JPH0964479A - 半導体レーザ装置，及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置，及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒートシンクをその下面に備えた半導体レー
ザ装置において、ヒートシンクと半導体レーザチップと
の熱膨張率の差に起因して、発光領域にかかる内部スト
レスを低減し、半導体レーザの寿命及び歩留を向上す
る。 【解決手段】 レーザ下面電極を、キャップ層とオーミ
ックコンタクトをとるオーミック電極層７ａと、該オー
ミック電極層７ａの表面に形成され、ハンダ層８と合金
化しない高融点金属よりなる非合金化電極層７ｂと、該
非合金化電極層７ｂの表面の，発光領域５の長手方向の
中心線の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成
され、ハンダ層８と合金化する合金化電極層７ｃとの３
層により形成し、上記非合金化電極層７ｂと、これに接
触しているハンダ層８とは合金化せず、上記合金化電極
７ｃとハンダ層８とが合金化して接着するようにしたも
のである。
ザ装置において、ヒートシンクと半導体レーザチップと
の熱膨張率の差に起因して、発光領域にかかる内部スト
レスを低減し、半導体レーザの寿命及び歩留を向上す
る。 【解決手段】 レーザ下面電極を、キャップ層とオーミ
ックコンタクトをとるオーミック電極層７ａと、該オー
ミック電極層７ａの表面に形成され、ハンダ層８と合金
化しない高融点金属よりなる非合金化電極層７ｂと、該
非合金化電極層７ｂの表面の，発光領域５の長手方向の
中心線の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成
され、ハンダ層８と合金化する合金化電極層７ｃとの３
層により形成し、上記非合金化電極層７ｂと、これに接
触しているハンダ層８とは合金化せず、上記合金化電極
７ｃとハンダ層８とが合金化して接着するようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザチ
ップをヒートシンクにマウントして用いる半導体レーザ
装置，及びその製造方法に関し、特に、半導体レーザチ
ップをヒートシンクにマウントする際に両者の熱膨張率
の違いに起因して発生する内部ストレスを低減すること
のできる半導体レーザ装置，及びその製造方法に関する
ものである。
ップをヒートシンクにマウントして用いる半導体レーザ
装置，及びその製造方法に関し、特に、半導体レーザチ
ップをヒートシンクにマウントする際に両者の熱膨張率
の違いに起因して発生する内部ストレスを低減すること
のできる半導体レーザ装置，及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置は、レーザ動作
時の半導体レーザチップの温度が上昇することによる、
発光効率の低下，及び半導体レーザの破損等を防止する
ため、半導体レーザチップの下面に、ハンダ層を介し
て、動作時に発生する熱を効果的に放熱するためのヒー
トシンクが接着されたものを用いていた。以下に、従来
の半導体レーザ装置の構造，及び半導体レーザチップと
ヒートシンクとの接着方法について説明する。図１５
(a) は、従来のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ装置の断
面構造を示す断面図であり、図において、１はＧａＡｓ
と熱膨張係数の近いＦｅ，Ｍｏ，ＳｉＣ等の導電性もし
くは絶縁性の材質からなり半導体レーザチップから発生
する熱を効果的に拡散させるためのヒートシンク材、２
はヒートシンク材１上面に形成されたＡｕ等を主成分と
するヒートシンク上面電極、１０は上記ヒートシンク材
１の下面に上記ヒートシンク上面電極２と同様の材料に
より形成されたヒートシンク下面電極であり、これによ
りヒートシンク２００を形成している。また、３は半導
体レーザチップの母材となるＧａＡｓ基板、４はＧａＡ
ｓ基板３の表面に多層エピタキシャル成長されたレーザ
発光機能を有する活性層、５は活性層４内で、電流，及
び光が部分的に閉じ込められることによってレーザ光を
発光する部分である発光領域、６は活性層４の表面にエ
ピタキシャル成長されたキャップ層、７はキャップ層６
の表面に真空蒸着法，又はスパッタ法などで形成された
Ａｕ系の電極で、例えばキャップ層６表面側から、５０
０オングストロームの層厚のＴｉ，又はＡｕ（８８％）
−Ｇｅ（１２％）の成分比を有する電極材と、２５００
オングストロームの層厚のＡｕとが積層されてなる半導
体レーザチップ下面電極、９は前記ＧａＡｓ基板３の裏
面に形成され、該ＧａＡｓ基板３の裏面から、半導体レ
ーザチップ下面電極７と同様の材料を順次積層して形成
された半導体レーザチップ上面電極であり、これらによ
り半導体レーザチップ１００を形成している。また、８
は、半導体レーザチップ１００とヒートシンク２００と
を接着するために、半導体レーザチップ下面電極７と上
記ヒートシンク上面電極２との間に形成されている、Ａ
ｕ系の、例えばＡｕ（８０％）−Ｓｎ（２０％）又は、
Ｓｎ（９５％）−Ｐｂ（５％）などの成分比を有する厚
さ２μｍ程度のハンダ層である。
時の半導体レーザチップの温度が上昇することによる、
発光効率の低下，及び半導体レーザの破損等を防止する
ため、半導体レーザチップの下面に、ハンダ層を介し
て、動作時に発生する熱を効果的に放熱するためのヒー
トシンクが接着されたものを用いていた。以下に、従来
の半導体レーザ装置の構造，及び半導体レーザチップと
ヒートシンクとの接着方法について説明する。図１５
(a) は、従来のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ装置の断
面構造を示す断面図であり、図において、１はＧａＡｓ
と熱膨張係数の近いＦｅ，Ｍｏ，ＳｉＣ等の導電性もし
くは絶縁性の材質からなり半導体レーザチップから発生
する熱を効果的に拡散させるためのヒートシンク材、２
はヒートシンク材１上面に形成されたＡｕ等を主成分と
するヒートシンク上面電極、１０は上記ヒートシンク材
１の下面に上記ヒートシンク上面電極２と同様の材料に
より形成されたヒートシンク下面電極であり、これによ
りヒートシンク２００を形成している。また、３は半導
体レーザチップの母材となるＧａＡｓ基板、４はＧａＡ
ｓ基板３の表面に多層エピタキシャル成長されたレーザ
発光機能を有する活性層、５は活性層４内で、電流，及
び光が部分的に閉じ込められることによってレーザ光を
発光する部分である発光領域、６は活性層４の表面にエ
ピタキシャル成長されたキャップ層、７はキャップ層６
の表面に真空蒸着法，又はスパッタ法などで形成された
Ａｕ系の電極で、例えばキャップ層６表面側から、５０
０オングストロームの層厚のＴｉ，又はＡｕ（８８％）
−Ｇｅ（１２％）の成分比を有する電極材と、２５００
オングストロームの層厚のＡｕとが積層されてなる半導
体レーザチップ下面電極、９は前記ＧａＡｓ基板３の裏
面に形成され、該ＧａＡｓ基板３の裏面から、半導体レ
ーザチップ下面電極７と同様の材料を順次積層して形成
された半導体レーザチップ上面電極であり、これらによ
り半導体レーザチップ１００を形成している。また、８
は、半導体レーザチップ１００とヒートシンク２００と
を接着するために、半導体レーザチップ下面電極７と上
記ヒートシンク上面電極２との間に形成されている、Ａ
ｕ系の、例えばＡｕ（８０％）−Ｓｎ（２０％）又は、
Ｓｎ（９５％）−Ｐｂ（５％）などの成分比を有する厚
さ２μｍ程度のハンダ層である。
【０００３】図１５(b) は、半導体レーザ装置をヒート
シンクにマウントする前の半導体レーザチップ１００を
半導体レーザチップ下面電極７側から見た下面図であ
り、図中破線で示した５の領域は半導体レーザチップ内
部の発光領域５の位置する領域を示している。
シンクにマウントする前の半導体レーザチップ１００を
半導体レーザチップ下面電極７側から見た下面図であ
り、図中破線で示した５の領域は半導体レーザチップ内
部の発光領域５の位置する領域を示している。
【０００４】図１５(c) は、半導体レーザ装置１００を
ヒートシンク２００にマウントする直前のヒートシンク
２００をヒートシンク上面電極２側から見た平面図であ
り、図中８は、ヒートシンク上面電極２上に形成された
ハンダ層を示している。
ヒートシンク２００にマウントする直前のヒートシンク
２００をヒートシンク上面電極２側から見た平面図であ
り、図中８は、ヒートシンク上面電極２上に形成された
ハンダ層を示している。
【０００５】以下に、半導体レーザチップ１００とヒー
トシンク２００とを接着する工程について説明する。図
１６(a) ないし(c) は、半導体レーザ装置の製造方法を
示す図であり、半導体レーザチップとヒートシンクとを
接着する工程を示すものである。図１６(a) は、半導体
レーザチップ１００，及びヒートシンク２００の接着前
の状態を示しており、ヒートシンク上面電極２上の，半
導体レーザチップ１００が載置される領域にハンダ層８
が設けられている。
トシンク２００とを接着する工程について説明する。図
１６(a) ないし(c) は、半導体レーザ装置の製造方法を
示す図であり、半導体レーザチップとヒートシンクとを
接着する工程を示すものである。図１６(a) は、半導体
レーザチップ１００，及びヒートシンク２００の接着前
の状態を示しており、ヒートシンク上面電極２上の，半
導体レーザチップ１００が載置される領域にハンダ層８
が設けられている。
【０００６】その後、図１６(b) に示すように、ヒート
シンク２００の上記ハンダ層８上に、半導体レーザチッ
プ１００を載置し圧接する。このようにハンダ層８と、
半導体レーザチップの下面電極７とを圧接させた状態
で、ハンダ層８が溶融する温度、例えばハンダ層８がＡ
ｕＳｎハンダの場合は、３００°Ｃ程度まで昇温する。
これにより、ハンダ層８が溶融し、ハンダ層８と半導体
レーザチップ下面電極７，及びヒートシンク上面電極２
との接触面で、ハンダ層８の成分であるＡｕＳｎと、半
導体レーザチップ下面電極７，及びヒートシンク上面電
極２の主成分であるＡｕとがそれぞれ合金化し、ＡｕＳ
ｎ−Ａｕ合金ハンダが形成されて、図１６(c) に示すよ
うにこれらが一体化される。その後、温度を室温まで下
げ、半導体レーザチップ１００とヒートシンク２００と
が一体となった半導体レーザ装置を得る。
シンク２００の上記ハンダ層８上に、半導体レーザチッ
プ１００を載置し圧接する。このようにハンダ層８と、
半導体レーザチップの下面電極７とを圧接させた状態
で、ハンダ層８が溶融する温度、例えばハンダ層８がＡ
ｕＳｎハンダの場合は、３００°Ｃ程度まで昇温する。
これにより、ハンダ層８が溶融し、ハンダ層８と半導体
レーザチップ下面電極７，及びヒートシンク上面電極２
との接触面で、ハンダ層８の成分であるＡｕＳｎと、半
導体レーザチップ下面電極７，及びヒートシンク上面電
極２の主成分であるＡｕとがそれぞれ合金化し、ＡｕＳ
ｎ−Ａｕ合金ハンダが形成されて、図１６(c) に示すよ
うにこれらが一体化される。その後、温度を室温まで下
げ、半導体レーザチップ１００とヒートシンク２００と
が一体となった半導体レーザ装置を得る。
【０００７】この温度降下の過程では、半導体レーザチ
ップ１００とヒートシンク２００とはＡｕＳｎ−Ａｕ合
金ハンダが凝固する約２８０°Ｃで完全に接着し、その
のち、この凝固温度からさらに室温まで温度を下げる。
ップ１００とヒートシンク２００とはＡｕＳｎ−Ａｕ合
金ハンダが凝固する約２８０°Ｃで完全に接着し、その
のち、この凝固温度からさらに室温まで温度を下げる。
【０００８】この凝固温度から室温までの温度降下の際
に、ヒートシンク，及び半導体レーザチップの材料の熱
膨張係数の違いに起因する各材料の寸法変化が生じ、こ
れが内部ストレスとなって半導体レーザ内部に蓄積され
ることとなる。
に、ヒートシンク，及び半導体レーザチップの材料の熱
膨張係数の違いに起因する各材料の寸法変化が生じ、こ
れが内部ストレスとなって半導体レーザ内部に蓄積され
ることとなる。
【０００９】従来の半導体レーザ装置の場合、ヒートシ
ンク２００の材料として、その熱膨張係数、ヤング率等
の物性値が半導体レーザチップを構成する材料の物性値
に近い、例えばＦｅ，Ｍｏ，ＳｉＣ等の材料を用いるこ
とで、このような熱膨張率差によって生じる半導体レー
ザチップ内部のストレスの増加を極力防止する対策がと
られていた。
ンク２００の材料として、その熱膨張係数、ヤング率等
の物性値が半導体レーザチップを構成する材料の物性値
に近い、例えばＦｅ，Ｍｏ，ＳｉＣ等の材料を用いるこ
とで、このような熱膨張率差によって生じる半導体レー
ザチップ内部のストレスの増加を極力防止する対策がと
られていた。
【００１０】図１７は、上記各材料を用いたヒートシン
クにより半導体レーザ装置を製造した際の、ハンダ凝固
温度と半導体レーザ装置の使用温度との温度差ΔＴに対
する、半導体レーザ装置の発光領域５に加わる内部スト
レスの絶対値を計算により求めた相関図である。図よ
り、使用するヒートシンク材料によって、内部ストレス
の大きさは大きく異なっている。又、半導体レーザチッ
プの母材であるＧａＡｓの破断応力が２×１０18〔Ｎ／
ｍ2 〕程度であるため、ΔＴの大きい使用条件（例えば
低温環境）で半導体レーザ装置を使用する場合、ヒート
シンク材料にＦｅを用いると、ＧａＡｓ破断を生じる可
能性がある。従って、ΔＴの大きい使用条件で半導体レ
ーザ装置を用いる場合は、ＳｉＣ，及びＭｏのヒートシ
ンク材料を用いてヒートシンクを形成していた。
クにより半導体レーザ装置を製造した際の、ハンダ凝固
温度と半導体レーザ装置の使用温度との温度差ΔＴに対
する、半導体レーザ装置の発光領域５に加わる内部スト
レスの絶対値を計算により求めた相関図である。図よ
り、使用するヒートシンク材料によって、内部ストレス
の大きさは大きく異なっている。又、半導体レーザチッ
プの母材であるＧａＡｓの破断応力が２×１０18〔Ｎ／
ｍ2 〕程度であるため、ΔＴの大きい使用条件（例えば
低温環境）で半導体レーザ装置を使用する場合、ヒート
シンク材料にＦｅを用いると、ＧａＡｓ破断を生じる可
能性がある。従って、ΔＴの大きい使用条件で半導体レ
ーザ装置を用いる場合は、ＳｉＣ，及びＭｏのヒートシ
ンク材料を用いてヒートシンクを形成していた。
【００１１】図１８は、ＧａＡｓ系の半導体レーザ装置
の内部ストレスＳと半導体レーザ装置のスクリーニング
時の歩留，及び内部ストレスＳと寿命の長さを表すＭＴ
ＴＦ（Mean Time To Failure）との関係を示した相関図
である。特にＧａＡｓ系の半導体レーザ装置は、内部ス
トレスに対し敏感で、図に示すように、半導体レーザ装
置の歩留，及び寿命が内部ストレスの値に大きく影響を
受ける。
の内部ストレスＳと半導体レーザ装置のスクリーニング
時の歩留，及び内部ストレスＳと寿命の長さを表すＭＴ
ＴＦ（Mean Time To Failure）との関係を示した相関図
である。特にＧａＡｓ系の半導体レーザ装置は、内部ス
トレスに対し敏感で、図に示すように、半導体レーザ装
置の歩留，及び寿命が内部ストレスの値に大きく影響を
受ける。
【００１２】そこで、このような、内部ストレスを小さ
くすることで、信頼性，及びスクリーニング歩留の改善
を図っている。即ち、従来の半導体レーザ装置は、上述
のように半導体レーザチップ材料と熱膨張係数の近い材
料をヒートシンク材料として用いることで、熱膨張率差
によって生じる半導体レーザチップ内部のストレスの増
加を防止していた。また、ΔＴを小さくするために、ハ
ンダ材として、凝固温度が低く、半導体レーザ装置の使
用温度に近いものを用いることで、内部ストレスの増加
を防止していた。
くすることで、信頼性，及びスクリーニング歩留の改善
を図っている。即ち、従来の半導体レーザ装置は、上述
