WO2021261253A1 - 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

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    • H01S5/34333Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

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 of greatly exceeding 1 watt and a high beam quality.
  • a bonding material such as solder that joins the semiconductor laser device and the submount adheres to the side surface of the semiconductor laser device to form a p-type semiconductor layer.
  • the n-type semiconductor layer may be short-circuited.
  • the end portion of the p-side electrode of the semiconductor laser element is positioned inside by a predetermined distance from the side surface of the semiconductor laser element, so that the bonding material is a semiconductor. We are trying to prevent it from adhering to the side surface of the laser element.
  • the bonding material tends to be thickened. Even in the semiconductor laser apparatus described in Patent Document 1, when the bonding material is thickened, the bonding material may leak to the vicinity of the side surface of the semiconductor laser element and adhere to the side surface of the semiconductor laser element.
  • the present disclosure is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device or the like capable of suppressing adhesion of a bonding material to a side surface of a semiconductor laser device.
  • one aspect of the semiconductor laser apparatus includes a submount, a semiconductor laser element, and a bonding material for joining the submount and the semiconductor laser element, and the semiconductor laser element.
  • a substrate and a laminate laminated on the main surface of the substrate has a substrate and a laminate laminated on the main surface of the substrate, and the laminate is arranged so as to face the submount, and the laminate is sequentially laminated on the substrate. It has a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer, and the laminated body is formed with a waveguide extending in a first direction parallel to the main surface of the substrate.
  • the bonding material has the internal region bonded to the semiconductor laser element and the region arranged outside the internal region in the cross section perpendicular to the first direction, with respect to the internal region. It has one external region and the other external region, which are arranged on one side surface side and the other side surface side of the semiconductor laser element, respectively, and the one external region is the outside of the one side surface.
  • the other external region includes a region located outside the other side surface, and the one external region is separated from the one side surface of the semiconductor laser element.
  • the width A of the semiconductor laser element, the width B of the one external region, and the other external region in the second direction perpendicular to the first direction and parallel to the main surface of the substrate.
  • the width C satisfies the relationship of B ⁇ A / 4 and C ⁇ A / 4.
  • the width A of the semiconductor laser element, the width B of the one external region and the width C of the other external region are B ⁇ A / 2, and , C ⁇ A / 2, at least one of the relationships may be satisfied.
  • the width B of the one external region may be equal to the width C of the other external region.
  • the average thickness of the bonding material may be smaller than 3.5 ⁇ m.
  • the bonding material in the internal region has the maximum thickness at a position closer to the other side surface than the one side surface, and the maximum thickness t3 of the internal region.
  • the thickness t4 of the flat portion of the joint material in the other outer region may satisfy the relationship of t4 ⁇ t3.
  • the bonding material in the internal region has the minimum thickness at a position closer to the one side surface than the other side surface, and the bonding material in the internal region has the minimum thickness.
  • the relationship of t2 ⁇ t1 may be satisfied between the minimum thickness t1 and the thickness t2 of the flat portion of the joint material in the one outer region.
  • the surface of at least one of the one external region and the other external region is a portion arranged between the semiconductor laser element and the submount. It may be concave or flat.
  • the semiconductor laser element has a stepped portion formed at an end portion of at least one of the one side surface and the other side surface, which is closer to the submount.
  • the semiconductor laser device and the bonding material may be separated from each other at the step portion.
  • the semiconductor laser element has a first step portion formed at an end portion of one side surface of the semiconductor laser device closer to the submount, and the other side thereof.
  • the semiconductor laser element and the bonding material have a second step portion formed at an end portion of the side surface of the semiconductor laser element closer to the submount, and the semiconductor laser element and the bonding material are formed at the first step portion and the second step portion.
  • the maximum thickness t13 of the bonding material in the one outer region and the distance t12 between the first step portion and the surface of the bonding material on the submount side are t13 ⁇ t12. Satisfying the relationship, the maximum thickness t17 of the joining material in the other outer region and the distance t16 between the second step portion and the surface of the joining material on the submount side are t17 ⁇ t16. The relationship may be satisfied.
  • the maximum thickness t13 and the maximum thickness t17 of the bonded material in the other outer region may satisfy at least one of the relationship of t13 ⁇ t11 ⁇ 4 and t17 ⁇ t15 ⁇ 4.
  • the maximum thickness t13 and the maximum thickness t17 of the bonded material in the other outer region may satisfy at least one of the relationship of t13 ⁇ t11 ⁇ 2 and t17 ⁇ t15 ⁇ 2.
  • the semiconductor laser element has a first step portion formed at an end portion closer to the submount on one side surface thereof, and the other side thereof. It has a second step portion formed on the side surface closer to the submount, and the semiconductor laser element and the bonding material are separated from each other in the first step portion and the second step portion.
  • the bonding material in the internal region has a maximum thickness at a position closer to the other side surface than the one side surface, and a minimum thickness at a position closer to the one side surface than the other side surface.
  • the thickness t18 of the bonding material at the outer edge portion in the region may satisfy at least one of the relationship of t11 ⁇ t14 / 1.5 and t15 ⁇ t18 / 1.5.
  • the semiconductor laser device has an insulating layer arranged between the laminated body and the bonding material, and the insulating layer is the semiconductor laser device. It may be separated from the bonding material at both ends in the second direction.
  • the semiconductor laser element has a front end surface that emits laser light in the first direction and a rear end surface that faces the front end surface, and the front end surface.
  • the surface may be arranged outside the submount from the outer edge of the submount in the first direction.
  • the rear end surface is arranged inside the sub mount from the outer edge portion of the sub mount in the first direction, and the rear end surface and the sub mount are arranged.
  • the joining material may be arranged between the outer edge portion and the joining material may be separated from the rear end surface.
  • the thickness t5 in the flat portion of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount, and the width of the semiconductor laser element may satisfy the relationship of t5 ⁇ t6.
  • the maximum thickness t23 of the bonded material may satisfy the relationship of t23 ⁇ t22.
  • the maximum thickness t21 of the bonding material located inward from the rear end surface by the same distance as the width A of the semiconductor laser element in the first direction, and The maximum thickness t23 of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount may satisfy the relationship of t23 ⁇ t21 ⁇ 4.
  • the maximum thickness t21 of the bonding material located inward from the rear end surface by the same distance as the width A of the semiconductor laser element in the first direction, and The maximum thickness t23 of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount may satisfy the relationship of t23 ⁇ t21 ⁇ 2.
  • the maximum thickness t21 of the bonding material located inward from the rear end surface by the same distance as the width A of the semiconductor laser element in the first direction, and The thickness t24 of the outer edge portion of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount may satisfy the relationship of t21 ⁇ t24 / 1.5.
  • the semiconductor laser device in the first direction of the rear end surface and the outer edge portion of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount.
  • the distance D and the width A of the semiconductor laser device may satisfy the relationship of D ⁇ A / 4.
  • the semiconductor laser device in the first direction of the rear end surface and the outer edge portion of the bonding material arranged between the rear end surface and the outer edge portion of the submount.
  • the distance D and the width A of the semiconductor laser device may satisfy the relationship of D ⁇ A / 2.
  • the semiconductor laser element has an insulating layer arranged between the laminated body and the bonding material, and the insulating layer is the semiconductor laser element. It may be separated from the bonding material at the end portion closer to the rear end surface in the first direction.
  • the submount is arranged between the metal electrode film electrically connected to the bonding material and the electrode film and the bonding material. It may have a barrier layer.
  • the area S1 of the barrier layer and the area S2 in contact with the submount of the bonding material may satisfy the relationship of S1 ⁇ S2.
  • the submount may have a first base, and an adhesion layer arranged between the first base and the electrode film. good.
  • one aspect of the method for manufacturing a semiconductor laser apparatus includes a step of preparing a submount having an electrode film and a bonding material laminated on the electrode film, and a semiconductor laser on the bonding material.
  • the temperature of the submount is set after the first heating step of heating the submount to melt the bonding material and the first heating step.
  • a first temperature lowering step for lowering the temperature, a second heating step for heating the submount after the first temperature lowering step, and a second temperature lowering step for lowering the temperature of the submount after the second heating step. include.
  • the melting point of the bonding material is Tm
  • the peak temperature in the first heating step is the first peak temperature T1
  • the peak temperature in the second heating step is the peak temperature.
  • a semiconductor laser device or the like that can suppress the adhesion of a bonding material to the side surface of a semiconductor laser element.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the second direction of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the width of one outer region of the joining material according to the comparative example and the first embodiment and the maximum thickness of the joining material in one outer region.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the manufacturing method of the semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a step of arranging a semiconductor laser element in the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state after the first heating step of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state after the second temperature lowering step of the method for manufacturing the semiconductor laser apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction of the semiconductor laser device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the second direction of the semiconductor laser device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction of the semiconductor laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, the scales and the like do not always match in each figure.
  • the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and duplicate explanations 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 configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship. 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 are present. It also applies when they are placed in contact with each other.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views showing cross sections perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 2 shows a cross section taken along line II-II of FIG.
  • the semiconductor laser device 1 includes a submount 40, a semiconductor laser element 10, and a bonding material 30 for joining the submount 40 and the semiconductor laser element 10.
  • the semiconductor laser element 10 is an element that is joined to the main surface of the submount 40 and emits laser light.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross section of the semiconductor laser device 10 perpendicular to the first direction D1.
  • the semiconductor laser element 10 has a substrate 11 and a laminated body SL.
  • the semiconductor laser device 10 further includes an insulating layer 15, a p-side contact electrode 16, a p-side electrode 17, and an n-side electrode 19.
  • the semiconductor laser device 10 is arranged so that the laminated body SL faces the submount 40, and the p-side electrode 17 is electrically connected to the submount 40. That is, the semiconductor laser element 10 is junction-down mounted on the submount 40.
  • the laminated body SL is formed with a waveguide extending in the first direction D1 parallel to the main surface 11s of the substrate 11.
  • the semiconductor laser device 10 has a front end surface 10F that emits laser light in the first direction D1 and a rear end surface 10R that faces the front end surface 10F.
  • the front end surface 10F and the rear end surface 10R form a resonator of the semiconductor laser device 10.
  • the dimension of the semiconductor laser element 10 in the first direction D1 corresponds to the resonator length L.
  • the resonator length L is, for example, about 1 mm or more and 10 mm or less. In this embodiment, the resonator length L is 1.2 mm.
  • the front end surface 10F of the semiconductor laser device 10 is arranged outside the submount 40 from the outer edge portion of the submount 40 in the first direction D1. In other words, the front end surface 10F of the semiconductor laser device 10 projects from the edge of the submount 40 toward the outside of the submount 40 in the first direction D1. As a result, it is possible to prevent the laser beam emitted from the front end surface 10F from interfering with the submount 40.
  • the width A of the semiconductor laser element 10 shown in FIG. 1 represents the dimensions of the semiconductor laser element 10 in the second direction D2, which is perpendicular to the first direction D1 and parallel to the main surface 11s of the substrate 11.
  • the third direction D3 shown in FIGS. 1 to 3 is a direction perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2.
  • the width A of the semiconductor laser element 10 is, for example, about 0.1 mm or more and 3 mm or less. In the present embodiment, the width A of the semiconductor laser device 10 is 0.15 mm.
  • step portions 11b and 11c are formed on the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser device 10 according to the present embodiment, respectively.
  • the step portion 11b is an example of a first step portion formed on one side surface 10B of the semiconductor laser element 10 at an end closer to the submount 40.
  • the step portion 11c is an example of a second step portion formed on the other side surface 10C of the semiconductor laser device 10 at the end closer to the submount 40.
  • the stepped portions 11b and 11c are part of a separation groove extending in the first direction D1 formed when the semiconductor laser device 10 is fragmented. Each step portion is a portion recessed from each side surface in the second direction D2.
  • the substrate 11 is a plate-shaped member that serves as a base for the semiconductor laser element 10.
  • the substrate 11 is a semiconductor substrate made of n-type GaN.
  • the laminated body SL is a semiconductor laminated structure laminated on the main surface 11s of the substrate 11.
  • the laminated body SL has an n-type semiconductor layer 12, an active layer 13, and a p-type semiconductor layer 14 which are sequentially laminated on the substrate 11.
  • the laminated body SL may further have layers other than these layers.
  • the laminated body SL is formed with two groove portions 10t extending in the first direction D1.
  • the groove portion 10t reaches at least the p-type semiconductor layer 14 to the n-type semiconductor layer 12 of the laminated body SL.
  • the ridge portion 10s is formed between the two groove portions 10t.
  • a current is supplied to the ridge portion 10s, and the active layer 13 in the ridge portion 10s emits light. Further, the region including the ridge portion 10s forms a waveguide.
  • the n-type semiconductor layer 12 is an example of a first conductive type semiconductor layer laminated above the main surface 11s of the substrate 11.
  • the n-type semiconductor layer 12 includes at least an n-type clad layer.
  • the n-type semiconductor layer 12 may include a buffer layer arranged between the substrate 11 and the n-type clad layer, an n-side guide layer arranged between the n-type clad layer and the active layer 13, and the like. ..
  • the n-type semiconductor layer 12 is formed of an n-type nitride semiconductor such as n-type AlGaN.
  • the active layer 13 is a light emitting layer laminated above the n-type semiconductor layer 12.
  • the active layer 13 is a quantum well active layer formed of a nitride semiconductor.
