JP2000332343A

JP2000332343A - 半導体発光装置およびその製造方法

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Publication number: JP2000332343A
Application number: JP14094699A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Ito; 茂稔伊藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: JP4573374B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱抵抗が劣化せず、しかも、チップ分割工程
の生産性の良い半導体レーザ装置の製造方法を提供す
る。【解決手段】半導体レーザ装置の製造方法において、
透明な基板とその上に設けられた半導体積層体を備えた
半導体発光素子ウェハーの基板下面に、ウェハー裏面側
からウェハー表面の構造が透かして確認できる膜厚の、
順次第１の金属膜と第２の金属膜とからなる多層金属膜
を形成する工程と、ウェハー裏面側からウェハー表面の
構造を認識してアライメントすることによりウェハー裏
面に分割溝を形成してウェハーを分割し、半導体発光素
子チップを得る工程と、前記半導体発光素子チップを基
板側を下にし、ハンダを介して支持基体上に積載し、加
熱することにより、前記第１の金属膜を膜状に残存さ
せ、かつ、前記第２の金属膜はハンダに溶かし込む工程
を有することにより、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置の
製造方法にかかわり、特に、半導体発光素子ウェハーの
分割方法、あるいは、半導体発光素子チップの支持基体
上へのダイボンド方法にかかわる。また、このような方
法により製造された半導体発光装置の構造に係わる。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮおよびそれらの
混晶半導体に代表される窒化物系半導体からなる活性層
を内包したレーザチップを備えた、半導体レーザ装置が
試作されている。半導体レーザ装置においては、その動
作時にレーザチップで発生する熱を効率良く支持基体に
放散させて発光部の温度上昇にともなう特性劣化を抑制
するために、レーザーチップが支持基体に熱伝導性良く
マウントされる必要がある。図７は、このような技術に
関する、特開平１０−１０７３８４号公報に開示された
半導体レーザ装置を示すものである。図において、７１
は酸化物基板、７２は該基板表面上に形成された、窒化
物系半導体の多層薄膜からなる半導体レーザ本体、７
３、７４は半導体レーザ本体に電力を供給するための電
極、７５はヒートシンク（支持基体）、７６は金属から
なる導電性接着剤（ハンダ）であり、７７は酸化物基板
の裏面側表面に形成された金属膜である。金属膜７７と
しては、酸化物に対して密着性の良い金属として知られ
ている、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｖ
等が選定され、その膜厚は０．１〜０．２μｍである。
酸化物基板の裏面表面に、酸化物に対する密着性の良好
な金属膜が形成されてなるから、半導体レーザチップと
ハンダとが強固に接着され、半導体レーザチップから支
持基体への熱伝導性がよくなる。

【０００３】このような、半導体レーザ装置は、以下に
示す工程により製造できる。

【０００４】始めに、サファイア等の酸化物基板７１上
（表面側）に、窒化物系半導体からなる多層薄膜７２を
結晶成長法により形成し、さらに、その上面に、電極７
３、７４等を形成したウェハーを適宜作成する。その
後、ウェハーの裏面に上記金属膜７７を蒸着法等により
薄膜形成する。さらに、その後、基板裏面の所定の位置
にダイヤモンドポイントで溝を入れ、この溝にしたがっ
て、ウェハーを分割することにより、個々のレーザチッ
プを形成する。（スクライビング法）この際、半導体レ
ーザの共振器ミラー面も同時に形成することができる。
さらにその後、レーザチップは、Ａｕ系ハンダ等のマウ
ントに通常用いられているハンダにより、ステムもしく
はサブマウントなどの支持基体上にダイボンドされ、半
導体レーザ装置が完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、以下に示す問題がある。

【０００６】上記半導体レーザ装置の製造工程におい
て、酸化物基板上に窒化物系半導体が形成されたウェハ
ーをレーザチップに分割する際、基板の裏面側にスクラ
イブ溝を形成する必要がある。これは、エピ面側でな
く、基板側にスクライブ溝を形成した方が良好に分割で
きるためである。この際、スクライブ溝の位置は、ウェ
ハーの表面側に形成されたレーザの構造（エッチング
溝、電極パターン等）にアライメントされて、正確に形
成されている必要がある。しかしながら、ウェハーの裏
面には、金属膜７７が積層されているために、ウェハー
の裏面側から、表面のパターンを確認することができ
ず、このままでは、溝の位置をアライメントすることが
困難であった。よって、チップ分割工程に不便をきた
し、レーザ装置等の生産性が良好でなかった。本発明
は、チップ分割工程における上記問題を解消し、しか
も、マウントされた半導体発光素子チップの熱抵抗を悪
化させることのない、半導体レーザ装置の製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
にあっては、以下の構成により、上記問題点が解決され
る。

【０００８】本発明の半導体発光装置は、透明な基板
と、その上に設けられた半導体積層体を備えた半導体発
光素子チップと、支持基体とを備え、半導体発光素子チ
ップが基板側を下にして支持基体にハンダにて固着され
てなる半導体発光装置において、半導体発光素子チップ
とハンダとの間には、膜厚が０．５ｎｍ以上１２ｎｍ以
下である、第１の金属膜が介装され、さらに、前記ハン
ダ中には、第２の金属とハンダとの混合物が形成されて
いることを特徴とする本発明の半導体発光装置は、透明
な基板と、その上に設けられた半導体積層体を備えた半
導体発光素子チップと、支持基体とを備え、半導体発光
素子チップが基板側を下にして支持基体にハンダにて固
着されてなる半導体発光装置において、半導体発光素子
チップとハンダとの間には、第１の金属膜と、第２の金
属膜とが介装され、第１の金属膜と第２の金属膜は透過
部を有し、透過部は第１の金属膜の厚さが１２ｎｍ以下
であり、第２の金属膜の膜厚が０であり、前記ハンダ中
には、前記第２の金属とハンダとの混合物が形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】本発明の半導体発光装置は、前記ハンダが
Ｉｎを主成分としてなり、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれ
かを含んでなり、かつ、前記第２の金属は、Ｎｉ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを
含んでなることを特徴とする。

【００１０】本発明の半導体発光装置は、前記ハンダが
Ｐｂを主成分としてなり、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記第２の
金属は、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれ
かを含んでなることを特徴とする。

【００１１】本発明の半導体発光装置は、前記ハンダが
Ｓｎを主成分としてなり、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれ
かを含んでなり、前記第２の金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んで
なることを特徴とする。

【００１２】本発明の半導体発光装置は、前記ハンダが
Ａｕを主成分としてなり、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ａｌのいずれかを含んでな
り、前記第２の金属は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚ
ｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいず
れかを含んでなることを特徴とする。

【００１３】本発明の半導体発光装置の製造方法は、透
明な基板とその上に設けられた半導体積層体を備えた半
導体発光素子ウェハーの基板下面に、ウェハー裏面側か
らウェハー表面の構造が確認できる透過部を有する、第
１の金属膜および第２の金属膜を含む多層膜を設ける工
程と、ウェハー裏面側からウェハー表面の構造を認識し
てアライメントすることによりウェハー裏面に分割溝を
形成してウェハーを分割し、半導体発光素子チップを得
る工程を有することを特徴とする。

【００１４】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記透過部は、第１の金属膜と第２の金属膜がウェハー裏
面からウェハー表面の構造を確認できる膜厚であること
を特徴とする。

【００１５】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記透過部は前記半導体チップの全面に形成されているこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記半導体発光素子チップを基板側を下にし、ハンダを介
して支持基体上に積載し、加熱することにより、前記第
１の金属膜を膜状に残存させ、かつ、前記第２の金属膜
はハンダに溶かし込んで前記半導体発光素子チップを前
記支持基体に固着させる工程と、を有することを特徴と
する。

【００１７】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記透過部における第１の金属膜の膜厚が、０．５ｎｍ以
上１２ｎｍ以下であることを特徴とする。

【００１８】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記透過部における第２の金属膜の膜厚が、３ｎｍ以上２
５ｎｍ以下であることを特徴とする。

【００１９】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記透過部のチップ裏面に占める面積が２０％以下である
ことを特徴とする。

【００２０】本願の半導体発光装置の製造方法は、前記
ハンダがＩｎを主成分としてなり、前記第１の金属は、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ
のいずれかを含んでなり、前記第２の金属は、Ｎｉ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを
含んでなることを特徴とする。

【００２１】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記ハンダがＰｂを主成分としてなり、前記第１の金属
は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、
Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでな
り、前記第２の金属は、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とする。

【００２２】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記ハンダがＳｎを主成分としてなり、前記第１の金属
は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、
Ａｌのいずれかを含んでなり、前記第２の金属は、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいず
れかを含んでなることを特徴とする。

【００２３】本発明の半導体発光装置の製造方法は、前
記ハンダがＡｕを主成分としてなり、前記第１の金属
は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ａｌのいずれ
かを含んでなり、前記第２の金属は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とする。

【００２４】なお、本明細書において、ハンダとは、電
子デバイスの接合に用いられる溶融温度４５０℃以下の
金属を表わしている。

【００２５】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕図１は、本発明
の実施の形態１の半導体レーザ装置を示す模式図であ
る。図において、１０１はサファイア基板であり、その
上に窒化物系半導体の積層体１０２が形成されている。
また、窒化物系半導体の積層体１０２の表面には、ｎ電
極１０３、ｐ電極１０４が設けられている。以上が、本
実施の形態の半導体レーザ装置に用いられた半導体レー
ザチップの基本構成であり、その詳細については後述す
る。半導体レーザチップの裏面であるサファイア基板下
面には、第１の金属膜１０５が設けられており、さら
に、支持基体１１０上、前記第１の金属膜１０５との間
にハンダ１１２が介在されることにより、半導体レーザ
チップが支持基体１１０の上に固定・積載されている。
図示されないが、ハンダ１１２中には、第２の金属膜材
料とハンダ材料との合金が一部形成されている。また、
ｎ電極１０３は、支持基体の一部とワイヤ１１３にて電
気的に接続され、ｐ電極１０４はピン１１１とワイヤ１
１４にて電気的に接続されている。ここで、ピン１１１
とは支持基体１１０とは絶縁された外部接続端子に電気
的に接続されており、これにより、本実施の形態の半導
体レーザ装置における半導体レーザチップに外部より電
流が供給されうる。

【００２６】図２は本実施の形態に用いた半導体レーザ
チップを端面から見た模式図である。本図は、レーザチ
ップを図１の支持基体１１０にマウントする前の状況を
示している。図において、窒化物系半導体の積層体１０
２は、サファイア基板側から順に、ＡｌＧａＩｎＮバッ
ファ層２０１、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層２０
２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮクラッド層２０３、ｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＮガイド層２０４、ＡｌＧａＩｎＮ多重量子井戸
活性層２０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＮガイド層２０６、ｐ
−ＡｌＧａＩｎＮクラッド層２０７、ｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｎコンタクト層２０８が積層されて構成されている。ｐ
クラッド層２０７およびｐコンタクト層２０８には、共
振器方向に延伸したストライプ状のリッジ２１１が設け
られ、また、ｐ電極１０４と窒化物系半導体の積層体１
０２との間には、リッジ部分を除いて、絶縁膜２１０が
設けられている。このように、本実施の形態に用いた半
導体レーザチップは、いわゆるリッジストライプ型構造
を有している。また、窒化物系半導体の積層体１０２の
一部に、表面より溝が設けられていることによって、ｎ
電極１０３がｎ−ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層２０２に
接触するように設けられている。さらには、レーザチッ
プの裏面側には第１の金属膜１０５及び第２の金属膜１
０６が形成されている。

【００２７】以下に、図１および図２を参照しつつ本実
施の形態の半導体レーザ装置の製造方法を説明する。

【００２８】初めに、半導体素子の製造に用いられてい
るプロセスを適宜適用して、サファイア基板１０１上
に、図２に示したような個々の半導体レーザ構造が多数
形成された半導体レーザウェハーを得た。このような、
ウェハーを得る工程は、周知技術であるので、その詳細
な記載は省略する。本実施の形態において、基板の厚み
は３５０μｍであり、窒化物系半導体の積層体１０２の
トータルの厚みは約１０μｍであった。