のように半導体レーザチップ材料と熱膨張係数の近い材
料をヒートシンク材料として用いることで、熱膨張率差
によって生じる半導体レーザチップ内部のストレスの増
加を防止していた。また、ΔＴを小さくするために、ハ
ンダ材として、凝固温度が低く、半導体レーザ装置の使
用温度に近いものを用いることで、内部ストレスの増加
を防止していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の半導体レーザ装置は、使用するハンダの種類，及
びヒートシンクの材料を選択することで、その内部に発
生するストレスの低減を図っている。
従来の半導体レーザ装置は、使用するハンダの種類，及
びヒートシンクの材料を選択することで、その内部に発
生するストレスの低減を図っている。
【００１４】しかしながら、ΔＴを小さくするために、
例えば、ハンダの材料として、Ｉｎ系の低凝固温度（２
００°Ｃ程度）のハンダを用いた場合、半導体レーザ装
置を使用する温度が凝固温度に近い場合に、半導体レー
ザチップとヒートシンクとの間の接着力が弱まり、チッ
プが外れる故障を発生しやすくなるという問題があり、
また、各電極の接着力を向上させるために、例えば、Ａ
ｕＳｉ系のハンダを用いた場合、このハンダの凝固温度
（４００℃程度）がＡｕＳｎ系の凝固温度（３００℃程
度）に比べて高いため内部ストレスが増加し、歩留が悪
くなるという問題があり、接着に利用できるハンダの種
類が限られてしまうという問題があった。
例えば、ハンダの材料として、Ｉｎ系の低凝固温度（２
００°Ｃ程度）のハンダを用いた場合、半導体レーザ装
置を使用する温度が凝固温度に近い場合に、半導体レー
ザチップとヒートシンクとの間の接着力が弱まり、チッ
プが外れる故障を発生しやすくなるという問題があり、
また、各電極の接着力を向上させるために、例えば、Ａ
ｕＳｉ系のハンダを用いた場合、このハンダの凝固温度
（４００℃程度）がＡｕＳｎ系の凝固温度（３００℃程
度）に比べて高いため内部ストレスが増加し、歩留が悪
くなるという問題があり、接着に利用できるハンダの種
類が限られてしまうという問題があった。
【００１５】さらに、所望のハンダを用いて接着を行っ
た場合においても、半導体レーザ装置の使用環境温度が
低い場合、例えば、宇宙用の用途等に用いる場合には、
ΔＴがどうしても大きくなり、これにつれて内部ストレ
スも増加してしまい、長寿命，高歩留が望めないという
問題があった。
た場合においても、半導体レーザ装置の使用環境温度が
低い場合、例えば、宇宙用の用途等に用いる場合には、
ΔＴがどうしても大きくなり、これにつれて内部ストレ
スも増加してしまい、長寿命，高歩留が望めないという
問題があった。
【００１６】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたもので、従来同様のハンダ材を用いて
も、半導体レーザチップの発光領域にかかる、ヒートシ
ンク，及び半導体レーザチップ各材料の熱膨張率差に起
因する内部ストレスを低減して、半導体レーザ装置の破
損を防ぎ、長寿命、高歩留を達成できる半導体レーザ装
置，及びその製造方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、従来同様のハンダ材を用いて
も、半導体レーザチップの発光領域にかかる、ヒートシ
ンク，及び半導体レーザチップ各材料の熱膨張率差に起
因する内部ストレスを低減して、半導体レーザ装置の破
損を防ぎ、長寿命、高歩留を達成できる半導体レーザ装
置，及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）にか
かる半導体レーザ装置は、半導体レーザチップとヒート
シンクとをハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ
装置において、上記半導体レーザチップに形成された下
面電極は、上記ヒートシンクの上面に形成された上記ハ
ンダ層と対向する表面の，該半導体レーザチップの発光
領域の長手方向の中心線の真下から左，右に所定距離ま
での領域を、上記ハンダ層と合金化していない非合金化
層により形成し、上記領域を除く上記レーザ下面電極の
表面を上記ハンダ層と合金化することにより接着したも
のである。
かる半導体レーザ装置は、半導体レーザチップとヒート
シンクとをハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ
装置において、上記半導体レーザチップに形成された下
面電極は、上記ヒートシンクの上面に形成された上記ハ
ンダ層と対向する表面の，該半導体レーザチップの発光
領域の長手方向の中心線の真下から左，右に所定距離ま
での領域を、上記ハンダ層と合金化していない非合金化
層により形成し、上記領域を除く上記レーザ下面電極の
表面を上記ハンダ層と合金化することにより接着したも
のである。
【００１８】本発明（請求項２）は、上記半導体レーザ
装置（請求項１）において、上記レーザ下面電極の，上
記発光領域の長手方向の長さをＬ、上記発光領域の下面
から上記非合金化層の上面までの距離をｄ、上記レーザ
下面電極の表面の面積をＡとしたとき、上記レーザ下面
電極の，上記ハンダ層と合金化していない領域の幅方向
の長さＷの値を、
装置（請求項１）において、上記レーザ下面電極の，上
記発光領域の長手方向の長さをＬ、上記発光領域の下面
から上記非合金化層の上面までの距離をｄ、上記レーザ
下面電極の表面の面積をＡとしたとき、上記レーザ下面
電極の，上記ハンダ層と合金化していない領域の幅方向
の長さＷの値を、
【００１９】
【数４】
【００２０】の式を満たす範囲内の値としたものであ
る。
る。
【００２１】本発明（請求項３）は、上記半導体レーザ
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は３層よりなり、該３層は、上記半導体レーザチップ
のキャップ層とオーミックコンタクトをとる第１のオー
ミック電極層と、該第１のオーミック電極層の表面に形
成され、上記ハンダ層と合金化しない高融点金属よりな
る第１の非合金化電極層と、該第１の非合金化電極層の
表面の，上記発光領域の長手方向の中心線の真下から左
右に所定距離以上離れた領域に形成され、上記ハンダ層
と合金化する第１の合金化電極層とよりなり、上記第１
の非合金化電極層と、これに接触している上記ハンダ層
とは合金化しておらず、上記第１の合金化電極層と、こ
れに接触している上記ハンダ層とを合金化することによ
り接着したものである。
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は３層よりなり、該３層は、上記半導体レーザチップ
のキャップ層とオーミックコンタクトをとる第１のオー
ミック電極層と、該第１のオーミック電極層の表面に形
成され、上記ハンダ層と合金化しない高融点金属よりな
る第１の非合金化電極層と、該第１の非合金化電極層の
表面の，上記発光領域の長手方向の中心線の真下から左
右に所定距離以上離れた領域に形成され、上記ハンダ層
と合金化する第１の合金化電極層とよりなり、上記第１
の非合金化電極層と、これに接触している上記ハンダ層
とは合金化しておらず、上記第１の合金化電極層と、こ
れに接触している上記ハンダ層とを合金化することによ
り接着したものである。
【００２２】本発明（請求項４）は、上記半導体レーザ
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、上記半導体レーザチップのキャップ層とオーミッ
クコンタクトをとり、上記ハンダと合金化する第２の合
金化電極層よりなり、該第２の合金化電極層と上記ハン
ダ層とが対向する該各表面の，上記発光領域の長手方向
の中心線の真下から左右に上記所定距離までの各領域の
間に、上記ハンダ層と合金化しない非合金化層を挿入し
たものである。
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、上記半導体レーザチップのキャップ層とオーミッ
クコンタクトをとり、上記ハンダと合金化する第２の合
金化電極層よりなり、該第２の合金化電極層と上記ハン
ダ層とが対向する該各表面の，上記発光領域の長手方向
の中心線の真下から左右に上記所定距離までの各領域の
間に、上記ハンダ層と合金化しない非合金化層を挿入し
たものである。
【００２３】本発明（請求項５）は、上記半導体レーザ
装置（請求項４）において、上記非合金化層を、高融点
金属としたものである。
装置（請求項４）において、上記非合金化層を、高融点
金属としたものである。
【００２４】本発明（請求項６）は、上記半導体レーザ
装置（請求項４）において、上記非合金化層を、絶縁体
としたものである。
装置（請求項４）において、上記非合金化層を、絶縁体
としたものである。
【００２５】本発明（請求項７）は、上記半導体レーザ
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、２層よりなり、該２層は、上記半導体レーザチッ
プのキャップ層とオーミックコンタクトをとる第２のオ
ーミック電極層と、該第２のオーミック電極層表面の，
上記発光領域の長手方向の中心線の真下から左右に上記
所定距離以上離れた領域に形成され、上記ハンダ層と合
金化するスペーサ電極層とよりなり、上記レーザ下面電
極表面の一部を構成している上記第２のオーミック電極
層は、上記ハンダ層と接触しておらず、上記スペーサ電
極層と上記ハンダ層とを合金化することにより接着した
ものである。
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、２層よりなり、該２層は、上記半導体レーザチッ
プのキャップ層とオーミックコンタクトをとる第２のオ
ーミック電極層と、該第２のオーミック電極層表面の，
上記発光領域の長手方向の中心線の真下から左右に上記
所定距離以上離れた領域に形成され、上記ハンダ層と合
金化するスペーサ電極層とよりなり、上記レーザ下面電
極表面の一部を構成している上記第２のオーミック電極
層は、上記ハンダ層と接触しておらず、上記スペーサ電
極層と上記ハンダ層とを合金化することにより接着した
ものである。
【００２６】本発明（請求項８）は、上記半導体レーザ
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、上記半導体レーザチップのキャップ層とオーミッ
クコンタクトをとり、上記ハンダ層と合金化する第２の
合金化電極層よりなり、上記ハンダ層を、上記ヒートシ
ンク上面の、上記半導体レーザチップが搭載されている
領域のうち，該半導体レーザチップの発光領域の長手方
向の中心線の真下から左右に所定距離以上離れた領域の
みに形成し、上記レーザ下面電極表面の，上記発光領域
の長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離まで
の領域は、ハンダ層と接触していないものである。
装置（請求項１または２）において、上記レーザ下面電
極は、上記半導体レーザチップのキャップ層とオーミッ
クコンタクトをとり、上記ハンダ層と合金化する第２の
合金化電極層よりなり、上記ハンダ層を、上記ヒートシ
ンク上面の、上記半導体レーザチップが搭載されている
領域のうち，該半導体レーザチップの発光領域の長手方
向の中心線の真下から左右に所定距離以上離れた領域の
みに形成し、上記レーザ下面電極表面の，上記発光領域
の長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離まで
の領域は、ハンダ層と接触していないものである。
【００２７】本発明（請求項９）にかかる半導体レーザ
装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハンダ
層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、上
記ハンダ層は、上記ヒートシンク上面の、上記半導体レ
ーザチップが搭載されている領域の，該半導体レーザチ
ップの発光領域の長手方向の中心線の真下から左右に所
定距離以上離れた領域に形成した第１のハンダ層と、該
第１のハンダ層に隣接して、上記発光領域の長手方向の
中心線の真下から左右に上記所定距離までの領域に形成
した第２のハンダ層とよりなり、該第２のハンダ層を、
上記第１のハンダ層より低融点のハンダとしたものであ
る。
装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハンダ
層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、上
記ハンダ層は、上記ヒートシンク上面の、上記半導体レ
ーザチップが搭載されている領域の，該半導体レーザチ
ップの発光領域の長手方向の中心線の真下から左右に所
定距離以上離れた領域に形成した第１のハンダ層と、該
第１のハンダ層に隣接して、上記発光領域の長手方向の
中心線の真下から左右に上記所定距離までの領域に形成
した第２のハンダ層とよりなり、該第２のハンダ層を、
上記第１のハンダ層より低融点のハンダとしたものであ
る。
【００２８】本発明（請求項１０）は、上記半導体レー
ザ装置（請求項９）において、上記レーザ下面電極の，
上記発光領域の長手方向の長さをＬ、上記発光領域の下
面から上記レーザ下面電極の下面までの距離をｄ、上記
レーザ下面電極の表面の面積をＡとしたとき、上記レー
ザ下面電極の，上記第２のハンダ層と接触している領域
の幅方向の長さＷの値を、
ザ装置（請求項９）において、上記レーザ下面電極の，
上記発光領域の長手方向の長さをＬ、上記発光領域の下
面から上記レーザ下面電極の下面までの距離をｄ、上記
レーザ下面電極の表面の面積をＡとしたとき、上記レー
ザ下面電極の，上記第２のハンダ層と接触している領域
の幅方向の長さＷの値を、
【００２９】
【数５】
【００３０】の式を満たす範囲内の値としたものであ
る。
る。
【００３１】本発明（請求項１１）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとる第１のオーミック
電極層を形成し、その表面に、高融点金属よりなり、ハ
ンダ層と合金化しない第１の非合金化電極層を形成し、
該第１の非合金化電極層の表面の，該半導体レーザチッ
プの発光領域の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離以上離れた領域に、上記ハンダ層と合金化
する第１の合金化電極層を形成して半導体レーザチップ
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，及
び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，上
記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハン
ダ層を形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記ハン
ダ層上に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハン
ダ層の溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第
１の合金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシン
クの上面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下
げ、上記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接
着する工程とを含むものである。
