JP4530116B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に係り、特に半導体基板上に形成された複数個の半導体素子がサブマウント部材にマウントされている半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光デバイスの集積化の必要性が急速に認識され、例えば発信波長の異なる複数個の半導体レーザ素子を用いた集積化高機能光デバイスは、民生用機器に使用されるキーデバイスとして既に市場に送り出されている。
そして、このような集積化高機能光デバイスの製造方法としては、発信波長の異なる複数個の半導体レーザ素子を別々に作製し、その組立工程において、１つのデバイスに組み合わせる方法と、１つの基板上に発信波長の異なる複数個の半導体レーザ素子を作製し、通常の組立工程を用いてデバイスとする方法がある。
これら２つの製造方法においては、前者の製造方法が、後者の製造方法に比べて約２倍近い生産工程を必要とするだけでなく、集積化デバイスとして最も重要な半導体レーザ素子間の位置合わせ精度が後者の製造方法よりも劣る。従って、両者を比較すると、後者の製造方法が明らかに優位性を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１つの基板上に発信波長の異なる半導体レーザ素子群を形成する場合、各々の発信波長に対して最適なレーザ構造を追求すると、複数個の半導体レーザ素子の形状は互いに異なったものとなる。
例えば図１２に示されるように、共に光出力が２〜５ｍＷの読取専用の２波長レーザ装置を作製する際に、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に、互いに異なる種類のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０をそれぞれ形成した場合、両レーザ素子の基板表面からの高さに差、所謂高低差が生じる。
【０００４】
即ち、活性層２１の上下をｐ−クラッド層２２及びｎ−クラッド層２３によって挟まれているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と、活性層３１の上下をｐ−クラッド層３２及びｎ−クラッド層３３によって挟まれているＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のそれぞれのレーザ構造を最適なものにしようとすると、結果としてＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の高さがＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよりも高くなり、両レーザ素子間には例えば約１μｍの高低差が生じる。
なお、ここで、ｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上には、ｎ−電極１１が形成され、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−クラッド層２２上にはｐ−電極２４が形成され、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−クラッド層３２上にはｐ−電極３４が形成されている。
【０００５】
そして、図１３に示されるように、図１２の２波長レーザ装置を組み立てる際には、ｎ−ＧａＡｓ基板１０の上下を反転させ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極２４，３４を下向きにして、サブマウント部材８０上に搭載する。このように半導体装置の上面電極を下向きにしてサブマウント部材上に搭載する方法は、一般にダウンマウントと呼ばれる。
なお、このサブマウント部材８０は、そのサブマウント基体８１の素子搭載面８２上に、それぞれＩｎ−Ｓｎ系のハンダからなるパターン電極８３、８４が形成されている。
【０００６】
そして、所定のダイボンド装置を用いて、実際にダウンマウントを行うと、図１４に示されるようになる。
即ち、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材８０のパターン電極８３とが接合し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材８０のパターン電極８４とが接合する。そして、その際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差に起因して、サブマウント部材８０上にダウンマウントされたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０は傾いてしまい、サブマウント部材８０の底面に対して傾きθが発生する。
【０００７】
このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の発光点に位置ずれが生じ、発光点間の距離が短くなり、光軸ずれを引き起こして、光ピックアップなどの光学系アライメントを困難にするという問題を招いていた。
また、ダイボンド装置を用いたダウンマウントの際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に加わる圧力が不均等になり、この不均等な圧力ダメージによってＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に歪みが生じ、発光の際の偏向角がばらつきや特性不良を引き起こすという問題を招いていた。
【０００８】
更に、このダウンマウントの際には、サブマウント部材８０を加熱してＩｎ−Ｓｎ系のハンダからなるパターン電極８３、８４を融解させ、この融解したパターン電極８３、８４にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極２４，３４を押圧するため、そのときに融解したパターン電極８３、８４が素子搭載面８２上を流れて互いに接触し、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とをショートさせる事態が生じる恐れもあった。
【０００９】
しかも、上記図１２においては、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０が形成されている読取専用の２波長レーザ装置の場合について述べたが、光出力が３〜５ｍＷの読取用のレーザ素子と光出力が２０〜３０ｍＷのＣＤ−Ｒ／ＲＷなどの書込用の高出力レーザ素子とが同一基板上に形成されている２波長レーザ装置の場合には、高出力レーザ素子のクラッド層の層厚を十分に厚くする必要があるため、両レーザ素子間の高低差は、上記図１２に示される場合よりも遥かに大きくなり、サブマウント部材上にダウンマウントされたレーザ素子の傾きθも更に大きくなる。従って、このレーザ素子間の高低差に起因する上記の問題も更に深刻なものとなる。
