半導體激光元件及其制造方法

專利名稱：半導體激光元件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體激光元件及其制造方法，特別是涉及一種將半導體激光元件與支承基板接合的半導體激光元件及其制造方法。
背景技術：
目前，氮化物系半導體具有大的帶隙及高的熱穩定性，且通過調節使半導體層進 行結晶成長時的組成，可控制帶隙寬度。因此，希望氮化物系半導體可以應用于以激光發光 元件、高溫的元件為代表的各種半導體裝置的材料。特別是作為與大容量光盤相對應的拾 波用光源，正在推進使用了氮化物系半導體的激光發光元件的實用化。另外，在將氮化物系半導體用作激光發光元件的情況下，在通過解理形成諧振器 面時，對于藍寶石基板等因硬而難以解理的成長用基板，采用在通過對成長用基板的背面 進行研磨而使基板的厚度變小的基礎上進行解理的方法。但是，除需要對成長用基板進行 研磨的工序之外，還因研磨時的熱膨脹作用及研磨后的半導體內部的殘留應力等，而不能 使激光發光元件的批量生產率良好。因此，近年來，有提案提出了通過將形成于成長用基板側的氮化物系半導體層重 新粘貼于由比成長用基板的材質軟的材質構成的支承基板側的激光發光元件。這樣的激光 發光元件例如公示于特開2007-103460號公報。在上述特開2007-103460號公報上，所公示的半導體激光元件及其制造方法通過 將形成于作為成長用基板的藍寶石基板上的半導體激光元件層與藍寶石基板剝離，且將其 重新粘貼于由Cu-W構成的支承基板側而形成。在該日本特開2007-103460號公報所記載 的半導體元件中，半導體激光元件層以下述方式形成，在具有規定寬度的η型包層上層疊 有具有比η型包層的寬度小的寬度的活性層及ρ型包層等，且在ρ型包層的上部區域具有 脊。而且，ρ型包層的上面側介由熱粘接層與支承基板側接合。在此，在成長用基板具有沿規定的方向延伸的條帶狀缺陷集中區域的情況下，在 存在缺陷集中區域的區域和不存在缺陷集中區域的區域，半導體層的結晶成長的狀態各不 相同。即，半導體層在不存在缺陷集中區域的區域進行正常的結晶成長，相反，在存在缺陷 集中區域的區域附近卻發生異常成長。因此，由于在缺陷集中區域附近成長的半導體層的 厚度變得比在不存在缺陷集中區域的區域附近成長的半導體層的厚度大，因而使結晶成長 后的半導體層失去平坦性。另外，通常，在具有缺陷集中區域的基板上形成有半導體激光元 件層的情況下，光波導路以在缺陷集中區域少的區域上延伸的方式形成。因此，為了在光波 導路以外的區域(例如，激光元件的寬度方向的側端部區域等)配置基板的缺陷集中區域， 而在光波導路以外的區域使半導體層成長得更厚。在該狀態下，在以規定的壓力下粘貼半 導體層側和支承基板側的情況下，由于在缺陷集中區域附近成長的厚度大的部分抵接于基 板表面，因此在半導體層產生翹曲變形及內部應力等。其結果是，在含有光波導路的半導體 層內部產生裂縫而成為元件不良的原因。因此，在重新粘貼型半導體激光元件中，要求在元 件重新粘貼時的半導體層內部，既降低在活性層也降低在包層易產生的裂縫。
但是，在上述特開2007-103460號公報提出的現有半導體激光元件及其制造方法 中，例如在使用具有缺陷集中區域的成長用基板形成半導體激光元件層的情況下，由于構 成光波導路的P型包層及活性層的寬度沒有下部的η型包層的寬度大(寬度廣)，因而其存 在的問題點是，在將半導體激光元件層重新粘貼到支承基板時，要抑制在激光元件的寬度 方向的側端部區域等缺陷集中區域附近異常成長的半導體層為起點而產生的裂縫，進入活 性層及活性層上部的P型包層，同時，該裂縫易產生于活性層附近的η型包層
發明內容
本發明是為解決上述那樣的課題而設立的，本發明的目的之一在于提供一種可抑 制在活性層附近的包層產生裂縫的半導體激光元件及其制造方法。本發明第一方式的半導體激光元件具備第一半導體元件部和與上述第一半導體 元件部接合的支承基板，其中，第一半導體元件部具備諧振器；第一導電型第一包層，其 具有在與諧振器延伸的第一方向相交叉的第二方向具有第一寬度的第一區域、和在第二 方向具有寬度比形成于第一區域上的第一寬度小的第二寬度的第二區域；形成于第一包層 的第二區域上的第一活性層及第二導電型第二包層。在本發明第一方式的半導體激光元件中，如上所述，由于第一半導體元件部具備 具有在第二方向具有第一寬度的第一區域和具有比形成于第一區域上的第一寬度小的第 二寬度的第二區域的第一導電型第一包層、和形成于第一包層的第二區域上的活性層及第 二導電型第二包層，因而，形成有第二區域的第一包層的區域，以第二區域部分的量使得第 一包層的厚度變得比未形成第二區域的第一包層的區域大。因此，由于裂縫要從未形成第 二區域的第一包層的區域傳播到形成有第二區域的第一包層的區域則需要大的力，因而可 抑制裂縫的傳播。由此，在將支承基板接合于第一半導體元件部的結構的半導體激光元件 中，可抑制裂縫從第一包層的其它區域傳播到活性層附近的第一包層的區域即第二區域。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選第二包層具有平坦部、和形成于平坦 部且具有寬度比第二寬度小的第三寬度的凸部。根據這種構成，可通過具有第三寬度的凸 部很容易形成在諧振器延伸的第一方向延伸的光波導路。在具有上述凸部的構成中，優選凸部形成有多個，且與多個凸部對應的第一活性 層的部分分別成為第一半導體元件部的光波導路。根據這種構成，在保護第一活性層不受 裂縫的傳播影響的狀態下，可很容易在一個第一活性層形成具有多個發光點(光波導路) 的第一半導體元件部。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選由第一區域和第二區域在第一包層形 成臺階部，且臺階部以沿第一方向延伸的方式形成。根據這種構成，可通過在光波導路延 伸的方向延伸臺階部，抑制在第一包層的活性層附近的第二區域產生的裂縫遍及諧振器方 向(光波導路延伸的方向)的整個區域。另外，特別是解理面附近，由于第一區域的寬度大 (第二區域的寬度比第一區域小)，因而可降低在激光元件的寬度方向(第二方向)產生的 變形。在上述臺階部沿第一方向延伸的構成中，優選第二區域形成于除第一區域的兩端 部的區域。根據這種構成，在制造工藝即使在第一半導體元件部的寬度方向的兩側端部產 生了裂縫的情況下，也可使裂縫難以傳播至形成于除兩側端部之外的區域上的第二區域。
在上述第一方式的半導體激光元件中，優選在諧振器的端面附近，具有第二區域 的寬度比第二寬度小的第四寬度。根據這種構成，由于諧振器的端面附近的第一半導體元 件部的第二方向的剖面面積比諧振器內部的第一半導體元件部的第二方向的剖面面積小， 因而可以很容易在制造工藝時進行第一半導體元件部的棒狀解理。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選第二方向中的第一活性層及第二包層 的寬度與第二寬度相同。根據這種構成，由于第一包層的第二區域的寬度減小至與第一半 導體元件部的第一活性層的寬度相等的寬度，裂縫和第二區域的距離變大，因此可進一步 抑制裂縫傳播到第二區域。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選第一包層的第二區域形 成多個。根據 這種構成，即使在具有多個發光部的元件中，也可同樣抑制裂縫傳播到活性層附近的包層。 由此，可以很容易形成具有裂縫的發生得到抑制的多個發光部的第一半導體元件。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選第一區域的寬度比支承基板的寬度 小。