特許 6500342 半導体レーザ装置の製造方法並びにサブマウントの製造方法

(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】6500342

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】半導体レーザ装置の製造方法並びにサブマウントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20190408BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-90633(P2014-90633)

(22)【出願日】2014年4月24日

(65)【公開番号】特開2014-225660(P2014-225660A)

(43)【公開日】2014年12月4日

【審査請求日】2016年10月21日

(31)【優先権主張番号】特願2013-94807(P2013-94807)

(32)【優先日】2013年4月27日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119301

【弁理士】

【氏名又は名称】蟹田 昌之

(72)【発明者】

【氏名】坂田 広基

(72)【発明者】

【氏名】湯藤 祐且

(72)【発明者】

【氏名】岡久 英一郎

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼鶴 一真

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０１９４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１９５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７７４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３２４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００１８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単結晶ＳｉＣの一方の面に絶縁性材料を含んだ流体物を塗布し、この塗布した流体物を前記単結晶ＳｉＣの他方の面からマイクロパイプ内に吸引した後、この吸引した流体物をマイクロパイプ内で硬化させ絶縁性部材とすることを特徴とするサブマウントの製造方法。

【請求項2】

前記硬化によって前記流体物の一部が揮発し前記マイクロパイプ内に空隙が設けられることを特徴とする請求項１に記載のサブマウントの製造方法。

【請求項3】

前記単結晶ＳｉＣの一方の面及び／又は他方の面に形成された絶縁性部材の全部又は一部を除去し、前記単結晶ＳｉＣの一方の面及び／又は他方の面に前記絶縁性部材が形成されていない領域を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のサブマウントの製造方法。

【請求項4】

前記絶縁性部材を除去する速度が前記単結晶ＳｉＣを除去する速度よりも速い溶液及び／又は砥粒を用いて前記絶縁性部材を除去することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサブマウントの製造方法。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたサブマウントを用いて半導体レーザ装置を製造する半導体レーザ装置の製造方法であって、
前記単結晶ＳｉＣの一方の面又は他方の面のうち一方を導電性の基部に固定すると共に、前記単結晶ＳｉＣの一方の面又は他方の面のうち他方に半導体レーザ素子を設けることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。

【請求項6】

前記単結晶ＳｉＣの一方の面と他方の面とに前記絶縁性部材が形成されている場合に、前記単結晶ＳｉＣの一方の面と他方の面とのうち前記絶縁性部材の量が多い方の面を基部に固定すると共に前記絶縁性部材の量が少ない方の面に半導体レーザ素子を設けることを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単結晶ＳｉＣをサブマウントとして用いる半導体レーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体レーザ装置のサブマウント（特許文献１）には、熱引きのよい部材を用いることが好ましい。熱引きがよい部材としては、単結晶ＳｉＣなどが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１３５６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、単結晶ＳｉＣのウエハから切り出された複数のサブマウント用の個片の中には、マイクロパイプと呼ばれる中空パイプ状の欠陥を有するものが混ざっているところ、このマイクロパイプ内に半田材料などの導電性部材が入り込むと、単結晶ＳｉＣの絶縁性は破壊されこれを用いた半導体レーザ装置は不良品となる。したがって、単結晶ＳｉＣをサブマウントとして用いる従来の半導体レーザ装置は、その歩留まりが必ずしもよいものではなかった。

【0005】

そこで、本発明は、マイクロパイプに起因した絶縁性の低下を抑制することにより歩留まりが改善された単結晶ＳｉＣをサブマウントとして用いる半導体レーザ装置及びその製造方法並びにサブマウントの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記の課題を次の手段により解決する。すなわち、本発明は、第１面、第２面、及び前記第１面と前記第２面とに開口を有するマイクロパイプを備えた絶縁性の単結晶ＳｉＣと、前記単結晶ＳｉＣの第１面側に設けられた導電性の基部と、前記単結晶ＳｉＣの第２面側に設けられた半導体レーザ素子と、前記マイクロパイプ内に形成された絶縁性部材と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係るサブマウントの製造方法の一例を示す模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態を説明する。

【0009】

［半導体レーザ装置］
図１は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す模式図である。図１中、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ-Ａ断面（半導体レーザ素子３０の短手方向において、半導体レーザ素子３０から基部２０まで切断した図）である。