【００２９】次に、従来の技術にも記載したように、サ
ファイア基板１０１の裏面側から、研磨もしくはエッチ
ングにより、基板の一部を除去し、ウェハーの厚みを、
通常４０〜１２０μｍ程度までに薄く調整する。これ
は、後の工程で、ウェハーを分割し個々のレーザチップ
に分割するのを容易にするための工程である。特に、レ
ーザ端面ミラーも分割時に形成する場合には、３５〜８
０μｍと、薄めに調整することが望ましい。本実施の形
態においては、研削機を用いてウェハーの厚みを１００
μｍに調整し、その後、研磨機を用いて５０μｍまで調
整した。ウェハーの裏面は研磨機により磨かれているの
で平らであり、また、基板のサファイアが透明であるこ
とから、ウェハーの裏面側から、ウェハー表面に形成さ
れた構造（導波路構造、リッジ、電極パターン、絶縁膜
パターン、エッチングパターン、溝等）が容易に観察で
きた。

【００３０】次に、ウェハー裏面に第１の金属膜１０
５、第２の金属膜１０６を順次形成した。ここで、第１
の金属膜１０５は基板であるサファイアと密着性がよ
く、さらに、レーザチップをマウントする際にハンダ１
１２と混合しにくい金属を選定する必要があり、また、
第２の金属膜１０６には、マウントの際に、上記ハンダ
１１２と混合しやすい金属を選定する必要がある。本実
施の形態においては、第１の金属膜１０５には膜厚３ｎ
ｍのＭｏを、第２の金属膜１０６には膜厚１０ｎｍのＡ
ｕを選定した。このような、薄い金属膜を膜厚の制御性
良く形成するには、真空蒸着法が適しており、本実施の
形態でもこの手法を用いたが、イオンプレーティング法
やスパッタ法等の他の手法を用いても良いことは言うま
でもない。ウェハー裏面に設けられたこれら２層の金属
膜は、非常に薄いので、ウェハーの裏面側からウェハー
を透かして表面に形成された構造を確認することができ
た。

【００３１】その後、チップ分割工程により、ウェハー
を個々の半導体レーザチップに分割した。この工程は、
以下のように実施した。裏面側を上にしてステージ上に
上記得られたウェハーを置き、光学顕微鏡を用いウェハ
ーを透かして表面構造を確認して、傷入れ位置をアライ
メントし、ウェハー裏面（サファイア基板）にダイヤモ
ンドポイントでスクライブラインを入れた。傷入れ位置
は、図２において記号２２０で示されているレーザチッ
プの周囲に当る場所に相当する。それから、ウェハーに
適宜力を加え、スクライブラインに沿ってウェハーを分
割することで、図２に示されるような、個々のレーザチ
ップを作製した。ここではスクライビング法によるチッ
プ分割工程について説明したが、基板裏面側から傷、溝
等を入れてチップを分割する方法であれば、同様にアラ
イメントが可能であり、このような他の手法を用いて
も、同じ効果が得られることは言うまでもない。他の手
法として、ワイヤソーもしくは薄板ブレードを用いて傷
入れもしくは切断を行うダイシング法、エキシマレーザ
等のレーザ光の照射加熱とその後の急冷により照射部に
クラックを生じさせ、これをスクライブラインとするレ
ーザスクライビング法、高エネルギー密度のレーザ光を
照射し、この部分を蒸発させて溝入れ加工を行う、レー
ザアブレーション法等を用いても、同様にチップ分割工
程が可能であった。

【００３２】このように、本発明においては、透明な基
板を用い、ウェハー裏面の金属膜を非常に薄く形成した
ので、チップ分割工程においてウェハー裏面から表面構
造の確認が可能であった。

【００３３】次に、ダイボンディング法により、レーザ
チップを支持基体上にマウントした。この工程は、以下
のように実施した。まず、図１に示される支持基体１１
０に、ハンダ１１２を塗布した。本実施の形態におい
て、支持基体１１０はＣｕもしくはＦｅを主体とする金
属からなり、その表面にＮｉ膜／Ａｕ膜が順にメッキ形
成されたものである。ハンダ１１２には、Ｉｎを用い、
その塗布され後の厚みは１〜２０μｍ程度であった。ハ
ンダはこのようにあらかじめ塗布により膜状に形成して
もよいし、他の製膜方法例えば、蒸着法、スパッタ法、
印刷法、メッキ法等を用いてもよい。ただし、Ｉｎもし
くはＳｎを主成分とするハンダの場合のように、室温に
おいてハンダが特に柔らかい場合には、生産性の極めて
高い塗布法を用いることが好ましかった。また、次に、
支持基体１１０を１９０℃程度のハンダの融点より若干
高い温度まで加熱し、ハンダが溶けたところで、上記得
られたレーザチップを裏面側を下にして載せ、さらに、
荷重を適宜加えながら、温度を１分程度保持し、第２の
金属膜１０６とハンダ１１２とをよく馴染ませた。これ
により、第２の金属膜はハンダ中に溶解し、第２の金属
膜材料とハンダ材料との合金が、図１に示されるハンダ
１１２の一部に形成された。その後、支持基体を冷却
し、ハンダが固化したところで本工程を終えた。尚、こ
こでは、本工程前にハンダを支持基体側に設けたが、逆
にレーザチップ側に設けるようにしてもよい。

【００３４】こうして、図１に示した本実施の形態の半
導体レーザ装置が得られた。

【００３５】上記工程によりマウントされたレーザチッ
プを支持基体から強制的に引き剥がして、接着部分の状
況を調べたところ、Ａｕからなる第２の金属膜１０６
は、ほとんどがハンダ１１２に溶け込んでしまって残っ
ていない（チップ周辺部の一部に見られるハンダとのな
じみが良好でない部分を除く。これは、チップ裏面が完
全に平坦ではないために生じており、本発明の本質とは
関係がない。）一方、Ｍｏからなる第１の金属膜１０５
はそのままサファイア基板に接着して残っていた。つま
り、本実施の形態の半導体レーザ装置においては、支持
基体上に、ハンダ（ただし、第２の金属膜であるＡｕが
一部に溶け込んでいる）および膜厚３ｎｍのＭｏからな
る第１の金属膜を介して半導体レーザチップがマウント
されていた。また、選定した第１の金属膜は、基板との
密着性が良好なものであった。このような状況にある、
本実施の形態の半導体レーザ装置の熱抵抗を測定したと
ころ、３０Ｋ／Ｗであった。

【００３６】この値を評価するために、Ａｕからなる第
２の金属膜の成膜時の厚さを０．５μｍと変えた他は本
実施の形態と同様の方法で作製した対照半導体レーザ装
置１を作製し、熱抵抗を測定したところ、２８Ｋ／Ｗで
あった。また、このように金属膜を厚く形成したので、
スクライブ工程時にウェハー裏面より表面構造を確認す
ることは不可能であった。マウントされたレーザチップ
を支持基体から引き剥がして、接着部分の状況を調べた
ところ、Ａｕからなる第２の金属膜は膜状に残存してお
り、その量はハンダと反応するに十分であることが確か
められた。一方、本実施の形態の半導体レーザ装置にお
いては、第２の金属膜が極めて薄いにもかかわらず、熱
抵抗の値としては、第２の金属膜を十分な厚さだけ付着
した場合とほぼ同じであることが判明した。

【００３７】Ｍｏからなる第１の金属膜の成膜時の厚さ
を０．１μｍと変えた他は本実施の形態と同様の方法で
作製した対照半導体レーザ装置２を作製し、熱抵抗を測
定したところ、３５Ｋ／Ｗであった。また、このように
金属膜を厚く形成したので、スクライブ工程時にウェハ
ー裏面より表面構造を確認することは不可能であった。
また、マウント後も、Ｍｏからなる第１の金属膜が同じ
厚さのまま残存していたことは、本実施の形態と同じで
あった。このように、第１の金属膜を厚く形成すること
で、本実施の形態と比較して、むしろ、わずかではある
が熱抵抗が上昇してしまうことが判明した。

【００３８】第１の金属膜の材料をＮｉと変えたほかは
本実施の形態と同様の方法で作製した対照半導体レーザ
装置３を作製し、熱抵抗を測定したところ、６０Ｋ／Ｗ
であった。なお前述のように、Ｎｉはサファイア等の酸
化物基板に対して、密着性の良好な金属として知られて
いるものである。このように金属膜を極めて薄く形成し
たので、スクライブ工程時にウェハー裏面より表面構造
を確認することが可能であった。マウントされたレーザ
チップを支持基体から引き剥がして、接着部分の状況を
調べたところ、第１の金属膜および第２の金属膜とも残
存しておらず、また、引き剥がしに要する力は本実施の
形態の場合と比較して極めて弱かった。これは、第１お
よび第２の金属膜ともに膜を透かして反対側が目視でき
るほど薄く、また、第１の金属膜として、マウント時に
ハンダに溶け込んでしまう材料を選定したために、マウ
ント工程中に第１および第２の金属膜ともハンダに溶け
込んでしまい、マウント後の接着部分においてはハンダ
とサファイア基板とが直接接していることとなり、よっ
て、支持基板とレーザチップとの接着強度が低下し、熱
抵抗が増加したものと推察された。

【００３９】第２の金属膜を省略したほかは、本実施の
形態と同様の方法で作製した対照半導体レーザ装置４を
作製したところ、マウント時に剥がれてしまう不良が多
発した。これは、マウント時にハンダと反応する金属膜
が省略されたために、良好なマウントが不可能となった
ことによると推察される。

【００４０】以上の事実を整理すると次のようになる。
まず、第２の金属膜としては、接着性を良好なものとす
るために、マウント工程時にハンダと混じり合う金属を
選定して設ける必要がある。これは、ウェハーの透明性
を確保するために極めて薄く形成されることから、マウ
ント工程を経ると、ハンダの中に溶け込んでなくなって
しまう。また、第１の金属膜としては、ハンダに溶け込
んでしまわない材料を選定する必要がある。これは、第
１および第２の金属膜ともハンダに溶け込んでしまう
と、最終的に、ハンダと透明基板とが直接接合されてい
ることになり、密着性が悪化して、熱抵抗が増大するか
らである。この点に着目して種々の金属材料を検討した
ところ、ハンダがＩｎを主成分としてなるときには、第
１の金属膜としてＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んで構成したときに良
好な結果が得られ、第２の金属膜としてＮｉ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んで
構成したときに良好な結果が得られた。さらに、ハンダ
がＰｂを主成分としてなるときには、第１の金属膜とし
て、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、
Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んで構成
したときに良好な結果が得られ、第２の金属膜として、
Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含ん
で構成したときに良好な結果が得られたが、これについ
ては、実施の形態３および４で再度説明する。ハンダが
Ｓｎを主成分としてなるときには、第１の金属膜とし
て、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、
Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んで構成したときに良好な結
果が得られ、第２の金属膜として、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んで構成
したときに良好な結果が得られたが、これについては、
実施の形態６および７で再度説明する。ハンダがＡｕを
主成分としてなるときには、第１の金属膜として、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ．Ｗ、Ｆｅ、Ａｌのいずれかを含
んで構成したときに良好な結果が得られ、第２の金属膜
として、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んで構成
したときに良好な結果が得られたがこれについては、実
施の形態８及び９で再度説明する。