根據這種構成，可不干擾第一半導體元件部而是通過只對具有比第一半導體元件部的 第二方向的寬度大的寬度的支承基板進行劃片，而很容易地進行半導體元件的芯片化。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選半導體元件部還包含覆蓋第一區域的 側面的絕緣膜。根據這種構成，可以很容易地抑制在制造工藝上在半導體層上形成電極層 時及通過照射激光等使成長用基板與半導體元件部剝離時產生的附著物通過絕緣膜附著 在半導體元件部的表面。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選在支承基板形成有具有第二活性層的 第二半導體元件部。根據這種構成，可以將裂縫的發生得到抑制的第一半導體元件部接合 于形成有第二半導體元件部的基板(支承基板)，而形成多波長半導體激光元件。在上述的第一方式的半導體激光元件中，優選第一半導體元件部的第二包層側與 支承基板接合。根據這種構成，可以在難以在第一活性層產生裂縫的狀態下，形成重新粘貼 型半導體激光元件。在上述第一方式的半導體激光元件中，優選第一半導體元件部和支承基板介由熱 粘接層接合。根據這種構成，可通過結型向下(7 Y >々* 3 >夕‘々 > )方式很容易將第 一半導體元件部接合于支承基板。本發明第二方式的半導體激光元件的制造工藝中，具備在成長用基板上，使第一 導電型第一包層、活性層及第二導電型第二包層成長的工序；以具有擁有第一寬度的第一 區域和在第一區域上擁有比第一寬度小的第二寬度的第二區域的方式形成第一包層的工 序；在成長用基板上的第二包層側接合支承基板的工序。在本發明第二方式的半導體激光元件的制造工藝中，如上所述，通過具備以使第 一包層具有擁有第一寬度的第一區域和擁有在第一區域上比第一寬度小的第二寬度的第 二區域的方式而形成的工序，而使形成有第二區域的第一包層的區域以第二區域的量使第 一包層的厚度變得比未形成第二區域的第一包層的區域大。由此，由于裂縫要從未形成第 二區域的第一包層的區域傳播到形成有第二區域的第一包層的區域則需要大的力，因而可 抑制裂縫的傳播。由此，在成長基板的第二包層側接合支承基板的工序時，可抑制裂縫從第 一包層的其它區域傳播至活性層附近的第一包層的區域即第二區域。在上述第二方式的半導體激光元件的制造工藝中，優選還具備除去成長用基板的工序。根據這種構成，由于可得到將含有活性層的半導體層重新粘貼于支承基板側的半導 體激光元件，因而可將在上述工序被除去的成長用基板作為用于形成其它的半導體激光元 件的基板而進行再利用。
在上述第二方式的半導體激光元件的制造工藝中，優選成長用基板具有條帶狀的 缺陷集中區域。根據這種構成，由于可避開條帶狀的缺陷集中區域而將光波導路形成于半 導體層，因而可將形成有光波導路的半導體層做成裂縫及缺陷少的層。在上述成長用基板具有缺陷集中區域的構成中，優選還具備在缺陷集中區域的至 少局部除去第一包層、活性層及第二包層的工序。根據這種構成，由于除去了以在成長用 基板的缺陷集中區域附近以使厚度增加的方式而進行異常成長的半導體層的部分，因而在 形成有光波導路的半導體層得到一定的平坦性。由此，在將支承基板和成長用基板上的第 二包層側貼合接合時，可不產生以半導體層之差為起因的翹曲變形及內部應力等地將其接 合。其結果是，可抑制以半導體層之差為起因而在半導體層內部產生裂縫。在上述第二方式的半導體激光元件的制造工藝中，優選還具備下述工序，即，在以 具有第一區域和第二區域的方式形成第一包層的工序之后，將平坦部和形成于平坦部且具 有比第二寬度小的第三寬度的凸部形成于第二包層。根據這種構成，可通過具有第三寬度 的凸部很容易形成在諧振器延伸的第一方向延伸的光波導路。在具備將上述凸部形成于第二包層的工序的構成中，優選在第二包層形成凸部的 工序具備將多個凸部形成于第二包層的工序。根據該這種構成，在第一活性層在裂縫的傳 播中受到保護的狀態下，可很容易在一個第一活性層形成具有多個發光點(光波導路)的 第一半導體元件部。在第二方式的半導體激光元件的制造工藝，優選使第一包層成長的工序具備在成 長用基板上介由剝離層使第一包層成長的工序。根據這種構成，在從與支承基板接合的半 導體層上除去成長用基板時，可以很容易通過剝離層部分將成長用基板與第一包層剝離。


圖1是用于說明本發明第一實施方式的半導體激光元件的制造的沿著半導體激 光元件的諧振器方向的面的剖面圖；圖2是沿著圖1的200-200線的剖面圖；圖3是如圖1所示的半導體激光元件的諧振器端面的剖面圖；圖4是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖面 圖；圖5是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖面 圖；圖6是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖面 圖；圖7是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的平面 圖；圖8是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖面 圖9是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖面 圖；
圖10是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖 面圖；圖11是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖 面圖；
圖12是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的平 面圖；圖13是用于說明如圖1所示的第一實施方式的半導體激光元件的制造工藝的剖 面圖；圖14是用于說明本發明第一實施方式變形例的半導體激光元件的結構的諧振器 端面的剖面圖；圖15是用于說明如圖14所示的第一實施方式變形例的半導體激光元件的結構及 制造工藝的平面圖；圖16是用于說明如圖14所示的第一實施方式變形例的半導體激光元件的結構及 制造工藝的平面圖；圖17是表示本發明第二實施方式的半導體激光元件的結構的剖面圖；圖18是用于說明如圖17所示的第二實施方式的半導體激光元件的結構及制造工 藝的剖面圖；圖19是用于說明如圖17所示的第二實施方式的半導體激光元件的結構及制造工 藝的平面圖；圖20是表示本發明第二實施方式變形例的半導體激光元件的結構的剖面圖；圖21是表示本發明第三實施方式的半導體激光元件的結構的剖面圖；圖22是用于說明如圖21所示的第三實施方式的半導體激光元件的結構及制造工 藝的平面圖；圖23是表示本發明第三實施方式第一變形例的半導體激光元件的結構的剖面 圖；圖24是表示本發明第三實施方式第二變形例的半導體激光元件的結構的剖面 圖；圖25是表示本發明第三實施方式第三變形例的半導體激光元件的結構的剖面 圖；圖26是表示本發明第四實施方式的半導體激光元件的結構的剖面圖；圖27是表示本發明第四實施方式的半導體激光元件的結構的平面圖。
具體實施例方式下面，基于

