JP7728868B2 - 半導体レーザ体および半導体レーザ素子 - Google Patents

Description

本開示は、半導体レーザ等に関する。

例えば特許文献１には、光共振器を含む半導体レーザチップが開示されている。

日本国特開２００５－３５３７０２号公報

本開示にかかる半導体レーザ体は、ベース半導体部と、前記ベース半導体部上に位置し、ＧａＮ系半導体を含む化合物半導体部と、を備え、前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、前記化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、前記一対の共振端面の少なくとも一方が、前記化合物半導体部のｍ面またはｃ面であり、前記一対の共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下である。

本実施形態に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。 光共振器の構成を示す斜視図である。 化合物半導体部の構成を示す平面図である。 化合物半導体部の構成を示す平面図である。 本実施形態に係る半導体レーザ体の別構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。 本実施形態にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる半導体レーザ体の製造装置の一例を示すブロック図である。 実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。 デバイス層の構成を示す平面図である。 実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。 実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。 実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。 実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。 実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。 実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。 実施例１に係る半導体レーザ基板（半導体レーザアレイ）の構成を示す斜視図である。 実施例１に係る半導体レーザ基板の別構成を示す斜視図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。 図１９の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的断面図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示す模式的断面図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示す模式的断面図である。 実施例１における、ＥＬＯ半導体層の横方向成長の一例を示す断面図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。 図２４の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。 図２６の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。 実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。 図２８の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。 実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。 実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。 実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。 実施例２にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。 図３３の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。 実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。 実施例４の半導体レーザモジュールの構成を示す斜視図である。 実施例４の半導体レーザモジュールの別構成を示す斜視図である。 実施例５に係る電子機器の構成を示す模式図である。 実施例６に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。

〔半導体レーザ体〕
図１は、本実施形態に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。図２は、光共振器の構成を示す斜視図である。図３および図４は、化合物半導体部の構成を示す平面図である。図５は、本実施形態に係る半導体レーザ体の別構成を示す斜視図である。図１～図４に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ体２１は、ベース半導体部８と、ベース半導体部８上に位置し、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ系半導体）を含む化合物半導体部９とを備える。ベース半導体部８がベース半導体層であってもよく、化合物半導体部９が化合物半導体層であってもよい。ベース半導体部８は、第１部Ｂ１と、厚み方向（Ｚ方向）に伸びた貫通転位の密度（貫通転位密度）が第１部Ｂ１よりも小さい第２部Ｂ２とを含む。化合物半導体部９は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を含む光共振器ＬＫを有する。

半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方が、窒化物半導体を含む化合物半導体部９のｍ面またはｃ面であり、一対の共振端面（共振器端面）Ｆ１・Ｆ２間の共振長（共振器長）Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれを化合物半導体部９のｍ面としてもよいし、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれを化合物半導体部９のｃ面としてもよい。ｍ面とは、窒化物半導体の（１－１００）面と平行な面であり、ｃ面とは、窒化物半導体の（０００１）面と平行な面である。

半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方が化合物半導体部９の劈開面に含まれ、共振長Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれが化合物半導体部９の劈開面に含まれていてもよい。

半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方の光反射率が９８％以上であり、共振長Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれの光反射率が９８％以上であってもよく、図３Ｂに示すように、共振端面Ｆ１・Ｆ２を覆う反射境膜ＵＦ（例えば、誘電体膜）を設けてもよい。

半導体レーザ体２１では、共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方の光反射率が高く、反射損失が小さいため、光利得が小さくなる２００μｍ以下の短共振長においても安定的なレーザ発振が可能となる。

ベース半導体部８および化合物半導体部９は、例えば窒化物半導体を含む。窒化物半導体は、例えば、ＡｌｘＧａyＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表すことができ、具体例として、ＧａＮ系半導体、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＩｎＡｌＮ（窒化インジウムアルミニウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）を挙げることができる。ＧａＮ系半導体とは、ガリウム原子（Ｇａ）および窒素原子（Ｎ）を含む半導体であり、典型的な例として、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＮを挙げることができる。ベース半導体部８は、ドープ型（例えば、ドナーを含むｎ型）でもノンドープ型でもよい。

窒化物半導体を含むベース半導体部８は、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）法によって形成することができる。以下では、ＥＬＯ法で形成された半導体層をＥＬＯ半導体層と称することがある。ＥＬＯ法においては、例えば、マスク部を有するテンプレート基板上にベース半導体部８を横方向に成長させる（後述）。こうすれば、マスク部上に貫通転位密度が小さい低欠陥部（第２部Ｂ２）を形成することができる。第２部Ｂ２上の化合物半導体部９（例えば、ＧａＮ系半導体層）に引き継がれる転位（欠陥）は少なくなるため、化合物半導体部９には、平面性とｃ面に対する垂直性に優れ、高光反射率の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成することができる。

半導体レーザ体２１には、光共振器ＬＫに電流を供給するための第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２が設けられていてよい。第１電極Ｅ１は、ベース半導体部８の厚み方向に視る平面視において光共振器ＬＫと重なるように配置することができる。なお、「２つの部材が重なる」とは、各部材の厚み方向に視る平面視（透視的平面視を含む）において一方の部材の少なくとも一部が他の部材に重なることを意味しており、これらの部材が接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

図１では、第１および電極Ｅ１・Ｅ２がベース半導体部８に対して同じ側に設けられ、平面視において第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２が重ならないが、この構成（片面電極）に限定されない。図５のように、第１および電極Ｅ１・Ｅ２がベース半導体部８に対して異なる側に設けられ、平面視において第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２が重なる構成（両面電極）でもよい。

〔半導体レーザデバイス〕
図６は、本実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。本実施形態に係る半導体レーザ素子２３は、１個以上の半導体レーザ体２１と、１個以上の半導体レーザ体２１が載置された支持体ＳＴとを含む。本実施形態に係る半導体レーザ基板２２は、複数の半導体レーザ体２１と、複数の半導体レーザ体２１が載置された支持基板ＳＫとを含む。以下では、半導体レーザ体２１、半導体レーザ素子（a semicondctor laser element）２２、半導体レーザ基板（半導体レーザアレイ）２３、および後述の半導体レーザモジュールをまとめて半導体レーザデバイス（a semicondctor laser device）と称することがある。

〔半導体レーザデバイスの製造〕
図７は、本実施形態にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。図７の製造方法では、テンプレート基板（ＥＬＯ成長用基板）７を準備する工程の後に、ベース半導体部８の元になる第１半導体層をＥＬＯ法を用いて形成する工程を行う。その後、化合物半導体部９の元になる第２半導体層を形成する工程と、第２半導体層に一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成する工程とを行う。

図８は、本実施形態にかかる半導体レーザ体の製造装置の一例を示すブロック図である。図８の半導体レーザ体の製造装置７０は、テンプレート基板７上に第１半導体層および第２半導体層を形成する半導体層形成部７２と、第２半導体層に一対の共振端面を形成する半導体層加工部７３と、半導体層形成部７２および半導体層加工部７３を制御する制御部（コントローラ）７４とを備える。

半導体層形成部７２はＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置を含んでいてもよく、制御部７４がプロセッサおよびメモリを含んでいてもよい。制御部７４は、例えば、内蔵メモリ、通信可能な通信装置、またはアクセス可能なネットワーク上に格納されたプログラムを実行することで半導体層形成部７２および半導体層加工部７３を制御する構成でもよい。上記プログラムおよび上記プログラムが格納された記録媒体等も本実施形態に含まれる。