【００４１】さらに、第１の金属膜については、マウン
トされたレーザチップを支持基体から強制的に引き剥が
して接着状況を検査した際に、基板側に膜状に残る程度
に、基板に対する密着性の良好な金属を選定することが
必要である。この点に注目して第１の金属膜材料を選定
したところ、サファイア（α−Ａｌ₂Ｏ₃）、ルビー（α
−Ａｌ₂Ｏ₃：Ｃｒ）、石英（Ｓｉ０₂）、ＭｇＡｌ
₂Ｏ₃、ＭｇＧａ₂Ｏ₄、ＮｄＧａＯ₃、ＬｉＧａＯ₂、Ｌｉ
ＡｌＯ₂、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の酸化物基板に対しては、
Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれかを含んで構成したと
きに良好な結果が得られ、ＧａＮ等の窒化物基板に対し
ては、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅのいず
れかを含んで構成した時に良好な結果が得られた。

【００４２】次に、第１および第２の金属膜の膜厚につ
いて検討する。

【００４３】第２の金属膜の厚さを本実施の形態の１０
ｎｍに固定したまま、第１の金属膜の厚さを変えたとこ
ろ、膜厚が７ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏面か
らの表面構造の目視が不可能になった。第２の金属膜の
厚さを後述の下限値（３ｎｍ）としたときには、膜厚が
１２ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏面からの表面
構造の目視が不可能になった。膜厚の下限については、
あまりに薄い場合には、均一な薄膜形成が困難になるの
で、０．５ｎｍ以上が望ましかった。

【００４４】逆に、第１の金属膜の厚さを本実施の形態
の３ｎｍに固定し、第２の金属膜の厚さを変えたとこ
ろ、第２の金属膜には、比較的可視域での透過率の高い
金属であるＡｕを用いているので、第１の金属膜と比較
すると厚めでも許されるが、膜厚が１６ｎｍ程度になっ
たときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可能
になった。第１の金属膜の厚さを前述の下限値（０．５
ｎｍ）としたときには、膜厚が２５ｎｍ程度になったと
きに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可能にな
った。また、第２の金属膜としてＡｕ以外の材料を選定
したときには、上限値を１５ｎｍとすることが好ましか
った。膜厚の下限については、マウント時にハンダと十
分なじむだけの量が必要であって、マウント不良が増大
しない限度から判断したところ、３ｎｍ程度であった。

【００４５】さらに、膜厚を種々変更して生産性よく良
好な分割、マウント条件が得られる範囲を検討したとこ
ろ、第２の金属膜がＡｕである場合、１〜４．５ｎｍの
範囲にある第１の金属膜に、膜厚５〜１５ｎｍの範囲に
ある第２の金属膜を積層した構造とすることが望ましか
った。第２の金属膜が上述のＡｕ以外の材料である場
合、１〜４．５ｎｍの範囲にある第１の金属膜に、膜厚
３〜１０ｎｍの範囲にある第２の金属膜を積層した構造
とすることが望ましかった。

【００４６】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、それぞれ極めて薄い範囲に限定された膜厚を有し、
上述の性質を持ってなる第１金属膜および第２金属膜を
ウェハー裏面に積層してからチップ分割したので、ウェ
ハー裏面からウェハー上面にある構造を目視確認するこ
とができるという特徴を有する。これにより、チップ分
割工程の再現性、制御性を高め、工程歩止りを従来の技
術と比較して向上させることができた。またこのよう
に、ウェハー裏面にアライメントのためのパターン形成
を行なわなくても、ウェハー裏面側からウェハー表面の
構造の目視確認が可能となった。本実施の形態のウェハ
ーは窒化物半導体が、それと熱的性質の異なる酸化物基
板上に形成され、しかも、その厚みが４０〜１２０μｍ
と、薄くなっているので、反りが生じやすいものであ
る。このような場合、反っているウェハーの裏面チップ
分割工程においてチップの位置を確認できないまま、単
に一定間隔で溝入れを行うと、表面のパターンと溝入れ
位置がずれてきてしまうことになるので、本実施の形態
のチップ分割工程のように各チップのパターンが見える
利点が非常に大きい。なお、このように薄くて反ったウ
ェハーにフォトリソグラフィー法などのパターン形成法
により、アライメントマークを設けるなどの手法は、ウ
ェハーの割れを生じることがあって、生産性を低下させ
てしまう。本実施の形態の半導体装置の製造方法によれ
ば、ウェハー裏面にこのようなパターン形成工程を施す
必要がないので半導体発光装置の生産性が極めて高いも
のとなる。更に、上記説明にに従って、第１金属膜及び
第２金属膜を選定することにより、通常の厚い金属膜を
設けた場合と比較して、熱抵抗はほとんど変わらない
か、むしろ向上した。これにより、結果として、熱放散
が良好であるために、高温特性および寿命特性の良好な
半導体レーザ装置を生産性良く製造する事ができるよう
になった。〔実施の形態２〕実施の形態１において、第１の金属膜
（４．５ｎｍ）、第２の金属膜（４．５ｎｍ）を次の組
み合わせとした他は、実施の形態１と同様の半導体レー
ザ装置を作製した。

【００４７】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ｎｉ）、（Ｔｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔ
ｉ、Ｇａ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔｉ、Ｓｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚｒ、Ｎｉ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｇａ）、（Ｚ
ｒ、Ｉｎ）、（Ｚｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｂ）、（Ｃｒ、Ｎｉ）、（Ｃｒ、Ａｇ）、（Ｃ
ｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｇａ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ｎｉ）、（Ｍｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ｇａ）、（Ｍ
ｏ、Ｉｎ）、（Ｍｏ、Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍ
ｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、Ｎｉ）、（Ｗ、Ａｇ）、（Ｗ、Ａ
ｕ）、（Ｗ、Ｇａ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ｓｎ）、
（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｆｅ、Ｎｉ）、（Ｆ
ｅ、Ａｇ）、（Ｆｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｇａ）、（Ｆ
ｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、Ｓｎ）、（Ｆｅ、Ｐｂ）、（Ｆ
ｅ、Ｓｂ）、（Ａｌ、Ｎｉ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａ
ｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｇａ）、（Ａｌ、Ｉｎ）、（Ａ
ｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐｂ）、（Ａｌ、Ｓｂ）。

【００４８】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値２９〜３５Ｋ／Ｗが得られ、良好な熱抵抗を初めと
して、実施の形態１に記載されたのと同等の効果が確認
された。

【００４９】第２の金属膜の厚さを本実施の形態の４．
５ｎｍに固定したまま、第１の金属膜の厚さを変えたと
ころ、膜厚が１０ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏
面からの表面構造の目視が不可能になった。第２の金属
膜の厚さを後述の下限値（３ｎｍ）としたときには、膜
厚が１２ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏面からの
表面構造の目視が不可能になった。膜厚の下限について
は特に規定されないが、また、あまりに薄い場合には、
均一な薄膜形成が困難になるので、０．５ｎｍ以上が望
ましかった。逆に、第１の金属膜の厚さを本実施の形態
の４．５ｎｍに固定し、第２の金属膜の厚さを変えたと
ころ、第２の金属膜には、比較的可視域での透過率の高
い金属であるＡｕを用いた場合、膜厚が２０ｎｍ程度に
なったときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不
可能になった。第１の金属膜の厚さを前述の下限値
（０．５ｎｍ）としたときには、膜厚が２５ｎｍ程度に
なったときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不
可能になった。また、第２の金属膜としてＡｕ以外の材
料を選定したときには、上限値を１５ｎｍとすることが
好ましかった。膜厚の下限については、マウント時にハ
ンダと十分なじむだけの量が必要であって。マウント不
良が増大しない限度から判断したところ、３ｎｍ程度で
あった。

【００５０】さらに、膜厚を種々変更して生産性よく良
好な分割、マウント条件が得られる範囲を検討したとこ
ろ、第２の金属膜がＡｕである場合、１〜４．５ｎｍの
範囲にある第１の金属膜に、膜厚５〜１５ｎｍの範囲に
ある第２の金属膜を積層した構造とすることが望ましか
った。第２の金属膜が上述のＡｕ以外の材料である場
合、１〜４．５ｎｍの範囲にある第１の金属膜に、膜厚
３〜１０ｎｍの範囲にある第２の金属膜を積層した構造
とすることが望ましかった。〔実施の形態３〕実施の形態１において、基板をアンド
ープＧａＮとし、第１の金属膜、第２の金属膜を次の組
み合わせとした他は、実施の形態１と同様の半導体レー
ザ装置を作製した。

【００５１】以下に、実施の形態１における半導体レー
ザ装置の製造方法を参考にしつつ本実施の形態の半導体
レーザ装置の製造方法を説明する。

【００５２】初めに、半導体素子の製造に用いられてい
るプロセスを適宜適用して、ＧａＮ基板上に、図２に示
したのと同様の個々の半導体レーザ構造が多数形成され
た半導体レーザウェハーを得た。このような、ウェハー
を得る工程は、周知技術であるので、その詳細な記載は
省略する。本実施の形態において、基板の厚みは３００
μｍであり、窒化物系半導体の積層体のトータルの厚み
は約１０μｍであった。

【００５３】次に、ＧａＮ基板の裏面側から、研磨もし
くはエッチングにより、基板の一部を除去し、ウェハー
の厚みを、通常６０〜２００μｍ程度までに薄く調整す
る。これは、後の工程で、ウェハーを分割し個々のレー
ザチップに分割するのを容易にするための工程である。
特に、レーザ端面ミラーも分割時に形成する場合には、
８０〜１２０μｍと、薄めに調整することが望ましい。
本実施の形態においては、研磨機を用いてウェハーの厚
みを１００μｍに調整した。ウェハーの裏面は研磨機に
より磨かれているので平らであり、また、基板のＧａＮ
が透明であることから、ウェハーの裏面側から、ウェハ
ー表面に形成された構造が容易に観察できた。

【００５４】次に、ウェハー裏面に第１の金属膜、第２
の金属膜を順次形成した。ここで、第１の金属膜は基板
であるＧａＮと密着性がよく、さらに、レーザチップを
マウントする際にハンダと混合しにくい金属を選定する
必要があり、また、第２の金属膜には、マウントの際
に、上記ハンダと混合しやすい金属を選定する必要があ
る。本実施の形態においては、第１の金属膜を膜厚３ｎ
ｍとし、第２の金属膜を膜厚１０ｎｍとした。このよう
な、薄い金属膜を膜厚の制御性良く形成するには、真空
蒸着法が適しており、本実施の形態でもこの手法を用い
たが、イオンプレーティング法やスパッタ法等の他の手
法を用いても良いことは言うまでもない。ウェハー裏面
に設けられたこれら２層の金属膜は、非常に薄いので、
ウェハーの裏面側からウェハーを透かして表面に形成さ
れた構造を確認することができた。

【００５５】その後、チップ分割工程により、ウェハー
を個々の半導体レーザチップに分割した。この工程は、
以下のように実施した。裏面側を上にしてステージ上に
上記得られたウェハーを置き、光学顕微鏡を用いウェハ
ーを透かして表面構造を確認して、傷入れ位置をアライ
メントし、ウェハー裏面（ＧａＮ基板）にダイヤモンド
ポイントでスクライブラインを入れた。傷入れ位置は、
図２において記号２２０で示されているレーザチップの
周囲に当る場所に相当する。それから、ウェハーに適宜
力を加え、スクライブラインに沿ってウェハーを分割す
ることで、個々のレーザチップを作製した。ここではス
クライビング法によるチップ分割工程について説明した
が、基板裏面側から傷、溝等を入れてチップを分割する
方法であれば、同様にアライメントが可能であり、この
ような他の手法を用いても、同じ効果が得られることは
言うまでもない。他の手法として、ワイヤソーもしくは
薄板ブレードを用いて傷入れもしくは切断を行うダイシ
ング法、エキシマレーザ等のレーザ光の照射加熱とその
後の急冷により照射部にクラックを生じさせ、これをス
クライブラインとするレーザスクライビング法、高エネ
ルギー密度のレーザ光を照射し、この部分を蒸発させて
溝入れ加工を行う、レーザアブレーション法統を用いて
も、同様にチップ分割工程が可能であった。

【００５６】このように、本発明においては、透明な基
板を用い、ウェハー裏面の金属膜を非常に薄く形成した
ので、チップ分割工程においてウェハー裏面から表面構
造の確認が可能であった。