本發明的實施方式。(第一實施方式)首先，參照圖1 圖3說明第一實施方式的半導體激光元件100的結構。如圖1所示，在第一實施方式的半導體激光元件100中，具有在具有約ΙΟΟμπι厚度的P型Ge基板10上，介由熱粘接層40并通過結型向下方式接合有具有約5 μ m厚度的 半導體激光元件20。另外，ρ型Ge基板10及半導體激光元件20分別為本發明的“支承基 板”及“第一半導體元件部”之一例。另外，半導體激光元件部20由具有約400mm波段的激 發波長的GaN系半導體層構成。另外，如圖1所示，半導體激光元件100的諧振器 長(B方向的長度)具有約 400 μ m,且在諧振器方向(B方向)的兩側端部分別形成有相對于ρ型Ge基板10的主表面 大致垂直的光射出面20a及光反射面20b。另外，在本發明中，光射出面20a根據從光射出 側及光反射側各自的諧振器端面射出的激光強度的大小進行區別。即，激光射出強度相對 較大的一側為光射出面20a，激光射出強度相對較小的一側為光反射面20b。另外，在半導 體激光元件100的光射出面20a及光反射面20b，通過制造工藝中的端面涂層處理而分別形 成有由AIN膜、Al2O3膜等構成的電介質多層膜(未圖示)。另外，如圖2所示，半導體激光元件20在η型接觸層21的上面上形成有由η型 AlGaN構成的η型包層22。另外，在η型包層22上形成有具有由Gain構成的MQW結構的 活性層23。該活性層23具有由兩個非摻雜GaN構成的阻擋層(未圖示)和三個非摻雜 InaiGaa9N構成的勢阱層(未圖示)交互層疊的結構。另外，在活性層23上形成有由P型 AlGaN構成的ρ型包層24，其具有平坦部24a和從平坦部24a的大致中央部向上方(箭頭 C2方向)突出且以約2μπι的寬度在B方向(參照圖1)延伸的凸部24b。另外，η型包層 22及ρ型包層24分別為本發明的“第一導電型第一包層，，及“第二導電型第二包層，，之一 例，活性層23為本發明的“第一活性層”之一例。在此，如圖2所示，在第一實施方式中，η型包層22形成為具有在A方向擁有約 340 μ m的寬度的區域22a和形成于區域22a上并且比區域22a窄并在A方向擁有約200 μ m 的寬度的區域22b。由此，在η型包層22由區域22a的上面和區域22b的側面而形成有臺階 部22c。另外，在圖2中，為了區別區域22a和區域22b而在區域22a和區域22b之間劃上 虛線。另外，區域22b距區域22a的A方向的兩側端部實質上隔著相等的距離(約70 μ m) 形成于靠近中央部。另外，活性層23及ρ型包層24以實質上與η型包層22的區域22b同 一寬度(約200 μ m)的方式形成于η型包層22的區域22b上。另外，區域22a及區域22b 分別為本發明的“第一區域”及“第二區域”之一例。另外，如圖2所示，在ρ型包層24的凸部上形成有由非摻雜Inatl5Gaa95N構成的ρ 側接觸層25、和以靠近ρ側接觸層25的順序依次由具有約3nm厚度的Pd層和具有約IOnm 厚度的Au層構成的ρ側歐姆電極26。在第一實施方式中，由ρ型包層24的凸部24b、p側 接觸層25及ρ側歐姆電極26構成作為在半導體元件部20的諧振器方向呈條帶狀(細長 狀)延伸的光波導路的脊20c。另外，脊20c形成于距半導體元件部20的A方向的兩側端 部分別相等的距離(約170 μ m)的位置即半導體元件部20的大致中央部。另外，在第一實施方式中，η型包層22的臺階部22c以沿脊20c延伸的方向(圖1 的B方向)延伸的方式形成。另外，如圖2所示，臺階部22c以從A方向的兩側夾持η型包層 22的區域22b的上方區域(活性層23及ρ型接觸層24)的方式形成。由此，區域22b (含 有活性層23及ρ型接觸層24)形成于除區域22a的A方向的側端部之外的區域。另外，半導體激光元件部20在后述的制造工藝中，預先在η型GaN基板50 (參照 圖4)的上面上通過有機金屬氣相成長法(MOCVD)形成具有厚度約20nm的緩沖層51 (參照圖4)、和具有厚度約300nm的InGaN剝離層52 (參照圖4)，之后，通過層疊而形成上述的η型接觸層21等氮化物系半導體層。另外，η型GaN基板50及InGaN剝離層52分別為本發 明的“成長用基板”及“剝離層”之一例。另外，如圖2所示，在第一實施方式中，以覆蓋除ρ型包層24的凸部24b之外的平 坦部的上面及脊20c (包含凸部24b)的兩側面的方式形成有具有約0. 5μπι厚度的由SiO2 構成的絕緣膜27。另外，絕緣膜27以覆蓋含有活性層23、η型包層22的臺階部22c的側 面及η型接觸層21的側面的方式形成。另外，如圖1所示，絕緣膜27在B方向也以分別覆 蓋η型包層22及η型接觸層21的表面(上面側及下面側)的方式形成。另外，如圖2所示，沿著ρ側歐姆電極26的上面及絕緣膜27的上面，形成以靠近 P側歐姆電極26側的順序依次由具有約30nm厚度的Ti層和具有約IOOnm厚度的Pd層及 具有約300nm厚度的Au層構成的ρ側焊盤電極28。另外，在ρ型Ge基板10的下面上，形成有以靠近ρ型Ge基板10側的順序依次由 具有約150nm厚度的Ni層及約300nm厚度的Au層構成的歐姆電極29。另外，在ρ型Ge基 板10的上面上形成有以靠近ρ型Ge基板10側的順序依次由具有約IOOnm厚度的Ni層及 約300nm厚度的Au層構成的陽極30。而且，ρ側焊盤電極28和歐姆電極29介由熱粘接層
40接合。另外，在η型接觸層21的下面上，形成以靠近η型接觸層21側的順序依次由具有 約6nm厚度的Al層和具有約IOnm厚度的Pd層及具有約300nm厚度的Au層構成的陰極 31。而且，η型接觸層21的下面上中在形成有陰極31的區域以外的部分形成有由SiO2構 成的絕緣膜27。另外，在第一實施方式中，半導體激光元件部20在如圖1所示的諧振器端面(光 射出面20a及光反射面20b)，具有不同于諧振器方向的內部的剖面形狀(參照圖20)的剖 面形狀。具體而言，如圖3所示，在光射出面20a及光反射面20b，η型包層22以具有在A 方向擁有約340 μ m的寬度的區域22a、和在A方向具有約60 μ m的寬度的區域22b的方式 形成。另外，活性層23及ρ型包層24以實質上具有與n型包層22的區域22b同寬(約 60 μ m)的方式形成于η型包層22的區域22b上。即，半導體激光元件部20在諧振器端面 中的區域22b的寬度以比諧振器方向的內部中的區域22b的寬度小的方式形成。由此，可 以很容易地進行在制造工藝中的半導體激光元件部20的棒狀解理。另外，如圖2及圖3所示，在第一實施方式中，半導體激光元件部20形成為在半導 體激光元件部20的A方向的寬度(約340 μ m)比ρ型Ge基板10的A方向的寬度小。另外，如圖1及圖3所示，在諧振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附近設 有未形成熱粘接層40的空隙。由此，在制造工藝中，可以不受支承基板的解理性的影響而 將半導體激光元件部20解理。下面，參照圖1、圖2及圖4 圖13說明第一實施方式的半導體激光元件100的制
造工藝ο首先，如圖4所示，利用MOCVD法在η型GaN基板50的上面上按厚度約20nm形成 緩沖層51，且按厚度約300nm形成InGaN剝離層52。而且，在InGeN剝離層52上依次形 成，具有摻雜有約5 X IO18CnT3的Si的約5 X IO18CnT3的載流子濃度的厚度約5 μ m的η型接 觸層21 ；由具有摻雜有約5 X IO18CnT3的Si的約5 X IO18CnT3的載流子濃度的Alatl7Gaa93N構成的厚度約400nm的η型包層22。另外，在η型包層22上依次層疊，由具有摻雜有約5Χ IO18CnT3的Si的約 5Χ IO18CnT3的載流子濃度的Alai6Gaa84N構成的約5nm厚度的載流子塊層；由摻雜有Si的 GaN構成的約IOOnm厚度的η型光導層；由Inatl2Gaa98N構成的約20nm厚度的四個阻擋層和 由Inai5Gaa85N構成的約3nm厚度的三個量子勢阱層交互層疊的多重量子勢阱(MQW)活性 層；由摻雜有約4X IO19CnT3的Mg的GaN構成的約IOOnm厚度的ρ型光導層；以及由摻雜有 約4Χ IO19cnT3的Mg的Alai6Gaa84N構成的約20nm厚度的ρ型罩(矢乂？ )層，由此形成 具有約310nm的合計厚度的活性層23。而且，在活性層23的阻擋層上依次形成，由具有摻 雜有約4 X IO19CnT3的Mg的約5 X IO17CnT3的載流子濃度的Ala 07Ga0.93N構成的約400nm厚度 (按脊20c中的厚度)的ρ型包層24 ；由具有摻雜有約4 X IO19CnT3的Mg的約5X 1017cm_3 的載流子濃度的約IOnm厚度的In°_°2Ga°_98N構成的ρ側接觸層25。
