特許 6173994 光半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6173994

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】光半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20170724BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-211504(P2014-211504)

(22)【出願日】2014年10月16日

(65)【公開番号】特開2016-82050(P2016-82050A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2015年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】514278625

【氏名又は名称】ウシオオプトセミコンダクター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】反町 進

(72)【発明者】

【氏名】仙庭 靖久

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕隆

(72)【発明者】

【氏名】萩元 将人

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２２４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５８８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２２４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１３５０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０８９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９７７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８７８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２３８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／２８−２１／２８８，２１／３２９，

２１／４４−２１／４４５，２９／４０−２９／４９，

２９／８７２，３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板上に発光部が形成されたレーザダイオードをジャンクションダウン方式でサブマウントに接合した光半導体装置であって、
前記レーザダイオードは、
前記半導体基板の主面側に形成される、第１導電型の第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上部に形成される活性層と、
前記活性層の上部に形成される第２導電型の第２クラッド層と、
リッジ部と、
当該リッジ部の側方に形成される凸状のバンク部と、
前記リッジ部及び前記バンク部の上部に渡って形成され、前記リッジ部と電気的に接続される第１電極と、
前記半導体基板の裏面に形成される第２電極と、
前記第１電極の上部において、前記リッジ部及び前記バンク部の上部に渡って形成される第１パターンと、
前記第１電極の上部において、前記バンク部の上部に形成される第２パターンと、を有し、
前記第２パターンは、前記第１パターンの下に形成され、
前記バンク部の上部の前記第１パターンの上面が、前記サブマウント上に形成される第３電極とソルダ材により接合され、
前記半導体基板の主面から前記リッジ部の上部の前記第１パターンの上面までの高さは、前記半導体基板の主面から前記第３電極までの高さよりも低く、
前記第１パターンの上面のうち、少なくとも前記リッジ部と前記バンク部の上部の間の領域に前記ソルダ材と反応しない非反応膜が形成され、且つ、当該非反応膜が、前記第２パターンの側面にさらに形成される
ことを特徴とする光半導体装置。

【請求項2】

前記非反応膜が、前記第１パターンの前記ソルダ材との接合部から、前記リッジ部の上部に渡って形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。

【請求項3】

前記非反応膜が、前記リッジ部の上部を覆い形成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体装置。

【請求項4】

前記半導体基板は、第１の前記レーザダイオードと、第２の前記レーザダイオードが形成され、
前記第１の前記レーザダイオードの前記バンク部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記バンク部との間に、前記第１の前記レーザダイオードの前記リッジ部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記リッジ部が形成される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項5】

前記第１の前記レーザダイオードの前記リッジ部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記リッジ部との間に、前記非反応膜をさらに設ける
ことを特徴とする請求項４に記載の光半導体装置。

【請求項6】

前記非反応膜は、金属である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項7】

前記ソルダ材は、半田であり、
前記金属は、チタン又はモリブデンの金属である
ことを特徴とする請求項６に記載の光半導体装置。

【請求項8】

前記非反応膜は、酸化膜又は窒化膜である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光半導体装置。

【請求項9】

前記ソルダ材は、半田であり、
前記非反応膜は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜である
ことを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置。

【請求項10】

前記半田は、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇ、又はＳｎＡｇＣｕ系の半田である
ことを特徴とする請求項７又は９に記載の光半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザダイオード（半導体レーザ）は、ｐｎ接合に順方向電流を流して、注入された電子と正孔の再結合による誘導放出により光を放出するダイオードである。レーザダイオードは発光部からの放熱性を高めるため、例えば特許文献１に記載されているように、発光部を有するレーザダイオードチップの主面側を、半田材等を用いてサブマウントに接合するジャンクションダウン方式を採用しているものがある。

【0003】

ジャンクションダウン方式でサブマウントに接合されるレーザダイオードは、発光部の上部に位置するリッジ部上に形成した電極と、サブマウントに形成した通電性のある半田材（例えばＡｕＳｎ）を溶融接着することで、放熱および通電を行っている。