【００５７】次に、ダイボンディング法により、レーザ
チップを支持基体上にマウントした。この工程は、以下
のように実施した。まず、図１に示されるのと同様の支
持基体に、ハンダを塗布した。本実施の形態において、
支持基体はＣｕもしくはＦｅを主体とする金属からな
り、その表面にＮｉ膜／Ａｕ膜が順にメッキ形成された
ものである。ハンダには、Ｉｎを用い、その塗布され後
の厚みは１〜２０μｍ程度であった。ハンダはこのよう
にあらかじめ塗布により膜状に形成してもよいし、他の
製膜方法例えば、蒸着法、スパッタ法、印刷法、メッキ
法等を用いてもよい。ただし、ＩｎもしくはＳｎを主成
分とするハンダの場合のように、ハンダが柔らかい場合
には、生産性の極めて高い塗布法により設けることが好
ましい。また、次に、支持基体を１９５℃程度のハンダ
の融点より若干高い温度まで加熱し、ハンダが溶けたと
ころで、上記得られたレーザチップを裏面側を下にして
載せ、さらに、荷重を適宜加えながら、温度を１．５分
程度保持し、第２の金属膜とハンダとをよく馴染ませ
た。その後、支持基体を冷却し、ハンダが固化したとこ
ろで本工程を終えた。なお、ここでは、本工程前にハン
ダを支持基体側に設けたが、逆にレーザチップ側に設け
るようにしてもよい。

【００５８】こうして、図１に示したのと類似の本実施
の形態の半導体レーザ装置が得られた。

【００５９】上記工程によりマウントされたレーザチッ
プを支持基体から強制的に引き剥がして、接着部分の状
況を調べたところ、第２の金属膜は、ほとんどがハンダ
に溶け込んでしまって残っていない一方、第１の金属膜
はそのままＧａＮ基板に接着して残っていた。つまり、
本実施の形態の半導体レーザ装置においては、支持基体
上に、ハンダ（ただし、第２の金属膜が一部に溶け込ん
でいる）および膜厚３ｎｍの第１の金属膜を介して半導
体レーザチップがマウントされていた。なお、本実施の
形態における第１の金属膜、第２の金属膜は次の組み合
わせより選定された。

【００６０】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ｎｉ）、（Ｔｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔ
ｉ、Ｇａ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔｉ、Ｓｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚｒ、Ｎｉ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｇａ）、（Ｚ
ｒ、Ｉｎ）、（Ｚｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｂ）、（Ｃｒ、Ｎｉ）、（Ｃｒ、Ａｇ）、（Ｃ
ｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｇａ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ｎｉ）、（Ｍｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍ
ｏ、Ｇａ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍｏ、Ｓｎ）、（Ｍ
ｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、Ｎｉ）、（Ｗ、Ａ
ｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、（Ｗ、Ｇａ）、（Ｗ、Ｉｎ）、
（Ｗ、Ｓｎ）、（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｆｅ、
Ｎｉ）、（Ｆｅ、Ａｇ）、（Ｆｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｇ
ａ）、（Ｆｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、Ｓｎ）、（Ｆｅ、Ｐ
ｂ）、（Ｆｅ、Ｓｂ）、（Ｚｎ、Ｎｉ）、（Ｚｎ、Ａ
ｇ）、（Ｚｎ、Ａｕ）、（Ｚｎ、Ｇａ）、（Ｚｎ、Ｉ
ｎ）、（Ｚｎ、Ｓｎ）、（Ｚｎ、Ｐｂ）、（Ｚｎ、Ｓ
ｂ）、（Ｃｄ、Ｎｉ）、（Ｃｄ、Ａｇ）、（Ｃｄ、Ａ
ｕ）、（Ｃｄ、Ｇａ）、（Ｃｄ、Ｉｎ）（Ｃｄ、Ｓ
ｎ）、（Ｃｄ、Ｐｂ）、（Ｃｄ、Ｓｂ）、（Ａｌ、Ｎ
ｉ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｇ
ａ）、（Ａｌ、Ｉｎ）、（Ａｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐ
ｂ）（Ａｌ、Ｓｂ）．上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵抗値２０〜２
８Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態１よりも良好な熱抵抗値
が確認された。これは、サファイアに比べて、ＧａＮの
熱伝導が良好なことによるものと思われる。その他の点
についても、実施の形態１に記載したものと同等の効果
が確認された。

【００６１】次に、第１および第２の金属膜の膜厚につ
いて検討する。

【００６２】第２の金属膜の厚さを本実施の形態の１０
ｎｍに固定したまま、第１の金属膜の厚さを変えたとこ
ろ、膜厚が７ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏面か
らの表面構造の目視が不可能になった。第２の金属膜の
厚さを後述の下限値（３ｎｍ）としたときには、膜厚が
１２ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏面からの表面
構造の目視が不可能になった。膜厚の下限については特
に規定されないが、また、あまりに薄い場合には、均一
な薄膜形成が困難になるので、０．５ｎｍ以上が望まし
かった。

【００６３】逆に、第１の金属膜の厚さを本実施の形態
の３ｎｍに固定し、第２の金属膜の厚さを変えたとこ
ろ、第２の金属膜には、比較的可視域での透過率の高い
金属であるＡｕを用いているので、第１の金属膜と比較
すると厚めでも許されるが、膜厚が１６ｎｍ程度になっ
たときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可能
になった。第１の金属膜の厚さを前述の下限値（０．５
ｎｍ）としたときには、膜厚が２５ｎｍ程度になったと
きに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可能にな
った。また、第２の金属膜としてＡｕ以外の材料を選定
したときには、上限値を１５ｎｍとすることが好ましか
った。膜厚の下限については、マウント時にハンダと十
分なじむだけの量が必要であって、マウント不良が増大
しない限度から判断したところ、３ｎｍ程度であった。

【００６４】さらに、膜厚を種々変更して生産性よく良
好な分割、マウント条件が得られる範囲を検討したとこ
ろ、第２の金属膜がＡｕである場合、１〜４．５ｎｍの
範囲にある第１の金属膜に、膜厚５〜１５ｎｍの範囲に
ある第２の金属膜を積層した構造とすることが望ましか
った。第２の金属膜が上述のＡｕ以外の材料である場
合、１〜４．５ｎｍの範囲にある第１の金属膜に、膜厚
３〜１０ｎｍの範囲にある第２の金属膜を積層した構造
とすることが望ましかった。

【００６５】以上、実施の形態１、２、３において、ハ
ンダをＩｎとしたが、これは、合金組成としてＩｎを最
も多く含む他のハンダ材料でもよい。Ｉｎに、Ａｇ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａのいずれかが混合されたハ
ンダ材料においても実施の形態１、２、３と同様の効果
が得られた。〔実施の形態４〕実施の形態１において、ハンダをＰｂ
Ｓｎ（Ｓｎ１０ｗｔ％）とし、第１の金属膜、第２の金
属膜を次の組み合わせとした他は、実施の形態１と同様
にして半導体レーザ装置を作製した。ただし、マウント
時の加熱温度は、ハンダの溶融温度にあわせて、３３０
℃に変更した。

【００６６】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｓｎ）、（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃ
ｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍ
ｏ、Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、
Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ｓｎ）、
（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｆｅ、Ａｇ）、（Ｆ
ｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、Ｓｎ）、（Ｆ
ｅ、Ｐｂ）、（Ｆｅ、Ｓｂ）、（Ｎｉ、Ａｇ）、（Ｎ
ｉ、Ａｕ）、（Ｎｉ、Ｉｎ）、（Ｎｉ、Ｓｎ）、（Ｎ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｎｉ、Ｓｂ）、（ＰｔＳｉ、Ａｇ）、
（ＰｔＳｉ、Ａｕ）、（ＰｔＳｉ、Ｉｎ）、（ＰｔＳ
ｉ、Ｓｎ）、（ＰｔＳｉ、Ｐｂ）、（ＰｔＳｉ、Ｓ
ｂ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｉ
ｎ）、（Ａｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐｂ）、（Ａｌ、Ｓ
ｂ）。

【００６７】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値２９〜３５Ｋ／Ｗが得られ、その他の点について
も、実施の形態１に記載したものと同等の効果が確認さ
れた。さらに、各金属膜の膜厚については、実施の形態
１に示したのと同じ範囲において、実施の形態１と同等
の効果が得られた。〔実施の形態５〕実施の形態３において、ハンダをＰｂ
ＳｎＡｇ（Ｓｎ５ｗｔ％、Ａｇ２．５ｗｔ％）とし、第
１の金属膜、第２の金属膜を次の組み合わせとした他
は、実施の形態１と同様にして半導体レーザ装置を作製
した。ただし、マウント時の加熱温度は、ハンダの溶融
温度にあわせて、３２０℃に変更した。

【００６８】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｓｎ）、（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃ
ｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍ
ｏ、Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、
Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ｓｎ）、
（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｆｅ、Ａｇ）、（Ｆ
ｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、Ｓｎ）、（Ｆ
ｅ、Ｐｂ）、（Ｆｅ、Ｓｂ）、（Ｎｉ、Ａｇ）、（Ｎ
ｉ、Ａｕ）、（Ｎｉ、Ｉｎ）、（Ｎｉ、Ｓｎ）、（Ｎ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｎｉ、Ｓｂ）、（Ｐｄ、Ａｇ）、（Ｐ
ｄ、Ａｕ）、（Ｐｄ、Ｉｎ）、（Ｐｄ、Ｓｎ）、（Ｐ
ｄ、Ｐｂ）、（Ｐｄ、Ｓｂ）、（ＰｔＳｉ、Ａｇ）、
（ＰｔＳｉ、Ａｕ）、（ＰｔＳｉ、Ｉｎ）、（ＰｔＳ
ｉ、Ｓｎ）、（ＰｔＳｉ、Ｐｂ）、（ＰｔＳｉ、Ｓ
ｂ）、（Ｃｕ、Ａｇ）、（Ｃｕ、Ａｕ）、（Ｃｕ、Ｉ
ｎ）、（Ｃｕ、Ｓｎ）、（Ｃｕ、Ｐｂ）、（Ｃｕ、Ｓ
ｂ）、（Ｚｎ、Ａｇ）、（Ｚｎ、Ａｕ）、（Ｚｎ、Ｉ
ｎ）、（Ｚｎ、Ｓｎ）、（Ｚｎ、Ｐｂ）、（Ｚｎ、Ｓ
ｂ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｉ
ｎ）、（Ａｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐｂ）、（Ａｌ、Ｓ
ｂ）上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵抗値２１〜２
８Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態４よりも良好な熱抵抗値
が確認された。これは、サファイアに比べて、ＧａＮの
熱伝導が良好なことによるものと思われる。その他の点
についても、実施の形態１に記載したものと同等の効果
が確認された。さらに、各金属膜の膜厚については、実
施の形態３に示したのと同じ範囲において、実施の形態
３および１と同等の効果が得られた。

【００６９】以上、実施の形態４、５において、ハンダ
をＰｂＳｎ（Ｓｎ１０ｗｔ％）もしくはＰｂＳｎＡｇ
（Ｓｎ５ｗｔ％、Ａｇ２．５ｗｔ％）としたが、これ
は、合金組成としてＰｂを最も多く含む他のハンダ材料
でもよい。Ｐｂに、Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚ
ｎ、Ｇｅのいずれかが混合されたハンダ材料においても
実施の形態４、５と同様の効果が得られた。〔実施の形態６〕実施の形態１におけるハンダをＳｎと
し、第１の金属膜、第２の金属膜を次の組み合わせとし
た他は、実施の形態１と同様の半導体レーザ装置を作製
した。ただし、マウント時の加熱温度は、ハンダの溶融
温度にあわせて、２６０℃に変更した。