在此，在第一實施方式中，作為成長用基板使用的是設有多個在箭頭B方向(參照 圖1)延伸且在箭頭A方向(參照圖4)按約400 μ m的間隔配置成條帶狀的晶體缺陷多的 缺陷集中區域50a的η型GaN基板50。另外，η型GaN基板50為通過使晶體缺陷集中于規 定的區域(缺陷集中區域50a)形成而降低了缺陷集中區域50a以外的廣闊區域的晶體缺 陷的基板。由此，如圖4所示，在半導體層形成有在設有η型GaN基板50的缺陷集中區域 50a的區域兩側的上面上以隆起的方式進行結晶成長的區域40a、和在缺陷集中區域50a以 外的區域的上面上進行結晶成長的平坦的區域40b (包含脊20c (參照圖2)的附近區域)。 另外，區域40a為本發明的“缺陷集中區域”之一例。另外，如圖5所示，在第一實施方式中，在與半導體層(ρ側接觸層25上)的區域 相對應的區域，以具有規定厚度的方式形成有由SiO2構成的掩模41。而且，使用基于Cl2等 的反應性離子蝕刻等干式蝕刻，以在B方向(參照圖2)延伸的掩模41為掩模，從ρ側接觸 層25向η型GaN基板50的方向(Cl方向)對規定區域進行蝕刻。由此，從半導體層起除去 晶體缺陷多的區域40a，而在B方向(參照圖1)形成呈條帶狀延伸的槽部42。另外，通過 具備上述工序，而在形成有脊20c (參照圖2)的區域的半導體層得到一定的平坦性。因此， 在后述的支承基板的接合工序時，由于可以不產生以半導體層的厚度之差為起因的翹曲變 形及內部應力等地進行接合，因而可抑制因半導體層的厚度之差而在半導體層產生裂縫。另外，在如圖5所述的狀態下，包含η型包層22的半導體層以在A方向具有約 340 μ m的寬度的方式形成。其后，通過利用氫氟酸等進行濕式蝕刻而除去掩模41。另外，如圖6所示，在第一實施方式，在與半導體層(ρ側接觸層25上)的區域40b 相對應的區域和槽部42上按規定的厚度形成有由SiO2構成的掩模43。而且，用基于Cl2等 的反應性離子蝕刻等干式蝕刻，以在B方向(參照圖2)延伸的掩模43為掩模，從ρ側接觸 層25向η型GaN基板50方向對規定區域進行蝕刻。由此，如圖6所示，在η型接觸層22 形成比具有約340 μ m的寬度的區域22a小的具有約200 μ m的寬度的區域22b。另外，在圖 6中，為了區別區域22a和區域22b，而在區域22a和區域22b之間添加了虛線。另外，在區 域22b上以與區域22b具有同寬(約200 μ m)的方式形成有活性層23及ρ型包層24。另外，如圖7所示，在第一實施方式中，以使諧振器端部附近的η型包層22的區域 22b的寬度(約60 μ m)小于諧振器方向內部的η型包層22區域22b的寬度(約200 μ m) 的方式，進行上述的蝕刻。由此，使形成有諧振器端面(光射出面20a及光反射面20b)的區域22b的A方向的寬度小于半導體激光元件部20的B方向的中央部的寬度(約340 μ m)。 其后，通過利用氫氟酸等進行的濕式蝕刻，除去掩模43 (參照圖6)。而且，如圖8所示，在ρ側接觸層25的上面上形成由光刻蝕形成的抗蝕圖(未圖 示)，之后，以該抗蝕圖為掩模從P側接觸層25上面向Cl方向對規定區域進行蝕刻。由此， 形成有具有由P側接觸層25及ρ型包層24的凸部24構成的約2 μ m寬度的脊20c。另外， 使脊20c形成于距半導體激光元件部20的A方向的兩側端部分別相等的距離的位置(約 170 μ m)即半導體激光元件部20的大致中央部，且以在B方向(參照圖7)延伸的方式形 成。
其后，如圖8所示，在ρ型包層24的凸部24b以外的上面上(平坦部24a上)及 脊20c (包含凸部24b)的兩側面上形成具有約0.5μπι的由SiO2構成的絕緣膜27。此時， 在第一實施方式中，以從包含活性層23及η型包層22的臺階部22c的側面起向Cl方向全 部覆蓋槽部42的表面的方式形成絕緣膜。其后，通過蝕刻加工除去與脊20c對應的區域的絕緣膜27的部分使其在ρ側接觸 層25的上面露出，并且在露出的脊20c上的ρ側接觸層25的上面，通過真空蒸鍍法形成ρ 側歐姆電極26 (參照圖8)。而且，沿著ρ側歐姆電極26的上面及絕緣膜27的上面形成ρ 側焊盤電極28。而且，在ρ側焊盤電極28上作為用于接合后述的ρ型Ge基板10的粘接層 預先形成有由具有約1 μ m厚度的Au-Ge 12 %合金、具有約3 μ m厚度的Au-Sn90 %合金及具 有約Iym厚度的Au-Gel2%合金這三層構成的熱粘接層40。此時，如圖1所示，在第一實 施方式中，在距諧振器端面附近規定的距離的內側隔開的區域形成P側焊盤電極28上形成 熱粘接層40的區域。這樣，在η型GaN基板50的上面上形成半導體激光元件部20。然后，如圖9所示，在用作支承基板的ρ型Ge基板10的上面上，通過電子束蒸鍍 (EB)法形成歐姆電極29。而且，在歐姆電極29上，通過蒸鍍而預先形成由具有約Ιμπι厚 度的Au-Gel2%合金構成的熱粘接層40。此時，在第一實施方式中，以覆蓋與圖8所示的成 長用基板(η型GaN基板50)側的熱粘接層40對置的區域的方式，形成歐姆電極29上形成 熱粘接層40的區域。而且，如圖10所示，使形成于η型GaN基板50側的半導體激光元件部20的ρ側 焊盤電極28側和形成于ρ型Ge基板10側的歐姆電極29對置，同時在溫度約295°C、負荷 約100N的條件下介由熱粘接層40將其接合。然后，如圖11所示，在將Nd:YAG激光的第二高頻波(波長約532nm)調整為約 500mJ/cm2 2000mJ/cm2的能量密度的基礎上，從η型GaN基板50的下面側向η型GaN基 板50斷續(脈沖狀)照射。另外，激光照射η型GaN基板50的下面側的全區。在此，在第一實施方式中，使用了將頻率調整為15kHz并且具有約IOnsrc的脈沖 寬度的脈沖狀的激光。另外，如圖12所示，激光點徑為約50 μ m,掃描間距(每次往復的移動 量)為約40μπι。此時，激光照射到η型GaN基板50的下面側的晶片全區，但是，為了斷續 地點狀照射，而邊描繪照射區域的一部分重疊的軌跡邊進行照射。因此，如第一實施方式， 在通常的激光照射條件下，由于構成脊20c的半導體層的區域22b比激光點徑大(區域22b 的寬度約200 μ m)，因而一邊使照射區域的一部分重疊一邊對脊20c進行照射。該情況下， 在照射區域的一部分重疊的部分(彼此約重疊10 μ m)和未重疊的部分(未重疊的部分)， 由于激光的照射量不同，因而激光透射光對活性層23大有影響。因此，如后述的本發明第二實施方式的制造工藝所示，優選利用以比區域22b的寬度大的方式進行了調整的激光點 徑進行激光照射。而且，通過照射激光，層疊于內部的InGaN剝離層52的晶體鍵受到全面或者局部 破壞。由此，如圖11所示，可以很容易地沿著InGaN剝離層52的破壞區域從η型GaN基板 50側在C2方向剝離半導體激光元件部20。另外，激光只要是透過GaN并被InGaN剝離層 52吸收的波長，也可以使用YAG激光以外的其它激光源。另外，在Cl方向分離后的GaN基 板50通過進行表面處理可以再次作為成長用基板使用。其后，如圖13所示，以表面的清洗為目的通過蝕刻加工將露在半導體激光元件20 的下面側的厚度約5 μ m的η型接觸層21形成為厚度約3 μ m。其后，在η型接觸層21的下 面上形成陰極31。另外，在η型接觸層21的下面沒有形成陰極31的區域，形成由具有約 0. 5 μ m厚度的SiO2構成的絕緣膜27。由此，形成晶片狀態的半導體激光元件部20。