〔実施例１〕
（構成）
図９は、実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。図１０は、デバイス層の構成を示す平面図である。図１１は、実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。図９～図１１に示すように、実例例１に係る半導体レーザ体２１は、ベース半導体部８と、ベース半導体部８上に位置する化合物半導体部９と、アノードである第１電極Ｅ１と、カソードである第２電極Ｅ２とを備える。半導体レーザ体２１は、半導体レーザチップと称することもできる。

ベース半導体部８および化合物半導体部９は、窒化物半導体層（例えば、ＧａＮ系半導体層）であり、ベース半導体部８は、ドナーを有するｎ型半導体層である。図９等では、ベース半導体部８の＜１１－２０＞方向をＸ方向、＜１－１００＞方向をＹ方向、＜０００１＞方をＺ方向（厚み方向）としている。

ベース半導体部８は、支持材をもたない自立層である。ベース半導体部８は、Ｚ方向に伸びた貫通転位ＫＤを含む第１部Ｂ１と、貫通転位密度が第１部Ｂ１よりも小さい、第２部Ｂ２および第３部Ｂ３とを含む。第２部Ｂ２、第１部Ｂおよび第３部Ｂ３は、Ｘ方向にこの順に並び、第１部Ｂ１は、第２部Ｂ２および第３部Ｂ３の間に位置する。第１部Ｂ１は、ベース半導体部８をＥＬＯ法で形成した際、マスク層６の開口部上に位置していた部分である（後述）。第１部Ｂ１が転位継承部であってもよい。第２部Ｂ２および第３部Ｂ３の貫通転位密度は、第１部Ｂ１の貫通転位密度の１／５以下（例えば、５×１０^６／ｃｍ^２以下）である。ベース半導体部８は自立層であるため、半導体レーザ体２１においては、ベース半導体部８の裏面（例えば、－ｃ面）が露出状態であってよい。

化合物半導体部９は、ドナーを有するｎ型半導体層９Ｎ、活性層９Ｋ、およびアクセプタを有するｐ型半導体層９Ｐがこの順に形成されて成る。ｎ型半導体層９Ｎは、第１コンタクト層９Ａ、第１クラッド層９Ｂ、および第１光ガイド層９Ｃがこの順に形成されて成る。ｐ型半導体層９Ｐは、第２光ガイド層９Ｄ、電子ブロッキング層９Ｅ、第２クラッド層９Ｆ、および第２コンタクト層９Ｇがこの順に形成されて成っていてよい。第２コンタクト層９Ｇ上に第１電極Ｅ１（アノード）が形成されていてよい。

第２電極Ｅ２は、ベース半導体部８に対して第１電極Ｅ１と同じ側に設けられていてよい。第２電極Ｅ２はベース半導体部８と接触し、平面視において第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２は重ならない。具体的には、ベース半導体部８は化合物半導体部９よりもＸ方向の幅が大きく、化合物半導体部９が形成されていない露出部分に第２電極Ｅ２が形成されていてよい。例えば、化合物半導体部９の一部をエッチング等で掘り込んでベース半導体部８を露出させ、ベース半導体部８と接するように第２電極Ｅ２を設けてもよい。また、化合物半導体部９の一部をエッチング等で掘り込むことで、化合物半導体部９内の第１コンタクト層９Ａを露出させ、第１コンタクト層９Ａと接するように第２電極Ｅ２を設けてもよい。

化合物半導体部９は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を含む光共振器ＬＫを有し、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２間の距離である共振長Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である。共振長Ｌ１は１０〔μｍ〕以上２００〔μｍ〕以下であってよい。共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれが、化合物半導体部９のｍ面であり、化合物半導体部９の劈開面に含まれていてよい。すなわち、共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれは、窒化物半導体層（例えば、ＧａＮ系半導体層）である化合物半導体部９をｍ面劈開して形成することができる。ベース半導体部８および化合物半導体部９の少なくとも一方に、劈開のためのスクライブ跡（劈開の起点形成の跡）が存在していてもよい。

共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれは、反射境膜ＵＦ（例えば、誘電体膜）で覆われており、光出射面側の共振端面Ｆ１の光反射率が９８％以上である。共振端面Ｆ１の光反射率は、９８．００％以上９９．９９％以下であってよい。光反射面側の共振端面Ｆ２の光反射率は、共振端面Ｆ１の光反射率よりも大きい。図９では図示していないが、反射境膜ＵＦは、ベース半導体部８および化合物半導体部９の劈開面（ｍ面）全体に形成することができる。

第１電極Ｅ１は、平面視において光共振器ＬＫと重なり、かつベース半導体部８の第２部Ｂ２と重なる。第１電極Ｅ１は、共振長の方向（Ｙ方向）を長手方向とする形状を有し、第１電極Ｅ１のＹ方向の長さが共振長Ｌ１よりも小さい。このため、化合物半導体部９の劈開を行うときに第１電極Ｅ１がその妨げにならない。

光共振器ＬＫは、ｎ型半導体層９Ｎ、活性層９Ｋ、およびｐ型半導体層９Ｐそれぞれの一部（平面視で第１電極Ｅ１と重なる部分）を含む。例えば、光共振器ＬＫは、第１クラッド層９Ｂ、第１光ガイド層９Ｃ、活性層９Ｋ、第２光ガイド層９Ｄ、電子ブロッキング層９Ｅ、および第２クラッド層９Ｆそれぞれの一部（平面視で第１電極Ｅ１と重なる部分）を含んで成る。

光共振器ＬＫでは、活性層９Ｋ、第１光ガイド層９Ｃ、第１クラッド層９Ｂの順に屈折率（光屈折率）が小さくなり、かつ、活性層９Ｋ、第２光ガイド層９Ｄ、第２クラッド層９Ｆの順に屈折率が小さくなる。したがって、第１電極Ｅ１から供給される正孔と第２電極Ｅ２から供給される電子とが活性層９Ｋ内で結合して生じた光は、光共振器ＬＫ（特に、活性層９Ｋ）内に閉じ込められ、活性層９Ｋにおける誘導放出および帰還作用によってレーザ発振が生じる。レーザ発振によって生じたレーザ光は、出射面側の共振端面Ｆ１の光出射領域ＥＡから出射する。

共振端面Ｆ１・Ｆ２は、ｍ面劈開で形成されるため、平面性およびｃ面に対する垂直性（共振端面Ｆ１・Ｆ２の平行性）に優れ、高い光反射率を有する。このため、反射損失を小さくすることができ、光利得が小さくなる２００μｍ以下の短共振長においても安定的なレーザ発振が可能となる。共振端面Ｆ１・Ｆ２は、低転位部である第２部Ｂ２上に形成されるため、劈開面の平面性が優れており、高い光反射率が実現される。

化合物半導体部９は、平面視で第１電極Ｅ１と重なるリッジ部ＲＪ（畝部）を含み、リッジ部ＲＪには、第２クラッド層９Ｆおよび第２コンタクト層９Ｇが含まれていてよい。リッジ部ＲＪはＹ方向を長手方向とする形状であり、リッジ部ＲＪの側面を覆うように、絶縁膜ＤＦが設けられていてよい。第１電極Ｅ１のＸ方向の両端部が、平面視で絶縁膜ＤＦと重なっていてもよい。絶縁膜ＤＦの屈折率は、第２光ガイド層９Ｄおよび第２クラッド層９Ｆの屈折率よりも小さい。リッジ部ＲＪおよび絶縁膜ＤＦを設けることで、第１電極Ｅ１およびベース半導体部８間の電流経路がアノード側で狭窄され、共振器ＬＫ内で効率的に発光させることができる。

