JP4916330B2

JP4916330B2 - 窒化物半導体レーザ装置の製造方法

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Publication number: JP4916330B2
Application number: JP2007032143A
Authority: JP
Inventors: 輝芳高倉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: JP2008198781A

Description

本発明は、支持基体上にロウ付けされた窒化物半導体レーザ素子を含む窒化物半導体レーザ装置の製造方法の改善に関する。

現在、半導体レーザ装置の分野において、青色から紫外の波長領域で発光し得る窒化物半導体からなるレーザ装置が開発されて実用化されつつある。しかしながら、レーザ装置の製造を行なう際に、レーザダイオード（ＬＤ）チップとマウント部材（ステム、またはサブマウント）を結合させる実装工程においてさまざまな問題が生じている。

例えば、特許文献１の特開２００３−１０１１１３号公報においては、ＬＤチップの半導体基板の材料よりも熱膨張係数が大きい材料をマウント部材として用いることによって、マウントを行っても閾値電流が大きくならないジャンクションアップ方式の半導体レーザ装置が提案されている。

図６は、先行技術による窒化物半導体レーザ装置の積層構造の一例を模式的な断面図で示している。このレーザ装置は、特許文献１に開示されたジャンクションアップ方式のレーザ装置に対応している。なお、本願の図面において、長さや厚さなどの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。

図６の窒化物半導体レーザ装置は、支持基体１１０８と、その上に搭載されたサブマウント部材１１２０と、その上に搭載された窒化物半導体ＬＤチップ１１０３とを含んでいる。

サブマウント部材１１２０は、その上面と下面にそれぞれ表面金属電極１１２１と１１２２を有している。また、ＬＤチップ１１０３は、導電性基板１１０１とその上の半導体成長層１１０２とを含んでいる。そして、ＬＤチップ１１０３の導電性基板１１０１下にｎ型電極１１１２と金属膜１１０６がこの順で形成されるとともに、ＬＤチップ１１０３の半導体成長層１１０２上にｐ型電極１１１１形成されている。

さらに、支持基体１１０８の上面とサブマウント部材１１２０の下面の金属電極１１２２との間にロウ材１１０５が接着材料として施されるとともに、サブマウント部材１１２０の上面の金属電極１１２１とｎ型電極１１１２下の金属膜１１０６との間にロウ材１１２３が接着材料として施されている。

図６に示されているような窒化物半導体レーザ装置の製造においては、ＬＤチップ１１０３をサブマウント部材１１２０上に搭載した後に、そのＬＤチップ１１０３を搭載したサブマウント部材１１２０を支持基体１１０８上に設置する。

このとき、図７に図解されているように、まずサブマウント部材１１２０をロウ材１１２３の融点よりも若干高い２００℃まで加熱し、ロウ材１１２３が溶けたところでｎ型電極１１１２側が下になるようにＬＤチップ１１０３を載置する。そして、半導体チップの取り扱い治具であるコレット(図示せず)でＬＤチップ１１０３を押さえつけて、ＬＤチップ１１０３とサブマウント部材１１２０とをロウ材１１２３によく馴染ませる。その後、ロウ材１１２３を冷却固化させ、ＬＤチップ１１０３とサブマウント部材１１２０を接着固定させる。

その後、支持基体１１０８および図６中のロウ材１１０５の原形であるロウ材箔１２０５を１００℃から４００℃程度の範囲に加熱する。このとき、ＬＤチップ１１０３は加熱してもよいし、加熱しなくてもよい。ロウ材箔１２０５を溶融させた後に、ＬＤチップ１１０３に圧力をかけて、そのＬＤチップ１１０３を搭載したサブマウント部材１１２０と支持基体１１０８とを接合させる。
特開２００３−１０１１１３号公報

図６に示されているような窒化物半導体レーザ装置を製造する際に使用されるロウ材箔１１２３は、箔状に薄く作製されたものとしても通常では厚さ４０μｍのものしか得られない。したがって、サブマウント部材１１２０にＬＤチップ１１０３をマウントする際に、溶融したロウ材１１２３が必要以上の量になってしてしまう。その結果、ＬＤチップ１１０３をコレットで押さえつけた際に、ＬＤチップ１１０３とサブマウント部材１１２０との接合面から余分なロウ材がある程度押し出される。しかし、余分なロウ材はＬＤチップの全周縁から均一に押し出されるわけではないので、ロウ材が固着する過程でロウ材の熱収縮などの影響を受けて、サブマウントとＬＤチップとを接着しているロウ材の厚さが不均一となって、ＬＤチップの傾きの原因となってしまう。このことは、窒化物半導体レーザ装置の駆動時に生じる熱を均一に放熱できなくして、そのレーザ装置の信頼性を低下させる原因となる。

