JP3348024B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP3348024B2
JP3348024B2 JP23060898A JP23060898A JP3348024B2 JP 3348024 B2 JP3348024 B2 JP 3348024B2 JP 23060898 A JP23060898 A JP 23060898A JP 23060898 A JP23060898 A JP 23060898A JP 3348024 B2 JP3348024 B2 JP 3348024B2
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智 上山
雄三郎 伴
良子 宮永
勲 木戸口
明彦 石橋
雅博 粂
歩 辻村
義晃 長谷川
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松下電器産業株式会社
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置に関し、特に、窒化物系化合物半導体レーザ素子を確実に実装できる構造を有する半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device having a structure that can reliably implement a nitride compound semiconductor laser element.

【0002】 [0002]

【従来の技術】窒化物系化合物半導体レーザ装置は、活性層にInGaNからなる混晶を用い、クラッド層にA BACKGROUND ART nitride compound semiconductor laser device, using a mixed crystal of InGaN active layer, A cladding layer
lGaNからなる混晶を用いることにより、波長が40 By using the mixed crystals composed of LGaN, wavelength 40
0nm〜430nmの青紫色のレーザ光を発振できるため、高密度光ディスク用の光源として実用化が期待されている。 Because it can oscillate a laser beam of blue-purple 0Nm~430nm, commercialization is expected as a light source for the high density optical disc.

【0003】最近、中村らはサファイア基板上に有機金属気相エピタキシ(MOVPE)法により作製した半導体レーザ素子を用いて、室温で1000時間を超える連続動作に成功している(Appl.Phys.Let Recently, Nakamura et al. Using a semiconductor laser device fabricated by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method on a sapphire substrate has been successfully continuous operation of more than 1000 hours at room temperature (Appl.Phys.Let
t. t. ,Vol. , Vol. 72,No. 72, No. 2,pp. 2, pp. 211−21 211-21
3,1998)。 3,1998).

【0004】サファイアからなる絶縁性基板上に、n型半導体とp型半導体とを積層したpn接合からなる半導体レーザ素子の場合は、p型半導体に電流を流すp側電極とn型半導体に電流を流すn側電極とを基板の同一面側に、すなわち、エピタキシャル層側に形成しなければならない。 [0004] on an insulating substrate made of sapphire, n-type semiconductor and the p-type case of the semiconductor and the semiconductor laser element consisting of the pn junction stacked, p-side electrode and the n-type semiconductor to the current supplying a current to the p-type semiconductor an n-side electrode on the same side of the substrate to flow, i.e., must be formed on the epitaxial layer side.

【0005】以下、特開平9−321381号公報に開示されている従来の窒化物系半導体レーザ素子について図面を参照しながら説明する。 [0005] Hereinafter, will be described with reference to the drawings conventional nitride semiconductor laser device disclosed in JP-A-9-321381.

【0006】図6は従来の窒化物系半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向に垂直な方向の断面構成を概略的に示している。 [0006] Figure 6 schematically illustrates a cross-sectional configuration in a direction perpendicular to the emission direction of the laser beam in the conventional nitride semiconductor laser device. 図6に示すように、サファイアからなる基板101上には、n型半導体層102、活性層1 As shown in FIG. 6, on a substrate 101 made of sapphire, n-type semiconductor layer 102, the active layer 1
03及びp型半導体層104が順次形成されている。 03 and p-type semiconductor layer 104 are sequentially formed. p
型半導体層104の上部には断面凸形状でレーザ光の出射方向に延びる畝状のリッジ部104aが形成され、該リッジ部104aの上面にはp側電極105が形成されている。 At the top of the type semiconductor layer 104 is formed ridge-shaped ridge portion 104a extending in the emission direction of the laser beam in the convex section, p-side electrode 105 is formed on the upper surface of the ridge portion 104a. さらに、リッジ部104aの両側にはn型半導体層102が露出し、露出した領域にn側電極106が形成されている。 Further, on both sides of the ridge portion 104a to expose the n-type semiconductor layer 102, n-side electrode 106 is formed on the exposed region.

【0007】このように、n側電極106をp側電極1 [0007] Thus, the n-side electrode 106 p-side electrode 1
05の両側に形成することによって、n側電極106とn型半導体層102との接触面積を大きくしている。 By forming the sides 05, and increasing the contact area between the n-side electrode 106 and the n-type semiconductor layer 102. このため、n側電極106のコンタクト抵抗が小さくなって動作電圧が低減すると共に、p側電極105の両側に電流を流すことにより、活性層103に注入される電流の偏りがなくなるので、光出力特性が向上する。 Therefore, the contact resistance of the n-side electrode 106 becomes operating voltage is reduced smaller, by supplying a current to both sides of the p-side electrode 105, since the bias current injected into the active layer 103 is eliminated, the light output characteristics are improved.

【0008】図6に示すように、p側電極105から流入する電流はn型半導体層102を基板面に平行に流れるが、n型半導体層102の厚さが2μm〜3μmと小さいため、抵抗(シート抵抗)により電圧が上昇する。 [0008] As shown in FIG. 6, the current flowing from the p-side electrode 105 flows parallel to n-type semiconductor layer 102 on the substrate surface, but the thickness of the n-type semiconductor layer 102 is as small as 2 m to 3 m, the resistance the voltage rises by sheet resistance.
従って、n側電極106のp側電極105側の端部とp Therefore, the end portion of the p-side electrode 105 side of the n-side electrode 106 and the p
側電極105のn側電極106側の端部との間隔d1は小さい程望ましく、本公報においては間隔d1を100 Spacing d1 as small desirably the end portion of the n-side electrode 106 side of the side electrodes 105, a distance d1 in this publication 100
μm以下と規定している。 μm defines follows.

【0009】一般に、半導体レーザ素子は活性層や電極等の抵抗値が大きい領域で発熱するため、発生する熱を効率良く放熱することがレーザ素子の長寿命化を図る上で重要となる。 [0009] Generally, a semiconductor laser device for heating the area resistance value is large, such as the active layer and the electrodes, it is efficiently radiating heat generated is important in achieving a long life of the laser device. このため、素子形成面側(pn接合側) Thus, the element formation surface (pn junction side)
を熱伝導率が大きい保持体(マウント)とボンディングする、いわゆるジャンクションダウン・ボンディングを行なうことにより、放熱の効率を向上させている。 The bonding between the thermal conductivity is large holder (mount), by performing a so-called junction-down bonding, thereby improving the efficiency of heat dissipation. ここで、ジャンクションダウン・ボンディングとは、絶縁性で且つ熱伝導率が大きい炭化珪素(SiC)、ダイヤモンド(C)、窒化ホウ素(BN)又は窒化アルミニウム(AlN)等からなる保持体の主面上にレーザ素子のp Here, the junction-down and the bonding, the insulating by and large thermal conductivity silicon carbide (SiC), diamond (C), on the main surface of the holding member made of such boron nitride (BN) or aluminum nitride (AlN) p of the laser element in
側電極及びn側電極にそれぞれ対向する電極を設けておき、レーザ素子の電極と支持体の電極とを電気伝導及び熱伝導に優れる半田材や銀ペースト材を用いて接合する方法をいう。 May be provided to each opposing electrode to the negative electrode and the n-side electrode, it referred to a method of bonding using a solder material or a silver paste material which is excellent and the electrode of the electrode and the support of the laser element to the electric conductivity and thermal conductivity.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の窒化物系半導体レーザ素子は、ジャンクションダウン・ボンディングを行なわずに、熱伝導率が小さい基板101側を保持体とボンディングしているため、レーザ素子の温度上昇が著しく、レーザ素子の特性や信頼性が低くなる。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the conventional nitride semiconductor laser device, without the junction-down bonding, the thermal conductivity is bonded with the holding body a small substrate 101 side, a laser the temperature of the element is increased significantly, characteristics and reliability of the laser device decreases.

【0011】このため、前記従来の窒化物系半導体レーザ素子のようにp側電極105とn側電極106との距離を極めて小さくして低抵抗化を図ったレーザ素子を放熱性の向上のためにジャンクションダウン・ボンディングを行なおうとすると、保持体との位置合わせが困難となるという第1の問題が生じる。 [0011] For this reason, the increase of the p-side electrode 105 and the very small to the laser element which attained the resistance of the heat dissipation property of the distance between the n-side electrode 106 as in the conventional nitride semiconductor laser device in the wishing to make a junction-down bonding, the first problem of alignment of the holding member becomes difficult.

【0012】すなわち、図6に示すように、p側電極1 Namely, as shown in FIG. 6, p-side electrode 1
05とn側電極106との間隔d1が100μm以下となると、n側電極106同士の間隔d2が、幅が10μ If the interval d1 between 05 and n-side electrode 106 is 100μm or less, the n-side electrode 106 spacing d2 between, 10 [mu] in width
m以下のp側電極と合わせて210μm以下となる。 The 210μm or less in conjunction with the following p-side electrode m. 半導体レーザ素子の共振器長は0.5mm〜1mm程度であるため、保持体の主面上における、レーザ素子のn側電極に挟まれるp側電極と対向する電極は幅寸法が長さ寸法と比べて極めて小さい形状となり、レーザ素子と保持体とを精度良く位置合わせを行なわないと、レーザ素子のp側電極が保持体のn側電極と、また、レーザ素子のn側電極が保持体のp側電極とショートしやすくなる。 Since the resonator length of the semiconductor laser element is about 0.5 mm to 1 mm, on the main surface of the holding member, and a p-side electrode and the counter electrode length dimension width sandwiched by the n-side electrode of the laser device compared to become a very small shape, Failure to accurately align the laser element holder, and the n-side electrode of the p-side electrode of the laser element holder, also, the n-side electrode of the laser device of the holding body short and the p-side electrode is likely.

【0013】また、半導体レーザは結晶面を共振器ミラーとして機能させており、この共振器ミラーの形成はサファイアからなる基板を適当に劈開することにより行なっている。 Further, the semiconductor laser is allowed to function as a resonator mirror crystal plane, formation of the resonator mirrors is performed by appropriately cleaving a substrate made of sapphire. 窒化物半導体は六方晶系の結晶構造を有しており、立方晶のヒ化ガリウム(GaAs)やリン化インジウム(InP)と比べて劈開性が弱く、劈開により共振器ミラーを形成することは困難である。 The nitride semiconductor has a hexagonal crystal structure, weak cleavage as compared to gallium arsenide cubic (GaAs) or indium phosphide (InP), to form a resonator mirror by cleaving Have difficulty.