リッジ部ＲＪは、平面視においてベース半導体部８の第２部Ｂ２（低転位部）と重なり、第１部Ｂ１と重ならない。こうすれば、第１電極Ｅ１から化合物半導体部９およびベース半導体部８を経て第２電極Ｅ２に到る電流経路は、平面視で第２部Ｂ２と重なる部分（貫通転位が少ない部分）に形成され、活性層９Ｋにおける発光効率が高められる。貫通転位は非発光再結合中心として作用するためである。また、第２電極Ｅ２が、平面視においてベース半導体部８の第３部Ｂ３（低転位部）と重なるため、第２電極Ｅ２からベース半導体部８への電子注入効率が高められる。

実施例１では、ベース半導体部８の厚みおよび化合物半導体部９の厚みの和Ｔ１は、５〔μｍ〕以上５０〔μｍ〕以下とすることができる。この厚みの和Ｔ１が大き過ぎると共振長が２００μｍ以下となるように劈開することが難しくなる。ベース半導体部８の第２部Ｂ２の厚みに対する共振長Ｌ１の比を、１～２０とすることができる。また、共振長Ｌ１の方向と直交する方向を第１方向（Ｘ方向）、第２部Ｂ２のＸ方向のサイズを第２部Ｂ２の幅Ｗ２とし、第２部Ｂ２の幅Ｗ２に対する共振長Ｌ１の比を、１～１０とすることができる。また、第１部Ｂ１のＸ方向のサイズを第１部Ｂ１の幅Ｗ１とし、第１部の幅Ｗ１に対する共振長Ｌ１の比を、１～２００とすることができる。

ベース半導体部８は、共振端面Ｆ１と面一となるベース端面８Ｔ（劈開面）を含み、ベース端面８Ｔにおける転位（劈開面においてＣＬ（Cathode luminescence）測定される転位、主として基底面転位）の密度が、第２部Ｂ２の貫通転位密度以上であってもよい。また、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方（例えば、反射面側の共振端面Ｆ２）の表面粗さを、化合物半導体部９のａ面である側面９Ｓ（図１０参照）の表面粗さよりも小さくすることができる。ａ面とは、窒化物半導体層の（１１－２０）面に平行な面である。

実施例１では、第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２間に、例えば１〔ｍＷ〕以上２００〔ｍＷ〕以下の電力が供給され、２００μｍ以下の短共振長ゆえの高効率低出力の半導体レーザ体を実現することができる。

ベース半導体部８の下面（裏面）に、第１領域８Ｃおよび第２領域８Ｓが含まれていてよい。第１領域８Ｃは、第２領域８Ｓよりも表面粗さが大きくてもよい。第１領域８Ｃに、凸部および凹部の少なくとも一方が生じていてもよい。例えば、ランダム形状の複数の隆起部、ランダム形状の複数の凹みが形成されてもよい。第１領域８Ｃが第１部Ｂ１に対応する領域（例えば、中央領域）でもよく、第２領域８Ｓが第２部Ｂ２に対応する領域（例えば、中央領域およびエッジ間のサイド領域）でもよい。第１領域８Ｃは、平面視でリッジ部ＲＪと重ならないように形成されてよい。第１領域８Ｃによって放熱性を高めてもよい。第１領域８Ｃの少なくとも一部に反射鏡膜ＵＦと同材料の誘電体膜が形成されていてもよい。

図１２は、実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。半導体レーザ素子２３は、ベース半導体部８および化合物半導体部９を含む半導体レーザ体２１と、半導体レーザ体２１を保持する支持体ＳＴとを備える。支持体ＳＴの材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ等が挙げられる。支持体ＳＴは、支持体ＳＴとベース半導体部８との間に化合物半導体部９並びに第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２が位置するように配される。

支持体ＳＴは、導電性の第１パッド部Ｐ１および第２パッド部Ｐ２を含み、第１電極Ｅ１は第１接合部Ａ１を介して第１パッド部Ｐ１に接続され、第２電極Ｅ２は第２接合部Ａ２を介して第２パッド部Ｐ２に接続される。第２接合部Ａ２は第１接合部Ａ１よりも厚みが大きく、第１および第２接合部Ａ１・Ａ２の厚みの差は、化合物半導体部９の厚み以上である。これにより、第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２と、同一平面に位置する第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２との接続が可能となる。すなわち、半導体レーザ素子２３は、ＣＯＳ(Chip on Submount)として機能する。

図１３は、実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。図１３に示すように、半導体レーザ素子２３は、半導体レーザ体２１と支持体ＳＴを含む。支持体ＳＴは、半導体レーザ体２１の共振長よりも大きな幅を有する２つの幅広部ＳＨと、２つの幅広部ＳＨの間に位置し、共振長よりも小さい幅を有する載置部ＳＢとを有する。半導体レーザ体２１は、載置部ＳＢの幅方向（Ｙ方向）と共振長の方向とが一致するように、載置部ＳＢの上方に位置しており、平面視において、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２が載置部ＳＢからはみ出している。換言すれば、載置部ＳＢは、共振長を規定する方向（Ｙ方向）に向かい合う２つの切り欠き部Ｃ１・Ｃ２の間に形成されており、共振端面Ｆ１が切り欠き部Ｃ１上に位置し、共振端面Ｆ２が切り欠き部Ｃ２上に位置する。切り欠き部Ｃ１・Ｃ２の形状は、例えば、Ｚ方向に視る平面視において矩形とすることができる。支持体ＳＴに切り欠き部Ｃ１・Ｃ２を設け、共振端面Ｆ１を載置部ＳＢからはみ出すように配置することで、共振端面Ｆ１から出射したレーザ光が遮光性の支持体ＳＴによって遮られる不具合が解消する。

支持体ＳＴは、Ｔ字形状の第１パッド部Ｐ１および第２パッド部Ｐ２を含んでいてよい。第１パッド部Ｐ１は、幅広部ＳＨ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも大きい実装部Ｊ１と、載置部ＳＢ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも小さいコンタクト部Ｑ１とを含む。第２パッド部Ｐ２は、幅広部ＳＨ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも大きい実装部Ｊ２と、載置部ＳＢ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも小さいコンタクト部Ｑ２とを含む。コンタクト部Ｑ１・Ｑ２は、載置部ＳＢの上面にＸ方向に並び、コンタクト部Ｑ１上に第１接合部Ａ１が形成され、コンタクト部Ｑ２上に第２接合部Ａ２が形成されていてよい。第１接合部Ａ１は半導体レーザ体２１の第１電極Ｅ１に接触し、第２接合部Ａ２は半導体レーザ体２１の第２電極Ｅ２に接触する。第１および第２接合部Ａ１・Ａ２の材料として、ＡｕＳｉ、ＡｕＳｎ等のはんだを用いることができる。

半導体レーザ体２１の共振端面Ｆ１・Ｆ２は、反射境膜ＵＦで覆われているが、支持体ＳＴの側面のうち、共振端面Ｆ１・Ｆ２と平行な面（例えば、載置部ＳＢの側面）に反射鏡膜ＵＦと同材料で構成された誘電体膜ＳＦが形成されていてもよい。