このような問題に鑑みて、本発明は、窒化物半導体レーザ装置の特性の安定化を図って、歩留まりの良好なレーザ装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明による窒化物半導体レーザ装置の製造方法においては、凸状にアイランド化されたチップ接合面およびこれに対向するステム接合面を有するサブマウントと、そのチップ接合面上にロウ材を介して載置されるべき窒化物半導体レーザ素子チップと、ステム接合面をロウ材を介して支持すべき支持基体を有するステムとを準備し、サブマウントの凸状にアイランド化されたチップ接合面の面積は、レーザ素子チップの接合面の面積に比べて同等以下で−３０％までの範囲内に設定されており、支持基体、サブマウントおよびレーザ素子チップを互いに接合するマウントの手順において、サブマウントのステム接合面と支持基体との間および凸状にアイランド化されたチップ接合面上にロウ材を配置して加熱し、溶解させながら、凸状にアイランド化されたチップ接合面上にレーザ素子チップを配置し、ロウ材が完全に溶解した後に、レーザ素子チップと支持基体との間に圧力を加えて冷却することを特徴としている。

なお、本発明による窒化物半導体レーザ装置の製造方法では、サブマウントの凸状にアイランド化されたチップ接合面の幅が、レーザ素子チップの接合面の幅に比べて同等以下で−３０％までの範囲内に設定されてもよい。

本発明による窒化物半導体レーザ装置においては、サブマウントはＳｉＣで形成されることが好ましく、ロウ材としてはＡｕＳｎが好ましく用いられ得る。

以上のような本発明によれば、ＬＤチップとサブマウントとをロウ材を介して接着する際に、サブマウントの接合領域が凸状にアイランド化されているのでＬＤチップとサブマウントとの接合面から押し出されたロウ材がアイランドから流れ落ちる。したがって、ロウ材が冷却されて固着した際に、そのロウ材の熱収縮などの影響を低減させて均一なロウ材層によってＬＤチップをサブマウントに接合することができる。その結果、窒化物半導体ＬＤチップの駆動時にそのＬＤチップで生じた熱を効率良く均等にサブマウントを介して支持基体に逃がすことができ、放熱性の良好な窒化物半導体レーザ装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザ装置の積層構造を模式的断面図で示している。

なお、以下において、「窒化物半導体」は、少なくともＡｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されるものとする。ただし、窒化物半導体の窒素元素のうち、約２０％以下がＡｓ、Ｐ、およびＳｂのいずれかの元素に置換されていてもよい。また、窒化物半導体中にＳｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、およびＢｅの少なくともいずれかがドーピングされてもよい。

「保持体」はステム、フレーム、またはパッケージに相当し、「支持基体」は窒化物半導体ＬＤチップが設置されたサブマウントを搭載する保持体の一部分に相当する。

「ダイボンディング（マウント）」は、窒化物半導体ＬＤチップをマウント部材に、またはマウント部材を保持体にロウ材等の接着材料を用いて接合することを意味する。そして、「接着材料」とは、ロウ材（ハンダ）や、金属粉体を混入したペースト（Ａｇペースト）などのように、窒化物半導体ＬＤチップとマウント部材または保持体とを接合させる材料を意味する。

「チップ接合面」は、ＬＤチップをサブマウントへ接合するときに、そのＬＤチップの面に対向するサブマウントの接合面を意味するものとする。また、「ステム接合面」は、サブマウントをステムの支持基体へマウントするときに、ステムの支持基体と対向するサブマウントの接合面を意味するものとする。

「窒化物半導体ＬＤチップ」は、基板と半導体成長層で構成されるものとし、基板または半導体成長層に電極（多重層であってもよい）や金属膜（多重層であってもよい）が形成されている場合は、それらの電極と金属膜をも含むものとする。

ｐ型電極は、窒化物半導体積層体のｐ型コンタクト層に接する金属層（多重層であってもよい）を意味する。ｐ型電極上には、さらに金属膜（多層膜であってもよい）が形成され得る。以下では、「ｐ型電極側の金属層」とは、ｐ型電極、またはｐ型電極とその上の金属膜の両方を意味するものとする。

