WO2020230874A1 - 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 Download PDF

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WO2020230874A1
WO2020230874A1 PCT/JP2020/019361 JP2020019361W WO2020230874A1 WO 2020230874 A1 WO2020230874 A1 WO 2020230874A1 JP 2020019361 W JP2020019361 W JP 2020019361W WO 2020230874 A1 WO2020230874 A1 WO 2020230874A1
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semiconductor laser
layer
laser device
exit surface
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毅 横山
貴大 岡口
和弥 山田
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パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor laser device and a method for manufacturing a semiconductor laser device.
  • semiconductor laser elements have been used as light sources for image display devices such as displays and projectors, light sources for in-vehicle head lamps, light sources for industrial lighting and consumer lighting, or industries such as laser welding equipment, thin film annealing equipment, and laser processing equipment. It is attracting attention as a light source for various purposes such as a light source for equipment. Further, a semiconductor laser device used as a light source for the above-mentioned applications is desired to have a high light output exceeding 1 watt and a high beam quality.
  • Patent Document 1 Since the amount of heat generated increases as the output of the semiconductor laser element increases, a configuration in which the semiconductor laser element is mounted on a heat radiating member such as a submount having high thermal conductivity is adopted (see Patent Document 1 and the like).
  • the semiconductor laser device described in Patent Document 1 of the n-side semiconductor layer laminated at a position close to the substrate of the semiconductor laser element and the p-side semiconductor layer laminated at a position far from the substrate, the p-side semiconductor layer Junction down mounting is adopted in which the side is mounted on the sub mount.
  • the active layer and the submount can be brought closer to each other than when the substrate side of the semiconductor laser element is mounted on the submount, so that the heat dissipation performance can be improved.
  • the present disclosure is to solve such a problem, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of cracks in a semiconductor laser element in a semiconductor laser device including a semiconductor laser element in which a junction down is mounted on a heat radiation member. ..
  • one aspect of the semiconductor laser apparatus is arranged on a substrate, a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer arranged on the substrate, and the plurality of semiconductor layers.
  • a semiconductor laser element having a first metal layer, a heat radiating member having a bonding surface to which the semiconductor laser element is bonded, and a second metal layer for bonding the first metal layer and the bonding surface are provided.
  • the semiconductor laser element has an exit surface that emits laser light, and the first metal layer is arranged between a bonding region bonded to the second metal layer and between the bonding region and the exit surface.
  • the surface of the second metal layer, in which the first metal layer has an exposed region exposed from the second metal layer and faces the exposed region in a direction parallel to the exit surface, is relative to the exit surface.
  • the first metal layer has an exposed region exposed from the second metal layer between the bonding region where the first metal layer is bonded to the second metal layer and the exit surface, so that the bonding region Can be kept away from the exit surface.
  • the second metal layer has an inclined surface facing the exposed region on the surface and thus does not have an inclined surface (for example, when the surface of the second metal layer is bent vertically from the end of the joint region).
  • the thermal stress applied to the end of the joint region can be further reduced. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of cracks in the semiconductor layer of the semiconductor laser element.
  • the first metal layer can be formed up to the vicinity of the exit surface, the heat generated near the exit surface can be dissipated through the first metal layer.
  • the first metal layer may be formed of at least one of Pt, Ti, Cr, Ni or Mo.
  • the first metal layer By forming the first metal layer using these materials, it is possible to suppress the reaction between the first metal layer and the solder when, for example, solder is used as the second metal layer. That is, it is possible to suppress the bonding between the first metal layer and the solder. Therefore, the formation of the exposed region of the first metal layer can be facilitated.
  • the second metal layer may contain at least one of Au, Ag, Sn and In.
  • the second metal layer can function as a bonding layer.
  • the first metal layer includes an intermediate layer and a surface layer formed on the intermediate layer, and the surface layer is bonded to the second metal layer. You may.
  • the intermediate layer may be an Au film.
  • the surface layer may include a Ti film formed on the intermediate layer and a Pt film on the Ti film.
  • the plurality of semiconductor layers may have a plurality of light emitting portions, each of which emits the laser beam, on the emission surface.
  • a groove extending in a direction perpendicular to the emission surface is formed between two adjacent light emitting portions among the plurality of light emitting portions. It may be formed.
  • the side surface of the groove may be inclined with respect to the stacking direction of the plurality of semiconductor layers in the light emitting layer.
  • the semiconductor laser element may have an end face window structure.
  • end face window structure By having the end face window structure in this way, it is possible to make the end face of the resonator of the semiconductor laser element transparent and reduce the light absorption in the vicinity of the exit surface. As a result, it is possible to suppress the occurrence of COD (Catastrophic Optical Damage) on the exit surface.
  • COD Catastrophic Optical Damage
  • the width of the exposed region in the direction perpendicular to the exit surface may be 5 ⁇ m or more.
  • the position of the exit surface of the semiconductor laser element may shift by several ⁇ m due to a manufacturing error in the opening process or the like, but even if such a manufacturing error occurs, the position of the exit surface of the exposed region is relative to the exit surface.
  • the width in the vertical direction By setting the width in the vertical direction to 5 ⁇ m or more, cracks can be suppressed.
  • the second metal layer continuously covers the joint surface of the heat radiating member and the side surface on the exit surface side adjacent to the joint surface. May be good.
  • the heat dissipation path from the semiconductor laser element can be reliably formed up to the side surface of the heat dissipation member on the exit surface side, and the second metal layer arranged on the side surface also functions as the heat dissipation path. It can be further enhanced.
  • the end portion of the joint surface on the exit surface side may be located between the joint region and the exit surface in a plan view of the substrate. ..
  • an insulating film having an opening is arranged between the plurality of semiconductor layers and the first metal layer, and the exposed region is viewed in a plan view of the substrate.
  • the end portion of the joint region side may be arranged between the exit surface and the end portion of the opening on the exit surface side.
  • the semiconductor laser device since a current flows inside the opening of the insulating film, a large amount of heat is generated inside the opening.
  • the region facing the opening can be used as the bonding region, the heat generated inside the opening can be efficiently dissipated to the second metal layer through the bonding region. Therefore, the heat dissipation performance of the semiconductor laser device can be improved.
  • one aspect of the method for manufacturing a semiconductor laser apparatus is a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer, a first metal layer arranged on the plurality of semiconductor layers, and an exit surface for emitting laser light.
  • a method for manufacturing a semiconductor laser apparatus which includes a preparatory step of preparing a semiconductor laser element provided with the above and a joining step of joining the first metal layer to a joining surface of a heat radiating member.
  • the first metal layer and the heat radiating member are joined via a metal layer, and an exposed region exposed from the second metal layer is arranged on the exit surface side of the first metal layer, and the first metal
  • the bonding region to be joined to the second metal layer in the layer is arranged apart from the exit surface via the exposed region, and the second metal layer facing the exposed region in a direction parallel to the exit surface.
  • the surface is formed so as to have an inclined surface that is inclined with respect to the emitting surface.
  • the first metal layer has an exposed region exposed from the second metal layer between the bonding region where the first metal layer is bonded to the second metal layer and the exit surface, so that the bonding region Can be kept away from the exit surface.
  • the first metal layer can be formed up to the vicinity of the exit surface, the heat generated near the exit surface can be dissipated through the first metal layer.
  • the preparatory steps include a step of laminating the plurality of semiconductor layers on a substrate and the first metal layer on the plurality of semiconductor layers.
  • the exposed region is formed by separating the third metal layer from the exit surface, including a step of forming the third metal layer and a step of forming the exit surface by opening the substrate. You may.
  • an upper metal layer and an opposing metal layer may be formed as the third metal layer in order from the first metal layer side.
  • the third metal layer may be separated from the exit surface by removing a part of the third metal layer.
  • a bonding metal layer is arranged on the bonding surface of the heat radiating member and the side surface adjacent to the bonding surface, and the bonding step is performed.
  • the second metal layer may be formed by alloying the third metal layer and the bonded metal layer.
  • the heat dissipation path from the semiconductor laser element can be reliably formed up to the side surface of the heat dissipation member on the exit surface side, and the second metal layer arranged on the side surface also functions as the heat dissipation path. It can be further enhanced.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a first cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a second cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a third cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the comparative example.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer of the semiconductor laser apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer of the semiconductor laser apparatus according to the comparative example.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the joint surface of the heat radiating member of the semiconductor laser device according to the first embodiment and the emission surface of the semiconductor laser element.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the positional relationship between the joint surface and the heat radiating member of the semiconductor laser element of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 11A is a schematic perspective view showing the configuration of the heat radiating member according to the first embodiment.
  • FIG. 11B is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the heat radiating member according to the first embodiment.
  • FIG. 12A is a schematic first cross-sectional view for explaining the first step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 12B is a schematic second sectional view for explaining the first step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 13A is a schematic first cross-sectional view for explaining the second step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 13B is a schematic second sectional view for explaining a second step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a third step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 15A is a schematic first sectional view for explaining a fourth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 15B is a schematic second sectional view for explaining a fourth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 16A is a schematic first sectional view for explaining a fifth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 16B is a schematic second sectional view for explaining a fifth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 17A is a schematic first cross-sectional view for explaining the sixth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 17B is a schematic second sectional view for explaining a sixth step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the seventh step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing a step of joining the semiconductor laser device according to the first embodiment to the heat radiating member.
  • FIG. 20 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer of the semiconductor laser apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the second metal layer of the semiconductor laser device according to the second embodiment and the emission surface of the semiconductor laser element.
  • FIG. 24 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 25 is a schematic first cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 26 is a schematic second sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 27 is a schematic plan view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 28 is a schematic perspective view for explaining a method of manufacturing the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 29 is a schematic perspective view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 30 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 31 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device according to the fourth embodiment.
  • each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, the scales and the like do not always match in each figure.
  • substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the laminated structure. It is used as a term defined by the relative positional relationship with. Also, the terms “upper” and “lower” are used not only when the two components are spaced apart from each other and another component exists between the two components, but also when the two components It also applies when they are placed in contact with each other.
  • FIGS. 1 and 2 are a schematic perspective view and a cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 2 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 1 in the direction of arrow on the line II-II of FIG. Specifically, FIG. 2 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser device 1 near the exit surface 1f.
  • FIGS. 1 and 2 are a schematic perspective view and a cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 2 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 1 in the direction of arrow on the line II-II of FIG. Specifically, FIG. 2 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser device 1 near the exit surface 1f.
  • the direction perpendicular to the emission surface 1f of the semiconductor laser device 1 is defined as the Z axis
  • the direction perpendicular to the Z axis, which is perpendicular to the joint surface 10b of the heat radiation member 10 is the Y axis direction
  • the X-axis direction is defined as the direction perpendicular to the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • the positive direction of the X-axis, the positive direction of the Y-axis, and the positive direction of the Z-axis are drawn so as to be in the right-handed coordinate system. The same applies to the figure shown below.
  • the semiconductor laser device 1 is a device that emits laser light, and includes a semiconductor laser element 30, a heat radiating member 10, and a second metal layer 20 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment before joining to the heat radiating member 10.
  • FIG. 3 a plan view of the substrate 31 of the semiconductor laser element 30 in a plan view is shown.
  • 4 to 6 are first to third cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • 4, 5 and 6 show the cross sections of the IV-IV line, the VV line and the VI-VI line shown in FIG. 3, respectively.
  • FIG. 6 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser element 30 near the exit surface 1f.
  • the semiconductor laser element 30 is arranged on a substrate 31, a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer 33 arranged on the substrate 31, and a plurality of semiconductor layers. It also has a first metal layer 40.
  • the plurality of semiconductor layers include a first conductive type semiconductor layer 32, a second conductive type semiconductor layer 34, a contact layer 35, and a current block layer 36 in addition to the light emitting layer 33.
  • the semiconductor laser element 30 further includes an insulating film 37, a first conductive side electrode 46, and end face coats 47 and 48.
  • the substrate 31 is a planar substrate whose main surface is uniformly flat.
  • the substrate 31 is an n-GaAs substrate.
  • the first conductive type semiconductor layer 32 is a layer including the first conductive type semiconductor layer arranged above the substrate 31.
  • the first conductive type is n-type
  • the first conductive type semiconductor layer 32 includes a buffer layer, an n-type first graded layer, and an n-type clad layer in this order from the substrate 31 side.
  • N-type second graded layer, n-type optical guide layer, n-type carrier block layer, and n-type third graded layer are laminated.
  • the buffer layer is, for example, an n-GaAs layer having a film thickness of 0.5 ⁇ m, and is laminated on the substrate 31. Specifically, the buffer layer is formed on the upper surface of the substrate 31.
  • the n-type first graded layer is an n-type semiconductor layer laminated on the buffer layer, and is, for example, an n-Al x1 Ga 1-x1 As layer having a thickness of 0.05 ⁇ m.
  • the Al composition ratio x1 of the n-type first graded layer increases as it approaches the n-type clad layer from the buffer layer.
  • the Al composition ratio x1 of the n-type first graded layer is 0.15 at the end on the buffer layer side and 0.275 at the end on the n-type clad layer side.
  • the n-type clad layer is an n-type semiconductor layer laminated on the n-type first graded layer, and is, for example, an n—Al 0.275 Ga 0.725 As layer having a film thickness of 3 ⁇ m.
  • the n-type second graded layer is an n-type semiconductor layer laminated on the n-type clad layer, and is, for example, an n-Al x2 Ga 1-x2 As layer having a film thickness of 0.03 ⁇ m.
  • the Al composition ratio x2 of the n-type second graded layer becomes lower as it approaches from the n-type clad layer to the n-type optical guide layer.
  • the Al composition ratio x2 of the n-type second graded layer is 0.275 at the end on the n-type clad layer side and 0.235 at the end on the n-type optical guide layer side.
  • the n-type optical guide layer is an n-type semiconductor layer laminated on the n-type second graded layer, and is, for example, an n—Al 0.235 Ga 0.765 As layer having a film thickness of 0.7 ⁇ m.
  • the n-type carrier block layer is an n-type semiconductor layer laminated on the n-type optical guide layer, and is, for example, an n-Al 0.24 Ga 0.76 As layer having a film thickness of 0.03 ⁇ m.
  • the n-type third graded layer is an n-type semiconductor layer laminated on the n-type carrier block layer, and is, for example, an n-Al x3 Ga 1-x3 As layer having a thickness of 0.005 ⁇ m.
  • the Al composition ratio x3 of the n-type third graded layer becomes lower as it approaches the light emitting layer 33 from the n-type carrier block layer.
  • the Al composition ratio x3 of the n-type third graded layer is 0.24 at the end on the n-type carrier block layer side and 0.21 at the end on the light emitting layer 33 side.
  • the light emitting layer 33 is laminated on the first conductive semiconductor layer 32. Specifically, the light emitting layer 33 is formed between the first conductive type semiconductor layer 32 and the second conductive type semiconductor layer 34.
  • the light emitting layer 33 has a single quantum well structure including a single quantum well layer.
  • the composition of the well layer in the light emitting layer 33 is In y Ga 1-y As (0 ⁇ y ⁇ 1).
  • the light emitting layer 33 is composed of, for example, a first barrier layer made of u-Al 0.21 Ga 0.79 As having a film thickness of 0.01 ⁇ m and u-In 0.17 Ga 0.83 As having a film thickness of 0.008 ⁇ m.
  • the first barrier layer, the well layer, and the second barrier layer are all undoped layers in which impurities are not intentionally doped.
  • the light emitting layer 33 is not limited to a single quantum well structure, and may have a multiple quantum well structure including a plurality of quantum well layers. Regardless of whether the light emitting layer 33 has a single quantum well structure or a multiple quantum well structure, the total film thickness of the quantum well layers in the light emitting layer 33 may be 100 angstroms or less.
  • the side surfaces of the light emitting layer 33 in the direction perpendicular to the cavity length direction and the stacking direction are inclined with respect to the stacking direction of the plurality of semiconductor layers.
  • the side surface of the light emitting layer 33 is inclined so that the light emitting layer 33 is located at the center in the width direction of the light emitting layer 33 and stray light (from the gain portion 33g that generates light toward the side surface). (See the dashed arrow in FIG. 4) can be reduced from returning to the center again. Therefore, the competition between the laser light oscillated in the light emitting layer 33 and the stray light can be suppressed, so that the laser driving operation can be stabilized.
  • the second conductive semiconductor layer 34 is a layer including the second conductive semiconductor layer arranged on the light emitting layer 33.