【0014】しかも、サファイア上にエピタキシャル成長する窒化物半導体はサファイアの結晶面と30度ずれているため、サファイアが劈開しやすい面と窒化物半導体結晶が劈開しやすい面とが一致せず、共振器ミラーを劈開により形成することを一層困難にしている。 [0014] Moreover, since the nitride semiconductor epitaxially grown on a sapphire is displaced crystal plane 30 degrees of the sapphire, sapphire and the cleaved easily face the nitride semiconductor crystal tends to cleave the surface it does not match, the resonator It is more difficult to form by cleavage mirror.

【0015】窒化物半導体層からミラー面を得るにはA [0015] A is a nitride semiconductor layer to obtain a mirror surface
面(=(1−100)面)が得やすいが、このときのサファイアはA面と30度ずれたM面となって基板が良好に劈開されない。 Plane (= (1-100) plane) but is easily obtained, sapphire at this time is the substrate becomes A surface 30 degrees out of M plane not well cleaved. 従って、基板が良好に劈開されないと、エピタキシャル層もクラックが入りやすくなり、特に、図6に示すリッジ部104aが欠けやすくなるという第2の問題がある。 Therefore, when the substrate is not well cleaved, epitaxial layer becomes cracks easily enter, in particular, there is a second problem that is easily chipped ridge 104a shown in FIG. なお、本願においては、面方位の指数のうち負符号「−」に続く指数を反転した指数とする。 In the present application, the negative sign of the index of plane orientation - the inverted index subsequent index to "".

【0016】前記の特開平9−321381号公報においては、劈開後の共振器面を研磨している。 [0016] In the above JP-A 9-321381 discloses are polished cavity surface after cleaving. このとき、 At this time,
リッジ部104aの欠けた部分が大きいと、損傷部分に対して研磨を行なって該損傷部分をすべて取り除かなければならず、長時間の研磨を必要とする上に、研磨による研磨くずのミラー面へのコンタミネーションや研磨時の発熱等の新たな問題が発生する。 When missing portions of the ridge portion 104a is large, it should be removed all the damage portion was polished to damage portion, on which a long time is required for polishing, the mirror surface of the polishing debris by grinding new problems, such as contamination or during polishing of heat. 従って、劈開時のリッジ部104a周辺部への損傷をできるだけ抑えることが重要となる。 Therefore, it is possible to suppress as much as possible damage to the ridge portion 104a surrounding portion during cleavage is important.

【0017】本発明は、前記従来の問題を解決し、低抵抗化を図る半導体レーザ素子のジャンクションダウン・ [0017] The present invention is to solve the conventional problems, the junction-down of the semiconductor laser device to reduce the resistance
ボンディングを容易に且つ確実に行なえるようにすることを第1の目的とし、基板の劈開時のリッジ部を保護できるようにすることを第2の目的とする。 To the bonding easily and reliably performed so as a first object to a second object to be able to protect the ridge portion during cleavage of the substrate.

【0018】 [0018]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レーザ装置は、前記第1の目的を達成し、絶縁性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2導電型の第2の半導体層からなり、第1の半導体層が第2の半導体層側に露出部を有する積層体と、 The semiconductor laser device according to the present invention In order to achieve the above object, according to achieve the first object, a first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the insulating substrate, consist of the active layer and a second semiconductor layer of a second conductivity type, a laminate is first semiconductor layer has an exposed portion in the second semiconductor layer side,
第1の半導体層の露出部に設けられた第1のレーザ電極と、第2の半導体層における第1の半導体層の反対側の面に設けられた第2のレーザ電極とを有する半導体レーザ素子と、主面上における第1のレーザ電極と対向する位置に第1の保持体電極を有すると共に第2のレーザ電極と対向する位置に第2の保持体電極を有しており、主面が絶縁性基板の主面と互いに対向すると共に、第1のレーザ電極と第1の保持体電極とが接続し且つ第2のレーザ電極と第2の保持体電極とが接続するように半導体レーザ素子を保持している保持体とを備え、第1のレーザ電極における第2のレーザ電極側の領域は絶縁膜に覆われており、第1の保持体電極は、第1のレーザ電極における絶縁膜に覆われていない領域と接続されている。 The semiconductor laser device having a first laser electrode provided on the exposed portion of the first semiconductor layer, and a second laser electrode provided on the opposite side of the first semiconductor layer of the second semiconductor layer If has a first second holder electrode at a position facing the second laser electrodes has a first holding member electrode to a laser electrode and the counter position on the main surface, the main surface is with opposing major surface of the insulating substrate, a semiconductor laser element as the first laser electrode and the first holding member electrode and is connected and the second laser electrode and the second holding member electrode is connected and a holding member that holds the regions of the second laser electrode side of the first laser electrode is covered with an insulating film, the first holding member electrode, insulating the first laser electrode film and it is connected to the uncovered area.

【0019】本発明の半導体レーザ装置によると、第1 [0019] According to the semiconductor laser device of the present invention, the first
のレーザ電極における第2のレーザ電極側の領域は絶縁膜に覆われており、第1の保持体電極は、第1のレーザ電極における絶縁膜に覆われていない領域と接続されているため、低抵抗化のために第1のレーザ電極及び第2 Since the region of the second laser electrode side of the laser electrodes of which are connected is covered with the insulating film, the first holding member electrode includes an area which is not covered with the insulating film in the first laser electrode, the for low resistance first laser electrode and the second
のレーザ電極との間隔を小さくした半導体レーザ素子であっても、半導体レーザ素子の内部においては動作電流が短い距離を流れる一方、保持体と対向する外部側は第1のレーザ電極と第2のレーザ電極との実質的な距離が大きくなるので、実装位置のマージンが大きくなる。 Also a semiconductor laser device having a small distance between the laser electrodes, while flowing through the distance operation current is short in the semiconductor laser element, the holding member facing the outer side laser electrode and the second first since substantial distance between the laser electrodes is increased, the margin of the mounting position becomes large.

【0020】本発明に係る第1の半導体レーザ素子は、 [0020] The first semiconductor laser element according to the present invention,
前記第2の目的を達成し、絶縁性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2 To achieve the second object, the first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the insulating substrate, the active layer and a second
導電型の第2の半導体層とからなる積層体と、積層体の上側部分に、第1の半導体層、活性層及び第2の半導体層を含むように形成された凸状部からなり、レーザ光の出射方向を規制する共振器形成部と、第1の半導体層の上における共振器形成部の側方に設けられた第1のレーザ電極と、共振器形成部の上部のほぼ中央部に互いに間隔をおいて形成され且つ出射方向に延びる一対の溝部同士の間に設けられたリッジ部と、リッジ部の上面に設けられた第2のレーザ電極とを備えている。 Conductivity type and a second semiconductor layer made of a laminate of, in the upper portion of the stack comprises a first semiconductor layer, the active layer and formed convex portion to include a second semiconductor layer, laser a resonator forming portion for regulating the direction of emission of light, a first laser electrode provided on a side of the resonator forming portions in the top of the first semiconductor layer, the substantially central portion of the upper part of the cavity forming part and it includes a ridge portion provided between the pair of grooves each other and extending in a emission direction is formed at a distance from one another, and a second laser electrode provided on an upper surface of the ridge portion.

【0021】第1の半導体レーザ素子によると、凸状部からなる共振器形成部の上部のほぼ中央部に、互いに間隔をおいて形成され且つレーザ光の出射方向に延びる一対の溝部同士の間に設けられたリッジ部を備えているため、共振器形成部の上部におけるリッジ部の外側には該リッジ部の両端部を保護する領域が形成される。 [0021] In the first semiconductor laser element, the substantially central portion of the upper part of the cavity forming part consisting of convex portions, between a pair of grooves each other extending in the emission direction of and the laser beam are formed spaced apart from each other due to the provision of a ridge portion provided on, on the outside of the ridge portion in the upper portion of the resonator formation region to protect both end portions of the ridge portion is formed. 本願においては、この領域をダミーポストと呼ぶことにする。 In the present application, it will be referred to this area and dummy posts.

【0022】本発明に係る第2の半導体レーザ素子は、 [0022] The second semiconductor laser device according to the present invention,
第1の目的及び第2の目的を達成し、絶縁性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2導電型の第2の半導体層とからなる積層体と、積層体の上部に第1の半導体層に達するように形成され、レーザ光の出射方向を規制する溝部と、積層体における溝部の側方に形成され、第1の半導体層、活性層及び第2の半導体層を含む共振器形成部と、積層体における溝部に対して共振器形成部と反対側の領域に形成され、基板面からの高さが共振器形成部の基板面からの高さとほぼ等しいダミーポストと、溝部の内部における第1の半導体層の上に設けられた第1のレーザ電極と、共振器形成部における第2の半導体層の上に設けられ、レーザ光の出射方向にストライプ状に延びる第2のレーザ電極と、第1のレー To achieve the first object and the second object, the first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the insulating substrate, a second semiconductor layer of the active layer and the second conductive type and a laminate comprising, formed as the top of the stack reaches the first semiconductor layer, the groove for regulating the emission direction of the laser light, is formed on the side of the groove in the laminate, the first semiconductor layer , a resonator forming portion including an active layer and a second semiconductor layer, formed on the opposite side of the region the resonator forming portion relative to the groove in the laminate, the substrate height resonator forming portion from the substrate surface approximately equal dummy posts and the height from the surface, and the first laser electrode provided on the first semiconductor layer inside the groove, provided on the second semiconductor layer in the resonator forming portion, a laser a second laser electrodes extending in the direction of emission of light in stripes, the first laser 電極、ダミーポストの側面及び上面に跨るように形成された配線電極とを備えている。 Electrodes, and a wiring electrode formed to extend over the side surfaces and upper surfaces of the dummy posts.

【0023】第2の半導体レーザ素子によると、積層体における溝部の側方に、基板面からの高さが共振器形成部の基板面からの高さとほぼ等しいダミーポストを備えているため、基板の劈開時に第2の半導体層における第2のレーザ電極形成部分の損傷を防止できる。 [0023] In the second semiconductor laser device, on the side of the groove in the laminate, the height from the substrate surface is provided with a substantially equal dummy posts and the height from the substrate surface of the resonator forming portion, the substrate damage of the second laser electrodes forming part of the second semiconductor layer can be prevented at the time of cleaving. また、ダミーポストは基板面からの高さが共振器形成部の基板面からの高さとほぼ等しくなるように形成されているため、ジャンクションダウン・ボンディングを行なう際に、保持体上に形成された第1のレーザ電極及び第2のレーザ電極とそれぞれ対向する保持体電極との接触がほぼ同時に行なわれるので、共振器形成部に加わる応力を小さくできる。 The dummy posts the height from the substrate surface is formed so as to be substantially equal to the height from the substrate surface of the resonator forming portion, when performing junction down bonding, it is formed on the holding member the contact between the first laser electrode and the second laser electrode and the holder electrode respectively opposed are almost simultaneously performed, it is possible to reduce the stress applied to the resonator forming portion.