【００１０】
なお、このような問題を解決する方法として、例えば高さが相対的に低いＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４の厚さを相対的に高いＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４の厚さよりも十分に厚くし、両レーザ素子の高さが実効的に等しくなるようにすることが考えられる。
しかし、この場合、ｐ−電極２４は一般にＡｕを材料とし、蒸着法によって形成されるため、高価な原料の使用量の増大によるコスト上昇や、リードタイム面においける生産性の低下を招く結果となり、好ましいものではない。
【００１１】
また、他の解決方法として、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材８０のパターン電極８３との間に相対的に厚さの厚いハンダ層を介在させ、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材８０のパターン電極８４との間に相対的に厚さの薄いハンダ層を介在させる方法も提案されている（特開平７−２３５７２９号公報参照）。
しかし、この場合、ダウンマウント時に溶融したハンダ層が冷却されて固化する際や例えばＡｕからなるｐ−電極２４、３４と合金化する際に、その進行は各部において必ずしも均一ではないため、体積変化等にばらつきが生じ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブマウント部材８０上に水平にマウントした状態を精度よく保持することは困難で、結局傾きを生じてしまうことになる。
しかも、上記２つの解決方法においては、ダウンマウントの際に融解したハンダがサブマウント部材の素子搭載面上を流れて、素子間ショートを生じるという問題に対する解決にならないばかりか、却ってその恐れを強くする危険を有している。
【００１２】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子がサブマウント部材上にダウンマウントされる場合に、複数個の半導体素子に高低差があっても、これら複数個の半導体素子がサブマウント部材に水平に搭載され、安定した特性と高い信頼性が得られる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る半導体装置（第１半導体装置）は、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子が、複数個の半導体素子の各々の上面電極を下向きにして、各々の上面電極に対応する複数のパターン電極を有するサブマウント部材の素子搭載面上に搭載されている半導体装置であって、複数個の半導体素子は、半導体基板の表面からの高さが互いに異なる半導体レーザ素子およびｎｐｎバイポーラトランジスタであり、半導体レーザ素子およびｎｐｎバイポーラトランジスタの半導体基板の表面からの高さの差に対応して、サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る半導体装置（第２半導体装置）は、第１半導体装置において、ｎｐｎバイポーラトランジスタに代えてフォトダイオードを用いたものである。
【００１４】
このように本発明の半導体装置においては、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子の半導体基板表面からの高さの差、即ち複数個の半導体素子の高低差に対応して、サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられていることにより、これら高低差をもつ複数個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面上にダウンマウントされても、複数個の半導体素子の高低差はサブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸収されることから、複数個の半導体素子はサブマウント部材上に水平に搭載されることになる。このため、ダウンマウントの際に、複数個の半導体素子の高低差に起因して、サブマウント部材上に搭載された複数個の半導体素子が傾いた状態になって半導体装置の組立位置精度が低下する事態は防止される。
【００１５】
また、ダウンマウントの際に、半導体素子に加わる圧力が均等になるため、半導体素子に歪みを生じて特性不良を引き起こす事態も防止される。また、パターン電極の材料にハンダを用い、このハンダが融解して素子搭載面上を流れることがあっても、素子搭載面上の複数のパターン電極の間には段差が設けられているため、複数のパターン電極の間が容易に導通して複数個の半導体素子がショートすることは従来よりも抑制される。
【００１６】
また、一般に半導体基板裏面には下面電極が形成され、ダウンマウントに伴ってこの下面電極面が上方に露出した状態となるが、この下面電極面も水平になり、サブマウント部材の底面と平行になるため、この下部電極面上へのワイヤボンディングが容易に且つ精度よく行われる。
【００１７】
また、サブマウント部材は一般にヒートシンクの機能も有しているが、特に半導体素子が高出力の発光素子のように動作時に大量の発熱を伴う素子の場合、サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられると、その表面積が増大するため、放熱効果が向上する。
【００１８】
更に、複数個の半導体素子をサブマウント部材上に水平に搭載するために、複数個の半導体素子に厚さの異なる上面電極を設けたり、複数個の半導体素子の上面電極とサブマウント部材のパターン電極との間に厚さの異なるハンダ層を介在させたりする従来の場合と比較すると、電極材料の増大に伴うコスト上昇や工程の煩雑化による生産性の低下を招くことはない。
なお、サブマウント部材の素子搭載面に段差を設ける加工は、例えば所定のマスクパターンを用いたウェットエッチング等によって容易に行うことが可能であるため、この加工に伴うコストの上昇は殆ど無視できる程度の微々たるものである。
【００１９】
また、請求項５に係る半導体装置は、上記請求項１，３に係る半導体装置において、サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、所定の高さの凸部が設けられ、この凸部表面に半導体基板表面が当接されている構成とすることにより、上記請求項１，３に係る半導体装置の作用に加え、複数個の半導体素子をサブマウント部材の素子搭載面上にマウントする際の精度が飛躍的に高まり、半導体装置の組立位置精度が飛躍的に向上する。
【００２２】