【0004】

また、レーザダイオードとサブマウントとを接合した際に、レーザダイオードのリッジ部上の電極材、レーザダイオードの主面の半導体材料、サブマウントのソルダ材およびサブマウントの基板材料の、それぞれの熱膨張係数の違い等によって起こる反応で生じる応力がリッジ部に及ぶことにより、偏光角特性が悪化することがある。

【0005】

これに対し、特許文献２には、上記のジャンクションダウン方式において、リッジ部とサブマウントとを接触させずに離間させることで、リッジ部に応力がかかることを防ぐ構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平９−６４４７９号公報

【特許文献2】特開２０１１−１０８９３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記の特許文献２に開示されている構造において、製造工程時にレーザダイオードチップとサブマウントを接合する半田材がリッジ部側に流れてしまうと、リッジ部に応力がかかることにより偏光角特性が悪化することがある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明の一側面に係る光半導体装置は、半導体基板上に発光部が形成されたレーザダイオードをジャンクションダウン方式でサブマウントに接合した光半導体装置であって、前記レーザダイオードは、前記半導体基板の主面側に形成される、第１導電型の第１クラッド層と、前記第１クラッド層の上部に形成される活性層と、前記活性層の上部に形成される第２導電型の第２クラッド層であって、リッジ部と、当該リッジ部の側方に凸状のバンク部が形成される第２クラッド層と、前記リッジ部及び前記バンク部の上部に渡って形成され、前記リッジ部と電気的に接続される第１電極と、前記半導体基板の裏面に形成される第２電極と、前記第１電極の上部において、前記リッジ部及び前記バンク部の上部に渡って形成される第１パターンと、前記第１電極の上部において、前記バンク部の上部に形成される第２パターンと、を有し、前記バンク部の上部の前記第１パターン又は前記第２パターンが、前記サブマウント上に形成される第３電極とソルダ材により接合され、前記半導体基板の主面から前記リッジ部の上部の前記第１パターンの上面までの高さは、前記半導体基板の主面から前記第３電極までの高さよりも低く、前記第１パターンの上面のうち、少なくとも前記リッジ部と前記バンク部の上部の間の領域に前記ソルダ材と反応しない非反応膜が形成される。

【0009】

（２）本発明の一側面では、（１）において、前記第２パターンは、前記第１パターンの上に形成され、前記第２パターンの上面が、前記第３電極と前記ソルダ材により接合されることとする。

【0010】

（３）本発明の一側面では、（２）において、前記非反応膜が、前記第２パターンの側面にさらに形成されることとする。

【0011】

（４）本発明の一側面では、（３）において、前記非反応膜が、前記第２パターンの前記ソルダ材との接合部から、前記リッジ部の上部に渡って形成されることとする。

【0012】

（５）本発明の一側面では、（１）において、前記第２パターンは、前記第１パターンの下に形成され、前記バンク部の上部の前記第１パターンの上面が、前記第３電極と前記ソルダ材により接合されることとする。

【0013】

（６）本発明の一側面では、（５）において、前記非反応膜が、前記第１パターンの前記ソルダ材との接合部から、前記リッジ部の上部に渡って形成されることとする。

【0014】

（７）本発明の一側面では、（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記非反応膜が、前記リッジ部の上部を覆い形成されることとする。

【0015】

（８）本発明の一側面では、（１）〜（７）のいずれかにおいて、前記半導体基板は、第１の前記レーザダイオードと、第２の前記レーザダイオードが形成され、前記第１の前記レーザダイオードの前記バンク部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記バンク部との間に、前記第１の前記レーザダイオードの前記リッジ部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記リッジ部が形成されることとする。

【0016】

（９）本発明の一側面では、（８）において、前記第１の前記レーザダイオードの前記リッジ部と、前記第２の前記レーザダイオードの前記リッジ部との間に、前記非反応膜をさらに設けることとする。

【0017】

（１０）本発明の一側面では、（１）〜（８）のいずれかにおいて、前記非反応膜は、金属であることとする。

【0018】

（１１）本発明の一側面では、（１０）において、前記ソルダ材は、半田であり、前記金属は、チタン又はモリブデンの金属であることとする。

【0019】

（１２）本発明の一側面では、（１）〜（９）のいずれかにおいて、前記非反応膜は、酸化膜又は窒化膜であることとする。

【0020】

（１３）本発明の一側面では、（１２）において、前記ソルダ材は、半田であり、前記非反応膜は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であることとする。