  • the p-type semiconductor layer 14 is an example of a second conductive semiconductor layer arranged above the active layer 13.
  • the p-type semiconductor layer 14 includes at least a p-type clad layer.
  • the p-type semiconductor layer 14 includes a contact layer arranged between the p-type clad layer and the p-side contact electrode 16, a p-side guide layer arranged between the p-type clad layer and the active layer 13, and the like. It may be included.
  • the p-type semiconductor layer 14 is formed of a p-type nitride semiconductor such as p-type AlGaN.
  • the insulating layer 15 is a layer that electrically insulates between the p-side electrode 17 and the laminated body SL.
  • the insulating layer 15 may have a function of confining light in the ridge portion 10s.
  • the insulating layer 15 is arranged between the laminated body SL and the p-side electrode 17.
  • the insulating layer 15 continuously covers the surface of the laminated body SL from the side surface of the ridge portion 10s to the step portions 11b and 11c. In the upper part of the ridge portion 10s, an opening is provided in the insulating layer 15, and the ridge portion 10s and the p-side electrode 17 are connected via the p-side contact electrode 16 arranged in the opening of the insulating layer 15. It becomes.
  • the insulating layer 15 is separated from the bonding material 30 at both ends of the second direction D2 of the semiconductor laser device 10. Further, as shown in FIG. 2, the outer edge portion of the ridge portion 10s on the front end surface 10F side and the outer edge portion on the rear end surface 10R side are covered with the insulating layer 15. In the outer edge portion on the front end surface 10F side and the outer edge portion on the rear end surface 10R side, the insulating layer 15 is exposed from the p-side contact electrode 16 and the p-side electrode 17, and the end portion of the p-side contact electrode 16 and the p-side electrode 17 are exposed. The end of the is mounted on top of the insulating layer 15.
  • the end of the p-side contact electrode 16 and the end of the p-side electrode 17 are separated from the front end surface 10F and the rear end surface 10R. Further, the insulating layer 15 is exposed from the p-side contact electrode 16 and the p-side electrode 17 at the outer edge portion on the front end surface 10F side and the outer edge portion on the rear end surface 10R side of the semiconductor laser element 10, and the stepped portion 11b and the step portion 11b. At 11c, it is exposed from the p-side electrode 17. Further, the insulating layer 15 is separated from the bonding material 30 at the end portion of the semiconductor laser element 10 closer to the rear end surface 10R of the first direction D1. As the insulating layer 15, for example, a SiO 2 film, a SiN film, or the like can be used.
  • the p-side contact electrode 16 is an example of a second conductive-side contact electrode that makes ohmic contact with the second conductive semiconductor layer.
  • the p-side contact electrode 16 is an electrode that makes ohmic contact with the p-type semiconductor layer 14.
  • the p-side contact electrode 16 is arranged in the opening of the insulating layer 15 and comes into contact with the upper part of the ridge portion 10s.
  • a laminated film of Pd and Pt laminated on the p-type semiconductor layer 14 in order, a laminated film of Pd, Ti and Pt, and the like can be used.
  • the p-side electrode 17 is an electrode that is electrically connected to the p-type semiconductor layer 14 via the p-side contact electrode 16.
  • the p-side electrode 17 covers the upper surface of the insulating layer 15 except for the outer edge portion of the insulating layer 15.
  • the p-side electrode 17 is not arranged on the outer edge portion on the front end surface 10F side and the outer edge portion on the rear end surface 10R side of the ridge portion 10s. Further, it is not arranged in the stepped portions 11b and 11c of the semiconductor laser element 10.
  • the p-side electrode 17 for example, a single-layer film such as a Ti film, or a laminated film of Ti and Pt laminated in order on the p-side contact electrode 16, Ti, Pt, Au and Pt. A laminated film or the like can be used.
  • An Au film may be further formed on the outermost layer of the p-side electrode 17.
  • the Au film formed on the outermost layer may be integrated with the bonding material 30 made of AuSn or the like to bond the p-side electrode 17. In such a case, the Au film integrated with the bonding material 30 may be regarded as a part of the bonding material 30.
  • the n-side electrode 19 is an electrode formed on the main surface on the back side of the main surface on which the laminated body SL of the substrate 11 is laminated.
  • the configurations of the p-side contact electrodes 16, the p-side electrodes 17, and the n-side electrodes 19 are not limited to the above configurations.
  • each electrode C, N, Co, Cu, Ag, Ir, Sc, Au, Cr, Mo, La, W, Al, Tl, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb,
  • a laminated film or an alloy film containing at least one of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Pt, and Ni may be used.
  • the submount 40 is a base to which the semiconductor laser element 10 is bonded.
  • the submount 40 functions as a heat sink from which the heat generated by the semiconductor laser element 10 is discharged.
  • the submount 40 has a plate-like shape. As shown in FIGS. 1 and 2, the submount 40 has a first base 41, an adhesion layer 42, an electrode film 43, and a barrier layer 44.
  • the first base 41 is the main member of the submount 40.
  • the first base 41 has a rectangular plate-like shape.
  • a ceramic substrate, a polycrystalline substrate, a single crystal substrate, or the like made of a material such as alumina, AlN, SiC, or diamond can be used.
  • the adhesion layer 42 is a layer arranged between the first base 41 and the electrode film 43.
  • the adhesion layer 42 for example, a single-layer film such as a Ti film, a laminated film of Ti and Pt laminated in order on the first base 41, and the like can be used.
  • the structure of the adhesion layer 42 is not limited to this, and may be a laminated film or an alloy film similar to the above-mentioned p-side contact electrode 16 and the like.
  • the electrode film 43 is a metal film that is electrically connected to the bonding material 30.
  • the electrode film 43 functions as an electrode of the submount 40.
  • As the electrode film 43 for example, Au or the like can be used. Thereby, the wire made of Au can be easily connected to the electrode film 43.
  • the barrier layer 44 is a metal layer arranged between the electrode film 43 and the bonding material 30.
  • the barrier layer 44 is connected to the bonding material 30.
  • the barrier layer 44 is made of a material having low wettability with respect to the bonding material 30 made of solder or the like, and has a function of suppressing the bonding material 30 melted by heating from coming into contact with the electrode film 43.
  • the area S1 of the barrier layer 44 and the area S2 in contact with the submount 40 of the bonding material 30 satisfy the relationship of S1 ⁇ S2. As a result, it is possible to prevent the bonding material 30 melted by heating from coming into contact with the electrode film 43.
  • Pt can be used as the barrier layer 44.
  • the structure of the barrier layer 44 is not limited to this, and may be, for example, a laminated film or an alloy film containing at least one of Ti, Pt, Ni, Cr, Co, Ru, and W.
  • the joining material 30 is a member that joins the submount 40 and the semiconductor laser element 10.
  • the bonding material 30 has an internal region 30M bonded to the semiconductor laser device 10 and a region arranged outside the internal region 30M in a cross section perpendicular to the first direction D1.
  • one external region 30B and the other external region 30C arranged on one side surface 10B side and the other side surface 10C side of the semiconductor laser element 10 with respect to the internal region 30M are provided.
  • the outer region 30B is a region of the region arranged outside the inner region 30M that is closer to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10, and the outer region 30C is arranged outside the inner region 30M.
  • One outer region 30B of the bonding material 30 is a region arranged outside one side surface 10B of the semiconductor laser element 10 and a semiconductor laser element inside one side surface 10B of the semiconductor laser element 10 in the second direction D2.
  • the other external region 30C includes a region arranged between the 10 and the submount 40, and the other external region 30C is a region arranged outside the other side surface 10C of the semiconductor laser element 10 and the semiconductor laser element in the second direction D2.
  • the region where the bonding material 30 is bonded to the semiconductor laser device 10 substantially coincides with the region where the p-side electrode 17 is formed.
  • the bonding material 30 is separated from the insulating layer 15 exposed from the p-side electrode 17 on the front end surface 10F side and the rear end surface 10R side of the semiconductor laser element 10, and the stepped portions 11b and 11c of the semiconductor laser element 10 are separated from each other. It is also separated from the insulating layer 15 exposed from the p-side electrode 17 in the above.
  • the bonding material 30 is made of, for example, AuSn solder or the like.
  • the bonding material 30 is not limited to AuSn solder, and may be solder such as AgSn solder or SAC solder, or may be a conductive paste other than solder such as Au nanoparticles or Ag nanoparticles. The detailed configuration of the joining material 30 will be described later.
  • the width A of the semiconductor laser element 10 in the second direction D2 the width B of one outer region 30B of the bonding material 30, and the width C of the other outer region 30C. Satisfies the relationship of B ⁇ A / 4 and C ⁇ A / 4.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the relationship between the width B of one outer region 30B of the joint material 30 according to the comparative example and the present embodiment and the maximum thickness of the joint material 30 in the one outer region 30B.
  • the cross-sectional view (a) of FIG. 4 shows a comparative example, and the cross-sectional view (b) and the cross-sectional view (c) show an example and another example of the present embodiment.
  • the outer region 30B is the semiconductor laser element.
  • FIG. 4 ( The width B in the comparative example of a) is regarded as a region outside the step portion 11b of the semiconductor laser element 10. In the following, assuming that the width B and the width C are about the same, only the relationship between the width B and the maximum thickness of the bonding material 30 in one outer region 30B will be described.
  • the cross-sectional view (a) of FIG. 4 shows the shape of the external region 30B when B ⁇ A / 4 holds for the width B of the external region 30B.
  • the cross-sectional view (b) of FIG. 4 shows the shape of the outer region 30B when B ⁇ A / 4 holds for the width B of the outer region 30B.
  • the cross-sectional view (c) of FIG. 4 shows the shape of the outer region 30B when the width B of the outer region 30B is larger than the width B when shown in the cross-sectional view (b).
  • the bonding material 30 shown in each cross-sectional view of FIG. 4 is melted by heating when the semiconductor laser device 10 is bonded. Further, a load is applied to the semiconductor laser element 10 in order to increase the contact area between the semiconductor laser element 10 and the bonding material 30. As a result, the semiconductor laser device 10 is pressed against the submount 40. At this time, a part of the bonding material 30 arranged between the semiconductor laser element 10 and the submount 40 is pushed out to the outer region 30B (and the outer region 30C). Assuming that the thicknesses of the bonding materials 30 before joining the semiconductor laser elements 10 in each cross-sectional view of FIG. 4 are the same, the bonding material 30 is extruded to the outer region 30B in each cross-sectional view in the same amount.
  • the narrower the width of the outer region 30B the larger the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer region 30B.
  • the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer region 30B is larger than the distance from the submount 40 to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10. It becomes large and the bonding material 30 may adhere to the side surface 10B. Since the bonding material 30 is formed in direct contact with the barrier layer 44 only in the region where the barrier layer 44 is formed, the outer edge portion of the outer region 30B in the second direction D2 is the outer edge portion of the barrier layer 44. Almost match. The bonding material 30 does not come into direct contact with the electrode film 43.
  • the bonding material 30 extruded to the outer region 30B is in the width direction (that is, the second direction). Since it is dispersed in D2), the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer region 30B is smaller than the distance from the submount 40 to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10.
  • the external region 30B is separated from the side surface 10B of the semiconductor laser device 10. That is, a gap gB is formed between the side surface 10B and the outer region 30B of the joining material 30. As a result, it is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10.
  • the external region 30C has the same configuration as the external region 30B. That is, the other external region 30C is separated from the other side surface 10C of the semiconductor laser device 10. That is, a gap gC is formed between the other side surface 10C and the other outer region 30C of the joining material 30. As a result, it is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to the other side surface 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the bonding material 30 can be suppressed from adhering to the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser element 10, the p-type semiconductor layer 14 and the n-type semiconductor layer 12 are formed by the bonding material 30. Short circuit can be suppressed.
  • the width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 30B and the width C of the other external region 30C have at least one of B ⁇ A / 2 and C ⁇ A / 2. May be met. As a result, the maximum thickness of the bonding material 30 in each external region can be further reduced, so that the bonding material 30 can be further suppressed from adhering to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10.
  • the width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 30B and the width C of the other external region 30C may satisfy the relationships of B ⁇ 2A and C ⁇ 2A. As a result, it is possible to suppress the increase in size of the semiconductor laser device 1. Further, the width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 30B and the width C of the other external region 30C may satisfy the relationships of B ⁇ A and C ⁇ A. As a result, it is possible to further suppress the increase in size of the semiconductor laser device 1.
  • the width B of one external region 30B may be equal to the width C of the other external region 30C.
  • the fact that the width B is equal to the width C means not only the case where the width B completely matches the width C but also the case where the width B is substantially equal to the width C.
  • the fact that the width B is equal to the width C means that the difference between the width B and the width C is 10% or less of the width B.
  • the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer region 30B and the outer region 30C can be made to be about the same. Therefore, since it is possible to prevent the bonding material 30 from becoming thicker in either the outer region 30B or 30C, it is possible to suppress the adhesion of the bonding material 30 to any of the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the surface of at least one of the outer region 30B of the bonding material 30 and the outer region 30C of the other, which is arranged between the semiconductor laser device 10 and the submount 40 is a concave surface or a flat surface. good.
  • the surface of the portion of the bonding material 30 arranged between the semiconductor laser device 10 and the submount 40 of one external region 30B and the other external region 30C is , Both are concave.
  • the average thickness of the bonding material 30 may be smaller than 3.5 ⁇ m.
  • the average thickness of the bonding material 30 is equal to the thickness before the semiconductor laser element 10 is arranged on the bonding material 30.
