JPH10200185A - Semiconductor laser element - Google Patents
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- JPH10200185A JPH10200185A JP35906096A JP35906096A JPH10200185A JP H10200185 A JPH10200185 A JP H10200185A JP 35906096 A JP35906096 A JP 35906096A JP 35906096 A JP35906096 A JP 35906096A JP H10200185 A JPH10200185 A JP H10200185A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レ−ザ素子に
係わり、特に半導体レ−ザ素子の電極面の形状に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a shape of an electrode surface of the semiconductor laser device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体レ−ザ素子は、ＣＤプレ−ヤ、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、Ｗ−ＣＤ、ＭＤ及びＭＯなどの光記録再生
装置の一部としての光ピックアップに広く用いられてい
る。半導体レ−ザ素子が室温で連続発振するのを長期間
継続させ、その超寿命を保持するためには半導体レ−ザ
素子の活性層から発生する熱を効率よく放熱して動作温
度を下げることが必要である。そこで、半導体レ−ザ素
子をヒ−トシンク（放熱体）に半田付けすることによ
り、この熱を逃すようにしているが、そのとき半導体レ
−ザ素子の活性層に近い側の端面をヒ−トシンクに接合
するアップサイドダウン方式が一般に採用されている。2. Description of the Related Art Semiconductor laser devices include a CD player and a C laser.
It is widely used in optical pickups as a part of optical recording / reproducing devices such as D-ROM, W-CD, MD, and MO. In order to keep the semiconductor laser device continuously oscillating at room temperature for a long period of time and maintain its long life, it is necessary to efficiently radiate the heat generated from the active layer of the semiconductor laser device and lower the operating temperature. is necessary. Therefore, the heat is released by soldering the semiconductor laser element to a heat sink (radiator). At this time, the end face of the semiconductor laser element on the side close to the active layer is exposed to heat. An upside-down method of joining to a sink is generally employed.
【０００３】しかし、半導体レ−ザ素子とヒ−トシンク
は熱膨張係数が大きく異なるため、これらを直接接合す
ると、半田の溶融後の凝固過程で半導体レ−ザ素子の活
性層に生ずる内部応力によりダ−クラインと呼ばれる転
位層が発生して半導体レ−ザ素子の発振しきい値電流が
上昇し、発振不可能となってしまう。そのため、ヒ−ト
シンクと半導体レ−ザとの間に半導体レ−ザ素子のＧａ
Ａｓ基板と熱膨張係数のほぼ等しいシリコンやモリブデ
ンなどをッヒ−トシンクの一部として介在させたサブマ
ウント基板の上に錫などの半田を用いて半導体レ−ザ素
子を接合する方法が通常とられている。However, since the semiconductor laser element and the heat sink have significantly different coefficients of thermal expansion, if they are directly joined, the internal stress generated in the active layer of the semiconductor laser element during the solidification process after the melting of the solder. A dislocation layer called a dark line is generated, and the oscillation threshold current of the semiconductor laser element rises, so that oscillation becomes impossible. Therefore, the Ga of the semiconductor laser element is interposed between the heat sink and the semiconductor laser.
A common method is to bond a semiconductor laser element using a solder such as tin on a submount substrate in which silicon or molybdenum having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of an As substrate is interposed as a part of a heat sink. Have been.
【０００４】以下、図面を参照して、従来の半導体レ−
ザ素子のマウントについて説明する。図４は、従来の半
導体レ−ザ素子１４の断面図である。図５は、従来の半
導体レ−ザ素子１４にサブマウント基板を介してヒ−ト
シンクにマウントした断面図である。ｎ−ＧａＡｓ基板
３上には、ｎ−ＧａＡｓバッファ層４、ｎ−Ｇａ0.6 Ａ
ｌ0.4 Ａｓクラッド層５、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層
（ノンド−プ）６、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド
層７が順次積層され、更にｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓク
ラッド層７上に一対のｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層８、８及
びｐ−ＧａＡｓコンタクト層９が形成されている。図４
において、ｎ−ＧａＡｓ基板３の下側（積層方向と反対
側）には、Ａｕ合金からなるｎ型オ−ミック電極２、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層９上には、ＡｕＢｅからなるｐ
型オ−ミック電極１０及びＡｕ電極１８が順次積層され
ている。Hereinafter, a conventional semiconductor laser will be described with reference to the drawings.
