JP2015179766A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 充分なスペックルノイズの低減を得ることができる半導体装置を提供する。【解決手段】 各サブマウント３は、面発光部２２の面に沿う第１方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、面発光部２２の面に沿う方向で且つ前記第１方向と直交する第２方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さくなるように、形成される。そして、各サブマウント３は、第１方向が少なくとも一つの他のサブマウント３の第１方向と異なるように、配置される。【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザ光を発する面発光部を有する半導体チップと、搭載される半導体チップと接合されるサブマウントとを備える半導体装置に関する。

従来、半導体装置として、レーザ光を発する面発光部を有する半導体チップと、搭載される半導体チップと接合されるサブマウントとを備える半導体装置が、知られている。そして、斯かる半導体装置から発した光を、露光用光源装置やプロジェクタ等の光源として用いる技術が知られている。

斯かる技術において、レーザ光の照射面や観測者の網膜上に、スペックルノイズと呼ばれる光の強弱のあるノイズが発生する。例えば、面発光部を有する半導体チップ、具体的には、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）の半導体チップにおいて、複数の面発光部から発せられるレーザ光の偏光方向が一定方向に偏ると、スペックルノイズが生じやすくなる。

そこで、スペックルノイズを低減すべく、半導体チップから発せられるレーザ光の波長幅を広げる技術が、提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、特許文献１に係る技術においては、使用できる波長の範囲にも限界があるため、充分なスペックルノイズの低減（「デスペックル効果」又は「スペックルコントラストの低減」ともいう）が得られない、という問題がある。

特表２００４−５０３９２３号公報

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、充分なスペックルノイズの低減を得ることができる半導体装置を提供することを課題とする。

本発明に係る半導体装置は、レーザ光を発する面発光部を複数有するように、少なくとも一つの該面発光部を有する少なくとも一つの半導体チップと、前記面発光部が少なくとも一つ搭載されるように、前記半導体チップと接合される複数のサブマウントと、を備え、前記各サブマウントは、前記面発光部の面に沿う第１方向の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも大きく、前記面発光部の面に沿う方向で且つ前記第１方向と直交する第２方向の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも小さくなるように、形成されると共に、前記第１方向が少なくとも一つの他のサブマウントの前記第１方向と異なるように、配置される。

本発明に係る半導体装置によれば、レーザ光を発する面発光部を少なくとも一つ有する半導体チップが、少なくとも一つ設けられているため、面発光部は、複数備えられている。また、複数のサブマウントが、それぞれ半導体チップと接合されているため、面発光部が各サブマウントに少なくとも一つ搭載されている。そして、半導体チップとサブマウントとの線熱膨張率が異なっているため、半導体チップとサブマウントとが接合される際に、半導体チップが残留応力を受ける。

ここで、面発光部の面に沿う第１方向において、サブマウントの線熱膨張率が半導体チップの線熱膨張率よりも大きく、面発光部の面に沿う方向で且つ第１方向と直交する第２方向において、サブマウントの線熱膨張率が半導体チップの線熱膨張率よりも小さい。これにより、面発光部は、サブマウントの第１方向で圧縮応力を受け、サブマウントの第２方向で引張応力を受ける。したがって、同じサブマウントに搭載される面発光部群においては、発せられるレーザ光の偏光の方向が安定する。

しかも、サブマウントの第１方向が、少なくとも一つの他のサブマウントの第１方向と異なっている。これにより、当該サブマウントに搭載される面発光部群から発せられるレーザ光の偏光の方向と、当該他のサブマウントに搭載される面発光部群から発せられるレーザ光の偏光の方向とは、異なっている。よって、充分なスペックルノイズの低減を得ることができる。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記複数のサブマウントは、前記第１方向が互いに異なるように、それぞれ配置される、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記複数のサブマウントは、それぞれ長尺に形成されると共に、当該サブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度が等しくなるように、それぞれ形成され、前記各サブマウントは、当該サブマウントの長手方向が少なくとも一つの他のサブマウントの長手方向と異なるように、配置される、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記複数のサブマウントは、それぞれ長尺に形成されると共に、当該サブマウントの長手方向が互いに平行となるように、それぞれ配置され、前記各サブマウントは、当該サブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度が少なくとも一つの他のサブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度と異なるように、形成される、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記半導体チップは、前記面発光部を複数備えると共に、前記面発光部が各サブマウントに少なくとも一つ搭載されるように、前記複数のサブマウントに跨って配置され、前記各サブマウントは、前記第１方向が少なくとも一つの他のサブマウントの前記第１方向と異なるように、配置される、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記各サブマウントは、複数の層状体が当該層状体の厚み方向で積層されることにより構成されると共に、前記層状体の厚み方向と前記層状体の平面方向とのうち一方の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも大きく且つ他方の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも小さくなるように、形成される、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置においては、前記各層状体は、グラフェンシートである、という構成でもよい。

また、本発明に係る半導体装置は、前記複数のサブマウントが搭載されるヒートシンクをさらに備え、前記各サブマウントは、前記半導体チップから前記ヒートシンクへの熱伝導率が前記半導体チップの熱伝導率よりも大きくなるように、形成される、という構成でもよい。