  • the thermal resistance of the bonding material 30 can be reduced, so that the heat dissipation characteristics from the semiconductor laser device 10 to the submount 40 can be improved.
  • the average thickness of the bonding material 30 it is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to each side surface of the semiconductor laser device 10.
  • the average thickness of the bonding material 30 may be smaller than 0.3% of the resonator length L of the semiconductor laser device 10.
  • the average thickness of the bonding material 30 may be smaller than 3% of the width A of the semiconductor laser device 10.
  • the average thickness of the bonding material 30 may be larger than 2.0 ⁇ m. If the thickness of the bonding material 30 is too small, the bonding material 30 may not sufficiently reach the bonding surface of the semiconductor laser element 10, and the bonding area between the bonding material 30 and the semiconductor laser element 10 may become small. However, by making the average thickness of the bonding material 30 larger than 2.0 ⁇ m, it is possible to suppress the reduction of the bonding area of the semiconductor laser device 10 with the bonding material 30. Therefore, it is possible to suppress an increase in thermal resistance between the semiconductor laser device 10 and the bonding material 30 due to the small bonding area. Further, the average thickness of the bonding material 30 may be larger than 0.05% of the resonator length L of the semiconductor laser device 10. Further, the average thickness of the bonding material 30 may be larger than 0.4% of the width A of the semiconductor laser device 10.
  • the average thickness of the bonding material 30 may be adjusted according to the dimensions of the semiconductor laser element 10.
  • the resonator length L [ ⁇ m] of the semiconductor laser device 10 and the average thickness ts of the bonding material 30 may satisfy ts ⁇ 2.0 + 0.5 ⁇ (L / 800). Thereby, the thickness of the bonding material 30 can be optimized according to the dimensions of the semiconductor laser element 10.
  • the thickness t2 of the flat portion in one outer region 30B and the thickness t4 of the flat portion in the other outer region 30C are joined in the inner region 30M.
  • the maximum thickness of the material 30 may be t3 or less.
  • the flat portion means a portion where the surface of each external region (that is, the surface on the back side of the surface of the joining material 30 facing the submount 40) is parallel to the main surface of the submount 40. ..
  • parallel means not only a state in which the main surface of the submount 40 and the surface of the joining material 30 are completely parallel, but also a state in which they are substantially parallel.
  • parallel means a state in which the angle formed by the main surface of the submount 40 and the surface of the joining material 30 is 2 ° or less.
  • the thickness of the flat portion of each external region may be defined by the thickness of the central portion in the second direction D2 of each external region.
  • the thickness of the flat portion in each outer region is sufficiently secured while the thickness of the joining material 30 in the inner region 30M is sufficiently secured.
  • the thickness of 30 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to each side surface of the semiconductor laser element 10 while ensuring the bonding area between the semiconductor laser element 10 and the bonding material 30.
  • the semiconductor laser element 10 may be arranged so as to be inclined with respect to the main surface of the submount 40.
  • the bonding material 30 in the internal region 30M may have the maximum thickness at a position closer to the other side surface 10C than one side surface 10B of the semiconductor laser device 10.
  • the relationship of t4 ⁇ t3 may be satisfied between the maximum thickness t3 of the inner region 30M and the thickness t4 of the flat portion of the bonding material 30 in the other outer region 30C.
  • the bonding area between the semiconductor laser device 10 and the bonding material 30 can be secured. It is possible to prevent the bonding material 30 in the outer region 30C from adhering to the side surface 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the thickness of the bonding material 30 in the internal region 30M may be the minimum at a position closer to one side surface 10B than the other side surface 10C of the semiconductor laser element 10.
  • the relationship of t2 ⁇ t1 may be satisfied between the minimum thickness t1 of the joining material 30 in the inner region 30M and the thickness t2 of the flat portion of the joining material 30 in one outer region 30B.
  • the bonding area between the semiconductor laser device 10 and the bonding material 30 can be secured. It is possible to prevent the bonding material 30 in the outer region 30B from adhering to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10.
  • the semiconductor laser device 10 has a step portion formed at an end portion of at least one of one side surface 10B and the other side surface 10C, which is closer to the submount 40, and has a step portion.
  • the semiconductor laser element 10 and the bonding material 30 may be separated from each other.
  • a part of the insulating layer 15 continuously arranged from the side surface of the ridge portion 10s is exposed from the p-side electrode 17 and arranged on the step portion, and the bonding material 30 is an insulating layer arranged on the step portion. It is separated from 15.
  • the p-side electrode 17 is formed only on the upper surface of the laminated body SL, and is not formed on the side surface of the laminated body SL, that is, the stepped portion.
  • step portions 11b and 11c are formed on one side surface 10B and the other side surface 10C, respectively. Since the stepped portions 11b and 11c are formed on the semiconductor laser element 10, the distance from the surface of the bonding material 30 to each side surface of the semiconductor laser element 10 can be increased, so that the bonding material 30 is formed on each side surface of the semiconductor laser element 10. It can be suppressed from adhering to.
  • the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10 is located on the submount 40 from the outer edge portion of the submount 40 (the right end of the submount 40 shown in FIG. 2) in the first direction D1. It is arranged inside, and the bonding material 30 is arranged between the rear end surface 10R and the outer edge portion of the submount 40.
  • An insulating layer 15 is arranged on the outer edge portion on the rear end surface 10R side of the semiconductor laser device 10 so as to be exposed from the p-side contact electrode 16 and the p-side electrode 17.
  • the p-side electrode 17 is arranged over the entire upper surface of the laminated body SL except for the stepped portions 11b and 11c of the semiconductor laser element 10, the outer edge portion on the front end surface 10F side and the outer edge portion on the rear end surface 10R side.
  • the bonding material 30 is bonded to the p-side electrode 17 and not to the insulating layer 15. Therefore, the bonding material 30 is separated from the insulating layer 15 at the outer edge portion on the rear end surface 10R side, and the bonding material 30 is separated from the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10. That is, a gap gR is formed between the rear end surface 10R and the joining material 30. As a result, it is possible to prevent the bonding material 30 located outside the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10.
  • the thickness t6 of the bonding material 30 located inside the semiconductor laser element 10 from 10R satisfies the relationship of t5 ⁇ t6.
  • the flat portion means a portion where the surface of the joining material 30 (that is, the surface on the back side of the surface of the joining material 30 facing the submount 40) is parallel to the main surface of the submount 40. ..
  • parallel means not only a state in which the main surface of the submount 40 and the surface of the joining material 30 are completely parallel, but also a state in which they are substantially parallel.
  • parallel means a state in which the angle formed by the main surface of the submount 40 and the surface of the joining material 30 is 2 ° or less.
  • the thickness of the flat portion may be defined by the thickness of the intermediate position between the position of the rear end surface 10R in the second direction D2 and the outer edge portion of the joining material 30.
  • the width A of the laser element 10 satisfies the relationship of D ⁇ A / 4.
  • the distance D and the width A of the semiconductor laser element 10 may satisfy the relationship of D ⁇ A / 2. As a result, it is possible to further suppress the bonding material 30 located outside the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10.
  • the distance D and the width A of the semiconductor laser element 10 may satisfy the relationship of D ⁇ 2A. As a result, it is possible to suppress the increase in size of the semiconductor laser device 1. Further, the distance D and the width A of the semiconductor laser device 10 may satisfy the relationship of D ⁇ A. As a result, it is possible to further suppress the increase in size of the semiconductor laser device 1.
  • the semiconductor laser device 10 may be joined at an angle with respect to the main surface of the submount 40 in a cross section perpendicular to the second direction D2 as shown in FIG.
  • the semiconductor laser element 10 is bonded at an angle with respect to the main surface of the submount 40, so that the thickness of the bonding material 30 increases as the thickness of the bonding material 30 approaches from the front end surface 10F of the semiconductor laser element 10 to the rear end surface 10R. You may become. Even in such a case, it is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10 by each of the above configurations.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the manufacturing method of the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment.
  • 6 to 8 are schematic cross-sectional views showing each step of the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus 1 according to the present embodiment, respectively. 6 to 8 show a cross section of the semiconductor laser device 10, the submount 40, and the bonding material 30 perpendicular to the second direction D2.
  • the semiconductor laser element 10 is prepared (S10).
  • the submount 40 in which the bonding material 30 is laminated on the electrode film 43 is prepared (S20).
  • the bonding material 30 having a thickness of ts is laminated on the barrier layer 44 of the submount 40.
  • the semiconductor laser element 10 is arranged on the bonding material 30 (S30 in FIG. 5).
  • the semiconductor laser element 10 is arranged on the bonding material 30 so that the laminated body SL of the semiconductor laser element 10 faces the bonding material 30.
  • the front end surface 10F of the semiconductor laser element 10 is arranged outside the outer edge portion of the submount 40.
  • the submount 40 is heated to a first peak temperature T1 higher than the melting point Tm of the bonding material 30 to melt the bonding material 30 (first).
  • Heating step S40 Specifically, as shown in FIG. 6, the submount 40 is placed on the heater 990 and the temperature of the heater 990 is raised to heat the submount 40.
  • the load is started to be applied to the semiconductor laser device 10. The semiconductor laser element 10 is pressed against the submount 40.
  • the contact area between the surface of the semiconductor laser device 10 facing the bonding material 30 and the bonding material 30 can be increased. In other words, it is possible to suppress the formation of voids between the semiconductor laser device 10 and the bonding material 30.
  • the internal regions 30M to the external regions 30B and 30C between the semiconductor laser element 10 and the submount 40, and the outer regions of the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10 The joining material 30 is extruded. Therefore, the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer regions 30B and 30C increases.
  • the temperature of the submount 40 is lowered to the switching temperature Tv, which is a temperature less than the melting point Tm of the bonding material 30 (first temperature lowering step S50).
  • the application of the load to the semiconductor laser element 10 is stopped before the temperature of the submount 40 reaches the melting point Tm of the bonding material 30.
  • the temperature at which the application of the load is stopped does not necessarily have to be higher than the melting point Tm, and may be lower than the melting point Tm.
  • the submount 40 is heated to a second peak temperature T2 higher than the melting point Tm of the bonding material 30 to melt the bonding material 30 again (second heating step S60).
  • the first peak temperature T1, the second peak temperature T2, and the melting point Tm of the bonding material 30 satisfy the relationship of Tm ⁇ T1 ⁇ T2.
  • the temperature of the submount 40 is lowered to a temperature lower than the melting point Tm of the bonding material 30 (second temperature lowering step S70).
  • the temperature of the submount 40 is lowered to the temperature before the first heating step S40 (that is, the standby temperature).
  • a load may or may not be applied to the semiconductor laser element 10.
  • the bonding material 30 extruded from the internal region 30M between the semiconductor laser element 10 and the submount 40 to the external regions 30B and 30C and the like is formed into the internal region 30M by surface tension. Can be moved to. Thereby, the maximum thickness of the bonding material 30 in the outer regions 30B and 30C can be reduced.
  • the semiconductor laser device 1 as shown in FIG. 8 can be manufactured.
  • the semiconductor laser apparatus according to the second embodiment 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 mainly in the shape of the bonding material.
  • the semiconductor laser device according to the present embodiment will be described focusing on the differences from the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • FIGS. 9 and 10 are schematic cross-sectional views showing a cross section perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 of the semiconductor laser apparatus 101 according to the present embodiment, respectively.
  • FIG. 10 shows a cross section taken along line XX of FIG.
  • the semiconductor laser device 101 includes a submount 40, a semiconductor laser element 10, and a bonding material 130 for joining the submount 40 and the semiconductor laser element 10.
  • the semiconductor laser device 10 and the submount 40 according to the present embodiment have the same configuration as the semiconductor laser device 10 and the submount 40 according to the first embodiment.
  • the joining material 130 is a member that joins the submount 40 and the semiconductor laser element 10.
  • the bonding material 30 has an internal region 130M bonded to the semiconductor laser device 10 and a region arranged outside the internal region 130M in a cross section perpendicular to the first direction D1.
  • one external region 130B and the other external region 130C arranged on one side surface 10B side and the other side surface 10C side of the semiconductor laser element 10 with respect to the internal region 130M are provided.
  • the outer region 130B is a region of the region arranged outside the inner region 130M that is closer to the side surface 10B of the semiconductor laser device 10
  • the outer region 130C is arranged outside the inner region 130M. Of the regions, the region is closer to the side surface 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the surface of each external region is convex.
  • the bonding material 130 having such a shape can be realized, for example, by reducing the width of each external region or changing a part of the manufacturing method from the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • the bonding material 130 according to the present embodiment can be realized by shortening the time of the second heating step or increasing the load applied to the semiconductor laser element 10 as compared with the case of the first embodiment.
  • the detailed configuration of the joining material 130 will be described later.
  • the width A of the semiconductor laser element 10 and the one outer region 130B of the bonding material 130 in the second direction D2 are similar to the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • the width B of the above and the width C of the other outer region 130C satisfy the relations of B ⁇ A / 4 and C ⁇ A / 4.
  • the bonding material 130 can be prevented from adhering to the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser element 10, so that the p-type semiconductor layer 14 formed by the bonding material 130 can be prevented from adhering to the side surfaces 10B and 10C. It is possible to suppress a short circuit with the n-type semiconductor layer 12.
  • width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 130B and the width C of the other external region 130C have at least one of B ⁇ A / 2 and C ⁇ A / 2. May be met.