【0024】第2の半導体レーザ素子は、絶縁性基板よりも熱伝導率が大きい絶縁体からなり、主面上における第1のレーザ電極と対向する位置に第1の保持体電極を有すると共に第2のレーザ電極と対向する位置に第2の保持体電極を有しており、主面が絶縁性基板の主面と互いに対向すると共に、第1のレーザ電極と第1の保持体電極とが導電性接合材を介して接続し且つ第2のレーザ電極と第2の保持体電極とが導電性接合材を介して接続するように半導体レーザ素子を保持している保持体をさらに備えていることが好ましい。 The second semiconductor laser device is made of a high thermal conductivity insulating material than the insulating substrate, first it has a first holding member electrode at a position facing the first laser electrodes on the main surface the laser electrodes and the opposing positions of the two has a second holding member electrode, the main surface opposite to each other with the major surface of the insulating substrate, and a a first laser electrode first holder electrode further comprising a holding member that holds the semiconductor laser element as connected through the conductive bonding material and a second laser electrode and the second holding member electrodes are connected through the conductive bonding material it is preferable.

【0025】第2の半導体レーザ素子において、該第2 [0025] In the second semiconductor laser element, the second
の半導体レーザ素子が保持体にボンディングされている場合に、溝部に、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム又はダイヤモンドからなる充填材が充填されていることが好ましい。 When the semiconductor laser device is bonded to the holding member, the groove, aluminum oxide, silicon nitride, that the filler composed of aluminum nitride or diamond are filled preferable.

【0026】本発明に係る第3の半導体レーザ素子は、 The third semiconductor laser element according to the present invention,
前記第2の目的を達成し、第1導電型を有する導電性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2導電型の第2の半導体層とからなる積層体と、導電性基板の下面に設けられた第1のレーザ電極と、積層体の上部に互いに間隔をおいて形成され且つレーザ光の出射方向に延びる一対の溝部同士の間に設けられたリッジ部と、リッジ部の上面に設けられた第2 The second object to achieve the first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the conductive substrate having a first conductivity type, a second semiconductor active layer and a second conductivity type a laminate comprising a layer, the first laser electrodes, between a pair of grooves each other extending in the emission direction of the formed spaced apart from each other at the top of the stack and the laser beam provided on the lower surface of the conductive substrate and the ridge portion provided on the second provided on the upper surface of the ridge portion
のレーザ電極とを備えている。 And a laser electrodes.

【0027】第3の半導体レーザ素子によると、導電性基板を用いた場合であっても、積層体の上部に互いに間隔をおいて形成され且つレーザ光の出射方向に延びる一対の溝部同士の間に設けられたリッジ部を備えているため、積層体における各溝部に対するリッジ部と反対側の領域にはそれぞれ積層体の第2の半導体層が広がっているので、基板の劈開時に第2の半導体層における電極形成部分の損傷を防止できる。 [0027] According to a third semiconductor laser device, even when using a conductive substrate, between the pair of grooves each other extending in the emission direction of the upper part is formed spaced apart from each other and the laser beam of the stack due to the provision of a ridge portion provided on, since the second semiconductor layer of each of the opposite side of the region and the ridge portion laminate is spread against the grooves in the laminated body, a second semiconductor when the cleavage of the substrate thereby preventing damage to the electrode forming portions in the layer.

【0028】第3の半導体レーザ素子において、積層体の上におけるリッジ部の上面を除く領域には溝部を含む全面にわたって絶縁膜が形成されていることが好ましい。 [0028] In the third semiconductor laser device, it is preferable that the region except the top surface of the ridge portion is an insulating film is formed over the entire surface including the groove in the top of the stack. このようにすると、積層体のリッジ部の上面を除く領域に設けられた絶縁膜の上に配線電極を設ければ、該配線電極における溝部を除く領域が、積層体がエッチングされていない領域であるため、配線電極におけるリッジ部の基板面からの高さと他の領域の基板面からの高さとがほぼ等しくなる。 In this way, by providing the wiring electrode on the insulating film provided in a region excluding the upper surface of the ridge portion of the laminate, the area except for the grooves in the wiring electrodes, in a region where the laminate is not etched some reason, and height are approximately equal from the substrate surface of the height and other areas of the substrate surface of the ridge portion in the wiring electrode.

【0029】 [0029]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明に係る第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A first embodiment according to the First Embodiment In the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図1は本発明の第1の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ装置におけるレーザ光の出射方向に垂直な方向の断面構成を示している。 [0030] Figure 1 shows a cross-sectional structure in a direction perpendicular to the emission direction of the laser beam in the nitride-based semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 図1において、10 1, 10
は半導体レーザ素子であり、20は半導体レーザ素子1 Is a semiconductor laser device, 20 denotes a semiconductor laser element 1
0を保持する、例えば、絶縁体で且つ熱伝導に優れるS Holding a 0, for example, S that and excellent thermal conduction insulator
iCからなる保持体である。 It is a holding body consisting of iC. 図1に示すように、半導体レーザ素子10は、該半導体レーザ素子10の素子形成面が保持体20の主面と対向するジャンクションダウン・ボンディングにより接合されている。 1, the semiconductor laser element 10, the element formation surface of the semiconductor laser element 10 is joined by junction-down bonding facing the main surface of the holding member 20.

【0031】半導体レーザ素子10は、C面(=(00 The semiconductor laser element 10 is, C surface (= (00
01)面)を持つサファイアからなる基板11の主面上に、n型GaN及びn型AlGaNが積層されてなるn On the main surface of the substrate 11 made of sapphire with 01) surface), n-type GaN and n-type AlGaN are stacked n
型半導体層12と、InGaNを含む多重量子井戸構造を有する活性層13と、p型GaN及びp型AlGaN Type semiconductor layer 12, an active layer 13 having a multiple quantum well structure including InGaN, a p-type GaN and p-type AlGaN
が積層されてなるp型半導体層14とが順次形成された積層体としてのエピタキシャル層を有している。 There have an epitaxial layer of a laminated body in which a p-type semiconductor layer 14 which are laminated are sequentially formed.

【0032】基板11のエピタキシャル層における中央部には、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14を含む凸状部からなり、レーザ光の出射方向を規制する共振器形成部が形成されており、さらに、共振器形成部におけるp型半導体層14の上部には中央部がストライプ状に突出したリッジ部14aが形成されている。 [0032] At the center portion in the epitaxial layer of the substrate 11, n-type semiconductor layer 12 made of a convex portion including the active layer 13 and p-type semiconductor layer 14, the resonator forming portion for restricting the emitting direction of the laser beam is formed, further, the ridge portion 14a in an upper portion of the p-type semiconductor layer 14 that the central portion is protruded in a stripe shape in the resonator forming portion is formed. リッジ部14a上にはニッケル(Ni)/金(A The on the ridge portion 14a of nickel (Ni) / gold (A
u)又はマグネシウム(Mg)/金(Au)からなる第2のレーザ電極としてのp側電極15が形成されている。 p-side electrode 15 as a second laser electrodes consisting of u) or magnesium (Mg) / gold (Au) is formed.

【0033】共振器形成部の両側であって、n型半導体層12の露出部には、チタン(Ti)/アルミニウム(Al)又はチタン(Ti)/モリブデン(Mo)からなる第1のレーザ電極としてのn側電極16がそれぞれ形成されている。 [0033] A both sides of the resonator forming portion, the exposed portion of the n-type semiconductor layer 12, the first laser electrode made of titanium (Ti) / aluminum (Al) or titanium (Ti) / molybdenum (Mo) n-side electrode 16 as are formed, respectively. なお、p側電極15はp型GaNと接触し、n側電極16はn型GaNと接触する方がコンタクト抵抗を減らす上で有効である。 Incidentally, p-side electrode 15 is in contact with the p-type GaN, n-side electrode 16 is effective in better contact with the n-type GaN is reduced contact resistance.

【0034】本実施形態の特徴として、n側電極16のp側電極15側の領域、並びにp側電極15を除く共振器形成部の上面及び側面は、それぞれ窒化シリコン(S [0034] As a feature of the present embodiment, the p-side electrode 15 side region of the n-side electrode 16, and top and side surfaces of the resonator forming portion excluding the p-side electrode 15 are respectively a silicon nitride (S
iN)、酸化シリコン(SiO 2 )又は酸化アルミニウム(Al 23 )からなる絶縁膜17に覆われている。 iN), it is covered with an insulating film 17 made of silicon oxide (SiO 2) or aluminum oxide (Al 2 O 3).

【0035】共振器形成部のp側電極15及び絶縁膜1 The resonator forming portion p-side electrode 15 and the insulating film 1
7を含む上面にはp側配線電極18が形成されている。 The upper surface containing 7 p-side wiring electrode 18 is formed.
ここで、p側配線電極18には、チタン(Ti)/金(Au)、クロム(Cr)/金(Au)又はチタン(T Here, the p-side wiring electrode 18, titanium (Ti) / gold (Au), chromium (Cr) / gold (Au) or titanium (T
i)/白金(Pt)/金(Au)が用いられる。 i) / platinum (Pt) / gold (Au) is used.

【0036】保持体20の主面上には、半導体レーザ素子10のp側配線電極18及びn側電極16とそれぞれ対向する位置に第2の保持体電極としてのp側保持体電極21及び第1の保持体電極としてのn側保持体電極2 [0036] On the main surface of the holding member 20, the second p-side holder electrode 21 and the as a holding member electrodes each opposite position and p-side wiring electrode 18 and the n-side electrode 16 of the semiconductor laser element 10 n-side carrier electrode 2 as the first holding member electrode
2がそれぞれ形成されており、保持体20の主面と半導体レーザ素子10の主面側とを対向させることにより該半導体レーザ素子10を保持している。 2 are formed respectively, and holds the semiconductor laser element 10 by facing the main surface side of the main surface of the semiconductor laser element 10 of the holding member 20. 互いに対向するp側配線電極18及びp側保持体電極21並びにn側電極16及びn側保持体電極22はそれぞれ電気伝導及び熱伝導に優れる鉛スズ系の半田、金スズ系の半田又は銀ペーストからなる導電性接合材23により接合されている。 Solder lead tin having excellent electrical conductivity and thermal conductivity, respectively p-side wiring electrode 18 and the p-side carrier electrode 21 and n-side electrode 16 and the n-side carrier electrode 22 facing each other, a gold tin solder or silver paste They are joined by the conductive joining member 23 made of.