以上の如く、本発明に係る半導体装置は、充分なスペックルノイズの低減を得ることができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る半導体装置を備える画像投影装置の概略構成図を示す。 同実施形態に係る半導体装置を備えるレーザ光源装置の概略構成図を示す。 同実施形態に係る半導体装置の要部斜視図を示す。 同実施形態に係る半導体装置の要部平面図を示す。 同実施形態に係る半導体装置における図４のＶ−Ｖ線断端面図を示す。 同実施形態に係る半導体装置における図４のVI−VI線断端面図を示す。 同実施形態に係る半導体チップの残留応力を検証した位置を示す図である。 同実施形態に係る半導体チップにおいて、長手方向の位置に対する残留応力のグラフを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置の要部斜視図を示す。 同実施形態に係る半導体装置の要部平面図を示す。 同実施形態に係る半導体チップの残留応力を検証した位置を示す図である。 同実施形態に係る半導体チップにおいて、長手方向の位置に対する残留応力のグラフを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の要部斜視図を示す。 同実施形態に係る半導体装置の要部平面図を示す。 同実施形態に係る半導体装置における図１４のXV−XV線断端面図を示す。 同実施形態に係る半導体チップの残留応力を検証した位置を示す図である。 同実施形態に係る半導体チップにおいて、長手方向の位置に対する残留応力のグラフを示す図である。 同実施形態に係る半導体チップの残留応力を検証した位置を示す図である。 同実施形態に係る半導体チップにおいて、長手方向の位置に対する残留応力のグラフを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の要部正面図を示す。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の要部正面図を示す。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の要部斜視図を示す。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の要部斜視図を示す。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る半導体装置における第１の実施形態について、図１〜図８を参酌して説明する。なお、各図（図９〜図２３も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。

図１に示すように、本実施形態に係る半導体装置１１は、画像投影装置１に備えられている。画像投影装置１は、それぞれ異なる色の光を出射する複数のレーザ光源装置１０と、各レーザ光源装置１０から出射された光を反射する全反射プリズム１４と、全反射プリズム１４で反射された光を光画像にする空間変調素子１５とを備えている。本実施形態においては、空間変調素子１５は、デジタルマイクロミラーデバイスとしている。

また、画像投影装置１は、各空間変調素子１５で反射して全反射プリズム１４を透過した光画像を合成する色合成光学部材１６と、色合成光学部材１６から出射された光画像を拡大してスクリーン１００に投射する光画像投射機構１７とを備えている。なお、色合成光学部材１６は、例えば、ダイクロイックプリズム等の色合成プリズム等からなり、光画像投射機構１７は、例えば、投射レンズ等からなる。

レーザ光源装置１０は、三つ設けられている。具体的には、レーザ光源装置１０は、第１の色（例えば、赤色）のレーザ光を出射する第１のレーザ光源装置１０と、第２の色（例えば、緑色）のレーザ光を出射する第２のレーザ光源装置１０と、第３の色（例えば、青色）のレーザ光を出射する第３のレーザ光源装置１０とを備えている。

レーザ光源装置１０は、図１及び図２に示すように、レーザ光を発する半導体装置１１と、半導体装置１１から発せられたレーザ光が入射される光学系１２と、光学系１２から出射されるレーザ光が入射され且つ該レーザ光を全反射プリズム１４に向けて出射する導光体（例えば、光ファイバ）１３とを備えている。なお、光学系１２は、半導体装置１１から発せられたレーザ光を反射する反射部材（例えば、ミラー）１２ａと、反射部材１２ａで反射されたレーザ光を集束させる集束部材（例えば、レンズ）１２ｂとを備えている。

本実施形態に係る半導体装置１１は、図２〜図６に示すように、レーザ光を発する複数（本実施形態においては、２つ）の半導体チップ２，２を備えている。そして、半導体装置１１は、各半導体チップ２が表面（一方面）側に搭載される複数（本実施形態においては、２つ）のサブマウント３，３と、例えばＡｕ−Ｓｎハンダ等で構成され、半導体チップ２とサブマウント３とを接合する第１の接合層４とを備えている。

また、半導体装置１１は、半導体チップ２とサブマウント３とを電気的に接続する複数のワイヤ５を備えている。さらに、半導体装置１１は、半導体チップ２で発生する熱を放出すべく、複数のサブマウント３，３が表面（一方面）側に搭載されるヒートシンク６と、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕハンダ等で構成され、サブマウント３とヒートシンク６とを接合する第２の接合層７とを備えている。なお、図２〜図８（図９〜図１９も同様）は、ヒートシンク６の短手方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向として、示している。

半導体チップ２は、その大部分を構成する半導体チップ基材２１と、半導体チップ基材２１の内部に形成され、光エミッタを構成する複数の面発光部（「光半導体素子」ともいう）２２と、各面発光部２２からの光を取り出すための複数の光取り出し部２３とを備えている。また、半導体チップ２は、半導体チップ基材２１の表面（一方面）側に形成される第１の電極層２４と、半導体チップ基材２１の裏面（他方面）側に形成される第２の電極層２５とを備えている。

半導体チップ２は、長尺に形成されている。具体的には、半導体チップ２は、矩形状に形成されている。また、半導体チップ２は、板状に形成されている。本実施形態においては、半導体チップ２は、複数の半導体層が積層されて形成される垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であり、該半導体層の平面方向に対して垂直方向（即ち、該半導体層の積層方向）に光を共振させ、当該方向にレーザ光を出射している。

面発光部２２は、所定の面領域から、面方向と直交する方向に光軸Ｌ１を有するレーザ光を発する。なお、面発光部２２の面方向は、半導体チップ２の厚み方向（半導体層の積層方向）と直交している。そして、面発光部２２は、少なくとも活性層を備えている。また、複数(本実施形態においては、８個)の面発光部２２は、半導体チップ２の長手方向に沿って並列されている。

光取り出し部２３は、半導体チップ２の厚み方向において、面発光部２２と重なるように、配置されている。そして、複数(本実施形態においては、８個)の光取り出し部２３は、半導体チップ２の長手方向に沿って並列されている。

また、第２の電極層２５は、半導体チップ２の厚み方向において、面発光部２２と重なるように、配置されている。そして、第２の電極層２５は、第１の接合層４により、サブマウント３と接合されている。これにより、半導体チップ２が第１の接合層４によりサブマウント３と接合する領域は、半導体チップ２の厚み方向において、面発光部２２が配置される領域と重なる。