図１の窒化物半導体レーザ装置は、ステム５０１（図５参照）に設けられた支持基体１０２と、その上に搭載されたサブマウント４２０と、その上に載置された窒化物半導体ＬＤチップ４１０とを含んでいる。その窒化物半導体ＬＤチップ４１０は、ｎ型ＧａＮ基板１１１と半導体成長層６０１とを含んでいる。

このような窒化物半導体レーザ装置に含まれるサブマウント４２０においては、ＳｉＣサブマウント部材１５０のチップ接合面１５２とステム接合面１５３の両面にＡｕＳｎロウ材１５１を備えている。このサブマウント４２０は、従来のサブマウントとは異なって、そのチップ接合面１５２が凸状のアイランドの表面として形成されている。

また、窒化物半導体ＬＤチップ４１０においては、ｎ型ＧａＮ基板１１１の下面にｎ型電極１２１が形成されるとともに、そのｎ型電極１２１上に金属多層膜１２２が形成されている。さらに、ｎ型ＧａＮ基板１１１上に積層されている半導体成長層６０１においては、例えば、層厚０．２μｍのｎ型ＧａＮ層１１２、層厚１．０μｍのｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層１１３、層厚０．１μｍのｎ型ＧａＮガイド層１１４、ＩｎＧａＮ多重量子井戸構造活性層１１５、層厚０．０３μｍのｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ蒸発防止層１１６、層厚０．１μｍｐ型ＧａＮガイド層１１７、層厚０．６μｍのｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層１１８、および層厚０．１μｍのｐ型コンタクト層１１９がこの順に積層されている。また、そのｐ型コンタクト層１１９の両側面を挟むように、埋め込み領域１１０が形成されている。

このように構成されている半導体成長層６０１上にｐ型電極１３１が形成されるとともに、このｐ型電極上に金属膜１３２が形成されている。そして、窒化物半導体ＬＤチップ４１０は、ｐ型クラッド層１１８のうちでｐ型コンタクト層１１９直下の領域を凸状に加工したいわゆるリッジストライプ型構造を有している。したがって、活性層１１５のうちでｐ型コンタクト層１１９の直下の領域がレーザ光出射位置１４１となる。

ｎ型電極１２１の層構造としては、例えば、ｎ型ＧａＮ基板１１１側から順に層厚０．０５μｍのＨｆ層と層厚０．１５μｍのＡｌ層とが積層された構造であり得る。また、金属膜１２２は、例えば、ｎ型ＧａＮ基板１１１基板側から順に層厚０．０１μｍのＭｏ層と、層厚０．１０μｍのＰｔ層と、層厚０．１５μｍのＡｕ層とが積層されて形成され得る。ｎ型電極１２１において、Ｈｆ層とＡｌ層は、ｎ型ＧａＮ基板１１１とオーミックコンタクトをとるために設けられる。さらに、金属膜１２２中のＭｏ層は、その金属膜１２２中のＡｕ層とｎ型電極１２１中のＡｌ層のコンタミネーションを防止するブロック層として設けられ、またＡｕ層はワイヤをボンディングするための層として設けられている。

上述のように電極と金属多層膜が形成された窒化物半導体ＬＤチップ４１０は、５×１０^-4Ｐａ以下の圧力下、またはＮ₂、Ａｒ等の不活性ガスやＯ₂のうち少なくとも１種以上のガスを使用した雰囲気中において、２００℃以上で７００℃以下の温度において一定時間加熱処理が施されてもよい。なお、本実施形態では、上述の材料で作製された窒化物半導体ＬＤチップ４１０を用いるものとするが、そのＬＤチップ４１０を構成する材料はそれらに限定されるものではない。また、窒化物半導体ＬＤチップ４１０の成長用基板として、ＧａＮ以外の窒化物半導体材料の基板を用いてもよい。

窒化物半導体ＬＤチップ４１０の製造方法においては、まず、窒化物半導体素子の製造に一般的に用いられているＭＯＣＶＤ法などの周知のプロセスを適宜適用し、ｎ型ＧａＮ基板１１１上に図１に示すような積層構造の窒化物半導体成長層６０１を形成する。

そして、ｎ型ＧａＮ基板１１１上に窒化物半導体成長層６０１が形成されたウエハが得られれば、ｎ型ＧａＮ基板１１１の裏面側からの研磨またはエッチングによって、ウエハの厚みが通常では４０〜２００μｍ程度まで薄くなるように調整される。これは、後の工程においてウエハを個々のＬＤチップ４１０に分割することを容易にするための工程である。特に、レーザ共振器端面を分割によって形成する場合には、ウエハの厚さを薄めの２５〜１５０μｍに調整することが好ましい。本実施形態においては、研削機を用いてウエハの厚みを約１５０μｍに調整し、その後、研磨機を用いて約１００μｍの厚さまで調整する。この場合、ウエハの裏面は研磨機により磨かれるので平坦になる。