【0021】

（１４）本発明の一側面では、（１１）又は（１３）において、前記半田は、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇ、又はＳｎＡｇＣｕ系の半田であることとする。

【発明の効果】

【0022】

ジャンクションダウン方式でサブマウントに接合されるレーザダイオードのリッジ部への応力の影響を抑止して偏光角特性を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１の実施形態に係る光半導体装置の断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図3】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図4】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図5】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図6】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図7】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図8】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図9】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図10】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図11】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図12】第１の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図13】第２の実施形態に係る光半導体装置の断面図である。

【図14】第２の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図15】第２の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図16】第２の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図17】第３の実施形態に係る光半導体装置の断面図である。

【図18】第４の実施形態に係る光半導体装置の断面図である。

【図19】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図20】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図21】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図22】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図23】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図24】第４の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図25】第５の実施形態に係る光半導体装置の断面図である。

【図26】第５の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図27】第５の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図28】第５の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図29】第５の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図30】第５の実施形態に係る光半導体装置の製造工程を説明する図である。

【図31】第１の実施形態の変形例に係る光半導体装置の断面図である。

【図32】第２の実施形態の変形例に係る光半導体装置の断面図である。

【図33】第３の実施形態の変形例に係る光半導体装置の断面図である。

【図34】本願発明の比較例に係る光半導体装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態）について、図面に基づき説明する。なお、以下の実施形態を説明するための図面において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0025】

［１．第１の実施形態］
まず、図１乃至図１２に基づいて本発明の第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１（光半導体装置の一例）について説明する。なお、マルチビーム半導体レーザとは、複数の発光部を備える半導体レーザである。

【0026】

［１．１．構造］
図１には、本発明の第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１の要部断面図を示す。

【0027】

なお、図１に示すように、本実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１には発光部（リッジ部１２の箇所）が２つ備えられこととし、左右のリッジ部１２とバンク部１３はそれぞれリッジ間部１４に対して左右対称に設けられている。また、レーザチップ１０１（レーザダイオードの一例）はその主面をサブマウント１７に取り付けられており、以下の説明においては、レーザチップ１０１の主面側を上、裏面側を下と称する。

【0028】

図１に示すように、ＧａＡｓ基板１（半導体基板の一例）上にｎ型クラッド層２（第１クラッド層の一例）が形成され、ｎ型クラッド層２上には、活性層３が形成される。なお、活性層３は多重量子井戸構造であり複数の層にて形成される。そして、活性層３上にはｐ型第１クラッド層４が形成され、ｐ型第１クラッド層４上にはｐ型第２クラッド層５（第２クラッド層の一例）が形成され、ｐ型第２クラッド層５上にはｐ型コンタクト層６が形成される。

【0029】

レーザチップ１０１の主面にはリッジ部１２とバンク部１３が形成されている。ここで、リッジ部１２の上部を除くリッジ部１２の側面およびバンク部１３の上面および側面には、パッシベーション膜７が形成されている。

【0030】

また、一対のリッジ部１２とバンク部１３には、ｐ側電極８（第１電極の一例）が形成される。ｐ側電極８の上には、第１Ａｕメッキ層９（第１パターンの一例）が形成される。第１Ａｕメッキ層９の上かつバンク部１３の上には、第２Ａｕメッキ層１０（第２パターンの一例）が形成される。ＧａＡｓ基板１の裏面には、ｎ型電極１１（第２電極の一例）が形成される。

【0031】

なお、図１に示す例では、第１Ａｕメッキ層９よりも第２Ａｕメッキ層１０の幅が狭くなっているが、第１Ａｕメッキ層９をバンク部１３の上に配置し、リッジ部１２からバンク部１３の上の第１Ａｕメッキ層９の上に連続して第２Ａｕメッキ層１０が形成されてもよい。

