Ni / Au. The material of the n-side electrode 41 is, for example, Ti / Al / Ti / Au. The semiconductor laser element 9 has a pad electrode. This pad electrode is connected to the p-side electrode 15. The material of this pad electrode is, for example, Ti / Al.

図４を参照して、実施形態に係る半導体レーザ装置１の作製方法を説明する。（ステップＳｐ１）図１に示すステム３、リード端子４ａ、リード端子４ｂ、リード端子４ｃおよびヒートシンク５と、半導体レーザ素子９を搭載するためのサブマウント７と、半導体レーザ素子９とを用意する。リード端子４ａ、リード端子４ｂ、リード端子４ｃ、ヒートシンク５およびサブマウント７はステム３に固定されている。ヒートシンク５は、主面３ａに固定され、サブマウント７は、ヒートシンク５の表面５ａを介してヒートシンク５に固定されている。サブマウント７の表面のうち、半導体レーザ素子９と接合される主面７ａには、予め、導電性接着剤が設けられている。なお、導電性接着剤は、半導体レーザ素子９のｐ側の表面に、ｐ側の電極１５を覆うように、予め設けられていてもよい。導電性接着剤は、例えば摂氏３４０度程度のＡｕＳｎと比較して低融点の合金である。導電性接着剤は、例えば、摂氏２３０度以下の融点を有するＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＢｉＳｎおよびＩｎＳｎの何れかである。 With reference to FIG. 4, the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus 1 which concerns on embodiment is demonstrated. (Step Sp1) The stem 3, the lead terminal 4a, the lead terminal 4b, the lead terminal 4c and the heat sink 5, the submount 7 for mounting the semiconductor laser element 9 and the semiconductor laser element 9 shown in FIG. The lead terminal 4 a, the lead terminal 4 b, the lead terminal 4 c, the heat sink 5 and the submount 7 are fixed to the stem 3. The heat sink 5 is fixed to the main surface 3 a, and the submount 7 is fixed to the heat sink 5 through the surface 5 a of the heat sink 5. Of the surface of the submount 7, a conductive adhesive is provided in advance on the main surface 7 a bonded to the semiconductor laser element 9. The conductive adhesive may be provided in advance on the p-side surface of the semiconductor laser element 9 so as to cover the p-side electrode 15. The conductive adhesive is an alloy having a low melting point as compared with AuSn of about 340 degrees Celsius, for example. The conductive adhesive is, for example, one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn having a melting point of 230 degrees Celsius or less.

（ステップＳｐ２）半導体レーザ素子９のｐ側の電極１５を、導電性接着剤が設けられたサブマウント７の主面７ａに押し当て、導電性接着剤の融点に達するまで、導電性接着剤を加熱する。 (Step Sp2) The p-side electrode 15 of the semiconductor laser element 9 is pressed against the main surface 7a of the submount 7 provided with the conductive adhesive, and the conductive adhesive is applied until the melting point of the conductive adhesive is reached. Heat.

（ステップＳｐ３）導電性接着剤が溶融した後（導電性接着剤の融点に到達した後）に、導電性接着剤を、半導体レーザ素子９とサブマウント７と共に室温に至るまで冷却し、導電性接着剤を固化し、半導体レーザ素子９をサブマウント７に接合する。 (Step Sp3) After the conductive adhesive is melted (after reaching the melting point of the conductive adhesive), the conductive adhesive is cooled down to room temperature together with the semiconductor laser element 9 and the submount 7 to be conductive. The adhesive is solidified and the semiconductor laser element 9 is joined to the submount 7.