【0010】

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１は、第１面１１、第２面１２、及び第１面１１と第２面１２とに開口を有するマイクロパイプ１５を備えた絶縁性の単結晶ＳｉＣ１０と、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１側に設けられた導電性の基部２０と、単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２側に設けられた半導体レーザ素子３０と、マイクロパイプ１５内に形成された絶縁性部材４０ａと、を備えた半導体レーザ装置である。

【0011】

以下、順に説明する。

【0012】

（単結晶ＳｉＣ）
単結晶ＳｉＣ１０は、サブマウントとして用いられる。サブマウントは、基部２０と半導体レーザ素子３０との間に設けられる部材である。単結晶ＳｉＣ１０は、上記したとおり熱引きがよいため、発熱量が大きい高出力の半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置のサブマウントとして特に好ましく用いることができる。

【0013】

単結晶ＳｉＣ１０としては、一方の面に導電性の部品（例えば基部）を設け、他方の面にも導電性の部品（例えば半導体レーザ素子）を設けた場合に、これらの部品がリークしない程度の抵抗を有した絶縁性のものを用いる。比抵抗が１×１０^７Ω・ｃｍ以上のものを用いてもよい。

【0014】

単結晶ＳｉＣ１０の形状は特に限定されない。単結晶ＳｉＣ１０の形状の一例としては、直方体や三角柱などを挙げることができる。

【0015】

単結晶ＳｉＣ１０の厚みは、特に限定されない。ただし、単結晶ＳｉＣ１０の厚みは、半導体レーザ素子３０や基部２０と接合すると熱膨張係数差により単結晶ＳｉＣ１０に負荷がかかることから、また、製造時のハンドリングの容易性の観点から、例えば１００μｍ以上とすることができる。また、単結晶ＳｉＣ１０の厚みを半導体レーザ素子３０の厚みよりも厚くすることで、半導体レーザ素子３０の熱を効率的に放熱することができる。

【0016】

なお、厚みが４００μｍ以下の単結晶ＳｉＣ１０は、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１と第２面１２との距離が短いため、マイクロパイプ１５内に導電性部材が入り込むと、絶縁性が破壊され易い。したがって、厚みが４００μｍ以下の単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いた従来の半導体レーザ装置はその歩留まりが必ずしもよいものではなかった。しかしながら、本発明の実施形態によれば、マイクロパイプ１５内に形成された絶縁性部材４０ａによって単結晶ＳｉＣ１０の絶縁性が向上するため、厚みが４００μｍ以下の単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いた半導体レーザ装置について、その歩留まりを改善することができる。

【0017】

（マイクロパイプ）
マイクロパイプ１５は、主として、単結晶ＳｉＣ１０の結晶成長方向（結晶のＣ面に対して垂直な方向）に伸びる中空パイプ状の欠陥である。なお、全てのマイクロパイプが一定の方向で伸びるとは限らず、Ｃ面に対して斜めに伸びるマイクロパイプもある。

【0018】

マイクロパイプ１５には、単結晶ＳｉＣ１０を貫通するものと貫通しないものとがあるが、貫通しないものも貫通するものと同様に、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１及び第２面１２の少なくとも一方に開口を有する。ただし、単結晶ＳｉＣ１０を貫通するマイクロパイプ１５は、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１と第２面１２との双方に開口を有する。なお、絶縁性部材４０ａは、単結晶ＳｉＣ１０を貫通するマイクロパイプ１５内に形成されるが、単結晶ＳｉＣ１０を貫通していないマイクロパイプ１５内には形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。

【0019】

マイクロパイプ１５の口径は、例えば０．１μｍ〜１００μｍ程度であり、本発明の実施形態は、これら様々な口径を有するマイクロパイプ１５に適用することができる。ただし、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１及び第２面１２の少なくとも一方には半田などの導電性部材（接合部材５０ａ、５０ｂ）が設けられ、このような部材は毛細管現象によってマイクロパイプ１５内に入り込むと考えられる。このため、本発明の実施形態は、毛細管現象の影響が大きくなる小口径のマイクロパイプ１５に特に好ましく適用することができる。具体的には、口径が０．１μｍ〜３０μｍ程度であるマイクロパイプ１５に特に好ましく適用することができる。