【0032】

図１に示す例では、バンク部１３の上に形成した第２Ａｕメッキ層１０の上面と、サブマウン電極１８（第３電極の一例）面に形成された半田材１９（ソルダ材の一例）を溶融接着して、レーザチップ１０１とサブマウント１７とを接合し、マルチビーム半導体レーザ装置を形成している。ここで、バンク部１３の上に形成した第２Ａｕメッキ層１０の上面の高さは、リッジ部１２の上に形成した第１Ａｕメッキ層９の上面の高さよりも、バンク部１３上に形成した図１での第２Ａｕメッキ層１０の厚みの分だけ高くなっているため、半田材１９の上面と、リッジ部１３の上面とは空隙を挟んで離間している。すなわち、リッジ部１３の上面とサブマウント１７とは接触していない。なお、半田材１９には、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇ、又はＳｎＡｇＣｕ系の半田を用いることとしてよい。

【0033】

そして、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１では、バンク部１３の上に形成した第２Ａｕメッキ層１０の側面からリッジ部１２の上および側面にかけて半田材１９と反応しない非半田反応膜１５（非反応膜の一例）が形成される。例えば、非半田反応膜には、金属膜（例えばＴｉ、Ｍｏ等）、酸化膜（例えばＳｉＯ２）、窒化膜（例えばＳｉＮ）を用いることとしてよい。

【0034】

第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１では、サブマウント１７の半田材１９の溶融が変化して第２Ａｕメッキ層１０のサブマウント１７との接合領域からリッジ部１２側にはみ出しても非半田反応膜１５があり、半田材１９はリッジ部１２周囲の第１メッキ層９もしくはｐ側電極８と反応しないため応力変動が生じない。そのため、リッジ部１２にかかる応力の影響が低減され、偏光角特性への影響が低減される。さらに、左右のリッジ部１２に対して影響する応力のばらつきも押さえられるため、それぞれの発光部の偏光角特性が変動してしまうことも防止される。

【0035】

［１．２．製造方法］
次に、図２乃至図１３に基づいて、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１の製造方法について説明する。なお、以下に説明する製法、材料および図面に示されるサイズは例であり、これに限定されない。

【0036】

まず、図２に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（有機金属成長法）により、ｎ型クラッド層２を形成する。続いて、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型クラッド層２上に、光閉じ込め層、量子井戸層、バリア層、歪量子井戸層からなる活性層３を形成する。

【0037】

その後、活性層３上に、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型第１クラッド層４、ｐ型第２クラッド層５およびｐ型のＧａＡｓを含むコンタクト層６を順次積層する。

【0038】

次に、ｐ型コンタクト層６上に酸化シリコン膜を３００ｎｍ堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチングによりシリコン酸化膜の一部を除去し、リッジ部１２およびバンク部１３の形成領域に残ったシリコン酸化膜からなるパターンを形成し、その後フォトレジスト膜を除去する。

【0039】

次にリッジ部１２およびバンク部１３の形成領域に残ったシリコン酸化膜のパターンをマスクとして、ウェットエッチングおよびドライエッチングにてｐ型コンタクト層６およびｐ型第２クラッド層５の一部を除去してストライプ形状を形成する。

【0040】

次に、リッジ部１２およびバンク部１３の形成領域に残ったシリコン酸化膜のパターンをウェットエッチング等で除去した後、ＧａＡｓ基板１の主面上の全面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりシリコン酸化膜等のパッシベーション膜７を成膜する。その後、フォトリソグラフィ技術とドライエッチングにより、リッジ部１２の上面に形成されたパッシベーション膜７を選択的に除去し、リッジ部１２の上部のｐ型コンタクト層６の上面を露出させる。ここで、リッジ部１２の側方に形成したバンク部１３はその上面および側面はパッシベーション膜７で被覆される。

【0041】

次に、ＧａＡｓ基板１の主面上の全面に厚さ０．５μｍ程度のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極８を電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ：ＥＢ）蒸着法等を用いて成膜し、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により電極パターンを形成する。ここで、ｐ型コンタクト層６の上面とｐ側電極８は電気的に接続される。