以上説明した半導体レーザ装置１は、半導体レーザ素子９と、半導体レーザ素子９が搭載されるサブマウント７とを備える。半導体レーザ素子９は、六方晶系の窒化ガリウム系半導体からなり、半極性面が利用されている。半導体レーザ素子９の発振波長は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲でも良く、さらに、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良く、さらに、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良い。サブマウント７は、ダイヤモンドと銅との複合材料である。サブマウント７の熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にある。 The semiconductor laser device 1 described above includes a semiconductor laser element 9 and a submount 7 on which the semiconductor laser element 9 is mounted. The semiconductor laser element 9 is made of a hexagonal gallium nitride semiconductor and uses a semipolar plane. The oscillation wavelength of the semiconductor laser element 9 may be in the range of 400 nm to 550 nm, may be in the range of 480 nm to 540 nm, and may be in the range of 510 nm to 540 nm. The submount 7 is a composite material of diamond and copper. The thermal conductivity of the submount 7 is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature.

半導体レーザ素子９のように、発振波長が４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲にある緑色レーザを出力するレーザ素子は、例えば、赤色レーザ光を出力するレーザ素子および青色レーザ光を出力するレーザ素子に比較して、動作電圧が高く外部量子効率も低いので動作時の発熱量が多い。具体的には、小型プロジェクターに使用する１００ｍＷ出力の場合、青色レーザ光を出力するレーザ素子は、約１２０ｍＡの電流と約５Ｖの電圧とが必要であり、緑色レーザ光を出力するレーザ素子は、約３００ｍＡの電流と約８Ｖの電圧とが必要であり、よって、投入電力に約４倍の差がある。このような発熱量の比較的に多い半導体レーザ素子９のサブマウントとしては、熱伝導率の比較的に高い（例えば、ＡｌＮに比較して高い）銅やダイヤモンドの材料のサブマウントを用いることが好ましい。しかし、銅の単体を材料に有するサブマウント、および、ダイヤモンドの単体を材料に有するサブマウントは、何れも、これらのサブマウントの線形膨張率と、半極性主面の窒化ガリウム系半導体の半導体レーザ素子９の線形膨張率との差は銅-ダイヤ複合材料と比較して大きい。熱膨張率の差が小さいほど寿命が長くなるため、このような問題から、半導体レーザ素子９のサブマウントとして用いるには銅-ダイヤ複合材料の方が望ましい。 A laser element that outputs a green laser having an oscillation wavelength in the range of 400 nm or more and 550 nm or less, such as the semiconductor laser element 9, is, for example, compared with a laser element that outputs red laser light and a laser element that outputs blue laser light. In addition, since the operating voltage is high and the external quantum efficiency is low, the amount of heat generated during operation is large. Specifically, in the case of 100 mW output used for a small projector, a laser element that outputs blue laser light needs a current of about 120 mA and a voltage of about 5 V, and a laser element that outputs green laser light is A current of about 300 mA and a voltage of about 8V are required, so there is a difference of about 4 times in input power. As a submount of the semiconductor laser device 9 having a relatively large heat generation amount, a submount made of a material of copper or diamond having a relatively high thermal conductivity (for example, higher than that of AlN) is used. preferable. However, both the submount having a single copper material and the submount having a single diamond material have a linear expansion coefficient of these submounts and a semiconductor laser of a semipolar main surface gallium nitride semiconductor. The difference from the linear expansion coefficient of the element 9 is larger than that of the copper-diamond composite material. The smaller the difference in the coefficient of thermal expansion, the longer the service life. Therefore, from such a problem, a copper-diamond composite material is desirable for use as a submount of the semiconductor laser device 9.

これに対し、サブマウント７は、銅とダイヤモンドとの複合材料を有するので、銅およびダイヤモンドそれぞれの熱伝導率に近い熱伝導率を有する。具体的には、サブマウント７の熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にある。このように、サブマウント７の熱伝導率は、室温において、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫ以下の範囲にあるので、例えば、ＡｌＮなどの材料のサブマウントに比較して、熱抵抗を十分に低くすることができる。よって、サブマウント７は、赤色レーザ光を出力するレーザ素子と青色レーザ光を出力するレーザ素子とに比較して発熱量の多い半導体レーザ素子９を搭載する場合に適している。 On the other hand, since the submount 7 has a composite material of copper and diamond, it has a thermal conductivity close to that of copper and diamond. Specifically, the thermal conductivity of the submount 7 is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature. Thus, since the thermal conductivity of the submount 7 is in the range of 550 W / mK or more and 600 W / mK or less at room temperature, for example, the thermal resistance is sufficiently low as compared with a submount made of a material such as AlN. can do. Therefore, the submount 7 is suitable for mounting the semiconductor laser element 9 that generates a larger amount of heat than the laser element that outputs red laser light and the laser element that outputs blue laser light.