図１４は、実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。図１３では切り欠き部Ｃ１・Ｃ２がＺ方向に視る平面視で矩形となっているがこれに限定されない。図１４のように、切り欠き部Ｃ１・Ｃ２が、Ｚ方向に視る平面視において載置部ＳＢ側を短辺とする台形となる形状であってもよい。

図１５および図１６は、実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。図１５の半導体レーザ素子２３では、支持体ＳＴ上に、複数の半導体レーザ体２１が、共振長の方向が揃うように、共振長を規定する方向と直交する方向（Ｘ方向）に並べられ、各半導体レーザ体２１に対応して第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２が設けられていてもよい。なお、図１６に示すように、支持体ＳＴの切り欠き部Ｃ１に、フォトダイオードＰＤ等のセンサデバイス（電子デバイス）を設けてもよい。こうすれば、半導体レーザ体２１からの光をフォトダイオードＰＤで検出することが可能となり、半導体レーザ体２１の発光強度をフィードバック制御することができる。

図１７は、実施例１に係る半導体レーザ基板（半導体レーザアレイ）の構成を示す斜視図である。半導体レーザ基板２２は、支持基板ＳＫと、複数の半導体レーザ体２１を備える。半導体レーザ基板２２では、支持基板ＳＫ上に、複数の半導体レーザ体２１が、共振長の方向が揃うように、共振長を規定する方向（Ｙ方向）およびこれに直交する方向（Ｘ方向）にマトリクス状に並べられていてよい。各半導体レーザ体２１に対応して、第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２並びに第１および第２接合部Ａ１・Ａ２が設けられていてもよい。

支持基板ＳＫは、例えば、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板等に複数の凹部ＨＬ（平面視で矩形）をマトリクス状に設け、非凹部に、複数の第１パッド部Ｐ１、複数の第２パッド部Ｐ２、複数の第１接合部Ａ１、および複数の第２接合部Ａ２を設けることで形成可能である。

図１８は、実施例１に係る半導体レーザ基板の別構成を示す斜視図である。図１６のような、複数の半導体レーザ体がマトリクス状に並ぶ、２次元配置型の半導体レーザ基板を横分断（Ｘ方向に伸びる行ごとに分割）し、図１８のような一次元配置型（バー状）の半導体レーザ基板とすることもできる。一次元配置型とすることで、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２への反射境膜ＵＦの形成が容易になる。

（製造方法）
図１９は、実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。図２０は、図１９の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的断面図である。図１９および図２０に示す製造方法では、下地基板ＵＫおよびマスク層６を含むテンプレート基板７を準備する工程と、ＥＬＯ法で、ベース半導体部８の元になる、帯状（長手形状、畝状）の第１半導体層Ｓ１（および第３半導体層Ｓ３）を形成する工程（後述）と、化合物半導体部９の元になる第２半導体層Ｓ２（および第４半導体層Ｓ４）を形成する工程と、第１半導体層Ｓ１、リッジ部を含む第２半導体層Ｓ２、並びに第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２等を有する積層体ＬＢを形成する工程と、積層体ＬＢを支持基板ＳＫに接合し、第１半導体層Ｓ１とテンプレート基板７とを離隔する工程と、支持基板ＳＫ上で積層体ＬＢの劈開を行い、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２（を含む光共振器ＬＫ）を形成する工程と、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれに反射鏡膜ＵＦを形成する工程と、支持基板ＳＫを複数の支持体ＳＴに分割する工程とを含む。

積層体ＬＢの形成後にマスク層６をエッチング除去し、支持基板ＳＫの第１および第２接合部Ａ１・Ａ２（例えば、はんだ）を加熱溶融させた状態で積層体ＬＢを支持基板ＳＫに接合する。これにより、第１半導体層Ｓ１裏面の、下地基板ＵＫとの結合部（下方突出部）が破断し、第１半導体層Ｓ１がテンプレート基板７から離隔する。なお、第１半導体層Ｓ１および下地基板ＵＫは、両者の界面で結合していたため、両者を離隔した後は、第１半導体層Ｓ１の界面隣接部が、図２０のように下地基板ＵＫ側に付く場合もあるし、第１半導体層Ｓ１側に付く場合もある。また、下地基板ＵＫの界面隣接部が、下地基板ＵＫ側に残る場合もあるし、第１半導体層Ｓ１側に付いていく場合もある。

その後、支持基板ＳＫ上で、積層体ＬＢの劈開（窒化物半導体層である第１および第２半導体層Ｓ１・Ｓ２のｍ面劈開）を行い、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成する。劈開の前に積層体ＬＢにスクライブ（例えば、劈開起点となるスクライブ溝の形成）を行ってもよい。これにより、２次元配置型の半導体レーザ基板（図１７参照）が形成される。次いで、２次元配置型の半導体レーザ基板を行ごとに分割し、１次元配置型（棒状）の半導体レーザ基板２２（図１８参照）を形成する。次いで、１次元配置型の半導体レーザ基板２２の共振端面Ｆ１・Ｆ２に反射鏡膜ＵＦを成膜する。その後、支持基板ＳＫを複数の支持体ＳＴに分割し、各支持体ＳＴに１以上の半導体レーザ体２１を保持させることで、ジャンクションダウン型の複数の半導体レーザ素子２３（図１３～図１５参照）を形成する。反射鏡膜ＵＦ（例えば、誘電体膜）は、ベース半導体部８および化合物半導体部９の劈開面（ｍ面）のみならず、支持体ＳＴの側面のうち、共振端面Ｆ１・Ｆ２と平行な面（載置部ＳＢの側面を含む）に形成されていてもよい。

図２１および図２２は、実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示す模式的断面図である。図２１に示すように、複数の１次元配置型の半導体レーザ基板２２（図１８参照）を、ベース半導体部８の裏面同士が対向するようにＺ方向に重ね、各半導体レーザ基板２２の共振端面Ｆ１・Ｆ２に反射鏡膜ＵＦを同時成膜することもできる。また、図２２に示すように、支持基板ＳＫを複数の支持体ＳＴに分割する際に、各支持体ＳＴに複数の半導体レーザ体２１を保持させることで、図１５に示す半導体レーザ体２１を形成することもできる。

（ベース半導体部）
図２３は、実施例１における、ＥＬＯ半導体層の横方向成長の一例を示す断面図である。図２３に示すように、下地基板ＵＫは、主基板１と主基板１上の下地層４とを含み、マスク部５の開口部Ｋから下地層４のシード層３が露出する。ＥＬＯ法では、まず、シード層３上にイニシャル成長層ＳＬを形成し、その後、イニシャル成長層ＳＬから第１半導体層Ｓ１を横方向成長させることができる。イニシャル成長層ＳＬは、第１半導体層Ｓ１の横方向成長の起点であり、ベース半導体部８の第１部Ｂ１の一部である。ＥＬＯ成膜条件を適宜制御することによって、第１半導体層Ｓ１をＺ方向（ｃ軸方向）に成長させたり、Ｘ方向（ａ軸方向）に成長させたりする制御が可能である。