  • the second conductive type is a conductive type different from the first conductive type, and is a p type in the present embodiment.
  • the second conductive semiconductor layer 34 includes a p-type optical guide layer, a p-type carrier block layer, a p-type first clad layer, a p-type first graded layer, and a p-type first layer in order from the light emitting layer 33 side. It is a laminated film in which a two-clad layer and a p-type second graded layer are laminated.
  • the p-type optical guide layer is a p-type semiconductor layer laminated on the light emitting layer 33, and is, for example, a p-Al 0.21 Ga 0.79 As layer having a film thickness of 0.1 ⁇ m.
  • the p-type carrier block layer is a p-type semiconductor layer laminated on the p-type optical guide layer, and includes, for example, a first region and a second region laminated in order from the p-type optical guide layer side.
  • the first region is a p- Aly1 Ga 1-y1 As layer having a film thickness of 0.025 ⁇ m laminated on the p-type optical guide layer.
  • the Al composition ratio y1 in the first region increases as it approaches the second region side from the p-type optical guide layer side.
  • the Al composition ratio y1 of the first region is 0.42 at the end on the p-type optical guide layer side and 0.69 at the end on the second region side.
  • the second region is a p- Aly2 Ga 1-y2 As layer having a film thickness of 0.025 ⁇ m laminated on the first region.
  • the Al composition ratio y2 of the second region becomes lower as it approaches the p-type first clad layer side from the first region side.
  • the Al composition ratio y2 of the second region is 0.69 at the end on the first region side and 0.42 at the end on the p-type first clad layer side.
  • the p-type first clad layer is a p-type semiconductor layer laminated on the p-type carrier block layer, and is, for example, a p-Al 0.25 Ga 0.75 As layer having a film thickness of 0.45 ⁇ m.
  • the p-type first graded layer is a p-type semiconductor layer laminated on the p-type first clad layer, and is, for example, a p-Al z1 Ga 1-z1 As layer having a thickness of 0.05 ⁇ m.
  • the Al composition ratio z1 of the p-type first graded layer increases as it approaches from the p-type first clad layer side to the p-type second clad layer side.
  • the Al composition ratio z1 of the p-type first graded layer is 0.25 at the end on the p-type first clad layer side and 0.65 at the end on the p-type second clad layer side.
  • the p-type second clad layer is a p-type semiconductor layer laminated on the p-type first graded layer, and is, for example, a p-Al 0.65 Ga 0.35 As layer having a film thickness of 0.5 ⁇ m.
  • the p-type second graded layer is a p-type semiconductor layer laminated on the p-type second clad layer, and is, for example, a p-Al z2 Ga 1-z2 As layer having a thickness of 0.05 ⁇ m.
  • the Al composition ratio z2 of the p-type second graded layer becomes lower as it approaches the contact layer 35 side from the p-type second clad layer side.
  • the Al composition ratio z2 of the p-type second graded layer is 0.65 at the end on the p-type second clad layer side and 0.15 at the end on the contact layer 35 side.
  • the contact layer 35 is a p-type contact layer (second conductive type contact layer) formed on the second conductive type semiconductor layer 34.
  • the contact layer 35 is formed between the second conductive semiconductor layer 34 and the first metal layer 40.
  • the composition of the contact layer 35 is GaAs.
  • the contact layer 35 is a laminated film in which the first contact layer and the second contact layer are laminated in order from the side of the second conductive semiconductor layer 34.
  • the first contact layer is a p-GaAs layer having a film thickness of 0.2 ⁇ m.
  • the second contact layer is a p-GaAs layer having a film thickness of 1 ⁇ m, and is formed on the first contact layer and the current block layer 36 so as to fill the opening 36a of the current block layer 36.
  • the current block layer 36 is provided in the contact layer 35.
  • the current block layer 36 is formed on the first contact layer in the contact layer 35.
  • the current block layer 36 is a first conductive type current block layer made of a first conductive type semiconductor.
  • the current block layer 36 is an n-type current block layer made of n-GaAs having a film thickness of 0.25 ⁇ m.
  • the current block layer 36 has an opening 36a for defining a current injection region. As shown in FIG. 3, the opening 36a of the current block layer 36 has a first width as the opening width (stripe width), and is in the resonator length direction (longitudinal direction of the resonator) of the semiconductor laser element 30. It extends linearly.
  • the plurality of semiconductor layers of the semiconductor laser element 30 have end face window structures at both ends in the length direction of the resonator. Specifically, as shown in FIG. 6, in the current non-injection region near both end faces of the optical waveguide in the light emitting layer 33, the window region 38 is formed in a region having a predetermined length from the exit surface 1f. Although not shown, a similar window region 38 is formed on the rear end surface of the semiconductor laser device 30. The window region 38 on the rear end surface (rear end surface) does not necessarily have to be formed.
  • the peak energy of photoluminescence in the region where the window region 38 of the light emitting layer 33 is not formed is set to Eg1
  • the peak energy of photoluminescence in the region where the window region 38 of the light emitting layer 33 is formed is set to Eg2.
  • the window forming method generally includes an impurity diffusion method and a vacancy diffusion method, but in the present embodiment, the window is formed by the vacancy diffusion method. This is because it is important to reduce the amount of light absorption by reducing the loss in the ultra-high output semiconductor laser device 30 having an output of more than 10 W per emitter. In other words, when the window is formed by the impurity diffusion method, the light absorption becomes large due to the impurities and it is difficult to reduce the light absorption loss. However, since the pore diffusion method is impurity-free, the pore diffusion method is used. This is because the light absorption loss due to the introduction of impurities can be eliminated by forming the window.
  • a window region 38 is formed on the exit surface 1f side as an end face window structure.
  • a window region 38 is similarly formed on the rear end surface side.
  • windows can be formed by performing rapid high temperature treatment. For example, after forming a protective film that creates Ga vacancies during high temperature treatment on the semiconductor layer in the region where the window is formed, the Ga vacancies are exposed to extremely high heat of 800 ° C. to 950 ° C. near the crystal growth temperature.
  • the quantum well structure of the light emitting layer 33 can be disordered by mutual diffusion between the vacancies and the group III elements. As a result, the band gap of the light emitting layer 33 can be increased, and the region in which the quantum well structure is disordered can function as a window region. In the region other than the window region, the disordering of the quantum well structure can be suppressed by forming a protective film that suppresses the formation of Ga pores during high temperature treatment.
  • the semiconductor laser element 30 since the semiconductor laser element 30 has the end face window structure, the resonator end face of the semiconductor laser element 30 can be made transparent and the light absorption in the vicinity of the emission surface 1f can be reduced. As a result, it is possible to suppress the generation of COD on the exit surface 1f.
  • the insulating film 37 is a dielectric film that covers the side surfaces of the light emitting layer 33 located at the ends in the longitudinal direction of the resonator and in the direction perpendicular to the stacking direction.
  • the insulating film 37 covers a pair of side surfaces located at the ends of the light emitting layer 33, the second conductive semiconductor layer 34, and the contact layer 35 in the direction perpendicular to the cavity length direction and the lamination direction.
  • the insulating film 37 further covers at least a part of the pair of side surfaces located at the ends of the first conductive semiconductor layer 32 in the direction perpendicular to the cavity length direction and the stacking direction, which is located on the light emitting layer 33 side. ..
  • the insulating film 37 has an opening 37a and is arranged between the plurality of semiconductor layers and the first metal layer 40. As shown in FIG. 3, the insulating film 37 covers the peripheral edge of the upper surface of the contact layer 35. In other words, the insulating film 37 has an opening 37a in a plan view of the substrate 31 and overlaps the contact layer 35 in the region outside the opening 37a.
  • the insulating film 37 is made of, for example, SiN or SiO 2 , and functions as a current blocking film.
  • the first metal layer 40 is an electrode on the second conductive side arranged on a plurality of semiconductor layers. In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, the first metal layer 40 is arranged on the contact layer 35 and the insulating film 37.
  • the first metal layer 40 is formed of, for example, at least one of Pt, Ti, Cr, Ni or Mo.
  • the first metal layer 40 is a laminated film in which a first layer 41 made of a Ti film having a film thickness of 50 nm and a second layer 42 made of a Pt film having a film thickness of 100 nm are laminated in this order from the contact layer 35 side. Is.
  • the first metal layer 40 is joined to the joint surface 10b of the heat radiating member 10 via the second metal layer 20.
  • the first metal layer 40 is arranged between the joint region 40b joined to the second metal layer 20 and the joint region 40b and the exit surface 1f, and the first metal layer 40 is exposed from the second metal layer. It has a region 40a.
  • the first conductive side electrode 46 is an electrode arranged below the first conductive semiconductor layer 32. In the present embodiment, it is arranged on the lower surface of the substrate 31 (that is, the main surface on the back side of the main surface on which the first conductive semiconductor layer 32 of the substrate 31 is laminated).
  • the first conductive side electrode 46 is, for example, an AuGe film having a film thickness of 90 nm, a Ni film having a film thickness of 20 nm, an Au film having a film thickness of 50 nm, a Ti film having a film thickness of 100 nm, and a film thickness of 100 nm, which are laminated in order from the substrate 31 side. It contains a Pt film and an Au film having a film thickness of 100 nm.
  • the end face coats 47 and 48 are reflectance adjusting films arranged on the front end face and the rear end face of the semiconductor laser element 30 in the cavity length direction, respectively.
  • the end face coats 47 and 48 are formed of a dielectric multilayer film.
  • the end face coat 47 is, for example, a multilayer film of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 laminated on the end face.
  • the end face coat 48 is, for example, a multilayer film of Al 2 O 3 , SiO 2 and Ta 2 O 5 laminated on the end face.
  • the reflectances of the end face coats 47 and 48 are, for example, about 2% and about 95%.
  • the reflectance of the end face coat 47 may be 0.2% or less. As a result, problems such as kink generation due to competition between the laser oscillation mode of the semiconductor laser element 30 and the laser oscillation mode of the external resonator can be suppressed.
  • the second metal layer 20 is a metal layer that joins the first metal layer 40 and the joint surface 10b of the heat radiating member 10.
  • the second metal layer 20 is joined to the first metal layer 40 at the joining region 40b of the first metal layer 40.
  • the second metal layer 20 is joined to the heat radiating member 10 at least in a region of the joint surface 10b of the heat radiating member 10 that faces the joining region 40b of the first metal layer 40.
  • the second metal layer 20 contains at least one of Au, Ag, Sn and In. That is, the second metal layer 20 is a single metal or alloy containing at least one of Au, Ag, Sn and In. As a result, the second metal layer 20 can function as a bonding layer.
  • the composition of the second metal layer 20 does not have to be uniform.
  • the composition of the portion of the second metal layer 20 located near the bonding region 40b of the first metal layer 40 may be different from the composition of the other portion, and the composition gradually increases depending on the position. May change to.
  • the second metal layer is formed of AuSu and Au having a film thickness of 5 ⁇ m.
  • the heat radiating member 10 is a member having a bonding surface 10b to which the semiconductor laser element 30 is bonded.
  • the shape of the heat radiating member 10 is not particularly limited as long as it has a joint surface 10b.
  • the heat radiating member 10 has a rectangular parallelepiped shape having a joint surface 10b, four side surfaces adjacent to the joint surface 10b, and a bottom surface on the back side of the joint surface 10b.
  • the heat radiating member 10 is formed of, for example, a material having high thermal conductivity such as AlN, CuW, and SiC.
  • a barrier metal such as Cu or Ni may be formed between the heat radiating member 10 and the second metal layer 20 in order to secure higher heat radiating property.
  • the operation and effect of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment will be described while comparing with a comparative example.
  • the first metal layer 40 of the semiconductor laser apparatus 1 according to the present embodiment is between the bonding region 40b bonded to the second metal layer 20 and the bonding region 40b and the exit surface 1f.
  • the first metal layer 40 has an exposed region 40a exposed from the second metal layer 20.
  • the surface of the second metal layer 20 facing the exposed region 40a in the direction parallel to the exit surface 1f has an inclined surface 20s inclined with respect to the emission surface 1f.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device 1001 according to the comparative example.
  • FIG. 7 shows the exit surface 1001f of the semiconductor laser device 1001 according to the comparative example and the cross section perpendicular to the stacking direction.
  • the semiconductor laser device 1001 according to the comparative example is different from the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment in the shape of the second metal layer 1020, and is in agreement in other respects.
  • the end portion of the bonding region between the second metal layer 1020 and the first metal layer 40 coincides with the end portion of the first metal layer 40 on the exit surface 1001f side.
  • thermal stress is generated in the second metal layer 1020.
  • This thermal stress is particularly strong at the ends of the second metal layer 1020. That is, the thermal stress becomes stronger at the joint portion between the end portion of the first metal layer 40 on the exit surface 1001f side and the second metal layer 20. Therefore, a strong thermal stress is applied to the exit surface 1001f side end of the first metal layer 40 of the semiconductor laser element 30.
  • the thermal stress is not dispersed and is concentratedly applied to the end. Therefore, cracks due to thermal stress occur in the plurality of semiconductor layers near the end portion.
  • the first metal layer 40 is formed between the bonding region 40b where the first metal layer 40 is bonded to the second metal layer 20 and the exit surface 1f.
  • the joint region 40b can be kept away from the exit surface 1f.
  • the end portion of the joint region 40b on the exit surface 1f side can be kept away from the end portion of the first metal layer 40 on the exit surface 1f side. Therefore, the thermal stress that strongly acts at the end of the bonding region 40b of the second metal layer 20 is dispersed in the first metal layer 40 near the end, so that cracks occur in the plurality of semiconductor layers near the end. It can be suppressed from occurring.
  • the first metal layer 40 may be formed of, for example, at least one of Pt, Ti, Cr, Ni or Mo. By forming the first metal layer 40 using these materials, it is possible to suppress the reaction between the first metal layer 40 and the solder when, for example, solder is used as the second metal layer 20. That is, it is possible to suppress the bonding between the first metal layer 40 and the solder. Therefore, the formation of the exposed region 40a of the first metal layer 40 can be facilitated.
  • the width of the exposed region 40a in the direction perpendicular to the exit surface 1f may be 5 ⁇ m or more.
  • the position of the exit surface 1f of the semiconductor laser element 30 may be displaced by about several ⁇ m due to a manufacturing error in the opening process or the like, but even if such a manufacturing error occurs, the exit surface of the exposed region 40a By setting the width in the direction perpendicular to 1f to 5 ⁇ m or more, cracks can be suppressed.
  • the second metal layer 20 when the second metal layer 20 has an inclined surface 20s facing the exposed region on the surface, the second metal layer 20 does not have the inclined surface 20s (for example, the second metal layer).
  • the thermal stress applied to the end of the joint region 40b can be reduced from the case where the surface of 20 is bent vertically from the end of the joint region). Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of cracks in the plurality of semiconductor layers of the semiconductor laser element 30.
  • the first metal layer 40 can be formed up to the vicinity of the exit surface 1f, the heat generated in the vicinity of the emission surface 1f is transferred through the first metal layer 40. Can dissipate. That is, the heat generated in the plurality of semiconductor layers near the exit surface 1f can be dissipated to the heat radiating member 10 via the exposed region 40a and the bonding region 40b of the first metal layer 40 and the second metal layer 20.
  • the insulating film 37 having the opening 37a is arranged between the plurality of semiconductor layers and the first metal layer 40, and as shown in FIG. 3, in the plan view of the substrate 31.
  • the end portion of the exposed region 40a on the junction region 40b side is arranged between the exit surface 1f and the end portion of the opening 37a on the exit surface 1f side.
  • the region of the first metal layer 40 facing the opening 37a can be designated as the bonding region 40b.
  • the semiconductor laser element 30 since the current flows inside the opening 37a of the insulating film 37, a large amount of heat is generated inside the opening 37a. Therefore, in the present embodiment, the heat generated inside the opening 37a can be efficiently dissipated to the second metal layer 20 via the bonding region 40b. Therefore, the heat dissipation performance of the semiconductor laser device 1 can be improved.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer 20 of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer 1120 of the semiconductor laser device 1101 according to the comparative example.
  • the semiconductor laser device 1101 according to the comparative example is different from the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment in the shape of the second metal layer 1120, and is in agreement in other respects.
  • the exit is between the end P3 on the exit surface 1f side of the joint region 40b and the end P1 on the exit surface 1f side of the junction between the second metal layer 20 and the junction surface 10b.