また、例えば{２０−２１}面などの半極性面の窒化ガリウム系半導体は、ｃ面の窒化ガリウム系半導体とは異なり、異方性の熱膨張係数を有する。半導体レーザ素子と半導体レーザ素子を搭載するサブマウントとの熱膨張係数に比較的に大きな差がある場合、熱膨張係数の差に起因する熱応力によって、半導体レーザ素子の寿命が低減する。図５に、半導体レーザ素子とサブマウントとの熱膨張係数の差と、サブマウントに搭載される半導体レーザ素子についてのＭＴＴＦ（mean time to failure）との相関を示す。図５に示すように、熱膨張係数の差が大きいほど、半導体レーザ素子の寿命は短い。これ故に、半導体レーザ素子９を搭載するサブマウントの熱膨張係数の範囲に制限が生じる。半極性主面の窒化ガリウム系半導体の半導体レーザ素子９は、異方性の熱膨張係数を有するので、半導体レーザ素子９の接合面（サブマウント７との接合面）の横方向の熱膨張係数と縦方向の熱膨張係数とによって規定される熱膨張係数の範囲に、サブマウントの熱膨張係数が重なる必要がある。図６に示すように、銅とダイヤモンドとの複合材料は、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する場合に、半極性主面の窒化ガリウム系半導体の縦方向および横方向（特に、ＧａＮのオフ方向とａ軸方向）によって規定される熱膨張係数の範囲に重なる。従って、サブマウント７に用いる銅とダイヤモンドとの複合材料は、５５０Ｗ／ｍＫ以上６００Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する材料が適している。これ故に、半導体レーザ素子９とサブマウント７との熱膨張係数の差が低減される。なお、図６には、ＧａＮの熱膨張係数が示されているが、ＧａＮに限らず、他の窒化ガリウム系半導体も同様の熱膨張係数を有する。図６に示す図中符号Ｇ１は、銅とダイヤモンドとの複合材料の熱膨張係数と、銅とダイヤモンドとの複合材料の熱伝導率との相関を示す図である。 In addition, for example, a semipolar plane gallium nitride semiconductor such as the {20-21} plane has an anisotropic thermal expansion coefficient, unlike a c-plane gallium nitride semiconductor. When there is a relatively large difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element and the submount on which the semiconductor laser element is mounted, the lifetime of the semiconductor laser element is reduced due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient. FIG. 5 shows the correlation between the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element and the submount and the MTTF (mean time to failure) for the semiconductor laser element mounted on the submount. As shown in FIG. 5, the longer the difference in thermal expansion coefficient, the shorter the lifetime of the semiconductor laser element. This limits the range of the thermal expansion coefficient of the submount on which the semiconductor laser element 9 is mounted. Since the semiconductor laser element 9 of the semipolar main surface gallium nitride semiconductor has an anisotropic thermal expansion coefficient, the lateral thermal expansion coefficient of the bonding surface of the semiconductor laser element 9 (the bonding surface with the submount 7). The thermal expansion coefficient of the submount needs to overlap the range of the thermal expansion coefficient defined by the vertical thermal expansion coefficient. As shown in FIG. 6, when the composite material of copper and diamond has a thermal conductivity in the range of 550 W / mK or more and 600 W / mK, the longitudinal direction and the lateral direction of the gallium nitride semiconductor on the semipolar main surface ( In particular, it overlaps the range of the thermal expansion coefficient defined by the off-direction and the a-axis direction of GaN. Accordingly, a material having a thermal conductivity in the range of 550 W / mK to 600 W / mK is suitable for the composite material of copper and diamond used for the submount 7. Therefore, the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element 9 and the submount 7 is reduced. In FIG. 6, the thermal expansion coefficient of GaN is shown. However, not only GaN but also other gallium nitride semiconductors have the same thermal expansion coefficient. 6 is a diagram showing a correlation between the thermal expansion coefficient of the composite material of copper and diamond and the thermal conductivity of the composite material of copper and diamond.