The mounting of the element will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device 14. As shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device 14 mounted on a heat sink via a submount substrate. On the n-GaAs substrate 3, n-GaAs buffer layer 4, n-Ga 0.6 A
An l 0.4 As clad layer 5, a Ga 0.87 Al 0.13 As active layer (non-doped) 6, and a p-Ga 0.6 Al 0.4 As clad layer 7 are sequentially laminated, and a pair is formed on the p-Ga 0.6 Al 0.4 As clad layer 7. The n-GaAs current confinement layers 8 and 8 and the p-GaAs contact layer 9 are formed. FIG.
At the bottom of the n-GaAs substrate 3 (on the side opposite to the stacking direction), the n-type ohmic electrode
On the GaAs contact layer 9, p made of AuBe
The ohmic electrode 10 and the Au electrode 18 are sequentially stacked.
【０００５】図５において、シリコンからなるサブマウ
ント基板１５の鏡面研磨面１５ａには、Ａｕ電極１８を
下方に向けた半導体レ−ザ素子１９がＡｕ−Ｓｎ合金層
１６を介して接合されている。サブマウント基板１５と
半導体レ−ザ素子１９との接合は、窒素やＡｒガス等の
不活性ガス中で、あらかじめＳｎが形成された鏡面研磨
面１７ａ上にＡｕ電極１８を下方に向けて半導体レ−ザ
素子１９を載せ、半導体レ−ザ素子１９を押えつえなが
ら、加熱してＳｎとＡｕとの共晶により形成したＡｕ−
Ｓｎ共晶合金層１６により行われている。更に、ヒ−ト
シンク１３上には、非鏡面研磨面１７ｂを下方に向けた
サブマウント基板１５がＡｇペ−スト等からなる樹脂１
４を介してマウントされている。In FIG. 5, a semiconductor laser device 19 with an Au electrode 18 facing downward is bonded to a mirror-polished surface 15a of a submount substrate 15 made of silicon via an Au-Sn alloy layer 16. . The submount substrate 15 and the semiconductor laser element 19 are joined in an inert gas such as nitrogen or Ar gas with the Au electrode 18 facing downward on the mirror-polished surface 17a on which Sn is previously formed. -The semiconductor device 19 is mounted thereon, and the semiconductor laser device 19 is pressed down and heated to form Au by eutectic of Sn and Au-
This is performed by the Sn eutectic alloy layer 16. Further, on the heat sink 13, a submount substrate 15 with the non-mirror polished surface 17b facing downward is formed of a resin 1 made of Ag paste or the like.
4 is mounted.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サブマ
ウント基板１５と半導体レ−ザ素子１９との接合の際、
鏡面研磨面１５ａとＡｕ電極１８との間に微小な突起物
や異物等が混入した場合には、半導体レ−ザ素子１９が
傾き、ＳｎとＡｕとの共晶が均一にならず未共晶部分が
発生してしまう。その結果、半導体レ−ザ素子１９とサ
ブマウント基板１５との間の接触不良を生じたり、十分
な放熱効果が得られないことから生じる半導体レ−ザ素
子の劣化や破壊といった信頼性面に問題を生じていた。
また、サブマウント基板１５上で半導体レ−ザ素子１９
を位置決めした後、窒素やＡｒガス等の不活性ガス中で
サブマウント基板１５上への半導体レ−ザ素子１９の接
合を行う場合、Ａｕ電極１８面は平坦であるので、不活
性ガスの圧力により押され、サブマウント基板１５面上
で移動してしまい位置ずれを生じていた。このような、
半導体レ−ザ素子の位置ずれは、光ピックアップとＣＤ
やＭＯディスク等との位置ずれを生じ、正確な光記録再
生ができないといった不具合を生じていた。However, when joining the submount substrate 15 and the semiconductor laser element 19,
If a minute projection or foreign matter enters between the mirror-polished surface 15a and the Au electrode 18, the semiconductor laser element 19 is tilted, and the eutectic of Sn and Au is not uniform and is not eutectic. Some parts will occur. As a result, there is a problem in terms of reliability such as poor contact between the semiconductor laser element 19 and the submount substrate 15 and deterioration or destruction of the semiconductor laser element caused by insufficient heat dissipation. Was occurring.