また、半導体レーザ素子の組成中に、３族元素であるＧａ、Ａｌ、Ｉｎの少なくとも１つの元素が含有されていることが望ましい（請求項６）。或いは、その半導体レーザ素子の組成中に、５族元素であるＡｓ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも１つの元素が含有されていることが望ましい（請求項７）。更には、その半導体レーザ素子が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発光素子又はＡｌＧａＩｎＰ系発光素子であることが望ましい（請求項８）。
【００２３】
また、半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性のＧａＡｓ基板であることが望ましい（請求項９）。或いは、その半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板であって、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＳｂの少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混晶のうちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有する基板であることが望ましい（請求項１０）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発信波長の異なる２個の半導体レーザ素子が形成されている状態を示すものである。図２は本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図である。図３は本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、図１の２個の半導体レーザ素子が図２のサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【００２９】
図１に示されるように、本実施形態に係る２波長レーザ装置においては、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＣＤ読取専用のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＤＶＤ読取専用のＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０がそれぞれ形成されている。これらＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０は、共にその光出力が３〜５ｍＷである。そして、ｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上には、ｎ−電極１１が形成されている。
【００３０】
また、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０は、活性層２１の上下をｐ−クラッド層２２及びｎ−クラッド層２３によって挟まれたレーザ構造をなし、ｐ−クラッド層２２上にはｐ−電極２４が形成されている。ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０も、同様に、活性層３１の上下をｐ−クラッド層３２及びｎ−クラッド層３３によって挟まれたレーザ構造をなし、ｐ−クラッド層３２上にはｐ−電極３４が形成されている。
【００３１】
そして、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のレーザ構造をそれぞれ最適なものにした場合には、結果としてＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の高さがＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよりも高くなり、両レーザ素子間には約１μｍの高低差が生じる。
【００３２】
また、図２に示されるように、本実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４０においては、例えばＳｉからなるサブマウント基体４１の素子搭載面に段差が設けられており、この段差を介して高さの異なる２つの素子搭載面、即ち素子搭載面４２と素子搭載面４３に分離されている。そして、これら高さの異なる２つ素子搭載面４２、４３上に、例えばＩｎ−Ｓｎ系のハンダからなるパターン電極４４、４５がそれぞれ形成されている。
【００３３】
なお、素子搭載面４２、４３を分離している段差の大きさは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差に対応するものであり、従ってここでは約１μｍの段差となっている。
また、このＳｉからなるサブマウント基体４１の素子搭載面に段差を設ける加工は、例えば所定のマスクパターンを用いたウェットエッチング等によって容易に行う。
【００３４】
そして、所定のダイボンド装置を用いて、図１に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０を、図２に示すサブマウント部材４０上にダウンマウントすると、図３に示されるようになる。
即ち、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０の素子搭載面４２上のパターン電極４４とが接合し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材４０の素子搭載面４３上のパターン電極４５とが接合する。
【００３５】
そして、その際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差はサブマウント部材４０の素子搭載面４２と素子搭載面４３との段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０はサブマウント部材４０上に水平に搭載されることになる。即ち、サブマウント部材４０のサブマウント基体４１の底面とｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上のｎ−電極１１表面とが互いに平行面となる。
【００３６】