また、図７に示すように、半導体レーザ素子９は、ＡｌＮの材料のサブマウントと比較して、熱抵抗（投入電力に対するジャンクション温度の上昇幅を示す値）を、半導体レーザ素子のｎ側をサブマウントに接合させる実装の場合に摂氏３度／Ｗ低下でき、半導体レーザ素子のｐ側をサブマウントに接合させる実装の場合に摂氏５度／Ｗ低下させることができる。熱抵抗は、投入電力に対するジャンクション温度上昇幅を示す値である。ジャンクション温度とは、導波路のＰＮ接合の温度である。摂氏３０度／Ｗの場合、１Ｗあたり摂氏３０度上昇します。図７に示すグラフの熱抵抗は、共振器長６００μｍ、幅４００μｍ、厚み８０μｍのＬＤ（レーザダイオード）を、厚み１００μｍまたは３００μｍ、幅８００μｍ、長さ１０００μｍのサブマウントに実装し、５．６ｍｍφのＬＤキャンに実装した場合、サブマウントの熱伝導率と厚みを変えると熱抵抗がどう変化するかを示したものである。サブマウントの熱伝導率がヒートシンク(無酸素銅３９８Ｗ／ｍＫ)より低い場合、サブマウントが薄いほど熱抵抗は低くなる。 Further, as shown in FIG. 7, the semiconductor laser device 9 has a thermal resistance (a value indicating an increase in the junction temperature with respect to the input power) as compared with the AlN material submount, and the n side of the semiconductor laser device. In the case of mounting to be bonded to the submount, the temperature can be reduced by 3 degrees / W, and in the case of mounting in which the p-side of the semiconductor laser element is bonded to the submount, the temperature can be decreased by 5 degrees / W. The thermal resistance is a value indicating the junction temperature rise with respect to the input power. The junction temperature is the temperature of the PN junction of the waveguide. In the case of 30 degrees Celsius / W, it increases by 30 degrees Celsius per 1W. The thermal resistance of the graph shown in FIG. 7 is that an LD (laser diode) having a resonator length of 600 μm, a width of 400 μm, and a thickness of 80 μm is mounted on a submount having a thickness of 100 μm or 300 μm, a width of 800 μm, and a length of 1000 μm. This shows how the thermal resistance changes when the thermal conductivity and thickness of the submount are changed when mounted on an LD can. When the thermal conductivity of the submount is lower than that of the heat sink (oxygen-free copper 398 W / mK), the thinner the submount, the lower the thermal resistance.