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとる第１のオーミック
電極層を形成し、その表面に、高融点金属よりなり、ハ
ンダ層と合金化しない第１の非合金化電極層を形成し、
該第１の非合金化電極層の表面の，該半導体レーザチッ
プの発光領域の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離以上離れた領域に、上記ハンダ層と合金化
する第１の合金化電極層を形成して半導体レーザチップ
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，及
び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，上
記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハン
ダ層を形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記ハン
ダ層上に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハン
ダ層の溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第
１の合金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシン
クの上面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下
げ、上記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接
着する工程とを含むものである。
【００３２】本発明（請求項１２）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成し、該第２の合金化電
極層の表面の，上記半導体レーザチップの発光領域の長
手方向の中心線が位置する位置から左右に所定距離まで
の領域に、上記ハンダ層と合金化しない非合金化層を形
成して半導体レーザチップを形成する工程と、その上
面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成されてい
るヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチップの搭
載されるべき領域に上記ハンダ層を形成する工程と、上
記ヒートシンク上の上記ハンダ層上に、上記半導体レー
ザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで昇
温し、上記ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び上
記ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化さ
せたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上
記半導体レーザチップとを接着する工程とを含むもので
ある。
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成し、該第２の合金化電
極層の表面の，上記半導体レーザチップの発光領域の長
手方向の中心線が位置する位置から左右に所定距離まで
の領域に、上記ハンダ層と合金化しない非合金化層を形
成して半導体レーザチップを形成する工程と、その上
面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成されてい
るヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチップの搭
載されるべき領域に上記ハンダ層を形成する工程と、上
記ヒートシンク上の上記ハンダ層上に、上記半導体レー
ザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで昇
温し、上記ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び上
記ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化さ
せたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上
記半導体レーザチップとを接着する工程とを含むもので
ある。
【００３３】本発明（請求項１３）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成して半導体レーザチッ
プを形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，
及び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，
上記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハ
ンダ層を形成し、該ハンダ層表面の，上記搭載される半
導体レーザチップの発光領域の長手方向の中心線が位置
する真下の位置から左右に所定距離までの領域に、上記
ハンダ層と合金化しない非合金化層を形成する工程と、
上記ヒートシンク上の上記ハンダ層，及び非合金化層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハンダ層の
溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合
金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上
面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上
記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着する
工程とを含むものである。
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成して半導体レーザチッ
プを形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，
及び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，
上記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハ
ンダ層を形成し、該ハンダ層表面の，上記搭載される半
導体レーザチップの発光領域の長手方向の中心線が位置
する真下の位置から左右に所定距離までの領域に、上記
ハンダ層と合金化しない非合金化層を形成する工程と、
上記ヒートシンク上の上記ハンダ層，及び非合金化層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハンダ層の
溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合
金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上
面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上
記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着する
工程とを含むものである。
【００３４】本発明（請求項１４）は、上記半導体レー
ザ装置の製造方法（請求項１２また１３）において、上
記非合金化層が、高融点金属よりなるものである。
ザ装置の製造方法（請求項１２また１３）において、上
記非合金化層が、高融点金属よりなるものである。
【００３５】本発明（請求項１５）は、上記半導体レー
ザ装置の製造方法（請求項１２または１３）において、
上記非合金化層が、絶縁体よりなるものである。
ザ装置の製造方法（請求項１２または１３）において、
上記非合金化層が、絶縁体よりなるものである。
【００３６】本発明（請求項１６）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体基板表面上にレーザ構造を
形成する半導体各層をキャップ層まで形成し、その表面
に、該キャップ層とオーミックコンタクトをとる第２の
オーミック電極層を形成し、該第２のオーミック電極層
の表面の，上記半導体レーザチップの発光領域の長手方
向の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上離れ
た領域に、該半導体レーザチップと上記ヒートシンクと
の接着後も上記第２のオーミック電極層とハンダ層とが
接触しないような所定の厚みを有し、上記ハンダ層と合
金化するスペーサ電極層を形成して半導体レーザチップ
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，及
び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，上
記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハン
ダ層を形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記ハン
ダ層上に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハン
ダ層の溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記ス
ペーサ電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの
上面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、
上記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着す
る工程とを含むものである。
ザ装置の製造方法は、半導体基板表面上にレーザ構造を
形成する半導体各層をキャップ層まで形成し、その表面
に、該キャップ層とオーミックコンタクトをとる第２の
オーミック電極層を形成し、該第２のオーミック電極層
の表面の，上記半導体レーザチップの発光領域の長手方
向の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上離れ
た領域に、該半導体レーザチップと上記ヒートシンクと
の接着後も上記第２のオーミック電極層とハンダ層とが
接触しないような所定の厚みを有し、上記ハンダ層と合
金化するスペーサ電極層を形成して半導体レーザチップ
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極，及
び下面電極が形成されているヒートシンクの上面の，上
記半導体レーザチップの搭載されるべき領域に上記ハン
ダ層を形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記ハン
ダ層上に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハン
ダ層の溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記ス
ペーサ電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの
上面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、
上記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着す
る工程とを含むものである。
【００３７】本発明（請求項１７）は、上記半導体レー
ザ装置の製造方法（請求項１６）において、上記半導体
レーザチップと上記ヒートシンクとを接着する前の上記
ハンダ層の厚さをｔh 、上記半導体レーザチップの，上
記発光領域の幅方向の全長をＱ、上記スペーサ電極が形
成されていない領域の，上記発光領域の幅方向の長さを
Ｗとしたときに、上記スペーサ電極層の上記所定の厚み
ｔs の値を、
ザ装置の製造方法（請求項１６）において、上記半導体
レーザチップと上記ヒートシンクとを接着する前の上記
ハンダ層の厚さをｔh 、上記半導体レーザチップの，上
記発光領域の幅方向の全長をＱ、上記スペーサ電極が形
成されていない領域の，上記発光領域の幅方向の長さを
Ｗとしたときに、上記スペーサ電極層の上記所定の厚み
ｔs の値を、
【００３８】
【数６】
【００３９】の式を満たす大きさの値としたものであ
る。
る。
【００４０】本発明（請求項１８）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成して半導体レーザチッ
プを形成する工程と、ハンダ層を、その上面，及び下面
に上面電極，及び下面電極が形成されているヒートシン
クの上面の上記半導体レーザチップの搭載されるべき領
域のうち，該搭載される半導体レーザチップの発光領域
の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に所
定距離以上離れた領域のみが溶着されるような領域に、
形成する工程と、上記ヒートシンク上の該ハンダ層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハンダ層の
溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合
金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上
面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上
記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着する
工程とを含むものである。
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層と合金
化する第２の合金化電極層を形成して半導体レーザチッ
プを形成する工程と、ハンダ層を、その上面，及び下面
に上面電極，及び下面電極が形成されているヒートシン
クの上面の上記半導体レーザチップの搭載されるべき領
域のうち，該搭載される半導体レーザチップの発光領域
の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に所
定距離以上離れた領域のみが溶着されるような領域に、
形成する工程と、上記ヒートシンク上の該ハンダ層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハンダ層の
溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合
金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上
面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上
記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着する
工程とを含むものである。
【００４１】本発明（請求項１９）にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、第１のハンダ
層，及び該第１のハンダ層より低融点の第２のハンダ層
とそれぞれ合金化する第２の合金化電極層を形成して半
導体レーザチップを形成する工程と、上記第１のハンダ