ここでは、イニシャル成長層ＳＬのエッジが、マスク部５の上面に乗りあがる直前（マスク部５の側面上端に接している段階）、またはマスク部５の上面に乗り上がった直後のタイミングでイニシャル成長層ＳＬの成膜を止める（すなわち、このタイミングで、ＥＬＯ成膜条件を、ｃ軸方向成膜条件からａ軸方向成膜条件に切り替える）ことが好ましい。こうすれば、イニシャル成長層ＳＬがマスク部５からわずかに突出している状態から横方向成膜を行なうため、第１半導体層Ｓ１の厚み方向への成長に材料が消費され難くなり、第１半導体層Ｓ１を高速で横方向成長させることができる。イニシャル成長層ＳＬは、例えば、２．０μｍ以上３．０μｍ以下の厚さに形成すればよい。

実施例１では、ベース半導体部８の元になる第１半導体層Ｓ１をｎ型ＧａＮ層とし、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、テンプレート基板７上に、ＳｉドープのＧａＮ（窒化ガリウム）のＥＬＯ成膜を行った。ＥＬＯ成膜条件の一例として、基板温度：１１２０℃、成長圧力：５０ｋＰａ、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）：２２ｓｃｃｍ、ＮＨ_３：１５ｓｌｍ、Ｖ／ＩＩＩ＝６０００（ＩＩＩ族原料の供給量に対する、Ｖ族原料の供給量の比）を採用することができる。なお、マスク部５上においてその両側から横方向成長する第１および第３半導体層Ｓ１・Ｓ３が会合する前にこれらの横方向成長を停止させた。

マスク部５の幅は５０μｍ、開口部Ｋの幅は５μｍ、第１半導体層Ｓ１の横幅は５３μｍ、低欠陥部Ｂ２・Ｂ３の幅（Ｘ方向のサイズ）は２４μｍ、第１半導体層Ｓ１の層厚は５μｍであった。第１半導体層Ｓ１のアスペクト比は、５３μｍ／５μｍ＝１０．６となり、高いアスペクト比が実現された。

図２３の主基板１には、窒化物半導体と異なる格子定数を有する異種基板を用いることができる。異種基板としては、単結晶のシリコン（Ｓｉ）基板、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板等を挙げることができる。主基板１の面方位は、例えば、シリコン基板の（１１１）面、サファイア基板の（０００１）面、ＳｉＣ基板の６Ｈ－ＳｉＣ（０００１）面である。

図２３の下地層４として、主基板１側から順に、バッファ層２およびシード層３を設けることができる。例えば、主基板１にシリコン基板を用い、シード層３にＧａＮ系半導体を用いた場合、両者（主基板とシード層）が溶融し合うため、例えば、ＡｌＮ層およびＳｉＣ（炭化シリコン）層の少なくとも一方を含むバッファ層２を設けることで、溶融が低減される。バッファ層２が、シード層３の結晶性を高める効果、第１半導体層Ｓ１の内部応力を緩和する効果の少なくとも一方を有していてもよい。シード層３と溶融し合わない主基板１を用いた場合には、バッファ層２を設けない構成も可能である。なお、図２３のように、シード層３がマスク部５の全体と重なる構成に限定されない。シード層３は開口部Ｋから露出すればよいため、シード層３を、マスク部５の一部または全部と重ならないように局所的に形成してもよい。

マスク層６の開口部Ｋは、シード層３を露出させ、第１半導体層Ｓ１の成長を開始させる成長開始用ホールの機能を有し、マスク層６のマスク部５は、第１半導体層Ｓ１を横方向成長させる選択成長用マスクの機能を有する。マスク層６は、マスク部５および開口部Ｋを含むマスクパターンであってよい。

マスク層６として、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、窒化チタン膜（ＴｉＮ等）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）、および高融点（例えば１０００℃以上）をもつ金属膜のいずれか１つを含む単層膜、またはこれらの少なくとも２つを含む積層膜を用いることができる。

例えば、下地層４上に、スパッタ法を用いて厚さ１００ｎｍ程度～４μｍ程度（好ましくは１５０ｎｍ程度～２μｍ程度）のシリコン酸化膜を全面形成し、シリコン酸化膜の全面にレジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィー法を用いてレジストをパターニングし、ストライプ状の複数の開口部を持ったレジストを形成する。その後、フッ酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等のウェットエッチャントによってシリコン酸化膜の一部を除去して複数の開口部Ｋとし、レジストを有機洗浄で除去することでマスク層６が形成される。

開口部Ｋは長手形状（スリット状）であり、第１半導体層Ｓ１のａ軸方向（Ｘ方向）に周期的に配列される。開口部Ｋの幅は、０．１μｍ～２０μｍ程度とする。各開口部の幅が小さいほど、各開口部から第１半導体層Ｓ１に伝搬する貫通転位の数は減少する。また、低欠陥部Ｂ２・Ｂ３の幅（Ｘ方向のサイズ）を大きくすることができる。

シリコン酸化膜は、ＥＬＯ半導体層の形成中に微量ながら分解、蒸発し、ＥＬＯ半導体層に取り込まれてしまうことがあるが、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜は、高温で分解、蒸発し難いというメリットがある。

そこで、マスク層６を、シリコン窒化膜あるいはシリコン酸窒化膜の単層膜としてもよいし、下地層４上にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜をこの順に形成した積層膜としてもよいし、下地層４上にシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜をこの順に形成した積層体膜としてもよいし、下地層上にシリコン窒化膜、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜をこの順に形成した積層膜としてもよい。

ＥＬＯ法を用いて第１半導体層Ｓ１またはベース半導体部８を形成する場合、下地基板ＵＫおよび下地基板ＵＫ上のマスクパターンとを含むテンプレート基板を用いてよい。テンプレート基板が、マスク部５に対応する成長抑制領域（例えば、Ｚ方向の結晶成長を抑制する領域）と、開口部Ｋに対応するシード領域とを有してよい。例えば、下地基板ＵＫ上に、成長抑制領域およびシード領域を形成し、成長抑制領域およびシード領域上に、ＥＬＯ法を用いて第１半導体層Ｓ１またはベース半導体部８を形成することもできる。

（化合物半導体部等）
化合物半導体部９は、例えばＭＯＣＶＤ装置を用いて形成することができる。第１コンタクト層９Ａには、例えばｎ型ＧａＮ層、第１クラッド層９Ｂには、例えばｎ型ＡｌＧａＮ層、第１光ガイド層９Ｃには、例えばｎ型ＧａＮ層、活性層９Ｋには、例えばＩｎＧａＮ層を含むＭＱＷ（Multi-Quantum Well）構造を用いることができる。電子ブロッキング層９Ｅには、例えばｐ型ＡｌＧａＮ層、第２光ガイド層９Ｄには、例えばｐ型ＧａＮ層、第２クラッド層９Ｆには、例えばｐ型ＡｌＧａＮ層、第２コンタクト層９Ｇには、例えばｐ型ＧａＮ層を用いることができる。なお、化合物半導体部９は、ｐ型半導体層９Ｐにおいて、第２光ガイド層９Ｄと電子ブロッキング層９Ｅとが互いに入れ替わって配置されていてもよい。例えば、ｐ型半導体層９Ｐは、電子ブロッキング層９Ｅ、第２光ガイド層９Ｄ、第２クラッド層９Ｆ、および第２コンタクト層９Ｇがこの順に形成されて成っていてもよい。