  • a length Z2 in a direction perpendicular to the surface 1f is defined.
  • Z2 is positive when the end P1 is closer to the exit surface 1f than the end P3, and the end P1 is farther from the exit surface 1f than the end P3.
  • Z2 is assumed to be negative. In this case, Z2> 0 needs to be formed in order to form the inclined surface 20s.
  • FIGS. 8A and 8B schematically show the direction of the tensile stress acting on the end P3 with a dashed arrow.
  • the semiconductor laser element 30 is bonded to the heat radiating member 10
  • the second metal layer 20 is heated and then cooled.
  • the second metal layer 20 is cured by cooling, the second metal layer 20 contracts to generate tensile stress.
  • the tensile stress acting on a predetermined point in the second metal layer 20 acts only in the direction in which the second metal layer 20 exists in the periphery of the point.
  • the second metal layer 20 there is a direction in which the second metal layer 20 does not exist, so that the direction in which the tensile stress acts is concentrated in a specific direction.
  • FIG. 8B when Z2 ⁇ 0, the shape of the end of the second metal layer 1020 near the end P3 becomes sharp, so that the direction of the tensile stress acting from the end P3 is a specific direction. Focus more.
  • the semiconductor laser apparatus 1 since the shape of the second metal layer 20 near the end portion P3 is not sharp as compared with the case where Z2> 0 and Z2 ⁇ 0, the end portion P3 Tensile stress can be reduced. Therefore, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks in a plurality of semiconductor layers as compared with the semiconductor laser device 1101 according to the comparative example.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the joint surface 10b of the heat radiating member 10 of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment and the emission surface 1f of the semiconductor laser element 30.
  • FIG. 9 a cross section at a position similar to that in FIG. 2 is shown.
  • the length Z1 in which the joint surface 10b protrudes from the emission surface 1f shown in FIG. 9 in the direction perpendicular to the emission surface 1f is too large, a part of the laser light emitted from the emission surface 1f of the semiconductor laser element 30 is emitted.
  • the joint surface 10b is irradiated. That is, a part of the laser beam is kicked by the joint surface 10b.
  • the length Z1 may be 10 ⁇ m or less. Further, the length Z1 may be 5 ⁇ m or less. As a result, it is possible to more reliably reduce the laser beam being kicked by the joint surface 10b.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the positional relationship between the semiconductor laser element 30 of the semiconductor laser device 1 and the joint surface 10b of the heat radiating member 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 10 shows a plan view of the semiconductor laser element 30 and the joint surface 10b of the heat radiating member 10 in a plan view of the substrate 31.
  • the joint surface 10b only a part of the contour near the semiconductor laser element 30 is shown by a broken line.
  • the end portion 10e of the bonding surface 10b on the exit surface 1f side may be located between the bonding region 40b and the exit surface 1f. ..
  • a space for forming the inclined surface 20s of the second metal layer 20 can be secured between the end portion 10e of the joint surface 10b on the exit surface 1f side and the joint region 40b.
  • the end portion of the joint surface 10b is arranged on the joint region 40b side from the exit surface 1f, it is possible to reduce that the laser light emitted from the exit surface 1f is kicked by the joint surface 10b as described above.
  • the semiconductor laser element 30 constituting the semiconductor laser device 1 is prepared.
  • the preparatory step for preparing the heat radiating member 10 will be described with reference to FIGS. 11A and 11B.
  • FIG. 11A and 11B are schematic perspective views and cross-sectional views showing the configuration of the heat radiating member 10 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 11B shows a cross section in the direction of the arrow on the XIB-XIB line shown in FIG. 11A.
  • a rectangular parallelepiped heat radiating member 10 made of AlN, CuW, SiC, or the like is prepared.
  • the bonded metal layer 11 is formed on the bonded surface 10b of the heat radiating member 10.
  • the bonded metal layer 11 is formed on substantially the entire surface of the bonded surface 10b.
  • the bonded metal layer 11 is formed of, for example, AuSn solder having a film thickness of 5 ⁇ m.
  • FIGS. 12A to 18 are schematic first and second cross-sectional views for explaining the first step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • 13A and 13B are schematic first and second cross-sectional views for explaining the second step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a third step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment.
  • 15A and 15B are schematic first and second cross-sectional views for explaining the fourth step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • 16A and 16B are schematic first and second cross-sectional views for explaining a fifth step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • 17A and 17B are schematic first and second cross-sectional views for explaining the sixth step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the seventh step of the method for manufacturing the semiconductor laser device 30 according to the present embodiment.
  • the first cross-sectional view shows a cross section of the semiconductor laser element 30 near the exit surface 1f
  • the second cross-sectional view shows a cross section of the semiconductor laser element 30 near the center in the resonator length direction. It is shown.
  • FIGS. 14 and 18 show a cross section of the semiconductor laser element 30 in the vicinity of the exit surface 1f in the resonator length direction.
  • a plurality of semiconductor layers are laminated on the substrate 31.
  • a first conductive semiconductor layer 32, a light emitting layer 33, and a second conductive layer are used on a substrate 31 which is a wafer made of n-GaAs by a crystal growth technique by a metalorganic vapor phase growth method (MOCVD).
  • MOCVD metalorganic vapor phase growth method
  • the type semiconductor layer 34, the first contact layer of the contact layer 35, and the current block layer 36 are laminated.
  • an opening 36a for defining the current injection region is formed in the current block layer 36.
  • FIG. 12B an opening 36a for defining the current injection region is formed in the current block layer 36.
  • the openings 36a are not formed in the vicinity of both ends of the resonator length method of the semiconductor laser device 30.
  • the opening 36a is formed by forming a pattern of a mask made of SiO 2 or the like on the first contact layer of the contact layer 35 by a photolithography technique, and then etching the current block layer 36 by a wet etching technique to block the current.
  • the layer 36 is patterned into a predetermined shape. At this time, etching is performed until the contact layer 35 is exposed.
  • a sulfuric acid-based etching solution is used as the etching solution for etching the current block layer 36.
  • FIGS. 12A and 12B Although only a plurality of semiconductor layers corresponding to one semiconductor laser element 30 are shown in FIGS. 12A and 12B, the substrate 31 and the plurality of semiconductor layers are shown in the z-axis direction and the X-axis direction of each figure. A plurality of openings 36a arranged in the Z-axis direction and the X-axis direction are formed.
  • the p-type GaAs layer was crystallized as the second contact layer of the contact layer 35 by the crystal growth technique by the MOCVD method. Grow. Specifically, the second contact layer is crystal-grown on the current block layer 36 and the first contact layer so as to fill the opening 36a of the current block layer 36.
  • an end face window structure is formed at both ends of the plurality of semiconductor layers in the resonator length direction.
  • the window is formed by the above-mentioned pore diffusion method.
  • the window region 38 is formed.
  • the current injection region (the region corresponding to the opening 36a of the current block layer 36) extends in the direction perpendicular to the exit surface 1f (in the resonator length direction).
  • a mask made of SiO 2 or the like is formed on the contact layer 35 by a photolithography technique, and then a first conductive semiconductor is formed from the contact layer 35 by a wet etching technique. By etching halfway through the layer 32, a groove 30t having an inclined side surface is formed in the light emitting layer 33.
  • a sulfuric acid-based etching solution can be used as the etching solution for forming the groove 30t.
  • the etching solution is not limited to the sulfuric acid-based etching solution, and an organic acid-based etching solution or an ammonia-based etching solution may be used.
  • the groove 30t is formed by isotropic wet etching.
  • an inclined surface can be formed on the side surface of the plurality of semiconductor layers, and a constricted structure (in other words, an overhang structure) can be formed in the plurality of semiconductor layers.
  • the inclination angle of the side surface of the groove 30t changes depending on the composition ratio of the Al composition of the AlGaAs material of each layer constituting the plurality of semiconductor layers.
  • the etching rate can be increased by increasing the Al composition of the AlGaAs material. Therefore, in order to form the inclined side surfaces as shown in FIGS. 15A and 15B in the plurality of semiconductor layers, the composition ratio of the Al composition of the second conductive semiconductor layer 34 is set to the highest value.
  • the etching rate in the lateral direction (horizontal direction) can be maximized in the semiconductor layer.
  • the narrowest portion of the plurality of semiconductor layers (the narrowest portion in the X-axis direction of FIGS. 15A and 15B) can be formed in the vicinity of the second conductive semiconductor layer 34.
  • a SiN film was deposited as an insulating film 37 on the entire surface of the substrate 31, and then a photolithography technique and The opening 37a is formed by removing the insulating film 37 of the portion to be the current injection region by using an etching technique. As shown in FIG. 16A, the openings 37a are not formed in the vicinity of both ends of the resonator length method of the semiconductor laser device 30.
  • the etching of the insulating film 37 wet etching using a hydrofluoric acid etching solution or dry etching by reactive ion etching (RIE) can be used.
  • RIE reactive ion etching
  • the insulating film 37 is a SiN film, the insulating film 37 is not limited to this, and may be a SiO 2 film or the like.
  • the first metal layer 40 and the third metal layer are formed on the plurality of semiconductor layers in order.
  • the upper metal layer 43 and the opposing metal layer 44 are formed in this order from the first metal layer 40 side as the third metal layer.
  • the first metal layer 40 and the upper metal layer 43 are formed on the upper surface of the contact layer 35 by using a photolithography technique and a lift-off technique.
  • the first metal layer 40 and the upper metal layer 43 are formed over substantially the entire length in the length direction of the resonator.
  • the opposing metal layer 44 is formed.
  • the opposing metal layer 44 is formed in at least a part of a region other than the exposed region 40a of the first metal layer 40.
  • a first layer 41 made of a Ti film and a second layer 42 made of a Pt film are formed as the first metal layer 40.
  • an upper metal layer 43 composed of a first layer 41 having a film thickness of 50 nm, a second layer 42 having a film thickness of 100 nm, and an Au film having a film thickness of 150 nm is formed by an electron beam vapor deposition method, and then a film thickness is formed by an electrolytic plating method.
  • the opposing metal layer 44 made of a 3 ⁇ m Au film can be formed.
  • the third metal layer is separated from the exit surface 1f.
  • the third metal layer is separated from the exit surface 1f by removing a part of the upper metal layer 43 from the third metal layer.
  • the exposed region 40a where the first metal layer 40 is exposed is formed.
  • the upper metal layer 43 made of an Au film formed on the exposed region 40a of the first metal layer 40 is selectively etched by using a photolithography technique and a lift-off technique.
  • an iodine solution can be used as an etching solution for selectively etching Au.
  • the first conductive side electrode 46 is formed on the lower surface of the substrate 31.
  • an AuGe film having a film thickness of 90 nm, a Ni film having a film thickness of 20 nm, an Au film having a film thickness of 50 nm, and Ti having a film thickness of 100 nm are laminated in order from the substrate 31 side.
  • a film, a Pt film having a film thickness of 100 nm, and an Au film having a film thickness of 100 nm are formed.
  • the first conductive side electrode 46 can be formed as shown in FIG.
  • the substrate 31 is cleaved to form the exit surface 1f. Subsequently, the chip is separated by cutting the groove 30t as a cutting portion. As a result, the semiconductor laser device 30 in the form of individual pieces can be manufactured.
  • the heat radiating member 10 and the semiconductor laser element 30 can be prepared.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing a joining step of joining the semiconductor laser element 30 according to the present embodiment to the heat radiating member 10.
  • the semiconductor laser element 30 is junction-down bonded to the joint surface 10b of the heat radiating member 10.
  • the bonded metal layer 11 that has been heated and melted is bonded to the upper metal layer 43 and the opposing metal layer 44 formed on the first metal layer 40 of the semiconductor laser device 30.
  • the second metal layer 20 is formed by alloying the upper metal layer 43, the opposing metal layer 44, and the bonded metal layer 11.
  • the upper metal layer 43, the opposing metal layer 44, and the bonded metal layer 11 may not be uniformly alloyed.
  • a part of the upper metal layer 43 and the opposing metal layer 44 and a part of the bonded metal layer 11 may be alloyed.
  • the upper metal layer 43 made of an Au film a part of the first metal layer 40 side is not alloyed, so that the Au layer is in a region where the second metal layer 20 is in contact with the first metal layer 40. May have.
  • the first metal layer 40 and the heat radiating member 10 are joined via the second metal layer 20.
  • the exposed region 40a exposed from the second metal layer 20 is arranged on the exit surface 1f side of the first metal layer 40, and the bonding region 40b to be joined to the second metal layer 20 in the first metal layer 40 is formed.
  • the surface of the second metal layer 20 which is arranged apart from the exit surface 1f via the exposed region 40a and faces the exposed region 40a in the direction parallel to the exit surface 1f is an inclined surface 20s which is inclined with respect to the exit surface 1f. Is formed to have.
  • the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment can be manufactured by the above steps.
  • the semiconductor laser apparatus according to the second embodiment and a method for manufacturing the same will be described.
  • the semiconductor laser device according to the first embodiment is different from the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment in that the second metal layer is arranged not only on the joint surface of the heat radiating member but also on the side surface.
  • the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • FIGS. 20 and 21 are schematic perspective views and cross-sectional views showing the overall configuration of the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 21 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 101 in the arrow-viewing direction in the XXI-XXI line of FIG. Specifically, FIG. 21 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser device 101 near the exit surface 1f.
  • the semiconductor laser device 101 includes the semiconductor laser element 30, the heat radiating member 10, and the second, similarly to the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. It includes a metal layer 120.
  • the semiconductor laser element 30 has an exit surface 101f that emits laser light.
  • the second metal layer 120 continuously connects the joint surface 10b of the heat radiating member 10 and the side surface on the exit surface 101f side adjacent to the joint surface 10b. Cover.
  • the heat dissipation path from the semiconductor laser element 30 can be reliably formed up to the side surface of the heat dissipation member 10 on the exit surface 101f side, and the second metal layer arranged on the side surface also functions as the heat dissipation path.
  • the heat dissipation performance can be further improved.
  • the first metal layer 40 is joined to the joint surface 10b of the heat radiating member 10 via the second metal layer 120, and the first metal layer 40 is the second metal layer 40. It has a bonding region 40b to be bonded to the metal layer 120, and an exposed region 40a arranged between the bonding region 40b and the exit surface 101f and the first metal layer 40 is exposed from the second metal layer 120.
  • the surface of the second metal layer 120 facing the exposed region 40a in the direction parallel to the exit surface 101f has an inclined surface 120s inclined with respect to the emission surface 101f.
  • the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment can suppress the occurrence of cracks in the plurality of semiconductor layers of the semiconductor laser element 30 as in the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the second metal layer 120 of the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment.
  • a length Z2 in the direction perpendicular to the exit surface 101f is defined between the two.
  • Z2 is positive when the end of the second metal layer 120 on the exit surface 101f side is closer to the exit surface 101f than the end P3 in the direction perpendicular to the exit surface 101f, and the second metal layer It is assumed that Z2 is negative when the end portion of 120 on the exit surface 101f side is located farther from the exit surface 1f than the end portion P3.
  • Z2> 0 needs to be formed in order to form the inclined surface 120s. That is, when Z2 ⁇ 0, the inclined surface 120s cannot be formed. As described above with reference to FIGS. 8A and 8B, when Z2 ⁇ 0, the thermal stress applied to the end portion P3 is larger than when the inclined surface 120s is formed, so that cracks occur in a plurality of semiconductor layers. obtain.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the second metal layer 120 of the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment and the emission surface 101f of the semiconductor laser element 30.
  • FIG. 23 a cross section at a position similar to that in FIG. 21 is shown.
  • the length Z1 in which the second metal layer 120 projects from the exit surface 101f shown in FIG. 23 in the direction perpendicular to the emission surface 101f is too large, a part of the laser light emitted from the emission surface 101f of the semiconductor laser element 30. Is irradiated to the second metal layer 120. That is, a part of the laser beam is kicked by the second metal layer 120.
  • the length Z1 may be 10 ⁇ m or less. Further, the length Z1 may be 5 ⁇ m or less. As a result, it is possible to more reliably reduce the laser light being kicked by the second metal layer 120. Further, the end portion of the second metal layer 120 on the exit surface 1f side does not have to protrude from the exit surface 1f. As a result, it is possible to more reliably reduce the laser light being kicked by the second metal layer 120.