Further, the semiconductor laser device 19 is mounted on the submount substrate 15.
When the semiconductor laser element 19 is bonded onto the submount substrate 15 in an inert gas such as nitrogen or Ar gas after positioning, the Au electrode 18 surface is flat. And moved on the surface of the submount substrate 15 to cause a positional shift. like this,
The displacement of the semiconductor laser element is caused by the optical pickup and the CD.
And an optical disc, etc., have a positional deviation, so that accurate optical recording and reproduction cannot be performed.
【０００７】そこで、本発明は、上記の点に着目してな
されたものであり、サブマウント基板上に位置ずれを生
ずることなくマウントができ、信頼性が高い半導体レ−
ザ素子を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and it is possible to mount a semiconductor device on a submount substrate without causing a positional shift and to obtain a highly reliable semiconductor laser.
It is an object to provide a semiconductor device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明になる半導体レ−
ザ素子は、第１導電型基板上に、第１導電型クラッド層
と、活性層と、第２導電型クラッド層を順次積層し、前
記第２導電型クラッド層上に一対の第一導電型電流狭窄
層及び第２導電型コンタクト層を形成し、前記積層方向
と反対側の前記第１導電型基板側には、第１導電型オ−
ミック電極を形成し、前記第２導電型コンタクト層上に
は、第２導電型オ−ミック電極を形成した半導体レ−ザ
素子において、前記第２導電型オ−ミック電極上に格子
状の凹部を有した金属層を設けたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor laser according to the present invention is provided.
The element comprises a first conductive type clad layer, an active layer, and a second conductive type clad layer sequentially laminated on a first conductive type substrate, and a pair of first conductive type clad layers on the second conductive type clad layer. A current confinement layer and a second conductivity type contact layer are formed, and the first conductivity type substrate is provided on the first conductivity type substrate side opposite to the lamination direction.
A semiconductor electrode having a second conductive type ohmic electrode formed on the second conductive type contact layer, wherein a lattice-shaped recess is formed on the second conductive type ohmic electrode. A metal layer having
【０００９】前記第２導電型オ−ミック電極１０上に格
子状の凹部１２を有した金属層１１を設けたので、前記
金属層１１を下に向けて半導体レ−ザ素子１をマウント
する場合に、マウント材が十分に凹部に行き渡り、金属
層１１との未共晶合金の形成がなくなり、信頼性の高い
半導体レ−ザ素子１が得られる。また、前記金属層１１
に格子状の凹部１２を設けたことが、半導体レ−ザ素子
１を滑りにくくしているので位置ずれしない半導体レ−
ザ素子１のマウントが可能となる。Since the metal layer 11 having the lattice-shaped concave portions 12 is provided on the ohmic electrode 10 of the second conductivity type, the semiconductor laser element 1 is mounted with the metal layer 11 facing downward. In addition, the mounting material sufficiently spreads to the concave portion, and the formation of the non-eutectic alloy with the metal layer 11 is eliminated, so that the highly reliable semiconductor laser device 1 can be obtained. The metal layer 11
The provision of the lattice-shaped concave portions 12 makes the semiconductor laser element 1 less slippery, so that the semiconductor laser element does not shift.
The element 1 can be mounted.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１は、本発明の半導体レ−ザ素子
１の断面図である。図２は本発明の半導体レ−ザ素子１
をサブマウント基板１５を介してヒ−トシンク１３上に
マウントした断面図である。図３は本発明の半導体レ−
ザ素子１の製造工程図である。前述した構成と同一構成
部分は同一符号を付し、その説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device 1 according to the present invention. FIG. 2 shows a semiconductor laser device 1 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view in which is mounted on a heat sink 13 via a submount substrate 15. FIG. 3 shows a semiconductor laser of the present invention.