其后，對晶片狀態的半導體激光元件部20通過用ρ型Ge基板10進行解理，形成 具有光射出面20a及光反射面20b (參照圖1)的棒狀態的半導體激光元件部20。另外，對 棒狀態的半導體激光元件部20進行端面涂層處理。由此，在半導體激光元件部20的光射 出面20a及光反射面20b (參照圖1)上，分別形成有由AIN膜、Al2O3膜等構成的電介質多 層膜(未圖示)。另外，對如圖7所示的棒狀態的半導體激光元件部20沿著諧振器延伸的方向(B 方向)依次分割為芯片。由此，如圖2所示，形成半導體激光元件100的各個芯片。這樣， 通過第一實施方式可制造多個半導體激光元件100。在第一實施方式中，如上所述，半導體激光元件部20具備具有在A方向擁有約 340 μ m寬度的區域22a和在形成于區域22a上的A方向擁有約200 μ m寬度的區域22b的 η型包層22、和形成于η型包層22的區域22b上的活性層23及ρ型包層24，由此，在使用 具有缺陷集中區域50a的η型GaN基板50形成半導體激光元件部20的情況下，在η型包 層22上形成有實質上具有與在區域22a上構成在諧振器方向(B方向)延伸的脊20c (光 波導路)的P型包層22及活性層23的寬度同寬(約200 μ m)的區域22b。另外，該情況 下，區域22b中的η型包層22的厚度比區域22a中的η型包層22的厚度大。因此，即使在 重新粘貼到P型Ge基板10時以半導體激光元件部20的寬度方向(Α方向)的側端部所具 有的晶體缺陷多的區域40a附近為起點，朝向半導體激光元件部20的內部產生裂縫的情況 下，由于裂縫要從η型包層22的區域22a向區域22b傳播則需要大的力，因而可抑制裂縫 傳播至具有比η型包層22的區域22a小的寬度的區域22b。由此，可抑制在活性層23附近 的η型包層22 (區域22b)產生裂縫。另外，在第一實施方式中，ρ型包層24具有平坦部24a、形成于平坦部24a的大致 中央且具有比η型包層22的區域22b的寬度(約200 μ m)小的寬度(約2 μ m)的凸部24b， 由此，通過由凸部24b形成的脊20c可容易地形成沿諧振器方向(B方向)延伸的光波導路。另外，在第一實施方式中，通過由η型包層22的區域22a和區域22b形成臺階部 22c，并且以沿著脊20c延伸的方向延伸的方式形成臺階部22c，可通過在脊20c延伸的方向 延伸的臺階部22c，抑制在位于活性層23附近的η型包層22的區域22b產生的裂縫遍及諧 振器方向(脊20c延伸的方向)的所有區域。另外，特別是在解理面(光射出面20a及光 反射面20b)附近，由于區域22a的寬度大(區域22b的寬度比區域22a小)，因此可降低半導體激光元件部20的寬度方向(A方向)產生的變形。
另外，在第一實施方式中，通過將區域22b形成于除區域22a的A方向的兩側端部 之外的區域，在制造工藝中，即使在半導體激光元件部20的寬度方向的兩側端部產生裂縫 的情況下，也能夠使裂縫難以傳播至形成于除兩側端部之外的區域上的區域22b。另外，在第一實施方式中，通過在諧振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附 近，將η型包層22的區域22b的寬度(約60μπι)以比諧振器內部的區域22b的寬度(約 200 μ m)小的方式構成，而使諧振器端面(光射出面20a及光反射面20b)附近的半導體激 光元件部20的A方向的剖面面積比諧振器內部的半導體激光元件部20的A方向的剖面面 積小，因而，在制造工藝時，可以很容易進行半導體激光元件部20的棒狀解理。另外，在第一實施方式中，通過以與η型包層22的區域22b的寬度大致相同的方 式構成半導體激光元件部20的寬度方向的活性層23及ρ型包層24的寬度，可以使η型包 層22的區域22b的寬度小至與活性層23的寬度相等的寬度，因此，易產生裂縫的區域22a 的A方向的兩側端部和區域22b的距離變大，可進一步抑制裂縫傳播到區域22b，同時，不但 可很容易抑制在半導體激光元件部20的寬度方向的側端部產生的裂縫傳播到區域22b，而 且可抑制其傳播到活性層23、ρ型包層24。另外，在第一實施方式中，通過以比P型Ge基板10的A方向的寬度小的方式構成 半導體激光元件部20的區域22a的寬度(約340 μ m)，在制造工藝中，通過不影響半導體激 光元件部20而只對具有比半導體激光元件部20的A方向的寬度大的ρ型Ge基板10進行 劃線，可很容易進行半導體激光元件100的芯片化。另外，在第一實施方式中，通過以覆蓋η型包層22、活性層23及ρ型包層24的表 面的方式形成絕緣膜27，從而在制造工藝上，在將電極層(ρ側焊盤電極28及陰極31)形成 于半導體層上時，可抑制在通過激光照射而將η型GaN基板50從半導體激光元件部20上 剝離時等產生的附著物通過絕緣膜27附著于半導體激光元件部20。另外，在第一實施方式中，通過將半導體激光元件部20的形成有ρ型包層24的一 側介由熱粘接層40與ρ型Ge基板10接合(結型向下方式)，可以在活性層23難以產生裂 縫的狀態下，很容易地形成重新粘貼型半導體激光元件100。(第一實施方式的變形例)在該第一實施方式變形例中，與上述第一實施方式不同，以使光射出面20a(光反 射面20b)的A方向的寬度在半導體層的厚度方向(Cl方向)均勻的方式形成半導體激光 元件部20，下面，參照圖2及圖14對此加以說明。在此，在第一實施方式的變形例中，如圖14所示，在半導體激光元件部20的光射 出面20a(光反射面20b)，以在A方向具有約60 μ m寬度的方式形成η型接觸層21及η型 包層22。另外，以實質上具有與η型包層22同寬(約60 μ m)的方式在η型包層22上形成 活性層23及ρ型包層24。因此，如圖14所示，半導體激光元件部20以下述方式形成，即， 在諧振器端面在Cl方向具有均勻的寬度(約60 μ m)，另一方面，在諧振器方向的內部具有 如圖2所示的剖面形狀(區域22a為約340 μ m、區域22b為約200 μ m的寬度)。另外，第一實施方式變形例的半導體激光元件100的其它結構與上述第一實施方 式相同。然后，參照圖4 圖6、圖8、圖14 圖16，說明第一實施方式的變形例的半導體激光元件100的制造工藝。首先，如圖4所示，通過與第一實施方式同樣的制造工藝，在η型GaN基板50的上 面使半導體層成長。其后，如圖5所示，以形成于ρ側接觸層25上的掩模41為掩模，從ρ 側接觸層25向η型GaN基板50的方向(Cl方向)對規定區域進行蝕刻 。在此，如圖15所示，在第一實施方式的變形例的制造工藝中，通過變更掩模41 (參 照圖5)的掩模圖案，而以使蝕刻后的槽部42(影線區域)在B方向延伸成條帶狀，且在形 成有諧振器端面的區域附近，在A方向也形成按規定距離(約170μπι)延伸的槽部42a的 方式進行蝕刻。由此，在形成有諧振器端面的區域22a附近，以從η型GaN基板50 (參照圖 5)直至ρ側接觸層25 (參照圖5)在整個A方向具有約60 μ m寬度的方式由槽部42a形成 半導體層。其后，通過蝕刻除去掩模41的一部分，在P側接觸層25上形成圖6所示的那樣的 寬度窄的掩模43。接著，以掩模43為掩模，從ρ側接觸層25向η型GaN基板50的方向對 規定區域進行蝕刻。此時，如圖16所示在第一實施方式的變形例的制造工藝中，只對形成 有諧振器端面的區域以外的部分(影線區域)的半導體層進行蝕刻。由此，在諧振器方向 的內部，形成有如圖6所示的那樣的具有約200 μ m寬度的區域22b。