【0020】

本発明の実施形態によれば、単結晶ＳｉＣのウエハから切り出された複数のサブマウント用の個片の中に、マイクロパイプと呼ばれる中空パイプ状の欠陥を有するものが多数混ざっていても（例えば、５０％程度の割合で混ざっていても）、マイクロパイプ１５内に形成された絶縁性部材４０ａによって単結晶ＳｉＣ１０の絶縁性が向上するため、単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いた半導体レーザ装置について、その歩留まりを改善することができる。

【0021】

（基部）
基部２０は、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１側に設けられる。基部２０には、半導体レーザ素子３０で生じた熱を効率的に逃がすことができるよう、銅や鉄、及びそれらを用いた合金などの導電性部材を用いることができる。

【0022】

基部２０を単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１側に設けるに当たっては、例えば、基部２０と第１面１１とを接合する接合部材５０ａを用いることができる。接合部材５０ａには、半導体レーザ素子３０で生じた熱を効率的に逃がすことができるよう、半田材料やＡｇペーストなどの導電性部材を用いる。

【0023】

（半導体レーザ素子）
半導体レーザ素子３０は、単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２側に設けられる。

【0024】

半導体レーザ素子３０を単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２側に設けるに当たっては、例えば、単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２にチタン、ニッケル、パラジウム、白金、金、及び／又は銅などの金属層６０を設け、この金属層６０に半導体レーザ素子３０を実装する。半導体レーザ素子３０の実装は、接合部材（例：ＡｕＳｎ等の半田材料、銀ペースト等の導電性接着材、金バンプ等の金属バンプ）を用いた接合などにより行うことができるが、図１（ｂ）では、一例として、接合部材５０ｂを用いて実装する形態を示している。なお、接合部材として半田等の流動性が高い部材を用いた場合には、第２面１２からも導電性材料がマイクロパイプ１５内に入り込み易くなると考えられるため、特にこのような場合にマイプロパイプ１５内の一端から他端に亘って絶縁性部材４０ａを設けることが好ましい。

【0025】

半導体レーザ素子３０には、ＧａＮ系やＧａＡｓ系などの各種の半導体レーザ素子を用いることができる。ただし、ＧａＮは単結晶ＳｉＣ１０との熱膨張係数差が小さいため、またＧａＮ系半導体レーザはＧａＡｓ系半導体レーザよりも駆動電圧が高く発熱し易いため、熱引きがよい単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いる本発明の実施形態は、ＧａＮ系半導体レーザ素子を用いる半導体レーザ装置に適している。なお、優れた放熱性を確保するためには、絶縁性部材４０ａが形成されていない領域に半導体レーザ素子３０が接合されていることが好ましい。

【0026】

半導体レーザ素子３０には、低出力（例：０．５Ｗ以下）のもののほか、高出力（例：１Ｗ以上、特に３．５Ｗ以上など）のものを用いることができる。高出力の半導体レーザ素子は、低出力の半導体レーザ素子よりも発熱量が多いため、熱引きがよい単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いる本発明の実施形態は、高出力の半導体レーザ素子を用いる半導体レーザ装置に適している。

【0027】

（絶縁性部材）
絶縁性部材４０ａは、マイクロパイプ１５内に形成される。これにより、接合部材５０ａ、５０ｂなどの導電性部材が単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１側や第２面１２側からマイクロパイプ１５内に入り込みにくくなるため、単結晶ＳｉＣ１０の絶縁性が向上する。

【0028】

なお、単結晶ＳｉＣ１０は、第１面１１側の導電性部材と第２面１２側の導電性部材とが接近するほど絶縁破壊され易く、第１面１１側の導電性部材と第２面１２側の導電性部材とが繋がった場合だけではなく、第１面１１側の導電性部材と第２面１２側の導電性部材とが離間している場合であっても近接していれば絶縁破壊され得る。したがって、マイクロパイプ１５内は、接合部材５０ａ、５０ｂなどの導電性部材が入り込む余地がなくなるように、絶縁性部材４０ａで空隙なく埋められていることが好ましい。

【0029】

しかしながら、たとえ空隙が存在していても、絶縁性部材４０ａが存在していれば、第１面１１側の導電性部材や第２面１２側の導電性部材がマイクロパイプ１５内に深く入り込むことが防止されるため、第１面１１側の導電性部材と第２面１２側の導電性部材とは、絶縁性部材４０ａがない場合よりも離間することになる。