【0037】このように、本実施形態によると、半導体レーザ素子10は、p側電極15とn側電極16との距離を短縮して低抵抗化を図りながら、n側電極16のp [0037] In this way, according to this embodiment, the semiconductor laser device 10, while achieving low resistance by shortening the distance between the p-side electrode 15 and the n-side electrode 16, p of the n-side electrode 16
側電極15側の一部分の領域が絶縁膜17により覆われているため、保持体20にボンディングする際に各保持体電極21,22との接続位置のマージンが実質的に大きくなる。 Since part of the area of ​​the side electrode 15 side is covered with an insulating film 17, the margin of the connection position between the holding body electrodes 21 and 22 when bonding the holding member 20 becomes substantially large. 従って、ジャンクションダウン・ボンディング時の各電極間のショートを防止できる。 This prevents a short circuit between the electrodes at the time of junction-down bonding. これにより、 As a result,
窒化物系の半導体レーザ素子10の低抵抗化と放熱性の向上とを両立できる。 It can achieve both improvement of low resistance and heat dissipation of the semiconductor laser device 10 of nitride.

【0038】なお、保持体20に形成されたp側保持体電極21とn側保持体電極22との距離を大きくするだけでは、半導体レーザ素子10を保持体20にボンディングする際に保持体20の主面に対して半導体レーザ素子10が回転してずれると、例えば、半導体レーザ素子10のn側電極16とp側保持体電極21とがショートするおそれがある。 It should be noted, only the increase in the distance between the holding member p-side holder electrode 21 formed on 20 and the n-side carrier electrode 22, the holding member 20 when bonding the holding member 20 of the semiconductor laser element 10 When the semiconductor laser element 10 to the main surface of the shifts and rotates, for example, a semiconductor n-side electrode 16 of the laser element 10 and the p-side carrier electrode 21 may possibly be short.

【0039】以下、前記のように構成された窒化物系半導体レーザ装置の製造方法の概略を説明する。 [0039] Hereinafter, an outline of the constructed production method for a nitride semiconductor laser device as.

【0040】まず、主面にC面を持つサファイアからなる基板11上に、例えば、III 族源であるトリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA) [0040] First, on a substrate 11 made of sapphire having a C-plane on the main surface, for example, trimethyl gallium is a Group III source (TMG), trimethyl aluminum (TMA)
及びトリメチルインジウム(TMI)並びに窒素源であるアンモニア(NH 3 )を原料とするMOVPE法を用いて、基板温度を1000℃に加熱しながら、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14を順次エピタキシャル成長させることにより、窒化物半導体からなる積層体を形成する。 And by MOVPE ammonia and (NH 3) as a raw material is trimethylindium (TMI) as well as a nitrogen source, while heating the substrate temperature to 1000 ° C., n-type semiconductor layer 12, active layer 13 and p-type semiconductor layer by sequentially epitaxially grown 14, to form a laminate made of nitride semiconductor.

【0041】ここで、n型半導体層12にはn型ドーパントであるシリコン(Si)をドープし、p型半導体層14にはp型ドーパントであるマグネシウム(Mg)をドープする。 [0041] Here, the n-type semiconductor layer 12 doped silicon (Si) is an n-type dopant, the p-type semiconductor layer 14 doped with magnesium (Mg) as a p-type dopant. また、絶縁性の基板11には、サファイアに限らず、スピネル(MgAl 24 )、酸化マグネシウム(MgO)又は酸化亜鉛(ZnO)等の単結晶を用いてもよい。 Further, the substrate 11 of insulating is not limited to sapphire, spinel (MgAl 2 O 4), or using a single crystal such as magnesium oxide (MgO) or zinc oxide (ZnO).

【0042】次に、エピタキシャル層が形成された基板11を反応炉から取り出し、p型半導体層14の上面の所定領域に、例えばNi及びAuを順次蒸着させてp側電極15を形成する。 Next, the substrate was taken out 11 of the epitaxial layer is formed from the reaction furnace, in a predetermined region on the upper surface of the p-type semiconductor layer 14, for example by sequentially depositing Ni and Au form a p-side electrode 15. その後、基板11をイオンミリング装置に投入し、p側電極15をマスクとしてアルゴン(Ar)イオンを用いてp型半導体層14に対してエッチングを行なうことにより、p型半導体層14からなり幅が約3μmのリッジ部14aを形成する。 Then, put the substrate 11 to an ion milling apparatus, by etching the p-type semiconductor layer 14 using argon (Ar) ions the p-side electrode 15 as a mask, the width a p-type semiconductor layer 14 is forming the ridge portion 14a of about 3 [mu] m.

【0043】次に、基板11上の共振器形成部をマスクし、イオンミリング装置又は反応性イオンエッチング装置を用いてn型半導体層12が露出するまでエッチングを行なって、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14を含む凸形状の共振器形成部を形成する。 Next, masking the resonator forming portion on the substrate 11, is etched until the n-type semiconductor layer 12 is exposed using an ion milling apparatus or a reactive ion etching apparatus, the n-type semiconductor layer 12, forming a cavity forming part of the convex shape including the active layer 13 and p-type semiconductor layer 14.

【0044】次に、n型半導体層12上における共振器形成部の両側に、例えばTi及びAlを順次蒸着させ、 Next, on both sides of the resonator forming portion of the n-type semiconductor layer 12 on, for example, sequentially depositing Ti and Al,
幅が約150μmで且つp側電極15の側部との間隔が20μm程度のn側電極16を形成する。 Width distance and the side of the p-side electrode 15 of about 150μm to form a n-side electrode 16 of about 20 [mu] m.

【0045】次に、n側電極16のp側電極15側の領域並びにp側電極15を除く共振器形成部の上面及び側面に、例えばSiNからなる絶縁膜17を堆積させる。 Next, the upper and side surfaces of the resonator forming portion excluding the p-side electrode 15 side of the region and the p-side electrode 15 of the n-side electrode 16, for example, depositing an insulating film 17 made of SiN.
その後、共振器形成部のp側電極15及び絶縁膜17を含む上面にp側配線電極18を形成して、リッジ部14 Then, to form the p-side wiring electrode 18 on the upper surface comprising a p-side electrode 15 and the insulating film 17 of the resonator forming portion, the ridge portion 14
a上の幅が極めて小さいp側電極15の幅を実質的に広くすることにより、電流の注入を容易にする。 By width on a is to increase the width of the very small p-side electrode 15 substantially facilitates the injection of current.

【0046】次に、基板11の裏面に対して厚さが70 Next, the thickness of the rear surface of the substrate 11 is 70
μmとなるまで研磨を行ない、続いて、ダイヤモンドスクライバを用いて基板11を劈開して共振器長が約70 It performs polishing until [mu] m, followed by the resonator length by cleaving the substrate 11 by using a diamond scriber is about 70
0μmの半導体レーザ素子10を得る。 Obtain a semiconductor laser device 10 of 0 .mu.m.

【0047】続いて、各保持体電極21,22が形成された保持体20の主面と半導体レーザ素子10の素子形成面とを各電極が対向するように位置合わせを行ない、 [0047] Subsequently, performs alignment so that each electrode and the element formation surface of the main surface of the semiconductor laser element 10 of the holding member 20 to the holder electrodes 21 and 22 are formed are opposed,
その後、例えば鉛スズ系の半田からなる導電性接合材2 Then, for example, a conductive bonding material 2 made of solder lead tin
3を用いて保持体20と半導体レーザ素子10とを接合する。 3 to join the holding member 20 and the semiconductor laser device 10 used.

【0048】このようにして得られた半導体レーザ装置にパルス電流を印加して波長が400nm前後のレーザ光を発振させたところ、発振動作電流が100mAの場合に、光出力が5mWで動作電圧が5Vの優れた電気的光学的特性を示すことを確認している。 [0048] When the wavelength by applying a pulse current to the semiconductor laser device obtained in this manner oscillated laser light of around 400 nm, when the oscillation operation current is 100 mA, the light output operating voltage at 5mW It has been confirmed to exhibit excellent electrical and optical properties of 5V.

【0049】なお、本実施形態においては、活性層13 [0049] In the present embodiment, the active layer 13
を含む共振器形成部が基板11上に突出する形状としたが、これに限らず、活性層13がエピタキシャル層中に埋め込まれた埋め込みヘテロ(BH)型レーザ装置であってもよい。 Although resonator forming portion comprising has a shape protruding on the substrate 11 is not limited to this, the active layer 13 may be a buried hetero (BH) type laser device implanted in the epitaxial layer.

【0050】また、n側電極16を共振器形成領域の両側に設けたが、いずれか一方でもよい。 [0050] In addition, is provided with the n-side electrode 16 on both sides of the resonator formation region, it may be either one.

【0051】また、保持体20に、SiCを用いたが、 [0051] In addition, the holding body 20, but using SiC,
これに限らず、絶縁体で且つ熱伝導率が大きいBN、A Not limited thereto, and the thermal conductivity in the insulator is larger BN, A
lN又はダイヤモンドを用いてもよい。 It may be used lN or diamond.

【0052】(第2の実施形態)以下、本発明に係る第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。 [0052] (Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0053】図2は本発明の第2の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向に垂直な方向の断面構成を示している。 [0053] Figure 2 shows a cross-sectional structure in a direction perpendicular to the emission direction of the laser beam in the nitride-based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention. 図2に示すように、 As shown in FIG. 2,
半導体レーザ素子30Aは、C面を持つサファイアからなる基板31の主面上に、n型GaN及びn型AlGa The semiconductor laser device 30A is on the main surface of the substrate 31 made of sapphire having a C-plane, n-type GaN and n-type AlGa
Nが積層されてなるn型半導体層32と、InGaNを含む多重量子井戸構造を有する活性層33と、p型Ga And n-type semiconductor layer 32 N is formed by laminating an active layer 33 having a multiple quantum well structure including InGaN, p-type Ga
N及びp型AlGaNが積層されてなるp型半導体層3 p-type semiconductor layer 3 to N and p-type AlGaN are stacked
4とが順次形成された積層体としてのエピタキシャル層を有している。 4 and has an epitaxial layer of the laminate which are sequentially formed.