另外，在區域22b上， 以具有與22b同寬(約200 μ m)的方式形成活性層23及ρ型包層24。其后，通過利用氫氟 酸等進行蝕刻除去掩模43 (參照圖6)。其后，通過與第一實施例同樣的制造工藝，依次形成脊20c(參照圖8)、絕緣膜 27(參照圖8)等而形成半導體激光元件部20。另外，第一實施方式的變形例中的其它的制 造工藝都與上述第一實施方式的制造工藝相同。這樣，可制造出如圖14所示的第一實施方 式的變形例的半導體激光元件100。如上所述，在第一實施方式的變形例中，通過以比諧振器方向的內部的A方向寬 度(區域22a為約340 μ m,區域22η為約200 μ m)小的方式形成半導體激光元件部20的光 射出面20a(光反射面20b)中的A方向寬度(在Cl方向均勻約為60 μ m)，可在制造工藝時 更容易進行半導體激光元件部20的解理。另外，第一實施方式的變形例的其它效果都與上 述第一實施方式同樣。(第二實施方式)在該第二實施方式中，與上述第一實施方式不同之處在于，以具有大致平行的兩 條脊20c的方式形成具有約800 μ m的諧振器長度的一個半導體激光元件120，下面，參照圖 17 19對此加以說明。另外，半導體激光元件部120為本發明的“第一半導體元件部”之一例。在此，如圖17所示，在第二實施方式中，η型包層22以下述的方式形成，即，具有 A方向擁有約340 μ m寬度的區域22a、和形成于區域22a上且比區域22a窄并在A方向擁有 約80 μ m寬度的兩個區域22b。由此，在η型包層22上由區域22a的上面和兩個區域22b 的側面形成三個臺階部22c。另外，在圖17中，為了區別區域22a和兩個區域22b，而在區 域22a和區域22b之間添加了虛線。另外，活性層23及ρ型包層24以實質上具有與η型 包層22的區域22b同寬(約80 μ m)的方式分別形成于η型包層22的兩個區域22b。另外，在第二實施方式中，在半導體激光元件部120，由ρ型包層24的兩個凸部 24b、和ρ側接觸層25及ρ側歐姆電極26形成在半導體激光元件部120的諧振器方向(圖19的B方向)呈條帶狀延伸的兩條脊20c。另外，如圖19所示，在第二實施方式中，在棒狀解理后的光射出面120a及光反射面120b附近，η型包層22以具有A方向擁有約340 μ m寬度的區域22a (參照圖18)、A方向 擁有約40 μ m寬度的區域22b的方式形成。另外，活性層23及ρ型包層24以實質上具有 與η型包層22的區域22b同寬(約40μπι)的方式形成于η型包層22的區域22b上。艮口， 半導體激光元件部120以使諧振器端面中的區域22b的寬度比諧振器方向的內部中的區域 22b的寬度(約80μπι)小的方式形成。由此，可以更容易進行制造工藝中的半導體激光元 件部120的解理。另外，第二實施方式的半導體激光元件150的其它結構都與上述第一實 施方式同樣。下面，參照圖4及17 圖19說明第二實施方式的半導體激光元件150的制造工藝。在此，如圖18及圖19所示，在第二實施方式的制造工藝中，在從半導體層除去晶 體缺陷多的區域40a(參照圖4)的工序之后，使用基于Cl2的反應性的離子蝕刻等干式蝕 亥IJ，在η型包層22上形成具有比擁有約340 μ m寬度的區域22a小的約80 μ m寬度的兩個 區域22b。另外，如圖18所示，在兩個區域22b上，以具有與區域22b同寬(約80 μ m)的方 式分別形成活性層23及ρ型包層24。由此，在分別形成于η型包層22的兩個區域22b上 的脊20c也可與上述第一實施方式的制造工藝同樣地抑制裂縫的發生。其后，解理成棒狀， 之后，按圖19的元件分割位置P分割成芯片。另外，在第二實施方式的制造工藝中，在將成長用基板(η型GaN基板50)與半 導體激光元件部120剝離的工序時，將激光點徑調整為約90 μ m,且將掃描間距設定為約 80 μ m。根據這種構成，由于激光點徑比一個區域22b的寬度(約80 μ m)大，因而在激光照 射光透過兩個區域22b時，避免了邊使透過區域22b的激光重疊邊向各區域22b照射的狀 態。由此，可減輕激光透射光對區域22b及活性層23的影響。另外，第二實施方式的其它的制造工藝都與上述第一實施方式的制造工藝同樣。 由此，制造如圖17所示的第二實施方式的半導體激光元件150。如上所述，在第二實施方式中，通過在η型包層22形成兩個區域22b，在兩個區域 22b上可抑制半導體激光元件部120的A方向的側端部產生的裂縫的傳播。由此，可以很容 易形成具有抑制了裂縫的發生的多個激光發光部的半導體激光元件部120。另外，第二實施 方式的其它效果都與上述第一實施方式同樣。(第二實施方式的變形例)在該第二實施方式的變形例中，與上述第二實施方式的不同之處在于，所形成的 半導體激光元件155為芯片化后的各激光元件只具有一個脊20c (光波導路)的元件，下面 參照圖17、圖19及圖20對此加以說明。在此，如圖20所示，在第二實施方式的變形例中，半導體激光元件155中，具有一 個脊20c的半導體激光元件部120a接合于ρ型Ge基板10的下面上。S卩，如圖19所示，在 上述第二實施方式的制造工藝中的分割工序時，不但按照與半導體激光元件部120的兩側 端部對應的P型Ge基板10的元件分割位置P分割，還按照與半導體激光元件部120的A 方向的大致中央部的臺階部22c對應的元件分割位置Q分割ρ型Ge基板10及半導體激光 元件部120。由此，形成為將如圖17所示的半導體激光元件150再分割成兩個的半導體激光元件155。
(第三實施方式)在該第三實施方式中，與上述第二實施方式的不同之處在于，一個半導體激光元 件部130具有大致平行的三條脊20c，下面，參照圖18、圖21及圖22對此加以說明。另外， 半導體激光元件部130為本發明的“第一半導體元件部”之一例。在此，如圖21所示，在第三實施方式中，η型包層22具有在A方向擁有約360 μ m 寬度的區域22a、和分別在A方向擁有約60 μ m寬度的三個區域22b。由此，在η型包層22 上，由區域22a的上面和三個區域22b的側面，不但在A方向的兩端的臺階部22c而且在鄰 接的區域22b間形成有兩個凹部22d。另外，活性層23及ρ型包層24按照實質上與η型包 層22的區域22b同寬(約60 μ m)分別形成于三個區域22b上。另外，在第三實施方式中，在半導體激光元件部130上，由ρ型包層24的三個凸部 24b、p側接觸層25及ρ側歐姆電極26形成在B方向呈條帶狀延伸的三條脊20c。另外，排 列于A方向的脊20c從A側起在A2側依次隔著約126 μ m及約84 μ m的間隔形成。即，兩 側的兩個脊20c形成于ρ型包層24的大致中央部，與之相對，中央的一個脊20c形成于離 開P型包層24的中央而靠近A2的位置。這在制造工藝上與上述第二實施方式同樣，在使 用設有缺陷集中區域50a(參照圖18)的成長用基板(η型GaN基板50)使半導體層進行晶 體成長時，在半導體層形成缺陷集中區域50a間的中央部具有約數十μ m寬度的高電阻區 (與周圍的部分相比較半導體層中雜質少的區域)。因此，需要避開該半導體層中的高電阻 區而形成脊20c，脊20c形成于離開ρ型包層24的中央靠近A2的位置。另外，如圖22所示，在第三實施方式中，η型包層22在通過棒狀解理而形成的光射 出面130a及光反射面130b附近，以具有在A方向擁有約360 μ m寬度的區域22a、和在A方 向擁有約30 μ m寬度的區域22b的方式形成。另外，在光射出面130a及光反射面130b附 近，活性層23及ρ型包層24以實質上具有與η型包層22的區域22b同寬(約30 μ m)的 方式形成。另外，第三實施方式的半導體激光元件300的其它結構都與上述第二實施方式 同樣。