【0030】

したがって、マイクロパイプ１５内が絶縁性部材４０ａによって完全に埋められておらず、空隙がある場合であっても（例えばマイクロパイプ１５の容積の８、９割程度の空隙がある場合であっても）、単結晶ＳｉＣ１０の絶縁性は向上する。空隙がある場合は、絶縁性部材４０ａがマイクロパイプ１５の第１面側１１から第２面１２側にかけて、空隙を有して設けられている（マイクロパイプ１５の一端から他端に亘って分布している）ことが好ましい。これによって、導電性部材がマイクロパイプ１５内に深く入り込むことを防止することができる。

【0031】

なお、例えば厚みが約２００μｍの単結晶ＳｉＣの両面にそれぞれ導電性部材を設けて絶縁破壊試験を行い、絶縁破壊する電圧と、一方の導電性部材と他方の導電性部材の距離とを測定したところ、両者の間には相関がみられ、導電性部材間の距離が小さくなるほど絶縁破壊電圧が低下する傾向にあることが確認できた。この傾向は、複数の試料における絶縁破壊電圧と導電性部材間の距離との関係を、横軸が絶縁破壊電圧であり縦軸が導電性部材間の距離であるグラフにプロットすることで確認した。具体的には、絶縁破壊電圧が５００Ｖ、７００Ｖ、８００Ｖ、９００Ｖ、１０００Ｖである場合における導電性部材間の距離を上記のグラフにプロットし、各絶縁破壊電圧における導電性部材間の距離の中央値を用いて一次近似直線を引いた。

【0032】

このグラフからすると、導電性部材間の距離が１５μｍ以上であれば絶縁破壊電圧を２５０Ｖ以上にできると考えられるが、絶縁破壊電圧は２５０Ｖ以上であることが好ましいため、より優れた絶縁性を得るためには、導電性部材間の距離が１５μｍ以上となる絶縁性部材４０ａを設けることが好ましい。さらには、上記のグラフからすると、導電性部材間の距離３０μｍ以上であれば５００Ｖまでは絶縁破壊しないと見込まれるが、より好ましい形態においては、５００Ｖの絶縁破壊電圧は確保して単結晶ＳｉＣ１０の耐電圧を向上させたいため、導電性部材間の距離は、５００Ｖの絶縁破壊電圧を確保できると見込まれる３０μｍ以上とすることが好ましい。

【0033】

なお、絶縁破壊電圧とは、電圧を段階的に増加させたときに急激に電流が流れだす電圧である。また、導電性部材間の距離とは、一方の面側の導電性部材と他方の面側の導電性部材の最短距離である。一方の面側の導電性部材と他方の面側の導電性部材の少なくともいずれか一方の一部がマイクロパイプ内に入り込むことで導電性部材間の最短距離が小さくなるので、導電性部材間の最短距離は、主にマイクロパイプ内の導電性部材間の距離を測定することにより求められる。導電性部材間の距離は、例えば、単結晶ＳｉＣの側方から撮影したＸ線写真によって測定することができる。

【0034】

単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１及び／又は第２面１２は、絶縁性部材４０ａの熱引きが単結晶ＳｉＣ１０よりも悪い場合、絶縁性部材４０ａが形成されていない領域を有することが好ましく、その全領域が絶縁性部材４０ａが形成されていない領域であることがより好ましい。このようにすれば、半導体レーザ装置１の放熱性を良くすることができる。

【0035】

なお、単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１と第２面１２とのうち、第２面１２側は、半導体レーザ素子３０が設けられる側の面であるため、基部２０が設けられる側の面である第１面１１側よりも熱が滞留しやすい。したがって、単結晶ＳｉＣ１０の一方側の面と他方側の面とで絶縁性部材４０ａの量に差がある場合は、絶縁性部材４０ａの量が多い方の面を基部２０が設けられる側の面である第１面１１とし、少ない方の面を半導体レーザ素子３０が設けられる側の面である第２面１２とすることが好ましい。

【0036】

絶縁性部材４０ａには、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）や酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの絶縁性材料からなる部材を用いる。また、シリコン樹脂やエポキシ樹脂などの絶縁性材料を用いてもよい。樹脂を用いる場合には、単結晶ＳｉＣ１０を基部２０や半導体レーザ素子３０と接合する際に樹脂が熱で溶融してしまわないように、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。また、高出力の半導体レーザ素子３０ほど、有機物を用いた場合にレーザ光による集塵が生じ易いため、集塵が生じないようにＳｉＯ_２などの無機物を用いることが好ましい。