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the element 1. The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００１１】図１乃至図３において、１は半導体レ−ザ
素子、２はｎ型オ−ミック電極、３はｎ−ＧａＡｓ基
板，４はｎ−ＧａＡｓバッファ層、５はｎ−Ｇａ0.6 Ａ
ｌ0.4Ａｓクラッド層、６はＧａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性
層（ノンド−プ）、７はｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ、８
はｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層、９はｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層、１０はｐ型オ−ミック電極、１１はＡｕ電極、１
２は凹部、１３はヒ−トシンク（放熱体）、１４は樹
脂、１５はサブマウント基板、１６はＡｕ−Ｓｎ共晶合
金層、１７はフォトレジストパタ−ン、１８はＡｕ層で
ある。本発明は図４において、Ａｕ電極１８上に格子状
の凹部を形成したものに等しい。[0011] In FIGS. 1 to 3, 1 denotes a semiconductor Le - The element 2 is n-type O - Mick electrode, the n-GaAs substrate 3, the n-GaAs buffer layer 4, 5 is n-Ga 0.6 A
l 0.4 As clad layer, 6 is a Ga 0.87 Al 0.13 As active layer (non-doped), 7 is p-Ga 0.6 Al 0.4 As, 8
Is an n-GaAs current confinement layer, 9 is a p-GaAs contact layer, 10 is a p-type ohmic electrode, 11 is an Au electrode, 1
2 is a concave portion, 13 is a heat sink (radiator), 14 is a resin, 15 is a submount substrate, 16 is an Au-Sn eutectic alloy layer, 17 is a photoresist pattern, and 18 is an Au layer. The present invention is the same as that shown in FIG. 4 in which a lattice-shaped concave portion is formed on the Au electrode 18.
【００１２】まず初めに、本発明の半導体レ−ザ素子１
の構造について説明する。ｎ−ＧａＡｓ基板３上には、
ｎ−ＧａＡｓバッファ層４、ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ
クラッド層５、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６、ｐ−Ｇ
ａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層７が順次積層され、更に
ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層７上に一対のｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層８、８及びｐ−ＧａＡｓコンタクト
層９が形成されている。ｎ−ＧａＡｓ基板３の下側（積
層方向と反対側）には、Ａｕ合金からなるｎ型オ−ミッ
ク電極２、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層９上には、ＡｕＢ
ｅからなるｐ型オ−ミック電極１０及びＡｕ電極１１が
順次積層されている。Ａｕ電極１１面には格子状に凹部
１２が形成されている。First, a semiconductor laser device 1 according to the present invention will be described.
Will be described. On the n-GaAs substrate 3,
n-GaAs buffer layer 4, n-Ga 0.6 Al 0.4 As
Clad layer 5, Ga 0.87 Al 0.13 As active layer 6, p-G
a 0.6 Al 0.4 As clad layer 7 is sequentially stacked, and a pair of n-type layers are further formed on the p-Ga 0.6 Al 0.4 As clad layer 7.
The GaAs current confinement layers 8 and 8 and the p-GaAs contact layer 9 are formed. Under the n-GaAs substrate 3 (on the side opposite to the stacking direction), the n-type ohmic electrode 2 made of an Au alloy, and on the p-GaAs contact layer 9, AuB
A p-type ohmic electrode 10 made of e and an Au electrode 11 are sequentially laminated. On the surface of the Au electrode 11, concave portions 12 are formed in a lattice shape.