その後、図２の模式的斜視図に示すように、ウエハは、リッジストライプ方向と垂直な方向の分割ライン２１０に沿って劈開またはエッチングされて、バー形状に分割される。この図２において、ｐ型金属層２１１がｐ型電極１３１と金属膜１３２を含む金属層を表し、またｎ型金属層２１２がｎ型電極１２１と金属膜１２２を含む金属層を表している。このように、ウエハをバー形状に劈開することによって、レーザ共振器端面２０１が形成され得る。次に、このバー形状の状態において、レーザ共振器端面２０１の片方に、光学薄膜のコーティングが施される。そのようなコーティングとして、例えば蒸着法によって、ＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層を被覆して多層膜を形成する。このとき、マウント面であるｎ型金属層２１２の表面にはコーティングの誘電体膜が回り込まないようにする。こうして、図３の模式的斜視図に示されているようなＬＤバーが形成される。

図３のＬＤバーは、さらに、埋め込み領域１１０上方においてストライプ方向と平行に描かれた分割ライン３１０に沿ってチップ分割される。その結果、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような、窒化物半導体ＬＤチップ４１０が得られる。

ここで、図４（ａ）はチップ分割で得られた窒化物半導体ＬＤチップ４１０の裏面（ＧａＮ基板側）から見た模式的斜視図であり、図４（ｂ）はそのＬＤチップ４１０の表面（半導体成長層側）から見た模式的斜視図である。

チップ分割の際には、裏面側を上にしてＬＤバーをステージ上に置き、光学顕微鏡を用いて傷入れ位置をアライメントし、ＬＤバー裏面にダイヤモンドポイントで分割ライン３１０に沿ったスクライブラインを入れる（図３参照）。そして、ＬＤバーに適宜力を加え、スクライブラインに沿ってＬＤバーを分割して、窒化物半導体ＬＤチップ４１０を形成する。すなわち、本分割方法は、スクライビング法と言われるものである。

なお、チップ分割工程は、スクライビング法以外に、基板裏面側から傷または溝等を形成してチップ分割する方法であってもよい。このチップ分割工程における他の手法として、例えば、ワイヤソーもしくは薄板ブレードを用いて傷入れもしくは切断を行なうダイシング法、エキシマレーザ等のレーザ光の照射加熱とその後の急冷により照射部に生じさせたクラックをスクライブラインとするレーザスクライビング法、または高エネルギー密度のレーザ光を照射して蒸発させることで溝入れ加工を行なうレーザアブレーション法等を用いてもよい。

ｎ型ＧａＮ基板１１１をサブマウント４２０と対向させてダイボンディングを行なうジャンクションアップの場合では、窒化物半導体ＬＤチップ４１０のｎ型金属層２１２がマウント面となる。なお、本実施の形態では、図４のように、窒化物半導体ＬＤチップ４１０において、例えば、そのＬＤチップ幅４０２を４００μｍとするとともに、そのＬＤチップ共振器長４０３を６００μｍとする。

上述のような製造工程によって図１に示されているような窒化物半導体ＬＤチップ４１０が作製されれば、そのＬＤチップ４１０をサブマウント４２０上にダイボンディング法によって搭載する。その後さらに、ＬＤチップ４１０を搭載したサブマウント４２０を支持基体１０２上に搭載することによって、窒化物半導体ＬＤ装置が作製される。この際、窒化物半導体ＬＤ装置において、支持基体１０２とサブマウント４２０のステム接合面との間にはＡｕＳｎロウ材１５１が介在させられる。

サブマウント４２０は、ＬＤチップ４１０の形状と同様に、幅４００μｍで奥行き方向に６００μｍの凸状アイランドに形成されたチップ接合面１５２を有している。その凸状アイランドの高さは、例えば２００μｍに設定され得る。