  • the manufacturing method of the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment is different from the manufacturing method of the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment in the preparation step of the heat radiation member 10, and is the same in other steps.
  • the joining metal layer 11 is arranged on the joining surface 10b of the heat radiating member 10 and the side surface adjacent to the joining surface 10b. Then, in the bonding step, the second metal layer 120 is formed by alloying the upper metal layer 43 and the opposing metal layer 44 formed on the semiconductor laser element 30 with the bonded metal layer 11. In this way, the semiconductor laser device 101 according to the present embodiment can be manufactured.
  • the semiconductor laser apparatus according to the third embodiment and a method for manufacturing the same will be described.
  • the semiconductor laser device according to the present embodiment is different from the semiconductor laser device 101 according to the second embodiment in that it has a plurality of light emitting units.
  • the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the second embodiment.
  • FIGS. 24 to 27 are a schematic perspective view, a first cross-sectional view, and a second cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 201 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 25 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 201 in the arrow-viewing direction in the XXV-XXV line of FIG. 24.
  • FIG. 25 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser device 201 near the exit surface 1f.
  • FIG. 26 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 201 in the XXVI-XXVI line of FIG. 25.
  • the semiconductor laser device 201 includes the semiconductor laser element 230, the heat radiating member 10, and the second, similarly to the semiconductor laser device 101 according to the second embodiment. It includes a metal layer 120.
  • the semiconductor laser element 230 has an exit surface 201f that emits laser light.
  • the semiconductor laser device 230 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 24 to 26 and 27.
  • FIG. 27 is a schematic plan view showing the configuration of the semiconductor laser device 230 according to the present embodiment.
  • FIG. 27 shows a plan view of the substrate 31 of the semiconductor laser element 230 in a plan view.
  • the semiconductor laser device 230 according to the present embodiment has a plurality of light emitting units 233 on the exit surface 201f, each of which emits laser light.
  • the semiconductor laser element 230 has a plurality of element elements 230e and 230d arranged in a direction perpendicular to the length direction of the resonator, and each of the plurality of element elements 230e and 230d has a light emitting unit 233.
  • the two element elements 230d are element elements located at the ends in the arrangement direction.
  • Each of the plurality of element elements 230e and 230d has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the length L0 of each element element in the cavity length direction is, for example, about 4 mm.
  • the width Pe of each element element perpendicular to the cavity length direction and the stacking direction of the plurality of semiconductor layers is, for example, about 225 ⁇ m, and the number of element elements is, for example, 44. In this case, the width W0 of the semiconductor laser element 230 is 9.9 mm. In the present embodiment, the number of element elements is 44, but the number of element elements may be increased in order to further increase the output.
  • a groove 230t extending in a direction perpendicular to the emission surface 201f is formed between two adjacent light emitting portions of the plurality of light emitting portions 233.
  • the groove 230t between the light emitting units 233 in this way, the competition of the laser light between the light emitting units 233 can be suppressed, so that the laser driving operation can be stabilized.
  • the side surface of the groove 230t is inclined in the light emitting layer 33 with respect to the stacking direction of the plurality of semiconductor layers.
  • FIG. 28 is a schematic perspective view for explaining a method of manufacturing the semiconductor laser device 201 according to the present embodiment.
  • the manufacturing method of the semiconductor laser device 201 according to the present embodiment includes a preparation step and a joining step, similarly to the manufacturing method of the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • the semiconductor laser device 230 is prepared in the preparation step.
  • the semiconductor laser element 230 is different from the preparation step of the semiconductor laser element 30 according to the first embodiment in that a part of the groove 230t is left undivided, and is the same in other respects.
  • the preparation step of the heat radiating member 10 is the same as that of the second embodiment.
  • the semiconductor laser element 230 is junction-down bonded to the bonded metal layer 11 on the bonding surface 10b of the heat radiation member 10.
  • the semiconductor laser device 201 according to the present embodiment can be manufactured.
  • the semiconductor laser apparatus according to the fourth embodiment and a method for manufacturing the same will be described.
  • the semiconductor laser device according to the present embodiment is different from the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment in that the electrode structure on the second conductive side arranged on the plurality of semiconductor layers of the semiconductor laser element is different.
  • the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • FIGS. 29 and 30 are a schematic perspective view and a cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 301 according to the present embodiment.
  • FIG. 30 shows a part of the cross section of the semiconductor laser device 301 in the arrow-viewing direction in the XXXX-XXX line of FIG. 29. Specifically, FIG. 30 shows a cross section of a portion of the semiconductor laser device 301 near the exit surface 1f.
  • the semiconductor laser device 301 includes the semiconductor laser element 330, the heat radiating member 10, and the second, as in the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. It includes a metal layer 20.
  • the semiconductor laser element 330 has an exit surface 301f that emits laser light.
  • the semiconductor laser device 301 includes a first metal layer 400 having a configuration different from that of the other embodiments in the semiconductor laser element 330.
  • the first metal layer 400 of the present embodiment includes the first layer 401, the second layer 402, the third layer 403, the fourth layer 404, the fifth layer 405, and the sixth layer 406 in order from the plurality of semiconductor layer sides.
  • the first layer 401 is, for example, a Ti film having a film thickness of 50 nm
  • the second layer 402 is, for example, a Pt film having a film thickness of 100 nm
  • the third layer 403 is, for example, an Au film having a film thickness of 100 nm.
  • the first layer 401, the second layer 402, and the third layer 403 form a lower layer of the first metal layer 400.
  • the fourth layer 404 is, for example, an intermediate layer of an Au film having a film thickness of 3 ⁇ m.
  • the fourth layer 404 is formed at a distance of about 5 ⁇ m from the exit surface 1f.
  • the fifth layer and the sixth layer are materials having a barrier property that does not easily react with a solder bonding material such as AuSn, and are formed of, for example, at least one of Pt, Ti, Cr, Ni, and Mo.
  • the fifth layer and the sixth layer constitute a surface layer of the first metal layer 400.
  • the fifth layer 405 is a Ti film having a film thickness of 50 nm
  • the surface layers are the surface of the fourth layer 404, which is an intermediate layer of the Au film, facing the heat radiation member 10, and the exit surface 1f side of the fourth layer 404. It is formed over the surface of the lower layer (the surface of the third layer 403 which is an Au film) between the side surface of the above and the exit surface 1f and the fourth layer 404.
  • the sixth layer 406 is arranged between the bonding region 40b joined to the second metal layer 20 and the bonding region 40b and the exit surface 1f, and the sixth layer 406 is exposed from the second metal layer 40a. And have.
  • the second metal layer 20 is bonded to the surface of the sixth layer 406 formed on the surface and the side surface of the fourth layer 404 facing the heat radiating member 10, and the exit surface 1f and the fourth layer are formed.
  • the second metal layer 20 is joined to a part of the surface of the sixth layer 406 between the 404 and the fourth layer 404 side.
  • the thickness of the fourth layer 404 is thicker than the thickness of the surface layer.
  • a third layer 403 made of an Au film and a fifth layer 405 and a sixth layer 406 that do not easily react with a solder bonding material such as AuSn are further provided between the second metal layer 20 and the semiconductor laser element 330.
  • the thermal stress at the time of joining with the heat radiating member 10 via the second metal layer 20 is dispersed by the third layer 403 made of the Au film.
  • the stress is made uniform in the entire light emitting layer 33 of the semiconductor laser element 330, so that it is possible to avoid applying a local stress to the light emitting layer 33. It is possible to suppress an increase in current and a decrease in light output.
  • FIG. 31 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser device 330 according to the present embodiment.
  • a cross-sectional view of the semiconductor laser device 330 before joining to the heat radiating member 10 in the same cross section as in FIG. 30 is shown.
  • the manufacturing method of the semiconductor laser device 301 according to the present embodiment includes a preparation step and a joining step, similarly to the manufacturing method of the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • the method of manufacturing the semiconductor laser device 301 according to the present embodiment will be described which is different from the first embodiment.
  • the above-mentioned semiconductor laser element 330 is prepared in the preparation step.