【００１３】シリコンからなるサブマウント基板１５上
部の鏡面研磨面１５ａ上には、Ａｕ電極１１を下方に向
けた半導体レ−ザ素子１がＡｕ−Ｓｎ共晶合金層１６を
介して接合されている。ヒ−トシンク１３上には、Ａｇ
ペ−ストからなる樹脂１４を介して、非鏡面研磨面１５
ｂを下に向けて、サブマウント基板１５が接合してい
る。サブマウント基板１５と半導体レ−ザ素子１との接
合は、窒素やＡｒガス等の不活性ガス中でＳｎが形成さ
れた鏡面研磨面１５ａ上にＡｕ電極１１を下方に向けて
半導体レ−ザ素子１を載せ、半導体レ−ザ素子１をサブ
マウント基板５に押しつけながら、ＡｕとＳｎの共晶温
度まで加熱して、ＳｎとＡｕとの共晶により形成したＡ
ｕ−Ｓｎ共晶合金層１６を介して行われている。この
際、格子状形成された凹部１２を有したＡｕ電極１１に
より、半導体レ−ザ１がサブマウント基板１５上で滑り
にくくしてあるため位置決めがしやすくなっている。ま
た、ＡｕとＳｎの共晶温度まで加熱し、半導体レ−ザ１
をサブマウント基板１５上に固定する際には、微小な異
物や突起物等は凹部１２の中に取り込まれるので、半導
体レ−ザ素子１は傾くことなく固定できる。その結果、
Ａｕ−Ｓｎ共晶合金層１６は凹部１２中に均等に行き渡
るため、未共晶合金部分がなくなる。このため、半導体
レ−ザ素子１のＧａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６から発生
する熱を効率よく放熱するので、安定した動作が可能と
なり、信頼性を向上させることができる。The semiconductor laser device 1 with the Au electrode 11 facing downward is joined via an Au-Sn eutectic alloy layer 16 on the mirror-polished surface 15a on the submount substrate 15 made of silicon. . Ag on the heat sink 13
Non-mirror polished surface 15 via resin 14 made of paste
The sub-mount substrate 15 is joined with b facing downward. The submount substrate 15 and the semiconductor laser element 1 are joined by turning the Au electrode 11 downward on the mirror-polished surface 15a on which Sn is formed in an inert gas such as nitrogen or Ar gas. The element 1 is mounted, and the semiconductor laser element 1 is heated to the eutectic temperature of Au and Sn while pressing the semiconductor laser element 1 against the submount substrate 5 to form an A formed by eutectic of Sn and Au.
This is performed via the u-Sn eutectic alloy layer 16. At this time, the Au electrode 11 having the concave portions 12 formed in a lattice shape prevents the semiconductor laser 1 from slipping on the submount substrate 15 and thus facilitates positioning. Further, the semiconductor laser 1 is heated to the eutectic temperature of Au and Sn.
When the semiconductor laser device 1 is fixed on the submount substrate 15, minute foreign matter and protrusions are taken into the concave portion 12, so that the semiconductor laser element 1 can be fixed without tilting. as a result,
Since the Au—Sn eutectic alloy layer 16 is evenly distributed in the recess 12, there is no uneutectic alloy portion. For this reason, the heat generated from the Ga 0.87 Al 0.13 As active layer 6 of the semiconductor laser element 1 is efficiently radiated, so that a stable operation becomes possible and the reliability can be improved.
【００１４】次に、本発明の半導体レ−ザ素子１の製造
方法について説明する。 （第１工程）ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法により、ｎ−ＧａＡｓ基板３上に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層４、ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層
５、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ
0.4 Ａｓクラッド層７を順次積層する。更にｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層７の中央部に図示しないＳ
ｉＯ2 等の絶縁物を形成した後、ＭＯＣＶＤ法により一
対のｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層８、８を積層する。この
際、ＳｉＯ2 等の絶縁物には成長を促進する触媒作用が
ないので、図示しないＳｉＯ2 等の絶縁物上には成長せ
ず、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層７上のみに選
択成長する。この後、図示しないＳｉＯ2 等の絶縁物を
除去後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層９を積層する（図３
（ａ））。Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device 1 according to the present invention will be described. (First Step) MOCVD (Metal Organic)
Chemical VaporDeposition
According to the n) method, n-GaAs substrate 3 is formed on n-GaAs substrate 3.
Buffer layer 4, n-Ga 0.6 Al 0.4 As cladding layer 5, Ga 0.87 Al 0.13 As active layer 6, p-Ga 0.6 Al
0.4 As clad layer 7 is sequentially laminated. Furthermore, p-Ga
S not shown in the center of the 0.6 Al 0.4 As clad layer 7
After an insulator such as iO 2 is formed, a pair of n-GaAs current confinement layers 8 and 8 are stacked by MOCVD. Since this time, the insulator such as SiO 2 no catalytic effect of promoting the growth, selection not grown on the insulator of SiO 2 or the like, not shown, on the p-Ga 0.6 Al 0.4 As cladding layer 7 only grow up. Thereafter, after removing an insulator such as SiO 2 ( not shown), a p-GaAs contact layer 9 is laminated (FIG. 3).