【0037】

以上のとおり、本発明の実施形態によれば、単結晶ＳｉＣ１０のマイクロパイプ１５内に絶縁性部材４０ａが形成されるため、第１面１１側の導電性部材や第２面１２側の導電性部材がマイクロパイプ１５内に入り込まず、たとえ入り込んだとしても、絶縁性部材４０ａがない場合より両者は離間される。したがって、本発明の実施形態によれば、マイクロパイプ１５に起因した絶縁性の低下を抑制して、単結晶ＳｉＣ１０をサブマウントとして用いる半導体レーザ装置の歩留まりを改善することができる。

【0038】

［製造方法］

【0039】

図２（ａ）〜図２（ｅ）は、本発明の実施形態に係るサブマウントの製造方法の一例を示す模式図である。以下、図２（ａ）〜図２（ｅ）を参照しつつ、説明する。

【0040】

（第１工程）
まず、図２（ａ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３をジグ１００がある側とは異なる方向に向けつつ、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４とジグ１００とを向かい合わせ、絶縁性の単結晶ＳｉＣ１０をジグ１００の上に置く。ジグ１００は、単結晶ＳｉＣ１０を載置する台である吸着テーブルなどである。

【0041】

ジグ１００には、単結晶ＳｉＣ１０を吸着しやすいように、空洞Ｘが設けられている。例えば図２（ａ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の外縁がジグ１００と接するようにジグ１００に凹みを形成して空洞Ｘを設けて吸引すると、空洞Ｘ内の圧力が低下するため、単結晶ＳｉＣ１０を安定して固定することができる。

【0042】

なお、空洞Ｘの開口面積は、例えば、単結晶ＳｉＣ１０の９８％程度（他方の面１４の面積でみた割合）とすることができる。この場合は、例えば単結晶ＳｉＣ１０の９７％程度（他方の面１４の面積でみた割合）をサブマウントとして用いることができる。このようにすれば、単結晶ＳｉＣ１０の１％程度（他方の面１４の面積でみた割合）は使用されずに除かれるため（９７％＝９８％−１％：いずれも他方の面１４の面積でみた割合）、吸着が十分なされた部分のみをサブマウントとして使用することができる。

【0043】

（第２工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３に絶縁性材料を含んだ流体物４０ｂを塗布する。流体物４０ｂには、例えば、溶媒（例：有機溶剤）に絶縁性材料が溶解されたもの（例：スピンオンガラス）を用いる。

【0044】

（第３工程）
次に、図２（ｃ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４をジグ１００に吸着する。これにより、塗布した流体物４０ｂが、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４からマイクロパイプ１５内に吸引される。このとき、流体物４０ｂが他方の面１４に到達するまで吸引することが好ましい。

【0045】

（第４工程）
次に、図２（ｄ）に示すように、吸引した流体物４０ｂをマイクロパイプ１５内で硬化させ絶縁性部材４０ａとする。例えば流体物４０ｂにスピンオンガラスを用いる場合には、流体物４０ｂを乾燥させて溶媒（流体物４０ｂの一部）を揮発させ、乾燥温度より高い温度において焼成する。これによって、焼成中に金属有機化合物の熱分解が始まり、金属酸化物（ＳｉＯ_２）が形成される。この場合は、ＳｉＯ_２が絶縁性部材４０ａとしてマイクロパイプ１５内に形成される。

【0046】

なお、上記のように流体物４０ｂの一部を揮発させると、絶縁性部材４０ａの体積が流体物４０ｂのときよりも減少する。したがって、マイクロパイプ１５内は、絶縁性部材４０ａで空隙なく埋められた状態ではなく、例えばマイクロパイプ１５の容積の８、９割程度の空隙が存在する状態となる。しかしながら、上記のとおり、このような状態であっても、単結晶ＳｉＣ１０の絶縁性は向上する。