また、半導体レーザ素子９とサブマウント７とは、導電性接着剤によって接合されている。導電性接着剤は、例えば摂氏３４０度程度のＡｕＳｎと比較して低融点の合金である。導電性接着剤は、例えば、摂氏２３０度以下の融点を有するＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＢｉＳｎおよびＩｎＳｎの何れかである。導電性接着剤を用いて半導体レーザ素子をサブマウントに接着する場合、導電性接着剤が溶ける導電性接着剤の融点に至るまで導電性接着剤を加熱し、接着後に冷却するので、半導体レーザ素子とサブマウントとの熱膨張係数の差に起因する応力が、冷却後に、温度変化に伴って半導体レーザ素子とサブマウントとの間に生じる。この応力が半導体レーザ素子の寿命の低下を招く一因である。導電性接着剤の融点が高いほど、すなわち、接着時の温度が高いほど、熱膨張率の差が大きくなる。これに対し、半導体レーザ装置１に用いられる導電性接着剤は、一般的に使用される摂氏３４０度の程度の融点のＡｕＳｎではなく、この融点よりも十分に低い２３０度以下の融点のＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＢｉＳｎおよびＩｎＳｎの何れかが用いられる。このように、例えば、ＡｕＳｎなどに比較して、低融点の接着剤が用いられているので、半導体レーザ素子９とサブマウント７との接合は、ＡｕＳｎなどを用いた場合に比較して低温でなされたものとなり、よって、半導体レーザ素子９とサブマウント７との熱膨張係数の差に起因する熱応力の影響が低減されている。 Further, the semiconductor laser element 9 and the submount 7 are joined by a conductive adhesive. The conductive adhesive is an alloy having a low melting point as compared with AuSn of about 340 degrees Celsius, for example. The conductive adhesive is, for example, one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn having a melting point of 230 degrees Celsius or less. When a semiconductor laser element is bonded to a submount using a conductive adhesive, the conductive adhesive is heated up to the melting point of the conductive adhesive where the conductive adhesive melts, and cooled after bonding. Stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser device and the submount is generated between the semiconductor laser element and the submount along with the temperature change after cooling. This stress is one factor that causes a reduction in the lifetime of the semiconductor laser device. The higher the melting point of the conductive adhesive, that is, the higher the temperature during bonding, the greater the difference in the coefficient of thermal expansion. On the other hand, the conductive adhesive used in the semiconductor laser device 1 is not commonly used AuSn having a melting point of about 340 degrees Celsius, but SnAgCu having a melting point of 230 degrees or less sufficiently lower than this melting point, Any of SnAg, BiSn, and InSn is used. Thus, for example, an adhesive having a low melting point is used as compared with AuSn or the like, so that the semiconductor laser element 9 and the submount 7 can be bonded at a lower temperature than when AuSn or the like is used. Therefore, the influence of thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor laser element 9 and the submount 7 is reduced.

また、エピタキシャル層１９の上に設けられたｐ側の電極１５が導電性接着剤を介してサブマウント７の主面７ａに接合される。半導体レーザ素子９の発熱はほとんどｐ側で生じ、ｐ側をサブマウント７に接合することで支持基体１７を介さず直接にサブマウント７に放熱できる。よって、半導体レーザ素子９の発する熱をサブマウント７側に効果的に開放できる。 Further, the p-side electrode 15 provided on the epitaxial layer 19 is bonded to the main surface 7a of the submount 7 through a conductive adhesive. The semiconductor laser element 9 generates heat almost on the p side, and by joining the p side to the submount 7, heat can be radiated directly to the submount 7 without using the support base 17. Therefore, the heat generated by the semiconductor laser element 9 can be effectively released to the submount 7 side.

また、半導体レーザ素子９の発振波長は、４８０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良く、さらに、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲でも良い。緑色領域の発光では青色と比較して外部量子効率が低く、所望の発光強度を得るために比較的大きな投入電力を必要とする。よって、本実施形態に係る放熱性の高いことを特徴とする半導体レーザ装置１は、緑色レーザ光を出力する半導体レーザ素子９に適している。 The oscillation wavelength of the semiconductor laser element 9 may be in the range of 480 nm to 540 nm, and may be in the range of 510 nm to 540 nm. In the light emission in the green region, the external quantum efficiency is lower than that in blue, and a relatively large input power is required to obtain a desired light emission intensity. Therefore, the semiconductor laser device 1 characterized by high heat dissipation according to the present embodiment is suitable for the semiconductor laser element 9 that outputs green laser light.