【００７０】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｓｎ）、（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃ
ｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍ
ｏ、Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、
Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ｓｎ）、
（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｎｉ、Ａｇ）、（Ｎ
ｉ、Ａｕ）、（Ｎｉ、Ｉｎ）、（Ｎｉ、Ｓｎ）、（Ｎ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｎｉ、Ｓｂ）、（ＰｔＳｉ、Ａｇ）、
（ＰｔＳｉ、Ａｕ）、（ＰｔＳｉ、Ｉｎ）、（ＰｔＳ
ｉ、Ｓｎ）、（ＰｔＳｉ、Ｐｂ）、（ＰｔＳｉ、Ｓ
ｂ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｉ
ｎ）、（Ａｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐｂ）、（Ａｌ、Ｓ
ｂ）。

【００７１】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値２９〜３５Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態１と同等の
効果が確認された。その他の点についても、実施の形態
１に記載したものと同等の効果が確認された。さらに、
各金属膜の膜厚については、実施の形態１に示したのと
同じ範囲において、実施の形態１と同等の効果が得られ
た。〔実施の形態７〕実施の形態３におけるハンダをＳｎＡ
ｕ（Ａｕ１０ｗｔ％）とし、第１の金属膜、第２の金属
膜を次の組み合わせとした他は、実施の形態１と同様の
半導体レーザ装置を作製した。ただし、マウント時の加
熱温度は、ハンダの溶融温度にあわせて、２５０℃に変
更した。

【００７２】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ａｇ）、（Ｔｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｉｎ）、（Ｔ
ｉ、Ｓｎ）、（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚ
ｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、（Ｚ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃ
ｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃ
ｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓｂ）、（Ｍ
ｏ、Ａｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍ
ｏ、Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、
Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ｓｎ）、
（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓｂ）、（Ｎｉ、Ａｇ）、（Ｎ
ｉ、Ａｕ）、（Ｎｉ、Ｉｎ）、（Ｎｉ、Ｓｎ）、（Ｎ
ｉ、Ｐｂ）、（Ｎｉ、Ｓｂ）、（Ｐｄ、Ａｇ）、（Ｐ
ｄ、Ａｕ）、（Ｐｄ、Ｉｎ）、（Ｐｄ、Ｓｎ）、（Ｐ
ｄ、Ｐｂ）、（Ｐｄ、Ｓｂ）、（ＰｔＳｉ、Ａｇ）、
（ＰｔＳｉ、Ａｕ）、（ＰｔＳｉ、Ｉｎ）、（ＰｔＳ
ｉ、Ｓｎ）、（ＰｔＳｉ、Ｐｂ）、（ＰｔＳｉ、Ｓ
ｂ）、（Ａｌ、Ａｇ）、（Ａｌ、Ａｕ）、（Ａｌ、Ｉ
ｎ）、（Ａｌ、Ｓｎ）、（Ａｌ、Ｐｂ）、（Ａｌ、Ｓ
ｂ）。

【００７３】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値２０〜２６Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態６よりも良
好な熱抵抗値が確認された。これは、サファイアに比べ
て、ＧａＮの熱伝導が良好なことによるものと思われ
る。その他の点についても、実施の形態１に記載したも
のと同等の効果が確認された。さらに、各金属膜の膜厚
については、実施の形態３に示したのと同じ範囲におい
て、実施の形態３および１と同等の効果が得られた。

【００７４】以上、実施の形態６、７において、ハンダ
をＳｎもしくはＳｎＡｕ（Ａｕ１０ｗｔ％）としたが、
これは、合金組成としてＳｎを最も多く含む他のハンダ
材料でもよい。Ｓｎに、Ａｇ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｚ
ｎ、Ｃｕ、Ａｕのいずれかが混合されたハンダ材料にお
いても実施の形態６、７と同様の効果が得られた。〔実施の形態８〕実施の形態１におけるハンダをＡｕＳ
ｎ（Ｓｎ２０ｗｔ％）とし、第１の金属膜、第２の金属
膜を次の組み合わせとした他は、実施の形態１と同様の
半導体レーザ装置を作製した。ただし、マウント時の加
熱温度は、ハンダの溶融温度にあわせて、３３０℃に変
更した。

【００７５】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ｎｉ）、（Ｔｉ、Ｐｄ）、（Ｔｉ、Ａｇ）、（Ｔ
ｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｚｎ）、（Ｔｉ、Ｇａ）、（Ｔ
ｉ、Ｉｎ）、（Ｔｉ、ＡｕＳｉ）、（Ｔｉ、Ｓｎ）、
（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚｒ、Ｎｉ）、
（Ｚｒ、Ｐｄ）、（Ｚｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、
（Ｚｒ、Ｚｎ）、（Ｚｒ、Ｇａ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、
（Ｚｒ、ＡｕＳｉ）、（Ｚｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐ
ｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃｒ、Ｎｉ）、（Ｃｒ、Ｐ
ｄ）、（（Ｃｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｚ
ｎ）、（Ｃｒ、Ｇａ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃｒ、Ａｕ
Ｓｉ）、（Ｃｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓ
ｂ）、（Ｍｏ、Ｎｉ）、（Ｍｏ、Ｐｄ）、（Ｍｏ、Ａ
ｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｚｎ）、（Ｍｏ、Ｇ
ａ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍｏ、ＡｕＳｉ）、（Ｍｏ、
Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、Ｎ
ｉ）、（Ｗ、Ｐｄ）、（Ｗ、Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、
（Ｗ、Ｚｎ）、（Ｗ、Ｇａ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ａ
ｕＳｉ）、（Ｗ、Ｓｎ）、（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓ
ｂ）、（Ｆｅ、Ｎｉ）、（Ｆｅ、Ｐｄ）、（Ｆｅ、Ａ
ｇ）、（Ｆｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｚｎ）、（Ｆｅ、Ｇ
ａ）、（Ｆｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、ＡｕＳｉ）、（Ｆｅ、
Ｓｎ）、（Ｆｅ、Ｐｂ）、（Ｆｅ、Ｓｂ）。

【００７６】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値２８〜３４Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態１と同等の
効果が確認された。その他の点についても、実施の形態
１に記載したものと同等の効果が確認された。さらに、
各金属膜の膜厚については、実施の形態１に示したのと
同じ範囲において、実施の形態１と同等の効果が得られ
た。〔実施の形態９〕実施の形態３におけるハンダをＡｕＳ
ｎ（Ｓｎ２０ｗｔ％）とし、第１の金属膜、第２の金属
膜を次の組み合わせとした他は、実施の形態１と同様の
半導体レーザ装置を作製した。ただし、マウント時の加
熱温度は、ハンダの溶融温度にあわせて、３３０℃に変
更した。

【００７７】（第１の金属膜、第２の金属膜）＝（Ｔ
ｉ、Ｎｉ）、（Ｔｉ、Ｐｄ）、（Ｔｉ、Ａｇ）、（Ｔ
ｉ、Ａｕ）、（Ｔｉ、Ｚｎ）、（Ｔｉ、Ｇａ）、（Ｔ
ｉ、Ｉｎ）、（Ｔｉ、ＡｕＳｉ）、（Ｔｉ、Ｓｎ）、
（Ｔｉ、Ｐｂ）、（Ｔｉ、Ｓｂ）、（Ｚｒ、Ｎｉ）、
（Ｚｒ、Ｐｄ）、（Ｚｒ、Ａｇ）、（Ｚｒ、Ａｕ）、
（Ｚｒ、Ｚｎ）、（Ｚｒ、Ｇａ）、（Ｚｒ、Ｉｎ）、
（Ｚｒ、ＡｕＳｉ）、（Ｚｒ、Ｓｎ）、（Ｚｒ、Ｐ
ｂ）、（Ｚｒ、Ｓｂ）、（Ｃｒ、Ｎｉ）、（Ｃｒ、Ｐ
ｄ）、（Ｃｒ、Ａｇ）、（Ｃｒ、Ａｕ）、（Ｃｒ、Ｚ
ｎ）、（Ｃｒ、Ｇａ）、（Ｃｒ、Ｉｎ）、（Ｃｒ、Ａｕ
Ｓｉ）、（Ｃｒ、Ｓｎ）、（Ｃｒ、Ｐｂ）、（Ｃｒ、Ｓ
ｂ）、（Ｍｏ、Ｎｉ）、（Ｍｏ、Ｐｄ）、（Ｍｏ、Ａ
ｇ）、（Ｍｏ、Ａｕ）、（Ｍｏ、Ｚｎ）、（Ｍｏ、Ｇ
ａ）、（Ｍｏ、Ｉｎ）、（Ｍｏ、ＡｕＳｉ）、（Ｍｏ、
Ｓｎ）、（Ｍｏ、Ｐｂ）、（Ｍｏ、Ｓｂ）、（Ｗ、Ｎ
ｉ）、（Ｗ、Ｐｄ）、（Ｗ、Ａｇ）、（Ｗ、Ａｕ）、
（Ｗ、Ｚｎ）、（Ｗ、Ｇａ）、（Ｗ、Ｉｎ）、（Ｗ、Ａ
ｕＳｉ）、（Ｗ、Ｓｎ）、（Ｗ、Ｐｂ）、（Ｗ、Ｓ
ｂ）、（Ｆｅ、Ｎｉ）、（Ｆｅ、Ｐｄ）、（Ｆｅ、Ａ
ｇ）、（Ｆｅ、Ａｕ）、（Ｆｅ、Ｚｎ）、（Ｆｅ、Ｇ
ａ）、（Ｆｅ、Ｉｎ）、（Ｆｅ、ＡｕＳｉ）、（Ｆｅ、
Ｓｎ）、（Ｆｅ、Ｐｂ）、（Ｆｅ、Ｓｂ）。

【００７８】上記いずれの組み合わせにおいても、熱抵
抗値１９〜２６Ｋ／Ｗが得られ、実施の形態８よりも良
好な熱抵抗値が確認された。これは、サファイアに比べ
て、ＧａＮの熱伝導が良好なことによるものと思われ
る。その他の点についても、実施の形態１に記載したも
のと同等の効果が確認された。さらに、各金属膜の膜厚
については、実施の形態３に示したのと同じ範囲におい
て、実施の形態３および１と同等の効果が得られた。

【００７９】以上、実施の形態８、９において、ハンダ
をＡｕＳｎ（Ｓｎ２０ｗｔ％）としたが、これは、合金
組成としてＡｕを最も多く含む他のハンダ材料でもよ
い。。Ａｕに、Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｇｅ、
Ｓｉのいずれかが混合されたハンダ材料においても実施
の形態８、９と同様の効果が得られた。

【００８０】以上、実施の形態１ないし９において述べ
たように、本発明によれば、それぞれ極めて薄い範囲に
限定された膜厚を有し、上述の性質を持ってなる第１金
属膜および第２金属膜をウェハー裏面に積層してからマ
ウントしたので、ウェハー裏面からウェハー上面にある
構造を目視確認することができるという特徴を有する。
これにより、チップ分割工程の再現性、制御性を高め、
工程歩止りを従来の技術と比較して向上させることがで
きた。さらに、上記説明にしたがって、第１金属膜およ
び第２金属膜を選定することにより、通常の厚い金属膜
を設けた場合と比較して、熱抵抗はほとんど変わらない
か、むしろ向上した。これにより、結果として、熱放散
が良好であるために、高温特性および寿命特性の良好な
半導体レーザ装置を、生産性良く製造することができる
ようになった。〔実施の形態１０〕図３は本発明の実施の形態１０の半
導体レーザ装置を示す模式図である。図において、実施
の形態１と同じ部分については同一の符号で表わした。
１０１はサファイア基板であり、その上に窒化物系半導
体の積層体１０２が形成されている。また、窒化物系半
導体の積層体１０２の表面には、ｎ電極１０３、ｐ電極
１０４が設けられている。以上が、本実施の形態の半導
体レーザ装置に用いられた半導体レーザチップの基本構
成であり、本実施の形態において、これを半導体レーザ
チップ本体３００と呼ぶ。半導体レーザチップの裏面で
あるサファイア基板下面には、第１の金属膜３０５、第
２の金属膜３０６が設けられており、さらに、これらと
支持基体３１０との間にハンダ３１２が介在されること
により、半導体レーザチップが支持基体３１０の上に固
定・積載されている。第２の金属膜３０６にはところど
ころに膜がなくなっているところがある。図示されない
が、ハンダ３１２中には、第２の金属膜材料とハンダ材
料との合金が一部形成されている。また、ｎ電極１０３
は、支持基体の一部とワイヤ３１３にて電気的に接続さ
れ、ｐ電極１０４はピン３１１とワイヤ３１４にて電気
的に接続されている。ここで、ピン３１１とは支持基体
３１０とは絶縁された外部接続端子に電気的に接続され
ており、これにより、本実施の形態の半導体レーザ装置
における半導体レーザチップに、外部より電流が供給さ
れうる。