  • the width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 130B and the width C of the other external region 130C may satisfy the relationships of B ⁇ 2A and C ⁇ 2A. Further, the width A of the semiconductor laser device 10 and the width B of one external region 130B and the width C of the other external region 130C may satisfy the relationships of B ⁇ A and C ⁇ A.
  • the semiconductor laser device 10 has a stepped portion 11b formed at the end of one side surface 10B closer to the submount 40, and the submount 40 of the other side surface 10C. It has a stepped portion 11c formed at the end closer to.
  • the semiconductor laser element 10 and the bonding material 130 are separated from each other in the step portion 11b and the step portion 11c. That is, a gap gB is formed between one side surface 10B and one outer region 130B of the joining material 130, and a gap gC is formed between the other side surface 10C and the other outer region 130C of the joining material 130. Is formed. As a result, it is possible to prevent the bonding material 130 from adhering to the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the maximum thickness t13 of the joining material 130 in one of the outer regions 130B and the distance t12 between the step portion 11b and the surface of the joining material 130 on the submount 40 side (that is, between the side surface 10B and the submount 40).
  • Distance satisfies the relationship of t13 ⁇ t12.
  • the maximum thickness t17 of the joining material 130 in the other outer region 130C and the distance t16 between the step portion 11c and the surface of the joining material 130 on the submount 40 side that is, between the side surface 10C and the submount 40).
  • Distance satisfies the relationship of t17 ⁇ t16.
  • the maximum thickness t15 of the bonding material 130 in the internal region 130M the minimum thickness t11 of the bonding material 130 in the internal region 130M, the maximum thickness t13 of the bonding material 130 in one external region 130B, and the other external region 130C.
  • the maximum thickness t17 of the bonding material 130 in the above satisfies at least one of the relationship of t13 ⁇ t11 ⁇ 4 and t17 ⁇ t15 ⁇ 4. As a result, the thickness of the bonding material 130 in each external region can be reduced, so that the bonding material 130 can be suppressed from adhering to the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the maximum thickness t15, the minimum thickness t11, the maximum thickness t13, and the maximum thickness t17 described above may satisfy at least one of the relationships of t13 ⁇ t11 ⁇ 2 and t17 ⁇ t15 ⁇ 2. .. As a result, the thickness of the bonding material 130 in each external region of the bonding material 130 can be further reduced, so that the bonding material 130 can be suppressed from adhering to the side surfaces 10B and 10C of the semiconductor laser device 10.
  • the semiconductor laser element 10 may be arranged so as to be inclined with respect to the main surface of the submount 40.
  • the joining material 130 in the internal region 130M of the joining material 130 has the maximum thickness at a position closer to the other side surface 10C than one side surface 10B, and is thicker at a position closer to one side surface 10B than the other side surface 10C. May be minimized.
  • the thickness t18 of the joint member 130 at the outer edge portion in the outer region 130C may satisfy at least one of t11 ⁇ t14 / 1.5 and t15 ⁇ t18 / 1.5.
  • the thickness of the bonding material 130 in each external region can be reduced while sufficiently securing the thickness of the bonding material 130 in the internal region 130M. Therefore, it is possible to prevent the bonding material 130 from adhering to each side surface of the semiconductor laser element 10 while ensuring the bonding area between the semiconductor laser element 10 and the bonding material 130.
  • the distance t22 between the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10 and the surface of the bonding material 130 on the submount 40 side (that is, the distance between the rear end surface 10R and the submount 40).
  • the maximum thickness t23 of the bonding material 130 arranged between the rear end surface 10R and the outer edge portion of the submount 40 satisfies the relationship of t23 ⁇ t22. As a result, it is possible to prevent the bonding material 130 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10.
  • the maximum thickness t21 of the bonding material 130 located inside from the rear end surface 10R by the same distance as the width A of the semiconductor laser element 10, and the rear end surface 10R and the outer edge portion of the submount 40.
  • the maximum thickness t23 of the bonding material 130 arranged between the two satisfies the relationship of t23 ⁇ t21 ⁇ 4.
  • the thickness of the bonding material 130 outside the rear end surface 10R of the semiconductor laser element 10 can be reduced while sufficiently ensuring the thickness of the bonding material 130 between the semiconductor laser device 10 and the submount 40. Therefore, it is possible to prevent the bonding material 130 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10 while ensuring the bonding area between the semiconductor laser device 10 and the bonding material 130.
  • the maximum thickness t21 and the maximum thickness t23 may satisfy the relationship of t23 ⁇ t21 ⁇ 2. As a result, it is possible to further suppress the bonding material 130 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10.
  • the thickness t24 of the outer edge portion of the bonding material 130 arranged between the two satisfies the relationship of t21 ⁇ t24 / 1.5. As a result, it is possible to prevent the bonding material 130 from adhering to the rear end surface 10R of the semiconductor laser device 10.
  • the semiconductor laser apparatus according to the third embodiment 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 mainly in that a step portion is not formed in the semiconductor laser element.
  • the semiconductor laser device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12, focusing on the differences from the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the first direction D1 of the semiconductor laser device 201 according to the present embodiment.
  • the semiconductor laser device 201 includes a submount 40, a semiconductor laser element 210, and a bonding material 30 for joining the submount 40 and the semiconductor laser element 210.
  • the submount 40 and the joining material 30 according to the present embodiment have the same configuration as the submount 40 and the joining material 30 according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the semiconductor laser device 210 according to the present embodiment.
  • the semiconductor laser element 210 has a substrate 211, a laminated body SL, an insulating layer 15, a p-side contact electrode 16, a p-side electrode 17, and an n-side electrode 19.
  • the semiconductor laser device 210 according to the present embodiment does not have the stepped portions 11b and 11c formed.
  • the shape of the substrate 211 and the like is different from the shape of the substrate 11 and the like according to the first embodiment.
  • the bonding material 30 is one side surface 210B of the semiconductor laser element 210 and the other, as in the semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. It is possible to prevent the bonding material 30 from adhering to the side surface 210C and the rear end surface (not shown in FIGS. 11 and 12). Specifically, the p-side electrode 17 of the semiconductor laser device 210 is not formed on each side surface as shown in FIGS. 11 and 12. Such a p-side electrode 17 and the bonding material 30 are bonded. In this embodiment, the bonding material 30 is not bonded to the insulating layer 15 of the semiconductor laser device 10. As a result, as shown in FIG.
  • the bonding material 30 has an internal region 30M bonded to the p-side electrode 17 of the semiconductor laser device 210 and an internal region 30M out of the regions arranged outside the internal region 30M. It has one external region 30B and the other external region 30C arranged on one side surface 210B side and the other side surface 210C side, respectively.
  • the external region 30B of the bonding material 30 can be separated from one side surface 210B of the semiconductor laser device 210. That is, a gap gB is formed between one side surface 210B and the outer region 30B of the joining material 30. Further, the outer region 30C of the bonding material 30 can be separated from the other side surface 210C of the semiconductor laser device 210. That is, a gap gC is formed between the other side surface 210C and the outer region 30C of the joining material 30.
  • the semiconductor laser device 201 capable of suppressing the bonding material 30 from adhering to each side surface and the rear end surface of the semiconductor laser element 210.