なお、本実施形態においては、半導体チップ基材２１は、ＧａＡｓ（線熱膨張率：５．９×１０^−６／Ｋ、熱伝導率：５２Ｗ／（ｍ・Ｋ））等で形成され、面発光部２２は、ＧａＡｓ系化合物等で形成され、第１の電極層２４は、Ａｕ等で形成され、そして、第２の電極層２５は、Ａｕ等で形成されている。そして、半導体チップ２の線熱膨張率は、大部分を構成する半導体チップ基材２１の線熱膨張率と略同じである。

サブマウント３は、その大部分を構成するサブマウント基材３１を備えている。また、サブマウント３は、サブマウント基材３１の表面側に形成される第１の導電層３２と、サブマウント基材３１の表面側に形成される第２の導電層３３とを備えている。そして、サブマウント３は、サブマウント基材３１の裏面側に形成される金属層３４を備えている。

また、サブマウント３は、長尺に形成されている。具体的には、サブマウント３は、矩形状に形成されている。そして、サブマウント３は、長手方向が半導体チップ２の長手方向と平行となるように、半導体チップ２と接合している。

サブマウント基材３１は、複数の層状体が該層状体の厚み方向（層状体の面に沿う面方向と直交する方向）で積層されることにより、構成されている。具体的には、サブマウント基材３１は、複数の層状体がサブマウント３の短手方向で積層されることにより、構成されている。本実施形態においては、層状体は、配向性炭素系材料である異方性グラフェンシートとしている。なお、第１及び第２サブマウント３ａ，３ｂは、同じ構成である。

そして、サブマウント基材３１の短手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、サブマウント基材３１の長手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。本実施形態に係るサブマウント基材３１においては、短手方向の線熱膨張率は、２５×１０^−６／Ｋであり、長手方向の線熱膨張率は、−０．６×１０^−６／Ｋである。

そして、サブマウント３の線熱膨張率は、大部分を構成するサブマウント基材３１の線熱膨張率と略同じである。したがって、サブマウント３の短手方向（層状体の積層方向、層状体の厚み方向であって、本発明に係る「第１方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、サブマウント３の長手方向（積層面内方向、層状体の面方向であって、本発明に係る「第２方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

また、サブマウント基材３１の厚み方向の熱伝導率は、半導体チップ２の熱伝導率よりも大きい。本実施形態に係るサブマウント基材３１においては、厚み方向及び長手方向（層状体の面方向）の熱伝導率は、１，７００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、短手方向（層状体の厚み方向）の熱伝導率は、７Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。

そして、サブマウント３の熱伝導率は、大部分を構成するサブマウント基材３１の熱伝導率と略同じである。したがって、サブマウント３の厚み方向の熱伝導率（即ち、半導体チップ２からヒートシンク６に向けて熱伝導するサブマウント３の熱伝導率）は、半導体チップ２の熱伝導率よりも大きい。

また、第１及び第２サブマウント３ａ，３ｂは、短手方向が互いに異なるように、それぞれヒートシンク６に固定されている。具体的には、第１サブマウント３ａの長手方向は、ヒートシンク６の短手方向Ｘと平行であり、第２サブマウント３ｂの長手方向は、ヒートシンク６の長手方向Ｙと平行である。

これにより、第１サブマウント３ａの短手方向と、第２サブマウント３ｂの短手方向とは、異なっており、直交している。即ち、第１サブマウント３ａにおける層状体の積層方向と、第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向とは、異なっており、直交している。

第１の導電層３２と第２の導電層３３とは、電気的に絶縁すべく、離間している。そして、第１の導電層３２は、第１の接合層４により、半導体チップ２の第２の電極層２５と接合されている。また、金属層３４は、第２の接合層７により、ヒートシンク６と接合されている。なお、第１の導電層３２、第２の導電層３３、及び金属層３４は、それぞれＡｕ等で形成されている。

ワイヤ５の一端部は、第１の電極層２４に接続され、ワイヤ５の他端部は、第２の導電層３３に接続されている。これにより、半導体チップ２の第１の電極層２４とサブマウント３の第２の導電層３３とが、電気的に接続されている。例えば、ワイヤ５は、Ａｕ等で形成されている。

ヒートシンク６は、矩形状に形成されている。例えば、ヒートシンク６は、Ｃｕ等の熱伝導率の高い材料で形成されている。なお、ヒートシンク６は、半導体チップ２及びサブマウント３が搭載される表面（一方面）と反対側、即ち、裏面（他方面）側に、排熱するための冷却機構（図示していない）を備えていてもよい。

斯かる半導体装置１１は、以下の機能を有する。

例えば、第１の導電層３２に、電源の正極が接続され、第２の導電層３３に、電源の負極が接続される。そして、この電源を通じて、第１の導電層３２と第２の導電層３３との間に、電圧が印加されることにより、半導体チップ２において、第１の電極層２４と第２の電極層２５との間に、電圧が印加される。これにより、半導体チップ２の面発光部２２に、電流が供給されるため、面発光部２２が発光する。そして、その光が複数の光取り出し部２３から取り出される。

また、斯かる半導体装置１１は、以下のようにして製造される。

まず、サブマウント基材３１の表面側に、第１の導電層３２及び第２の導電層３３が形成された状態で、第２の導電層３３の上に、第１の接合層４が形成される。その後、第１の接合層４の上に、半導体チップ２が載置される。そして、例えば、それらが約３２０℃にまで加熱されることにより、第１の接合層４が溶融する。このとき、半導体チップ２とサブマウント３とは、接合されていないため、お互いに自由に熱膨張する。

その後、加熱を停止し、例えば、それらが第１の接合層４の溶融温度である約２８０℃より低い温度に低下することにより、第１の接合層４が固化する。このとき、半導体チップ２とサブマウント３とは、第１の接合層４で接合され、お互いに拘束し合って熱収縮する。したがって、半導体チップ２に残留応力が生じる。そして、それらの温度が室温程度にまで低下することにより、半導体チップ２とサブマウント３とが完全に一体化される。その後、第１の電極層２４と第２の導電層３３とが、ワイヤ５により、接続される。