【0047】

（第５工程）
次に、図２（ｅ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３及び／又は他方の面１４に形成された絶縁性部材４０ａ（すなわち、マイクロパイプ１５内に吸引されず外部に取り残された絶縁性部材４０ａ）を除去する。これにより、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３及び／又は他方の面１４に絶縁性部材４０ａが形成されていない領域が設けられる。一般に、絶縁性部材４０ａの熱引きは単結晶ＳｉＣ１０よりも悪いため、このように絶縁性部材４０ａが形成されていない領域が設けられると、半導体レーザ装置１の放熱性は良くなる。

【0048】

なお、絶縁性部材４０ａの一部を除去する場合は、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３及び／又は他方の面１４に絶縁性部材４０ａが形成されることになるが、この場合は、絶縁性部材４０ａの厚みを１μｍ以下とすることが好ましい。上記のとおり、一般に、絶縁性部材４０ａの熱引きは単結晶ＳｉＣ１０よりも悪いため、このようにすれば、半導体レーザ装置１の放熱性が良くなる。

【0049】

絶縁性部材４０ａを除去する際には、単結晶ＳｉＣ１０よりも絶縁性部材４０ａの方が除去されやすい（除去される速度が速い）方法で除去することが好ましい。このようにすれば、絶縁性部材４０ａの除去が促進される一方で、単結晶ＳｉＣ１０の除去が抑制されるため、可能な限り、単結晶ＳｉＣ１０を除去することなく、絶縁性部材４０ａのみを除去することができる。

【0050】

このような方法の一例としては、単結晶ＳｉＣ１０よりも絶縁性部材４０ａの方が除去されやすい（エッチングレートが大きい）溶液を用いてウェットエッチングを行う方法を挙げることができる。このような溶液としては、例えば絶縁性部材４０ａがＳｉＯ_２である場合には、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、具体的にはＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液やＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）などを用いることが好ましい。

【0051】

また、上記の方法の一例としては、単結晶ＳｉＣ１０よりも絶縁性部材４０ａの方が除去されやすい（除去速度が速い）砥粒を用いて機械研磨する方法を挙げることもできる。このような砥粒としては、例えばシリカ（ＳｉＯ_２）を用いることが好ましい。機械研磨によれば、マイクロパイプ１５内に形成された絶縁性部材４０ａを除去することなく、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３及び／又は他方の面１４に形成された絶縁性部材４０ａのみを除去することができる。

【0052】

さらに、上記の方法の一例としては、上記溶液と上記砥粒とを併用するＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を挙げることができる。ＣＭＰによれば、より平坦な表面を得ることができるため、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３や他方の面１４に基部２０や半導体レーザ素子３０などを安定して固定し易くなる。また、ＣＭＰによれば、機械研磨と比較して、単結晶ＳｉＣ１０の除去量を少なくできるので単結晶ＳｉＣ１０の膜厚変化を少なくでき、また、研磨によるダメージを少なくできるので接合部材５０ａ、５０ｂとの密着性が良いものとできる。

【0053】

以上説明した本発明の実施形態に係るサブマウントの製造方法によれば、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３に絶縁性部材４０ａとなる流体物４０ｂを塗布した後に単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４をジグ１００に吸着するため、ＣＶＤや熱酸化で絶縁性部材４０ａをマイクロパイプ１５内に形成する方法よりも、短い時間（数分程度）で精度良くマイクロパイプ１５内に絶縁性部材４０ａを形成することができる。したがって、本発明の実施形態に係るサブマウントの製造方法は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１の量産に適している。また、吸着によって流体物４０ｂをマイクロパイプ１５に引き込むため、主面に対して傾斜した方向に伸びるマイクロパイプ１５や単結晶ＳｉＣ１０内で屈曲したマイクロパイプ１５についても、その内部に絶縁性部材４０ａを形成することができる。

【0054】

なお、上記の工程で用いる単結晶ＳｉＣ１０は、サブマウント用としてウエハから切り出された後の状態にあるものでもよいが、切り出す前のウエハの状態にあるものの方が好ましい。ウエハの方が量産に適しているからである。

【0055】

また、単結晶ＳｉＣ１０のジグ１００と接する部分（第１工程の説明で言及した２％の部分）はジグ１００に吸着されず、この部分のマイクロパイプ１５内には絶縁性部材４０ａが形成されないため、この点からもウエハの方が上記の工程で用いる単結晶ＳｉＣ１０に適している。