層を、その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が
形成されているヒートシンクの上面の上記半導体レーザ
チップの搭載されるべき領域のうち，該搭載される半導
体レーザチップの発光領域の長手方向の中心線が位置す
る真下の位置から左右に所定距離以上離れた領域のみが
溶着されるような領域に、形成する工程と、上記第２の
ハンダ層を、上記第１のハンダ層と隣接し、上記発光領
域の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に
上記所定距離までの領域のみが溶着されるような領域
に、形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記第１，
及び第２のハンダ層上に、上記半導体レーザチップを圧
接し、第１のハンダ層のハンダの溶融温度まで昇温し、
上記各ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び上記各
ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化させ
たのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上記
半導体レーザチップとを接着する工程とを含むものであ
る。
ザ装置の製造方法は、半導体レーザチップの下面にヒー
トシンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法
において、半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半
導体各層をキャップ層まで形成し、その表面に、該キャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、第１のハンダ
層，及び該第１のハンダ層より低融点の第２のハンダ層
とそれぞれ合金化する第２の合金化電極層を形成して半
導体レーザチップを形成する工程と、上記第１のハンダ
層を、その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が
形成されているヒートシンクの上面の上記半導体レーザ
チップの搭載されるべき領域のうち，該搭載される半導
体レーザチップの発光領域の長手方向の中心線が位置す
る真下の位置から左右に所定距離以上離れた領域のみが
溶着されるような領域に、形成する工程と、上記第２の
ハンダ層を、上記第１のハンダ層と隣接し、上記発光領
域の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に
上記所定距離までの領域のみが溶着されるような領域
に、形成する工程と、上記ヒートシンク上の上記第１，
及び第２のハンダ層上に、上記半導体レーザチップを圧
接し、第１のハンダ層のハンダの溶融温度まで昇温し、
上記各ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び上記各
ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化させ
たのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上記
半導体レーザチップとを接着する工程とを含むものであ
る。
【００４２】
実施の形態１．図１，図２は本実施の形態１の半導体レ
ーザ装置を示す図であり、図を参照すると、本発明の実
施の形態１による半導体レーザ装置は、半導体レーザチ
ップとヒートシンクとをハンダ層を介して接着してなる
半導体レーザ装置において、半導体レーザチップ（１０
０ａ）に形成された下面電極（７ａ〜７ｃ）は、ヒート
シンク（２００ａ）の上面に形成されたハンダ層（８）
と対向する表面の，該半導体レーザチップの発光領域
（５）の長手方向の中心線の真下から左，右に所定距離
までの領域（７０）が、ハンダ層（８）と合金化してい
ない非合金化層（非合金化電極層７ｂ）により形成さ
れ、上記領域を除くレーザ下面電極の表面（合金化電極
層７ｃ）はハンダ層（８）と合金化することにより接着
されているものとしたもので、発光領域（５）にかか
る，半導体レーザチップ（１００ａ）とヒートシンク
（２００ａ）との熱膨張率の差に起因して発生する内部
ストレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破
断を防止することができる。
ーザ装置を示す図であり、図を参照すると、本発明の実
施の形態１による半導体レーザ装置は、半導体レーザチ
ップとヒートシンクとをハンダ層を介して接着してなる
半導体レーザ装置において、半導体レーザチップ（１０
０ａ）に形成された下面電極（７ａ〜７ｃ）は、ヒート
シンク（２００ａ）の上面に形成されたハンダ層（８）
と対向する表面の，該半導体レーザチップの発光領域
（５）の長手方向の中心線の真下から左，右に所定距離
までの領域（７０）が、ハンダ層（８）と合金化してい
ない非合金化層（非合金化電極層７ｂ）により形成さ
れ、上記領域を除くレーザ下面電極の表面（合金化電極
層７ｃ）はハンダ層（８）と合金化することにより接着
されているものとしたもので、発光領域（５）にかか
る，半導体レーザチップ（１００ａ）とヒートシンク
（２００ａ）との熱膨張率の差に起因して発生する内部
ストレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破
断を防止することができる。
【００４３】また、この発明の実施の形態１による半導
体レーザ装置において、レーザ下面電極を３層より形成
し、該３層は、半導体レーザチップ（１００ａ）のキャ
ップ層（６）とオーミックコンタクトをとるオーミック
電極層（７ａ）と、該オーミック電極層（７ａ）の表面
に形成され、ハンダ層（８）と合金化しない高融点金属
よりなる非合金化電極層（７ｂ）と、該非合金化電極層
（７ｂ）の表面の，発光領域（５）の長手方向の中心線
の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成され、
ハンダ層（８）と合金化する合金化電極層（７ｃ）とよ
りなり、非合金化電極層（７ｂ）と、これに接触してい
るハンダ層（８）とは合金化しておらず、合金化電極層
（７ｃ）と、これに接触しているハンダ層（８）とが合
金化することにより接着されたものとしたもので、上記
非合金化層を所望の領域に形成することができ、上記内
部ストレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ
破断を防止することができる。
体レーザ装置において、レーザ下面電極を３層より形成
し、該３層は、半導体レーザチップ（１００ａ）のキャ
ップ層（６）とオーミックコンタクトをとるオーミック
電極層（７ａ）と、該オーミック電極層（７ａ）の表面
に形成され、ハンダ層（８）と合金化しない高融点金属
よりなる非合金化電極層（７ｂ）と、該非合金化電極層
（７ｂ）の表面の，発光領域（５）の長手方向の中心線
の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成され、
ハンダ層（８）と合金化する合金化電極層（７ｃ）とよ
りなり、非合金化電極層（７ｂ）と、これに接触してい
るハンダ層（８）とは合金化しておらず、合金化電極層
（７ｃ）と、これに接触しているハンダ層（８）とが合
金化することにより接着されたものとしたもので、上記
非合金化層を所望の領域に形成することができ、上記内
部ストレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ
破断を防止することができる。
【００４４】また、このような本実施の形態１による半
導体レーザ装置を製造する方法は、半導体基板（３）表
面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層
（６）まで形成し、その表面に、該キャップ層（６）と
オーミックコンタクトをとる第１のオーミック電極層
（オーミック電極層７ａ）を形成し、その表面に、高融
点金属よりなり、ハンダ層（８）と合金化しない第１の
非合金化電極層（非合金化電極層７ｂ）を形成し、該非
合金化電極層（非合金化電極層７ｂ）の表面の，半導体
レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線が位
置する位置から左右に所定距離以上離れた領域に、ハン
ダ層（８）と合金化する第１の合金化電極層（合金化電
極層７ｃ）を形成して半導体レーザチップ（１００ａ）
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極
（２），及び下面電極（１０）が形成されているヒート
シンク（２００ａ）の上面の，上記半導体レーザチップ
（１００ａ）の搭載されるべき領域にハンダ層（８）を
形成する工程と、ヒートシンク（２００ａ）上のハンダ
層（８）上に、半導体レーザチップ（１００ａ）を圧接
し、ハンダ層（８）の溶融する温度まで昇温し、ハンダ
層（８）と合金化電極層（７ｃ），及びハンダ層（８）
とヒートシンクの上面電極（２）とを合金化させたの
ち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク（２００ａ）と
半導体レーザチップ（１００ａ）とを接着する工程とを
含むようにしたので、ハンダ層（８）と接触するレーザ
下面電極（７ａ〜７ｃ）表面に、ハンダ層（８）と合金
化しない非合金化電極層（７ａ）を形成することがで
き、発光領域にかかる内部ストレスの低減された半導体
レーザ装置を製造することができる。
導体レーザ装置を製造する方法は、半導体基板（３）表
面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層
（６）まで形成し、その表面に、該キャップ層（６）と
オーミックコンタクトをとる第１のオーミック電極層
（オーミック電極層７ａ）を形成し、その表面に、高融
点金属よりなり、ハンダ層（８）と合金化しない第１の
非合金化電極層（非合金化電極層７ｂ）を形成し、該非
合金化電極層（非合金化電極層７ｂ）の表面の，半導体
レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線が位
置する位置から左右に所定距離以上離れた領域に、ハン
ダ層（８）と合金化する第１の合金化電極層（合金化電
極層７ｃ）を形成して半導体レーザチップ（１００ａ）
を形成する工程と、その上面，及び下面に上面電極
（２），及び下面電極（１０）が形成されているヒート
シンク（２００ａ）の上面の，上記半導体レーザチップ
（１００ａ）の搭載されるべき領域にハンダ層（８）を
形成する工程と、ヒートシンク（２００ａ）上のハンダ
層（８）上に、半導体レーザチップ（１００ａ）を圧接
し、ハンダ層（８）の溶融する温度まで昇温し、ハンダ
層（８）と合金化電極層（７ｃ），及びハンダ層（８）
とヒートシンクの上面電極（２）とを合金化させたの
ち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク（２００ａ）と
半導体レーザチップ（１００ａ）とを接着する工程とを
含むようにしたので、ハンダ層（８）と接触するレーザ
下面電極（７ａ〜７ｃ）表面に、ハンダ層（８）と合金
化しない非合金化電極層（７ａ）を形成することがで
き、発光領域にかかる内部ストレスの低減された半導体
レーザ装置を製造することができる。
【００４５】このように本発明の実施の形態１による半
導体レーザ装置，及びその製造方法によれば、従来同様
のハンダ材をハンダ層８に用いた場合にも、上記半導体
レーザチップ１００ａの発光領域にかかる内部ストレス
を低減することができ、またこのストレスの低減によ
り、上記発光領域５にＧａＡｓ破断を生じにくくするこ
とができるので、寿命，及び歩留が改善された半導体レ
ーザ装置を得ることができる。
導体レーザ装置，及びその製造方法によれば、従来同様
のハンダ材をハンダ層８に用いた場合にも、上記半導体
レーザチップ１００ａの発光領域にかかる内部ストレス
を低減することができ、またこのストレスの低減によ
り、上記発光領域５にＧａＡｓ破断を生じにくくするこ
とができるので、寿命，及び歩留が改善された半導体レ
ーザ装置を得ることができる。
【００４６】実施例１．以下、本発明の本実施の形態１
の実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図１(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、１はＧａＡｓと熱膨張係数の近いＦｅ，Ｍｏ，
ＳｉＣ等の導電性もしくは絶縁性の材質からなるヒート
シンク材、２はヒートシンク材１上面に形成されたＡｕ
等を主成分とするヒートシンク上面電極、１０は上記ヒ
ートシンク材１の下面に上記ヒートシンク上面電極２と
同様の材料により形成されたヒートシンク下面電極であ
り、これによりヒートシンク２００ａを形成している。
３は半導体レーザチップの母材となるＧａＡｓ基板、４
はＧａＡｓ基板３の表面に多層エピタキシャル成長され
たレーザ発光機能を有する活性層、５は活性層４内で、
電流，及び光が部分的に閉じ込められることによってレ
ーザ光を発光する部分である発光領域、６は活性層４の
表面に同様にエピタキシャル成長されたキャップ層、７
ａはキャップ層６にオーミック接触し、例えばキャップ
層６がｎ−ＧａＡｓの場合は、層厚５００オングストロ
ームのＡｕ（８８％）−Ｇｅ（１２％）の組成比を有す
る材料、あるいは層厚２００オングストロームのＣｒな
どを主成分とする材料よりなるオーミック電極層、７ｂ
は後述するハンダ層８が溶融した時にもこのハンダ層８
の材料と合金化しない、例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｗ，
Ｔａ等の高融点金属よりなる非合金化電極層、７ｃはハ
ンダ層８が溶融した時、このハンダ層８の材料と合金化
して、ハンダ層８と強固に接着する合金化電極層であ
り、例えばハンダ層８がＡｕＳｎ，ＰｂＳｎ系のハンダ
材の場合、Ａｕを主成分とするものである。９は上記Ｇ
ａＡｓ基板３の裏面に真空蒸着法，又はスパッタ法など
で形成されたＡｕ系の電極で、例えばＧａＡｓ基板裏面
から、５００オングストロームの層厚のＴｉ，又はＡｕ
（８８％）−Ｇｅ（１２％）の成分比を有する電極材
と、２５００オングストロームの層厚のＡｕとが積層さ
れてなるレーザ上面電極であり、これらにより半導体レ
ーザチップ１００ａが形成される。また、８は半導体レ
ーザチップとヒートシンクとを接着するためのＡｕ系
の、例えばＡｕ（８０％）−Ｓｎ（２０％）又は、Ｓｎ
（９５％）−Ｐｂ（５％）などの成分比を有する厚さ２
μｍ程度のハンダ層である。
の実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図１(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、１はＧａＡｓと熱膨張係数の近いＦｅ，Ｍｏ，
ＳｉＣ等の導電性もしくは絶縁性の材質からなるヒート
シンク材、２はヒートシンク材１上面に形成されたＡｕ
等を主成分とするヒートシンク上面電極、１０は上記ヒ
ートシンク材１の下面に上記ヒートシンク上面電極２と
同様の材料により形成されたヒートシンク下面電極であ
り、これによりヒートシンク２００ａを形成している。
３は半導体レーザチップの母材となるＧａＡｓ基板、４
はＧａＡｓ基板３の表面に多層エピタキシャル成長され
たレーザ発光機能を有する活性層、５は活性層４内で、
電流，及び光が部分的に閉じ込められることによってレ
ーザ光を発光する部分である発光領域、６は活性層４の