ここで、凸状アイランドのチップ接合面１５２の面積は、ＬＤチップ４１０の接合面の面積に比べて、実質的に同等以下で−３０％以内の範囲内にあることが望まれる。たとえば、凸状アイランド１５２の面積がＬＤチップ４１０の接合面より大きければ、ＬＤチップ４１０とサブマウント４２０のチップ接合面１５２との間から押し出されたロウ材１５１が凸状アイランド上に留まり易くなる。他方、凸状アイランドの面積が−３０％未満の場合、ＬＤチップとの接合面積が十分に得られなく、レーザ素子の駆動時において放熱が不十分となるので望ましくない。なお、サブマウント４２０の凸状にアイランド化されたチップ接合面１５２の幅が、レーザ素子チップ４１０の接合面の幅に比べて実質的に同等以下で−３０％までの範囲内に設定されていても本発明の効果が得られることが明らかであろう。

図１に示されているようにステム５０１（図５参照）、サブマウント４２０、および窒化物半導体ＬＤチップ４１０を互いに接合するマウントの手順においては、まずステム５０１をマウント装置にセットし加熱を始める。続いて、サブマウント４２０のステム接合面１５３を支持基体１０２上に載置してＡｕＳｎロウ材１５１を溶解させながら、サブマウント４２０の凸状アイランドのチップ接合面１５２上にＬＤチップ４１０のｎ型電極１２２を一致させて載置する。その後、ＡｕＳｎロウ材１５１が完全に溶解したら窒化物半導体ＬＤチップ４１０上方からコレットなどで加圧し、サブマウント４２０とＬＤチップ４１０を密着させた後、冷却を行ってマウントが完了する。

ＡｕＳｎロウ材１５１が溶解した後、ＬＤチップ４１０上方より加圧することによって、サブマウント４２０のチップ接合面１５２から押し出されたＡｕＳｎロウ材１５１が凸状アイランドのチップ接合面１５２から流れ落ちることによって、ロウ材を固化させたときに生じる熱収縮などによる影響を軽減することができ、ＬＤチップ４１０とサブマウント４２０のチップ接合面とを均一に接合することができる。

こうして、図５の模式的斜視図に示されているような窒化物半導体レーザ装置が作製され得る。すなわち、この窒化物半導体レーザ装置は、支持基体１０２および導電ピン５１０、５１１などを有するステム５０１、ＳｉＣサブマウント部材１５０、ｐ型電極１３２を有する窒化物半導体ＬＤチップ４１０、導電ワイヤ６１０、６１１などを含んでいる。

なお、熱抵抗が良好な支持基体１０２上のロウ材１５１としては、本実施形態で使用されているＳｎ−Ａｕに限定されるものではなく、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｉｎ−Ａｇ−Ｐｂ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ｓｂ、Ｐｂ−Ａｇ、またはＰｂ−Ｚｎのいずれを使用してもよい。

また、本実施形態では、ｎ型電極の材料として、ＨfおよびＡｌを用いたが、Ｈｆ以外にＴｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、およびＰｄのいずれか、またはそれらの合金を使用してもよい。さらに、Ａｌの代わりに、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｓｉ、およびＧｅのいずれか、またはそれらの合金を使用してもよい。それらの膜厚も上述の厚さ（Ｈｆ層厚：０．０５μｍ、Ａｌ層厚：０．１５μｍ）に限定されるものではない。

さらに、窒化物半導体ＬＤチップは、本実施形態の例に限定されるものではない。基板１１１として、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｒＢ₂、ＧａＡｓや他の窒化物半導体材料を用いてもよい。

半導体成長層の材料としては、例えば、ＧａＮ_aＸ_1-a（０.５１≦ａ≦１）（ＸはＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等のうち少なくとも１種類以上を含む元素）、ＢＮ_bＸ_1-b（０.５１≦ｂ≦１）、Ａｌ_cＮ_1-c（０.５１≦ｃ＜1）、Ａｌ_dＧａ_1-dＮ_eＸ_1-e（０＜ｄ＜1、０.５１≦ｅ≦１）、ＩｎＮ_fＸ_1-f（０.５１≦ｆ≦１）、Ｉｎ_gＧａ_1-gＮ_hＸ_1-h（０＜ｇ＜１、０.５１≦ｈ≦１）、Ｉｎ_iＧａ_jＡｌ_1-i-jＮ_kＸ_1-k（０＜ｉ＜１、０＜ｊ＜１、０.５１≦ｋ≦１）を用いてもよい。

窒化物半導体ＬＤチップのｐ型電極側の埋め込み領域１１０に用いる材料は、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＮ等、他の窒化物半導体であってもよい。また、ｐ型電極が支持基体側に対向するようにサブマウントに搭載されるジャンクションダウン構造の場合においても、本発明の効果が同様に得られることが明らかであろう。