以上のように本実施形態によれば、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０とには高低差がある一方、サブマウント部材４０の素子搭載面にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差に対応した段差が設けられ、高さの異なる素子搭載面４２と素子搭載面４３に分離されていることにより、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブマウント部材４０の素子搭載面４２、４３上にダウンマウントすると、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差はサブマウント部材４０の素子搭載面４２、４３間に設けられた段差よって吸収されることから、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブマウント部材４０上に水平に搭載することが可能になる。即ち、サブマウント部材４０上に搭載したＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０がその高低差に起因して傾いた状態になることはなく、２波長レーザ装置の組立位置精度を向上することが可能になる。
【００３７】
このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０がサブマウント部材４０上に傾いて搭載され、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の発光点の位置ずれが生じ、発光点の間の距離が短くなり、光軸ずれを引き起こして、光ピックアップなどの光学系アライメントを困難にするといった特性不良を招く事態を防止することができる。
【００３８】
また、サブマウント部材４０の素子搭載面４２、４３間に設けられた段差の存在によって、それぞれ素子搭載面４２、４３上にマウントされたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０がマウント方向のｚ軸回りに回転することが阻止されるため、ｚ軸回りの回転による位置精度不良も防止することができ、全体としての組立位置精度の向上に寄与することができる。
【００３９】
また、ダウンマウントの際、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に加わる圧力は均等になり、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０に歪みを生じなくなるため、発光の際の偏向角のばらつきや不良を引き起こす事態を防止して、特性の向上を実現することができる。
【００４０】
また、ダウンマウントの際に、Ｉｎ−Ｓｎ系のハンダからなるパターン電極４４、４５が融解して素子搭載面４３上を流れることがあっても、素子搭載面４２、４３間には段差が設けられているため、流れ出したハンダがこの段差を這い上がることは容易にはできず、この流れ出したハンダを介してＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とがショートすることを防止することができる。
【００４１】
また、ｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上に形成されているｎ−電極１１は、ダウンマウントに伴って上方に露出した状態となるが、このｎ−電極１１表面も水平になる、即ちサブマウント部材４０のサブマウント基体４１底面と平行になるため、このｎ−電極１１表面へのワイヤボンディングを容易に且つ精度よく行うことが可能になる。
【００４２】
更に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をサブマウント部材４０上に水平に搭載する方法として、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子のそれぞれのｐ−電極の厚さを変えたり、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子の各々のｐ−電極とサブマウント部材のパターン電極との間に厚さの異なるハンダ層を介在させたりする従来の場合と比較すると、電極材料の増大に伴うコスト上昇や工程の煩雑化による生産性の低下を防止することができる。
【００４３】
なお、サブマウント基体４１の素子搭載面に段差を設ける加工は、例えば所定のマスクパターンを用いたウェットエッチング等によって容易に行うことが可能であるため、この加工に伴うコストの上昇は微々たるものであり、殆ど無視することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発信波長の異なる２個の半導体レーザ素子（但し、一方は高出力の半導体レーザ素子）が形成されている状態を示すものである。図５は本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、図４の２個の半導体レーザ素子がサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。なお、図４に示すサブマウント部材は上記第１の実施形態の図２に示すものと基本的に同様の構造をなしているため、その単独での図示は省略する。また、上記第１の実施形態の図１〜図３に示す構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４に示されるように、本実施形態に係る２波長レーザ装置においては、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０がそれぞれ形成されている。即ち、上記第１の実施形態の図１に示す２波長レーザ装置における光出力が３〜５ｍＷのＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の代わりに、光出力が２０〜３０ｍＷのＣＤ−Ｒ／ＲＷなどの書込用の高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０が形成されているものである。なお、この高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０の代わりに、高出力用のＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子が形成されていてもよい。
【００４６】
そして、この高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０も、上記図１のＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０と同様に、活性層５１の上下をｐ−クラッド層５２及びｎ−クラッド層５３によって挟まれたレーザ構造をなし、５２上にはｐ−電極５４が形成されている。但し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０と比較すると、高出力化されているため、ｐ−クラッド層５２及びｎ−クラッド層５３は、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のそれよりも厚くなっている。このため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差は、上記第１の実施形態の場合よりも大きくなり、例えば約２μｍの高低差が生じている。