表面に同様にエピタキシャル成長されたキャップ層、７
ａはキャップ層６にオーミック接触し、例えばキャップ
層６がｎ−ＧａＡｓの場合は、層厚５００オングストロ
ームのＡｕ（８８％）−Ｇｅ（１２％）の組成比を有す
る材料、あるいは層厚２００オングストロームのＣｒな
どを主成分とする材料よりなるオーミック電極層、７ｂ
は後述するハンダ層８が溶融した時にもこのハンダ層８
の材料と合金化しない、例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｗ，
Ｔａ等の高融点金属よりなる非合金化電極層、７ｃはハ
ンダ層８が溶融した時、このハンダ層８の材料と合金化
して、ハンダ層８と強固に接着する合金化電極層であ
り、例えばハンダ層８がＡｕＳｎ，ＰｂＳｎ系のハンダ
材の場合、Ａｕを主成分とするものである。９は上記Ｇ
ａＡｓ基板３の裏面に真空蒸着法，又はスパッタ法など
で形成されたＡｕ系の電極で、例えばＧａＡｓ基板裏面
から、５００オングストロームの層厚のＴｉ，又はＡｕ
（８８％）−Ｇｅ（１２％）の成分比を有する電極材
と、２５００オングストロームの層厚のＡｕとが積層さ
れてなるレーザ上面電極であり、これらにより半導体レ
ーザチップ１００ａが形成される。また、８は半導体レ
ーザチップとヒートシンクとを接着するためのＡｕ系
の、例えばＡｕ（８０％）−Ｓｎ（２０％）又は、Ｓｎ
（９５％）−Ｐｂ（５％）などの成分比を有する厚さ２
μｍ程度のハンダ層である。
【００４７】図１(b) において、破線で示した５は半導
体レーザチップ内部の上記発光領域５が位置する位置を
示している。図１(b) に示すように、合金化電極層７ｃ
は、エッチング等の方法により、非合金化電極層７ｂ表
面の，発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置か
ら左右に所定距離以上離れた領域に形成されており、合
金化電極層７ｃの形成されていない領域は、非合金化電
極層７ｂが露出するように加工されている。
体レーザチップ内部の上記発光領域５が位置する位置を
示している。図１(b) に示すように、合金化電極層７ｃ
は、エッチング等の方法により、非合金化電極層７ｂ表
面の，発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置か
ら左右に所定距離以上離れた領域に形成されており、合
金化電極層７ｃの形成されていない領域は、非合金化電
極層７ｂが露出するように加工されている。
【００４８】図中ｄは活性層４の下面から非合金化電極
層７ｂの下面までの距離を示し、Ｌは発光領域５の，発
光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光
領域の長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチップの下
面全体の面積、Ｗは半導体レーザチップ下面の非合金化
電極層７ｂが露呈している領域の，発光領域の幅方向の
長さを示しており、この長さは、発光領域５の上記中心
線からの上記所定距離の２倍の長さになっている。
層７ｂの下面までの距離を示し、Ｌは発光領域５の，発
光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光
領域の長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチップの下
面全体の面積、Ｗは半導体レーザチップ下面の非合金化
電極層７ｂが露呈している領域の，発光領域の幅方向の
長さを示しており、この長さは、発光領域５の上記中心
線からの上記所定距離の２倍の長さになっている。
【００４９】図２(a) 〜(c) は、本実施例１による半導
体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レーザ
チップとヒートシンクとを接着する工程を示すものであ
る。先ず、半導体基板３表面上にレーザ構造を形成する
半導体各層をキャップ層６まで形成し、その表面に、該
キャップ層６とオーミックコンタクトをとるオーミック
電極層７ａを形成し、その表面に、高融点金属よりな
り、ハンダ層８と合金化しない非合金化電極層７ｂを形
成し、該非合金化電極層７ｂの表面の，発光領域５の長
手方向の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上
離れた領域に、ハンダ層８と合金化する合金化電極層７
ｃを形成して、図２(a) に示す半導体レーザチップ１０
０ａを形成する。また、図２(a) に示すような，その上
面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒートシ
ンク下面電極１０を形成したヒートシンク２００ａ上面
の，半導体レーザチップ１００ａの搭載されるべき領域
にハンダ層８を形成したのち、図２(b) に示すように、
ヒートシンク２００ａ上のハンダ層８上に、半導体レー
ザチップ１００ａを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度
まで昇温し、図２(c) に示すように、ハンダ層８と合金
化電極層７ｃ，及びハンダ層８とヒートシンク上面電極
２とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒ
ートシンク２００ａと上記半導体レーザチップ１００ａ
とがハンダ層８を介して接着された半導体レーザ装置を
得る。
体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レーザ
チップとヒートシンクとを接着する工程を示すものであ
る。先ず、半導体基板３表面上にレーザ構造を形成する
半導体各層をキャップ層６まで形成し、その表面に、該
キャップ層６とオーミックコンタクトをとるオーミック
電極層７ａを形成し、その表面に、高融点金属よりな
り、ハンダ層８と合金化しない非合金化電極層７ｂを形
成し、該非合金化電極層７ｂの表面の，発光領域５の長
手方向の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上
離れた領域に、ハンダ層８と合金化する合金化電極層７
ｃを形成して、図２(a) に示す半導体レーザチップ１０
０ａを形成する。また、図２(a) に示すような，その上
面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒートシ
ンク下面電極１０を形成したヒートシンク２００ａ上面
の，半導体レーザチップ１００ａの搭載されるべき領域
にハンダ層８を形成したのち、図２(b) に示すように、
ヒートシンク２００ａ上のハンダ層８上に、半導体レー
ザチップ１００ａを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度
まで昇温し、図２(c) に示すように、ハンダ層８と合金
化電極層７ｃ，及びハンダ層８とヒートシンク上面電極
２とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒ
ートシンク２００ａと上記半導体レーザチップ１００ａ
とがハンダ層８を介して接着された半導体レーザ装置を
得る。
【００５０】本実施例１においては、半導体レーザチッ
プ１００ａの下面は、発光領域５の長手方向の中心線の
真下から左，右に所定距離までの領域７０に非合金化電
極７ｂが露出するように形成し、このような半導体レー
ザップ１００ａと、ヒートシンク２００ａとをハンダ層
８を介して接着したので、非合金化電極７ｂが露出して
いる表面ではハンダ層８との合金化が起こらず、従っ
て、該領域７０は強固な接着状態とはならない。これに
より、ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザ
チップ１００ａとヒートシンク２００ａとの熱膨張率差
によって発生する内部ストレスは、ハンダ層８と強固に
接着している合金化電極層７ｂの存在する場所のみにか
かり、発光領域５の近傍領域の内部ストレスを大幅に低
減することができる。また、非合金化電極層７ｂの露出
した領域は、接着前に一度外部にさらされて表面が酸化
することで、さらにハンダ層８と合金化しにくくなり、
ストレスがかかりにくくなる。
プ１００ａの下面は、発光領域５の長手方向の中心線の
真下から左，右に所定距離までの領域７０に非合金化電
極７ｂが露出するように形成し、このような半導体レー
ザップ１００ａと、ヒートシンク２００ａとをハンダ層
８を介して接着したので、非合金化電極７ｂが露出して
いる表面ではハンダ層８との合金化が起こらず、従っ
て、該領域７０は強固な接着状態とはならない。これに
より、ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザ
チップ１００ａとヒートシンク２００ａとの熱膨張率差
によって発生する内部ストレスは、ハンダ層８と強固に
接着している合金化電極層７ｂの存在する場所のみにか
かり、発光領域５の近傍領域の内部ストレスを大幅に低
減することができる。また、非合金化電極層７ｂの露出
した領域は、接着前に一度外部にさらされて表面が酸化
することで、さらにハンダ層８と合金化しにくくなり、
ストレスがかかりにくくなる。
【００５１】一般に内部ストレスは、レーザ下面電極と
ハンダ層とが合金化し、接着されている領域の辺縁部に
かかりやすく、このストレスはＧａＡｓ結晶の（１１
１）すべり面に沿って欠陥を発生させる。この欠陥が、
発光領域５に入らないようにするためには、非合金化領
域７０の辺縁部が、発光領域の位置する領域から少なく
ともある距離だけ離れているべきである。即ち、図に示
した非合金化層７ｂが露出している領域の幅Ｗの下限値
がこれにより決定され、発光領域５に欠陥が直接入らな
いようにするには、その幅Ｗの値を
ハンダ層とが合金化し、接着されている領域の辺縁部に
かかりやすく、このストレスはＧａＡｓ結晶の（１１
１）すべり面に沿って欠陥を発生させる。この欠陥が、
発光領域５に入らないようにするためには、非合金化領
域７０の辺縁部が、発光領域の位置する領域から少なく
ともある距離だけ離れているべきである。即ち、図に示
した非合金化層７ｂが露出している領域の幅Ｗの下限値
がこれにより決定され、発光領域５に欠陥が直接入らな
いようにするには、その幅Ｗの値を
【００５２】
【数７】
【００５３】とすることが望ましい。厳密には、発光領
域５の幅ｒを考慮して、Ｗの下限は、
域５の幅ｒを考慮して、Ｗの下限は、
【００５４】
【数８】
【００５５】よりも大きくすべきであるが、実際の半導
体レーザチップでは、発光領域の幅が非常に狭いことか
ら、上述した式(1) を満たせばよい。
体レーザチップでは、発光領域の幅が非常に狭いことか
ら、上述した式(1) を満たせばよい。
【００５６】また、Ｗの上限値は、半導体レーザチップ
とヒートシンク間の接着力が十分に強い範囲であること
が必要であり、少なくとも合金化電極７ｃのハンダ層８
との接触面積、つまり、レーザ下面電極の下面の面積Ａ
から（Ｌ×Ｗ）をさし引いた面積が、経験的に求められ
る最低接触面積である４×１０-8ｍ2 を下回らないよう
に、即ち、
とヒートシンク間の接着力が十分に強い範囲であること
が必要であり、少なくとも合金化電極７ｃのハンダ層８
との接触面積、つまり、レーザ下面電極の下面の面積Ａ
から（Ｌ×Ｗ）をさし引いた面積が、経験的に求められ
る最低接触面積である４×１０-8ｍ2 を下回らないよう
に、即ち、
【００５７】
【数９】
【００５８】であることが望ましい。従って、上記式
(1),(2) よりＷは、
(1),(2) よりＷは、
【００５９】
【数１０】
【００６０】の関係式で示す範囲内の値とすることによ
り、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十
分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置を得る
ことができる。
り、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十
分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置を得る
ことができる。
【００６１】図３は、図１７と同様、ハンダ凝固温度と
半導体レーザ装置の使用温度との温度差ΔＴと、半導体
レーザ装置の発光領域５に加わる内部ストレスの絶対値
との関係を示した相関図であり、本発明の実施の形態１
の実施例１による半導体レーザ装置と従来の半導体レー
ザ装置とを比較したものである。
半導体レーザ装置の使用温度との温度差ΔＴと、半導体
レーザ装置の発光領域５に加わる内部ストレスの絶対値
との関係を示した相関図であり、本発明の実施の形態１
の実施例１による半導体レーザ装置と従来の半導体レー
ザ装置とを比較したものである。
【００６２】図３より、例えば使用条件が約３０℃の場
合に、従来の半導体レーザ装置の内部ストレスが４．６
×１０7 Ｎ／ｍ2 であるのに対し、本発明の半導体レー
ザ装置の内部ストレスは１．０×１０7 Ｎ／ｍ2 まで低
減されている。また、内部ストレスと半導体レーザの寿
命，及び内部ストレスと歩留の関係を示した相関図であ
る図１８のグラフに示されるように、内部ストレスを低
減することにより、半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴ
Ｆ），及び歩留を、大幅に改善することができる。
合に、従来の半導体レーザ装置の内部ストレスが４．６
×１０7 Ｎ／ｍ2 であるのに対し、本発明の半導体レー
ザ装置の内部ストレスは１．０×１０7 Ｎ／ｍ2 まで低
減されている。また、内部ストレスと半導体レーザの寿
命，及び内部ストレスと歩留の関係を示した相関図であ
る図１８のグラフに示されるように、内部ストレスを低
減することにより、半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴ
Ｆ），及び歩留を、大幅に改善することができる。
【００６３】実施の形態２．図４〜図８は、本発明の実
施の形態２による半導体レーザ装置を示す図であり、図
を参照すると、本発明の実施の形態２による半導体レー
ザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハン
ダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、
半導体レーザチップ（１００ｂ，１００ｃ）に形成され
た下面電極（７）は、ヒートシンク（２００ｂ，２００
ｃ）の上面に形成されたハンダ層（８）と対向する表面
の，半導体レーザチップ（１００ｂ，１００ｃ）の発光
領域（５）の長手方向の中心線の真下から左右に所定距
離までの領域（７１，７２）が、ハンダ層（８）と合金
化していない非合金化層（２１，３１，４１）により形
成され、上記領域（７１，７２）を除くレーザ下面電極
の表面のみがハンダ層（８）と合金化することにより接
着されているものとしたもので、発光領域（５）にかか
る，半導体レーザチップとヒートシンクとの熱膨張率の
差に起因して発生する内部ストレスを低減することがで
き、発光領域（５）にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制す
ることができる。
施の形態２による半導体レーザ装置を示す図であり、図
を参照すると、本発明の実施の形態２による半導体レー
ザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハン
ダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、
半導体レーザチップ（１００ｂ，１００ｃ）に形成され