本実施形態に係る半導体装置１１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る半導体装置１１の作用について説明する。

まず、半導体チップ２とサブマウント３とは、第１の接合層４で接合された後に、常温まで降温する。ところで、サブマウント３の短手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、サブマウント３の長手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

これにより、面発光部２２は、サブマウント３と接合される領域に配置されているため、図７に示すように、サブマウント３の長手方向で引張応力Ｆ１１を受け、サブマウント３の短手方向で圧縮応力Ｆ１２を受ける。そして、面発光部２２の格子歪みと屈折率とが斯かる応力Ｆ１１，Ｆ１２に従って変化する。

したがって、半導体チップ２の内部で厚み方向に光が往復伝播する際に、特定の方向に振動する電磁場が増幅されるため、面発光部２２は、当該方向に偏光したレーザ光を発する。このように、同じサブマウント３に搭載される面発光部２２の群においては、発せられるレーザ光の偏光の方向が安定する。一般的には、面発光部２２から発せられるレーザ光の偏光方向は、引張応力Ｆ１１の方向、即ち、サブマウント３の長手方向（半導体チップ２の長手方向）と略一致する。

そして、第１サブマウント３ａの長手方向と第２サブマウント３ｂの長手方向とは、異なっており、直交している。これにより、第１サブマウント３ａに搭載されている半導体チップ２から発せられるレーザ光の偏光の方向と、第２サブマウント３ｂに搭載されている半導体チップ２発せられるレーザ光の偏光の方向とは、異なっており、直交している。

このように、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２ごとで安定しており、しかも、半導体チップ２ごとで異なっている。そして、斯かる偏光の方向は、光学系１２、導光体１３、全反射プリズム１４、空間変調素子１５、色合成光学部材１６及び光画像投射機構１７を経由しても変化しない。したがって、画像投稿装置１においては、偏光の方向が安定で、しかも、偏光の方向が大きく異なるレーザ光を利用することができるため、スペックルノイズが充分に低減される。

ここで、半導体チップ２に生じる残留応力について、図７及び図８を参酌して、検証する。

（実施例）
本実施形態に係る半導体装置１１であって、以下の構成の半導体装置１１を用いて検証した。
（半導体チップ２）
・半導体チップ基材２１の寸法：２．６ｍｍ×０．５４ｍｍ×６０μｍ
・半導体チップ基材２１の材質：ＧａＡｓ
・半導体チップ基材２１の線熱膨張率：５．６×１０^−６／Ｋ（０℃）、６．０×１０^−６／Ｋ（１００℃）
・面発光部２２の直径：２５０μｍ
・面発光部２２の主な材質：ＧａＡｓ系化合物
・光取り出し部２３の直径：２００μｍ
・第１の電極層２４の厚み：２μｍ
・第１の電極層２４の材質：Ａｕ
・第２の電極層２５の厚み：２μｍ
・第２の電極層２５の材質：Ａｕ
（サブマウント３）
・サブマウント基材３１の寸法：２．７５ｍｍ×１．１９ｍｍ×０．４ｍｍ
・サブマウント基材３１の材質：グラフェンシート
・サブマウント基材３１の積層方向（層状体の厚み方向）の線熱膨張率：２５×１０^−６／Ｋ
・サブマウント基材３１の積層面内方向（層状体の面方向）の線熱膨張率：−０．６×１０^−６／Ｋ
・第１の導電層３２の厚み：３μｍ
・第１の導電層３２の材質：Ａｕ
・第１の導電層３２の線熱膨張率：１．４×１０^−６／Ｋ
・第２の導電層３３の厚み：３μｍ
・第２の導電層３３の材質：Ａｕ
・第２の導電層３３の線熱膨張率：１．４×１０^−６／Ｋ
（第１の接合層４）
・厚み：１０μｍ
・材質：ＡｕＳｎ共晶ハンダ（質量比Ａｕ：Ｓｎ＝８０：２０）
・線熱膨張率：１６×１０^−６／Ｋ
（ヒートシンク６）
・寸法：５．３ｍｍ×６．８ｍｍ×２．５ｍｍ
・材質：Ｃｕ
（第２の接合層７）
・厚み：２０μｍ
・材質：ＳｎＡｇＣｕ共晶ハンダ（質量比Ｓｎ：Ａｇ：Ｃｕ＝９６．５：３：０．５）

（検証方法）
上記の実施例に対して、サブマウント３の表面側に形成された第１の接合層４上に半導体チップ２を載置した状態で温度２８０℃まで加熱し、半導体チップ２とサブマウント３とを固着させ、その状態から２２℃（室温）まで温度を低下させた。そして、半導体チップ２に生じる残留応力を、有限要素法による構造解析によって算出した。

そして、残留応力を算出する位置Ｐ１は、図７に示すように、各光取り出し部２３の中心（即ち、各面発光部２２の中心）を通過し且つ半導体チップ２の長手方向に沿う直線上の位置とした。なお、算出する位置Ｐ１は、半導体チップ２の長手方向の一端部Ｐ１１から他端部Ｐ１２までの範囲とした。

（検証結果）
上記実施例に係る半導体チップ２に発生した応力のうち、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）の垂直応力と短手方向（Ｙ方向）の垂直応力との分布状態が、図８に示されている。図８に係るグラフにおいて、横軸は、半導体チップ２の長手方向における位置を示し、縦軸は、垂直応力の大きさを示している。

縦軸の値において、正の符号は、引張応力を示し、負の符号は、圧縮応力を示しており、絶対値の大きさは、応力の大きさを示している。図８に示すように、面発光部２２に相当する領域においては、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）には、引張応力が発生し、半導体チップ２の短手方向（Ｙ方向）には、圧縮応力が発生している。

以上より、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、各サブマウント３が半導体チップ２と接合されているため、各面発光部２２がサブマウント３に搭載されている。そして、半導体チップ２とサブマウント３との線熱膨張率が異なっているため、半導体チップ２とサブマウント３とが接合される際に、半導体チップ２が残留応力を受ける。