另外，第三實施方式的半導體激光元件300的制造工藝是使用蝕刻而在η型包層22 形成三個區域22b，除按圖22的元件分割位置P進行分割之外，其它都與上述第二實施方式 同樣。 如上所述，在第三實施方式中，通過在η型包層22形成三個區域22b，可抑制在三 個區域22b上所有的半導體激光元件部130的A方向的側端部產生的裂縫介由區域22a傳 播。由此，可以很容易地形成抑制了裂縫的發生的具有多個激光元件部的半導體激光元件 部130。另外，第三實施方式的其它效果與上述第二實施方式同樣。(第三實施方式的第一變形例)在該第三實施方式的第一變形例中，與上述第三實施方式的不同之處在于，形成 彼此與一個區域平行的三條脊20c，下面參照圖23對此加以說明。在此，如圖23所示，在第三實施方式的第一變形例中，半導體激光元件140的η型 包層22具有在A方向擁有約360 μ m寬度的區域22a、和在A方向擁有約290 μ m寬度的 一個區域22b。另外，半導體激光元件部140為本發明的“第一半導體元件部”之一例。而 且，在區域22b，與上述第三實施方式同樣，在A方向隔著約126 μ m及約86 μ m的間隔而形 成有三條脊20c。即，在第三實施方式的第一變形例中，在區域22b的A方向的兩側形成有臺階部22c，另一方面，在脊20c間未形成像上述的第三實施方式那樣的凹部22d。另外，第 三實施方式的第一變形例的半導體激光元件310的其它結構與上述第三實施方式同樣。另外，第三實施方式的第一變形例的半導體激光元件310的制造工藝為使用蝕刻而η型包層 22形成三條脊20c，除此之外與上述第一實施方式同樣。如上所述，在第三實施方式的第一變形例中，通過在一個區域22b形成三條脊 22c，可以很容易地在保護活性層23不受裂縫的傳播影響的狀態下，在一個活性層23形成 具有多個發光點(光波導路)的半導體激光元件部140。(第三實施方式的第二變形例)在該第三實施方式的第二變形例中，與上述第三實施方式的不同之處在于，形成 芯片化后的各激光元件只有一個脊20c (光波導路)的半導體激光元件305及305，下面參 照圖21、圖22及圖24對此加以說明。在此，如圖24所示，在第三實施方式的第二變形例中，半導體激光元件305及306 分別將具有一個脊20c的半導體激光元件部130a(130b)接合于ρ型Ge基板10的下面上。 即，如圖22所示，在上述第三實施方式的制造工藝的元件分割工序時，不但進行按ρ型Ge 基板10的元件分割位置P的分割，而且按元件分割位置Q分割ρ型Ge基板10及半導體激 光元件部130。由此，將如圖21所示的半導體激光元件300形成為再分割成三份的半導體 激光元件305及306 (參照圖24)。(第三實施方式的第三變形例)在該第三實施方式的第三變形例中，與上述第三實施方式的第二變形例同樣，形 成芯片化后的各激光元件只有一個脊20c (光波導路)的半導體激光元件305及306，下面 參照圖23及圖25對此加以說明。在此，如圖25所示，在第三實施方式的第三變形例中，半導體激光元件355及356 將具有一個脊20的半導體激光元件部140a(140b)接合于ρ型Ge基板10的下面上。即，在 制造工藝中，在上述第三實施方式的第一變形例中的制造工藝的元件分割工序時，不但進 行按與半導體激光元件部140 (參照圖23)的A方向的兩側端部對應的ρ型Ge基板10的 位置P的分割，而且在與被半導體激光元件部140的A方向的內側彼此鄰接的脊20c夾持 的區域(兩個部位)對應的位置，分割P型Ge基板10及半導體激光元件部140。由此，將 如圖25所示的半導體激光元件350形成為再分割成三份的半導體激光元件355及356 (參 照圖25)。(第四實施方式)在該第四實施方式中，在形成有雙波長半導體激光元件的支承基板上接合使用與 上述第一實施方式同樣的制造工藝形成的藍色半導體激光元件，形成三波長半導體激光元 件，下面，參照圖26及圖27對此加以說明。如圖26所示，在第四實施方式的三波長半導體激光元件400中，在將紅色半導體 激光元件部420及紅外半導體激光元件部430 —體地形成于η型GaAs基板401上的雙波長 半導體激光元件410的表面上，以結型向下方式接合有藍色半導體激光元件部450。另外， 藍色半導體激光元件部450為本發明的“第一半導體元件部”之一例，紅色半導體激光元件 部420及紅外半導體激光元件部430為本發明的“第二半導體元件部”之一例。另外，η型 GaAs基板401為本發明的“基板”之一例。
另外，雙波長半導體激光元件410的紅色半導體激光元件部420在η型GaAs基板 401的上面具有具有將由AlGaInP構成的η型包層421和由AlGaInP構成的阻擋層交互 層疊的MQW結構的活性層422、及由AlGaInP構成的ρ型包層423。
另外，紅外半導體激光元件部430具有具有將由AlGaAs構成的η型包層431和 由Al組成低的AlGaAl構成的量子勢阱層及由Al組成高的AlGaAs構成的阻擋層交互層疊 的MQW結構的活性層432、及由AlGaAs構成的ρ型包層433。另外，活性層422及432為本 發明的“第二活性層”之一例。另外，在ρ型包層423的凸部上形成有ρ側接觸層424和ρ側歐姆電極425而形 成脊420c，且在ρ型包層433的凸部上形成有ρ側接觸層434和ρ側歐姆電極435而形成 脊430c。另外，以覆蓋脊420c (430c)的側面及半導體層的表面的方式形成有由SiO2構成 的絕緣膜411。另外，在紅色半導體激光元件部420和紅外半導體激光元件部430沿A方向對置 的區域，形成有向η型GaAs基板401凹進且底部由平坦面構成的凹部412。另外，如圖26及 圖27所示，在凹部412上的規定區域，形成有沿B方向(參照圖27)延伸的焊盤電極413。另外，沿著ρ側歐姆電極425及435的上面、及絕緣膜411的上面分別形成有ρ側 焊盤電極426及436。另外，在η型GaAs基板401的下面上形成有陰極414。在此，在第四實施方式中，具有與在上述第一實施方式進行了說明的半導體激光 元件部20同樣的元件結構，形成有一個脊450的藍色半導體激光元件部450介由熱粘接層 40接合于凹部412上的焊盤電極413。另外，如圖27所示，在平面上看三波長半導體激光元件400的情況下，藍色半導體 激光元件部450的光射出面450a和雙波長半導體激光元件410的光射出面420a (430a)以 在同一面上相一致的方式接合。另外，藍色半導體激光元件部450在光反射面450b側，介由引線接合在從焊盤電 極413向A2方向突出的引線接合區413a的金屬線461而與接線端子連接，且介由引線接 合在陰極31的上面的金屬線462而連接于臺座415。另外，紅色半導體激光元件部420介 由引線接合在P側焊盤電極426的上面的金屬線463而與接線端子連接，且陰極414介由 熱粘接層40與臺座415電連接。另外，紅外半導體激光元件部430介由引線接合ρ側焊盤 電極436的上面的金屬線464而與接線端子連接。由此，三波長半導體激光元件400以下 述方式構成，即，將各半導體激光元件的P側焊盤電極連接于彼此絕緣的接線端子，且將陰 極連接于共用的負極端子。如上所述，在第四實施方式中，通過將藍色半導體激光元件部450與在η型GaAs 基板401上一體形成有紅色半導體激光元件部420及紅外半導體激光元件部430的雙波 長半導體激光元件410接合，可以很容易地將抑制了裂縫的發生的藍色半導體激光元件部 450 (第一半導體元件部)接合于雙波長半導體激光元件410 (支承基板)，并形成三波長半 導體激光元件。另外，本次公示的實施方式應認為是所有的點例示而不是有局限的。本發明的范 圍并非上述實施方式的說明而是通過權利要求的范圍而表示，另外，還包含在與權利要求 的范圍均等的含義及范圍的所有變更。