た下面電極（７）は、ヒートシンク（２００ｂ，２００
ｃ）の上面に形成されたハンダ層（８）と対向する表面
の，半導体レーザチップ（１００ｂ，１００ｃ）の発光
領域（５）の長手方向の中心線の真下から左右に所定距
離までの領域（７１，７２）が、ハンダ層（８）と合金
化していない非合金化層（２１，３１，４１）により形
成され、上記領域（７１，７２）を除くレーザ下面電極
の表面のみがハンダ層（８）と合金化することにより接
着されているものとしたもので、発光領域（５）にかか
る，半導体レーザチップとヒートシンクとの熱膨張率の
差に起因して発生する内部ストレスを低減することがで
き、発光領域（５）にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制す
ることができる。
【００６４】また、この発明の実施の形態２による半導
体レーザ装置において、半導体レーザチップの下面電極
（７）を、上記半導体レーザチップのキャップ層（６）
とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層（８）と合金
化する第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）により
形成し、該第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）と
ハンダ層（８）とが対向する該各表面の，上記発光領域
（５）の長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距
離までの各領域（７１，７２）の間に、ハンダ層（８）
と合金化しない非合金化層（２１，３１，４１）が挿入
されるものとしたもので、上記非合金化層をレーザ下面
電極表面に形成することができる。
体レーザ装置において、半導体レーザチップの下面電極
（７）を、上記半導体レーザチップのキャップ層（６）
とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層（８）と合金
化する第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）により
形成し、該第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）と
ハンダ層（８）とが対向する該各表面の，上記発光領域
（５）の長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距
離までの各領域（７１，７２）の間に、ハンダ層（８）
と合金化しない非合金化層（２１，３１，４１）が挿入
されるものとしたもので、上記非合金化層をレーザ下面
電極表面に形成することができる。
【００６５】このように本発明の実施の形態２による半
導体レーザ装置によれば、従来同様のハンダ材をハンダ
層８に用いた場合にも、上記半導体レーザチップの発光
領域５にかかる内部ストレスを低減することができ、ま
た、このストレスの低減により、上記発光領域５にＧａ
Ａｓ破断を生じにくくすることができるので、寿命，及
び歩留が改善された半導体レーザ装置を得ることができ
る。
導体レーザ装置によれば、従来同様のハンダ材をハンダ
層８に用いた場合にも、上記半導体レーザチップの発光
領域５にかかる内部ストレスを低減することができ、ま
た、このストレスの低減により、上記発光領域５にＧａ
Ａｓ破断を生じにくくすることができるので、寿命，及
び歩留が改善された半導体レーザ装置を得ることができ
る。
【００６６】実施例１．以下、本発明の実施の形態２の
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図４(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図４(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１と同一符号は同一または相当する部分を示
す。７はキャップ層６の表面に真空蒸着法，又はスパッ
タ法などで形成されたＡｕ系の電極で、例えばキャップ
層６表面側から、５００オングストロームの層厚のＴ
ｉ，又はＡｕ（８８％）−Ｇｅ（１２％）の成分比を有
する電極材と、２５００オングストロームの層厚のＡｕ
とが積層されてなる半導体レーザチップの下面電極、２
１は、実施の形態１の実施例１で説明した非合金化電極
層７ｂと同様の材料により形成された非合金化層となる
非合金化電極層である。
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図４(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図４(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１と同一符号は同一または相当する部分を示
す。７はキャップ層６の表面に真空蒸着法，又はスパッ
タ法などで形成されたＡｕ系の電極で、例えばキャップ
層６表面側から、５００オングストロームの層厚のＴ
ｉ，又はＡｕ（８８％）−Ｇｅ（１２％）の成分比を有
する電極材と、２５００オングストロームの層厚のＡｕ
とが積層されてなる半導体レーザチップの下面電極、２
１は、実施の形態１の実施例１で説明した非合金化電極
層７ｂと同様の材料により形成された非合金化層となる
非合金化電極層である。
【００６７】図４(b) において、破線で示した５は半導
体レーザチップ内部の上記発光領域５が位置する位置を
示している。図４(b) に示すように、レーザ下面電極７
の表面の，発光領域５の長手方向の中心線の真下から左
右に所定距離までの領域７１に、非合金化電極層２１が
形成されている。
体レーザチップ内部の上記発光領域５が位置する位置を
示している。図４(b) に示すように、レーザ下面電極７
の表面の，発光領域５の長手方向の中心線の真下から左
右に所定距離までの領域７１に、非合金化電極層２１が
形成されている。
【００６８】図中ｄは活性層４の下面からレーザ下面電
極７の下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチップ
下面の非合金化電極層２１が形成された領域の，発光領
域の幅方向の長さを示し、Ｌは発光領域５の，発光領域
の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光領域の
長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチップの下面全体
の面積を示している。
極７の下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチップ
下面の非合金化電極層２１が形成された領域の，発光領
域の幅方向の長さを示し、Ｌは発光領域５の，発光領域
の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光領域の
長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチップの下面全体
の面積を示している。
【００６９】このような半導体レーザ装置によれば、レ
ーザ下面電極７とハンダ層８とが対向する該各表面の，
上記発光領域５の長手方向の中心線の真下から左右に上
記所定距離までの各領域７１の間に、ハンダ層８と合金
化しない非合金化層２１が挿入されているので、非合金
化電極層２１とハンダ層８との接触部分での合金化は起
こらず、従って、この非合金化電極層２１とハンダ層８
との接着状態は強固とはならない。これにより、ハンダ
溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ１００
ｂとヒートシンク２００ｂとの熱膨張率差によって発生
する内部ストレスは、レーザ下面電極７のハンダ層８と
強固に接着している場所のみにかかり、発光領域５の近
傍領域の内部ストレスを大幅に低減することができる。
ーザ下面電極７とハンダ層８とが対向する該各表面の，
上記発光領域５の長手方向の中心線の真下から左右に上
記所定距離までの各領域７１の間に、ハンダ層８と合金
化しない非合金化層２１が挿入されているので、非合金
化電極層２１とハンダ層８との接触部分での合金化は起
こらず、従って、この非合金化電極層２１とハンダ層８
との接着状態は強固とはならない。これにより、ハンダ
溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ１００
ｂとヒートシンク２００ｂとの熱膨張率差によって発生
する内部ストレスは、レーザ下面電極７のハンダ層８と
強固に接着している場所のみにかかり、発光領域５の近
傍領域の内部ストレスを大幅に低減することができる。
【００７０】さらに、非合金化電極層２１を形成する領
域を、実施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極
層７ｂが露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とする
ことにより、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑
制し、十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装
置を得ることができるので、半導体レーザ装置の寿命
（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大幅に改善することができ
る効果がある。
域を、実施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極
層７ｂが露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とする
ことにより、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑
制し、十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装
置を得ることができるので、半導体レーザ装置の寿命
（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大幅に改善することができ
る効果がある。
【００７１】実施例２．以下、本発明の実施の形態２の
実施例２による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図５(a) は、本実施例２による半導体レーザ装置の
断面図，図５(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１，及び図４と同一符号は同一または相当す
る部分を示している。３１は図４で示した非合金化電極
層２１と同じ領域に形成された例えばＡｌ2Ｏ3 ，Ｓｉ
Ｏ2 ，ＳｉＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＢａＴｉＯ3 等の絶縁
体であって、使用するハンダ層８と合金化反応を生じな
い絶縁層である。
実施例２による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図５(a) は、本実施例２による半導体レーザ装置の
断面図，図５(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１，及び図４と同一符号は同一または相当す
る部分を示している。３１は図４で示した非合金化電極
層２１と同じ領域に形成された例えばＡｌ2Ｏ3 ，Ｓｉ
Ｏ2 ，ＳｉＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＢａＴｉＯ3 等の絶縁
体であって、使用するハンダ層８と合金化反応を生じな
い絶縁層である。
【００７２】本実施例２の半導体レーザ装置において
は、非合金化層を、実施例１で示した非合金化電極層２
１と同様の領域に、これに代えて、絶縁体よりなる絶縁
層３１を形成したので、ハンダ層８と該非合金化層であ
る絶縁層３１との合金化は起こらず、この絶縁層３１と
ハンダ層８との接着状態は、上記実施例１の非合金化電
極層２１とハンダ層８との接着状態よりさらに弱くな
る。これにより、ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半
導体レーザチップ１００ｂとヒートシンク２００ｂとの
熱膨張率差によって発生する内部ストレスは、レーザ下
面電極７のハンダ層８と強固に接着している場所のみに
かかり、発光領域５の近傍領域の内部ストレスを大幅に
低減することができる。
は、非合金化層を、実施例１で示した非合金化電極層２
１と同様の領域に、これに代えて、絶縁体よりなる絶縁
層３１を形成したので、ハンダ層８と該非合金化層であ
る絶縁層３１との合金化は起こらず、この絶縁層３１と
ハンダ層８との接着状態は、上記実施例１の非合金化電
極層２１とハンダ層８との接着状態よりさらに弱くな
る。これにより、ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半
導体レーザチップ１００ｂとヒートシンク２００ｂとの
熱膨張率差によって発生する内部ストレスは、レーザ下
面電極７のハンダ層８と強固に接着している場所のみに
かかり、発光領域５の近傍領域の内部ストレスを大幅に
低減することができる。
【００７３】さらに、絶縁層３１を形成する領域を、実
施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極層７ｂが
露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とすることによ
り、実施の形態１の実施例１と同様に、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極層７ｂが
露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とすることによ
り、実施の形態１の実施例１と同様に、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
【００７４】なお、本実施例２では、非合金化層３１が
絶縁体であるため、この部分には電流が流れないが、レ
ーザ下面電極７の電気抵抗が低いため、レーザ動作に与
える影響は小さく、使用上の問題はない。
絶縁体であるため、この部分には電流が流れないが、レ
ーザ下面電極７の電気抵抗が低いため、レーザ動作に与
える影響は小さく、使用上の問題はない。
【００７５】実施例３．図６は本実施の形態２の実施例
３による半導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、
半導体レーザチップとヒートシンクとを接着する工程を
示すものである。本実施例３による半導体レーザ装置の
製造方法は、実施の形態２の上記実施例１，及び実施例
２に示した図４(a),図５(a) の半導体レーザ装置を製造
する方法である。
３による半導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、
半導体レーザチップとヒートシンクとを接着する工程を
示すものである。本実施例３による半導体レーザ装置の
製造方法は、実施の形態２の上記実施例１，及び実施例
２に示した図４(a),図５(a) の半導体レーザ装置を製造
する方法である。
【００７６】先ず、実施の形態１の実施例１の場合と同
様に、半導体基板３表面上にレーザ構造を形成する半導
体各層をキャップ層６まで形成する。そののち、本実施
形態２の実施例３では、キャップ層６の表面に、該キャ