【0054】基板31のエピタキシャル層における中央部には、n型半導体層32、活性層33及びp型半導体層34を含むように形成された凸状部からなり、レーザ光の出射方向を規制する共振器形成部1が形成されている。 [0054] At the center portion in the epitaxial layer of the substrate 31, n-type semiconductor layer 32, made of formed convex portions so as to include the active layer 33 and p-type semiconductor layer 34, to regulate the emission direction of the laser beam resonator forming portion 1 is formed. さらに、共振器形成部1におけるp型半導体層34 Further, p-type semiconductor layer 34 in the resonator formation unit 1
の上部のほぼ中央部には、互いに間隔をおき且つ出射方向に延びる一対の溝部に挟まれた幅が約3μmのリッジ部34aが形成されている。 The substantially central portion of the upper, are formed ridge portions 34a of the pair of width of approximately 3μm that is sandwiched between a groove and extending in a emission direction place apart from one another. また、共振器形成部1の上部におけるリッジ部34aの両側部側には、一対の溝部によりリッジ部34aと分離された、それぞれ幅が約3 Further, on both side portions side of the ridge portion 34a in the upper portion of the cavity forming part 1, it is separated from the ridge portion 34a by the pair of grooves, width of each of about 3
0μmの一対のダミーポスト34bが形成されている。 A pair of dummy posts 34b of 0μm is formed.

【0055】リッジ部34aの上面には、例えばNi/ [0055] On the upper surface of the ridge portion 34a, for example Ni /
Auからなる第2のレーザ電極としてのp側電極35が形成され、n型半導体層32上における共振器形成部1 p-side electrode 35 as a second laser electrodes made of Au are formed, the resonator forming portion 1 of the n-type semiconductor layer 32
の両側には、例えばTi/Alからなり、幅が約150 On both sides of, for example, a Ti / Al, a width of about 150
μmの第1のレーザ電極としてのn側電極36がそれぞれ形成されている。 n-side electrode 36 as a first laser electrode of μm are formed.

【0056】n側電極36の共振器形成部1側の領域並びにp側電極35を除く共振器形成部1の上面及び側面は、それぞれSiNからなる絶縁膜37A,37Bに覆われており、共振器形成部1のp側電極35及び絶縁膜37Bを含む頂面のほぼ全面には、例えばTi/Auからなるp側配線電極38が形成されている。 [0056] upper and side surfaces of the resonator forming portions 1 excluding the resonator forming portion 1 side of the region and the p-side electrode 35 of the n-side electrode 36, the insulating film 37A, respectively made of SiN, is covered in 37B, the resonant the almost entire surface of the top surface including a p-side electrode 35 and the insulating film 37B of the vessel forming part 1, for example, p-side wiring electrode 38 made of Ti / Au is formed.

【0057】さらに、n型半導体層32上における、各n型電極36に対する共振器形成部1の反対側の領域には、例えばTi/Auからなるn側配線電極39が各n [0057] Further, on the n-type semiconductor layer 32, on the opposite side of the region of the resonator forming portion 1 for each n-type electrode 36, for example n-side wiring electrode 39 made of Ti / Au is each n
型電極36との重なり部分の幅が約50μmとなるように形成されている。 The width of the overlapping portion of the mold electrode 36 is formed to be about 50 [mu] m.

【0058】このように、本実施形態によると、半導体レーザ素子30Aにおける活性層33にストライプ状に電流を注入するリッジ部34aの両側を溝部で分離された一対のダミーポスト34bを有しているため、共振器ミラー形成時に、リッジ部34aが欠けてしまうという不具合を防止でき、面が平坦な劈開面を得やすくなる。 [0058] In this way, according to this embodiment has a pair of dummy post 34b that are separated on both sides of the ridge portion 34a in the groove to inject current into a stripe shape on the active layer 33 in the semiconductor laser device 30A Therefore, when the resonator mirror formed, can prevent the problem arises that lack ridge 34a, the surface is likely to give a flat cleaved surface.
良好な劈開面が得られれば、レーザ共振器ミラーは完成となるが、劈開面に凹凸が残る場合には、さらに研磨による仕上げが必要となる。 As long obtained good cleavage plane, the laser resonator mirrors becomes complete, when the unevenness remains cleavage plane, it is necessary to finishing by further polishing. この場合でも、劈開時にリッジ部34aが欠けにくくなるので、研磨時間を短くすることができスループットが向上する。 In this case, since the ridge portion 34a is hardly chipped during cleavage, improved throughput can be shortened polishing time. ちなみに、第1の実施形態においてはミラー形成時の歩留まりが60%であったが、第2の実施形態においては90%にまで向上している。 Incidentally, although the yield at the time of the mirror forming in the first embodiment was 60%, in the second embodiment is improved to 90%.

【0059】また、p側電極35とn側電極36との間隔を短縮して低抵抗化を図りながら、n側電極36のp [0059] Further, while achieving low resistance by shortening the distance between the p-side electrode 35 and the n-side electrode 36, p of the n-side electrode 36
側電極35側が絶縁膜37Aにより覆われているため、 Since the negative electrode 35 side is covered with an insulating film 37A,
保持体(図示せず)にボンディングする際に各保持体電極との接合位置のマージンが実質的に大きくなる。 Margin of the bonding position between the holding body electrode is substantially greater during the bonding to the holding member (not shown). 従って、ジャンクションダウン・ボンディング時の各電極間のショートを防止できる。 This prevents a short circuit between the electrodes at the time of junction-down bonding. これにより、窒化物系の半導体レーザ素子30Aの低抵抗化と放熱性の向上とを両立できると共に、リッジ部34aの形成時の歩留まりを向上できる。 Thus, it is possible to achieve both improvement of low resistance and heat dissipation of the semiconductor laser device 30A of the nitride, the yield can be improved at the time of forming the ridge portion 34a.

【0060】以下、前記のように構成された半導体レーザ素子30Aの製造方法について第1の実施形態の半導体レーザ素子10との差異のみを説明する。 [0060] Hereinafter, only the explained variance of the semiconductor laser device 10 of the first embodiment for the configuration process for the preparation of a semiconductor laser device 30A as.

【0061】まず、基板31上にエピタキシャル層を成長させた後、共振器形成部1上のリッジ部形成領域及びダミーポスト形成領域に、p型電極形成用で且つ溝部形成領域に開口部を持つ金属膜を形成し、該金属膜をマスクとしてp型半導体層34に対してイオンミリングによるエッチングを行なう。 [0061] First, after growing the epitaxial layer on the substrate 31, the ridge portion forming region and a dummy post forming region on the resonator forming portion 1, having an opening and the groove forming region for the p-type electrode formation a metal film is formed is etched by ion milling the p-type semiconductor layer 34 and the metal film as a mask. 次に、ダミーポスト上の金属膜を除去し、共振器形成部1をマスクして、n型半導体層32に達するまでエッチングを行なって、断面凸状の共振器形成部1を形成する。 Then, to remove the metal film on the dummy post, by masking the resonator forming portion 1, it is etched to reach the n-type semiconductor layer 32, forming a convex cross section of the resonator forming portion 1.

【0062】このようにして得られた半導体レーザ素子30Aにパルス電流を印加して波長が400nm前後のレーザ光を発振させたところ、発振動作電流が100m [0062] When the wavelength by applying a pulse current to the semiconductor laser device 30A which is obtained in this manner was shown to oscillate laser light of around 400 nm, oscillation current 100m
Aの場合に、光出力が5mWで動作電圧が5.5Vの電気的光学的特性を示すことを確認している。 In the case of A, the optical output operating voltage at 5mW is confirmed to exhibit an electrical and optical properties of 5.5V. 第1の実施形態と比べて動作電圧が上昇したのは、p側電極35とn側電極36との距離が50μmに増加したためと思われる。 The operating voltage as compared with the first embodiment is increased, the distance between the p-side electrode 35 and the n-side electrode 36 is believed to be due to an increase in 50 [mu] m.

【0063】(第3の実施形態)以下、本発明に係る第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。 [0063] (Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0064】図3は本発明の第3の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向に垂直な方向の断面構成を示している。 [0064] Figure 3 shows a third cross-sectional configuration in a direction perpendicular to the emission direction of the laser beam in the nitride-based semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 図3において、図2 3, FIG. 2
に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。 The same components as shown in the description thereof is omitted by retaining the same reference numerals.

【0065】第2の実施形態との差異は、共振器形成部1の上部に、p型半導体層34からなり凸状部を有するリッジ部34aのみが形成されており、ダミーポスト3 [0065] Differences between the second embodiment, the upper portion of the cavity forming part 1, only the ridge portion 34a having a convex portion a p-type semiconductor layer 34 is formed, the dummy posts 3
4bが、共振器形成部1を形成する溝部2を挟んで両端部に形成されている点である。 4b is a point which is formed at both ends across the groove 2 to form a cavity forming part 1. さらに、各n側配線電極39が、絶縁膜37Cを介在させて、溝部2の底部に設けられたn側電極36の上面の一部分、ダミーポスト3 Furthermore, the n-side wiring electrode 39, with intervening insulating film 37C, a portion of the upper surface of the n-side electrode 36 provided on the bottom of the groove 2, dummy posts 3
4bの側面及び上面に跨るように形成されている点である。 A point which is formed so as to straddle the side and top of 4b.

【0066】このようにすると、リッジ部34aの基板面からの高さとダミーポスト34bの基板面からの高さとが、リッジ部34a及びダミーポスト34bが共にエッチングされていないため、ほぼ同一となっている。 [0066] Thus, the height from the substrate surface of the height and the dummy post 34b from the substrate surface of the ridge portion 34a is, for the ridge portion 34a and the dummy posts 34b is not etched together, almost the same there. 従って、半導体レーザ素子30Bのp側電極35及びn側電極36が実質的にほぼ同一の高さとなるため、保持体にダウン・ボンディングする際に、p側電極35及びn Therefore, since the p-side electrode 35 and the n-side electrode 36 of the semiconductor laser element 30B is substantially the same height substantially when down bonded to the holding member, the p-side electrode 35 and the n
側電極36の双方が該保持体上の各電極とほぼ同時に接合するので、リッジ部34a、すなわち活性層33に加わる応力を小さくできる。 Since both of the side electrode 36 is substantially at the same time bonded to the electrode on the retaining member, the ridge portion 34a, i.e., the stress applied to the active layer 33 can be reduced. その結果、歪によるレーザ特性への悪影響、例えば偏光面がずれる等の悪影響を防ぐことができるので、半導体レーザ素子30Bの信頼性が向上する。 As a result, adverse effects on the laser characteristics due to strain, it is possible to prevent, for example, adverse effects such polarization plane is shifted, the reliability of the semiconductor laser device 30B can be improved.