  • a first layer 401 made of a Ti film, a second layer 402 made of a Pt film, and a third layer 403 made of an Au film are formed.
  • the first layer 401 having a film thickness of 50 nm, the second layer 402 having a film thickness of 100 nm, and the third layer 403 having a film thickness of 100 nm are formed by an electron beam vapor deposition method.
  • a fourth layer 404 composed of an Au film having a film thickness of 3 ⁇ m is formed by an electrolytic plating method, and a film is formed on the fourth layer 404 as a surface layer of the first metal layer 400.
  • a counter metal layer 144 made of an Au film having a film thickness of 100 nm is formed as a third electrode layer.
  • the opposing metal layer 144 is formed on the surface of the sixth layer 406 formed on the surface and the side surface of the fourth layer 404, which is the intermediate layer of the Au film, on the side facing the heat radiating member 10, and is emitted.
  • the opposing metal layer 144 is formed as a third metal layer on a part of the surface on the fourth layer 404 side.
  • the preparation step of the heat radiating member 10 is the same as that of the first embodiment.
  • the semiconductor laser element 330 is junction-down bonded to the bonded metal layer 11 on the bonding surface 10b of the heat radiation member 10.
  • the semiconductor laser device 301 according to the present embodiment can be manufactured.
  • an example in which an AlGaAs-based semiconductor is used in the semiconductor laser device is shown, but other semiconductors may be used.
  • AlGaInP-based or AlGaInN-based semiconductors may be used.
  • the semiconductor laser device of the present disclosure is, for example, a light source of an image display device such as a display or a projector, a light source of an in-vehicle head lamp, a light source of industrial lighting or consumer lighting, or laser welding as a high-output and high-efficiency light source. It can be applied to light sources for various purposes such as light sources for equipment, thin film annealing equipment, and industrial equipment such as laser processing equipment.

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Abstract

半導体レーザ装置（１）は、基板（３１）と、複数の半導体層と、第１金属層（４０）とを有する半導体レーザ素子（３０）と、半導体レーザ素子（３０）が接合される接合面（１０ｂ）を有する放熱部材（１０）と、第１金属層（４０）と接合面（１０ｂ）とを接合する第２金属層（２０）とを備え、半導体レーザ素子（３０）は、レーザ光を出射する出射面（１ｆ）を有し、第１金属層（４０）は、第２金属層（２０）と接合される接合領域（４０ｂ）と、接合領域（４０ｂ）と出射面（１ｆ）との間に配置され、第１金属層（４０）が第２金属層（２０）から露出される露出領域（４０ａ）とを有し、露出領域（４０ａ）と対向する第２金属層（２０）の表面は、出射面（１ｆ）に対して傾斜する傾斜面（２０ｓ）を有する。

Description

半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法
　本開示は、半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法に関する。
　近年、半導体レーザ素子は、ディスプレイやプロジェクターなどの画像表示装置の光源、車載ヘッドランプの光源、産業用照明や民生用照明の光源、又は、レーザ溶接装置や薄膜アニール装置、レーザ加工装置などの産業機器の光源など、様々な用途の光源として注目されている。また、上記用途の光源として用いられる半導体レーザ素子には、光出力が１ワットを大きく超える高出力化及び高いビーム品質が望まれている。
　半導体レーザ素子の高出力化に伴い発熱量も大きくなるため、半導体レーザ素子を熱伝導率が高いサブマウントなどの放熱部材に実装する構成が採用されている（特許文献１など参照）。特許文献１に記載された半導体レーザ素子においては、半導体レーザ素子の基板から近い位置に積層されたｎ側半導体層と、基板から遠い位置に積層されたｐ側半導体層のうち、ｐ側半導体層側をサブマウントに実装するジャンクションダウン実装が採用されている。これにより、半導体レーザ素子の基板側をサブマウントに実装する場合より、活性層とサブマウントとを近づけることができるため、放熱性能を高めることができる。
国際公開第２０１８／１６８４３０号
　しかしながら、このようなジャンクションダウン実装を行う場合、実装時に半田などの接合部材を加熱及び冷却することに起因する熱応力が半導体層に加わる。このため、半導体層にクラックが発生するという問題が生じ得る。
　本開示は、このような課題を解決するものであり、放熱部材にジャンクションダウン実装された半導体レーザ素子を備える半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子にクラックが発生することを抑制することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、基板と、前記基板上に配置された発光層を含む複数の半導体層と、前記複数の半導体層上に配置された第１金属層とを有する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が接合される接合面を有する放熱部材と、前記第１金属層と前記接合面とを接合する第２金属層とを備え、前記半導体レーザ素子は、レーザ光を出射する出射面を有し、前記第１金属層は、前記第２金属層と接合される接合領域と、前記接合領域と前記出射面との間に配置され、前記第１金属層が前記第２金属層から露出される露出領域とを有し、前記出射面と平行な方向において前記露出領域と対向する前記第２金属層の表面は、前記出射面に対して傾斜する傾斜面を有する。
　このように、第１金属層が第２金属層と接合される接合領域と出射面との間に、第１金属層が、第２金属層から露出される露出領域を有することで、接合領域を出射面から遠ざけることができる。これにより、半導体レーザ素子を放熱部材に実装する際に、接合領域の特に端部において強く作用する熱応力が出射面付近に集中的に加わることを抑制できる。したがって、半導体レーザ素子の半導体層においてクラックが発生することを抑制できる。
　さらに第２金属層が表面に露出領域と対向する傾斜面を有することで、傾斜面を有さない場合（例えば、第２金属層の表面が、接合領域の端部から垂直に折れ曲がる場合など）より接合領域の端部に加わる熱応力を低減できる。したがって、半導体レーザ素子の半導体層にクラックが発生することをより一層抑制できる。
　また、第１金属層は、出射面付近まで形成することができるため、出射面付近で発生する熱を第１金属層を介して放散することができる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第１金属層は、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＭｏの少なくとも一つで形成されていてもよい。
　これらの材料を用いて、第１金属層を形成することで、第２金属層として例えば半田を用いる場合に、第１金属層と半田とが反応することを抑制できる。つまり、第１金属層と半田とが接合することを抑制できる。したがって、第１金属層の露出領域の形成を容易化できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第２金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ及びＩｎの少なくとも一つを含んでもよい。
　これにより、第２金属層を接合層として機能させることができる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第１金属層は、中間層と、前記中間層上に形成された表面層を備え、前記表面層が前記第２金属層と接合してもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記中間層は、Ａｕ膜であってもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記表面層は、前記中間層上に形成されたＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜を備えてもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記複数の半導体層は、前記出射面に、各々が前記レーザ光を出射する複数の発光部を有してもよい。
　このように、半導体レーザ素子をアレイ化することで、容易に高出力化を実現できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記複数の半導体層において、前記複数の発光部のうち隣接する二つの発光部の間に、前記出射面とは垂直な方向に延びる溝が形成されていてもよい。
　このように、発光部間に溝を設けることで、発光部間のレーザ光の競合を抑制できるため、レーザ駆動動作を安定化できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記溝の側面は、前記発光層において、前記複数の半導体層の積層方向に対して傾斜していてもよい。
　このように、発光層の側面が傾斜していることで、発光層の幅方向の中央から側面に向かう迷光が、再度中央に戻ることを低減できる。したがって、発光層で発振するレーザ光と迷光との競合を抑制できるため、レーザ駆動動作を安定化できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、端面窓構造を有してもよい。
　このように、端面窓構造を有することで、半導体レーザ素子の共振器端面を透明化して出射面付近における光吸収を低減することができる。これにより、出射面においてＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）が発生することを抑制できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記露出領域の、前記出射面に対して垂直な方向の幅は、５μｍ以上であってもよい。
　半導体レーザ素子の出射面位置は、劈開工程などにおいて、製造誤差により数μｍ程度の位置ずれが発生し得るが、このような製造誤差が発生した場合にも、露出領域の、出射面に対して垂直な方向の幅を５μｍ以上とすることで、クラックの抑制が可能となる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第２金属層は、前記放熱部材の前記接合面と、前記接合面に隣接する前記出射面側の側面とを連続して被覆してもよい。
　これにより、半導体レーザ素子からの放熱パスを、放熱部材の出射面側の側面にまで確実に形成でき、かつ、当該側面に配置された第２金属層も放熱パスとして機能するため、放熱性能をより一層高めることができる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記基板の平面視において、前記接合面の前記出射面側の端部は、前記接合領域と前記出射面との間に位置してもよい。
　これにより、接合面の出射面側の端部と接合領域との間に、第２金属層の傾斜面を形成するスペースを確保できる。また、接合面の端部が、出射面より接合領域側に配置されることから、出射面から出射したレーザ光が、接合面によって蹴られることを低減できる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記複数の半導体層と前記第１金属層との間に、開口部を有する絶縁膜が配置され、前記基板の平面視において、前記露出領域の前記接合領域側の端部は前記出射面と前記開口部の前記出射面側の端部との間に配置されてもよい。
　本開示に係る半導体レーザ素子において、絶縁膜の開口部の内部に電流が流れるため、開口部の内部において発熱量が多い。本態様においては、開口部に対向する領域を接合領域とすることができるため、開口部の内部において発生した熱を接合領域を介して第２金属層へ効率よく放散することができる。したがって、半導体レーザ装置の放熱性能を高めることができる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の製造方法の一態様は、発光層を含む複数の半導体層と、前記複数の半導体層上に配置された第１金属層と、レーザ光を出射する出射面とを備えた半導体レーザ素子を準備する準備工程と、前記第１金属層を放熱部材の接合面に接合する接合工程とを含む半導体レーザ装置の製造方法であって、前記接合工程において、第２金属層を介して前記第１金属層と前記放熱部材とが接合され、前記第１金属層の前記出射面側には前記第２金属層から露出された露出領域が配置され、前記第１金属層における前記第２金属層と接合する接合領域は、前記露出領域を介して前記出射面から離間して配置され、前記出射面と平行な方向において前記露出領域と対向する前記第２金属層の表面は、前記出射面に対して傾斜する傾斜面を有するように形成される。
　このように、第１金属層が第２金属層と接合される接合領域と出射面との間に、第１金属層が、第２金属層から露出される露出領域を有することで、接合領域を出射面から遠ざけることができる。これにより、半導体レーザ素子を放熱部材に実装する際に、接合領域の特に端部において強く作用する熱応力が出射面付近に集中的に加わることを抑制できる。したがって、半導体レーザ素子の半導体層においてクラックが発生することを抑制できる。
　また、第１金属層は、出射面付近まで形成することができるため、出射面付近で発生する熱を第１金属層を介して放散することができる。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の製造方法の一態様において、前記準備工程は、基板上に、前記複数の半導体層を積層する工程と、前記複数の半導体層上に、前記第１金属層と、第３金属層とを形成する工程と、前記基板をへき開して前記出射面を形成する工程とを含み、前記第３金属層を前記出射面から離間させることで前記露出領域が形成されてもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の製造方法の一態様において、前記第３金属層として、前記第１金属層側から順に、上層金属層と対向金属層とを形成してもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の製造方法の一態様において、前記第３金属層の一部を除去することで、前記第３金属層を前記出射面から離間させてもよい。
　また、本開示に係る半導体レーザ装置の製造方法の一態様において、前記準備工程において、前記放熱部材の前記接合面と、前記接合面に隣接する側面とに接合金属層を配置し、前記接合工程において、前記第３金属層と前記接合金属層とが合金化することによって、前記第２金属層が形成されてもよい。
　これにより、半導体レーザ素子からの放熱パスを、放熱部材の出射面側の側面にまで確実に形成でき、かつ、当該側面に配置された第２金属層も放熱パスとして機能するため、放熱性能をより一層高めることができる。
　本開示によれば、サブマウントにジャンクションダウン実装された半導体レーザ素子を備える半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子にクラックが発生することを抑制できる。
図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。 図３は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な平面図である。 図４は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す第１の断面図である。 図５は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す第２の断面図である。 図６は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す第３の断面図である。 図７は、比較例に係る半導体レーザ装置の構成を示す模式的な断面図である。 図８Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の第２金属層の構成を示す模式的な断面図である。 図８Ｂは、比較例に係る半導体レーザ装置の第２金属層の構成を示す模式的な断面図である。 図９は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の放熱部材の接合面と、半導体レーザ素子の出射面との位置関係を示す模式的な断面図である。 図１０は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の半導体レーザ素子と放熱部材の接合面と位置関係を示す模式的な平面図である。 図１１Ａは、実施の形態１に係る放熱部材の構成を示す模式的な斜視図である。 図１１Ｂは、実施の形態１に係る放熱部材の構成を示す模式的な断面図である。 図１２Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第１工程を説明するための模式的な第１の断面図である。 図１２Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第１工程を説明するための模式的な第２の断面図である。 図１３Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を説明するための模式的な第１の断面図である。 図１３Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を説明するための模式的な第２の断面図である。 図１４は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第３工程を説明するための模式的な断面図である。 図１５Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第４工程を説明するための模式的な第１の断面図である。 図１５Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第４工程を説明するための模式的な第２の断面図である。 図１６Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第５工程を説明するための模式的な第１の断面図である。 図１６Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第５工程を説明するための模式的な第２の断面図である。 図１７Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第６工程を説明するための模式的な第１の断面図である。 図１７Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第６工程を説明するための模式的な第２の断面図である。 図１８は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第７工程を説明するための模式的な断面図である。 図１９は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子を放熱部材に接合する工程を示す模式的な斜視図である。 図２０は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。 図２１は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。 図２２は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の第２金属層の構成を示す模式的な断面図である。 図２３は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の第２金属層と、半導体レーザ素子の出射面との位置関係を示す模式的な断面図である。 図２４は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。 図２５は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図２６は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図２７は、実施の形態３に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な平面図である。 図２８は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。 図２９は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。 図３０は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な断面図である。 図３１は、実施の形態４に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な断面図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。