ップ層６とオーミックコンタクトをとりハンダ層８と合
金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形成
し、該レーザ下面電極７の表面の，半導体レーザチップ
の発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離までの領域に、ハンダ層８と合金化しない
非合金化層である非合金化電極層２１（あるいは絶縁層
３１）を形成して、図６(a) に示す半導体レーザチップ
１００ｂを形成する。また、図６(a) に示すように、そ
の上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒー
トシンク下面電極１０を形成したヒートシンク２００ｂ
上面の，半導体レーザチップ１００ｂの搭載されるべき
領域にハンダ層８を形成したのち、図６(b) に示すよう
に、ヒートシンク２００ｂ上のハンダ層８上に、半導体
レーザチップ１００ｂを圧接し、ハンダ層８の溶融する
温度まで昇温し、図６(c) に示すように、ハンダ層８と
上記ヒートシンク上面電極２，及びハンダ層８とレーザ
下面電極７の非合金化電極層２１（絶縁層３１）が形成
されていない部分とが合金化されたのち、室温まで温度
を下げ、ヒートシンク２００ｂと半導体レーザチップ１
００ｂとがハンダ層８を介して接着された半導体レーザ
装置を得る。
様に、半導体基板３表面上にレーザ構造を形成する半導
体各層をキャップ層６まで形成する。そののち、本実施
形態２の実施例３では、キャップ層６の表面に、該キャ
ップ層６とオーミックコンタクトをとりハンダ層８と合
金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形成
し、該レーザ下面電極７の表面の，半導体レーザチップ
の発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離までの領域に、ハンダ層８と合金化しない
非合金化層である非合金化電極層２１（あるいは絶縁層
３１）を形成して、図６(a) に示す半導体レーザチップ
１００ｂを形成する。また、図６(a) に示すように、そ
の上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒー
トシンク下面電極１０を形成したヒートシンク２００ｂ
上面の，半導体レーザチップ１００ｂの搭載されるべき
領域にハンダ層８を形成したのち、図６(b) に示すよう
に、ヒートシンク２００ｂ上のハンダ層８上に、半導体
レーザチップ１００ｂを圧接し、ハンダ層８の溶融する
温度まで昇温し、図６(c) に示すように、ハンダ層８と
上記ヒートシンク上面電極２，及びハンダ層８とレーザ
下面電極７の非合金化電極層２１（絶縁層３１）が形成
されていない部分とが合金化されたのち、室温まで温度
を下げ、ヒートシンク２００ｂと半導体レーザチップ１
００ｂとがハンダ層８を介して接着された半導体レーザ
装置を得る。
【００７７】このようにして得られた半導体レーザ装置
においては、非合金化電極層２１（あるいは絶縁層３
１）を半導体レーザチップ１００ｂの下面に形成し、こ
の半導体レーザチップ１００ｂとヒートシンク２００ｂ
とをハンダ層８を介して接着したので、該非合金化電極
層２１（あるいは絶縁層３１）とハンダ層８との接触部
分での合金化は起こらず、従って、この非合金化電極層
２１（あるいは絶縁層３１）とハンダ層８との接着状態
は強固とはならない。これにより、ハンダ溶融後の温度
を下げる際に、半導体レーザチップ１００ｂとヒートシ
ンク２００ｂとの熱膨張率差によって発生する内部スト
レスは、レーザ下面電極７のハンダ層８と強固に接着し
ている場所のみにかかり、発光領域５の近傍領域の内部
ストレスを大幅に低減することができる。さらに、非合
金化電極層２１（あるいは絶縁層３１）を形成する領域
を、実施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極層
７ｂが露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とするこ
とにより、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制
し、十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置
を得ることができるので、半導体レーザ装置の寿命（Ｍ
ＴＴＦ），及び歩留を、大幅に改善することができる効
果がある。
においては、非合金化電極層２１（あるいは絶縁層３
１）を半導体レーザチップ１００ｂの下面に形成し、こ
の半導体レーザチップ１００ｂとヒートシンク２００ｂ
とをハンダ層８を介して接着したので、該非合金化電極
層２１（あるいは絶縁層３１）とハンダ層８との接触部
分での合金化は起こらず、従って、この非合金化電極層
２１（あるいは絶縁層３１）とハンダ層８との接着状態
は強固とはならない。これにより、ハンダ溶融後の温度
を下げる際に、半導体レーザチップ１００ｂとヒートシ
ンク２００ｂとの熱膨張率差によって発生する内部スト
レスは、レーザ下面電極７のハンダ層８と強固に接着し
ている場所のみにかかり、発光領域５の近傍領域の内部
ストレスを大幅に低減することができる。さらに、非合
金化電極層２１（あるいは絶縁層３１）を形成する領域
を、実施の形態１の実施例１で示した、非合金化電極層
７ｂが露出する領域と同様の幅Ｗを有する領域とするこ
とにより、発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制
し、十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置
を得ることができるので、半導体レーザ装置の寿命（Ｍ
ＴＴＦ），及び歩留を、大幅に改善することができる効
果がある。
【００７８】実施例４．図７，及び図８は本実施の形態
２の実施例４による半導体レーザ装置の製造方法を示す
図であり、本実施例４による半導体レーザ装置の製造方
法は、実施の形態２の上記実施例１，及び実施例２に示
した図４(a),図５(a) の半導体レーザ装置を製造するそ
の他の方法である。
２の実施例４による半導体レーザ装置の製造方法を示す
図であり、本実施例４による半導体レーザ装置の製造方
法は、実施の形態２の上記実施例１，及び実施例２に示
した図４(a),図５(a) の半導体レーザ装置を製造するそ
の他の方法である。
【００７９】図７(a) は、本実施例４により製造される
半導体レーザ装置の断面図，図７(b) は本実施例４で用
いる接着前のヒートシンクを上面電極側から見た下面
図、図８(a) 〜(c) は、本実施例４による半導体レーザ
装置の製造方法を示す図であり、半導体レーザチップと
ヒートシンクとを接着する工程を示すものである。図に
おいて、図４と同一符号は、同一または相当する部分を
示しており、図中４１は、上記実施の形態２の実施例１
で説明した非合金化電極層２１と同様の材料，あるいは
上記実施例２で説明した絶縁層３１と同様の材料よりな
る、非合金化層４１である。
半導体レーザ装置の断面図，図７(b) は本実施例４で用
いる接着前のヒートシンクを上面電極側から見た下面
図、図８(a) 〜(c) は、本実施例４による半導体レーザ
装置の製造方法を示す図であり、半導体レーザチップと
ヒートシンクとを接着する工程を示すものである。図に
おいて、図４と同一符号は、同一または相当する部分を
示しており、図中４１は、上記実施の形態２の実施例１
で説明した非合金化電極層２１と同様の材料，あるいは
上記実施例２で説明した絶縁層３１と同様の材料よりな
る、非合金化層４１である。
【００８０】先ず、上記実施例３と同様に、半導体基板
３表面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ
層６まで形成する。そののち、本実施例３では、キャッ
プ層６の表面に、キャップ層６とオーミックコンタクト
をとり、ハンダ層８と合金化する合金化電極層よりなる
レーザ下面電極７を形成し、図８(a) に示す半導体レー
ザチップ１００ｃを得る。また、図８(a) に示すよう
に、その上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面
にヒートシンク下面電極１０を形成したヒートシンク２
００ｃの上面の，半導体レーザチップ１００ｃが搭載さ
れるべき領域にハンダ層８を形成し、該ハンダ層８上面
の，半導体レーザチップ１００ｃの発光領域５の長手方
向の中心線が位置する真下の位置から左右に所定距離ま
での領域に、ハンダ層８と合金化しない非合金化層４１
を形成したのち、図８(b) に示すように、ヒートシンク
２００ｃ上のハンダ層８，及び非合金化層４１上に、半
導体レーザチップ１００ｃを圧接し、ハンダ層８の溶融
する温度まで昇温し、図８(c) に示すように、ハンダ層
８と上記レーザ下面電極７，及び上記ハンダ層８とヒー
トシンク上面電極２の非合金化層４１が形成されていな
い部分とが合金化されたのち、室温まで温度を下げ、ヒ
ートシンク２００ｃと半導体レーザチップ１００ｃとが
ハンダ層８を介して接着された半導体レーザ装置を得
る。
３表面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ
層６まで形成する。そののち、本実施例３では、キャッ
プ層６の表面に、キャップ層６とオーミックコンタクト
をとり、ハンダ層８と合金化する合金化電極層よりなる
レーザ下面電極７を形成し、図８(a) に示す半導体レー
ザチップ１００ｃを得る。また、図８(a) に示すよう
に、その上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面
にヒートシンク下面電極１０を形成したヒートシンク２
００ｃの上面の，半導体レーザチップ１００ｃが搭載さ
れるべき領域にハンダ層８を形成し、該ハンダ層８上面
の，半導体レーザチップ１００ｃの発光領域５の長手方
向の中心線が位置する真下の位置から左右に所定距離ま
での領域に、ハンダ層８と合金化しない非合金化層４１
を形成したのち、図８(b) に示すように、ヒートシンク
２００ｃ上のハンダ層８，及び非合金化層４１上に、半
導体レーザチップ１００ｃを圧接し、ハンダ層８の溶融
する温度まで昇温し、図８(c) に示すように、ハンダ層
８と上記レーザ下面電極７，及び上記ハンダ層８とヒー
トシンク上面電極２の非合金化層４１が形成されていな
い部分とが合金化されたのち、室温まで温度を下げ、ヒ
ートシンク２００ｃと半導体レーザチップ１００ｃとが
ハンダ層８を介して接着された半導体レーザ装置を得
る。
【００８１】このようにして得られた半導体レーザ装置
においては、非合金化層４１をヒートシンク２００ｃ上
面のハンダ層８上に形成し、半導体レーザチップ１００
ｃとヒートシンク２００ｃとをハンダ層８を介して接着
したので、非合金化層４１とハンダ層８との接触部分で
の合金化は起こらず、また、非合金化層４１とレーザ下
面電極７との接触部分は、単に接しているだけであるの
で、上記実施例３の場合に比し、レーザ下面電極７とヒ
ートシンク下面電極２との間の，非合金化層４１に接す
る部分は、より弱い接着状態となる。これにより、ハン
ダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ１０
０ｃとヒートシンク２００ｃとの熱膨張率差によって発
生する内部ストレスは、レーザ下面電極７のハンダ層８
と強固に接着している場所にのみかかり、発光領域５の
近傍領域の内部ストレスを大幅に低減することができ
る。さらに、非合金化層４１を形成する領域を、実施の
形態１の実施例１で示した、非合金化電極層７ｂが露出
する領域と同様の領域となるように配置することによ
り、実施の形態１の実施例１と同様に、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
においては、非合金化層４１をヒートシンク２００ｃ上
面のハンダ層８上に形成し、半導体レーザチップ１００
ｃとヒートシンク２００ｃとをハンダ層８を介して接着
したので、非合金化層４１とハンダ層８との接触部分で
の合金化は起こらず、また、非合金化層４１とレーザ下
面電極７との接触部分は、単に接しているだけであるの
で、上記実施例３の場合に比し、レーザ下面電極７とヒ
ートシンク下面電極２との間の，非合金化層４１に接す
る部分は、より弱い接着状態となる。これにより、ハン
ダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ１０
０ｃとヒートシンク２００ｃとの熱膨張率差によって発
生する内部ストレスは、レーザ下面電極７のハンダ層８
と強固に接着している場所にのみかかり、発光領域５の
近傍領域の内部ストレスを大幅に低減することができ
る。さらに、非合金化層４１を形成する領域を、実施の
形態１の実施例１で示した、非合金化電極層７ｂが露出
する領域と同様の領域となるように配置することによ
り、実施の形態１の実施例１と同様に、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
【００８２】実施の形態３．図９，１０は、本発明の実
施の形態３による半導体レーザ装置を示す図であり、図
を参照すると、本発明の実施の形態３による半導体レー
ザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハン
ダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、
半導体レーザチップ（１００ｄ）に形成された下面電極
（７ａ，７ｄ）は、ヒートシンク（２００ｄ）の上面に
形成されたハンダ層（８）と対向する表面の，上記半導
体レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線の
真下から左右に所定距離までの領域（７３）が、ハンダ
層（８）と合金化していない非合金化層（オーミック電
極層７ａの一部）となっており、上記領域（７３）を除
くレーザ下面電極の表面（スペーサ電極７ｄ）はハンダ
層（８）と合金化することにより接着されているものと
したもので、発光領域（５）にかかる，半導体レーザチ
ップ（１００ｄ）とヒートシンク（２００ｄ）との熱膨
張率の差に起因して発生する内部ストレスを低減するこ
とができ、発光領域のＧａＡｓ破断を防止することがで
きる。
施の形態３による半導体レーザ装置を示す図であり、図
を参照すると、本発明の実施の形態３による半導体レー
ザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクとをハン
ダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置において、
半導体レーザチップ（１００ｄ）に形成された下面電極
（７ａ，７ｄ）は、ヒートシンク（２００ｄ）の上面に
形成されたハンダ層（８）と対向する表面の，上記半導
体レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線の
真下から左右に所定距離までの領域（７３）が、ハンダ
層（８）と合金化していない非合金化層（オーミック電
極層７ａの一部）となっており、上記領域（７３）を除
くレーザ下面電極の表面（スペーサ電極７ｄ）はハンダ
層（８）と合金化することにより接着されているものと
したもので、発光領域（５）にかかる，半導体レーザチ
ップ（１００ｄ）とヒートシンク（２００ｄ）との熱膨
張率の差に起因して発生する内部ストレスを低減するこ
とができ、発光領域のＧａＡｓ破断を防止することがで
きる。
【００８３】また、この発明の実施の形態３による半導
体レーザ装置において、上記レーザ下面電極は、２層よ