ここで、各サブマウント３ａ，３ｂの短手方向（第１方向）において、各サブマウント３ａ，３ｂの線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きい。また、各サブマウント３ａ，３ｂの長手方向（第２方向）において、各サブマウント３ａ，３ｂの線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

これにより、面発光部２２は、サブマウント３の短手方向で圧縮応力を受け、サブマウント３の長手方向で引張応力を受ける。したがって、同じサブマウント３に搭載される面発光部２２の群においては、発せられるレーザ光の偏光の方向が、安定する。即ち、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２ごとで安定する。

しかも、第１サブマウント３ａの短手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）と、第２サブマウント３ｂの短手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）とは、異なっており、直交している。これにより、第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２の面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向と、第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２の面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向とは、異なっており、直交している。

このように、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２ごとで安定しており、しかも、半導体チップ２間では異なっている。したがって、本実施形態に係る半導体装置１１を備える画像投影装置１においては、このようなレーザ光を利用することができるため、充分なスペックルノイズの低減を得ることができる。

また、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、各サブマウント３は、それぞれ長尺に形成されている。そして、各サブマウント３において、長手方向に対する層状体の積層方向（第１方向）の角度は、等しい。しかも、各サブマウント３の寸法が同じであるため、用意するサブマウント３の種類を最小限にすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る半導体装置１１における第２の実施形態について、図９〜図１２を参酌して説明する。なお、図９〜図１２において、図１〜図８の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。

本実施形態に係る半導体装置１１は、上記第１実施形態に係る半導体装置１１と比較して、サブマウント３の構成と、ヒートシンク６に対するサブマウント３の配置とで相違している。本実施形態に係る半導体装置１１は、図９及び図１０に示すように、２つの半導体チップ２，２と、２つのサブマウント３，３とを備えている。

サブマウント３は、長尺に形成されている。具体的には、サブマウント３は、矩形状に形成されている。そして、サブマウント３は、長手方向が半導体チップ２の長手方向と平行となるように、半導体チップ２と接合している。

第１サブマウント３ａのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第１サブマウント３ａの短手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第１サブマウント３ａの短手方向（層状体の積層方向、層状体の厚み方向であって、本発明に係る「第１方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第１サブマウント３ａの長手方向（積層面内方向、層状体の面方向であって、本発明に係る「第２方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。即ち、本実施形態に係る第１サブマウント３ａは、上記第１実施形態に係るサブマウント３と同じ構成である。

第２サブマウント３ｂのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第２サブマウント３ｂの長手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第２サブマウント３ｂの長手方向（層状体の積層方向、層状体の厚み方向であって、本発明に係る「第１方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第２サブマウント３ｂの短手方向（積層面内方向、層状体の面方向であって、本発明に係る「第２方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

そして、第１及び第２サブマウント３ａ，３ｂは、短手方向が互いに平行となるように、それぞれヒートシンク６に固定されている。具体的には、各サブマウント３ａ，３ｂの長手方向は、ヒートシンク６の短手方向Ｘと平行であり、各サブマウント３ａ，３ｂの短手方向は、ヒートシンク６の長手方向Ｙと平行である。

これにより、第１サブマウント３ａにおける層状体の積層方向は、ヒートシンク６の長手方向と平行であり、第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向は、ヒートシンク６の短手方向と平行である。即ち、第１サブマウント３ａにおける層状体の積層方向と、第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向とは、異なっており、直交している。

なお、第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２においては、面発光部２２は、第１サブマウント３ａの長手方向で引張応力を受け、第１サブマウント３ａの短手方向で圧縮応力を受ける（図７参照）。また、第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２においては、面発光部２２は、図１１に示すように、第２サブマウント３ｂの長手方向で圧縮応力Ｆ２１を受け、第２サブマウント３ｂの短手方向で引張応力Ｆ２２を受ける。

ここで、本実施形態に係る半導体チップ２に生じる残留応力について、図１１及び図１２を参酌して、検証する。

（実施例）
本実施形態に係る半導体装置１１であって、第１実施形態に係る半導体装置１１の実施例と同様の材質等である半導体装置１１を用いて検証した。

（検証方法）
上記の実施例に対して、サブマウント３の表面側に形成された第１の接合層４上に半導体チップ２を載置した状態で温度２８０℃まで加熱し、半導体チップ２とサブマウント３とを固着させ、その状態から２２℃（室温）まで温度を低下させた。そして、半導体チップ２に生じる残留応力を、有限要素法による構造解析によって算出した。なお、第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２に生じる残留応力は、上記第１実施形態に係る半導体チップ２に生じる残留応力と同じであり、説明しない（図７及び図８参照）。

また、第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２に生じる残留応力を算出する位置Ｐ２は、図１１に示すように、各光取り出し部２３の中心（即ち、各面発光部２２の中心）を通過し且つ半導体チップ２の長手方向に沿う直線上の位置とした。なお、算出する位置Ｐ２は、半導体チップ２の長手方向の一端部Ｐ２１から他端部Ｐ２２までの範囲とした。

（検証結果）
上記実施例に係る第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２に発生した応力のうち、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）の垂直応力と短手方向（Ｙ方向）の垂直応力との分布状態が、図１２に示されている。図１２に示すように、面発光部２２に相当する領域においては、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）には、圧縮応力が発生し、半導体チップ２の短手方向（Ｙ方向）には、引張応力が発生している。

以上より、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、第１サブマウント３ａにおいては、短手方向（第１方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、長手方向（第２方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。これにより、第１サブマウント３ａの面発光部２２は、第１サブマウント３ａの短手方向で圧縮応力を受け、第１サブマウント３ａの長手方向で引張応力を受ける。