【0042】

次に、図２に示すように、フォトリソグラフィ技術にてバンク部１３とリッジ部１２の上面を開口したフォトレジスト材のパターン２０を形成する。このフォトレジストに覆われていないパターン部分に電解メッキによって選択的にメッキ層を形成し、図３に示す第１Ａｕメッキ層９を形成した後、フォトレジスト材のパターン２０を除去する。

【0043】

次に図４に示すようにフォトリソグラフィ技術にてバンク部１３の上面を開口したフォトレジスト材のパターン２１を形成する。そして、図５に示すように、フォトレジスト材のパターン２１に覆われていない部分に電解メッキによって選択的にＡｕメッキ層（第２Ａｕメッキ層１０）を形成する。そして、第２Ａｕメッキ層１０を形成した後、フォトレジスト材のパターン２１を除去する。図６には、フォトレジスト材のパターン２１を除去した後の、ＧａＡｓ基板１の主面側の構造を示す。

【0044】

次に、図６に示す構造に非半田反応膜１５を形成する工程について説明する。非半田反応膜１５として、金属膜（例えばＴｉ、Ｍｏ等）、酸化膜（例えばＳｉＯ２）、窒化膜（例えばＳｉＮ）を用いることとしてよく、まず以下においては、非半田反応膜１５としては、例えばＴｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）等の金属膜を用いる場合のレーザチップ１０１の製造工程について説明する。

【0045】

図７に示すように、バンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面の一部およびリッジ間部１４（リッジ１２の間）の上面にフォトレジスト材のパターン２２を形成する。

【0046】

そして、図８に示すように主面側全面に蒸着法を用いて非半田反応膜１５を成膜する。

【0047】

次にリフトオフ法でフォトレジスト材のパターン２２とその上に成膜した非半田反応膜１５を除去する。これにより、図９に示す構造が完成する。

【0048】

次に、非半田反応膜１５として、例えばＳｉＯ２等の酸化膜や、ＳｉＮ等の窒化膜等の絶縁膜を用いる場合のレーザチップ１０１の製造工程について説明する。

【0049】

非半田反応膜１５に絶縁膜を用いる場合には、図６に示す構造の完成後、図１０に示すように、主面側全面にＣＶＤ法を用いて酸化膜または窒化膜からなる非半田反応膜１５を成膜する。

【0050】

次に図１１に示すように、フォトレジスト技術によりバンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面の一部および隣接するリッジ部１２の間を開口したフォトレジスト材のパターン２３を形成する。

【0051】

次に図１２に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングで非半田反応膜１５を除去する。その後フォトレジスト材を除去することで、図９に示す構造が完成する。

【0052】

次に、図９に示すＧａＡｓ基板１の裏面をＧａＡｓ基板１の厚さが１００μｍになるまで薄化加工し、ＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕを含むｎ側電極１１を蒸着して形成した後、ＧａＡｓ基板１をそれぞれのチップごとにへき開・ダイシングして分割することにより、レーザチップ１０１を形成する。その後、レーザチップ１０１は主面側を下向きにし、バンク部１３の上の第２Ａｕメッキ層１０からなるパターンを、サブマウント電極１８を介して形成された半田材１９と接合する。

【0053】

この後の工程の図示は省略するが、サブマウント１７の裏面をステム上に半田材により接合する。その後、サブマウント電極１８に連続するパターンおよびレーザチップ１０１のｎ側電極１７に通電のためのワイヤボンディングを施し、レーザ光を透過する窓ガラス部を有するキャップを用いて気密封止することで、本実施形態に係る光半導体装置が完成する。ステム、キャップ、ボンディングワイヤ等はレーザダイオード用パッケージとして一般的な部品を用いてよい。

【0054】

以上説明した第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１では、サブマウント１７の半田材１９と接合する第２Ａｕメッキ層１０の側面からリッジ部１２の上面にかけて非半田反応膜１５を形成するようにしたことで、半田材１９がリッジ部１２側にはみ出た場合でも半田材１９とリッジ部１２の周囲の電極材は反応しないため応力が生じず、レーザダイオードの偏光角特性の悪化が抑止される。