　また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
　（実施の形態１）
　実施の形態１に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について説明する。
　［１－１．全体構成］
　まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の全体構成を示す模式的な斜視図及び断面図である。図２には、図１のＩＩ－ＩＩ線における半導体レーザ装置１の矢視方向の断面の一部が示されている。具体的には、図２には、半導体レーザ装置１の出射面１ｆ付近の部分の断面が示されている。なお、図１及び図２において、半導体レーザ装置１の出射面１ｆに垂直な方向をＺ軸とし、Ｚ軸と垂直な方向のうち、放熱部材１０の接合面１０ｂに垂直な方向をＹ軸方向として、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向としている。また、各図において、Ｘ軸の正の方向、Ｙ軸の正の方向と、Ｚ軸の正の方向は、右手系座標系となるように描かれている。以下に示す図についても同様である。
　半導体レーザ装置１は、レーザ光を出射する装置であり、図１及び図２に示されるように、半導体レーザ素子３０と、放熱部材１０と、第２金属層２０とを備える。
　半導体レーザ素子３０は、レーザ光を出射する出射面１ｆを有する発光素子である。以下、半導体レーザ素子３０の構成について、図１及び図２に加えて、図３～図６も用いて説明する。図３は、放熱部材１０に接合する前の、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の構成を示す模式的な平面図である。図３においては、半導体レーザ素子３０の基板３１の平面視における平面図が示されている。図４～図６は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の構成を示す第１～第３の断面図である。図４、図５及び図６は、それぞれ、図３に示されるＩＶ－ＩＶ線、Ｖ－Ｖ線及びＶＩ－ＶＩ線における断面が示されている。なお、図６においては、半導体レーザ素子３０の出射面１ｆ付近の部分の断面が示されている。
　半導体レーザ素子３０は、図２、図４及び図５に示されるように、基板３１と、基板３１上に配置された発光層３３を含む複数の半導体層と、複数の半導体層上に配置された第１金属層４０とを有する。本実施の形態では、複数の半導体層は、発光層３３に加えて、第１導電型半導体層３２と、第２導電型半導体層３４と、コンタクト層３５と、電流ブロック層３６とを有する。また、半導体レーザ素子３０は、絶縁膜３７と、第１導電側電極４６と、端面コート４７及び４８とをさらに有する。
　基板３１は、主面が一様に平面である平面状の基板である。本実施の形態において、基板３１は、ｎ－ＧａＡｓ基板である。
　第１導電型半導体層３２は、基板３１の上方に配置される第１導電型の半導体層を含む層である。本実施の形態では、第１導電型は、ｎ型であり、第１導電型半導体層３２は、基板３１側から順に、バッファ層と、ｎ型第１グレーディッド層と、ｎ型クラッド層と、ｎ型第２グレーディッド層と、ｎ型光ガイド層と、ｎ型キャリアブロック層と、ｎ型第３グレーディッド層とが積層された積層膜である。
　バッファ層は、例えば、膜厚０．５μｍのｎ－ＧａＡｓ層であり、基板３１に積層されている。具体的には、バッファ層は、基板３１の上面に形成されている。
　ｎ型第１グレーディッド層は、バッファ層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚０．０５μｍのｎ－Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ａｓ層である。本実施の形態では、ｎ型第１グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ１は、バッファ層からｎ型クラッド層に近づくにしたがって高くなる。ｎ型第１グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ１は、バッファ層側の端部において０．１５であり、ｎ型クラッド層側の端部において０．２７５である。
　ｎ型クラッド層は、ｎ型第１グレーディッド層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚３μｍのｎ－Ａｌ０．２７５Ｇａ０．７２５Ａｓ層である。
　ｎ型第２グレーディッド層は、ｎ型クラッド層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚０．０３μｍのｎ－Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ａｓ層である。本実施の形態では、ｎ型第２グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ２は、ｎ型クラッド層からｎ型光ガイド層に近づくにしたがって低くなる。ｎ型第２グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ２は、ｎ型クラッド層側の端部において０．２７５であり、ｎ型光ガイド層側の端部において０．２３５である。
　ｎ型光ガイド層は、ｎ型第２グレーディッド層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚０．７μｍのｎ－Ａｌ０．２３５Ｇａ０．７６５Ａｓ層である。
　ｎ型キャリアブロック層は、ｎ型光ガイド層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚０．０３μｍのｎ－Ａｌ０．２４Ｇａ０．７６Ａｓ層である。
　ｎ型第３グレーディッド層は、ｎ型キャリアブロック層上に積層されたｎ型半導体層であり、例えば、膜厚０．００５μｍのｎ－Ａｌｘ３Ｇａ１－ｘ３Ａｓ層である。本実施の形態では、ｎ型第３グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ３は、ｎ型キャリアブロック層から発光層３３に近づくにしたがって低くなる。ｎ型第３グレーディッド層のＡｌ組成比ｘ３は、ｎ型キャリアブロック層側の端部において０．２４であり、発光層３３側の端部において０．２１である。
　発光層３３は、第１導電型半導体層３２上に積層される。具体的には、発光層３３は、第１導電型半導体層３２と第２導電型半導体層３４との間に形成される。
　本実施の形態において、発光層３３は、単一の量子井戸層を含む単一量子井戸構造を有する。また、発光層３３における井戸層の組成は、ＩｎｙＧａ１－ｙＡｓ（０≦ｙ≦１）である。この場合、発光波長は、０＜ｙ＜１の場合は８３０ｎｍ～３４８０ｎｍであり、ｙ＝０（ＧａＡｓ）の場合は７８０ｎｍ～８６０ｎｍである。
　発光層３３は、例えば、膜厚０．０１μｍのｕ－Ａｌ０．２１Ｇａ０．７９Ａｓからなる第１障壁層と、膜厚０．００８μｍのｕ－Ｉｎ０．１７Ｇａ０．８３Ａｓからなる井戸層と、膜厚０．０４μｍのｕ－Ａｌ０．２１Ｇａ０．７９Ａｓからなる第２障壁層とが順に積層された積層膜である。第１障壁層、井戸層及び第２障壁層は、いずれも不純物が意図的にドープされていないアンドープ層である。
　なお、発光層３３は、単一量子井戸構造に限らず、複数の量子井戸層を含む多重量子井戸構造を有してもよい。発光層３３が単一量子井戸構造及び多重量子井戸構造のいずれであっても、発光層３３における量子井戸層の合計膜厚は、１００オングストローム以下であってもよい。
　また、図４に示されるように、本実施の形態では、発光層３３の共振器長方向及び積層方向と垂直な方向の側面は、複数の半導体層の積層方向に対して傾斜している。このように、発光層３３の側面が傾斜していることで、図４に示されるように、発光層３３の幅方向の中央に位置し、光を発生する利得部３３ｇから側面に向かう迷光（図４の破線矢印参照）が、再度中央に戻ることを低減できる。したがって、発光層３３で発振するレーザ光と迷光との競合を抑制できるため、レーザ駆動動作を安定化できる。
　第２導電型半導体層３４は、発光層３３上に配置される第２導電型の半導体層を含む層である。第２導電型は、第１導電型と異なる導電型であり、本実施の形態では、ｐ型である。第２導電型半導体層３４は、発光層３３側から順に、ｐ型光ガイド層と、ｐ型キャリアブロック層と、ｐ型第１クラッド層と、ｐ型第１グレーディッド層と、ｐ型第２クラッド層と、ｐ型第２グレーディッド層とが積層された積層膜である。
　ｐ型光ガイド層は、発光層３３上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、膜厚０．１μｍのｐ－Ａｌ０．２１Ｇａ０．７９Ａｓ層である。
　ｐ型キャリアブロック層は、ｐ型光ガイド層上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、ｐ型光ガイド層側から順に積層された第１領域と第２領域とを含む。第１領域は、ｐ型光ガイド層上に積層された膜厚０．０２５μｍのｐ－Ａｌｙ１Ｇａ１－ｙ１Ａｓ層である。第１領域のＡｌ組成比ｙ１は、ｐ型光ガイド層側から第２領域側に近づくにしたがって高くなる。第１領域のＡｌ組成比ｙ１は、ｐ型光ガイド層側の端部において０．４２であり、第２領域側の端部において０．６９である。第２領域は、第１領域上に積層された膜厚０．０２５μｍのｐ－Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ａｓ層である。第２領域のＡｌ組成比ｙ２は、第１領域側からｐ型第１クラッド層側に近づくにしたがって低くなる。第２領域のＡｌ組成比ｙ２は、第１領域側の端部において０．６９であり、ｐ型第１クラッド層側の端部において０．４２である。
　ｐ型第１クラッド層は、ｐ型キャリアブロック層上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、膜厚０．４５μｍのｐ－Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ層である。
　ｐ型第１グレーディッド層は、ｐ型第１クラッド層上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、膜厚０．０５μｍのｐ－Ａｌｚ１Ｇａ１－ｚ１Ａｓ層である。本実施の形態では、ｐ型第１グレーディッド層のＡｌ組成比ｚ１は、ｐ型第１クラッド層側からｐ型第２クラッド層側に近づくにしたがって高くなる。ｐ型第１グレーディッド層のＡｌ組成比ｚ１は、ｐ型第１クラッド層側の端部において０．２５であり、ｐ型第２クラッド層側の端部において０．６５である。
　ｐ型第２クラッド層は、ｐ型第１グレーディッド層上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、膜厚０．５μｍのｐ－Ａｌ０．６５Ｇａ０．３５Ａｓ層である。
　ｐ型第２グレーディッド層は、ｐ型第２クラッド層上に積層されたｐ型半導体層であり、例えば、膜厚０．０５μｍのｐ－Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ２Ａｓ層である。本実施の形態では、ｐ型第２グレーディッド層のＡｌ組成比ｚ２は、ｐ型第２クラッド層側からコンタクト層３５側に近づくにしたがって低くなる。ｐ型第２グレーディッド層のＡｌ組成比ｚ２は、ｐ型第２クラッド層側の端部において０．６５であり、コンタクト層３５側の端部において０．１５である。
　コンタクト層３５は、第２導電型半導体層３４上に形成されたｐ型コンタクト層（第２導電型コンタクト層）である。コンタクト層３５は、第２導電型半導体層３４と第１金属層４０との間に形成される。本実施の形態において、コンタクト層３５の組成は、ＧａＡｓである。
　コンタクト層３５は、第２導電型半導体層３４側から順に第１コンタクト層と、第２コンタクト層とが積層された積層膜である。第１コンタクト層は、膜厚０．２μｍのｐ－ＧａＡｓ層である。第２コンタクト層は、膜厚１μｍのｐ－ＧａＡｓ層であり、電流ブロック層３６の開口部３６ａを埋めるように、第１コンタクト層上及び電流ブロック層３６上に形成される。
　電流ブロック層３６は、コンタクト層３５内に設けられている。電流ブロック層３６は、コンタクト層３５における第１コンタクト層上に形成される。
　本実施の形態において、電流ブロック層３６は、第１導電型半導体からなる第１導電型の電流ブロック層である。具体的には、電流ブロック層３６は、膜厚０．２５μｍのｎ－ＧａＡｓからなるｎ型の電流ブロック層である。電流ブロック層３６は、電流注入領域を画定するための開口部３６ａを有する。電流ブロック層３６の開口部３６ａは、図３に示されるように開口幅（ストライプ幅）として第１の幅を有しており、半導体レーザ素子３０の共振器長方向（共振器の長手方向）に直線状に延在している。
　本実施の形態において、半導体レーザ素子３０の複数の半導体層は、共振器長方向の両端部に端面窓構造を有する。具体的には、図６に示すように、発光層３３における光導波路の両端面付近の電流非注入領域では、出射面１ｆから所定の長さの領域に窓領域３８が形成されている。図示しないが、半導体レーザ素子３０のリア側の端面においても同様の窓領域３８が形成される。なお、リア側の端面（後端面）の窓領域３８は、必ずしも形成されなくてもよい。
　ここで、発光層３３の窓領域３８が形成されていない領域のフォトルミネッセンスのピークエネルギーをＥｇ１とし、発光層３３の窓領域３８が形成された領域のフォトルミネッセンスのピークエネルギーをＥｇ２とし、Ｅｇ１とＥｇ２との差をΔＥｇとすると、例えば、ΔＥｇ＝Ｅｇ２－Ｅｇ１＝１００ｍｅＶの関係になるように窓形成を行う。つまり、出射面１ｆ付近及び後端面付近の領域における発光層３３のバンドギャップを、出射面１ｆ付近及び後端面付近以外の領域における発光層３３のバンドギャップよりも大きくしている。
　また、窓形成方法は、一般に不純物拡散法と空孔拡散法とがあるが、本実施の形態では、空孔拡散法によって窓形成を行っている。これは、１エミッタ当たり１０Ｗを超えるような超高出力の半導体レーザ素子３０においては、低損失化による光吸収量の低減が重要であるからである。つまり、不純物拡散法で窓形成を行うと、不純物によって光吸収が大きくなってしまって光吸収ロスを低減することが難しくなるが、空孔拡散法は不純物フリーであるため、空孔拡散法で窓形成を行うことで、不純物導入に起因する光吸収ロスを無くすことができるからである。空孔拡散法によって窓形成を行うことで、図６に示されるように、端面窓構造として、出射面１ｆ側には窓領域３８が形成される。後端面側にも同様に窓領域３８が形成される。
　なお、空孔拡散法は、急速高温処理を施すことで窓形成を行うことができる。例えば、高温処理時にＧａ空孔を生成する保護膜を窓形成を行う領域の半導体層上に形成した後、結晶成長温度付近の８００℃～９５０℃の非常に高温な熱にさらしてＧａ空孔を拡散させることで、空孔とＩＩＩ族元素との相互拡散により発光層３３の量子井戸構造を無秩序化することができる。この結果、発光層３３のバンドギャップを大きくすることができ、量子井戸構造を無秩序化した領域を、窓領域として機能させることができる。窓領域以外の領域においては、高温処理時にＧａ空孔の生成を抑制する保護膜を形成することで、量子井戸構造の無秩序化を抑えることができる。
　このように、半導体レーザ素子３０が端面窓構造を有することで、半導体レーザ素子３０の共振器端面を透明化して出射面１ｆ付近における光吸収を低減することができる。これにより、出射面１ｆにおいてＣＯＤが発生することを抑制できる。
　絶縁膜３７は、発光層３３の共振器長方向及び積層方向と垂直な方向の端部に位置する側面を覆う誘電体膜である。本実施の形態では、絶縁膜３７は、発光層３３、第２導電型半導体層３４、コンタクト層３５の共振器長方向及び積層方向と垂直な方向の端部に位置する一対の側面を覆う。絶縁膜３７は、さらに、第１導電型半導体層３２の共振器長方向及び積層方向と垂直な方向の端部に位置する一対の側面のうち、少なくとも発光層３３側に位置する一部を覆う。
　また、絶縁膜３７は、開口部３７ａを有し、複数の半導体層と第１金属層４０との間に配置される。図３に示されるように、絶縁膜３７は、コンタクト層３５の上面の周縁を覆う。言い換えると、絶縁膜３７は、基板３１の平面視において、開口部３７ａを有し、開口部３７ａの外側の領域においてコンタクト層３５と重なる。絶縁膜３７は、例えばＳｉＮ又はＳｉＯ２等によって構成されており、電流ブロック膜として機能する。
　第１金属層４０は、複数の半導体層上に配置された第２導電側の電極である。本実施の形態では、図４～図６に示されるように、第１金属層４０は、コンタクト層３５及び絶縁膜３７上に配置される。第１金属層４０は、例えば、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＭｏの少なくとも一つで形成されている。本実施の形態では、第１金属層４０は、コンタクト層３５側から順に膜厚５０ｎｍのＴｉ膜からなる第１層４１及び膜厚１００ｎｍのＰｔ膜からなる第２層４２が積層された積層膜である。
　第１金属層４０は、図２に示されるように、第２金属層２０を介して放熱部材１０の接合面１０ｂに接合される。第１金属層４０は、第２金属層２０と接合される接合領域４０ｂと、接合領域４０ｂと出射面１ｆとの間に配置され、第１金属層４０が第２金属層から露出される露出領域４０ａとを有する。
　第１導電側電極４６は、第１導電型半導体層３２の下方に配置される電極である。本実施の形態では、基板３１の下面（つまり、基板３１の第１導電型半導体層３２が積層される主面の裏側の主面）に配置される。第１導電側電極４６は、例えば、基板３１側から順に積層された膜厚９０ｎｍのＡｕＧｅ膜、膜厚２０ｎｍのＮｉ膜、膜厚５０ｎｍのＡｕ膜、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜、膜厚１００ｎｍのＰｔ膜、及び、膜厚１００ｎｍのＡｕ膜を含む。
　端面コート４７及び４８は、それぞれ、半導体レーザ素子３０の共振器長方向のフロント側端面及びリア側端面に配置される反射率調整膜である。本実施の形態では、端面コート４７及び４８は、誘電体多層膜で形成される。端面コート４７は、例えば、端面に積層されたＡｌ２Ｏ３とＴａ２Ｏ５との多層膜である。また、端面コート４８は、例えば、端面に積層されたＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５との多層膜である。端面コート４７及び４８の反射率は、例えば、２％程度及び９５％程度である。なお、外部共振器で構成される半導体レーザ装置で使用される場合においては、端面コート４７の反射率は０．２％以下であってもよい。これにより、半導体レーザ素子３０でのレーザ発振モードと外部共振器でのレーザ発振モードとが競合することによるキンク発生等の問題を抑えることができる。
　第２金属層２０は、図２に示されるように、第１金属層４０と放熱部材１０の接合面１０ｂとを接合する金属層である。第２金属層２０は、第１金属層４０の接合領域４０ｂにおいて、第１金属層４０と接合されている。第２金属層２０は、放熱部材１０の接合面１０ｂのうち、少なくとも第１金属層４０の接合領域４０ｂと対向する領域において放熱部材１０と接合されている。第２金属層２０は、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ及びＩｎの少なくとも一つを含む。つまり、第２金属層２０は、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ及びＩｎの少なくとも一つを含む単体の金属又は合金である。これにより、第２金属層２０を接合層として機能させることができる。また、第２金属層２０の組成は一様でなくてもよい。例えば、第２金属層２０のうち、第１金属層４０の接合領域４０ｂ付近に位置する部分の組成と、それ以外の部分の組成とが異なっていてもよいし、位置に応じて組成が徐々に変化してもよい。本実施の形態では、第２金属層は、膜厚５μｍのＡｕＳｕ及びＡｕで形成される。
　放熱部材１０は、図１及び図２に示されるように、半導体レーザ素子３０が接合される接合面１０ｂを有する部材である。放熱部材１０の形状は、接合面１０ｂを有すれば特に限定されない。本実施の形態では、放熱部材１０は、接合面１０ｂと、接合面１０ｂに隣接する四つの側面と、接合面１０ｂの裏側の底面とを有する直方体状の形状を有する。放熱部材１０は、例えば、ＡｌＮ、ＣｕＷ、ＳｉＣなどの熱伝導率の高い材料で形成される。本実施の形態においては、図示していないが、より高い放熱性を確保するため、放熱部材１０と第２金属層２０との間にＣｕ及びＮｉ等のバリアメタルが形成されていてもよい。
　［１－２．作用及び効果］
　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の作用及び効果について、比較例と比較しながら説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の第１金属層４０は、図２に示されるように、第２金属層２０と接合される接合領域４０ｂと、接合領域４０ｂと出射面１ｆとの間に配置され、第１金属層４０が第２金属層２０から露出される露出領域４０ａとを有する。また、出射面１ｆと平行な方向において露出領域４０ａと対向する第２金属層２０の表面は、出射面１ｆに対して傾斜する傾斜面２０ｓを有する。
　この構成の効果について、図７に示される比較例と比較しながら説明する。図７は、比較例に係る半導体レーザ装置１００１の構成を示す模式的な断面図である。図７には、比較例に係る半導体レーザ装置１００１の出射面１００１ｆ及び積層方向に垂直な断面が示されている。比較例に係る半導体レーザ装置１００１は、第２金属層１０２０の形状において本実施の形態に係る半導体レーザ装置１と相違し、その他の点において一致する。
　比較例に係る半導体レーザ装置１００１においては、第２金属層１０２０と第１金属層４０との接合領域の端部が、第１金属層４０の出射面１００１ｆ側の端部と一致している。ここで、第２金属層１０２０のＡｕＳｎ半田などを加熱及び冷却することで半導体レーザ素子３０と放熱部材１０とを接合する場合、第２金属層１０２０において熱応力が発生する。この熱応力は、第２金属層１０２０の端部において特に強い。つまり、熱応力は、第１金属層４０の出射面１００１ｆ側の端部と第２金属層２０との接合部において強くなる。このため、半導体レーザ素子３０の第１金属層４０の出射面１００１ｆ側端部に強い熱応力が加わる。さらに、第１金属層４０の出射面１００１ｆ側端部においては、熱応力が分散されず、当該端部に集中的に加わる。したがって、当該端部付近の複数の半導体層において熱応力に起因するクラックが発生する。
　一方、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１においては、第１金属層４０が第２金属層２０と接合される接合領域４０ｂと出射面１ｆとの間に、第１金属層４０が、第２金属層２０から露出される露出領域を有することで、接合領域４０ｂを出射面１ｆから遠ざけることができる。これにより、接合領域４０ｂの出射面１ｆ側の端部を第１金属層４０の出射面１ｆ側の端部から遠ざけることができる。したがって、第２金属層２０の接合領域４０ｂの端部において強く作用する熱応力が、当該端部付近の第１金属層４０に分散されるため、当該端部付近の複数の半導体層においてクラックが発生することを抑制できる。