【0067】また、ダミーポスト34bをn側電極36 [0067] In addition, the dummy post 34b n-side electrode 36
に対するp側電極35の反対側に設けているため、p側電極35とn側電極36との間の距離を短縮できるので、動作電圧の上昇を招くことなく、リッジ部34aの劈開時の損傷を防止できる。 Since the side opposite of the p-side electrode 35 for, because it shortens the distance between the p-side electrode 35 and the n-side electrode 36, without increasing the operating voltage, damage during cleavage of the ridge portion 34a It can be prevented.

【0068】以下、前記のように構成された半導体レーザ素子30Bの製造方法について第1の実施形態の半導体レーザ素子10との差異のみを説明する。 [0068] Hereinafter, only the explained variance of the semiconductor laser device 10 of the first embodiment for the configuration process for the preparation of a semiconductor laser device 30B as.

【0069】まず、基板31上にエピタキシャル層を成長させた後、共振器形成部1上にp型電極形成用の金属膜を形成し、該金属膜をマスクとしてp型半導体層34 [0069] First, after growing the epitaxial layer on the substrate 31, a metal film for the p-type electrode formation is formed on the resonator forming portion 1, p-type semiconductor layer and the metal film as a mask 34
に対してイオンミリングによるエッチングを行なって、 It is etched by ion milling respect,
リッジ部34aを形成する。 To form a ridge portion 34a. 次に、共振器形成部1及びダミーポスト形成領域をマスクして、n型半導体層32 Then, to mask resonator forming portion 1 and the dummy post forming region, n-type semiconductor layer 32
に達するまで塩素(Cl)イオンを用いたドライエッチングを行なうことにより、共振器形成部1とダミーポスト34bとを分離する一対の溝部2を形成する。 Performing the dry etching using chlorine (Cl) ions to reach by, forming a pair of grooves 2 which separates the cavity forming part 1 and the dummy posts 34b.

【0070】図4は本実施形態に係る半導体レーザ素子が保持体にボンディングされた状態の断面構成を示している。 [0070] Figure 4 shows a cross-sectional structure of a state where the semiconductor laser device according to this embodiment is bonded to the holding member. 図4において、図3に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。 4, a description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals to the same components as shown in FIG.
図4に示すように、半導体レーザ素子30Bは、その共振器形成部側を、例えば、SiC又はBN等からなる保持体40の主面と対向させて保持体40とボンディングされている。 As shown in FIG. 4, the semiconductor laser device 30B has its cavity forming portion side, for example, it is bonded with the holding body 40 by the main surface facing the holding member 40 made of SiC or BN or the like.

【0071】保持体40の主面上には、半導体レーザ素子30Bのp側配線電極38及びn側配線電極39とそれぞれ対向する位置に第2の保持体電極としてのp側保持体電極41及び第1の保持体電極としてのn側保持体電極42がそれぞれ形成されている。 [0071] On the main surface of the holding member 40, p-side holder electrode 41 and the second holding member electrodes at positions respectively opposed to the p-side wiring electrode 38 and the n-side wiring electrode 39 of the semiconductor laser device 30B n-side carrier electrode 42 as a first holding member electrodes are formed. また、互いに対向するp側配線電極38及びp側保持体電極41並びにn Further, p-side wiring electrode 38 and the p-side carrier electrode 41 facing each other and n
側配線電極39及びn側保持体電極42はそれぞれ電気伝導及び熱伝導に優れる鉛スズ系の半田等からなる導電性接合材43により接合されている。 Side wire electrode 39 and the n-side carrier electrode 42 is joined by a conductive bonding material 43 made of solder or the like of the lead-tin system which is excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, respectively.

【0072】さらに、半導体レーザ素子30Bの溝部2 [0072] In addition, the groove of the semiconductor laser element 30B 2
には、熱伝導性に優れる絶縁体、例えばアルミナ(Al The insulator of excellent thermal conductivity, such as alumina (Al
23 )からなる充填材44が充填されている。 Filling material 44 consisting of 2 O 3) is filled.

【0073】これにより、共振器形成部1の両側部に比較的容積が大きい溝部2が形成されているにも関わらず、保持体40の主面と半導体レーザ素子30Bとが密着するので、活性層33からの発熱を保持体40側に効率良く伝えることができる。 [0073] Thus, despite the resonator forming portion groove 2 a relatively large volume on both sides of the 1 is formed, since the main surface of the semiconductor laser device 30B of the holder 40 are in close contact, the active it can be transmitted efficiently heat from the layer 33 to the holding member 40 side.

【0074】このようにして得られた半導体レーザ装置は、波長が400nm前後の短波長のレーザ光を連続的に発振させることが可能であり、周囲温度を100℃にした場合でも連続発振が可能である。 [0074] Such a semiconductor laser device obtained in the wavelength it is possible to continuously oscillate the laser beam of a short wavelength of about 400 nm, is capable of continuous oscillation even when the ambient temperature 100 ° C. it is.

【0075】なお、本実施形態においては、半導体レーザ素子30Bの溝部2を充填する充填材44にアルミナを用いたが、SiN、AlN又はダイヤモンドを用いてもよい。 [0075] In the present embodiment has used the alumina filler 44 filling the groove 2 of the semiconductor laser device 30B, SiN, may be used AlN or diamond.

【0076】また、一対の溝部2を設けることにより、 [0076] Further, by providing a pair of grooves 2,
一対のダミーポスト34bを設けたが、いずれか一方でもよい。 Although a pair of dummy posts 34b, it may be either one.

【0077】(第4の実施形態)以下、本発明に係る第4の実施形態について図面を参照しながら説明する。 [0077] (Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0078】図5は本発明の第4の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向に垂直な方向の断面構成を示している。 [0078] Figure 5 shows a fourth cross-sectional configuration in a direction perpendicular to the emission direction of the laser beam in the nitride-based semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 図5に示すように、 As shown in FIG. 5,
半導体レーザ素子50は、導電性を有する、例えば、S The semiconductor laser element 50, an electrically conductive material such, S
iC、GaN、GaAs又はSiからなる基板51の主面上に、n型GaN及びn型AlGaNが積層されてなるn型半導体層52と、InGaNを含む多重量子井戸構造を有する活性層53と、p型GaN及びp型AlG iC, GaN, on the main surface of the substrate 51 made of GaAs or Si, an n-type semiconductor layer 52 n-type GaN and n-type AlGaN are stacked, an active layer 53 having a multiple quantum well structure including InGaN, p-type GaN and p-type AlG
aNが積層されてなるp型半導体層54とが順次形成された積層体としてのエピタキシャル層を有している。 aN has an epitaxial layer of a laminated body in which a p-type semiconductor layer 54 which are laminated are sequentially formed.

【0079】p型半導体層54の上部には、互いに間隔をおいてほぼ平行に形成されることによりレーザ光の出射方向を規制する一対の溝部2に挟まれたリッジ部54 [0079] At the top of p-type semiconductor layer 54, a ridge portion 54 sandwiched between the pair of grooves 2 for regulating the emission direction of the laser light by being formed in almost parallel at an interval from each other
aが設けられ、該リッジ部54aが共振器形成部1を構成している。 a is provided, the ridge portion 54a constitute a resonator forming portion 1. また、各溝部2に対するリッジ部54aの反対側の領域はそれぞれ広大なダミーポスト54bが形成されている。 Moreover, each region of the opposite vast dummy posts 54b of the ridge portion 54a is formed for each groove 2.

【0080】リッジ部54aの上面にはp型半導体層5 [0080] The top face of the ridge 54a p-type semiconductor layer 5
4と接触する、例えばNi/Auからなる第2のレーザ電極としてのp側電極55が形成され、基板51の下面には、例えばTi/Alからなる第1のレーザ電極としてのn側電極56が全面にわたって形成されている。 4 in contact with, for example, p-side electrode 55 as a second laser electrodes made of Ni / Au is formed, n-side electrode 56 as a first laser electrodes on the lower surface of the substrate 51, made of, for example, Ti / Al There is formed over the entire surface.

【0081】p型半導体層54におけるリッジ部54a [0081] ridge 54a of the p-type semiconductor layer 54
の上面を除く領域、すなわちp側電極55を除く領域に、例えばSiO 2又はSiNからなる絶縁膜57が形成され、基板51上のp側電極55を含む絶縁膜57の上に全面にわたって、例えばTi/Auからなるp側配線電極58が形成されている。 Region except the upper surface, i.e., the region excluding the p-side electrode 55, for example, be SiO 2 or an insulating film 57 made of SiN is formed over the entire surface of the insulating film 57 including the p-side electrode 55 on the substrate 51, for example, p-side wiring electrode 58 made of Ti / Au is formed.

【0082】このように、本実施形態によると、基板に絶縁性を有する基板51を用いているため、基板51の下面にn側電極56を形成できる。 [0082] Thus, according to this embodiment uses a substrate 51 having a substrate an insulating, it can be formed an n-side electrode 56 on the lower surface of the substrate 51. これにより、電極形成工程を簡略化できる。 This allows simplifying the electrode forming step.

【0083】さらに、p側配線電極58における溝部2 [0083] Further, the groove in the p-side wiring electrode 58 2
を除く領域は、p型半導体層54がエッチングされていない領域上に形成されているため、p側配線電極58における共振器形成部1と他の領域との基板面からの高さがほぼ等しくなる。 Region excluding, since p-type semiconductor layer 54 is formed on the area that has not been etched substantially equal height from the substrate surface with the cavity forming part 1 and the other region in the p-side wiring electrode 58 Become. 従って、活性層53に対してリッジ部54a上のp側電極55からストライプ状に電流が注入できる上に、p型半導体層54のほぼ全面がp側配線電極58により覆われるため、ジャンクションダウン・ Therefore, since the current from the p-side electrode 55 on the ridge portion 54a with respect to the active layer 53 in a stripe shape on which can be injected, substantially the entire surface of the p-type semiconductor layer 54 is covered with the p-side wiring electrode 58, Junction Down
ボンディングも容易となる。 Bonding also becomes easy.

【0084】また、溝部2は断面形状が比較的小さくて済むため、劈開時のリッジ部54aの損傷を防ぐ効果は極めて大きい。 [0084] Also, the groove 2 is because it requires to have relatively small cross section, the effect of preventing damage to the ridge portion 54a during cleaving is extremely large. 本実施形態の場合はミラー形成時の歩留まりは95%にもなる。 Yield in the mirror formation in the case of this embodiment is also 95%.