【0055】

一方で、図３４に示されるように、非半田反応膜１５を有さないレーザチップ１００をサブマウント１７に半田材１９で接合したマルチビーム半導体レーザＬの場合には、半田材１９がリッジ部１２側にはみ出した場合には、半田材１９がリッジ部の上部又はその周辺の第１Ａｕメッキ層９や第２Ａｕメッキ層１０と反応してしまうことで、リッジ部１２に応力がかかり、レーザダイオードの偏光角特性が悪化することとなる。

【0056】

また特に、発光部が複数箇所存在するマルチビーム半導体レーザでは発光部間の特性を揃える要求があるため、発光部間で偏光角特性のばらつきが生じることは問題であるが、上記の実施形態に係る発明によれば発光部間での偏光角特性のばらつきを生じにくくすることができる。

【0057】

また、以上説明した第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１の製造方法によれば、非半田反応膜１５を所望の位置に形成するための複雑な工程は不要であり、フォトリソグラフィ技術等の既存の技術を用い形成することができる。

【0058】

［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

【0059】

［２．１．構造］
図１３には、本発明の第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２の要部断面図を示す。図１３に示すように、第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２は、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と、非半田反応膜１５を形成している領域が一部異なっており、他の点は共通しているため、以下では相違点について説明する。

【0060】

第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２では、バンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の側面に非半田反応層１５を形成する点では、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と共通するものの、リッジ部１２の上部の第１Ａｕメッキ層９の上面には非半田反応層１５を形成しない点で相違している。

【0061】

図１３に示すように、例えば非半田反応層１５は、第２Ａｕメッキ層１０の上面の端から、第２Ａｕメッキ層１０の側面、さらにバンク部１３とリッジ部１２との間まで形成することとしてよい。第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２においても、半田材１９がリッジ部１２側にはみ出た場合でも半田材１９が第１メッキ層や第２メッキ層と反応することが抑止されるためリッジ部に応力変動の影響が生じず、レーザダイオードの偏光角特性が悪化することを防ぐ。

【0062】

［２．２．製造方法］
次に、図１４乃至図１７に基づいて、第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２の製造方法について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と同様の工程については省略し、相違する工程について説明する。第２実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２の製造方法は、第１の実施形態と図１０に示す構造が完成するまでの工程は共通するため、以下ではその後の工程について説明する。

【0063】

図１４に示すように、フォトレジスト技術によりバンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面の一部および隣接するリッジ部１２からリッジ部１２に渡って開口したフォトレジスト材のパターン２３を形成する。

【0064】

次に図１５に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングで非半田反応膜１５を除去する。その後フォトレジスト材のパターン２３を除去することで、図１６に示す構造が完成する。

【0065】

なお、図１６に示す構造より後の工程については、第１の実施形態と同様としてよいため説明を省略する。

【0066】

［３．第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

【0067】

図１７には、本発明の第３の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ３の要部断面図を示す。図１７に示すように、第３の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ３は、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と、非半田反応膜１５を形成している領域が一部異なっており、他の点は共通しているため、以下では相違点について説明する。

【0068】

第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１では、リッジ間部１４には非半田反応膜１５を形成していないが、第３の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ３では、リッジ間部１４にも非半田反応膜１５を形成している点で第１の実施形態と相違する。すなわち、第３の実施形態では、レーザチップ１０３とサブマウント１７の１つの接合部からもう一方の接合部に渡って、非半田反応膜１５が連続して設けられている。なお、第３の実施形態においては、非半田反応膜１５には絶縁性が必要であるため、酸化膜又は窒化膜等の絶縁体を用いることとする。

【0069】

［４．第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

【0070】

［４．１．構成］
図１８には、本発明の第４の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ４の要部断面図を示す。図１８に示すように、第４の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ３は、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と、非半田反応膜１５を形成している領域が一部異なっており、他の点は共通しているため、以下では相違点について説明する。

【0071】

図１８に示すように、第４の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ４では、第２Ａｕメッキ層１０の面上には非半田反応膜を形成せずに、第１Ａｕメッキ層９に対してのみ非半田反応膜１５を形成するようにした点で第１の実施形態と相違する。ただし、第２Ａｕメッキ層１０の側面であって第１Ａｕメッキ層９と接する付近においては、非半田反応膜１５が形成されている場合も含む。