  • the semiconductor laser device is an element using a nitride-based semiconductor material, but the semiconductor laser device is not limited to this.
  • the semiconductor laser device may be an element using a GaAs-based material.
  • the resonator length L may be about 4 mm and the width A may be about 0.5 mm.
  • the waveguide is formed by the ridge portion 10s, but the configuration of the waveguide is not limited to this.
  • the waveguide may be formed by using an electrode stripe structure, an embedded structure, or the like.
  • the semiconductor laser apparatus of the present disclosure can be applied to a laser processing machine, a projector, an in-vehicle head lamp, etc. as a high-output and highly efficient light source, for example.

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Abstract

サブマウント(40)と、半導体レーザ素子(10)と、接合材(30)とを備え、半導体レーザ素子(10)は、基板(11)と、積層体(SL)とを有し、かつ、積層体(SL)がサブマウントに対向するように配置され、積層体(SL)には、基板(11)の主面(11s)に平行な第1の方向(D1)に延びる導波路が形成されており、接合材(30)は、半導体レーザ素子(10)と接合された内部領域(30M)と、内部領域(30M)の外側に配置される一方の外部領域(30B)と他方の外部領域(30C)、を有し、一方の外部領域(30B)は、半導体レーザ素子(10)の一方の側面(10B)から離間しており、他方の外部領域(30C)は、半導体レーザ素子(10)の他方の側面(10C)から離間しており、第1の方向(D1)に垂直で、基板(11)の主面(11s)に平行な第2の方向(D2)における、半導体レーザ素子(10)の幅Aと、一方の外部領域(30B)の幅Bおよび前記他方の外部領域(30C)の幅Cとは、B≧A/4、および、C≧A/4の関係を満たす、半導体レーザ装置(1)。

Description

半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法
 本開示は、半導体レーザ装置およ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、または、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およ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型半導体層と、基板から遠い位置に積層されたp型半導体層のうち、p型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、放熱特性を高めることができる。
 半導体レーザ素子をサブマウントなどの放熱部材にジャンクションダウン実装する場合、半導体レーザ素子とサブマウントとを接合する半田などの接合材が、半導体レーザ素子の側面に付着することで、p型半導体層とn型半導体層とがショートする場合がある。特許文献1に記載された半導体レーザ装置においては、半導体レーザ素子のp側電極の端部を、半導体レーザ素子の側面より所定の距離だけ内側に入った位置とすることで、接合材が、半導体レーザ素子の側面に付着することを抑制しようとしている。
特開2010-171047号公報
 しかしながら、半導体レーザ素子の高出力化に伴い、素子の大型化が進んでいる。大型化した半導体レーザ素子の電極と接合材との接合面積を確保するため、接合材が厚膜化される傾向にある。特許文献1に記載された半導体レーザ装置においても、接合材が厚膜化されることで、接合材が半導体レーザ素子の側面付近に漏れ出て、半導体レーザ素子の側面に付着するおそれがある。
 本開示は、このような課題を解決するものであり、半導体レーザ素子の側面に接合材が付着することを抑制できる半導体レーザ装置などを提供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、サブマウントと、半導体レーザ素子と、前記サブマウントおよび前記半導体レーザ素子を接合する接合材とを備え、前記半導体レーザ素子は、基板と、前記基板の主面上に積層された積層体とを有し、かつ、前記積層体が前記サブマウントに対向するように配置され、前記積層体は、前記基板に順に積層された第1導電型半導体層、活性層、および第2導電型半導体層を有し、前記積層体には、前記基板の主面に平行な第1の方向に延びる導波路が形成されており、前記接合材は、前記第1の方向に対して垂直な断面において、前記半導体レーザ素子と接合された内部領域と、前記内部領域の外側に配置される領域のうち、前記内部領域に対して前記半導体レーザ素子の一方の側面側、および、他方の側面側にそれぞれ配置される、一方の外部領域、および、他方の外部領域とを有し、前記一方の外部領域は、前記一方の側面の外側に配置される領域を含み、前記他方の外部領域は、前記他方の側面の外側に配置される領域を含み、前記一方の外部領域は、前記半導体レーザ素子の前記一方の側面から離間しており、前記第1の方向に垂直で、かつ、前記基板の主面に平行な第2の方向における、前記半導体レーザ素子の幅Aと、前記一方の外部領域の幅Bおよび前記他方の外部領域の幅Cとは、B≧A/4、および、C≧A/4の関係を満たす。
 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の幅Aと、前記一方の外部領域の幅Bおよび前記他方の外部領域の幅Cとは、B≧A/2、および、C≧A/2の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記一方の外部領域の幅Bは、前記他方の外部領域の幅Cと等しくてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記接合材の平均厚さは、3.5μmよりも小さくてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記内部領域における前記接合材は、前記一方の側面より前記他方の側面に近い位置において厚さが最大となり、前記内部領域の最大厚さt3と、前記他方の外部領域における前記接合材の平坦部の厚さt4とは、t4≦t3の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記内部領域における前記接合材は、前記他方の側面より前記一方の側面に近い位置において厚さが最小となり、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt1と、前記一方の外部領域における前記接合材の平坦部の厚さt2とは、t2≦t1の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記一方の外部領域および前記他方の外部領域の少なくとも一方の、前記半導体レーザ素子と前記サブマウントとの間に配置される部分の表面は、凹面または平坦面であってもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面および前記他方の側面の少なくとも一方の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された段差部を有し、前記段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間していてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された第1の段差部を有し、前記他方の側面の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された第2の段差部を有し、前記第1の段差部および前記第2の段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間し、前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13と、前記第1の段差部と前記接合材の前記サブマウント側の面との間の距離t12とは、t13≦t12の関係を満たし、前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17と、前記第2の段差部と前記接合材の前記サブマウント側の面との間の距離t16とは、t17≦t16の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13、および、前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17は、t13≦t11×4、および、t17≦t15×4の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13、および、前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17は、t13≦t11×2、および、t17≦t15×2の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面において前記サブマウントに近い方の端部に形成された第1の段差部を有し、前記他方の側面において前記サブマウントに近い方の端部に形成された第2の段差部を有し、前記第1の段差部および前記第2の段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間し、前記内部領域における前記接合材は、前記一方の側面より前記他方の側面に近い位置において厚さが最大となり、かつ、前記他方の側面より前記一方の側面に近い位置において厚さが最小となり、前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における外縁部の前記接合材の厚さt14、および、前記他方の外部領域における外縁部の前記接合材の厚さt18は、t11≧t14/1.5、および、t15≧t18/1.5の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記積層体と前記接合材との間に配置される絶縁層を有し、前記絶縁層は、前記半導体レーザ素子の前記第2の方向の両方の端部において、前記接合材と離間していてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記第1の方向にレーザ光を出射する前端面と、前記前端面と対向する後端面とを有し、前記前端面は、前記第1の方向において、前記サブマウントの外縁部より前記サブマウントの外側に配置されてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記後端面は、前記第1の方向において、前記サブマウントの外縁部より前記サブマウントの内側に配置され、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に前記接合材が配置され、前記接合材は、前記後端面から離間していてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の平坦部における厚さt5、および、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt6は、t5≦t6の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記後端面と前記接合材の前記サブマウント側の面との距離t22、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t22の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t21×4の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t21×2の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部の厚さt24は、t21≧t24/1.5の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記後端面と、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部との前記第1の方向における距離D、および、前記半導体レーザ素子の幅Aは、D≧A/4の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記後端面と、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部との前記第1の方向における距離D、および、前記半導体レーザ素子の幅Aは、D≧A/2の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記積層体と前記接合材との間に配置される絶縁層を有し、前記絶縁層は、前記半導体レーザ素子の前記第1の方向の前記後端面に近い方の端部において、前記接合材と離間していてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記サブマウントは、前記接合材と電気的に接続される金属製の電極膜と、前記電極膜と前記接合材との間に配置されるバリア層とを有してもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記バリア層の面積S1、および、前記接合材の前記サブマウントと接触する面積S2は、S1≧S2の関係を満たしてもよい。
 また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記サブマウントは、第1基台と、前記第1基台と、前記電極膜との間に配置される密着層とを有してもよい。
 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は、電極膜を有し、前記電極膜の上方に接合材が積層されたサブマウントを準備する工程と、前記接合材上に半導体レーザ素子を配置する工程と、前記半導体レーザ素子を配置する工程の後に、前記サブマウントを加熱し前記接合材を溶融する第1加熱工程と、前記第1加熱工程の後に、前記サブマウントの温度を降下させる第1降温工程と、前記第1降温工程の後に、前記サブマウントを加熱する第2加熱工程と、前記第2加熱工程の後に、前記サブマウントの温度を降下させる第2降温工程とを含む。
 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、前記接合材の融点をTm、前記第1加熱工程におけるピーク温度を第1のピーク温度T1、前記第2加熱工程におけるピーク温度を第2のピーク温度T2としたとき、Tm<T1<T2の関係を満たしてもよい。
 本開示によれば、半導体レーザ素子の側面に接合材が付着することを抑制できる半導体レーザ装置などを提供できる。
図1は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の第1の方向に垂直な断面を示す模式的な断面図である。 図2は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の第2の方向に垂直な断面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全体構成を示す模式的な断面図である。 図4は、比較例および実施の形態1に係る接合材の一方の外部領域の幅と、一方の外部領域における接合材の最大厚さとの関係を示す模式図である。 図5は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 図6は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の製造方法の半導体レーザ素子を配置する工程を示す模式的な断面図である。 図7は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の製造方法の第1加熱工程後の状態を示す模式的な断面図である。 図8は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置の製造方法の第2降温工程後の状態を示す模式的な断面図である。 図9は、実施の形態2に係る半導体レーザ装置の第1の方向に垂直な断面を示す模式的な断面図である。 図10は、実施の形態2に係る半導体レーザ装置の第2の方向に垂直な断面を示す模式的な断面図である。 図11は、実施の形態3に係る半導体レーザ装置の第1の方向に垂直な断面を示す模式的な断面図である。 図12は、実施の形態3に係る半導体レーザ素子の全体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、および、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または簡略化する。
 また、本明細書において、「上方」および「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)および下方向(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」および「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およ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および図2を用いて説明する。図1および図2は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置1の第1の方向D1および第2の方向D2に垂直な断面を示す模式的な断面図である。図2には、図1のII-II線における断面が示されている。
 図1および図2に示されるように、半導体レーザ装置1は、サブマウント40と、半導体レーザ素子10と、サブマウント40および半導体レーザ素子10を接合する接合材30とを備える。
 半導体レーザ素子10は、サブマウント40の主面に接合され、レーザ光を出射する素子である。以下、半導体レーザ素子10の全体構成について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子10の全体構成を示す模式的な断面図である。図3には、半導体レーザ素子10の第1の方向D1に垂直な断面が示されている。
 図3に示されるように、半導体レーザ素子10は、基板11と、積層体SLとを有する。本実施の形態では、半導体レーザ素子10は、絶縁層15と、p側コンタクト電極16と、p側電極17と、n側電極19とをさらに有する。図1および図2に示されるように、半導体レーザ素子10は、積層体SLがサブマウント40に対向するように配置され、p側電極17がサブマウント40と電気的に接続される。つまり、半導体レーザ素子10は、サブマウント40にジャンクションダウン実装される。