半導体レーザ体２１の各層の厚みについては、ベース半導体部８＞第１クラッド層９Ｂ＞第１光ガイド層９Ｃ＞活性層９Ｋ、かつ、ベース半導体部８＞第２クラッド層９Ｆ＞第２光ガイド層９Ｄ＞活性層９Ｋとすることができる。また、化合物半導体部９の各層の屈折率（活性層９Ｋで生じる光の屈折率）について、第１クラッド層９Ｂ＜第１光ガイド層９Ｃ＜活性層９Ｋ、かつ絶縁膜ＤＦ＜第２クラッド層９Ｆ＜第２光ガイド層９Ｄ＜活性層９Ｋとすることができる。

第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２並びに第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２には、例えば、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ，Ｃｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌの少なくとも１つを含む金属膜（合金膜でもよい）と、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの少なくとも１つを含む導電性酸化物膜の少なくとも一方を含む、単層膜あるいは多層膜を用いることができる。リッジ部ＲＪを覆う絶縁膜ＤＦには、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａの酸化物あるいは窒化物を含む、単層膜または積層膜を用いることができる。

ベース半導体部８の元になる第１半導体層Ｓ１（ＥＬＯ半導体層）と、化合物半導体部９の元になる第２半導体層Ｓ２を同じ成膜装置（例えば、ＭＯＣＶＤ装置）で連続的に成膜することができる。また、第１半導体層Ｓ１が成膜された状態の中間基板を一旦成膜装置から取り出し、別の装置によって、第１半導体層Ｓ１上の第２半導体層Ｓ２を成膜することもできる。この場合、第１半導体層Ｓ１上に、再成長の際のバッファとなるｎ型のＧａＮ層（例えば、厚さ０．１μｍ程度～３μｍ程度）を形成した後に、第２半導体層Ｓ２を形成してもよい。

共振端面Ｆ１・Ｆ２を覆う反射境膜ＵＦの材料としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２等の誘電体を挙げることができる。反射境膜ＵＦは多層膜であってもよい。反射境膜ＵＦは、電子ビーム蒸着、電子サイクロトロン共鳴スパッタ、化学蒸着等によって形成することができる。

（変形例）
図２４は、実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。図２５は、図２４の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。図２４および図２５に示す製造方法では、テンプレート基板７上において積層体ＬＢにスクライブを行う（例えば、ｍ面劈開の起点クラックＳＣを形成する）工程の後に、積層体ＬＢを支持基板ＳＫに接合する。これにより、テンプレート基板７から第１半導体層Ｓ１を離隔するとともに、積層体ＬＢを劈開して一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成する。

図２６は、実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。図２７は、図２６の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。図２６および図２７に示す製造方法では、積層体ＬＢを、テンプレート基板７から粘着性の第１テープＴＦに転写する工程と、第１テープＴＦ上で積層体ＬＢの劈開を行うことで、一対の共振端面を形成する工程と、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を含む半導体レーザ体２１を耐熱性の第２テープＴＳに転写する工程と、第２テープＴＳ上の半導体レーザ体２１を支持基板ＳＫに接合する工程と、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２に反射鏡膜ＵＦを形成する工程と、支持基板ＳＫを分割する工程とを含む。

積層体ＬＢの形成後にマスク層６をエッチング除去し、積層体ＬＢを粘着性の第１テープＴＦに転写することで、第１半導体層Ｓ１がテンプレート基板７から離隔する。その後、第１テープＴＦ上で積層体ＬＢの劈開（ｍ面劈開）を行うことで、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２が形成される。共振長（共振器長）は２００μｍ以下とすることができるが、これに限定されない（共振長が２００μｍ以上でもよい）。積層体ＬＢにスクライブ（ｍ面劈開の起点形成）を行った後に積層体ＬＢを劈開し、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成してもよい。積層体ＬＢにスクライブし、内部応力を開放することで劈開を自然進行させてもよい。次いで、半導体レーザ体２１を一旦第２テープＴＳに転写し、第２テープＴＳ上の半導体レーザ体２１を支持基板ＳＫに接合する。これにより、２次元配置型の半導体レーザ基板（図１７参照）が形成される。次いで、２次元配置型半導体レーザ基板を行ごとに分割し、１次元配置型（棒状）の半導体レーザ基板２２（図１８参照）を形成する。次いで、１次元配置型の半導体レーザ基板２２の共振端面Ｆ１・Ｆ２に反射鏡膜ＵＦを成膜する。その後、支持基板ＳＫを複数の支持体ＳＴに分割し、各支持体ＳＴに１以上の半導体レーザ体２１を保持させることで、複数の半導体レーザ素子２３（図１３～図１５参照）を形成する。各半導体レーザ体２１は、ジャンクションダウン形式（リッジ部が支持体ＳＴ側に位置する実装形式）で支持体ＳＴに保持される。

第１テープＴＦの基材には、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の材料を用いることができる。第２テープＴＳの基材には、ポリイミド等の材料を用いることができる。第１および第２テープＴＦ・ＴＳの基材は、同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。

図２６では、第１テープＴＦ上で積層体ＬＢの劈開を行っているが、これに限定されない。テンプレート基板７から第１テープＴＦに転写する際に積層体ＬＢの劈開を行ってもよい。この場合、テンプレート基板７上で積層体ＬＢにスクライブを行っておくことができる。

図２６では、第１テープＴＦ上で積層体ＬＢの劈開を行なっているが、これに限定されない。第１テープＴＦ上に転写された積層体ＬＢを、第３テープに転写し、第３テープ上で劈開を行ってもよい。例えば、積層体ＬＢの第３テープとの接触面とは反対側に位置した面にスクライブ等を行い、ブレーク用の刃などを用いて、第３テープの裏面から（第３テープ越しに）積層体ＬＢに応力を加えることで積層体ＬＢの劈開を行ってもよい。第３テープがダイシングテープであってもよい。

この場合、第１テープＴＦの基材が、第３テープよりもヤング率の大きな材料で形成されてもよい。こうすれば、第１テープＴＦを積層体ＬＢに押し付けた際の第１テープＴＦの変形を低減することができ、積層体ＬＢの位置ズレを抑制することができる。一方で、第３テープは、第１テープＴＦよりも柔軟であるため、例えばブレーキング工程などで積層体ＬＢに応力を加えた際に、ブレーク用の刃の形状に第３テープが追従しやすく、より集中した範囲に応力を加えることができるため、積層体ＬＢの劈開が容易になる。

この場合、第３テープ上の劈開で得られた半導体レーザ体を、（耐熱性の）第２テープＴＳへ転写した後に支持基板ＳＫに転写してもよい。また、第３テープ上の劈開で得られた半導体レーザ体を、一旦第４テープに転写し、さらに（耐熱性の）第２テープＴＳへ転写した後に支持基板ＳＫに転写（接合）してもよい（ジャンクションダウン実装が可能）。第１テープＴＦの基材は、例えばＰＥＴで形成することができ、第３テープの基材は、例えばポリオレフィンで形成することができる。第１テープＴＦのヤング率が、例えば２０００ＭＰａ以上であり、第３テープのヤング率が、例えば１５００ＭＰａ以下であってもよい。

第３テープへの積層体ＬＢの転写において、積層体ＬＢの上面が露出するように転写することができる。例えば、第１半導体層Ｓ１の上面（成長面）が（０００１）面であるｃ面となるように成長させた場合は、積層体ＬＢの上面もｃ面（Ｇａ面）になっており、Ｇａ面上に劈開のためのスクライブを行うことで、劈開を容易に行うことができる。

また、積層体ＬＢのうち電極を除いた厚さ（積層体内の半導体層の厚さ）は、例えば、１０μｍ以上としてもよい。その結果、劈開する積層体ＬＢが割れずにしなることを防ぐことができ、歩留まりが向上する。