また、エピタキシャル層１９はｎ側光ガイド層３５とｐ側光ガイド層３７とを有し、ｎ側光ガイド層３５とｐ側光ガイド層３７とは、何れも、活性層２５と接触をなしており、活性層２５とｎ側光ガイド層３５との界面、および、活性層２５とｐ側光ガイド層３７との界面は、何れも、ｃ−ｍ面に直交しており、ｃ−ｍ面おいて、ｃ軸ベクトルＶＣからｍ軸ベクトルＶＭに向かう方向に、ｃ面から角度ＡＬＰＨＡの傾斜を成す。角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度未満の範囲にある。よって、半導体レーザ素子９は、緑色レーザの出力に適した半極性面が利用されており、特に、角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度未満の範囲にあるので、半導体レーザ素子９は、緑色レーザの出力に適したオフ角の半極性面が利用されている。 The epitaxial layer 19 includes an n-side light guide layer 35 and a p-side light guide layer 37, and both the n-side light guide layer 35 and the p-side light guide layer 37 are in contact with the active layer 25. Both of the interface between the active layer 25 and the n-side light guide layer 35 and the interface between the active layer 25 and the p-side light guide layer 37 are orthogonal to the cm plane, and cm In the plane, the angle ALPHA is inclined from the c-plane in the direction from the c-axis vector VC to the m-axis vector VM. The angle ALPHA is in the range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees. Therefore, the semiconductor laser element 9 uses a semipolar plane suitable for the output of the green laser. In particular, the angle ALPHA is in the range of 63 degrees to less than 80 degrees. An off-angle semipolar surface suitable for the output is used.

以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。 While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in the present embodiment. We therefore claim all modifications and changes that come within the scope and spirit of the following claims.

１…半導体レーザ装置、１５…ｐ側の電極、１７…支持基体、１７ａ…半極性主面、１７ｂ…裏面、１９…エピタキシャル層、１９ａ…ｐ側の表面、２０…半導体層、２１…ｎ側クラッド層、２３…ｐ側クラッド層、２５…活性層、２５ａ，２５ｂ…界面、３…ステム、３１…絶縁膜、３１ａ…開口、３３…コンタクト層、３５…ｎ側光ガイド層、３７，３８…ｐ側光ガイド層、３９…電子ブロック層、３ａ，７ａ…主面、４１…ｎ側の電極、４ａ，４ｂ，４ｃ…リード端子、４ａ１，４ｂ１…端部、５…ヒートシンク、５ａ…表面、７…サブマウント、７１…金属体、７２…粒状体、７２ａ…ダイヤモンド粒子、７２ｂ…反応層、９…半導体レーザ素子、ＮＶ…法線ベクトル、ＶＣ…ｃ軸ベクトル、ＶＭ…ｍ軸ベクトル、Ｗａ，Ｗｂ…ワイヤ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser apparatus, 15 ... Electrode on the p side, 17 ... Support base | substrate, 17a ... Semipolar main surface, 17b ... Back surface, 19 ... Epitaxial layer, 19a ... Surface on the p side, 20 ... Semiconductor layer, 21 ... N side Cladding layer, 23 ... p-side cladding layer, 25 ... active layer, 25a, 25b ... interface, 3 ... stem, 31 ... insulating film, 31a ... opening, 33 ... contact layer, 35 ... n-side light guide layer, 37,38 ... p-side light guide layer, 39 ... electron blocking layer, 3a, 7a ... main surface, 41 ... n-side electrode, 4a, 4b, 4c ... lead terminal, 4a1, 4b1 ... end, 5 ... heat sink, 5a ... surface 7 ... Submount, 71 ... Metal body, 72 ... Granular body, 72a ... Diamond particle, 72b ... Reaction layer, 9 ... Semiconductor laser element, NV ... Normal vector, VC ... c-axis vector, VM ... m-axis vector, Wa, Wb ... Wai .