【００８１】図４は本実施の形態に用いた半導体レーザ
チップを裏面斜め方向から見た斜視図である。本図は、
レーザチップを支持基体３１０にマウントする前の状況
を示している。図において、半導体レーザチップ本体３
００の裏面には、第１の金属膜および第２の金属膜３０
６が形成されており、また、第２の金属膜３０６にはと
ころどころに膜厚が極めて薄くなっている部分（透過部
３２０）が設けられており、ここを通じて、チップ裏面
側から表面の構造を目視することが可能になっている。
透過部３２０は、周期１５０μｍ、透過部幅１０μｍの
格子状に設けられており、チップ外形もしくは半導体レ
ーザ導波構造から斜めに設けられている。

【００８２】以下に、図３および図４を参照しつつ本実
施の形態の半導体レーザ装置の製造方法を説明する。

【００８３】初めに、半導体素子の製造に用いられてい
るプロセスを適宜適用して、サファイア基板１０１上
に、図２に示した個々の半導体レーザ構造が多数形成さ
れた半導体レーザウェハーを得た。このような、ウェハ
ーを得る工程は、周知技術であるので、その詳細な記載
は省略する。本実施の形態において、基板の厚みは４２
０μｍであり、窒化物系半導体の積層体１０２のトータ
ルの厚みは約１５μｍであった。

【００８４】次に、従来の技術にも記載したように、サ
ファイア基板１０１の裏面側から、研磨もしくはエッチ
ングにより、基板の一部を除去し、ウェハーの厚みを、
通常４０〜１２０μｍ程度までに薄く調整する。これ
は、後の工程で、ウェハーを分割し個々のレーザチップ
に分割するのを容易にするための工程である。特に、レ
ーザ端面ミラーも分割時に形成する場合には、３５〜８
０μｍと、薄めに調整することが望ましい。本実施の形
態においては、研削機を用いてウェハーの厚みを１２０
μｍに調整し、その後、研磨機を用いて７５μｍまで調
整した。ウェハーの裏面は研磨機により磨かれているの
で平らであり、また、基板のサファイアが透明であるこ
とから、ウェハーの裏面側から、ウェハー表面に形成さ
れた構造が容易に観察できた。

【００８５】次に、ウェハー裏面に第１の金属膜３０
５、第２の金属膜３０６を順次形成した。ここで、第１
の金属膜３０５は基板であるサファイアと密着性がよ
く、さらに、レーザチップをマウントする際にハンダ３
１２と混合しにくい金属を選定する必要があり、また、
第２の金属膜３０６には、マウントの際に、上記ハンダ
３１２と混合しやすい金属を選定する必要がある。本実
施の形態においては、第１の金属膜３０５として膜厚３
ｎｍのＭｏを形成し、第２の金属膜の一部として膜厚３
ｎｍのＡｕを順次形成した。このような、薄い金属膜を
膜厚の制御性良く形成するには、真空蒸着法が適してお
り、本実施の形態でもこの手法を用いたが、イオンプレ
ーティング法やスパッタ法等の他の手法を用いても良い
ことは言うまでもない。さらに、フォトグラフィー法に
より、レジストパターンを設け、それから、スパッタ法
により、膜厚２００ｎｍのＡｕをさらに成膜し、それか
ら、フォトレジストと共に透過部３２０に形成されたＡ
ｕを除去するようなリフトオフ法により、透過部を除い
た部分に、第２の金属膜の一部としてさらに厚くＡｕを
パターン形成した。なお、この工程はリフトオフ法に限
らず、選択エッチング法や選択メッキ法のような半導体
デバイスプロセスに用いられている他の公知のパターン
成膜技術を用いても良い。透過部３２０において、ウェ
ハーの裏面側からウェハーを透かして表面に形成された
構造を確認する事ができた。

【００８６】その後、チップ分割工程により、ウェハー
を個々の半導体レーザチップに分割した。この工程は、
以下のように実施した。裏面側を上にしてステージ上に
上記得られたウェハーを置き、光学顕微鏡を用いウェハ
ーを透かして表面構造を確認して、傷入れ位置をアライ
メントし、ウェハー裏面（サファイア基板）にダイヤモ
ンドポイントでスクライブラインを入れた。傷入れ位置
は、図２において記号２２０で示されているレーザチッ
プの周囲に当る場所に相当する。それから、ウェハーに
適宜力を加え、スクライブラインに沿ってウェハーを分
割することで、図４に示されるような、個々のレーザチ
ップを作製した。ここではスクライビング法によるチッ
プ分割工程について説明したが、基板裏面側から傷、溝
等を入れてチップを分割する方法において、同様にアラ
イメントが可能であり、このような他の手法を用いて
も、同じ効果が得られることは言うまでもない。他の手
＊＠として、ワイヤソーもしくは薄板ブレードを用いて
傷入れもしくは切断を行うダイシング法、エキシマレー
ザ等のレーザ光の照射加熱とその後の急冷により照射部
にクラックを生じさせ、これをスクライブラインとする
レーザスクライビング法、高エネルギー密度のレーザ光
を照射し、この部分を蒸発させて溝入れ加工を行う、レ
ーザアブレーション法等を用いても、同様にチップ分割
工程が可能であった。

【００８７】このように、本発明においては、透明な基
板を用い、ウェハー裏面の金属膜を部分的に非常に薄く
形成したので、チップ分割工程においてウェハー裏面か
ら表面構造の確認が可能であった。

【００８８】次に、ダイボンディング法により、レーザ
チップを支持基体上にマウントした。この工程は、以下
のように実施した。まず、図３に示される支持基体３０
１に、ハンダ３１２を塗布した。本実施の形態におい
て、支持基体３０１はＣｕもしくはＦｅを主体とする金
属からなり、その表面にＮｉ膜／Ａｕ膜が順にメッキ形
成されたものである。ハンダ３１２には、Ｉｎを用い、
その塗布され後の厚みは１〜２０μｍ程度であった。ハ
ンダはこのようにあらかじめ塗布により膜状に形成して
もよいし、他の製膜方法例えば、蒸着法、スパッタ法、
印刷法、メッキ法等を用いてもよい。ただし、Ｉｎもし
くはＳｎを主成分とするハンダの場合のように、室温に
おいて特に柔らかいハンダを用いた場合には、生産性の
極めて高い塗布法により膜状の形成が可能であるので、
本実施の形態のように支持基体３０１側にあらかじめ設
けることが好ましい。また、次に、支持基体３０１を１
９０℃程度のハンダの融点より若干高い温度まで加熱
し、ハンダが溶けたところで、上記得られたレーザチッ
プを裏面側を下にして載せ、さらに、荷重を適宜加えな
がら、温度を１分程度保持し、第２の金属膜３０６とハ
ンダ３１２とを良く馴染ませた。これにより、第２の金
属膜の一部はハンダ中に溶解し、第２の金属膜材料とハ
ンダ材料との合金が図３に示されるハンダ３１２の一部
に形成された。その後、支持基体を冷却し、ハンダが固
化したところで本工程を終えた。

【００８９】こうして、図３に示した本実施の形態の半
導体レーザ装置が得られた。

【００９０】上記工程によりマウントされたレーザチッ
プを支持基体から強制的に引き剥がして、接着部分の状
況を調べたところ、実施の形態１の場合と異なってＡｕ
からなる第２の金属膜３０６は十分に厚いので、その一
部がハンダ３１２に溶け込んでしまっているのみで、マ
ウント工程後も膜状に残存していた。なお、引き剥がし
後、Ｍｏからなる第１の金属膜３０５はそのままサファ
イア基板に接着して残っており、上記残存する第２の金
属膜３０６はサファイア基板裏面側に被着した状態であ
った。つまり、本実施の形態の半導体レーザ装置におい
ては、支持基体上に、ハンダ（ただし、第２の金属膜で
あるＡｕが一部に溶け込んでいる）および第１の金属
膜、第２の金属膜を介して半導体レーザチップがマウン
トされていた。このような状況にある、本実施の形態の
半導体レーザ装置の熱抵抗を測定したところ、３０Ｋ／
Ｗであった。

【００９１】この値を評価するために、Ａｕからなる第
２の金属膜に透過部３２０を設けない他は本実施の形態
と同様である実施の形態１のところに記載した対照レー
ザ装置１における熱抵抗２８Ｋ／Ｗと比較すると、ほぼ
同じであり、本実施の形態に示したように、チップ分割
工程時にウェハー裏面より表面構造を確認するために透
過部３２０を設けても、熱放散の程度はほぼ同じである
ことが判明した。

【００９２】第２の金属膜を省略したほかは、本実施の
形態と同様の方法で作製した対照半導体レーザ装置４に
おいては、マウント時に剥がれてしまう不良が多発し
た。これは、マウント時にハンダと反応する金属膜が省
略されたために、良好なマウントが不可能となったこと
によると推察される。

【００９３】第１の金属膜の材料をＮｉと変えたほかは
本実施の形態と同様の方法で作製した対照半導体レーザ
装置５を作製し、熱抵抗を測定したところ、４０Ｋ／Ｗ
となり、悪化した。前述のように、Ｎｉはサファイア等
の酸化物基板に対して、密着性の良好な金属として知ら
れているものである。マウントされたレーザチップを支
持基体から引き剥がして、接着部分の状況を調べたとこ
ろ、チップの裏面には透過部を中心としてサファイアが
露出している部分が見られ、この露出部分の面積は、マ
ウント前に形成されていた透過部の面積より大きくなっ
ていた。これは、第１の金属膜としてマウント時にハン
ダに溶け込んでしまう材料を選定したために、マウント
工程中に透過部を起点として第１および第２の金属膜が
ハンダに溶け込んでしまい、接着力の極めて弱い接合で
あるハンダ−基板接合が、多くの領域で形成されてしま
ったため熱抵抗が悪化したものと考えられる。

【００９４】以上の事実を整理すると次のようになる。
まず、第２の金属膜としては、接着性を良好なものとす
るために、マウント工程時にハンダと混じり合う金属を
選定して設ける必要がある。また、第１の金属膜として
は、ハンダに溶け込んでしまわない材料を選定する必要
がある。この点に着目すると、ハンダ、第１の金属膜、
第２の金属膜の組み合わせとして、実施の形態１に記載
したのと同じ組み合わせにおいて、それぞれ良好な結果
が得られた。

【００９５】さらに、第１の金属膜については、マウン
トされたレーザチップを支持基体から強制的に引き剥が
して接着状況を検査した際に、基板側に膜状に残る程度
に、基板に対する密着性の良好な金属を選定することが
必要である。この点に着目すると、基板、第１の金属膜
の組み合わせとして、実施の形態１に記載したのと同じ
組み合わせにおいて、それぞれ良好な結果が得られた。