【0085】また、n側電極56は基板51の下面の全面に設けられているため、基板51の下面全体を通してキャリアを注入できるので、動作電圧を低減できる。 [0085] Further, since the n-side electrode 56 is provided on the entire surface of the lower surface of the substrate 51, it is possible to inject carriers throughout the lower surface of the substrate 51, can reduce the operating voltage.

【0086】また、p側電極55及びn側電極56が基板51の両面に形成できるので、保持体(図示せず)の主面上にはp側電極及びn側電極の両方の電極を設ける必要がない。 [0086] Also, since the p-side electrode 55 and the n-side electrode 56 can be formed on both surfaces of the substrate 51, is on the main surface of the holding member (not shown) provided both electrodes of the p-side electrode and the n-side electrode there is no need. このため、Si又はCu等の導電性を持つ保持体を用いることができる。 Therefore, it is possible to use a holding member having conductivity such as Si or Cu. SiCを基板51に用いる場合は、基板自体の熱伝導が良いので、pn接合面(リッジ部54a形成)側を保持体と対向させない、いわゆるジャンクションアップ・ボンディングを行なっても、サファイアからなる基板を用いた場合のジャンクションダウン・ボンディングの場合よりも放熱特性に優れる。 In the case of using the SiC substrate 51, the thermal conductivity of the substrate itself is good, pn junction surface not holding body facing the (ridge portion 54a formed) side, be performed in junction-up bonding, a substrate made of sapphire than in the case of junction-down bonding when using excellent heat radiation characteristics.

【0087】また、SiCやGaNを基板51に用いると、エピタキシャル成長層の劈開方向と基板51の劈開方向とが一致するため、劈開によって極めて良好な共振器ミラー面を形成できる。 [0087] Also, the use of SiC or GaN substrate 51, since the cleavage direction of the cleavage direction and the substrate 51 of the epitaxial growth layer are matched to form a very good resonator mirror surfaces by cleavage.

【0088】n型SiCからなる基板51上に半導体レーザ素子50を形成し、ジャンクションアップ・ボンディングにより保持体にボンディングされた半導体レーザ装置を測定した結果、動作電流が100mAのときに動作電圧が4.7Vで周囲温度が120℃となるまで連続発振を行なえることを確認している。 [0088] forming a semiconductor laser element 50 on the substrate 51 made of n-type SiC, the results of measuring the semiconductor laser device is bonded to the holding member by junction-up bonding, operating voltage when the operating current is 100 mA 4 ambient temperature is confirmed that perform a continuous oscillation until 120 ° C. in .7V.

【0089】なお、本願に係る半導体レーザ素子は、窒化物系化合物半導体レーザ素子に限らず、低抵抗化と放熱特性の向上を図る半導体レーザ素子に適用できる。 [0089] The semiconductor laser device according to the present is not limited to a nitride-based compound semiconductor laser element, it can be applied to a semiconductor laser element to improve the low resistance and heat dissipation characteristics.

【0090】さらに、半導体レーザ素子に限らず、半導体層(素子形成面)とコンタクトを取る所定の電極の一部を絶縁膜で覆ったり、又は所定の電極に配線電極を接続したりして、発熱量が多い半導体層側を保持体と対向させてボンディングを行なうことにより放熱特性を向上させるという構成は、発光ダイオード等の発光素子、バイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタ等の電子デバイスに対しても有効である。 [0090] Further, not limited to a semiconductor laser device, or cover a part of the insulating film of the predetermined electrode semiconductor layer (device forming surface) make contact, or or connect the wire electrode to a predetermined electrode, configuration of improving the heat dissipation characteristics by the heat generation amount is large semiconductor layer side by the holding member and the counter performing bonding, light emitting devices such as light emitting diodes, also for electronic devices such as a bipolar transistor or a field effect transistor effectively it is.

【0091】 [0091]

【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置によると、低抵抗化のために第1のレーザ電極及び第2のレーザ電極との間隔を小さくした半導体レーザ素子であっても、半導体レーザ素子の内部においては動作電流が短い距離を流れる一方、保持体と対向する外部側は第1のレーザ電極と第2のレーザ電極との実質的な距離が大きくなるので、実装位置のマージンが大きくなる。 According to the semiconductor laser device of the present invention, be a semiconductor laser element having a smaller distance between the first laser electrode and the second laser electrodes for low resistance, the semiconductor laser element while flowing through the operating current a short distance in the holding body facing the outer side so substantial distance between the first laser electrode and the second laser electrodes is increased, the margin of the mounting position becomes large. その結果、ジャンクションダウン・ボンディングを確実に行なえるため、動作電圧の低減と放熱特性の向上とを両立でき、窒化物系の半導体を用いた場合には、波長400nmの青紫色半導体レーザの性能と信頼性とを向上でき、実用化に大きく寄与する。 As a result, reliably perform the junction-down bonding, it can achieve both the improvement in reducing the heat dissipation characteristics of the operating voltage, when a semiconductor of the nitride includes a performance of the blue-violet semiconductor laser having a wavelength of 400nm It can be improved and reliability, greatly contributes to practical application.

【0092】本発明の第1の半導体レーザ素子によると、リッジ部の両側に該リッジ部の両端部を保護する領域(ダミーポスト)が形成されるため、共振器ミラーを劈開により形成する際に、リッジ部の損傷を防止できるので、製造時の歩留まりを高めることができる。 [0092] In the first semiconductor laser device of the present invention, since the region to protect both ends of the ridge portions on both sides of the ridge portion (dummy posts) are formed, when forming by cleavage resonator mirrors , it is possible to prevent damage to the ridge portion, it is possible to increase the yield during manufacture.

【0093】本発明の第2の半導体レーザ素子によると、共振器形成部の基板面からの高さとほぼ等しい高さのダミーポストを備えているため、基板の劈開時に第2 [0093] According to the second semiconductor laser device of the present invention includes the dummy post approximately equal to the height from the substrate surface of the resonator forming portion, first at the time of cleavage of the substrate 2
の半導体層における第2のレーザ電極形成部分の損傷を防止できるので、共振器ミラー形成時の歩留まりを向上できる。 Because the damage to the second laser electrodes forming part of the semiconductor layer can be prevented, thereby improving the yield in the resonator mirrors form. また、ダミーポストは共振器形成部とほぼ同一の高さを有しているため、ジャンクションダウン・ボンディングを行なう際に、保持体上に形成された第1のレーザ電極及び第2のレーザ電極とそれぞれ対向する保持体電極との接触がほぼ同時に行なえるので、共振器形成部に加わる応力を小さくできる。 Moreover, since the dummy posts have substantially the same height as the cavity forming part, when performing the junction-down bonding, the first laser electrode and the second laser electrodes formed on the holding member since the contact between the holder electrodes respectively opposed substantially simultaneously performed, it is possible to reduce the stress applied to the resonator forming portion. これにより、歪によるレーザ特性への、偏光面がずれる等の悪影響を防ぐことができるので、装置の信頼性が向上する。 Thus, to the laser characteristics due to strain, it is possible to prevent adverse effects such as polarization plane is shifted, thereby improving the reliability of the apparatus.

【0094】第2の半導体レーザ素子は、絶縁性基板よりも熱伝導率が大きい絶縁体からなり、主面上における第1のレーザ電極と対向する位置に第1の保持体電極を有すると共に第2のレーザ電極と対向する位置に第2の保持体電極を有しており、主面が絶縁性基板の主面と互いに対向すると共に、第1のレーザ電極と第1の保持体電極とが導電性接合材を介して接続し且つ第2のレーザ電極と第2の保持体電極とが導電性接合材を介して接続するように半導体レーザ素子を保持している保持体をさらに備えていると、ジャンクションダウン・ボンディングを確実に行なえる。 [0094] The second semiconductor laser device is made of a high thermal conductivity insulating material than the insulating substrate, first it has a first holding member electrode at a position facing the first laser electrodes on the main surface the laser electrodes and the opposing positions of the two has a second holding member electrode, the main surface opposite to each other with the major surface of the insulating substrate, and a a first laser electrode first holder electrode further comprising a holding member that holds the semiconductor laser element as connected through the conductive bonding material and a second laser electrode and the second holding member electrodes are connected through the conductive bonding material and, surely perform the junction-down bonding.

【0095】第2の半導体レーザ素子において、該第2 [0095] In the second semiconductor laser element, the second
の半導体レーザ素子が保持体にボンディングされている場合であって、溝部に、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム又はダイヤモンドからなる充填材が充填されていると、保持体の主面と半導体レーザ素子の素子形成面とが密着するので、活性層からの発熱を保持体側に効率良く伝えることができる。 Semiconductor laser device in a case which is bonded to the holding member, the groove, aluminum oxide and silicon nitride, the packing material made of aluminum nitride or diamond are filled, the holder of the main surface of the semiconductor laser device since the element forming surface are in close contact, it can be transmitted efficiently heat generated from the active layer to the holder side. その結果、装置の長期信頼性を一層高めることができる。 As a result, it is possible to improve the long-term reliability of the device further.

【0096】本発明の第3の半導体レーザ素子によると、導電性基板を用いた場合であっても、積層体に形成された溝部の外側の領域にはそれぞれ積層体の第2の半導体層が広がっているので、リッジ部のみが突出することがない。 [0096] According to a third semiconductor laser device of the present invention, even when using a conductive substrate, a second semiconductor layer of each of the regions outside the formed laminate groove laminate since the spread, only the ridge portion does not protrude. このため、基板の劈開時に第2の半導体層における電極形成部分の損傷を防止できるので、共振器ミラー形成時の歩留まりを向上できる。 Thus, since damage to the electrode forming portion of the second semiconductor layer during cleavage of the substrate can be prevented, thereby improving the yield in the resonator mirrors form.

【0097】第3の半導体レーザ素子において、積層体におけるリッジ部を除く領域には溝部を含む全面にわたって絶縁膜が形成されていると、該絶縁膜の上に配線電極を設ければ、活性層に対してリッジ部上の電極からストライプ状に電流が注入できる上に、積層体の第2の半導体層のほぼ全面が配線電極により覆われ、且つ、配線電極におけるリッジ部と他の領域との基板面からの高さがほぼ等しくなるため、ジャンクションダウン・ボンディングが容易となる。 In [0097] the third semiconductor laser element and the region excluding the ridge portion in the laminate is an insulating film formed over the entire surface including the groove, by providing the wiring electrode on the insulating film, the active layer on the current from the electrode on the ridge portion in a stripe shape it can be injected against, covered with substantially the entire wiring electrode of the second semiconductor layer of the laminate, and, between the ridge portion and the other region of the wiring electrode since the height from the substrate surface is substantially equal, thereby facilitating the junction down bonding.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ装置を示す構成断面図である。 1 is a structural cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。 2 is a structural cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。 3 is a structural cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子であって、保持体にボンディングされた状態を示す構成断面図である。 [4] A third nitride semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, is a structural cross-sectional view showing a state of being bonded to the holding member.