 積層体SLには、基板11の主面11sに平行な第1の方向D1に延びる導波路が形成されている。図2に示されるように、半導体レーザ素子10は、第1の方向D1にレーザ光を出射する前端面10Fと、前端面10Fと対向する後端面10Rとを有する。前端面10Fと後端面10Rとが半導体レーザ素子10の共振器を構成する。第1の方向D1における半導体レーザ素子10の寸法が、共振器長Lに相当する。共振器長Lは、例えば、1mm以上、10mm以下程度である。本実施の形態では、共振器長Lは、1.2mmである。半導体レーザ素子10の前端面10Fは、第1の方向D1において、サブマウント40の外縁部よりサブマウント40の外側に配置される。言い換えると、半導体レーザ素子10の前端面10Fは、第1の方向D1において、サブマウント40の端縁からサブマウント40の外部に向かって突出している。これにより、前端面10Fから出射するレーザ光が、サブマウント40と干渉することを抑制できる。
 図1に示される半導体レーザ素子10の幅Aは、第1の方向D1に垂直で、かつ、基板11の主面11sに平行な第2の方向D2における半導体レーザ素子10の寸法を表す。なお、図1~図3に示される第3の方向D3は、第1の方向D1および第2の方向D2に垂直な方向である。半導体レーザ素子10の幅Aは、例えば、0.1mm以上、3mm以下程度である。本実施の形態では、半導体レーザ素子10の幅Aは、0.15mmである。
 また、図3に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cには、それぞれ、段差部11bおよび11cが形成されている。段差部11bは、半導体レーザ素子10の一方の側面10Bにおいて、サブマウント40に近い方の端部に形成された第1の段差部の一例である。段差部11cは、半導体レーザ素子10の他方の側面10Cにおいて、サブマウント40に近い方の端部に形成された第2の段差部の一例である。段差部11bおよび11cは、半導体レーザ素子10を個片化する際に形成された第1の方向D1に延びる分離溝の一部である。各段差部は、各側面から第2の方向D2において凹んだ部分である。
 以下、図3を用いて半導体レーザ素子10の各構成要素について説明する。
 基板11は、半導体レーザ素子10の基台となる板状部材である。本実施の形態では、基板11は、n型GaNからなる半導体基板である。
 積層体SLは、基板11の主面11s上に積層された半導体積層構造体である。本実施の形態では、積層体SLは、基板11に順に積層されたn型半導体層12、活性層13、およびp型半導体層14を有する。なお、積層体SLは、これらの層以外の層をさらに有してもよい。積層体SLには、第1の方向D1に延びる2本の溝部10tが形成されている。溝部10tは、積層体SLの少なくともp型半導体層14からn型半導体層12まで到達する。2本の溝部10tが形成されることで、2本の溝部10tの間にリッジ部10sが形成される。リッジ部10sに電流が供給され、リッジ部10sにおける活性層13で発光する。また、リッジ部10sを含む領域が導波路を形成する。
 n型半導体層12は、基板11の主面11sの上方に積層される第1導電型半導体層の一例である。本実施の形態では、n型半導体層12は、少なくともn型クラッド層を含む。なお、n型半導体層12は、基板11とn型クラッド層との間に配置されるバッファ層、n型クラッド層と活性層13との間に配置されるn側ガイド層などを含んでもよい。本実施の形態では、n型半導体層12は、n型AlGaNなどのn型窒化物半導体で形成される。
 活性層13は、n型半導体層12の上方に積層される発光層である。本実施の形態では、活性層13は、窒化物半導体で形成される量子井戸活性層である。
 p型半導体層14は、活性層13の上方に配置される第2導電型半導体層の一例である。本実施の形態では、p型半導体層14は、少なくともp型クラッド層を含む。なお、p型半導体層14は、p型クラッド層とp側コンタクト電極16との間に配置されるコンタクト層、p型クラッド層と活性層13との間に配置されるp側ガイド層などを含んでもよい。本実施の形態では、p型半導体層14は、p型AlGaNなどのp型窒化物半導体で形成される。
 絶縁層15は、p側電極17と、積層体SLとの間を電気的に絶縁する層である。絶縁層15は、リッジ部10sに光を閉じ込める機能を有してもよい。本実施の形態では、絶縁層15は、積層体SLとp側電極17との間に配置される。絶縁層15は、積層体SLの表面をリッジ部10sの側面から段差部11bおよび11cまで連続して覆っている。リッジ部10sの上部において、絶縁層15には開口部が設けられ、リッジ部10sとp側電極17とは絶縁層15の開口部に配置されたp側コンタクト電極16を介して接続されることとなる。図1に示されるように、絶縁層15は、半導体レーザ素子10の第2の方向D2の両方の端部において、接合材30と離間している。また、図2に示されるように、リッジ部10sの前端面10F側の外縁部および後端面10R側の外縁部は、絶縁層15によって覆われている。前端面10F側の外縁部および後端面10R側の外縁部において、絶縁層15はp側コンタクト電極16およびp側電極17から露出されており、p側コンタクト電極16の端部およびp側電極17の端部は、絶縁層15の上方に乗り上げて配置されている。p側コンタクト電極16の端部およびp側電極17の端部は、前端面10Fおよび後端面10Rから離間している。また、絶縁層15は、半導体レーザ素子10の前端面10F側の外縁部および後端面10R側の外縁部において、p側コンタクト電極16およびp側電極17から露出し、また、段差部11b、および11cにおいて、p側電極17から露出する。また、絶縁層15は、半導体レーザ素子10の第1の方向D1の後端面10Rに近い方の端部において、接合材30と離間している。絶縁層15として、例えば、SiO膜、SiN膜などを用いることができる。
 p側コンタクト電極16は、第2導電型半導体層とオーミック接触する第2導電側コンタクト電極の一例である。本実施の形態では、p側コンタクト電極16は、p型半導体層14とオーミック接触する電極である。p側コンタクト電極16は、絶縁層15の開口部内に配置され、リッジ部10sの上部と接触する。p側コンタクト電極16として、例えば、p型半導体層14に順に積層されたPdおよびPtの積層膜、Pd、TiおよびPtの積層膜などを用いることができる。
 p側電極17は、p側コンタクト電極16を介して、p型半導体層14と電気的に接続される電極である。p側電極17は、絶縁層15の外縁部を除き絶縁層15の上面を覆う。言い換えると、p側電極17は、リッジ部10sの前端面10F側の外縁部および後端面10R側の外縁部には配置されない。また、半導体レーザ素子10の段差部11b、および11cにも配置されない。本実施の形態では、p側電極17として、例えば、Ti膜などの単層膜、または、p側コンタクト電極16に順に積層された、TiおよびPtの積層膜、Ti、Pt、AuおよびPtの積層膜などを用いることができる。なお、p側電極17の最外層に、さらにAu膜が形成されてもよい。最外層に形成されたAu膜は、p側電極17を接合するAuSnなどからなる接合材30と一体化する場合がある。このような場合は、接合材30と一体化されるAu膜は、接合材30の一部とみなしてもよい。
 n側電極19は、基板11の積層体SLが積層される主面の裏側の主面に形成される電極である。n側電極19として、例えば、基板11に順に積層されたTiおよびAuの積層膜などを用いることができる。
 なお、p側コンタクト電極16、p側電極17、およびn側電極19の各電極の構成は、上記の各構成に限定されない。例えば、各電極として、C、N、Co、Cu、Ag、Ir、Sc、Au、Cr、Mo、La、W、Al、Tl、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Pt、およびNiのうち、少なくとも1つを含む積層膜または合金膜を用いてもよい。
 サブマウント40は、半導体レーザ素子10が接合される基台である。サブマウント40は、半導体レーザ素子10で発生する熱が排出されるヒートシンクとして機能する。本実施の形態では、サブマウント40は、板状の形状を有する。図1および図2に示されるように、サブマウント40は、第1基台41と、密着層42と、電極膜43と、バリア層44とを有する。
 第1基台41は、サブマウント40の主要部材である。本実施の形態では、第1基台41は、矩形板状の形状を有する。第1基台41として、例えば、アルミナ、AlN、SiC、ダイヤモンドなどの材料で構成されるセラミック基板、多結晶基板、単結晶基板などを用いることができる。
 密着層42は、第1基台41と電極膜43との間に配置される層である。密着層42として、例えば、Ti膜などの単層膜、第1基台41に順に積層された、TiおよびPtの積層膜などを用いることができる。なお、密着層42の構成はこれに限定されず、上述したp側コンタクト電極16などと同様の積層膜または合金膜であってもよい。
 電極膜43は、接合材30と電気的に接続される金属製の膜である。電極膜43は、サブマウント40の電極として機能する。電極膜43として、例えば、Auなどを用いることができる。これにより、電極膜43に、Auからなるワイヤを容易に接続することができる。
 バリア層44は、電極膜43と、接合材30との間に配置される金属製の層である。バリア層44は、接合材30と接続される。バリア層44は、半田などからなる接合材30に対して濡れ性が低い材料からなり、加熱により溶融した接合材30が電極膜43と接触することを抑制する機能を有する。バリア層44の面積S1、および、接合材30のサブマウント40と接触する面積S2は、S1≧S2の関係を満たす。これにより、加熱により溶融した接合材30が電極膜43と接触することを抑制することができる。
 バリア層44として、例えば、Ptを用いることができる。なお、バリア層44の構成はこれに限定されず、例えば、Ti、Pt、Ni、Cr、Co、Ru、およびWのうち、少なくとも一つを含む積層膜または合金膜であってもよい。
 接合材30は、サブマウント40と、半導体レーザ素子10とを接合する部材である。図1に示されるように、接合材30は、第1の方向D1に対して垂直な断面において、半導体レーザ素子10と接合された内部領域30Mと、内部領域30Mの外側に配置される領域のうち、内部領域30Mに対して半導体レーザ素子10の一方の側面10B側、および、他方の側面10C側にそれぞれ配置される、一方の外部領域30B、および、他方の外部領域30Cとを有する。言い換えると、外部領域30Bは、内部領域30Mの外側に配置される領域のうち、半導体レーザ素子10の側面10Bに近い側の領域であり、外部領域30Cは、内部領域30Mの外側に配置される領域のうち、半導体レーザ素子10の側面10Cに近い側の領域である。接合材30の一方の外部領域30Bは、第2の方向D2において、半導体レーザ素子10の一方の側面10Bの外側に配置される領域と半導体レーザ素子10の一方の側面10Bの内側において半導体レーザ素子10とサブマウント40の間に配置される領域とを含み、他方の外部領域30Cは、第2の方向D2において、半導体レーザ素子10の他方の側面10Cの外側に配置される領域と半導体レーザ素子10の他方の側面10Cの内側において半導体レーザ素子10とサブマウント40の間に配置される領域とを含む。接合材30が半導体レーザ素子10と接合する領域は、ほぼp側電極17の形成された領域と一致する。接合材30は、半導体レーザ素子10の前端面10F側および後端面10R側において、p側電極17から露出する絶縁層15とは離間しており、また、半導体レーザ素子10の段差部11bおよび11cにおいてp側電極17から露出されている絶縁層15とも離間している。接合材30は、例えば、AuSn半田などからなる。なお、接合材30は、AuSn半田に限定されず、AgSn半田、SAC半田などの半田であってもよいし、Auナノ粒子、Agナノ粒子などの半田以外の導電性ペーストであってもよい。接合材30の詳細構成については、後述する。
 [1-2.作用および効果]
 次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置1の作用および効果について、比較例と比較しながら図1~図4を用いて説明する。
 本実施の形態に係る半導体レーザ装置1において、第2の方向D2における、半導体レーザ素子10の幅Aと、接合材30の一方の外部領域30Bの幅Bおよび他方の外部領域30Cの幅Cとは、B≧A/4、および、C≧A/4の関係を満たす。
 ここで、半導体レーザ装置1の接合材30の外部領域30Bおよび30Cの各幅と、接合材30の形状との関係について図4を用いて説明する。図4は、比較例および本実施の形態に係る接合材30の一方の外部領域30Bの幅Bと、一方の外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さとの関係を示す模式図である。図4の断面図(a)は比較例を示し、断面図(b)および断面図(c)は、本実施の形態の一例および他の一例を示す。図4の断面図(a)に示される比較例では、半導体レーザ素子10の下面(つまり、サブマウント40と対向する面)全体が接合材30と接合されているので外部領域30Bは半導体レーザ素子10の側面より外側の領域として定義されるが、図4の断面図(b)および断面図(c)に示される本実施の形態に係る外部領域30Bの幅Bと対比するため、図4(a)の比較例における幅Bを、半導体レーザ素子10の段差部11bよりも外側の領域と見なす。以下では、幅Bおよび幅Cは、同程度と仮定して、幅Bと一方の外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さとの関係だけを説明する。
 図4の断面図(a)には、外部領域30Bの幅BについてB<A/4が成り立つ場合の外部領域30Bの形状が示されている。図4の断面図(b)には、外部領域30Bの幅BについてB≧A/4が成り立つ場合の外部領域30Bの形状が示されている。図4の断面図(c)には、外部領域30Bの幅Bが、断面図(b)に示される場合の幅Bよりさらに大きい場合の外部領域30Bの形状が示されている。
 図4の各断面図に示される接合材30は、半導体レーザ素子10を接合する際に、加熱によって溶融される。また、半導体レーザ素子10と接合材30との接触面積を増大させるために、半導体レーザ素子10に荷重が印加される。これにより、半導体レーザ素子10がサブマウント40に押し付けられる。このとき、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間に配置される接合材30の一部が外部領域30B(および外部領域30C)へ押し出される。図4の各断面図における接合材30の半導体レーザ素子10を接合する前の厚さが同一であると仮定すると、各断面図における外部領域30Bへ同程度の量の接合材30が押し出される。このため、外部領域30Bの幅が狭いほど、外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さが大きくなる。図4の断面図(a)に示されるように、幅Bが狭い場合には、外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さが、サブマウント40から半導体レーザ素子10の側面10Bまでの距離より大きくなり、側面10Bに接合材30が付着し得る。なお、接合材30は、バリア層44が形成された領域のみにバリア層44に直接接して形成されるため、外部領域30Bの第2の方向D2における外縁部は、バリア層44の外縁部とほぼ一致する。接合材30は、電極膜43とは直接接することはない。
 一方、図4の断面図(b)に示されるように、幅Bについて、B≧A/4が成り立つ場合には、外部領域30Bへ押し出される接合材30が幅方向(つまり、第2の方向D2)に分散されるため、外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さがサブマウント40から半導体レーザ素子10の側面10Bまでの距離より小さくなる。これに伴い、外部領域30Bは、半導体レーザ素子10の側面10Bから離間する。つまり、側面10Bと接合材30の外部領域30Bとの間には、隙間gBが形成される。これにより、接合材30が半導体レーザ素子10の側面10Bに付着することを抑制できる。
 図4の断面図(c)においては、断面図(b)の場合より、幅Bがさらに大きいため、外部領域30Bにおける接合材30の最大厚さがさらに低減される。これにより、接合材30が半導体レーザ素子10の側面10Bに付着することをより一層抑制できる。
 なお、図1に示されるように、外部領域30Cについても外部領域30Bと同様の構成を有する。つまり、他方の外部領域30Cは、半導体レーザ素子10の他方の側面10Cから離間している。つまり、他方の側面10Cと接合材30の他方の外部領域30Cとの間には、隙間gCが形成される。これにより、接合材30が半導体レーザ素子10の他方の側面10Cに付着することを抑制できる。
 以上のように、本実施の形態では、接合材30が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できるため、接合材30によるp型半導体層14とn型半導体層12との短絡を抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域30Bの幅Bおよび他方の外部領域30Cの幅Cとは、B≧A/2、および、C≧A/2の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。これにより、各外部領域における接合材30の最大厚さをより一層低減できるため、接合材30が半導体レーザ素子10の側面10Bに付着することをより一層抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域30Bの幅Bおよび他方の外部領域30Cの幅Cとは、B≦2A、および、C≦2Aの関係を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ装置1の大型化を抑制できる。また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域30Bの幅Bおよび他方の外部領域30Cの幅Cとは、B≦A、および、C≦Aの関係を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ装置1の大型化をより一層抑制できる。
 また、一方の外部領域30Bの幅Bは、他方の外部領域30Cの幅Cと等しくてもよい。ここで、幅Bが幅Cと等しいとは、幅Bが幅Cと完全に一致する場合だけでなく、幅Bが幅Cと実質的に等しい場合をも意味する。例えば、幅Bが幅Cと等しいとは、幅Bと幅Cとの差が幅Bの10%以下である場合を意味する。このように、幅Bが、幅Cと等しいことで、外部領域30Bおよび外部領域30Cにおける接合材30の最大厚さを同程度とすることができる。したがって、接合材30が外部領域30Bまたは30Cの一方において厚くなることを抑制できるため、半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cのいずれにおいても接合材30が付着することを抑制できる。
 また、接合材30の一方の外部領域30Bおよび他方の外部領域30Cの少なくとも一方の、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間に配置される部分の表面は、凹面または平坦面であってもよい。本実施の形態では、図1に示されるように、接合材30の一方の外部領域30Bおよび他方の外部領域30Cの、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間に配置される部分の表面は、いずれも凹面である。
 また、本実施の形態では、接合材30の平均厚さは、3.5μmよりも小さくてもよい。接合材30の平均厚さとは、接合材30に半導体レーザ素子10が配置される前の厚さに等しい。このように、接合材30の平均厚さを小さくすることで、接合材30における熱抵抗を低減できるため、半導体レーザ素子10からサブマウント40への放熱特性を高めることができる。また、接合材30の平均厚さを小さくすることで、接合材30が半導体レーザ素子10の各側面に付着することを抑制できる。また、接合材30の平均厚さは、半導体レーザ素子10の共振器長Lの0.3%より小さくてもよい。また、接合材30の平均厚さは、半導体レーザ素子10の幅Aの3%より小さくてもよい。