(A)).
【００１５】（第２工程）真空蒸着法により、ＡｕＧｅ
を蒸着し、ｎ型オ−ミック電極２をｎ−ＧａＡｓ基板３
の下方（積層方向と逆方向）に、ＡｕＢｅを蒸着し、ｐ
型オ−ミック電極１０を形成する（図３（ｂ））。(Second step) AuGe is deposited by a vacuum deposition method.
To form an n-type ohmic electrode 2 on an n-GaAs substrate 3
AuBe is deposited below (in the direction opposite to the stacking direction)
The ohmic electrode 10 is formed (FIG. 3B).
【００１６】（第３工程）ｐ型オ−ミック電極１０上に
フォトレジストを塗布し、フォトレジストパタ−ン１７
を格子状に形成した後、真空蒸着法により、Ａｕを蒸着
する（図３（ｃ））。フォトレジストパタ−ン１７の上
部１７ａ及びｐ型オ−ミック電極１０上に形成されるＡ
ｕの厚さはリフトオフが容易に可能なように５０００オ
ングストロ−ムと薄くして形成する。(Third Step) A photoresist is applied on the p-type ohmic electrode 10 and a photoresist pattern 17 is applied.
Are formed in a lattice shape, and then Au is deposited by a vacuum deposition method (FIG. 3C). A formed on the upper portion 17a of the photoresist pattern 17 and the p-type ohmic electrode 10
The thickness of u is made as thin as 5000 angstroms so that lift-off can be easily performed.
【００１７】（第４工程）次に、アセトン等の有機溶剤
中で超音波を印加することによって、フォトレジストパ
タ−ン１７、フォトレジストパタ−ン１７の上部１７ａ
及び側面部１７ｂに形成されたＡｕを除去し、ｐ型オ−
ミック電極１０上にＡｕ層１８を形成する（図３
（ｄ））。このようにして、Ａｕ層１８を形成する方法
をリフトオフ法という。リフトオフ法では、以下のメカ
ニズムによってＡｕ層１８が形成される。フォトレジス
トパタ−ン１７の側面部１７ｂに形成されるＡｕの厚さ
は、ｐオ−ミック電極１０上に形成されるＡｕの厚さよ
りも１／３程度であることから、その側面部１７ｂで
は、１６７０オングストロ−ム程度の薄いＡｕが形成さ
れることになる。このため、超音波等の振動により容易
に切断され、かつフォトレジストは有機溶剤に溶けるの
で、フォトレジストパタ−ン１７の上部１７ａ及びその
側面部１７ｂに形成されたＡｕは除去され、ｐ型オ−ミ
ック電極１０上にのみＡｕ層１８が形成される。この
際、Ａｕ層１８は格子状に配置されたフォトレジストパ
タ−ン１７に隣接して形成されるので、Ａｕ層１８も格
子状に配置されることになる。(Fourth Step) Next, by applying ultrasonic waves in an organic solvent such as acetone, the photoresist pattern 17, the upper portion 17a of the photoresist pattern 17 are formed.
And Au formed on the side surface portion 17b is removed, and a p-type
An Au layer 18 is formed on the mic electrode 10 (FIG. 3).
(D)). The method of forming the Au layer 18 in this manner is called a lift-off method. In the lift-off method, the Au layer 18 is formed by the following mechanism. Since the thickness of Au formed on the side surface portion 17b of the photoresist pattern 17 is about 1/3 of the thickness of Au formed on the p-ohmic electrode 10, the thickness of Au on the side surface portion 17b is small. , 1670 Å. As a result, the photoresist is easily cut by vibrations such as ultrasonic waves, and the photoresist is dissolved in an organic solvent. Therefore, Au formed on the upper portion 17a of the photoresist pattern 17 and its side surface 17b is removed, and the p-type photoresist is removed. -The Au layer 18 is formed only on the mix electrode 10. At this time, since the Au layer 18 is formed adjacent to the photoresist pattern 17 arranged in a lattice, the Au layer 18 is also arranged in a lattice.