【図5】本発明の第4の実施形態に係る窒化物系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。 5 is a structural cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来の窒化物系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。 6 is a structural cross-sectional view illustrating a conventional nitride semiconductor laser device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 共振器形成部 2 溝部 10 半導体レーザ素子 11 基板 12 n型半導体層(第1の半導体層) 13 活性層 14 p型半導体層(第2の半導体層) 14a リッジ部 15 p側電極(第2のレーザ電極) 16 n側電極(第1のレーザ電極) 17 絶縁膜 18 p側配線電極 20 保持体 21 p側保持体電極(第2の保持体電極) 22 n側保持体電極(第1の保持体電極) 23 導電性接合材 30A 半導体レーザ素子 30B 半導体レーザ素子 31 基板 32 n型半導体層(第1の半導体層) 33 活性層 34 p型半導体層(第2の半導体層) 34a リッジ部 34b ダミーポスト 35 p側電極(第2のレーザ電極) 36 n側電極(第1のレーザ電極) 37A 絶縁膜 37B 絶縁膜 37C 絶縁膜 38 p側配線電極(第2の保持体電 1 resonator forming portion 2 groove 10 semiconductor laser element 11 substrate 12 n-type semiconductor layer (first semiconductor layer) 13 active layer 14 p-type semiconductor layer (second semiconductor layer) 14a ridge 15 p-side electrode (second laser electrode) 16 n-side electrode (first laser electrode) 17 insulating film 18 p-side wiring electrode 20 holder 21 p-side carrier electrode (second holding member electrode) 22 n-side holder electrode (first of holder electrode) 23 electrically conductive bonding material 30A semiconductor laser device 30B semiconductor laser element 31 substrate 32 n-type semiconductor layer (first semiconductor layer) 33 active layer 34 p-type semiconductor layer (second semiconductor layer) 34a ridge 34b dummy posts 35 p-side electrode (second laser electrode) 36 n-side electrode (first laser electrodes) 37A insulating film 37B insulating film 37C insulating film 38 p-side wiring electrode (second holding member electrodeposition ) 39 n側配線電極(第1の保持体電極) 40 保持体 41 p側保持体電極 42 n側保持体電極 43 導電性接合材 44 充填材 50 半導体レーザ素子 51 基板 52 n型半導体層(第1の半導体層) 53 活性層 54 p型半導体層(第2の半導体層) 54a リッジ部 54b ダミーポスト 55 p側電極(第2のレーザ電極) 56 n側電極(第1のレーザ電極) 57 絶縁膜 58 p側配線電極 ) 39 n-side wiring electrode (first holding member electrode) 40 holder 41 p-side carrier electrode 42 n-side retainer electrode 43 conductive joining material 44 filling material 50 semiconductor laser element 51 substrate 52 n-type semiconductor layer (second 1 of the semiconductor layer) 53 active layer 54 p-type semiconductor layer (an insulating second semiconductor layer) 54a ridge 54b dummy posts 55 p-side electrode (second laser electrode) 56 n-side electrode (first laser electrode) 57 film 58 p-side wiring electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山 智 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 辻村 歩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 石橋 明彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 長谷川 義晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 宮永 良子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−145562(JP,A) 特開 平10−200213(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Satoshi Kamiyama Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (72) inventor Ayumi Tsujimura Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit industry Co., Ltd. the inner (72) inventor Akihiko Ishibashi Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (72) inventor Yoshiaki Hasegawa Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (72) inventor Ryoko MIYANAGA Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (56) reference Patent flat 11-145562 (JP, a) JP flat 10-200213 (JP, a) (58) field of investigation (Int.Cl. 7, DB name) H01S 5/00 - 5/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 絶縁性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2導電型の第2の半導体層からなり、前記第1の半導体層が前記第2 1. A first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the insulating substrate, made from a second semiconductor layer of the active layer and the second conductivity type, said first semiconductor layer There the second
    の半導体層側に露出部を有する積層体と、前記第1の半導体層の露出部に設けられた第1のレーザ電極と、前記第2の半導体層における前記第1の半導体層の反対側の面に設けられた第2のレーザ電極と、該第2のレーザ電極における前記第2の半導体層の反対側の面に設けられた配線電極とを有する半導体レーザ素子と、 主面上における前記第1のレーザ電極と対向する位置に第1の保持体電極を有すると共に前記第2のレーザ電極と対向する位置に第2の保持体電極を有しており、主面が前記絶縁性基板の主面と互いに対向すると共に、前記第1のレーザ電極と前記第1の保持体電極とが電気的に接続され、且つ前記第2のレーザ電極と前記第2の保持体電極とが電気的に接続されるように前記半導体レーザ素子を保持している保持体と Of a laminate having an exposed portion on the semiconductor layer side, a first laser electrode provided on the exposed portion of the first semiconductor layer, on the opposite side of the first semiconductor layer in said second semiconductor layer a semiconductor laser device having a second laser electrodes, and an opposite wiring electrodes provided on the surface of the in the laser electrode of the second second semiconductor layer provided on the surface, the on the main surface a the laser electrode opposite to the position of 1 has a second holding member electrode at a position opposed to the second laser electrodes has a first holding member electrode, the main principal surface of the insulating substrate plane and with opposite each other, wherein the first laser electrode and the first holding member electrodes are electrically connected, and the second the laser electrode of the second holding member electrode and is electrically connected said semiconductor laser element holder that holds as を備え、 前記第1のレーザ電極の前記第2のレーザ電極側の領域は絶縁膜に覆われ、 前記配線電極は前記絶縁膜及び前記第2のレーザ電極を覆っており、 前記第1の保持体電極は、前記第1のレーザ電極における前記絶縁膜に覆われていない領域と接続されていることを特徴とする半導体レーザ装置。 Wherein the area of ​​said second laser electrode side of the first laser electrode is covered with the insulating film, the wiring electrode covers the insulating layer and the second laser electrodes of said first holding body electrode, a semiconductor laser device characterized by being connected to the first region where the not covered with the insulating film in the laser electrodes.
  2. 【請求項2】 絶縁性基板の主面上に順次形成された第1導電型の第1の半導体層、活性層及び第2導電型の第2の半導体層とからなる積層体と、 前記積層体の上部に前記第1の半導体層に達するように形成され、レーザ光の出射方向を規制する溝部と、 前記積層体における前記溝部の側方に形成され、前記第1の半導体層、活性層及び第2の半導体層を含む共振器形成部と、 前記積層体における前記溝部に対して前記共振器形成部と反対側の領域に形成され、基板面からの高さが前記共振器形成部の基板面からの高さとほぼ等しいダミーポストと、 前記溝部の内部における前記第1の半導体層の上に設けられた第1のレーザ電極と、 前記共振器形成部における前記第2の半導体層の上に設けられ、レーザ光の出射方向にストライプ状に延 Wherein the first semiconductor layer of a first conductivity type are sequentially formed on the main surface of the insulating substrate, a laminate comprising a second semiconductor layer of the active layer and the second conductivity type, the stacked is formed as the upper part of the body reaches the first semiconductor layer, the groove for regulating the emission direction of the laser light, is formed on the side of the groove in the laminate, said first semiconductor layer, the active layer and a resonator forming portion comprising a second semiconductor layer, said formed opposite region and the resonator forming portion relative to the groove in the laminate, the height from the substrate surface of the cavity forming part approximately equal dummy posts and the height from the substrate surface, the a first laser electrode provided on the first semiconductor layer inside the groove on the second semiconductor layer in the cavity forming part provided, extending in a stripe shape on the emission direction of the laser beam る第2のレーザ電極と、 前記第1のレーザ電極、前記ダミーポストの側面及び上面に跨るように形成された配線電極とを備え、 前記共振器形成部における前記第2のレーザ電極を除く上面及び側面、前記第1のレーザ電極上における前記第2のレーザ電極側の領域、並びに前記ダミーポスト上は絶縁膜により覆われており、 前記第1のレーザ電極と接触する前記配線電極は、前記絶縁膜を介して前記ダミーポスト上に設けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。 Top, excluding the second laser electrode, the first laser electrodes, wherein a wiring formed electrodes so as to straddle the side and upper surface of the dummy post, the second laser electrodes in the resonator forming portion that and side, wherein the second laser electrode side of the region in the first laser electrode, and on the dummy post is covered with an insulating film, the wiring electrode in contact with the first laser electrode, said the semiconductor laser device, characterized in that via an insulating film is provided on the dummy posts.
  3. 【請求項3】 前記絶縁性基板よりも熱伝導率が大きい絶縁体からなり、 主面上における前記第1のレーザ電極と対向する位置に第1の保持体電極を有すると共に前記第2のレーザ電極と対向する位置に第2の保持体電極を有しており、主面が前記絶縁性基板の主面と互いに対向すると共に、前記第1のレーザ電極と前記第1の保持体電極とが導電性接合材を介して接続し且つ前記第2のレーザ電極と前記第2の保持体電極とが導電性接合材を介して接続するように前記半導体レーザ素子を保持している保持体をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ装置。 Wherein consists the insulating thermal conductivity than the substrate is large insulators, said second laser has a first holding member electrode at a position opposed to the first laser electrodes on the main surface has a second holding member electrode at a position facing the electrode, the main surface opposite to each other with the major surface of the insulating substrate, and a wherein the first laser electrode first holder electrode conductive bonding material to connect via and the second holding member and the laser electrodes a second holder electrode is holding the semiconductor laser element so as to be connected via the conductive bonding material further the semiconductor laser device according to claim 2, characterized in that it comprises.
  4. 【請求項4】 前記溝部には、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム又はダイヤモンドからなる充填材が充填されており、前記充填材により前記溝部と前記保持体により形成される空間が満たされていることを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ装置。 Wherein the groove, aluminum oxide, silicon nitride, filler made of aluminum nitride or diamond is filled, the space formed by the holding member and the groove by the filling material is filled the semiconductor laser device according to claim 3, characterized in that.
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