 また、本実施の形態では、接合材30の平均厚さは、2.0μmよりも大きくてもよい。接合材30の厚さが小さ過ぎると、接合材30が半導体レーザ素子10の接合面に十分に行き渡らず、接合材30と半導体レーザ素子10との接合面積が小さくなることがある。しかしながら、接合材30の平均厚さを、2.0μmよりも大きくすることにより、半導体レーザ素子10の接合材30との接合面積が小さくなることを抑制できる。したがって、接合面積が小さくなることに起因して、半導体レーザ素子10と接合材30との間の熱抵抗が増大することを抑制できる。また、接合材30の平均厚さは、半導体レーザ素子10の共振器長Lの0.05%より大きくてもよい。また、接合材30の平均厚さは、半導体レーザ素子10の幅Aの0.4%より大きくてもよい。
 また、接合材30の平均厚さは、半導体レーザ素子10の寸法に応じて調整されてもよい。例えば、半導体レーザ素子10の共振器長L[μm]と、接合材30の平均厚さtsとが、ts<2.0+0.5×(L/800)を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ素子10の寸法に合わせて接合材30の厚さを好適化できる。
 また、本実施の形態では、図1に示されるように、一方の外部領域30Bにおける平坦部の厚さt2、および、他方の外部領域30Cにおける平坦部の厚さt4は、内部領域30Mにおける接合材30の最大厚さt3以下であってもよい。ここで、平坦部とは、各外部領域の表面(つまり、接合材30におけるサブマウント40と対向する面の裏側の面)が、サブマウント40の主面に対して平行となる部分を意味する。なお、平行とは、サブマウント40の主面と接合材30の表面とが完全に平行になる状態だけでなく、実質的に平行になる状態も意味する。例えば、平行とは、サブマウント40の主面と接合材30の表面とがなす角が2°以下である状態を意味する。なお、各外部領域の平坦部の厚さを、各外部領域の第2の方向D2における中央部分の厚さで定義してもよい。
 このように、各外部領域における平坦部の厚さを内部領域30Mの最大厚さ以下とすることで、内部領域30Mにおける接合材30の厚さを十分に確保しつつ、各外部領域における接合材30の厚さを低減できる。したがって、半導体レーザ素子10と接合材30との接合面積を確保しつつ、接合材30が半導体レーザ素子10の各側面に付着することを抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10は、サブマウント40の主面に対して傾斜して配置されてもよい。例えば、内部領域30Mにおける接合材30は、半導体レーザ素子10の一方の側面10Bより他方の側面10Cに近い位置において厚さが最大となってもよい。この場合、内部領域30Mの最大厚さt3と、他方の外部領域30Cにおける接合材30の平坦部の厚さt4とは、t4≦t3の関係を満たしてもよい。このような構成においても、外部領域30Cにおける平坦部の厚さt4を内部領域の30Mの最大厚さt3以下とすることで、半導体レーザ素子10と接合材30との接合面積を確保しつつ、外部領域30Cにおける接合材30が、半導体レーザ素子10の側面10Cに付着することを抑制できる。
 また、内部領域30Mにおける接合材30は、半導体レーザ素子10の他方の側面10Cより一方の側面10Bに近い位置において厚さが最小となってもよい。この場合、内部領域30Mにおける接合材30の最小厚さt1と、一方の外部領域30Bにおける接合材30の平坦部の厚さt2とは、t2≦t1の関係を満たしてもよい。このような構成においても、外部領域30Bにおける平坦部の厚さt2を内部領域の30Mの最小厚さt1以下とすることで、半導体レーザ素子10と接合材30との接合面積を確保しつつ、外部領域30Bにおける接合材30が、半導体レーザ素子10の側面10Bに付着することを抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10は、図3に示されるように、一方の側面10Bおよび他方の側面10Cの少なくとも一方の、サブマウント40に近い方の端部に形成された段差部を有し、段差部において、半導体レーザ素子10と接合材30とは離間していてもよい。段差部には、リッジ部10sの側面から連続して配置された絶縁層15の一部が、p側電極17から露出して配置されており、接合材30は段差部に配置された絶縁層15とは離間している。本実施の形態において、p側電極17は、積層体SLの上面のみに形成され、積層体SLの側面、すなわち段差部には形成されていない。
 本実施の形態では、一方の側面10Bおよび他方の側面10Cに、それぞれ、段差部11bおよび11cが形成されている。半導体レーザ素子10に段差部11bおよび11cが形成されていることで、接合材30の表面から半導体レーザ素子10の各側面までの距離を増大できるため、接合材30が半導体レーザ素子10の各側面に付着することを抑制できる。
 また、図2に示されるように、半導体レーザ素子10の後端面10Rは、第1の方向D1において、サブマウント40の外縁部(図2に示されるサブマウント40の右端)よりサブマウント40の内側に配置され、後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に接合材30が配置される。半導体レーザ素子10の後端面10R側の外縁部には、絶縁層15がp側コンタクト電極16およびp側電極17から露出して配置されている。p側電極17は、半導体レーザ素子10の段差部11b、11c、前端面10F側の外縁部および後端面10R側の外縁部を除いて、積層体SLの上面全体にわたって配置されている。接合材30は、p側電極17と接合し、絶縁層15とは接合しない。そのため、接合材30は、後端面10R側の外縁部において、絶縁層15とは離間しており、接合材30は、半導体レーザ素子10の後端面10Rから離間している。つまり、後端面10Rと接合材30との間には、隙間gRが形成される。これにより、半導体レーザ素子10の後端面10Rより外側に位置する接合材30が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10の後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に配置された接合材30の平坦部における厚さt5、および、半導体レーザ素子10の幅Aと同じ距離だけ後端面10Rから半導体レーザ素子10の内側に位置する接合材30の厚さt6は、t5≦t6の関係を満たす。ここで、平坦部とは、接合材30の表面(つまり、接合材30におけるサブマウント40と対向する面の裏側の面)が、サブマウント40の主面に対して平行となる部分を意味する。なお、平行とは、サブマウント40の主面と接合材30の表面とが完全に平行になる状態だけでなく、実質的に平行になる状態も意味する。例えば、平行とは、サブマウント40の主面と接合材30の表面とがなす角が2°以下である状態を意味する。なお、平坦部の厚さを、第2の方向D2における後端面10Rの位置と、接合材30の外縁部との間の中間位置の厚さで定義してもよい。
 以上のように、t5≦t6の関係を満たすことで、半導体レーザ素子10の後端面10Rより外側に位置する接合材30が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10の後端面10Rと、後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に配置された接合材30の外縁部との、第1の方向D1における距離D、および、半導体レーザ素子10の幅Aは、D≧A/4の関係を満たす。これにより、上述した接合材30の外部領域30Bおよび30Cと同様に、後端面10Rより外側に位置する接合材30の最大厚さを低減できる。したがって、半導体レーザ素子10の後端面10Rより外側に位置する接合材30が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 また、距離D、および、半導体レーザ素子10の幅Aは、D≧A/2の関係を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ素子10の後端面10Rより外側に位置する接合材30が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することをより一層抑制できる。
 また、距離D、および、半導体レーザ素子10の幅Aは、D≦2Aの関係を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ装置1の大型化を抑制できる。また、距離D、および、半導体レーザ素子10の幅Aは、D≦Aの関係を満たしてもよい。これにより、半導体レーザ装置1の大型化をより一層抑制できる。
 なお、図2に示されるような第2の方向D2に垂直な断面において、半導体レーザ素子10が、サブマウント40の主面に対して傾いて接合されていてもよい。例えば、半導体レーザ素子10が、サブマウント40の主面に対して傾いて接合されることで、接合材30の厚さが、半導体レーザ素子10の前端面10Fから後端面10Rに近づくにしたがって大きくなってもよい。このような場合においても、上記各構成により、半導体レーザ素子10の後端面10Rに接合材30が付着することを抑制できる。
 [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図5~図8を用いて説明する。図5は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置1の製造方法の流れを示すフローチャートである。図6~図8は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置1の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図6~図8には、半導体レーザ素子10、サブマウント40および接合材30の第2の方向D2に垂直な断面が示されている。
 まず、図5に示されるように、半導体レーザ素子10を準備する(S10)。
 続いて、電極膜43の上方に接合材30が積層されたサブマウント40を準備する(S20)。本実施の形態では、サブマウント40のバリア層44上に厚さtsの接合材30が積層される。
 続いて、図6に示されるように、接合材30上に半導体レーザ素子10を配置する(図5のS30)。ここで、半導体レーザ素子10の積層体SLが接合材30に対向するように、半導体レーザ素子10が接合材30上に配置される。この時、半導体レーザ素子10の前端面10Fは、サブマウント40の外縁部よりも外側に配置される。
 図5に示されるように、半導体レーザ素子10を配置する工程S30の後に、サブマウント40を接合材30の融点Tmより高い第1のピーク温度T1まで加熱し接合材30を溶融する(第1加熱工程S40)。具体的には、図6に示されるように、サブマウント40をヒータ990上に配置し、ヒータ990の温度を上昇させることによって、サブマウント40を加熱する。この第1加熱工程S40において、サブマウント40の温度が、接合材30の融点Tmに到達する前に、図7に示されるように、半導体レーザ素子10への荷重の印加を開始することで、半導体レーザ素子10をサブマウント40に押し付ける。これにより、接合材30が溶融した後で、半導体レーザ素子10の接合材30と対向する面と、接合材30との接触面積を増大させることができる。言い換えると、半導体レーザ素子10と、接合材30との間にボイドが形成されることを抑制できる。なお、半導体レーザ素子10に荷重を印加することで、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間の内部領域30Mから外部領域30Bおよび30C、並びに、半導体レーザ素子10の後端面10Rの外側の領域に、接合材30が押し出される。このため、外部領域30Bおよび30Cなどにおける接合材30の最大厚さが増大する。
 図5に示されるように、第1加熱工程S40の後に、サブマウント40の温度を接合材30の融点Tm未満の温度である切換温度Tvまで降下させる(第1降温工程S50)。この第1降温工程S50において、サブマウント40の温度が接合材30の融点Tmに到達する前に、半導体レーザ素子10への荷重の印加を止める。荷重の印加を止める温度は、必ずしも融点Tmより高い必要はなく、融点Tmより低い温度であってもよい。
 第1降温工程S50の後に、サブマウント40を接合材30の融点Tmより高い第2のピーク温度T2まで加熱し接合材30を再度溶融する(第2加熱工程S60)。ここで、第1のピーク温度T1と、第2のピーク温度T2と、接合材30の融点Tmとは、Tm<T1<T2の関係を満たす。
 第2加熱工程S60の後に、サブマウント40の温度を接合材30の融点Tm未満の温度まで降下させる(第2降温工程S70)。ここでは、第1加熱工程S40を行う前の温度(つまり、スタンバイ温度)までサブマウント40の温度を降下させる。
 第2加熱工程S60および第2降温工程S70においては、半導体レーザ素子10への荷重を印加してもよいし、しなくてもよい。半導体レーザ素子10への荷重を印加しないことで、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間の内部領域30Mから外部領域30Bおよび30Cなどへ押し出された接合材30を、表面張力によって内部領域30Mへ移動させることができる。これにより、外部領域30Bおよび30Cにおける接合材30の最大厚さを低減することができる。
 以上のような工程により、図8に示されるような半導体レーザ装置1を製造することができる。
 (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、主に、接合材の形状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について、実施の形態1に係る半導体レーザ装置1との相違点を中心に説明する。
 [2-1.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9および図10を用いて説明する。図9および図10は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ装置101の第1の方向D1および第2の方向D2に垂直な断面を示す模式的な断面図である。図10には、図9のX-X線における断面が示されている。
 図9および図10に示されるように、半導体レーザ装置101は、サブマウント40と、半導体レーザ素子10と、サブマウント40および半導体レーザ素子10を接合する接合材130とを備える。本実施の形態に係る半導体レーザ素子10およびサブマウント40は、実施の形態1に係る半導体レーザ素子10およびサブマウント40と同様の構成を有する。
 本実施の形態に係る接合材130は、サブマウント40と、半導体レーザ素子10とを接合する部材である。図9に示されるように、接合材30は、第1の方向D1に対して垂直な断面において、半導体レーザ素子10と接合された内部領域130Mと、内部領域130Mの外側に配置される領域のうち、内部領域130Mに対して半導体レーザ素子10の一方の側面10B側、および、他方の側面10C側にそれぞれ配置される、一方の外部領域130B、および、他方の外部領域130Cとを有する。言い換えると、外部領域130Bは、内部領域130Mの外側に配置される領域のうち、半導体レーザ素子10の側面10Bに近い側の領域であり、外部領域130Cは、内部領域130Mの外側に配置される領域のうち、半導体レーザ素子10の側面10Cに近い側の領域である。
 本実施の形態においては、各外部領域の表面が凸面である。このような形状を有する接合材130は、例えば、実施の形態1に係る半導体レーザ装置1より、各外部領域の幅を小さくしたり、製造方法の一部を変更することで実現できる。例えば、実施の形態1の場合より、第2加熱工程の時間を短縮したり、半導体レーザ素子10に印加する荷重を大きくしたりすることで、本実施の形態に係る接合材130を実現できる。接合材130の詳細構成については、後述する。
 [2-2.作用および効果]
 次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置101の作用および効果について、図9および図10を用いて説明する。
 図9に示される半導体レーザ装置101において、実施の形態1に係る半導体レーザ装置1と同様に、第2の方向D2における、半導体レーザ素子10の幅Aと、接合材130の一方の外部領域130Bの幅Bおよび他方の外部領域130Cの幅Cとは、B≧A/4、および、C≧A/4の関係を満たす。これにより、実施の形態に1に係る半導体レーザ装置1と同様に、接合材130が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できるため、接合材130によるp型半導体層14とn型半導体層12との短絡を抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域130Bの幅Bおよび他方の外部領域130Cの幅Cとは、B≧A/2、および、C≧A/2の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。
 また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域130Bの幅Bおよび他方の外部領域130Cの幅Cとは、B≦2A、および、C≦2Aの関係を満たしてもよい。また、半導体レーザ素子10の幅Aと、一方の外部領域130Bの幅Bおよび他方の外部領域130Cの幅Cとは、B≦A、および、C≦Aの関係を満たしてもよい。
 実施の形態1で述べたとおり、半導体レーザ素子10は、一方の側面10Bの、サブマウント40に近い方の端部に形成された段差部11bを有し、他方の側面10Cの、サブマウント40に近い方の端部に形成された段差部11cを有する。図9に示されるように、段差部11bおよび段差部11cにおいて、半導体レーザ素子10と接合材130とは離間している。つまり、一方の側面10Bと接合材130の一方の外部領域130Bとの間には、隙間gBが形成され、他方の側面10Cと接合材130の他方の外部領域130Cとの間には、隙間gCが形成される。これにより、接合材130が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できる。
 また、一方の外部領域130Bにおける接合材130の最大厚さt13と、段差部11bと接合材130のサブマウント40側の面との間の距離t12(つまり、側面10Bとサブマウント40との間の距離)とは、t13≦t12の関係を満たす。また、他方の外部領域130Cにおける接合材130の最大厚さt17と、段差部11cと接合材130のサブマウント40側の面との間の距離t16(つまり、側面10Cとサブマウント40との間の距離)とは、t17≦t16の関係を満たす。これにより、接合材130が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できる。
 また、内部領域130Mにおける接合材130の最大厚さt15、内部領域130Mにおける接合材130の最小厚さt11、一方の外部領域130Bにおける接合材130の最大厚さt13、および、他方の外部領域130Cにおける接合材130の最大厚さt17は、t13≦t11×4、および、t17≦t15×4の少なくとも一方の関係を満たす。これにより、各外部領域における接合材130の厚さを低減できるため、接合材130が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できる。
 また、上述した最大厚さt15、最小厚さt11、最大厚さt13、および、最大厚さt17は、t13≦t11×2、および、t17≦t15×2の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。これにより、接合材130の各外部領域における接合材130の厚さをさらに低減できるため、接合材130が半導体レーザ素子10の側面10Bおよび10Cに付着することを抑制できる。