【００１８】更に、真空蒸着法により、ｐ型オ−ミック
電極１０上及びＡｕ層１８上にＡｕを蒸着して、Ａｕ電
極１１を形成する（図３（ｅ））。蒸着されたＡｕは、
Ａｕ層１８と一体化し、Ａｕ電極１１となる。Ａｕ層１
８は５０００オングストロ−ムの厚さを有することか
ら、Ａｕ層１８の上部１８ａとｐ型オ−ミック電極１０
との間には、５０００オングストロ−ムの段差があるの
で、Ａｕ層１８の上部１８ａはｐ型オ−ミック電極１０
よりも５０００オングストロ−ム高いので、ｐ型オ−ミ
ック電極１０上に形成されたＡｕ電極１１は凹部１２を
有した形状となる。このため、ｐ型オ−ミック電極１０
上及びＡｕ層１８上に形成されたＡｕ電極１１は、格子
状に凹部１２を有した形状となる。Further, Au is deposited on the p-type ohmic electrode 10 and the Au layer 18 by a vacuum deposition method to form an Au electrode 11 (FIG. 3E). The deposited Au is
It becomes the Au electrode 11 by being integrated with the Au layer 18. Au layer 1
8 has a thickness of 5000 angstroms, so that the upper portion 18a of the Au layer 18 and the p-type ohmic electrode 10
And there is a step of 5000 angstroms, so that the upper part 18a of the Au layer 18 is p-type ohmic electrode 10
Therefore, the Au electrode 11 formed on the p-type ohmic electrode 10 has a recess 12. For this reason, the p-type ohmic electrode 10
The Au electrodes 11 formed on the Au layer 18 and the Au layer 18 have a shape having the concave portions 12 in a lattice shape.
【００１９】このように、リフトオフ法で格子状の凹部
１２を有したＡｕ電極１１を形成できるので、複雑なエ
ッチング液を用いる必要がなく、製造工程が容易とな
る。また、リフトオフ法は、有機溶剤と超音波を併用に
より金属層を形成できるので、Ａｕ以外の金属にも広く
適用できる。As described above, since the Au electrode 11 having the lattice-shaped concave portions 12 can be formed by the lift-off method, there is no need to use a complicated etching solution, and the manufacturing process is facilitated. In addition, the lift-off method can be widely applied to metals other than Au since the metal layer can be formed by using an organic solvent and ultrasonic waves in combination.
【００２０】なお、半導体レ−ザ１の凹部１２が形成さ
れたＡｕ電極１１を下方に向けてサブマウント基板１５
上にマウントする実施例について述べたが、半導体レ−
ザ１に限らず端面発光ダイオ−ドやス−パ−ルミネッセ
ンスダイオ−ド等の半導体素子にも適用できることは言
うまでもない。The Au electrode 11 in which the concave portion 12 of the semiconductor laser 1 is formed faces downward and the sub-mount substrate 15
Although the embodiment of mounting on the semiconductor laser is described above,
It goes without saying that the present invention can be applied not only to the semiconductor device 1 but also to a semiconductor device such as an edge emitting diode or a super luminescence diode.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
−ザ素子によれば、第２電極面に格子状の凹部を設けた
ので、第２導電型電極を下に向けてマウントする場合
に、金属マウント材が十分に凹部に行き渡り、第２電極
との未共晶合金の形成がなくなり、信頼性の高い半導体
レ−ザ素子が得られる。また、そのことにより、半導体
レ−ザ素子がサブマウント上で滑りにくくなっているの
で、位置ずれしない半導体レ−ザ素子のマウントが可能
となる。As described above, according to the semiconductor laser device of the present invention, since the lattice-shaped concave portions are provided on the second electrode surface, the second conductive type electrode can be mounted downward. In addition, the metal mounting material sufficiently spreads to the concave portion, and the formation of the non-eutectic alloy with the second electrode is eliminated, so that a highly reliable semiconductor laser device can be obtained. This also makes it difficult for the semiconductor laser element to slip on the submount, so that the semiconductor laser element can be mounted without displacement.
【図１】本発明の半導体レ−ザ素子の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device of the present invention.
【図２】本発明の半導体レ−ザ素子のザブマウント基板
を介してヒ−トシンクへマウントした断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device of the present invention mounted on a heat sink via a submount substrate.