また、第２サブマウント３ｂにおいては、長手方向（第１方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、短手方向（第２方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。これにより、第２サブマウント３ｂの面発光部２２は、第２サブマウント３ｂの長手方向で圧縮応力を受け、第２サブマウント３ｂの短手方向で引張応力を受ける。

したがって、同じサブマウント３に搭載される面発光部２２の群においては、発せられるレーザ光の偏光の方向が、安定する。即ち、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２ごとで安定する。

しかも、第１サブマウント３ａの短手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）と、第２サブマウント３ｂの長手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）とは、異なっており、直交している。これにより、第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２の面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向と、第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２の面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向とは、異なっており、直交している。

このように、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２ごとで安定しており、しかも、半導体チップ２間では異なっている。したがって、本実施形態に係る半導体装置１１を備える画像投影装置１においては、このようなレーザ光を利用することができるため、充分なスペックルノイズの低減を得ることができる。

また、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、サブマウント３の長手方向に対する層状体の積層方向（第１方向）は、第１サブマウント３ａと第２サブマウント３ｂとで異なっている。そして、複数のサブマウント３ａ，３ｂが、長手方向が互いに平行となるようにそれぞれ配置されているため、各半導体チップ２間で、レーザ光の偏向の方向が異なっている。これにより、複数のサブマウント３ａ，３ｂは、整列された状態でヒートシンク６に固定される。

＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る半導体装置１１における第３の実施形態について、図１３〜図１９を参酌して説明する。なお、図１３〜図１９において、図１〜図８の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。

本実施形態に係る半導体装置１１は、上記第１実施形態に係る半導体装置１１と比較して、半導体チップ２の構成と、サブマウント３の構成とで相違している。本実施形態に係る半導体装置１１は、図１３〜図１５に示すように、１つの半導体チップ２と、２つのサブマウント３，３とを備えている。

半導体チップ２は、面発光部２２が各サブマウント３に搭載されるように、第１及び第２サブマウント３ａ，３ｂに跨って配置されている。そして、面発光部２２は、半導体チップ２の長手方向と短手方向とにそれぞれ沿って並列されている。本実施形態においては、面発光部２２は、半導体チップ２の長手方向に８列配置され、半導体チップ２の短手方向に２列配置されている。

また、光取り出し部２３は、半導体チップ２の厚み方向において、面発光部２２と重なるように、配置されている。具体的には、光取り出し部２３は、面発光部２２に対応するように、半導体チップ２の長手方向に８列配置され、半導体チップ２の短手方向に２列配置されている。そして、第２の電極層２５は、半導体チップ２の厚み方向において、面発光部２２と重なるように、配置されている。

各サブマウント３ａ，３ｂは、長尺に形成されている。具体的には、各サブマウント３ａ，３ｂは、矩形状に形成されている。そして、各サブマウント３ａ，３ｂは、長手方向が半導体チップ２の長手方向と平行となるように、半導体チップ２と接合している。また、第１サブマウント３ａと第２サブマウント３ｂとは、長手方向に沿って配置される側面同士で連結されている。

第１サブマウント３ａのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第１サブマウント３ａの短手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第１サブマウント３ａの短手方向（層状体の積層方向、層状体の厚み方向であって、本発明に係る「第１方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第１サブマウント３ａの長手方向（積層面内方向、層状体の面方向であって、本発明に係る「第２方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

第２サブマウント３ｂのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第２サブマウント３ｂの長手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第２サブマウント３ｂの長手方向（層状体の積層方向、層状体の厚み方向であって、本発明に係る「第１方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第２サブマウント３ｂの短手方向（積層面内方向、層状体の面方向であって、本発明に係る「第２方向」）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

そして、第１及び第２サブマウント３ａ，３ｂは、長手方向（短手方向）が互いに平行となるように、それぞれヒートシンク６に固定されている。具体的には、各サブマウント３ａ，３ｂの長手方向は、ヒートシンク６の短手方向Ｘと平行であり、各サブマウント３ａ，３ｂの短手方向は、ヒートシンク６の長手方向Ｙと平行である。

これにより、第１サブマウント３ａにおける層状体の積層方向は、ヒートシンク６の長手方向と平行であり、第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向は、ヒートシンク６の短手方向と平行である。したがって、第１サブマウント３ａにおける層状体の積層方向と、第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向とは、異なっており、直交している。

なお、第１サブマウント３ａに搭載される面発光部２２は、図１６に示すように、第１サブマウント３ａの長手方向で引張応力Ｆ３１を受け、第１サブマウント３ａの短手方向で圧縮応力Ｆ３２を受ける。また、第２サブマウント３ｂに搭載される面発光部２２は、図１８に示すように、第２サブマウント３ｂの長手方向で圧縮応力Ｆ４１を受け、第２サブマウント３ｂの短手方向で引張応力Ｆ４２を受ける。

ここで、本実施形態に係る半導体チップ２に生じる残留応力について、図１６〜図１９を参酌して、検証する。

（実施例）
本実施形態に係る半導体装置１１であって、第１実施形態に係る半導体装置１１の実施例と略同様の材質等である半導体装置１１を用いて検証した。なお、以下の構成については、第１実施形態に係る半導体装置１１の実施例と異なる寸法等である。
（半導体チップ２）
・半導体チップ基材２１の寸法：２．６ｍｍ×１．１ｍｍ×６０μｍ
（サブマウント３）
・サブマウント基材３１の寸法：２．７５ｍｍ×０．９６ｍｍ×０．４ｍｍ

（検証方法）
上記の実施例に対して、サブマウント３の表面側に形成された第１の接合層４上に半導体チップ２を載置した状態で温度２８０℃まで加熱し、半導体チップ２とサブマウント３とを固着させ、その状態から２２℃（室温）まで温度を低下させた。そして、半導体チップ２に生じる残留応力を、有限要素法による構造解析によって算出した。