例如，在上述第一 第四實施方式中，以由氮化物系半導體層構成本發明的“第一半導體元件部”為例進行了公示，但是本發明不限于此，而是也可以由氮化物系半導體層以 外的半導體層構成第一半導體元件部。另外，在上述第一 第三實施方式中，對以在成長用基板側的ρ側焊盤電極28及 支承基板側的歐姆電極91上分別形成熱粘接層40，在此基礎上接合基板時進行接合的方 式構成的例進行了說明，但本發明不限于此，而是也可以將熱粘接層40只形成于成長用基 板的P側焊盤電極28或者支承基板的歐姆電極29的任一方側。 另外，在上述第一 第三實施方式中，作為支承基板公示了使用ρ型Ge基板10之 例，但是，本發明不限于此，而是也可以使用GaP基板、Si基板及GaAs基板等。另外，在上述第一 第四實施方式中，作為成長用基板公示了使用η型GaN基板50 之例，但是，本發明不限于此，而是也可以使用藍寶石基板等。另外，在上述第一實施方式中，以將脊20c形成于半導體激光元件部20的A方向 的大致中央部為例進行了公示，但是，本發明不限于此，而是也可以將脊20c形成于距半導 體激光元件部20的A方向的中央部偏移規定距離的位置。另外，在上述第一實施方式中，對將η型包層22的區域22b形成于距區域22a的 A方向的兩側端部分別隔開相等的距離而靠近中央部的例子進行了公示，但是，本發明不限 于此，而是例如也可以將η型包層22的區域22b形成于距區域22a的A方向的兩側端部分 別隔開不等的距離而靠近中央部。即使如該變形例那樣構成，由于由區域22a和區域22b 構成臺階部22c，因而，也可抑制在活性層23附近的η型包層22 (區域22b)產生裂縫。另外，在上述第二及第三實施方式中，對在半導體激光元件部20形成兩個或者三 個脊20c的例子進行了公示，但是，本發明不限于此，而是可以形成四個以上的光波導路。另外，在上述第二及第三實施方式中，對在η型包層22的一個區域22a上形成兩 個或者三個區域22b、且在各區域22b上形成活性層23及ρ型包層24并在一個半導體激 光元件部設置多個發光部的例子進行了公示，但是，本發明不限于此，而是也可以在η型包 層22的一個區域22a上形成四個以上的區域22b并具有四個以上的發光部的半導體激光 元件部。另外，在上述第四實施方式中，對由藍色半導體激光元件部450、和由紅色半導體 激光元件部420及紅外半導體激光元件部430構成的雙波長半導體激光元件410形成三波 長半導體激光元件400的例子進行了公示，但是，本發明不限于此，而是也可以將紅色半導 體激光元件接合于由綠色半導體激光元件及藍色半導體激光元件構成的雙波長半導體激 光元件，而形成射出RBG光的三波長半導體激光元件。另外，在上述第一 第三實施方式中，作為剝離層也可以使用SiO2等選擇成長掩 模。
權利要求
一種半導體激光元件，其特征在于具備第一半導體元件部和與所述第一半導體元件部接合的支承基板，所述第一半導體元件部具備諧振器；第一導電型第一包層，其具有在與所述諧振器延伸的第一方向相交叉的第二方向具有第一寬度的第一區域、和在所述第二方向具有寬度比形成于所述第一區域上的所述第一寬度小的第二寬度的第二區域；和形成于所述第一包層的所述第二區域上的第一活性層及第二導電型第二包層。
2.如權利要求1所述的半導體激光元件，其中，所述第二包層具有平坦部、和形成于 所述平坦部且具有寬度比所述第二寬度小的第三寬度的凸部。
3.如權利要求2所述的半導體激光元件，其中，所述凸部形成有多個，與所述多個凸部對應的所述第一活性層的部分分別成為所述第一半導體元件部的光 波導路。
4.如權利要求1 3中任一項所述的半導體激光元件，其中，由所述第一區域和所述第二區域在所述第一包層形成有臺階部，所述臺階部以沿所述第一方向延伸的方式形成。
5.如權利要求4所述的半導體激光元件，其中，所述第二區域形成于所述第一區域的 除兩端部的區域。
6.如權利要求1 5中任一項所述的半導體激光元件，其中，在所述諧振器的端面附 近，具有所述第二區域的寬度比所述第二寬度小的第四寬度。
7.如權利要求1 6中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第二方向中的所述第 一活性層及所述第二包層的寬度與所述第二寬度相同。
8.如權利要求1 7中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第二區域形成多個。
9.如權利要求1 8中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第一區域的寬度比所 述支承基板的寬度小。
10.如權利要求1 9中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第一半導體元件部 還包含覆蓋所述第一區域的側面的絕緣膜。
11.如權利要求1 10中任一項所述的半導體激光元件，其中，在所述支承基板形成有 具有第二活性層的第二半導體元件部。
12.如權利要求1 11中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第一半導體元件部 的所述第二包層側與所述支承基板接合。
13.如權利要求1 12中任一項所述的半導體激光元件，其中，所述第一半導體元件部 和所述支承基板介由熱粘接層接合。
14.一種半導體激光元件的制造方法，其特征在于，具備在所述成長用基板上使第一導電型第一包層、活性層及第二導電型第二包層成長的工序；以具有擁有第一寬度的第一區域和在所述第一區域上擁有比所述第一寬度小的第二 寬度的第二區域的方式形成所述第一包層的工序；和在所述成長用基板上的所述第二包層側接合支承基板的工序。
15.如權利要求14所述的半導體激光元件的制造方法，其中，還具備除去所述成長用 基板的工序。
16.如權利要求14或者15所述的半導體激光元件的制造方法，其中，所述成長用基板 具有條帶狀的缺陷集中區域。
17.如權利要求16所述半導體激光元件的制造方法，其中，還具備在所述缺陷集中區 域的至少局部除去所述第一包層、所述活性層及所述第二包層的工序。
18.如權利要求14 17中任一項所述的半導體激光元件的制造方法，其中，在以具有 所述第一區域和所述第二區域的方式形成所述第一包層的工序之后，還具備將平坦部和形 成于所述平坦部且具有比所述第二寬度小的第三寬度的凸部形成于所述第二包層的工序。
19.如權利要求18所述的半導體激光元件的制造方法，其中，在所述第二包層形成所 述凸部的工序具備將多個所述凸部形成于所述第二包層的工序。
20.如權利要求14 19中任一項所述的半導體激光元件的制造方法，其中，使所述第 一包層成長的工序具備在所述成長用基板上介由剝離層使所述第一包層成長的工序。
全文摘要
本發明提供一種半導體激光元件及其制造方法，得到一種可抑制在活性層附近的包層產生裂縫的半導體激光元件。該半導體激光元件(100)具備第一半導體元件部(120)、與第一半導體元件部接合的支承基板(10)，第一半導體元件部具備諧振器；在與諧振器延伸的第一方向(B方向)交叉的第二方向(A方向)具有第一寬度的第一區域(22a)；在第二方向具有擁有比形成于第一區域上的第一寬度小的第二寬度的第二區域(22b)的第一導電型第一包層(22)；形成于第一包層的第二區域上的第一活性層(23)及第二導電型第二包層(24)。
文檔編號H01S5/343GK101960683SQ20098010711
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月25日 優先權日2008年2月29日
發明者久納康光, 畑雅幸, 竹內邦生 申請人:三洋電機株式會社