【００９６】次に、透過部における金属膜の膜厚につい
て検討する。

【００９７】透過部においても良好な接着が行われるよ
うに、第１の金属膜および第２の金属膜の両方とも設
け、これらの膜厚を設定すべき範囲は、実施の形態１に
記載した範囲と同じである。すなわち、第２の金属膜の
厚さを良好な接着が行われる場合の下限値（３ｎｍ）と
したときには、第１の金属膜の膜厚が１２ｎｍ程度にな
ったときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可
能になった。膜厚の下限については、あまりに薄い場合
には、均一な薄膜形成が困難になるので、０．５ｎｍ以
上が望ましかった。第１の金属膜の厚さを前述の下限値
（０．５ｎｍ）としたときには、Ａｕを用いた第２の金
属膜の膜厚が２５ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏
面からの表面構造の目視が不可能になった。また、第２
の金属膜としてＡｕ以外の材料を選定したときには、上
限値を１５ｎｍとすることが好ましかった。膜厚の下限
については、マウント時にハンダと十分なじむだけの量
が必要であって、マウント不良が増大しない限度から判
断したところ、３ｎｍ程度であった。さらに、膜厚を種
々変更して生産性よく良好な分割、マウント条件が得ら
れる範囲を検討したところ、第２の金属膜がＡｕである
場合、１〜４．５ｎｍの範囲にある第１の金属膜に膜厚
３〜１０ｎｍの範囲にある第２の金属膜を積層した構造
とすることが望ましかった。以上が、透過部においても
良好な接着が行われるように設定した透過部における第
１及び第２の金属膜を膜厚の範囲である。

【００９８】透過部の面積が相対的に小さい場合には、
特に透過部においても接着が良好になるように積極的に
考慮する必要はなく、金属膜が全く形成されなくてもよ
い。ただし、チップ面積に対する透過部の面積比を２０
％以下、好ましくは１０％以下に小さく設定する必要が
あった。

【００９９】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、ウェハー裏面にそれぞれ極めて薄い範囲に限定され
た膜厚を有し、上述の性質を持ってなる第１金属膜およ
び第２金属膜が形成されている透過部を備えたので、チ
ップ分割工程においてウェハー裏面からウェハー上面に
ある構造を目視確認することができるという特徴を有す
る。これにより、チップ分割工程の再現性、制御性を高
め、工程歩止りを従来の技術と比較して向上させること
ができた。〔実施の形態１１〕実施の形態１０において、基板、ハ
ンダ、第１の金属、第２の金属の組み合わせを、実施の
形態２ないし９に記載されたものに変えた他は、実施の
形態１０と同様の半導体レーザ装置を作製したところ、
いずれの組み合わせにおいても、熱抵抗値１９〜３２Ｋ
／Ｗが得られ、良好な熱抵抗値が確認された。その他の
点についても、実施の形態１もしくは１０に記載したも
のと同等の効果が確認された。さらに、透過部における
各金属膜の膜厚については、実施の形態１０に示したの
と同じ範囲において、実施の形態１０および１と同等の
効果が得られた。〔実施の形態１２〕図５は本発明の実施の形態１２の半
導体レーザ装置を示す模式図である。図において、５０
１はｎ−ＧａＮ基板であり、その上に窒化物系半導体の
積層体５０２が形成されている。また、ｎ−ＧａＮ基板
５０１の裏面には、部分的にｎ電極５０３が、窒化物系
半導体の積層体５０２の表面には、ｐ電極５０４が設け
られている。以上が、本実施の形態の半導体レーザ装置
に用いられた半導体レーザチップの基本構成であり、そ
の詳細については後述する。半導体レーザチップの裏面
であるｎ−ＧａＮ基板下面には、第１の金属膜５０５が
設けられており、さらに、支持基体５１０上、前記第１
の金属膜５０５との間にハンダ５１２が介在されること
により、半導体レーザチップが支持基体５１０の上に固
定・積載されている。図示されないが、ハンダ５１２中
には、第２の金属膜材料とハンダ材料との合金が一部形
成されている。また、ｐ電極５０４はピン５１１とワイ
ヤ５１４にて電気的に接続されている。ここで、ピン５
１１とは支持基体５１０とは絶縁された外部接続端子に
電気的に接続されており、これにより、本実施の形態の
半導体レーザ装置における半導体レーザチップに、外部
より電流が供給されうる。

【０１００】図６は本実施の形態に用いた半導体レーザ
チップを端面から見た模式図である。本図は、レーザチ
ップを支持基体５１０にマウントする前の状況を示して
いる。図において、窒化物系半導体の積層体５０２は、
ｎ−ＧａＮ基板側から順に、ｎ−ＧａＮバッファ層６０
１、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮ中間層６０２、ｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＮ第２クラッド層６０３、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮガイド
層６０４、ＡｌＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層６０５、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＮガイド層６０６、ｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｎクラッド層６０７、ｐ−ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層
６０８が積層されて構成されている。ｐクラッド層６０
７およびｐコンタクト層６０８には、共振器方向に延伸
したストライプ状のリッジ６１１が設けられ、また、ｐ
電極６０４とｐクラッド層６０７との間には、リッジ部
分を除いて、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮブロック層６０９、ｐ
−ＡｌＧａＩｎＮキャップ層６１０が設けられている。
このように、本実施の形態に用いた半導体レーザチップ
は、いわゆる埋め込みリッジストライプ型構造を有して
いる。さらには、レーザチップの裏面側には、第１の金
属膜５０５および第２の金属膜５０６が形成されてい
る。

【０１０１】以下に、図５および図６を参照しつつ本実
施の形態の半導体レーザ装置の製造方法を説明する。

【０１０２】初めに、半導体素子の製造に用いられてい
るプロセスを適宜適用して、ｎ−ＧａＮ基板５０１上
に、図６に示した個々の半導体レーザ構造が、多数形成
された半導体レーザウェハーを得た。ウェハーの厚みは
４００μｍであり、窒化物系半導体の積層体５０２のト
ータルの厚みは約５μｍであった。

【０１０３】次に、ｎ−ＧａＮ基板５０１の裏面側か
ら、研磨もしくはエッチングにより、基板の一部を除去
し、ウェハーの厚みを、通常６０〜２００μｍ程度まで
に薄く調整する。これは、後の工程で、ウェハーを分割
し個々のレーザチップに分割するのを容易にするための
工程である。特に、レーザ端面ミラーも分割時に形成す
る場合には、８０〜１２０μｍと、薄めに調整すること
が望ましい。本実施の形態においては、研削機を用いて
ウェハーの厚みを１８０μｍに調整し、その後、研磨機
を用いて１１０μｍまで調整した。ウェハーの裏面は研
磨機により磨かれているので平らであり、また、基板の
ｎ−ＧａＮが透明であることから、ウェハーの裏面側か
ら、ウェハー表面に形成された構造（導波路、リッジ、
絶縁膜パターン、電極パターン、エッチングパターン、
溝等）が容易に観察できたそれから、ｎ−ＧａＮ基板の
裏面にリフトオフ法により、パターン化されたｎ電極５
０３を形成した。ｎ電極５０３はｎ−ＧａＮ側から順
に、Ｔｉ（３０ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）／Ｍｏ（５
０ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）で構成される。ｎ電極を
可視光が透過しうるほど薄く形成すると、ｎ−ＧａＮと
の電極特性（オーミックコンタクト性とその安定性）が
悪化するため、これは、上記のように、十分に厚く形成
した。また、パターンは、電極幅２０μｍ、ピッチ１０
０μｍの正方格子状とした。

【０１０４】次に、ウェハー裏面全面に第１の金属膜５
０５、第２の金属膜５０６を順次形成した。ここで、第
１の金属膜５０５は基板であるｎ−ＧａＮと密着性がよ
く、さらに、レーザチップをマウントする際にハンダ５
１２と混合しにくい金属を選定する必要があり、また、
第２の金属膜５０６には、マウントの際に、上記ハンダ
５１２と混合しやすい金属を選定する必要がある。本実
施の形態においては、第１の金属膜５０５には膜厚４ｎ
ｍのＭｏを、第２の金属膜５０６には膜厚８ｎｍのＡｕ
を選定した。このような、薄い金属膜を膜厚の制御性良
く形成するには、真空蒸着法が適しており、本実施の形
態でもこの手法を用いたが、イオンプレーティング法や
スパッタ法等の他の手法を用いても良いことは言うまで
もない。ウェハー裏面に設けられたこれら２層の金属膜
は、非常に薄いので、ｎ電極の部分を除いた透過部６２
０、ウェハーの裏面側からウェハーを透かして表面に形
成された構造を確認することができた。

【０１０５】その後、チップ分割工程により、ウェハー
を個々の半導体レーザチップに分割した。この工程は、
以下のように実施した。裏面側を上にしてステージ上に
上記得られたウェハーを置き、光学顕微鏡を用いウェハ
ーを透かして表面構造を確認して、傷入れ位置をアライ
メントし、ウェハー裏面（ｎ−ＧａＮ基板）にダイヤモ
ンドポイントでスクライブラインを入れた。傷入れ位置
は、図６において記号６３０で示されているレーザチッ
プの周囲に当る場所に相当する。それから、ウェハーに
適宜力を加え、スクライブラインに沿ってウェハーを分
割することで、図６に示されるような、個々のレーザチ
ップを作製した。ここではスクライビング法によるチッ
プ分割工程について説明したが、基板裏面側から傷、溝
等を入れてチップを分割する方法であれば、同様にアラ
イメントが可能であり、このような他の手法を用いて
も、同じ効果が得られることは言うまでもない。他の手
法として、ワイヤソーもしくは薄板ブレードを用いて傷
入れもしくは切断を行うダイシング法、エキシマレーザ
等のレーザ光の照射加熱とその後の急冷により照射部に
クラックを生じさせ、これをスクライブラインとするレ
ーザスクライビング法、高エネルギー密度のレーザ光を
照射し、この部分を蒸発させて溝入れ加工を行う、レー
ザアブレーション法等を用いても、同様に、チップ分割
工程が可能であった。

【０１０６】このように、本発明においては、透明な基
板を用い、ウェハー裏面のｎ電極以外の部分の金属膜を
非常に薄く形成したので、チップ分割工程においてウェ
ハー裏面から表面構造の確認が可能であった。

【０１０７】次に、ダイボンディング法により、レーザ
チップを支持基体上にマウントした。この工程は、以下
のように実施した。まず、図５に示される支持基体５０
１に、ハンダ５１２を塗布した。本実施の形態におい
て、支持基体５０１はＣｕもしくはＦｅを主体とする金
属からなり、その表面にＮｉ膜／Ａｕ膜が順にメッキ形
成されたものである。ハンダ５１２には、Ｉｎを用い、
その塗布され後の厚みは１〜２０μｍ程度であった。ハ
ンダはこのようにあらかじめ塗布により膜状に形成して
もよいし、他の製膜方法例えば、蒸着法、スパッタ法、
印刷法、メッキ法等を用いてもよい。ただし、Ｉｎもし
くはＳｎを主成分とするハンダの場合のように、室温に
おいてハンダが特に柔らかい場合には、生産性の極めて
高い塗布法をもちいることが好ましかった。また、次
に、支持基体５０１を１９０℃程度のハンダの融点より
若干高い温度まで加熱し、ハンダが溶けたところで、上
記得られたレーザチップを裏面側を下にして載せ、さら
に、荷重を適宜加えながら、温度を１分程度保持し、第
２の金属膜５０６とハンダ５１２とをよく馴染ませた。
これにより、第２の金属膜はハンダ中に溶解し、第２の
金属膜材料とハンダ材料との合金が、図５に示されるハ
ンダ５１２の一部に形成された。その後、支持基体を冷
却し、ハンダが固化したところで本工程を終えた。

【０１０８】こうして、図５に示した本実施の形態の半
導体レーザ装置が作製された。

【０１０９】上記工程によりマウントされたレーザチッ
プを支持基体から強制的に引き剥がして、透過部６２０
における接着部分の状況を調べたところ、Ａｕからなる
第２の金属膜５０６は、ほとんどがハンダ５１２に溶け
込んでしまって残っていない一方、Ｍｏからなる第１の
金属膜５０５はそのままｎ−ＧａＮ基板に接着して残っ
ていた。つまり、本実施の形態の半導体レーザ装置にお
いては、支持基体上に、ハンダ（ただし、第２の金属膜
であるＡｕが一部に溶け込んでいる）および膜厚３ｎｍ
のＭｏからなる第１の金属膜を介して半導体レーザチッ
プがマウントされていた。このような状況にある、本実
施の形態の半導体レーザ装置の熱抵抗を測定したとこ
ろ、２５Ｋ／Ｗであり、本実施の形態によっても良好な
熱放散が確認された。