【0072】

［４．２．製造方法］
次に、図１９乃至図２４に基づいて、第４の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ４の製造方法について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と同様の工程については省略し、相違する工程について説明する。すなわち、図６に示す構造が完成した後の工程について説明する。

【0073】

まず、図６に示す構造に非半田反応膜１５を形成する工程について説明する。以下においては、非半田反応膜１５としては、例えばＴｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）等の金属膜を用いる場合のレーザチップ１０１の製造工程について説明する。

【0074】

図１９に示すように、バンク部の外側（隣接するリッジ部１２側を内側、その反対側を外側とする）及び、リッジ間部１４（リッジ１２の間）の上面にフォトレジスト材のパターン２２を形成する。さらに、図１９に示すように主面側全面に蒸着法を用いて非半田反応膜１５を成膜する。

【0075】

次に、リフトオフ法でフォトレジスト材のパターン２２とその上に成膜した非半田反応膜１５を除去する。これにより、図２０に示す構造が完成する。

【0076】

次に、図２１に示すように、フォトレジスト技術によりバンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面の一部を開口したフォトレジスト材のパターン２３を形成する。

【0077】

次に図２２に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングで非半田反応膜１５を除去する。その後フォトレジスト材のパターン２３を除去する。

【0078】

次に図２３に示すように、フォトレジスト材のパターン２３に覆われていない部分に電解メッキによって選択的にＡｕメッキ層（第２Ａｕメッキ層１０）を形成する。そして、図２４に示すように、第２Ａｕメッキ層１０を形成した後、フォトレジスト材のパターン２３を除去する。

【0079】

なお、図２４に示す構造より後の工程については、第１の実施形態と同様としてよいため説明を省略する。

【0080】

［５．第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

【0081】

［５．１．構成］
図２５には、本発明の第５の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ５の要部断面図を示す。図２５に示すように、第５の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ５は、第２の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ２と、非半田反応膜１５を形成している領域が一部異なっており、他の点は共通しているため、以下では相違点について説明する。

【0082】

図２５に示すように、第５の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ５では、第２Ａｕメッキ層１０には非半田反応膜１５を形成しないようにした点で第２の実施形態と相違する。

【0083】

［５．２．製造方法］
次に、図２６乃至図３０に基づいて、第５の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ５の製造方法について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態に係るマルチビーム半導体レーザＬ１と同様の工程については省略し、相違する工程について説明する。すなわち、図６に示す構造が完成した後の工程について説明する。

【0084】

まず、図６に示す構造に非半田反応膜１５を形成する工程について説明する。以下においては、非半田反応膜１５としては、例えばＴｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）等の金属膜を用いる場合のレーザチップ１０１の製造工程について説明する。

【0085】

図１９に示すように、バンク部の外側（隣接するリッジ部１２側を内側、その反対側を外側とする）及び、リッジ間部１４（リッジ１２の間）の上面にフォトレジスト材のパターン２２を形成する。さらに、図１９に示すように主面側全面に蒸着法を用いて非半田反応膜１５を成膜する。

【0086】

次に、リフトオフ法でフォトレジスト材のパターン２２とその上に成膜した非半田反応膜１５を除去する。これにより、図２０に示す構造が完成する。

【0087】

次に、図２１に示すように、フォトレジスト技術によりバンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面の一部を開口したフォトレジスト材のパターン２３を形成する。

【0088】

次に図２２に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングで非半田反応膜１５を除去する。その後フォトレジスト材のパターン２３を除去する。

【0089】

次に図２３に示すように、フォトレジスト材のパターン２３に覆われていない部分に電解メッキによって選択的にＡｕメッキ層（第２Ａｕメッキ層１０）を形成する。そして、図２４に示すように、第２Ａｕメッキ層１０を形成した後、フォトレジスト材のパターン２３を除去する。

【0090】

なお、図２４に示す構造より後の工程については、第１の実施形態と同様としてよいため説明を省略する。

【0091】

まず図３に示す第１Ａｕメッキ層９を形成した後、フォトレジスト材のパターン２０を除去する。そして、図２６に示すように、主面側全面にＣＶＤ法を用いて酸化膜または窒化膜からなる非半田反応膜１５を成膜する。