第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２の領域に生じる残留応力を算出する位置Ｐ３は、図１６に示すように、各光取り出し部２３の中心（即ち、各面発光部２２の中心）を通過し且つ半導体チップ２の長手方向に沿う直線上の位置とした。なお、算出する位置Ｐ３は、半導体チップ２の長手方向の一端部Ｐ３１から他端部Ｐ３２までの範囲とした。

また、第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２の領域に生じる残留応力を算出する位置Ｐ４は、図１８に示すように、各光取り出し部２３の中心（即ち、各面発光部２２の中心）を通過し且つ半導体チップ２の長手方向に沿う直線上の位置とした。なお、算出する位置Ｐ４は、半導体チップ２の長手方向の一端部Ｐ４１から他端部Ｐ４２までの範囲とした。

（検証結果）
上記実施例に係る第１サブマウント３ａに搭載される半導体チップ２の領域に発生した応力のうち、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）の垂直応力と短手方向（Ｙ方向）の垂直応力との分布状態が、図１６に示されている。図１６に示すように、面発光部２２に相当する領域においては、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）には、引張応力が発生し、半導体チップ２の短手方向（Ｙ方向）には、圧縮応力が発生している。

また、上記実施例に係る第２サブマウント３ｂに搭載される半導体チップ２の領域に発生した応力のうち、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）の垂直応力と短手方向（Ｙ方向）の垂直応力との分布状態が、図１８に示されている。図１８に示すように、面発光部２２に相当する領域においては、半導体チップ２の長手方向（Ｘ方向）には、圧縮応力が発生し、半導体チップ２の短手方向（Ｙ方向）には、引張応力が発生している。

以上より、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、第１サブマウント３ａにおいては、短手方向（第１方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、長手方向（第２方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。これにより、第１サブマウント３ａに搭載されている面発光部２２は、第１サブマウント３ａの短手方向で圧縮応力を受け、第１サブマウント３ａの長手方向で引張応力を受ける。

また、第２サブマウント３ｂにおいては、長手方向（第１方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、短手方向（第２方向）の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。これにより、第２サブマウント３ｂに搭載されている面発光部２２は、第２サブマウント３ｂの長手方向で圧縮応力を受け、第２サブマウント３ｂの短手方向で引張応力を受ける。

したがって、同じサブマウント３に搭載される面発光部２２の群においては、発せられるレーザ光の偏光の方向が、安定する。即ち、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２の領域ごとで安定する

しかも、第１サブマウント３ａの短手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）と、第２サブマウント３ｂの長手方向、即ち、層状体の積層方向（第１方向）とは、異なっており、直交している。これにより、第１サブマウント３ａに搭載される面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向と、第２サブマウント３ｂに搭載される面発光部２２の群から発せられるレーザ光の偏光の方向とは、異なっており、直交している。

このように、レーザ光の偏光の方向は、半導体チップ２の領域（面発光部２２の群）ごとで安定しており、しかも、半導体チップ２の領域（面発光部２２の群）間では異なっている。したがって、本実施形態に係る半導体装置１１を備える画像投影装置１においては、このようなレーザ光を利用することができるため、充分なスペックルノイズの低減を得ることができる。

また、本実施形態に係る半導体装置１１によれば、半導体チップ２は、面発光部２２を複数備えている。そして、半導体チップ２は、面発光部２２が各サブマウント３ａ，３ｂに搭載されるように、複数のサブマウント３ａ，３ｂに跨って配置されている。また、第１サブマウント３ａは、層状体の積層方向（第１方向）が第２サブマウント３ｂにおける層状体の積層方向（第１方向）と異なるように、配置されている。

なお、本発明に係る半導体装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明に係る半導体装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態に係る半導体装置１１においては、サブマウント３は、２つ設けられている、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る半導体装置においては、図２０及び図２１に示すように、サブマウント３は、３つ以上設けられている、という構成でもよい。

図２０に係る半導体装置１１においては、各サブマウント３のサブマウント基材３１は、複数の層状体がサブマウント３の短手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、各サブマウント３の短手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、各サブマウント３の長手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。なお、各サブマウント３は、同じ構成である。

そして、各サブマウント３は、長手方向（短手方向）が互いに異なるように、それぞれヒートシンク６に固定されている。これにより、各サブマウント３の長手方向は、他のサブマウント３の長手方向と６０°で交差している。したがって、各サブマウント３におけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向（本発明に係る「第１の方向」）は、それぞれ異なっている。

図２１に係る半導体装置１１においては、第１サブマウント３ａのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第１サブマウント３ａの短手方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第１サブマウント３ａの短手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第１サブマウント３ａの長手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

第２サブマウント３ｂのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第２サブマウント３ｂの長手方向と傾斜する方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第２サブマウント３ｂの当該傾斜する方向と直交する方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第２サブマウント３ｂの当該傾斜する方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

第３サブマウント３ｃのサブマウント基材３１は、複数の層状体が第３サブマウント３ｃの長手方向と傾斜する方向で積層されることにより、構成されている。これにより、第３サブマウント３ｃの当該傾斜する方向と直交する方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、第３サブマウント３ｃの当該傾斜する方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

そして、第１〜第３サブマウント３ａ〜３ｃは、長手方向（短手方向）が互いに平行となるように、それぞれヒートシンク６に固定されている。これにより、第１〜第３サブマウント３ａ〜３ｃにおけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向（本発明に係る「第１の方向」）は、それぞれ異なっている。具体的には、各サブマウント３におけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向は、互いに６０°で交差している。

なお、図２０及び図２１に係る半導体装置１１においては、各サブマウント３におけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向（本発明に係る「第１の方向」）は、互いに異なっている。しかしながら、サブマウント３を三つ以上備える半導体装置１１においては、各サブマウント３におけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向は、少なくとも一つの他のサブマウント３におけるサブマウント基材３１の層状体の積層方向と異なっていればよい。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、サブマウント基材３１の層状体の面方向とサブマウント基材３１の厚み方向とは、平行である、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。