　上述した露出領域４０ａを容易に形成するために、第１金属層４０は、例えば、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＭｏの少なくとも一つで形成されていてもよい。これらの材料を用いて、第１金属層４０を形成することで、第２金属層２０として例えば半田を用いる場合に、第１金属層４０と半田とが反応することを抑制できる。つまり、第１金属層４０と半田とが接合することを抑制できる。したがって、第１金属層４０の露出領域４０ａの形成を容易化できる。
　露出領域４０ａの、出射面１ｆに対して垂直な方向の幅は、５μｍ以上であってもよい。半導体レーザ素子３０の出射面１ｆ位置は、劈開工程などにおいて、製造誤差により数μｍ程度の位置ずれが発生し得るが、このような製造誤差が発生した場合にも、露出領域４０ａの、出射面１ｆに対して垂直な方向の幅を５μｍ以上とすることで、クラックの抑制が可能となる。
　さらに、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１では、第２金属層２０が露出領域と対向する傾斜面２０ｓを表面に有することで、傾斜面２０ｓを有さない場合（例えば、第２金属層２０の表面が、接合領域の端部から垂直に折れ曲がる場合など）より接合領域４０ｂの端部に加わる熱応力を低減できる。したがって、半導体レーザ素子３０の複数の半導体層にクラックが発生することをより一層抑制できる。
　また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１では、第１金属層４０は、出射面１ｆ付近まで形成することができるため、出射面１ｆ付近で発生する熱を第１金属層４０を介して放散することができる。つまり、出射面１ｆ付近の複数の半導体層で発生した熱を、第１金属層４０の露出領域４０ａ及び接合領域４０ｂ、並びに第２金属層２０を介して放熱部材１０に放散できる。
　また、本実施の形態では、複数の半導体層と第１金属層４０との間に、開口部３７ａを有する絶縁膜３７が配置され、図３に示されるように、基板３１の平面視において、露出領域４０ａの接合領域４０ｂ側の端部は出射面１ｆと開口部３７ａの出射面１ｆ側の端部との間に配置される。これにより、開口部３７ａに対向する第１金属層４０の領域を接合領域４０ｂとすることができる。ここで、半導体レーザ素子３０において、絶縁膜３７の開口部３７ａの内部に電流が流れるため、開口部３７ａの内部において発熱量が多い。このため、本実施の形態では、開口部３７ａの内部において発生した熱を接合領域４０ｂを介して第２金属層２０へ効率よく放散することができる。したがって、半導体レーザ装置１の放熱性能を高めることができる。
　続いて、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において上記作用及び効果が奏されるための各構成要素の位置関係の条件について図８Ａ～図１０を用いて説明する。図８Ａは、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の第２金属層２０の構成を示す模式的な断面図である。図８Ｂは、比較例に係る半導体レーザ装置１１０１の第２金属層１１２０の構成を示す模式的な断面図である。比較例に係る半導体レーザ装置１１０１は、第２金属層１１２０の形状において、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１と相違し、その他の点において一致する。
　図８Ａに示されるように、接合領域４０ｂの出射面１ｆ側の端部Ｐ３と、第２金属層２０と接合面１０ｂとの接合部の出射面１ｆ側の端部Ｐ１との間の、出射面１ｆと垂直な方向の長さＺ２を定義する。ここで、出射面１ｆに垂直な方向において、端部Ｐ１が端部Ｐ３より出射面１ｆから近い位置にある場合にＺ２は正であり、端部Ｐ１が端部Ｐ３より出射面１ｆから遠い位置にある場合にＺ２は負であるとする。この場合、傾斜面２０ｓを形成するためには、Ｚ２＞０である必要がある。図８Ｂに示される比較例に係る半導体レーザ装置１１０１のように、Ｚ２≦０の場合（例えば、Ｚ２＝－５μｍやＺ２＝－１０μｍの場合）には、傾斜面２０ｓを形成できない。この場合、傾斜面２０ｓが形成される場合（つまり、Ｚ２＞０の場合）より、端部Ｐ３近傍の第２金属層１０２０の断面の頂点が尖鋭となる。
　ここで、第２金属層２０及び第２金属層１１２０に作用する引っ張り応力について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａ及び図８Ｂには、端部Ｐ３に作用する引っ張り応力の向きが破線矢印で模式的に示されている。半導体レーザ素子３０を放熱部材１０に接合する際に、第２金属層２０を加熱した後、冷却する。第２金属層２０を冷却することで硬化させる際に、第２金属層２０が収縮することで、引っ張り応力が発生する。第２金属層２０内の所定の点に作用する引っ張り応力は、当該点の周囲のうち、第２金属層２０が存在する方向だけに作用する。このため、第２金属層２０の端部においては、第２金属層２０が存在しない方向があることから、引っ張り応力が作用する方向が特定の方向に集中する。特に、第２金属層２０の端部の形状が尖鋭であるほど、その端部に作用する引っ張り応力の方向が、より一層集中するため、その端部に対して特定の方向に大きい引っ張り応力が作用する。図８Ｂに示されるように、Ｚ２≦０の場合には、端部Ｐ３近傍の第２金属層１０２０の端部形状が尖鋭となるため、端部Ｐ３から作用する引っ張り応力の方向が特定の方向により一層集中する。これに伴い、端部Ｐ３近傍の複数の半導体層に、図８Ａに示される本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の場合より、特定の方向に大きい引っ張り応力が作用するため、複数の半導体層にクラックが発生し得る。
　一方、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１においては、Ｚ２＞０であり、Ｚ２≦０である場合より、端部Ｐ３近傍の第２金属層２０の形状が尖鋭でないため、端部Ｐ３における引っ張り応力を低減できる。したがって、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１においては、比較例に係る半導体レーザ装置１１０１より、複数の半導体層にクラックが発生することを抑制できる。
　次に、半導体レーザ装置１の放熱部材１０の接合面１０ｂと、半導体レーザ素子３０との位置関係について図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の放熱部材１０の接合面１０ｂと、半導体レーザ素子３０の出射面１ｆとの位置関係を示す模式的な断面図である。図９においては、図２と同様の位置における断面が示されている。
　図９に示される出射面１ｆから、出射面１ｆに垂直な方向に接合面１０ｂが突出する長さＺ１が大きすぎる場合、半導体レーザ素子３０の出射面１ｆから出射したレーザ光の一部が、接合面１０ｂに照射される。つまり、レーザ光の一部が接合面１０ｂによって蹴られてしまう。このようにレーザ光が接合面１０ｂで蹴られることを低減するために、長さＺ１は、１０μｍ以下であってもよい。また、長さＺ１は、５μｍ以下であってもよい。これにより、レーザ光が接合面１０ｂで蹴られることをより一層確実に低減できる。
　また、接合面１０ｂの出射面１ｆ側の端部は、出射面１ｆから突出しなくてもよい。このような例について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の半導体レーザ素子３０と放熱部材１０の接合面１０ｂと位置関係を示す模式的な平面図である。図１０には、基板３１の平面視における半導体レーザ素子３０と、放熱部材１０の接合面１０ｂとの平面図が示されている。なお、接合面１０ｂについては、その輪郭のうち、半導体レーザ素子３０付近の一部だけが破線で示されている。
　図１０に示されるように、半導体レーザ素子３０の基板３１の平面視において、接合面１０ｂの出射面１ｆ側の端部１０ｅは、接合領域４０ｂと出射面１ｆとの間に位置してもよい。これにより、接合面１０ｂの出射面１ｆ側の端部１０ｅと接合領域４０ｂとの間に、第２金属層２０の傾斜面２０ｓを形成するスペースを確保できる。また、接合面１０ｂの端部が、出射面１ｆより接合領域４０ｂ側に配置されることから、上述したとおり出射面１ｆから出射したレーザ光が、接合面１０ｂによって蹴られることを低減できる。
　［１－３．製造方法］
　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の製造方法について説明する。
　まず、半導体レーザ装置１を構成する半導体レーザ素子３０を準備する。放熱部材１０を準備する準備工程について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る放熱部材１０の構成を示す模式的な斜視図及び断面図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示されるＸＩＢ－ＸＩＢ線における矢視方向の断面が示されている。図１１Ａに示されるように、本実施の形態では、ＡｌＮ、ＣｕＷ、ＳｉＣなどで形成される直方体状の放熱部材１０を準備する。さらに、放熱部材１０の接合面１０ｂに接合金属層１１を形成する。本実施の形態では、接合面１０ｂのほぼ全面に接合金属層１１を形成する。接合金属層１１は、例えば、膜厚５μｍのＡｕＳｎ半田などで形成される。
　続いて、半導体レーザ素子３０を準備する準備工程について、図１２Ａ～図１８を用いて説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第１工程を説明するための模式的な第１及び第２の断面図である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第２工程を説明するための模式的な第１及び第２の断面図である。図１４は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第３工程を説明するための模式的な断面図である。図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第４工程を説明するための模式的な第１及び第２の断面図である。図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第５工程を説明するための模式的な第１及び第２の断面図である。図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第６工程を説明するための模式的な第１及び第２の断面図である。図１８は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０の製造方法の第７工程を説明するための模式的な断面図である。なお、第１の断面図には、半導体レーザ素子３０の出射面１ｆ付近における断面が示されており、第２の断面図には、半導体レーザ素子３０の共振器長方向の中央付近における断面が示されている。また、図１４及び図１８は、半導体レーザ素子３０の共振器長方向の出射面１ｆ付近における断面が示されている。
　図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、まず、基板３１上に複数の半導体層を積層する。具体的には、ｎ－ＧａＡｓからなるウエハである基板３１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による結晶成長技術により、第１導電型半導体層３２と、発光層３３と、第２導電型半導体層３４と、コンタクト層３５の第１コンタクト層と、電流ブロック層３６とを積層する。続いて、図１２Ｂに示されるように、電流ブロック層３６に、電流注入領域を画定するための開口部３６ａを形成する。図１２Ａに示されるように、半導体レーザ素子３０の共振器長方法の両端部付近には、開口部３６ａは形成されない。開口部３６ａは、コンタクト層３５の第１コンタクト層の上に、フォトリソグラフィー技術によってＳｉＯ２などからなるマスクをパターン形成し、その後、ウェットエッチング技術によって電流ブロック層３６をエッチングすることで、電流ブロック層３６を所定形状にパターニングする。このとき、コンタクト層３５を露出させるまでエッチングを行う。
　このように、電流ブロック層３６をパターニングすることで、電流ブロック層３６に開口部３６ａを形成することができる。なお、電流ブロック層３６をエッチングするためのエッチング液として、硫酸系のエッチング液が用いられる。例えば、硫酸：過酸化水素水：水＝１：１：４０のエッチング液などを用いることができる。
　なお、図１２Ａ及び図１２Ｂには、一つの半導体レーザ素子３０に対応する複数の半導体層だけが示されているが、基板３１及び複数の半導体層は、各図のｚ軸方向及びＸ軸方向に延びており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ配列された複数の開口部３６ａが形成される。
　続いて、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、マスクをフッ酸系のエッチング液で除去した後に、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長技術により、コンタクト層３５の第２コンタクト層としてｐ型ＧａＡｓ層を結晶成長させる。具体的には、電流ブロック層３６の開口部３６ａを埋めるようにして、電流ブロック層３６及び第１コンタクト層の上に第２コンタクト層を結晶成長させる。
　続いて、図１４に示されるように、複数の半導体層の共振器長方向の両端部において、端面窓構造を形成する。具体的には、上述した空孔拡散法によって窓形成を行う。これにより、窓領域３８が形成される。
　続いて、図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、電流注入領域（電流ブロック層３６の開口部３６ａに対応する領域）に沿って、出射面１ｆと垂直な方向に延びる（共振器長方向に延びる）溝３０ｔを形成するために、コンタクト層３５の上に、フォトリソグラフィー技術を用いてＳｉＯ２などからなるマスクをパターン形成し、その後、ウェットエッチング技術によって、コンタクト層３５から第１導電型半導体層３２の途中までをエッチングすることで、発光層３３において傾斜する側面を有する溝３０ｔを形成する。
　溝３０ｔを形成する際のエッチング液は、硫酸系のエッチング液を用いることができる。例えば、硫酸：過酸化水素水：水＝１：１：１０のエッチング液などを用いることができる。また、エッチング液は、硫酸系のエッチング液に限らず、有機酸系のエッチング液又はアンモニア系のエッチング液を用いてもよい。
　また、溝３０ｔは、等方性のウェットエッチングにより形成される。これにより、複数の半導体層の側面に傾斜面を形成して、複数の半導体層にくびれ構造（言い換えるとオーバーハング構造）を形成することができる。溝３０ｔの側面の傾斜角度は、複数の半導体層を構成する各層のＡｌＧａＡｓ材料のＡｌ組成の組成比で変化する。この場合、ＡｌＧａＡｓ材料のＡｌ組成を高くすることで、エッチング速度を速めることができる。したがって、図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるような傾斜を有する側面を複数の半導体層に形成するためには、第２導電型半導体層３４のＡｌ組成の組成比を最も高くすることで、複数の半導体層において横方向（水平方向）のエッチング速度を最も速くすることができる。これにより、第２導電型半導体層３４付近に、複数の半導体層の最狭部（図１５Ａ及び図１５ＢのＸ軸方向に最も狭い部分）を形成することができる。
　続いて、図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、マスクをフッ酸系のエッチング液で除去した後に、基板３１上の全面に、絶縁膜３７としてＳｉＮ膜を堆積し、その後、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、電流注入領域となる部分の絶縁膜３７を除去することで開口部３７ａを形成する。図１６Ａに示されるように、半導体レーザ素子３０の共振器長方法の両端部付近には、開口部３７ａは形成されない。
　絶縁膜３７のエッチングとしては、フッ酸系エッチング液を用いたウェットエッチング又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチングを用いることができる。また、絶縁膜３７は、ＳｉＮ膜としたが、これに限らず、ＳｉＯ２膜等であってもよい。
　続いて、複数の半導体層上に、順に、第１金属層４０と、第３金属層とを形成する。本実施の形態では、図１７Ａ及び図１７Ｂに示されるように、第３金属層として、第１金属層４０側から順に上層金属層４３と、対向金属層４４とを形成する。具体的には、フォトリソグラフィー技術及びリフトオフ技術を用いて、コンタクト層３５の上面に第１金属層４０及び上層金属層４３を形成する。ここでは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示されるように、第１金属層４０及び上層金属層４３を共振器長方向のほぼ全長にわたって形成する。続いて、図６に示すように、対向金属層４４を形成する。対向金属層４４は、第１金属層４０の露出領域４０ａとなる領域以外の領域の少なくとも一部に形成される。本実施の形態では、第１金属層４０として、Ｔｉ膜からなる第１層４１及びＰｔ膜からなる第２層４２を形成する。例えば、電子ビーム蒸着法によって、膜厚５０ｎｍの第１層４１、膜厚１００ｎｍの第２層４２及び膜厚１５０ｎｍのＡｕ膜からなる上層金属層４３を形成し、その後、電解メッキ法によって膜厚３μｍのＡｕ膜からなる対向金属層４４を形成することができる。
　続いて、第３金属層の一部を除去することで、第３金属層を出射面１ｆから離間させる。本実施の形態では、図１８に示されるように、第３金属層のうち、上層金属層４３の一部を除去することで、第３金属層を出射面１ｆから離間させる。このように、第３金属層を出射面１ｆから離間させることで第１金属層４０が露出する露出領域４０ａが形成される。具体的には、フォトリソグラフィー技術及びリフトオフ技術を用いて、第１金属層４０のうち露出領域４０ａとなる領域上に形成されたＡｕ膜からなる上層金属層４３を選択的にエッチングする。例えば、Ａｕを選択的にエッチングするためのエッチング液として、ヨード液を用いることができる。本実施の形態においては、ヨウ素：ヨウ化カリウム：水＝２８８．８ｇ：４９０ｇ：３５００ｇのヨード液を用いて、さらに、エッチングを安定化するために、バブリング状態でエッチングを行う。
　続いて、基板３１の下面に、第１導電側電極４６を形成する。本実施の形態では、フォトリソグラフィー技術及びリフトオフ技術を用いて、基板３１側から順に積層された膜厚９０ｎｍのＡｕＧｅ膜、膜厚２０ｎｍのＮｉ膜、膜厚５０ｎｍのＡｕ膜、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜、膜厚１００ｎｍのＰｔ膜、及び、膜厚１００ｎｍのＡｕ膜を形成する。これにより、図４に示されるように第１導電側電極４６を形成できる。
　その後、図示しないが、基板３１をへき開して出射面１ｆを形成する。続いて、溝３０ｔを切断部として切断することでチップ分離を行う。これにより、個片状の半導体レーザ素子３０を製造することができる。
　以上のように、放熱部材１０及び半導体レーザ素子３０を準備することができる。
　次に、半導体レーザ素子３０の第１金属層４０を放熱部材１０の接合面１０ｂに接合する接合工程を行う。接合工程においては、第２金属層２０を介して第１金属層４０と放熱部材１０とが接合される。以下、接合工程について、図１９を用いて説明する。図１９は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３０を放熱部材１０に接合する接合工程を示す模式的な斜視図である。
　図１９に示されるように、放熱部材１０の接合面１０ｂに、半導体レーザ素子３０をジャンクションダウン接合する。具体的には、加熱されて溶融した接合金属層１１と、半導体レーザ素子３０の第１金属層４０上に形成された上層金属層４３及び対向金属層４４とを接合する。接合において、上層金属層４３と、対向金属層４４と、接合金属層１１とが合金化することによって、第２金属層２０が形成される。なお、第２金属層２０において、上層金属層４３と、対向金属層４４と、接合金属層１１とが一様に合金化されていなくてもよい。例えば、上層金属層４３及び対向金属層４４の一部と、接合金属層１１の一部とが合金化されてもよい。より具体的には、Ａｕ膜からなる上層金属層４３のうち、第１金属層４０側の一部が合金化しないことで、第２金属層２０が第１金属層４０と接する領域にＡｕ層を有してもよい。
　このように、接合工程において、第２金属層２０を介して第１金属層４０と放熱部材１０とが接合される。このとき、第１金属層４０の出射面１ｆ側には第２金属層２０から露出された露出領域４０ａが配置され、第１金属層４０における第２金属層２０と接合する接合領域４０ｂは、露出領域４０ａを介して出射面１ｆから離間して配置され、出射面１ｆと平行な方向において露出領域４０ａと対向する第２金属層２０の表面は、出射面１ｆに対して傾斜する傾斜面２０ｓを有するように形成される。
　以上のような工程により、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１を製造できる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、放熱部材の接合面だけでなく側面にも第２金属層が配置される点において実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　［２－１．全体構成、作用及び効果］
　まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図２０及び図２１を用いて説明する。図２０及び図２１は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の全体構成を示す模式的な斜視図及び断面図である。図２１には、図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ線における半導体レーザ装置１０１の矢視方向の断面の一部が示されている。具体的には、図２１には、半導体レーザ装置１０１の出射面１ｆ付近の部分の断面が示されている。
　図２０及び図２１に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様に、半導体レーザ素子３０と、放熱部材１０と、第２金属層１２０とを備える。半導体レーザ素子３０は、レーザ光を出射する出射面１０１ｆを有する。
　本実施の形態に係る第２金属層１２０は、図２０及び図２１に示されるように、放熱部材１０の接合面１０ｂと、接合面１０ｂに隣接する出射面１０１ｆ側の側面とを連続して被覆する。これにより、半導体レーザ素子３０からの放熱パスを、放熱部材１０の出射面１０１ｆ側の側面にまで確実に形成でき、かつ、当該側面に配置された第２金属層も放熱パスとして機能するため、放熱性能をより一層高めることができる。
　本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第１金属層４０は、第２金属層１２０を介して放熱部材１０の接合面１０ｂに接合され、第１金属層４０は、第２金属層１２０と接合される接合領域４０ｂと、接合領域４０ｂと出射面１０１ｆとの間に配置され、第１金属層４０が第２金属層１２０から露出される露出領域４０ａとを有する。出射面１０１ｆと平行な方向において露出領域４０ａと対向する第２金属層１２０の表面は、出射面１０１ｆに対して傾斜する傾斜面１２０ｓを有する。