【図３】本発明の半導体レ−ザ素子の製造工程図であ
る。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the semiconductor laser device of the present invention.
【図４】従来の半導体レ−ザ素子の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device.
【図５】従来の半導体レ−ザ素子のザブマウント基板を
介してヒ−トシンクへマウントした断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device mounted on a heat sink via a submount substrate.
１、１９…半導体レ−ザ素子、２…ｎ型オ−ミック電
極、３…ｎ−ＧａＡｓ基板、４…ｎ−ＧａＡｓバッファ
層、５…ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓクラッド層、６…Ｇ
ａＡｌＡｓ活性層（ノンド−プ）、７…ｐ−Ｇａ0.6 Ａ
ｌ0.4 Ａｓクラッド層、８…ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層、
９…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１０…ｐ型オ−ミック
電極、１１…Ａｕ電極、１２…凹部、１３…ヒ−トシン
ク（放熱体）、１４…樹脂、１５…マウント基板、１５
ａ…鏡面研磨面、１５ｂ…非鏡面研磨面、１６…Ａｕ−
Ｓｎ共晶合金層、１７…フォトレジストパタ−ン、１７
ａ…上部、１７ｂ…側面部、１８…Ａｕ層、１８ａ…上
部1,19 ... semiconductor laser - The device, 2 ... n-type O - ohmic electrode, 3 ... n-GaAs substrate, 4 ... n-GaAs buffer layer, 5 ... n-Ga 0.6 Al 0.4 As cladding layer, 6 ... G
aAlAs active layer (non-doped), 7... p-Ga 0.6 A
l 0.4 As clad layer, 8... n-GaAs current confinement layer,
9 p-GaAs contact layer, 10 p-type ohmic electrode, 11 Au electrode, 12 recess, 13 heat sink (radiator), 14 resin, 15 mount substrate, 15
a: mirror-polished surface, 15b: non-mirror-polished surface, 16: Au-
Sn eutectic alloy layer, 17 ... photoresist pattern, 17
a: upper part, 17b: side part, 18: Au layer, 18a: upper part
Claims (1)
層と、活性層と、第２導電型クラッド層を順次積層し、
前記第２導電型クラッド層上に一対の第一導電型電流狭
窄層及び第２導電型コンタクト層を形成し、前記積層方
向と反対側の前記第１導電型基板側には、第１導電型オ
−ミック電極を形成し、前記第２導電型コンタクト層上
には、第２導電型オ−ミック電極を形成した半導体レ−
ザ素子において、前記第２導電型オ−ミック電極上に格
子状の凹部を有した金属層を設けたことを特徴とする半
導体レ−ザ素子。1. A first conductivity type clad layer, an active layer, and a second conductivity type clad layer are sequentially laminated on a first conductivity type substrate,
A pair of first conductivity type current confinement layers and a second conductivity type contact layer are formed on the second conductivity type cladding layer, and a first conductivity type current confinement layer is provided on the first conductivity type substrate side opposite to the lamination direction. An ohmic electrode is formed, and a semiconductor laser having a second conductive type ohmic electrode is formed on the second conductive type contact layer.
2. A semiconductor laser device according to claim 1, wherein a metal layer having a lattice-shaped recess is provided on the second conductive type ohmic electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35906096A JPH10200185A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Semiconductor laser element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35906096A JPH10200185A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Semiconductor laser element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200185A true JPH10200185A (en) | 1998-07-31 |
Family
ID=18462532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35906096A Pending JPH10200185A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Semiconductor laser element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10200185A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111087A (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社豊田中央研究所 | Optical semiconductor element, optical semiconductor device, and mounting method for optical semiconductor element |
| JP2020535664A (en) * | 2017-09-26 | 2020-12-03 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯＳＲＡＭ ＯＬＥＤ ＧｍｂＨ | Semiconductor laser diodes and semiconductor devices |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35906096A patent/JPH10200185A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111087A (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社豊田中央研究所 | Optical semiconductor element, optical semiconductor device, and mounting method for optical semiconductor element |
| JP2020535664A (en) * | 2017-09-26 | 2020-12-03 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯＳＲＡＭ ＯＬＥＤ ＧｍｂＨ | Semiconductor laser diodes and semiconductor devices |
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