【００４７】
また、図示は省略するが、本実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４０ａは、上記第１の実施形態におけるサブマウント部材４０と同様の構造をなしている。但し、そのサブマウント基体４１ａの素子搭載面に設けられている段差の大きさは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差に対応するものであり、従ってここでは約２μｍの段差となっている。
【００４８】
そして、所定のダイボンド装置を用いて、図４に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及び高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０をサブマウント部材４０ａ上にダウンマウントすると、図５に示されるようになる。
即ち、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０ａの素子搭載面４２ａ上のパターン電極４４とが接合し、高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０の５４とサブマウント部材４０ａの素子搭載面４３ａ上のパターン電極４５とが接合する。
【００４９】
そして、その際に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差はサブマウント部材４０ａの素子搭載面４２ａと素子搭載面４３ａとの段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及び高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０はサブマウント部材４０ａ上に水平に搭載されることになる。即ち、サブマウント部材４０ａのサブマウント基体４１ａの底面とｎ−ＧａＡｓ基板１０裏面上のｎ−電極１１表面とが互いに平行面となる。
【００５０】
以上のように本実施形態によれば、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０と高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０との高低差は、上記第１の実施形態の場合のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差よりも大きくなっているが、このより大きな高低差に対応した段差がサブマウント部材４０ａの素子搭載面に設けられていることにより、上記第１の実施形態の場合と同様の効果をより有効に奏することができる。
【００５１】
更に、本実施形態に係る２波長レーザ装置の高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０は、その動作時における注入電流が多く、発熱量も大きいが、一般にヒートシンクの機能も有しているサブマウント部材４０ａの素子搭載面に段差が設けられ、そのサブマウント基体４１ａの表面積が増大するため、サブマウント部材４０ａの放熱効率を向上することができるという効果もある。
【００５２】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図である。図７は本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、２個の半導体レーザ素子が図６のサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。なお、図７に示す２個の半導体レーザ素子は上記第１の実施形態の図１に示すものと同一であるため、新たな図示は省略して図１を流用する。また、上記第１の実施形態の図１〜図３に示す構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図６に示されるように、本実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材４０ｂは、基本的に上記第１の実施形態の図２に示すサブマウント部材４０と同様の構造をなしているが、サブマウント基体４１ｂの両端部に、図１のｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をダウンマウントする際のｎ−ＧａＡｓ基板１０表面を受け止めるための所定の高さの凸部４６，４７が設けられている点に特徴がある。
【００５４】
そして、所定のダイボンド装置を用いて、図１に示すＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０を図６に示すサブマウント部材４０ｂ上にダウンマウントすると、図７に示されるようになる。
即ち、上記第１の実施形態の場合と同様に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０ｂの素子搭載面４２ｂ上のパターン電極４４とが接合し、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極３４とサブマウント部材４０ｂの素子搭載面４３ｂ上のパターン電極４５とが接合し、その際にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差は素子搭載面４２ｂと素子搭載面４３ｂとの段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０はサブマウント部材４０ｂ上に水平に搭載されることになる。
【００５５】
しかも、このとき、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０が形成されているｎ−ＧａＡｓ基板１０表面がサブマウント部材４０ｂの凸部４６，４７表面によって受け止めるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極２４，３４とサブマウント部材４０ｂのパターン電極４４，４５との位置合わせ精度が高くなるだけでなく、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０のｐ−電極２４，３４がサブマウント部材４０ｂのパターン電極４４，４５に押圧される際の圧力が過不足なく適正に制御される。その結果、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０とサブマウント部材４０ｂとの組立精度が更に向上する。
【００５６】