図２７では、第１テープＴＦ上の半導体レーザ体を、第２テープＴＳに転写した後に支持基板ＳＫに接合しているが、これに限定されない。第１テープＴＦ上の半導体レーザ体を支持基板ＳＫに転写（接合）し、例えば、ボンディングワイヤを介して支持基板ＳＫ上の配線と接続してもよい。また、（第１テープＴＦから）第３テープに転写された積層体ＬＢの劈開で得られた半導体レーザ体を、（第３テープから）支持基板ＳＫに転写（接合）することもできる（ジャンクションダウン実装が可能）。

図２８は、実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。図２９は、図２８の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。図２８および図２９に示す製造方法では、テンプレート基板７上において積層体ＬＢにスクライブを行う（例えば、ｍ面劈開の起点クラックＳＣの形成）と同時に積層体ＬＢを劈開して一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を形成する工程を行う。この工程では、スクライブによる積層体ＬＢの内部応力の開放によって劈開が自然進行する。共振長（共振器長）は２００μｍ以下とすることができるが、これに限定されず、２００μｍ以上でもよい。その後、半導体レーザ体２１を支持基板ＳＫに接合することで、テンプレート基板７からベース半導体部８を離隔する工程を行う。

〔実施例２〕
図３０は、実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。図３１は、実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。実施例１では、第２電極Ｅ２を、ベース半導体部８に対して第１電極Ｅ１と同じ側に設けられているが、これに限定されない。図３０および図３１に示すように、第２電極Ｅ２を、ベース半導体部８に対して第１電極Ｅ１と異なる側（すなわち、ベース半導体部８の裏面）に設けてもよい。ベース半導体部８、化合物半導体部９および第１電極Ｅ１の構成は実施例１と同様である。こうすれば、第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２間の電流経路が短縮されるため、活性層９Ｋでの発光効率を高めることができる。

図３２は、実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。半導体レーザ素子２３は、ベース半導体部８および化合物半導体部９を含む半導体レーザ体２１と、半導体レーザ体２１を保持する支持体ＳＴと、第２電極Ｅ２に接する導電膜ＭＦとを備える。第２電極Ｅ２は、ベース半導体部８の裏面に位置し、化合物半導体部９および第１電極Ｅ１は、ベース半導体部８よりも支持体ＳＴに近い（ジャンクションダウン形式）。

支持体ＳＴ（例えば、サブマウント）は、導電性の第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２並びに導電性の第１および第２接合部Ａ１・Ａ２を含む。第１電極Ｅ１は、第１接合部Ａ１を介して第１パッド部Ｐ１に接続され、第２電極Ｅ２は、導電膜ＭＦおよび第２接合部Ａ２を介して第２パッド部Ｐ２に接続される。

図３３は、実施例２にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。図３４は、図３３の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。図３３および図３４に示す製造方法では、下地基板ＵＫおよびマスク層６を含むテンプレート基板７を準備する工程と、ＥＬＯ法で、ベース半導体部８の元になる第１半導体層Ｓ１（および第３半導体層Ｓ３）を形成する工程と、化合物半導体部９の元になる第２半導体層Ｓ２（および第４半導体層Ｓ４）を形成する工程と、第１半導体層Ｓ１、リッジ部を含む第２半導体層Ｓ２、並びに第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２等を有する積層体ＬＢを形成する工程と、積層体ＬＢを支持基板ＳＫに接合し、第１半導体層Ｓ１とテンプレート基板７とを離隔する工程と、積層体ＬＢの裏面（第１半導体層Ｓ１の下面）に第２電極Ｅ２を形成する工程と、第２電極Ｅ２および支持基板ＳＫ（の第２パッド部Ｐ２）に接する導電膜ＭＦを形成する工程と、支持基板ＳＫ上で積層体ＬＢの劈開（窒化物半導体層のｍ面劈開）を行い、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２（を含む光共振器ＬＫ）を形成する工程と、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれに反射鏡膜ＵＦを形成する工程と、支持基板ＳＫを複数の支持体ＳＴに分割する工程とを含む。

図３５は、実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。図３５に示すように、半導体レーザ素子２３は、半導体レーザ体２１と支持体ＳＴを含む。支持体ＳＴは、半導体レーザ体２１の共振長よりも大きな幅を有する２つの幅広部ＳＨと、２つの幅広部ＳＨの間に位置し、共振長よりも小さい幅を有する載置部ＳＢとを有する。

支持体ＳＴは、Ｔ字形状の第１パッド部Ｐ１および第２パッド部Ｐ２を含む。第１パッド部Ｐ１は、幅広部ＳＨ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも大きい実装部Ｊ１と、載置部ＳＢ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも小さいコンタクト部Ｑ１とを含み、第２パッド部Ｐ２は、幅広部ＳＨ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも大きい実装部Ｊ２と、載置部ＳＢ上に位置し、Ｙ方向の長さが共振長Ｌ１よりも小さいコンタクト部Ｑ２とを含む。コンタクト部Ｑ１・Ｑ２は、載置部ＳＢの上面にＸ方向に並び、コンタクト部Ｑ２上に第２接合部Ａ２が形成される。第１接合部Ａ１は半導体レーザ体２１の第１電極Ｅ１（アノード）に接触する。第２パッド部Ｐ２のコンタクト部Ｑ２は、半導体レーザ体２１の導電膜ＭＦに接触しており、これにより、第２電極Ｅ２（カソード）と第２パッド部Ｐ２とが電気的に接続される。

〔実施例３〕
実施例１・２では、ベース半導体部８の元になる第１半導体層Ｓ１（ＥＬＯ半導体層）をＧａＮ層とすることができるが、ＥＬＯ半導体層として、ＧａＮ系半導体層であるＩｎＧａＮ層を形成することもできる。ＩｎＧａＮ層の横方向成膜は、例えば１０００℃を下回るような低温で行う。高温ではインジウムの蒸気圧が高くなり、膜中に有効に取り込まれないためである。成膜温度が低温になることで、マスク部５とＩｎＧａＮ層の相互反応が低減される効果がある。また、ＩｎＧａＮ層は、ＧａＮ層よりもマスク部５との反応性が低いという効果もある。ＩｎＧａＮ層にインジウムがＩｎ組成レベル１％以上で取り込まれるようになると、マスク部５との反応性がさらに低下するため、望ましい。ガリウム原料ガスとしては、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）を用いることが好ましい。

〔実施例４〕
図３６は、実施例４の半導体レーザモジュールの構成を示す斜視図である。図３６の半導体レーザモジュール２４（半導体レーザデバイス）は、表面実装型のパッケージであり、筐体３５と、半導体レーザ素子２３（例えば、図１５参照）とを備える。半導体レーザ素子２３は、半導体レーザ体２１を複数含んでおり、支持体ＳＴの側面（共振端面と平行な面）が筐体３５の底面３７と対向するように設けられている。このため、各半導体レーザ体２１の出射面（出射側の共振端面Ｆ１）は、筐体３５の天面３４（透明板）を向いており、筐体３５の天面３４からレーザ光が出射される。半導体レーザ素子２３は、ワイヤ３１を介して外部接続ピン３３と接続される。