例えば、本発明に係る半導体装置においては、図２２に示すように、サブマウント基材３１の層状体の面方向とサブマウント基材３１の厚み方向とは、傾斜して交差する、という構成でもよい。図２２に係るサブマウント３は、サブマウント３の短手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、サブマウント３の長手方向の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、サブマウント３は、複数の層状体が当該層状体の厚み方向で積層されることにより構成される、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。具体的には、本発明に係る半導体装置においては、図２３に示すように、サブマウント３は、サブマウント基材３１と、サブマウント基材３１の側部に接合される接合体３５，３５とを備える、という構成でもよい。

例えば、図２３に係るサブマウント３においては、サブマウント基材３１の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きい場合、接合体３５の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい。これにより、サブマウント３（少なくとも半導体チップ２の面発光部２２と半導体チップ２の厚み方向で重なる領域）は、短手方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、長手方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さくなるように、形成されている。

反対に、サブマウント基材３１の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さい場合、接合体３５の線熱膨張率は、半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きい。これにより、サブマウント３（少なくとも半導体チップ２の面発光部２２と半導体チップ２の厚み方向で重なる領域）は、長手方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく、短手方向の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さくなるように、形成されている。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、主たる材質がＧａＡｓで構成される半導体チップ２に対して、サブマウント３は、グラフェンシートである層状体を積層する、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。

即ち、本発明に係る半導体装置においては、半導体チップ２及びサブマウント３の材質は、特に限定されない。そして、サブマウント３は、複数の層状体が当該層状体の厚み方向で積層されることにより構成されると共に、層状体の厚み方向と層状体の平面方向とのうち一方の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも大きく且つ他方の線熱膨張率が半導体チップ２の線熱膨張率よりも小さくなるように、形成されていればよい。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、半導体チップ２は、複数の面発光部２２を備える、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る半導体装置においては、半導体チップ２は、一つの面発光部２２を備える、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、半導体チップ２は、１つ又は２つ備えられる、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る半導体装置においては、半導体チップ２は、３つ以上備えられる、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る半導体装置１１においては、第２の電極層２５は、半導体チップ２の厚み方向において面発光部２２と重なる領域（略同じ領域）に配置され、半導体チップ２は、第１の接合層４により、底面の一部（即ち、第２の電極層２５の部分）で、サブマウント３と接合されている、という構成である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、斯かる構成に限られない。

例えば、本発明に係る半導体装置においては、第２の電極層２５は、半導体チップ２の底面全体に配置され、半導体チップ２は、第１の接合層４により、底面全体で、サブマウント３と接合されている、という構成でもよい。要するに、本発明に係る半導体装置においては、半導体チップ２は、面発光部２２がサブマウント３の第１方向で圧縮応力を受け且つサブマウント３の第２方向で引張応力を受けるように、少なくとも面発光部２２と厚み方向で重なる領域で、サブマウント３と接合されている、という構成であればよい。

１…画像投影装置、２…半導体チップ、３…サブマウント、３ａ…第１サブマウント、３ｂ…第２サブマウント、３ｃ…第３サブマウント、４…第１の接合層、５…ワイヤ、６…ヒートシンク、７…第２の接合層、１０…レーザ光源装置、１１…半導体装置、１２…光学系、１２ａ…反射部材、１２ｂ…集束部材、１３…導光体、１４…全反射プリズム、１５…空間変調素子、１６…色合成光学部材、１７…光画像投射機構、２１…半導体チップ基材、２２…面発光部、２３…光取り出し部、２４…第１の電極層、２５…第２の電極層、３１…サブマウント基材、３２…第１の導電層、３３…第２の導電層、３４…金属層、３５…接合体、１００…スクリーン

Claims (8)

1. レーザ光を発する面発光部を複数有するように、少なくとも一つの該面発光部を有する少なくとも一つの半導体チップと、
   前記面発光部が少なくとも一つ搭載されるように、前記半導体チップと接合される複数のサブマウントと、を備え、
   前記各サブマウントは、前記面発光部の面に沿う第１方向の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも大きく、前記面発光部の面に沿う方向で且つ前記第１方向と直交する第２方向の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも小さくなるように、形成されると共に、前記第１方向が少なくとも一つの他のサブマウントの前記第１方向と異なるように、配置される半導体装置。
2. 前記複数のサブマウントは、前記第１方向が互いに異なるように、それぞれ配置される請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記複数のサブマウントは、それぞれ長尺に形成されると共に、当該サブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度が等しくなるように、それぞれ形成され、
   前記各サブマウントは、当該サブマウントの長手方向が少なくとも一つの他のサブマウントの長手方向と異なるように、配置される請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記複数のサブマウントは、それぞれ長尺に形成されると共に、当該サブマウントの長手方向が互いに平行となるように、それぞれ配置され、
   前記各サブマウントは、当該サブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度が少なくとも一つの他のサブマウントの長手方向に対する前記第１方向の角度と異なるように、形成される請求項１又は２に記載の半導体装置。
5. 前記半導体チップは、前記面発光部を複数備えると共に、前記面発光部が各サブマウントに少なくとも一つ搭載されるように、前記複数のサブマウントに跨って配置され、
   前記各サブマウントは、前記第１方向が少なくとも一つの他のサブマウントの前記第１方向と異なるように、配置される請求項１又は２に記載の半導体装置。
6. 前記各サブマウントは、複数の層状体が当該層状体の厚み方向で積層されることにより構成されると共に、前記層状体の厚み方向と前記層状体の平面方向とのうち一方の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも大きく且つ他方の線熱膨張率が前記半導体チップの線熱膨張率よりも小さくなるように、形成される請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
7. 前記各層状体は、グラフェンシートである請求項６に記載の半導体装置。
8. 前記複数のサブマウントが搭載されるヒートシンクをさらに備え、
   前記各サブマウントは、前記半導体チップから前記ヒートシンクへの熱伝導率が前記半導体チップの熱伝導率よりも大きくなるように、形成される請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体装置。

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