【0056】

つまり、上記の工程をウエハの状態にある単結晶ＳｉＣ１０で行えば、サブマウント用の個片を切り出す際にジグ１００と接していた外縁の部分（第１工程の説明で言及した２％の部分）を除いて切り出すことができるため、絶縁性部材４０ａが形成された領域だけをサブマウントとして使用することができる。個片化する工程は、流体物４０ｂを硬化する上記第４工程以降に行うことが好ましい。さらには、上記第５工程は個片化した状態よりもウエハの状態である方が効率的に行うことができるため、個片化工程は第５工程の後がより好ましい。

【0057】

なお、上記のとおり、本発明の実施形態では、ジグ１００と接していた外縁の部分（第１工程の説明で言及した２％の部分）にさらに１％のマージンを加えた領域を除いて切り出すことにより、吸引が十分なされた部分のみをサブマウントとして使用することにしている。

【0058】

図３（ａ）、（ｂ）は、以上のような工程によって形成されたサブマウントを用いた本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を示す模式図である。

【0059】

上記の工程の後、例えば、ジグ１００に吸着した単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４を単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２としてこの面の側に半導体レーザ素子３０を設け、流体物４０ｂを塗布した単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３を単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１としてこの面の側に基部２０を設けることができる。

【0060】

これは、例えば、図３（ａ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４（第２面１２）に金属層６０を設けると共に、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４（第２面１２）と一方の面１３（第１面１１）とに導電性の接合部材５０ａ、５０ｂを固体の状態で設け、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３（第１面１１）を加熱した基部２０上に置き、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４（第２面１２）に半導体レーザ素子３０を置くことにより行う。

【0061】

このようにすれば、図３（ｂ）に示すように、固体の状態にあった接合部材５０ａ、５０ｂが基部２０の熱によって溶け単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３（第１面１１）側が基部２０に接合されると共に、この接合と同時にあるいはこの接合に前後して、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４（第２面１２）側に半導体レーザ素子３０が接合される。

【0062】

したがって、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３（第１面１１）側が導電性の基部２０に固定されると共に、単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４（第２面１２）側に半導体レーザ素子３０が設けられる。

【0063】

なお、上記の説明とは異なり、ジグ１００に吸着した単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４を単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１としてこの面の側に基部２０を設け、流体物４０ｂを塗布した単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３を単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２としてこの面の側に半導体レーザ素子３０を設けることも可能である。

【0064】

しかしながら、図２（ｄ）に示すように、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３は、流体物４０ｂが塗布される面であるため、絶縁性部材４０ａを適切に除去しない限り、絶縁性部材４０ａの量が単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４よりも多くなり易い。

【0065】

したがって、上記の説明のとおり、ジグ１００に吸着した単結晶ＳｉＣ１０の他方の面１４は単結晶ＳｉＣ１０の第２面１２とし、流体物４０ｂを塗布した単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３は単結晶ＳｉＣ１０の第１面１１とすることが好ましい。

【0066】

これにより、単結晶ＳｉＣ１０の一方の面１３と他方の面１４とのうち絶縁性部材４０ａの量が多い方の面に基部２０が設けられると共に絶縁性部材４０ａの量が少ない方の面（絶縁性部材４０ａがまったく形成されていない面を含む。）に半導体レーザ素子３０が設けられる。

【0067】

なお、本実施形態では単結晶ＳｉＣ１０を半導体レーザ装置１のサブマウントとして用いたが、例えばＬＥＤ装置など、半導体レーザ装置以外の装置に用いることもできる。ただし、半導体レーザ素子は、ＬＥＤ素子と異なり、素子全体の面積に占める発光領域の面積が極端に小さいため、発光領域に熱が集中し易く、より高い放熱性が求められる傾向がある。このため、熱伝導率に優れた材料である単結晶ＳｉＣは、半導体レーザ素子を載置するサブマウント（ヒートシンク）として特に適していると考えられる。

【0068】

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

【符号の説明】

【0069】

１ 半導体レーザ装置
１０ 単結晶ＳｉＣ（サブマウント）
１１ 第１面
１２ 第２面
１３ 一方の面
１４ 他方の面
１５ マイクロパイプ
２０ 基部
３０ 半導体レーザ素子
４０ａ 絶縁性部材
４０ｂ 流体物
５０ａ 接合部材
５０ｂ 接合部材
６０ 金属層
１００ ジグ

【図1】

【図2】

【図3】