以上のように本実施形態によれば、サブマウント部材４０ｂの素子搭載面に、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されているＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０との高低差に対応した段差が設けられているだけでなく、サブマウント基体４１ｂの両端部に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０をダウンマウントする際のｎ−ＧａＡｓ基板１０表面を受け止めるための所定の高さの凸部４６，４７が設けられていることにより、上記第１の実施形態の場合の効果に加え、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０とサブマウント部材４０ｂとの組立精度が更に向上することができる。
【００５７】
なお、上記第１〜第３の実施形態において、２波長レーザ装置として、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０やＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザ素子３０や高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０が形成されている場合について説明したが、ここで用いられる半導体基板はｎ−ＧａＡｓ基板１０に限定されるものではなく、例えばｐ−ＧａＡｓ基板やＳＩ−ＧａＡｓ基板であってもよい。また、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板であって、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＳｂの少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混晶のうちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有する基板であってもよい。また、そのような半導体基板上に形成されるレーザ素子は、その組成中に３族元素であるＧａ、Ａｌ、Ｉｎを含有し、また５族元素であるＡｓ、Ｐを含有している本実施形態の場合の他に、５族元素であるＳｂを含有している場合であってもよい。
また、サブマウント部材４０ｂのサブマウント基体４１ｂの材料としてＳｉを用いているが、Ｓｉに限定されるものではなく、例えばＡｌＮ、ＢｅＯ、ＣｕＷ、又はＢＮを材料として用いてもよい。
【００５８】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、何れも２波長レーザ装置について説明したが、本発明は半導体基板上に半導体発光素子が形成されている場合に限定されるものではない。以下、本発明の実施形態の変形例として、半導体基板上にレーザ素子以外の半導体素子が形成されている場合を、図８〜図１１を用いて説明する。但し、上記第１の実施形態の図１〜図７に示す構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図８に示されるように、本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とｎｐｎバイポーラトランジスタ６０がそれぞれ形成されている。即ち、上記第１の実施形態の図１に示す２波長レーザ装置におけるＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の代わりに、ｎｐｎバイポーラトランジスタ６０が形成されている。なお、この場合、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の代わりに、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０であってもよいし、高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０であってもよい。
【００６０】
このｎｐｎバイポーラトランジスタ６０は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に形成されたｎ−領域６１と、このｎ−領域６１上に形成されたｐ−領域６２と、このｐ−領域６２上に形成されたｎ−領域ｎ−領域６３とを有し、ｎｐｎ接合構造を形成している。また、ｐ−領域６２上には、ｐ−電極６４が形成され、ｎ−領域６３上には、ｎ−電極６５が形成されている。そして、このｎｐｎバイポーラトランジスタ６０の高さはＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよりも高くなり、両素子間に所定の高低差が生じている。
【００６１】
このようにｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に高さの異なるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びｎｐｎバイポーラトランジスタ６０が形成されている場合であっても、両素子間の高低差に対応する段差がサブマウント基体４１ｃの素子搭載面に設けられているサブマウント部材４０ｃ上にダウンマウントすると、図９に示されるようになる。
【００６２】
即ち、上記第１の実施形態の場合と同様に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０ｃの素子搭載面４２ｃ上のパターン電極４４とが接合し、ｎｐｎバイポーラトランジスタ６０のｐ−電極６４とサブマウント部材４０ｃの素子搭載面４３ｃ上のパターン電極４５とが接合し、その際にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とｎｐｎバイポーラトランジスタ６０との高低差はサブマウント部材４０ｃの素子搭載面４２ｃと素子搭載面４３ｃとの段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びｎｐｎバイポーラトランジスタ６０はサブマウント部材４０ｃ上に水平に搭載されることになる。従って、上記第１の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。
【００６３】
また、図１０に示されるように、本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とフォトダイオード７０がそれぞれ形成されている。即ち、上記第１の実施形態の図１に示す２波長レーザ装置におけるＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０の代わりに、フォトダイオード７０が形成されている。この場合も、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の代わりに、ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子３０であってもよいし、高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子５０であってもよい。