以上のように、本発明によれば、支持基体上の窒化物半導体ＬＤチップの駆動時にそのＬＤチップで生じた熱を効率良く均等に支持基体に逃がすことができ、放熱性の良好な窒化物半導体レーザ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザ装置における積層構造を示す概略断面図である。図１に示された窒化物半導体レーザ構造４１０を含むＬＤウエハを示す模式的斜視図である。図２の窒化物半導体ＬＤウエハから分割されたＬＤバーを示す模式的斜視図である。図３の窒化物半導体ＬＤバーから分割されたＬＤチップを示す模式的斜視図である。本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザ装置を示す模式的斜視図である。従来の窒化物半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。従来の窒化物半導体レーザ装置のマウント前の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１０２支持基体、１１０埋め込み領域、１１１ｎ型ＧａＮ基板、１１２ｎ型ＧａＮ層、１１３ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層、１１４ｎ型ＧａＮガイド層、１１５ＩｎＧａＮ多重量子井戸構造活性層、１１６ｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ蒸発防止層、１１７ｐ型ＧａＮガイド層、１１８ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層、１１９ｐ型ＧａＮコンタクト層、１２１ｎ型電極、１２２ｎ型電極上の金属多層膜、１３１ｐ型電極、１３２ｐ型電極上の金属膜、１４１レーザ出射位置、１５０ＳｉＣサブマウント部材、１５１ＡｕＳｎロウ材、１５２チップ接合面、１５３ステム接合面、３１０ストライプ方向と平行な方向の分割ライン、４０２ＬＤチップ幅、４０３ＬＤチップ共振器長、４１０窒化物半導体ＬＤチップ、４２０サブマウント、５０１ステム、６０１半導体成長層、６１０、６１１導電ワイヤ、１１０１導電性基板、１１０２半導体成長層、１１０３窒化物半導体ＬＤチップ、１１０５ロウ材、１１０６ｎ型電極表面に形成された金属膜、１１０８支持基体、１１１１ｐ型電極、１１１２ｎ型電極、１１２０サブマウント部材、１１２１サブマウント部材のＬＤチップ側表面の金属膜、１１２２サブマウント部材の支持基体側表面の金属膜、１１２３ロウ材、１２０５ロウ材箔。

Claims

窒化物半導体レーザ装置の製造方法であって、
凸状にアイランド化されたチップ接合面およびこれに対向するステム接合面を有するサブマウントと、
前記チップ接合面上にロウ材を介して載置されるべき窒化物半導体レーザ素子チップと、
ロウ材を介して前記ステム接合面を支持すべき支持基体を有するステムとを準備し、
前記サブマウントの前記凸状にアイランド化されたチップ接合面の面積は、前記レーザ素子チップの接合面の面積に比べて同等以下で−３０％までの範囲内に設定されており、
前記支持基体、前記サブマウントおよび前記レーザ素子チップを互いに接合するマウントの手順において、
前記サブマウントの前記ステム接合面と前記支持基体との間および前記凸状にアイランド化されたチップ接合面上にロウ材を配置して加熱し、溶解させながら、前記凸状にアイランド化されたチップ接合面上に前記レーザ素子チップを配置し、
前記ロウ材が完全に溶解した後に、前記レーザ素子チップと前記支持基体との間に圧力を加えて冷却することを特徴とする製造方法。
窒化物半導体レーザ装置の製造方法であって、
凸状にアイランド化されたチップ接合面およびこれに対向するステム接合面を有するサブマウントと、
前記チップ接合面上にロウ材を介して載置されるべき窒化物半導体レーザ素子チップと、
前記ステム接合面をロウ材を介して支持すべき支持基体を有するステムとを準備し、
前記サブマウントの前記凸状にアイランド化されたチップ接合面の幅は、前記レーザ素子チップの接合面の幅に比べて同等以下で−３０％までの範囲内に設定されており、
前記支持基体、前記サブマウントおよび前記レーザ装置チップを互いに接合するマウントの手順において、
前記サブマウントの前記ステム接合面と前記支持基体との間および前記凸状にアイランド化されたチップ接合面上にロウ材を配置して加熱し、溶解させながら、前記凸状にアイランド化されたチップ接合面上に前記レーザ素子チップを配置し、
前記ロウ材が完全に溶解した後に、前記レーザ素子チップと前記支持基体との間に圧力を加えて冷却することを特徴とする製造方法。
前記サブマウントはＳｉＣで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
前記ロウ材としてＡｕＳｎが用いられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。