【0092】

次に図２７に示すように、フォトレジスト技術によりバンク部１３上の第２Ａｕメッキ層１０の上面を開口したフォトレジスト材のパターン２３を形成する。

【0093】

次に図２８に示すように、ウェットエッチングまたはドライエッチングで非半田反応膜１５を除去する。

【0094】

次に図２９に示すように、フォトレジスト材のパターン２３に覆われていない部分に電解メッキによって選択的にＡｕメッキ層（第２Ａｕメッキ層１０）を形成する。そして、図３０に示すように、第２Ａｕメッキ層１０を形成した後、フォトレジスト材のパターン２３を除去する。

【0095】

なお、図３０に示す構造より後の工程については、第１の実施形態と同様としてよいため説明を省略する。

【0096】

［６．変形例］
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、以下に示すように第１Ａｕメッキ層９と第２Ａｕメッキ層１０とが積層される順番を変更してもよい。すなわち、第２Ａｕメッキ層１０の上に第１Ａｕメッキ層９が形成されてもよい。図３１〜図３３には、第１〜第３の実施形態について、第１Ａｕメッキ層９と第２Ａｕメッキ層１０の積層順を変更した場合の構成例を示す。

【0097】

図３１に示されるマルチビーム半導体レーザＬ１ａは、レーザチップ１０１ａに関し、第２Ａｕメッキ層１０の上に第１Ａｕメッキ層９が形成されている点で第１の実施形態のレーザチップ１０１と相違する。そして、図３１に示されるように、マルチビーム半導体レーザＬ１ａでは、第１Ａｕメッキ層９がサブマウント電極１８と半田材１９により接合されている。そして、マルチビーム半導体レーザＬ１ａでは、第１Ａｕメッキ層９の上面において、半田材１９との接合部からリッジ部間１４に渡って非半田反応膜１５が設けられている。

【0098】

図３２に示されるマルチビーム半導体レーザＬ２ａは、レーザチップ１０２ａに関し、第２Ａｕメッキ層１０の上に第１Ａｕメッキ層９が形成されている点で第２の実施形態のレーザチップ１０２と相違する。そして、図３２に示されるように、マルチビーム半導体レーザＬ２ａでは、第１Ａｕメッキ層９がサブマウント電極１８と半田材１９により接合されている。そして、マルチビーム半導体レーザＬ２ａでは、第１Ａｕメッキ層９の上面において、半田材１９との接合部からリッジ部１２とバンク部１３との間までに渡って非半田反応膜１５が設けられている。

【0099】

図３３に示されるマルチビーム半導体レーザＬ３ａは、レーザチップ１０３ａに関し、第２Ａｕメッキ層１０の上に第１Ａｕメッキ層９が形成されている点で第３の実施形態のレーザチップ１０１と相違する。そして、図３３に示されるように、マルチビーム半導体レーザＬ３ａでは、第１Ａｕメッキ層９がサブマウント電極１８と半田材１９により接合されている。そして、マルチビーム半導体レーザＬ３ａでは、一方の第１Ａｕメッキ層９の半田材１９との接合部から、他方の第１Ａｕメッキ層９と半田材１９との接合部に渡って非半田反応膜１５が設けられている。

【0100】

なお、上記の実施形態では発光部を２つ有するマルチビーム半導体レーザについて説明したが、発光部の数は３以上であってもよい。また、本発明は、発光部が１つであるシングルビーム半導体レーザに対しても同様に適用することができるのはもちろんである。

【0101】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0102】

１ ＧａＡｓ基板、２ ｎ型クラッド層、３ 活性層、４ ｐ型第１クラッド層、５ ｐ型第２クラッド層、６ ｐ型コンタクト層、７ パッシベーション膜、８ ｐ側電極、９ 第１Ａｕメッキ層９、１０ 第２Ａｕメッキ層、１１ ｎ側電極、１２ リッジ部、１３ バンク部、１４ リッジ間部、１５ 非半田反応膜、１００〜１０５，１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ レーザチップ、１７ サブマウント、１８ サブマウント電極、１９ 半田材、２０〜２３ パターン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】