【００６４】
このフォトダイオード７０は、ｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に、ＳＩ（半絶縁性）−ＧａＡｓ層７１を介して形成されたｎ−電極７２と、このｎ−電極７２上に形成されたｉ−高抵抗領域７３と、このｉ−高抵抗領域７３上に形成されたｐ−電極７４とを有し、感光領域としてのｉ−高抵抗領域７３をｎ−電極７２及びｐ−電極７４によって挟んでいる構造を形成している。そして、このフォトダイオード７０の高さはＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０の高さよりも高くなり、両素子間に所定の高低差が生じている。
【００６５】
このようにｎ−ＧａＡｓ基板１０表面上に高さの異なるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及びフォトダイオード７０が形成されている場合であっても、両素子間の高低差に対応する段差がサブマウント基体４１ｄの素子搭載面に設けられているサブマウント部材４０ｄ上にダウンマウントすると、図１１に示されるようになる。
【００６６】
即ち、上記第１の実施形態の場合と同様に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０のｐ−電極２４とサブマウント部材４０ｄの素子搭載面４２ｄ上のパターン電極４４とが接合し、フォトダイオード７０のｐ−電極７４とサブマウント部材４０ｄの素子搭載面４３ｄ上のパターン電極４５とが接合し、その際にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０とフォトダイオード７０との高低差はサブマウント部材４０ｄの素子搭載面４２ｄと素子搭載面４３ｄとの段差によって吸収されるため、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子２０及び７８はサブマウント部材４０ｄ上に水平に搭載されることになる。従って、上記第１の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明に係る半導体装置によれば、次のような効果を奏することができる。即ち、請求項１〜４に係る半導体装置によれば、半導体基板上に形成された２つの半導体レーザ素子およびｎｐｎパイポーラトランジスタ（またはフォトダイオード）の高低差に対応して、サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられていることにより、これら複数個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面上にダウンマウントされても、複数個の半導体素子の高低差はサブマウント部材の素子搭載面の段差よって吸収されることから、複数個の半導体素子をサブマウント部材上に水平に搭載することが可能になる。このため、ダウンマウントの際に、複数個の半導体素子の高低差に起因して、サブマウント部材上に搭載された複数個の半導体素子が傾いた状態になって半導体装置の組立位置精度が低下する事態を防止することができ、安定した特性と高い信頼性を有する半導体装置を実現することができる。
【００６８】
また、複数個の半導体素子がサブマウント部材の素子搭載面上にマウントされるマウント方向をｚ軸とすると、サブマウント部材の素子搭載面の段差の存在によって、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子のｚ軸回りの回転による位置精度不良を防止することも可能になり、安定した特性と高い信頼性を有する半導体装置の実現に寄与することができる。
【００６９】
また、ダウンマウントの際に、半導体素子に加わる圧力が均等になるため、半導体素子に歪みを生じて特性不良を引き起こす事態を防止することもできる。また、パターン電極の材料にハンダを用い、このハンダが融解して素子搭載面上を流れることがあっても、素子搭載面上の複数のパターン電極の間には段差が設けられているため、複数のパターン電極の間が容易に導通して複数個の半導体素子がショートすることを防止することができる。従って、安定した特性と高い信頼性を有する半導体装置の実現に寄与することができる。
【００７０】
また、一般に半導体基板裏面に形成され、ダウンマウントに伴って上方に露出した状態となる下面電極面も水平になるため、この下部電極面上へのワイヤボンディングを容易に且つ精度よく行うことが可能になり、安定した特性と高い信頼性を有する半導体装置の実現に寄与することができる。
【００７１】
また、特に半導体素子が高出力の発光素子のように動作時に大量の発熱を伴う素子の場合、ヒートシンクの機能も有しているサブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられると、その表面積が増大するため、放熱効果を向上して、素子寿命を長くするなど、信頼性を高めることができる。
【００７２】
また、請求項５に係る半導体装置によれば、上記請求項１，３に係る半導体装置において、サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、所定の高さの凸部が設けられ、この凸部表面に半導体基板表面が当接されていることにより、上記請求項１に係る半導体装置の効果に加え、複数個の半導体素子をサブマウント部材の素子搭載面上にマウントする際の精度を飛躍的に高め、半導体装置の組立位置精度を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発信波長の異なる２個の半導体レーザ素子が形成されている状態を示すものである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、図１の２個の半導体レーザ素子が図２のサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に発信波長の異なる２個の半導体レーザ素子（但し、一方は高出力の半導体レーザ素子）が形成されている状態を示すものである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、図４の２個の半導体レーザ素子がサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装置に使用するサブマウント部材を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る２波長レーザ装置を示す概略断面図であって、２個の半導体レーザ素子が図６のサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【図８】本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に半導体レーザ素子とバイポーラトランジスタとが形成されている状態を示すものである。