図３７は、実施例４の半導体レーザモジュールの別構成を示す斜視図である。図３７の半導体レーザモジュール２４（半導体レーザデバイス）は、ＴＯ－ＣＡＮ実装型のパッケージであり、ステム３８と、半導体レーザ素子２３（例えば、図１３参照）とを備える。半導体レーザ素子２３は、ステム３８のベースから突出するヒートブロック３６上に配される。半導体レーザ素子２３の第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２は、ワイヤ３１を介して外部接続ピン３３と接続される。

従来技術では半導体レーザチップをサブマウントに個別にダイボンドしてＣｏＳ(Chip on Submount)を作製する必要があったが、実施例１～４においては、半導体レーザ素子２３の支持体ＳＴがサブマウントとして機能し、半導体レーザ素子２３自体がＣｏＳ構造となっているため、サブマウントへのダイボンドが不要となる。これにより、共振長（共振器長）が短かったり、チップ幅（Ｘ方向のサイズ）が狭かったりする場合のハンドリングの困難さという課題を解消することができる。具体的には、半導体レーザ素子２３は、支持体ＳＴ上にワイヤボンドを打つために要求されるサイズ条件を満たす第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２を有している。これら第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２が半導体レーザ体２１（半導体レーザチップ）の第１および第２電極（アノード・カソード）と電気的に接続されている。そのためパッケージの外部接続ピン３３と、第１および第２パッド部Ｐ１・Ｐ２とをワイヤ３１で電気的に接続すれば足りる。

〔実施例５〕
図３８は、実施例５に係る電子機器の構成を示す模式図である。図３８の電子機器５０は、実施例１～４に記載の半導体レーザデバイスＺＤ（２１～２４）と、プロセッサを含み、半導体レーザデバイスＺＤを制御する制御部８０とを含む。電子機器５０としては、照明装置、表示装置、通信装置、情報処理装置、医療機器、電気自動車（ＥＶ）等を挙げることができる。

〔実施例６〕
実施例１では、ベース半導体部８のｃ面上に化合物半導体部９を設け、一対の共振端面を窒化物半導体のｍ面としているが、これに限定されない。図３９のように、ベース半導体部８のｍ面（（１－１００）面）上に化合物半導体部９を設け、一対の共振端面を窒化物半導体のｃ面（（０００１）面）とすることもできる。共振長Ｌ１はｃ軸方向の長さとなる。共振端面Ｆ１は、例えば、窒化物半導体のｃ面劈開によって形成することができる。

上述の技術形態は、例示および説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではない。これら例示および説明に基づけば、多くの変形形態が可能になることが、当業者には明らかである。

〔付記事項〕
以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施例に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る発明は本開示で示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示に係る発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

７ テンプレート基板
８ ベース半導体部
９ 化合物半導体部
２１ 半導体レーザ体
２２ 半導体レーザ基板
２３ 半導体レーザ素子
２４ 半導体レーザモジュール
Ｓ１ 第１半導体層
Ｓ２ 第２半導体層
ＬＫ 光共振器
ＲＪ リッジ部
Ｂ１ 第１部
Ｂ２ 第２部（低転位部）
Ｂ３ 第３部（低転位部）
Ｆ１・Ｆ２ 一対の共振端面
Ｐ１ 第１パッド部
Ｐ２ 第２パッド部
Ｅ１ 第１電極
Ｅ２ 第２電極
ＵＦ 反射鏡膜
ＳＴ 支持体
ＳＢ 載置部
ＳＫ 支持基板

Claims (23)

1. ベース半導体部と、
   前記ベース半導体部上に位置し、ＧａＮ系半導体を含む化合物半導体部と、を備え、
   前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、
   前記化合物半導体部は、一対となる２つの共振端面を含む光共振器を有し、
   前記第１部および前記第２部が、前記化合物半導体部のａ軸方向に並び、
   前記２つの共振端面それぞれが、前記化合物半導体部のｍ面であり、
   前記２つの共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下であり、
   前記ベース半導体部の前記化合物半導体部が位置する面の反対側に位置する面において、前記第２部の表面粗さは前記第１部の表面粗さよりも小さい、半導体レーザ体。
2. ベース半導体部と、
   前記ベース半導体部上に位置する化合物半導体部と、を備え、
   前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、
   前記化合物半導体部は、一対となる２つの共振端面を含む光共振器を有し、
   前記２つの共振端面それぞれが、前記化合物半導体部の劈開面に含まれ、
   前記２つの共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下であり、
   前記ベース半導体部の前記化合物半導体部が位置する面の反対側に位置する面において、前記第２部の表面粗さは前記第１部の表面粗さよりも小さい、半導体レーザ体。
3. 前記第１部および前記第２部が、前記化合物半導体部のａ軸方向に並び、
   前記２つの共振端面それぞれが、前記化合物半導体部のｍ面である、請求項２に記載の半導体レーザ体。
4. 前記光共振器が、前記第２部上に位置する、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
5. 前記ベース半導体部の厚みおよび前記化合物半導体部の厚みの和が５０〔μｍ〕以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
6. 前記ベース半導体部は、支持部材をもたない自立層である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
7. 前記２つの共振端面の一方は光出射領域を含み、
   前記光出射領域は、前記厚み方向に視る平面視において前記第２部と重なる、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
8. 前記ベース半導体部は、前記２つの共振端面と平行なベース端面を含み、
   前記ベース端面における転位密度が、前記第２部の貫通転位密度以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
9. 前記第２部の厚みに対する前記共振長の比が１～２０である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
10. 前記共振長を規定する方向と直交する方向についての前記第２部のサイズを、前記第２部の幅とし、
    前記第２部の幅に対する前記共振長の比が１～１０である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
11. 前記共振長を規定する方向と直交する方向についての前記第１部のサイズを、前記第１部の幅とし、
    前記第１部の幅に対する前記共振長の比が１～２００である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
12. 前記第２部の貫通転位密度は、前記第１部の貫通転位密度の１／５以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
13. 前記ベース半導体部は、厚み方向に伸びた貫通転位密度が前記第１部よりも小さい第３部を含み、
    前記第２部および前記第３部の間に前記第１部が位置する、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
14. 前記２つの共振端面の少なくとも一方にスクライブ跡が存在する、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
15. 前記厚み方向に視る平面視において前記光共振器と重なる第１電極を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
16. 前記第１電極は、平面視において前記第２部と重なる、請求項１５に記載の半導体レーザ体。
17. 前記第１電極は、前記共振長を規定する方向を長手方向とする形状を有し、前記長手方向のサイズが前記共振長よりも小さい、請求項１５に記載の半導体レーザ体。
18. 前記ベース半導体部に対して前記第１電極と同じ側あるいは異なる側に位置する第２電極を備える、請求項１５に記載の半導体レーザ体。
19. 前記ベース半導体部は、厚み方向に伸びた貫通転位密度が前記第１部よりも小さい第３部を含み、
    前記第２電極は、平面視において前記第３部と重なる、請求項１８に記載の半導体レーザ体。
20. 前記２つの共振端面の少なくとも一方の表面粗さが、前記化合物半導体部のａ面に平行な側面の表面粗さよりも小さい、請求項１に記載の半導体レーザ体。
21. 前記第１および第２電極間に２００〔ｍＷ〕以下の電力が供給される、請求項１９に記載の半導体レーザ体。
22. 前記第２部の貫通転位密度が５×１０^６／ｃｍ^２以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
23. 請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体と、前記半導体レーザ体を保持する支持体とを備える、半導体レーザ素子。