【０１１０】次に、透過部における金属膜の膜厚につい
て検討する。

【０１１１】透過部においても良好な接着が行われるよ
うに、第１の金属膜および第２の金属膜の両方とも設
け、これらの膜厚を設定すべき範囲は、実施の形態１に
記載した範囲と同じである。すなわち、第２の金属膜の
厚さを良好な接着が行われる場合の下限値（３ｎｍ）と
したときには、第１の金属膜の膜厚が１２ｎｍ程度にな
ったときに、ウェハー裏面からの表面構造の目視が不可
能になった。膜厚の下限については、あまりに薄い場合
には、均一な薄膜形成が困難になるので、０．５ｎｍ以
上が望ましかった。第１の金属膜の厚さを前述の下限値
（０．５ｎｍ）としたときには、Ａｕを用いた第２の金
属膜の膜厚が２５ｎｍ程度になったときに、ウェハー裏
面からの表面構造の目視が不可能になった。また、第２
の金属膜としてＡｕ以外の材料を選定したときには、上
限値を１５ｎｍとすることが好ましかった。膜厚の下限
については、マウント時にハンダと十分なじむだけの量
が必要であって、マウント不良が増大しない限度から判
断したところ、３ｎｍ程度であった。さらに、膜厚を種
々変更して生産性よく良好な分割、マウント条件が得ら
れる範囲を検討したところ、第２の金属膜がＡｕである
場合、１〜４．５ｎｍの範囲にある第１の金属膜に、膜
厚３〜１０ｎｍの範囲にある第２の金属膜を積層下構造
とする事が望ましかった。以上が透過部においても良好
な接着が行われるように設定した透過部における第１お
よび第２の金属膜の膜厚の範囲である。

【０１１２】透過部の面積が相対的に小さい場合には、
特に透過部においても接着が良好になるように積極的に
考慮する必要はなく、金属膜が全く形成されなくてもよ
い。ただし、チップ面積に対する透過部の面積比を２０
％以下、好ましくは１０％以下に小さく設定する必要が
あった。

【０１１３】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、ウェハー裏面にそれぞれ極めて薄い範囲に限定され
た膜厚を有し、上述の性質を持ってなる第１金属膜およ
び第２金属膜が形成されている透過部をｎ電極の他に備
えたので、チップ分割工程においてウェハー裏面からウ
ェハー上面にある構造を目視確認することができるとい
う特徴を有する。これにより、チップ分割工程の再現
性、制御性を高め、工程歩止りを従来の技術と比較して
向上させることができた。〔実施の形態１３〕実施の形態１２において、基板、ハ
ンダ、第１の金属、第２の金属の組み合わせを、実施の
形態２ないし９に記載されたものに変えた他は、実施の
形態１２と同様の半導体レーザ装置を作製したところ、
いずれの組み合わせにおいても、熱抵抗値１９〜２９Ｋ
／Ｗが得られ、良好な熱抵抗値が確認された。その他の
点についても、実施の形態１もしくは１２に記載したも
のと同等の効果が確認された。さらに、各金属膜の膜厚
については、実施の形態１２に示したのと同じ範囲にお
いて、実施の形態１２および１と同等の効果が得られ
た。

【０１１４】実施の形態１０ないし１３において、半導
体発光素子チップもしくはウェハー裏面に設けられた透
過部／透過部以外の領域の模様を、特定の例について説
明したが、本発明の趣旨に基づけば、これは、上記特定
の例にのみ限られるわけではない。例えば、格子（スダ
レ状）模様、正方格子、三方格子、ハチノス状、水玉
状、その他不定形状等、種々の変更が可能である。

【０１１５】以上、いくつかの実施の形態においては、
基板を特定の酸化物基板とした場合についてのみ詳細に
説明したが、ルビー（α−Ａｌ₂Ｏ₃：Ｃｒ₂Ｏ₃）、石英
（Ｓｉ０₂）、ＭｇＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＧａ₂Ｏ₄、ＮｄＧａ
Ｏ₃、ＬｉＧａＯ₂、ＬｉＡｌＯ₂、ＺｎＯ、ＭｇＯ等、
他の可視光を透過しうる結晶成長用酸化物基板に適用し
ても良く、この場合でも各実施の形態と同様の効果が得
られた。また、いくつかの実施の形態において、基板を
特定の窒化物とした場合についてのみ詳細に説明した
が、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ等、他の可視光を透過しうる結
晶成長用窒化物基板に適用しても良く、この場合でも各
実施の形態と同様の効果が得られた。さらには、本発明
の趣旨に基づいて、酸化物、窒化物以外の他の可視光を
透過しうる結晶成長用基板、例えば、ＳｉＣにも適用が
可能であった。

【０１１６】さらに、本発明が適用される半導体レーザ
チップにおける光導波路構造は、上述の例に限られるも
のではない。セルフ・アラインド・ストラクチャ（ＳＡ
Ｓ）構造、リッジ構造を始めとして、電極ストライプ構
造、埋め込みヘテロ（ＢＨ）構造、チャネルド・サブス
トレイト・プレイナ（ＣＳＰ）構造等の他のものとして
も、本発明の本質にかかわるものではなく、上述と同様
の効果が得られるのは当然である。また、各半導体層
は、上述の材料に限定されるわけではなく、Ａｌ _xＩｎ_y
Ｇａ_1-x-yＮ（０≦ｘ、ｙ≦１）の他、他の半導体レー
ザ装置に用いられるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体としても良いことも明らかである。

【０１１７】以上、発明の実施の形態では、本発明の半
導体発光装置として、半導体レーザ装置の例について説
明したが、本発明の趣旨から明らかなように、これは、
半導体発光ダイオード装置への適用も可能である。特
に、高温動作（例えば６０℃雰囲気中で使用される）
や、高出力動作（例えば６０ｍＡ以上で駆動される）を
使用目的とした半導体発光ダイオード装置のように、良
好な放熱が必要とされる半導体発光ダイオード装置に適
用すると効果的である。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、上記構成により、熱抵
抗が劣化せず、しかも、チップ分割工程の生産性の良い
半導体レーザ装置の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置を示
す図である。

【図２】本発明の実施の形態１の半導体レーザ装置にお
けるレーザチップを示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１０の半導体レーザ装置を
示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１０の半導体レーザ装置に
おけるレーザチップを示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態１２の半導体レーザ装置を
示す図である。

【図６】本発明の実施の形態１２の半導体レーザ装置に
おけるレーザチップを示す図である。

【図７】従来の技術に基づいた半導体レーザ装置を示す
図である。

【符号の説明】

１０１サファイア基板１０２窒化物系半導体の積層体１０３ｎ電極１０４ｐ電極１０５第１の金属膜１０６第２の金属膜１１０支持基体１１１ピン１１２ハンダ１１３ワイヤ１１４ワイヤ３０５第１の金属膜３０６第２の金属膜３１０支持基体３１１ピン３１２ハンダ３１３ワイヤ３１４ワイヤ３２０透過部５０１ｎ−ＧａＮ基板５０２窒化物系半導体の積層体５０３ｎ電極５０４ｐ電極５０５第１の金属膜５０６第２の金属膜５１０支持基体５１１ピン５１２ハンダ５１４ワイヤ６２０透過部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板と、その上に設けられた半導
体積層体を備えた半導体発光素子チップと、支持基体と
を備え、半導体発光素子チップが基板側を下にして支持
基体にハンダにて固着されてなる半導体発光装置におい
て、半導体発光素子チップとハンダとの間には、膜厚が０．
５ｎｍ以上１２ｎｍ以下である、第１の金属膜が介装さ
れ、さらに、前記ハンダ中には、第２の金属とハンダと
の混合物が形成されていることを特徴とする半導体発光
装置。
【請求項２】透明な基板と、その上に設けられた半導
体積層体を備えた半導体発光素子チップと、支持基体と
を備え、半導体発光素子チップが基板側を下にして支持
基体にハンダにて固着されてなる半導体発光装置におい
て、半導体発光素子チップとハンダとの間には、第１の金属
膜と、第２の金属膜とが介装され、第１の金属膜と第２
の金属膜は透過部を有し、透過部は第１の金属膜の厚さ
が１２ｎｍ以下であり、第２の金属膜の膜厚が０であ
り、前記ハンダ中には、前記第２の金属とハンダとの混
合物が形成されていることを特徴とする半導体発光装
置。
【請求項３】前記ハンダがＩｎを主成分としてなり、
前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでなり、かつ、
前記第２の金属は、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とす
る、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】前記ハンダがＰｂを主成分としてなり、
前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいず
れかを含んでなり、前記第２の金属は、Ａｇ、Ａｕ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特
徴とする、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項５】前記ハンダがＳｎを主成分としてなり、
前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記第
２の金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とする、請
求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項６】前記ハンダがＡｕを主成分としてなり、
前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆ
ｅ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記第２の金属は、
Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特
徴とする、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項７】透明な基板とその上に設けられた半導体
積層体を備えた半導体発光素子ウェハーの基板下面に、
ウェハー裏面側からウェハー表面の構造が確認できる透
過部を有する、第１の金属膜および第２の金属膜を含む
多層膜を設ける工程と、ウェハー裏面側からウェハー表
面の構造を認識してアライメントすることによりウェハ
ー裏面に分割溝を形成してウェハーを分割し、半導体発
光素子チップを得る工程を有することを特徴とする半導
体発光装置の製造方法。
【請求項８】前記透過部は、第１の金属膜と第２の金
属膜がウェハー裏面からウェハー表面の構造を確認でき
る膜厚であることを特徴とする請求項７に記載の半導体
発光装置の製造方法。
【請求項９】前記透過部は前記半導体チップの全面に
形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導
体発光装置の製造方法。
【請求項１０】前記半導体発光素子チップを基板側を
下にし、ハンダを介して支持基体上に積載し、加熱する
ことにより、前記第１の金属膜を膜状に残存させ、か
つ、前記第２の金属膜はハンダに溶かし込んで前記半導
体発光素子チップを前記支持基体に固着させる工程と、
を有することを特徴とする請求項７から９のいずれかに
記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】前記透過部における第１の金属膜の膜
厚が、０．５ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることを特徴と
する、請求項８から１０のいずれかに記載の半導体発光
装置の製造方法。
【請求項１２】前記透過部における第２の金属膜の膜
厚が、３ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることを特徴とす
る、請求項８または１０のいずれかに記載の半導体発光
装置の製造方法。
【請求項１３】前記透過部のチップ裏面に占める面積
が２０％以下であることを特徴とする請求項８に記載の
半導体発光装置の製造方法。
【請求項１４】前記ハンダがＩｎを主成分としてな
り、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記
第２の金属は、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とする、
請求項７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１
５、１６のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方
法。
【請求項１５】前記ハンダがＰｂを主成分としてな
り、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのい
ずれかを含んでなり、前記第２の金属は、Ａｇ、Ａｕ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを
特徴とする、請求項７、８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１６のいずれかに記載の半導体発光装
置の製造方法。
【請求項１６】前記ハンダがＳｎを主成分としてな
り、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記
第２の金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなることを特徴とする、
請求項７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１
５、１６のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方
法。
【請求項１７】前記ハンダがＡｕを主成分としてな
り、前記第１の金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｆｅ、Ａｌのいずれかを含んでなり、前記第２の金属
は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂのいずれかを含んでなるこ
とを特徴とする、請求項７、８、９、１０、１１、１
２、１３、１４、１５、１６のいずれかに記載の半導体
発光装置の製造方法。