　これにより、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様に、半導体レーザ素子３０の複数の半導体層においてクラックが発生することを抑制できる。
　続いて、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１において上記作用及び効果が奏されるための各構成要素の位置関係の条件について図２２及び図２３を用いて説明する。図２２は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の第２金属層１２０の構成を示す模式的な断面図である。
　図２２に示されるように、第１金属層４０の接合領域４０ｂの出射面１０１ｆ側の端部Ｐ３と、第２金属層１２０の出射面１０１ｆに垂直な方向における出射面１０１ｆ側の端部との間の、出射面１０１ｆと垂直な方向の長さＺ２を定義する。ここで、出射面１０１ｆに垂直な方向において、第２金属層１２０の出射面１０１ｆ側の端部が端部Ｐ３より出射面１０１ｆから近い位置にある場合にＺ２は正であり、第２金属層１２０の出射面１０１ｆ側の端部が端部Ｐ３より出射面１ｆから遠い位置にある場合にＺ２は負であるとする。この場合、傾斜面１２０ｓを形成するためには、Ｚ２＞０である必要がある。つまり、Ｚ２≦０の場合には、傾斜面１２０ｓを形成できない。図８Ａ及び図８Ｂを用いて上述したように、Ｚ２≦０の場合、傾斜面１２０ｓが形成される場合より、端部Ｐ３に加わる熱応力が大きくなるため、複数の半導体層にクラックが発生し得る。
　次に、半導体レーザ装置１０１の第２金属層１２０と、半導体レーザ素子３０との位置関係について図２３を用いて説明する。図２３は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の第２金属層１２０と、半導体レーザ素子３０の出射面１０１ｆとの位置関係を示す模式的な断面図である。図２３においては、図２１と同様の位置における断面が示されている。
　図２３に示される出射面１０１ｆから、出射面１０１ｆに垂直な方向に第２金属層１２０が突出する長さＺ１が大きすぎる場合、半導体レーザ素子３０の出射面１０１ｆから出射したレーザ光の一部が、第２金属層１２０に照射される。つまり、レーザ光の一部が第２金属層１２０によって蹴られてしまう。このようにレーザ光が第２金属層１２０で蹴られることを低減するために、長さＺ１は、１０μｍ以下であってもよい。また、長さＺ１は、５μｍ以下であってもよい。これにより、レーザ光が第２金属層１２０で蹴られることをより一層確実に低減できる。また、第２金属層１２０の出射面１ｆ側の端部は、出射面１ｆから突出しなくてもよい。これにより、レーザ光が第２金属層１２０によって蹴られることをより一層確実に低減できる。
　［２－２．製造方法］
　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の製造方法は、放熱部材１０の準備工程において、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１の製造方法と相違し、その他の工程において一致する。
　本実施の形態に係る放熱部材１０の準備工程において、放熱部材１０の接合面１０ｂと、接合面１０ｂに隣接する側面とに接合金属層１１を配置する。そして、接合工程において、半導体レーザ素子３０に形成された上層金属層４３及び対向金属層４４と接合金属層１１とが合金化することによって、第２金属層１２０が形成される。このようにして、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１を製造できる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、複数の発光部を有する点において実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について、実施の形態２との相違点を中心に説明する。
　［３－１．全体構成、作用及び効果］
　まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図２４～図２７を用いて説明する。図２４、図２５及び図２６は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１の全体構成を示す模式的な斜視図、第１の断面図及び第２の断面図である。図２５には、図２４のＸＸＶ－ＸＸＶ線における半導体レーザ装置２０１の矢視方向の断面の一部が示されている。具体的には、図２５には、半導体レーザ装置２０１の出射面１ｆ付近の部分の断面が示されている。図２６には、図２５のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線における半導体レーザ装置２０１の断面の一部が示されている。
　図２４～図２６に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０１と同様に、半導体レーザ素子２３０と、放熱部材１０と、第２金属層１２０とを備える。
　半導体レーザ素子２３０は、レーザ光を出射する出射面２０１ｆを有する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子２３０について図２４～２６に加えて図２７を用いて説明する。図２７は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子２３０の構成を示す模式的な平面図である。図２７は、半導体レーザ素子２３０の基板３１の平面視における平面図が示されている。本実施の形態に係る半導体レーザ素子２３０は、図２７に示されるように、出射面２０１ｆに、各々がレーザ光を出射する複数の発光部２３３を有する。このように、半導体レーザ素子２３０をアレイ化することで、容易に高出力化を実現できる。
　半導体レーザ素子２３０は、共振器長方向に垂直な方向に配列された複数の素子要素２３０ｅ及び２３０ｄを有し、複数の素子要素２３０ｅ及び２３０ｄの各々が発光部２３３を有する。二つの素子要素２３０ｄは、配列方向の端部に位置する素子要素である。複数の素子要素２３０ｅ及び２３０ｄの各々は、実施の形態１と同様の構成を有する。各素子要素の共振器長方向の長さＬ０は、例えば、４ｍｍ程度である。各素子要素の共振器長方向及び複数の半導体層の積層方向に垂直な幅Ｐｅは、例えば、２２５μｍ程度であり、素子要素の個数は、例えば、４４個である。この場合、半導体レーザ素子２３０の幅Ｗ０は９．９ｍｍとなる。本実施の形態においては４４個の素子要素数としているが、さらなる高出力化を図るために、素子要素数を増加させても良い。
　図２７に示されるように、半導体レーザ素子２３０の複数の半導体層において、複数の発光部２３３のうち隣接する二つの発光部の間に、出射面２０１ｆとは垂直な方向に延びる溝２３０ｔが形成されている。このように、発光部２３３間に溝２３０ｔを設けることで、発光部２３３間のレーザ光の競合を抑制できるため、レーザ駆動動作を安定化できる。
　また、図２６に示されるように、溝２３０ｔの側面は、発光層３３において、複数の半導体層の積層方向に対して傾斜している。このように、発光層３３の側面が傾斜していることで、発光層３３の幅方向の中央から側面に向かう迷光が、再度中央に戻ることを低減できる。したがって、発光層３３で発振するレーザ光と迷光との競合を抑制できるため、レーザ駆動動作を安定化できる。
　［３－２．製造方法］
　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１の製造方法について図２８を用いて説明する。図２８は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。
　本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１の製造方法は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１の製造方法と同様に、準備工程と、接合工程とを含む。本実施の形態では、準備工程において、半導体レーザ素子２３０を準備する。半導体レーザ素子２３０は、溝２３０ｔの一部を分割しないまま残す点において実施の形態１に係る半導体レーザ素子３０の準備工程と相違し、その他の点において一致する。放熱部材１０の準備工程は、実施の形態２と同様である。
　本実施の形態に係る接合工程において、放熱部材１０の接合面１０ｂ上の接合金属層１１に半導体レーザ素子２３０をジャンクションダウン接合する。
　これにより、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１を製造できる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の複数の半導体層上に配置された第２導電側の電極構造が異なる点について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　［４－１．全体構成、作用及び効果］
　まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図２９及び図３０を用いて説明する。図２９及び図３０は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１の全体構成を示す模式的な斜視図及び断面図である。図３０には、図２９のＸＸＸ－ＸＸＸ線における半導体レーザ装置３０１の矢視方向の断面の一部が示されている。具体的には、図３０には、半導体レーザ装置３０１の出射面１ｆ付近の部分の断面が示されている。
　図２９及び図３０に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様に、半導体レーザ素子３３０と、放熱部材１０と、第２金属層２０とを備える。半導体レーザ素子３３０は、レーザ光を出射する出射面３０１ｆを有する。
　本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、図３０に示されるように、半導体レーザ素子３３０において、他の実施の形態とは異なる構成の第１金属層４００を備えている。本実施の形態の第１金属層４００は、複数の半導体層側から順に、第１層４０１、第２層４０２、第３層４０３、第４層４０４、第５層４０５及び第６層４０６を有する。第１層４０１は、例えば膜厚５０ｎｍのＴｉ膜、第２層４０２は、例えば膜厚１００ｎｍのＰｔ膜、第３層４０３は、例えば膜厚１００ｎｍのＡｕ膜である。第１層４０１、第２層４０２及び第３層４０３は、第１金属層４００の下層を構成する。第４層４０４は、例えば膜厚３μｍのＡｕ膜の中間層である。第４層４０４は出射面１ｆから、約５μｍ離れて形成されている。
　また、第５層及び第６層は、ＡｕＳｎなどの半田接合材と反応しにくいバリア性を有する材料であり、例えば、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＭｏの少なくとも１つで形成されている。第５層及び第６層は、第１金属層４００の表面層を構成する。例えば、第５層４０５は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜であり、第５層４０５の上には膜厚１５０ｎｍのＰｔ膜である第６層４０６が積層されている。ここで、表面層（第５層４０５及び第６層４０６）は、Ａｕ膜の中間層である第４層４０４の放熱部材１０に対向する側の表面と、第４層４０４の出射面１ｆ側の側面と、出射面１ｆと第４層４０４との間における下層の表面（Ａｕ膜である第３層４０３の表面）にわたって形成されている。第６層４０６は、第２金属層２０と接合される接合領域４０ｂと、接合領域４０ｂと出射面１ｆとの間に配置され、第６層４０６が第２金属層から露出される露出領域４０ａとを有する。ここで、第４層４０４の放熱部材１０に対向する側の表面と側面とに形成された第６層４０６の表面に、第２金属層２０が接合されるとともに、出射面１ｆと第４層４０４との間の第６層４０６の表面のうち、第４層４０４側の一部に第２金属層２０が接合される。ここで、第４層４０４の厚さは、表面層の厚さより厚い。
　このように、第２金属層２０と半導体レーザ素子３３０の間にＡｕ膜からなる第３層４０３と、ＡｕＳｎなどの半田接合材と反応しにくい第５層４０５及び第６層４０６をさらに設けることで、第２金属層２０を介して放熱部材１０と接合された際の熱応力が、Ａｕ膜からなる第３層４０３によって分散される。これにより、その応力が半導体レーザ素子３３０の発光層３３全体に均一化されることで、発光層３３に局所的な応力が加わることを回避できるため、応力に起因する偏光特性の低下、発振閾値電流の増大、光出力の低下などを抑制することができる。
　［４－２．製造方法］
　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１の製造方法について図３１を用いて説明する。
　図３１は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子３３０の構成を示す模式的な断面図である。図３１においては、図３０と同じ断面における、放熱部材１０に接合する前の半導体レーザ素子３３０の断面図が示されている。
　本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１の製造方法は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１の製造方法と同様に、準備工程と、接合工程とを含む。以下に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１の製造方法において、実施の形態１と異なる点について説明する。
　本実施の形態では、準備工程において、上述した半導体レーザ素子３３０を準備する。第１金属層４００の下層として、Ｔｉ膜からなる第１層４０１、Ｐｔ膜からなる第２層４０２及びＡｕ膜からなる第３層４０３を形成する。例えば、電子ビーム蒸着法によって、膜厚５０ｎｍの第１層４０１、膜厚１００ｎｍの第２層４０２及び膜厚１００ｎｍの第３層４０３を形成する。その後、第１金属層４００の中間層として、電解メッキ法によって膜厚３μｍのＡｕ膜からなる第４層４０４を形成し、第４層４０４上に、第１金属層４００の表面層として、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜からなる第５層４０５と、膜厚１５０ｎｍのＰｔ膜からなる第６層４０６との積層膜をさらに形成する。その後、第６層４０６上に、第３電極層として、膜厚１００ｎｍのＡｕ膜からなる対向金属層１４４を形成する。ここで、Ａｕ膜の中間層である第４層４０４の放熱部材１０に対向する側の表面と側面とに形成された第６層４０６の表面に、対向金属層１４４が形成されるとともに、出射面３０１ｆと第４層４０４との間の第６層４０６の表面のうち、第４層４０４側の一部に第３金属層として対向金属層１４４が形成される。放熱部材１０の準備工程は、実施の形態１と同様である。
　本実施の形態に係る接合工程において、放熱部材１０の接合面１０ｂ上の接合金属層１１に半導体レーザ素子３３０をジャンクションダウン接合する。
　これにより、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１を製造できる。
　（変形例など）
　以上、本開示に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記各実施の形態においては、半導体レーザ素子においてＡｌＧａＡｓ系の半導体を用いる例を示したが、他の半導体を用いてもよい。例えば、半導体レーザ素子において、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＮ系の半導体を用いてもよい。
　また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　本開示の半導体レーザ装置は、例えば、高出力かつ高効率な光源として、ディスプレイやプロジェクターなどの画像表示装置の光源、車載ヘッドランプの光源、産業用照明や民生用照明の光源、又は、レーザ溶接装置や薄膜アニール装置、レーザ加工装置などの産業機器の光源など、様々な用途の光源に適用できる。
　１、１０１、２０１、３０１、１００１、１１０１　半導体レーザ装置
　１ｆ、１０１ｆ、２０１ｆ、３０１ｆ、１００１ｆ　出射面
　１０　放熱部材
　１０ｂ　接合面
　１０ｅ　端部
　１１　接合金属層
　２０、１２０、１１２０　第２金属層
　２０ｓ、１２０ｓ　傾斜面
　３０、２３０、３３０　半導体レーザ素子
　３０ｔ、２３０ｔ　溝
　３１　基板
　３２　第１導電型半導体層
　３３　発光層
　３３ｇ　利得部
　３４　第２導電型半導体層
　３５　コンタクト層
　３６　電流ブロック層
　３６ａ、３７ａ　開口部
　３７　絶縁膜
　３８　窓領域
　４０、４００　第１金属層
　４０ａ　露出領域
　４０ｂ　接合領域
　４１、４０１　第１層
　４２、４０２　第２層
　４３　上層金属層
　４４、１４４　対向金属層
　４６　第１導電側電極
　４７、４８　端面コート
　２３０ｄ、２３０ｅ　素子要素
　２３３　発光部
　４０３　第３層
　４０４　第４層
　４０５　第５層
　４０６　第６層

Claims (19)

  1. 　基板と、前記基板上に配置された発光層を含む複数の半導体層と、前記複数の半導体層上に配置された第１金属層とを有する半導体レーザ素子と、
    　前記半導体レーザ素子が接合される接合面を有する放熱部材と、
    　前記第１金属層と前記接合面とを接合する第２金属層とを備え、
    　前記半導体レーザ素子は、レーザ光を出射する出射面を有し、
    　前記第１金属層は、前記第２金属層と接合される接合領域と、前記接合領域と前記出射面との間に配置され、前記第１金属層が前記第２金属層から露出される露出領域とを有し、
    　前記出射面と平行な方向において前記露出領域と対向する前記第２金属層の表面は、前記出射面に対して傾斜する傾斜面を有する
    　半導体レーザ装置。
  2. 　前記第１金属層は、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＭｏの少なくとも一つで形成されている
    　請求項１に記載の半導体レーザ装置。
  3. 　前記第２金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ及びＩｎの少なくとも一つを含む
    　請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。
  4. 　前記第１金属層は、中間層と、前記中間層上に形成された表面層を備え、
    　前記表面層が前記第２金属層と接合する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  5. 　前記中間層は、Ａｕ膜である
    　請求項４に記載の半導体レーザ装置。
  6. 　前記表面層は、前記中間層上に形成されたＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜を備える
    　請求項４又は５に記載の半導体レーザ装置。
  7. 　前記複数の半導体層は、前記出射面に、各々が前記レーザ光を出射する複数の発光部を有する
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  8. 　前記複数の半導体層において、前記複数の発光部のうち隣接する二つの発光部の間に、前記出射面とは垂直な方向に延びる溝が形成されている
    　請求項７に記載の半導体レーザ装置。
  9. 　前記溝の側面は、前記発光層において、前記複数の半導体層の積層方向に対して傾斜している
    　請求項８に記載の半導体レーザ装置。
  10. 　前記半導体レーザ素子は、端面窓構造を有する
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  11. 　前記露出領域の、前記出射面に対して垂直な方向の幅は、５μｍ以上である
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  12. 　前記第２金属層は、前記放熱部材の前記接合面と、前記接合面に隣接する前記出射面側の側面とを連続して被覆する
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  13. 　前記基板の平面視において、前記接合面の前記出射面側の端部は、前記接合領域と前記出射面との間に位置する
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  14. 　前記複数の半導体層と前記第１金属層との間に、開口部を有する絶縁膜が配置され、
    　前記基板の平面視において、前記露出領域の前記接合領域側の端部は前記出射面と前記開口部の前記出射面側の端部との間に配置される
    　請求項１～１３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  15. 　発光層を含む複数の半導体層と、前記複数の半導体層上に配置された第１金属層と、レーザ光を出射する出射面とを備えた半導体レーザ素子を準備する準備工程と、
    　前記第１金属層を放熱部材の接合面に接合する接合工程とを含む半導体レーザ装置の製造方法であって、
    　前記接合工程において、
    　第２金属層を介して前記第１金属層と前記放熱部材とが接合され、
    　前記第１金属層の前記出射面側には前記第２金属層から露出された露出領域が配置され、前記第１金属層における前記第２金属層と接合する接合領域は、前記露出領域を介して前記出射面から離間して配置され、前記出射面と平行な方向において前記露出領域と対向する前記第２金属層の表面は、前記出射面に対して傾斜する傾斜面を有するように形成される
    　半導体レーザ装置の製造方法。
  16. 　前記準備工程は、
    　基板上に、前記複数の半導体層を積層する工程と、
    　前記複数の半導体層上に、前記第１金属層と、第３金属層とを形成する工程と、
    　前記基板をへき開して前記出射面を形成する工程とを含み、
    　前記第３金属層を前記出射面から離間させることで前記露出領域が形成される
    　請求項１５に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  17. 　前記第３金属層として、前記第１金属層側から順に、上層金属層と対向金属層とを形成する
    　請求項１６に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  18. 　前記第３金属層の一部を除去することで、前記第３金属層を前記出射面から離間させる
    　請求項１６又は１７に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  19. 　前記準備工程において、
    　前記放熱部材の前記接合面と、前記接合面に隣接する側面とに接合金属層を配置し、
    　前記接合工程において、
    　前記第３金属層と前記接合金属層とが合金化することによって、前記第２金属層が形成される
    　請求項１６～１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
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