Claims

A semiconductor laser device comprising a semiconductor laser element and a submount to which the semiconductor laser element is bonded,
The submount is provided on the main surface of the stem of the semiconductor laser device,
The submount includes a copper metal body and a plurality of granular bodies including diamond contained in the metal body,
The granular body includes diamond particles and a reaction layer covering the surface of the diamond particles,
The reaction layer includes at least one carbide of a carbide of a group 4a element, a carbide of a group 5a element, and a carbide of a group 6a element,
The plurality of granular materials are dispersed in the metal body,
The average particle diameter of the diamond particles in the plurality of granules is less than 60 μm,
The thermal conductivity of the submount is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature,
The semiconductor laser element is provided on the main surface of the submount, and is made of a gallium nitride-based semiconductor, and includes a support base having a semipolar main surface and an epitaxial layer including an active layer provided on the support base. ,
The semiconductor laser device has an oscillation wavelength of 400 nm or more and 550 nm or less.

The semiconductor laser element and the submount are joined by a conductive adhesive,
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the adhesive is an alloy of any one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn.

3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a p-side electrode provided on the epitaxial layer is bonded to the main surface of the submount via the adhesive. 4. .

4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser element is in a range of 480 nm to 540 nm.

The semiconductor laser device according to claim 4, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser element is in a range of 510 nm or more and 540 nm or less.

The epitaxial layer has a light guide layer;
The light guide layer is in contact with the active layer;
The interface between the active layer and the light guide layer is orthogonal to a cm plane defined by a c-axis of the gallium nitride semiconductor and an m-axis of the gallium nitride semiconductor, and the cm plane Wherein the angle ALPHA is inclined from the c-plane orthogonal to the c-axis in a direction from the c-axis vector indicating the c-axis direction to the m-axis vector indicating the m-axis direction. The semiconductor laser device according to claim 1.

The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the angle ALPHA is in a range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees.

A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
Preparing a semiconductor laser element made of a hexagonal gallium nitride semiconductor and a submount for mounting the semiconductor laser element;
Pressing the semiconductor laser element against the main surface of the submount via a conductive adhesive and heating the adhesive until reaching the melting point of the adhesive;
Cooling the adhesive to the room temperature together with the semiconductor laser element and the submount after reaching the melting point;
With
The submount is provided on the main surface of the stem of the semiconductor laser device,
The submount includes a copper metal body and a plurality of granular bodies including diamond contained in the metal body,
The granular body includes diamond particles and a reaction layer covering the surface of the diamond particles,
The reaction layer includes at least one carbide of a carbide of a group 4a element, a carbide of a group 5a element, and a carbide of a group 6a element,
The plurality of granular materials are dispersed in the metal body,
The average particle diameter of the diamond particles in the plurality of granules is less than 60 μm,
The thermal conductivity of the submount is in the range of 550 W / mK to 600 W / mK at room temperature,
The semiconductor laser element includes a support base provided on the main surface of the submount and having a semipolar main surface, and an epitaxial layer including an active layer provided on the support base,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser element is in a range of 400 nm to 550 nm.

The semiconductor laser element and the submount are joined by a conductive adhesive,
9. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the adhesive is an alloy of any one of SnAgCu, SnAg, BiSn, and InSn.

10. The semiconductor laser device according to claim 8, wherein a p-side electrode provided on the epitaxial layer is bonded to the main surface of the submount via the adhesive. 11. Manufacturing method.

The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 8, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser element is in a range of 480 nm to 540 nm.

The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 11, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser element is in a range from 510 nm to 540 nm.

The epitaxial layer has a light guide layer;
The light guide layer is in contact with the active layer;
The interface between the active layer and the light guide layer is orthogonal to a cm plane defined by a c-axis of the gallium nitride semiconductor and an m-axis of the gallium nitride semiconductor, and the cm plane Wherein the angle ALPHA is inclined from the c-plane orthogonal to the c-axis in a direction from the c-axis vector indicating the c-axis direction to the m-axis vector indicating the m-axis direction. A method for manufacturing a semiconductor laser device according to any one of claims 8 to 12.

14. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 13, wherein the angle ALPHA is in a range of not less than 63 degrees and less than 80 degrees.