 また、半導体レーザ素子10は、サブマウント40の主面に対して傾斜して配置されてもよい。例えば、接合材130の内部領域130Mにおける接合材130は、一方の側面10Bより他方の側面10Cに近い位置において厚さが最大となり、かつ、他方の側面10Cより一方の側面10Bに近い位置において厚さが最小となってもよい。この場合、内部領域130Mにおける接合材130の最大厚さt15、内部領域130Mにおける接合材130の最小厚さt11、一方の外部領域130Bにおける外縁部の接合材130の厚さt14、および、他方の外部領域130Cにおける外縁部の接合材130の厚さt18は、t11≧t14/1.5、および、t15≧t18/1.5の少なくとも一方の関係を満たしてもよい。これにより、内部領域130Mにおける接合材130の厚さを十分に確保しつつ、各外部領域における接合材130の厚さを低減できる。したがって、半導体レーザ素子10と接合材130との接合面積を確保しつつ、接合材130が半導体レーザ素子10の各側面に付着することを抑制できる。
 また、図10に示されるように、半導体レーザ素子10の後端面10Rと接合材130のサブマウント40側の面との距離t22(つまり、後端面10Rとサブマウント40との間の距離)、および、後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に配置された接合材130の最大厚さt23は、t23≦t22の関係を満たす。これにより、接合材130が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 また、第1の方向D1において、半導体レーザ素子10の幅Aと同じ距離だけ後端面10Rから内側に位置する接合材130の最大厚さt21、および、後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に配置された接合材130の最大厚さt23は、t23≦t21×4の関係を満たす。これにより、半導体レーザ素子10とサブマウント40との間における接合材130の厚さを十分に確保しつつ、半導体レーザ素子10の後端面10Rの外側における接合材130の厚さを低減できる。したがって、半導体レーザ素子10と接合材130との接合面積を確保しつつ、接合材130が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 また、最大厚さt21、および、最大厚さt23は、t23≦t21×2の関係を満たしてもよい。これにより、接合材130が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することをより一層抑制できる。
 また、第1の方向D1において、半導体レーザ素子10の幅Aと同じ距離だけ後端面10Rから内側に位置する接合材130の最大厚さt21、および、後端面10Rとサブマウント40の外縁部との間に配置された接合材130の外縁部の厚さt24は、t21≧t24/1.5の関係を満たす。これにより、接合材130が半導体レーザ素子10の後端面10Rに付着することを抑制できる。
 (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、主に、半導体レーザ素子に段差部が形成されていない点において、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について、実施の形態1に係る半導体レーザ装置1との相違点を中心に図11および図12を用いて説明する。
 図11は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置201の第1の方向D1に垂直な断面を示す模式的な断面図である。図11に示されるように、半導体レーザ装置201は、サブマウント40と、半導体レーザ素子210と、サブマウント40および半導体レーザ素子210を接合する接合材30とを備える。本実施の形態に係るサブマウント40および接合材30は、実施の形態1に係るサブマウント40および接合材30と同様の構成を有する。
 本実施の形態に係る半導体レーザ素子210について、図12を用いて説明する。図12は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子210の全体構成を示す模式的な断面図である。図12に示されるように、半導体レーザ素子210は、基板211と、積層体SLと、絶縁層15と、p側コンタクト電極16と、p側電極17と、n側電極19とを有する。本実施の形態に係る半導体レーザ素子210は、段差部11bおよび11cが形成されていない。これに伴い、基板211などの形状が実施の形態1に係る基板11などの形状と異なる。
 このような構成を有する半導体レーザ素子210を用いる半導体レーザ装置201においても、実施の形態1に係る半導体レーザ装置1と同様に、接合材30が半導体レーザ素子210の一方の側面210B、および、他方の側面210C、並びに、後端面(図11および図12では図示せず)に接合材30が付着することを抑制できる。具体的には、半導体レーザ素子210のp側電極17は、図11および図12に示されるように、各側面には形成されていない。このようなp側電極17と接合材30とが接合される。なお、本実施の形態では、半導体レーザ素子10の絶縁層15には、接合材30は接合されない。これにより、図11に示されるように、接合材30は、半導体レーザ素子210のp側電極17と接合された内部領域30Mと、内部領域30Mの外側に配置される領域のうち、内部領域30Mに対して半導体レーザ素子210の一方の側面210B側、および、他方の側面210C側にそれぞれ配置される、一方の外部領域30B、および、他方の外部領域30Cとを有する。
 したがって、図11に示されるように、接合材30の外部領域30Bを、半導体レーザ素子210の一方の側面210Bから離間させることができる。つまり、一方の側面210Bと接合材30の外部領域30Bとの間には、隙間gBが形成される。また、接合材30の外部領域30Cを、半導体レーザ素子210の他方の側面210Cから離間させることができる。つまり、他方の側面210Cと接合材30の外部領域30Cとの間には、隙間gCが形成される。
 このように、段差部が形成されていない半導体レーザ素子210を用いる場合にも、接合材30が半導体レーザ素子210の各側面および後端面に付着することを抑制できる半導体レーザ装置201を実現できる。
 (変形例など)
 以上、本開示に係る半導体レーザ装置について、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、上記各実施の形態では、半導体レーザ素子は、窒化物系半導体材料を用いる素子であったが、半導体レーザ素子はこれに限定されない。例えば、半導体レーザ素子は、GaAs系材料を用いる素子であってもよい。なお、この場合、共振器長Lは、4mm程度、幅Aは、0.5mm程度であってもよい。
 また、上記各実施の形態に係る半導体レーザ素子10においては、導波路がリッジ部10sによって形成されたが、導波路の構成はこれに限定されない。例えば、導波路は、電極ストライプ構造、埋め込み型構造などを用いて形成されてもよい。
 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およ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レーザ加工機、プロジェクタ、車載ヘッドランプなどに適用できる。
 1、101、201 半導体レーザ装置
 10、210 半導体レーザ素子
 10B、10C、210B、210C 側面
 10F 前端面
 10R 後端面
 10s リッジ部
 10t 溝部
 11、211 基板
 11b、11c 段差部
 11s 主面
 12 n型半導体層
 13 活性層
 14 p型半導体層
 15 絶縁層
 16 p側コンタクト電極
 17 p側電極
 19 n側電極
 30、130 接合材
 30B、30C、130B、130C 外部領域
 30M、130M 内部領域
 40 サブマウント
 41 第1基台
 42 密着層
 43 電極膜
 44 バリア層
 990 ヒータ
 gB、gC、gR 隙間
 SL 積層体

Claims (28)

  1.  サブマウントと、
     半導体レーザ素子と、
     前記サブマウントおよび前記半導体レーザ素子を接合する接合材とを備え、
     前記半導体レーザ素子は、基板と、前記基板の主面上に積層された積層体とを有し、かつ、前記積層体が前記サブマウントに対向するように配置され、
     前記積層体は、
     前記基板に順に積層された第1導電型半導体層、活性層、および第2導電型半導体層を有し、
     前記積層体には、前記基板の主面に平行な第1の方向に延びる導波路が形成されており、
     前記接合材は、前記第1の方向に対して垂直な断面において、
     前記半導体レーザ素子と接合された内部領域と、
     前記内部領域の外側に配置される領域のうち、前記内部領域に対して前記半導体レーザ素子の一方の側面側、および、他方の側面側にそれぞれ配置される、一方の外部領域、および、他方の外部領域とを有し、
     前記一方の外部領域は、前記一方の側面の外側に配置される領域を含み、
     前記他方の外部領域は、前記他方の側面の外側に配置される領域を含み、
     前記一方の外部領域は、前記半導体レーザ素子の前記一方の側面から離間しており、
     前記第1の方向に垂直で、かつ、前記基板の主面に平行な第2の方向における、前記半導体レーザ素子の幅Aと、前記一方の外部領域の幅Bおよび前記他方の外部領域の幅Cとは、B≧A/4、および、C≧A/4の関係を満たす
     半導体レーザ装置。
  2.  前記半導体レーザ素子の幅Aと、前記一方の外部領域の幅Bおよび前記他方の外部領域の幅Cとは、B≧A/2、および、C≧A/2の少なくとも一方の関係を満たす
     請求項1に記載の半導体レーザ装置。
  3.  前記一方の外部領域の幅Bは、前記他方の外部領域の幅Cと等しい
     請求項1または2に記載の半導体レーザ装置。
  4.  前記接合材の平均厚さは、3.5μmよりも小さい
     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.  前記内部領域における前記接合材は、前記一方の側面より前記他方の側面に近い位置において厚さが最大となり、
     前記内部領域の最大厚さt3と、前記他方の外部領域における前記接合材の平坦部の厚さt4とは、t4≦t3の関係を満たす
     請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  6.  前記内部領域における前記接合材は、前記他方の側面より前記一方の側面に近い位置において厚さが最小となり、
     前記内部領域における前記接合材の最小厚さt1と、前記一方の外部領域における前記接合材の平坦部の厚さt2とは、t2≦t1の関係を満たす
     請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  7.  前記一方の外部領域および前記他方の外部領域の少なくとも一方の、前記半導体レーザ素子と前記サブマウントとの間に配置される部分の表面は、凹面または平坦面である
     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.  前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面および前記他方の側面の少なくとも一方の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された段差部を有し、前記段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間している
     請求項1~7のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  9.  前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された第1の段差部を有し、前記他方の側面の、前記サブマウントに近い方の端部に形成された第2の段差部を有し、
     前記第1の段差部および前記第2の段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間し、
     前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13と、前記第1の段差部と前記接合材の前記サブマウント側の面との間の距離t12とは、t13≦t12の関係を満たし、
     前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17と、前記第2の段差部と前記接合材の前記サブマウント側の面との間の距離t16とは、t17≦t16の関係を満たす
     請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  10.  前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13、および、前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17は、t13≦t11×4、および、t17≦t15×4の少なくとも一方の関係を満たす
     請求項9に記載の半導体レーザ装置。
  11.  前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における前記接合材の最大厚さt13、および、前記他方の外部領域における前記接合材の最大厚さt17は、t13≦t11×2、および、t17≦t15×2の少なくとも一方の関係を満たす
     請求項10に記載の半導体レーザ装置。
  12.  前記半導体レーザ素子は、前記一方の側面において前記サブマウントに近い方の端部に形成された第1の段差部を有し、前記他方の側面において前記サブマウントに近い方の端部に形成された第2の段差部を有し、前記第1の段差部および前記第2の段差部において、前記半導体レーザ素子と前記接合材とは離間し、
     前記内部領域における前記接合材は、前記一方の側面より前記他方の側面に近い位置において厚さが最大となり、かつ、前記他方の側面より前記一方の側面に近い位置において厚さが最小となり、
     前記内部領域における前記接合材の最大厚さt15、前記内部領域における前記接合材の最小厚さt11、前記一方の外部領域における外縁部の前記接合材の厚さt14、および、前記他方の外部領域における外縁部の前記接合材の厚さt18は、t11≧t14/1.5、および、t15≧t18/1.5の少なくとも一方の関係を満たす
     請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  13.  前記半導体レーザ素子は、前記積層体と前記接合材との間に配置される絶縁層を有し、
     前記絶縁層は、前記半導体レーザ素子の前記第2の方向の両方の端部において、前記接合材と離間している
     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.  前記半導体レーザ素子は、前記第1の方向にレーザ光を出射する前端面と、前記前端面と対向する後端面とを有し、
     前記前端面は、前記第1の方向において、前記サブマウントの外縁部より前記サブマウントの外側に配置される
     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.  前記後端面は、前記第1の方向において、前記サブマウントの外縁部より前記サブマウントの内側に配置され、
     前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に前記接合材が配置され、
     前記接合材は、前記後端面から離間している
     請求項14に記載の半導体レーザ装置。
  16.  前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の平坦部における厚さt5、および、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt6は、t5≦t6の関係を満たす
     請求項15に記載の半導体レーザ装置。
  17.  前記後端面と前記接合材の前記サブマウント側の面との距離t22、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t22の関係を満たす
     請求項15に記載の半導体レーザ装置。
  18.  前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t21×4の関係を満たす
     請求項17に記載の半導体レーザ装置。
  19.  前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の最大厚さt23は、t23≦t21×2の関係を満たす
     請求項18に記載の半導体レーザ装置。
  20.  前記第1の方向において、前記半導体レーザ素子の幅Aと同じ距離だけ前記後端面から内側に位置する前記接合材の最大厚さt21、および、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部の厚さt24は、t21≧t24/1.5の関係を満たす
     請求項17~19のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  21.  前記後端面と、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部との前記第1の方向における距離D、および、前記半導体レーザ素子の幅Aは、D≧A/4の関係を満たす
     請求項17~20のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  22.  前記後端面と、前記後端面と前記サブマウントの外縁部との間に配置された前記接合材の外縁部との前記第1の方向における距離D、および、前記半導体レーザ素子の幅Aは、D≧A/2の関係を満たす
     請求項21に記載の半導体レーザ装置。
  23.  前記半導体レーザ素子は、前記積層体と前記接合材との間に配置される絶縁層を有し、
     前記絶縁層は、前記半導体レーザ素子の前記第1の方向の前記後端面に近い方の端部において、前記接合材と離間している
     請求項15~22のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  24.  前記サブマウントは、
     前記接合材と電気的に接続される金属製の電極膜と、
     前記電極膜と前記接合材との間に配置されるバリア層とを有する
     請求項1~23のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  25.  前記バリア層の面積S1、および、前記接合材の前記サブマウントと接触する面積S2は、S1≧S2の関係を満たす
     請求項24に記載の半導体レーザ装置。
  26.  前記サブマウントは、
     第1基台と、
     前記第1基台と、前記電極膜との間に配置される密着層とを有する
     請求項24または25に記載の半導体レーザ装置。
  27.  電極膜を有し、前記電極膜の上方に接合材が積層されたサブマウントを準備する工程と、
     前記接合材上に半導体レーザ素子を配置する工程と、
     前記半導体レーザ素子を配置する工程の後に、前記サブマウントを加熱し前記接合材を溶融する第1加熱工程と、
     前記第1加熱工程の後に、前記サブマウントの温度を降下させる第1降温工程と、
     前記第1降温工程の後に、前記サブマウントを加熱する第2加熱工程と、
     前記第2加熱工程の後に、前記サブマウントの温度を降下させる第2降温工程とを含む
     半導体レーザ装置の製造方法。
  28.  前記接合材の融点をTm、前記第1加熱工程におけるピーク温度を第1のピーク温度T1、前記第2加熱工程におけるピーク温度を第2のピーク温度T2としたとき、Tm<T1<T2の関係を満たす
     請求項27に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
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