【図９】本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置を示す概略断面図であって、図８の半導体レーザ素子及びバイポーラトランジスタがサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【図１０】本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置を示す概略断面図であって、同一の半導体基板上に半導体レーザ素子とフォトダイオードとが形成されている状態を示すものである。
【図１１】本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置を示す概略断面図であって、図１０の半導体レーザ素子及びフォトダイオードがサブマウント部材上にダウンマウントされた状態を示すものである。
【図１２】同一の半導体基板上に形成された互いに種類の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略断面図（その１）である。
【図１３】同一の半導体基板上に形成された互いに種類の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略断面図（その２）である。
【図１４】同一の半導体基板上に形成された互いに種類の異なる２個の半導体レーザ素子を従来の方法によりサブマウント部材上にダウンマウントする様子を示す概略断面図（その３）である。
【符号の説明】
１０……ｎ−ＧａＡｓ基板、１１……ｎ−電極、２０……ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子、２１……活性層、２２……ｐ−クラッド層、２３……ｎ−クラッド層、２４……ｐ−電極、３０……ＡｌＧａＩｎＰ系赤外色レーザ素子、３１……活性層、３２……ｐ−クラッド層、３３……ｎ−クラッド層、３４……ｐ−電極、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ……サブマウント部材、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ……サブマウント基体、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ……素子搭載面、４４、４５……パターン電極、４６、４７……凸部、５０……高出力用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系赤外色レーザ素子、５１……活性層、５２……ｐ−クラッド層、５３……ｎ−クラッド層、５４……ｐ−電極、６０……ｎｐｎバイポーラトランジスタ、６１……ｎ−領域、６２……ｐ−領域、６３……ｎ−領域、６４……ｐ−電極、６５……ｎ−電極、７０……フォトダイオード、７１……ＳＩ−ＧａＡｓ層、７２……ｎ−電極、７３……ｉ−高抵抗領域、７４……ｐ−電極、８０……サブマウント部材、８１……サブマウント基体、８２……素子搭載面、８３、８４……パターン電極。

Claims (10)

1. 半導体基板上に形成された複数個の半導体素子が、前記複数個の半導体素子の各々の上面電極を下向きにして、前記各々の上面電極に対応する複数のパターン電極を有するサブマウント部材の素子搭載面上に搭載されている半導体装置であって、
   前記複数個の半導体素子は、前記半導体基板の表面からの高さが互いに異なる半導体レーザ素子およびｎｐｎバイポーラトランジスタであり、前記半導体レーザ素子およびｎｐｎバイポーラトランジスタの前記半導体基板の表面からの高さの差に対応して、前記サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられている
   半導体装置。
2. 前記ｎｐｎバイポーラトランジスタは、前記半導体基板の表面上に形成されたｎ−領域、前記ｎ−領域上に形成されたｐ−領域、および前記ｐ−領域上に形成されたｎ−領域からなるｎｐｎ接合構造を有し、その高さが前記半導体レーザ素子の高さよりも高い
   請求項１記載の半導体装置。
3. 半導体基板上に形成された複数個の半導体素子が、前記複数個の半導体素子の各々の上面電極を下向きにして、前記各々の上面電極に対応する複数のパターン電極を有するサブマウント部材の素子搭載面上に搭載されている半導体装置であって、
   前記複数個の半導体素子は、前記半導体基板の表面からの高さが互いに異なる半導体レーザ素子およびフォトダイオードであり、前記半導体レーザ素子およびフォトダイオードの前記半導体基板の表面からの高さの差に対応して、前記サブマウント部材の素子搭載面に段差が設けられている
   半導体装置。
4. 前記フォトダイオードは、前記半導体基板の表面上にＧａＡｓ層を介して形成されたｎ−電極、前記ｎ−電極上に形成された感光領域としてのｉ−高抵抗領域、および前記ｉ−高抵抗領域上に形成されたｐ−電極からなり、その高さは前記半導体レーザ素子の高さよりも高い
   請求項３記載の半導体装置。
5. 前記サブマウント部材の素子搭載面の両端部に、所定の高さの凸部が設けられ、前記凸部表面に前記半導体基板表面が当接されている
   請求項１または３に記載の半導体装置。
6. 前記半導体レーザ素子の組成中に、３族元素であるＧａ、Ａｌ、Ｉｎの少なくとも１つの元素が含有されている
   請求項１または３に記載の半導体装置。
7. 前記半導体レーザ素子の組成中に、５族元素であるＡｓ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも１つの元素が含有されている
   請求項１または３に記載の半導体装置。
8. 前記半導体レーザ素子が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発光素子又はＡｌＧａＩｎＰ系素子である
   請求項１または３に記載の半導体装置。
9. 前記半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性のＧａＡｓ基板である
   請求項１または３に記載の半導体装置。
10. 前記半導体基板が、ｐ型、ｎ型、又は半絶縁性の基板であって、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＳｂの少なくとも１つの混晶を含有し、又はこれらの混晶のうちの少なくとも１つとＧａＡｓとの混晶を含有する基板である
    請求項１または３に記載の半導体装置。

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