りなり、該２層は、半導体レーザチップのキャップ層
（６）とオーミックコンタクトをとる第２のオーミック
電極層（オーミック電極層７ａ）と、該第２のオーミッ
ク電極層（オーミック電極層７ａ）の表面の，上記発光
領域（５）の長手方向の中心線の真下から左右に上記所
定距離以上離れた領域に形成され、ハンダ層（８）と合
金化するスペーサ電極層（７ｄ）とよりなり、レーザ下
面電極（７ａ，７ｂ）表面の一部を構成しているオーミ
ック電極層（７ａ）は、ハンダ層（８）と接触しておら
ず、スペーサ電極層（７ｄ）とハンダ層（８）とが合金
化することにより接着するようにしたもので、上記非合
金化層を所望の領域に形成することができ、上記内部ス
トレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破断
を防止することができる。
体レーザ装置において、上記レーザ下面電極は、２層よ
りなり、該２層は、半導体レーザチップのキャップ層
（６）とオーミックコンタクトをとる第２のオーミック
電極層（オーミック電極層７ａ）と、該第２のオーミッ
ク電極層（オーミック電極層７ａ）の表面の，上記発光
領域（５）の長手方向の中心線の真下から左右に上記所
定距離以上離れた領域に形成され、ハンダ層（８）と合
金化するスペーサ電極層（７ｄ）とよりなり、レーザ下
面電極（７ａ，７ｂ）表面の一部を構成しているオーミ
ック電極層（７ａ）は、ハンダ層（８）と接触しておら
ず、スペーサ電極層（７ｄ）とハンダ層（８）とが合金
化することにより接着するようにしたもので、上記非合
金化層を所望の領域に形成することができ、上記内部ス
トレスを低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破断
を防止することができる。
【００８４】また、このような本実施の形態３による半
導体レーザ装置を製造する方法は、半導体基板（３）表
面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層
（６）まで形成し、その表面に、該キャップ層（６）と
オーミックコンタクトをとる第２のオーミック電極層
（オーミック電極層７ａ）を形成し、該第２のオーミッ
ク電極層（オーミック電極層７ａ）の表面の，半導体レ
ーザチップ（１００ｄ）の発光領域（５）の長手方向の
中心線が位置する位置から左右に上記所定距離以上離れ
た領域に、該半導体レーザチップ（１００ｄ）とヒート
シンク（２００ｄ）との接着後もオーミック電極層（７
ａ）とハンダ層（８）とが接触しないような所定の厚み
を有し、ハンダ層（８）と合金化するスペーサ電極層
（７ｄ）を形成して半導体レーザチップ（１００ｄ）を
形成したのち、その上面，及び下面に電極が形成されて
いるヒートシンク（２００ｄ）の上面の，半導体レーザ
チップ（１００ｄ）の搭載されるべき領域にハンダ層
（８）を形成し、ヒートシンク（２００ｄ）上のハンダ
層（８）上に、半導体レーザチップ（１００ｄ）を圧接
し、ハンダ層（８）の溶融する温度まで昇温し、上記ハ
ンダ層（８）とスペーサ電極層（７ｄ），及びハンダ層
（８）とヒートシンク上面電極（２）とを合金化させた
のち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク（２００ｄ）
と半導体レーザチップ（１００ｄ）とを接着するように
したもので、上記レーザ下面電極のオーミック電極層
（７ａ）が露出している領域（７３）は、オーミック電
極（７ａ）とハンダ層（８）とが接触していない非合金
化領域とすることができるものである。
導体レーザ装置を製造する方法は、半導体基板（３）表
面上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層
（６）まで形成し、その表面に、該キャップ層（６）と
オーミックコンタクトをとる第２のオーミック電極層
（オーミック電極層７ａ）を形成し、該第２のオーミッ
ク電極層（オーミック電極層７ａ）の表面の，半導体レ
ーザチップ（１００ｄ）の発光領域（５）の長手方向の
中心線が位置する位置から左右に上記所定距離以上離れ
た領域に、該半導体レーザチップ（１００ｄ）とヒート
シンク（２００ｄ）との接着後もオーミック電極層（７
ａ）とハンダ層（８）とが接触しないような所定の厚み
を有し、ハンダ層（８）と合金化するスペーサ電極層
（７ｄ）を形成して半導体レーザチップ（１００ｄ）を
形成したのち、その上面，及び下面に電極が形成されて
いるヒートシンク（２００ｄ）の上面の，半導体レーザ
チップ（１００ｄ）の搭載されるべき領域にハンダ層
（８）を形成し、ヒートシンク（２００ｄ）上のハンダ
層（８）上に、半導体レーザチップ（１００ｄ）を圧接
し、ハンダ層（８）の溶融する温度まで昇温し、上記ハ
ンダ層（８）とスペーサ電極層（７ｄ），及びハンダ層
（８）とヒートシンク上面電極（２）とを合金化させた
のち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク（２００ｄ）
と半導体レーザチップ（１００ｄ）とを接着するように
したもので、上記レーザ下面電極のオーミック電極層
（７ａ）が露出している領域（７３）は、オーミック電
極（７ａ）とハンダ層（８）とが接触していない非合金
化領域とすることができるものである。
【００８５】このように本発明の実施の形態３による半
導体レーザ装置，及びその製造方法によれば、従来同様
のハンダ材をハンダ層８に用いた場合にも、上記半導体
レーザチップ１００ｄの発光領域５にかかる内部ストレ
スを低減することができ、また、このストレスの低減に
より、上記発光領域にＧａＡｓ破断を生じにくくするこ
とができるものである。また、ヒートシンク２００ｄ上
に半導体レーザチップ１００ｄを載置する際に、半導体
レーザチップの発光領域５にかかる衝撃を緩和すること
ができ、製造時に発生する半導体レーザ装置の破損を低
減することができる。
導体レーザ装置，及びその製造方法によれば、従来同様
のハンダ材をハンダ層８に用いた場合にも、上記半導体
レーザチップ１００ｄの発光領域５にかかる内部ストレ
スを低減することができ、また、このストレスの低減に
より、上記発光領域にＧａＡｓ破断を生じにくくするこ
とができるものである。また、ヒートシンク２００ｄ上
に半導体レーザチップ１００ｄを載置する際に、半導体
レーザチップの発光領域５にかかる衝撃を緩和すること
ができ、製造時に発生する半導体レーザ装置の破損を低
減することができる。
【００８６】実施例１．以下、本発明の実施の形態３の
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図９(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図９(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１と同一符号は同一または相当する部分を示
している。７ｄは半導体レーザチップとヒートシンクと
を接着した後もオーミック電極層７ａとハンダ層８とが
接触しないような所定の厚みを有する、上記ハンダ層８
と合金化する，例えばＡｕなどを主成分とするスペーサ
電極層である。
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図９(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置の
断面図，図９(b) は該半導体レーザ装置で用いる半導体
レーザチップを下面電極側から見た下面図である。図に
おいて、図１と同一符号は同一または相当する部分を示
している。７ｄは半導体レーザチップとヒートシンクと
を接着した後もオーミック電極層７ａとハンダ層８とが
接触しないような所定の厚みを有する、上記ハンダ層８
と合金化する，例えばＡｕなどを主成分とするスペーサ
電極層である。
【００８７】図９(b) において、破線で示した５は半導
体レーザチップ内部の上記発光領域５の位置を示してい
る。図９(b) に示すように、スペーサ電極層７ｄは、エ
ッチング等の方法により、オーミック電極層７ａ表面
の，発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置から
左右に所定距離以上離れた領域に形成されており、この
スペーサ電極層７ｄは後述する所定の厚みｔs を有する
ものである。
体レーザチップ内部の上記発光領域５の位置を示してい
る。図９(b) に示すように、スペーサ電極層７ｄは、エ
ッチング等の方法により、オーミック電極層７ａ表面
の，発光領域５の長手方向の中心線が位置する位置から
左右に所定距離以上離れた領域に形成されており、この
スペーサ電極層７ｄは後述する所定の厚みｔs を有する
ものである。
【００８８】図中ｄは活性層４の下面からオーミック電
極層７ａの下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチ
ップ下面のオーミック電極層７ａが露呈している領域７
３の，発光領域の幅方向の長さを示し、Ｌは発光領域５
の，発光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップ
の，発光領域の長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチ
ップの下面全体の面積を示している。
極層７ａの下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチ
ップ下面のオーミック電極層７ａが露呈している領域７
３の，発光領域の幅方向の長さを示し、Ｌは発光領域５
の，発光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップ
の，発光領域の長手方向の長さ）、Ａは半導体レーザチ
ップの下面全体の面積を示している。
【００８９】図１０(a) 〜(c) は、本実施例１による半
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層６ま
で形成し、その表面に、該キャップ層６とオーミックコ
ンタクトをとるオーミック電極層７ａを形成し、その表
面の，上記半導体レーザチップの発光領域５の長手方向
の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上離れた
領域に、後述する厚みｔs を有しハンダ層８と合金化す
るスペーサ電極７ｄを形成して図１０(a) に示す半導体
レーザチップ１００ｄを形成する。また、図１０(a) に
示すように、その上面にヒートシンク上面電極２，及び
その下面にヒートシンク下面電極１０が形成されている
ヒートシンク２００ｄ上面の，半導体レーザチップ１０
０ｄの搭載されるべき領域にハンダ層８を形成したの
ち、図１０(b) に示すように、ヒートシンク２００ｄ上
のハンダ層８上に、半導体レーザチップ１００ｄを圧接
し、ハンダ層８の溶融する温度まで昇温し、図１０(c)
に示すように、ハンダ層８とスペーサ電極層７ｄ，及び
ハンダ層８とヒートシンク上面電極２とを合金化させた
のち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク２００ｄと半
導体レーザチップ１００ｄとがハンダ層８を介して接着
された半導体レーザ装置を得る。
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層６ま
で形成し、その表面に、該キャップ層６とオーミックコ
ンタクトをとるオーミック電極層７ａを形成し、その表
面の，上記半導体レーザチップの発光領域５の長手方向
の中心線が位置する位置から左右に所定距離以上離れた
領域に、後述する厚みｔs を有しハンダ層８と合金化す
るスペーサ電極７ｄを形成して図１０(a) に示す半導体
レーザチップ１００ｄを形成する。また、図１０(a) に
示すように、その上面にヒートシンク上面電極２，及び
その下面にヒートシンク下面電極１０が形成されている
ヒートシンク２００ｄ上面の，半導体レーザチップ１０
０ｄの搭載されるべき領域にハンダ層８を形成したの
ち、図１０(b) に示すように、ヒートシンク２００ｄ上
のハンダ層８上に、半導体レーザチップ１００ｄを圧接
し、ハンダ層８の溶融する温度まで昇温し、図１０(c)
に示すように、ハンダ層８とスペーサ電極層７ｄ，及び
ハンダ層８とヒートシンク上面電極２とを合金化させた
のち、室温まで温度を下げ、ヒートシンク２００ｄと半
導体レーザチップ１００ｄとがハンダ層８を介して接着
された半導体レーザ装置を得る。
【００９０】以下に、上記スペーサ電極層７ｄの厚さｔ
s について説明する。このスペーサ電極層７ｄの厚み
は、接着の際に、ハンダ層８がオーミック電極層７ａに
接触しない厚さにすることが必要であり、このスペーサ
電極層７ｄの厚みｔs の下限値は以下のような条件を満
たすことが好ましい。この条件は、半導体レーザチップ
とヒートシンクとの接着時に、半導体レーザ１００ｄの
搭載される部分に形成されたハンダ層８が溶融して、ス
ペーサ電極層７ｄにより形成される半導体レーザチップ
１００ｄ下面の凹部に、全て入り込んだと仮定したとき
にも、該凹部がハンダで満たされることがないような条
件、即ち、ハンダ層８の厚さをｔh 、半導体レーザチッ
プ１００ｄの幅をＱ、スペーサ電極層７ｄの形成されて
いない領域７３（上記凹部）の幅方向の長さをＷとした
場合、スペーサ電極層７ｄの厚みｔs の下限値は、
s について説明する。このスペーサ電極層７ｄの厚み
は、接着の際に、ハンダ層８がオーミック電極層７ａに
接触しない厚さにすることが必要であり、このスペーサ
電極層７ｄの厚みｔs の下限値は以下のような条件を満
たすことが好ましい。この条件は、半導体レーザチップ
とヒートシンクとの接着時に、半導体レーザ１００ｄの
搭載される部分に形成されたハンダ層８が溶融して、ス
ペーサ電極層７ｄにより形成される半導体レーザチップ
１００ｄ下面の凹部に、全て入り込んだと仮定したとき
にも、該凹部がハンダで満たされることがないような条
件、即ち、ハンダ層８の厚さをｔh 、半導体レーザチッ
プ１００ｄの幅をＱ、スペーサ電極層７ｄの形成されて
いない領域７３（上記凹部）の幅方向の長さをＷとした
場合、スペーサ電極層７ｄの厚みｔs の下限値は、
【００９１】
【数１１】
【００９２】の条件を満たすことが好ましい。
【００９３】本実施例１においては、オーミック電極層
７ａの表面の，発光領域５の長手方向の中心線の真下か
ら左右に所定距離以上離れた領域に、上述した厚さｔs
のスペーサ電極層７ｄを形成し、半導体レーザチップ１
００ｄの下面は、発光領域５の長手方向の中心線の真下
から左右に所定距離までの領域７３に凹部を有するよう
に半導体レーザチップ１００ｄを形成し、この半導体レ
ーザップ１００ｄと、ヒートシンク２００ｄとをハンダ
層８を介して接着したので、半導体レーザチップ１００
ｄの下面の，オーミック電極層７ａが露出している表面
の領域にはハンダ層８が接触せず、従って、該領域は接
着されない。これにより、ハンダ溶融後の温度を下げる
際に、半導体レーザチップ１００ｄとヒートシンク２０
０ｄとの熱膨張率差によって発生する内部ストレスは、
スペーサ電極層７ｄの存在する場所のみにかかり、発光
領域５の位置する領域の近傍の内部ストレスは大幅に低
減する。さらにスペーサ電極層７ｄにより形成される凹
部の幅Ｗの値は、上記実施の形態１の実施例１で説明し
た関係式で示す範囲の値であるものとすることにより、
発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な
接着力をもって接着された半導体レーザ装置を得ること
ができる。
７ａの表面の，発光領域５の長手方向の中心線の真下か
ら左右に所定距離以上離れた領域に、上述した厚さｔs
のスペーサ電極層７ｄを形成し、半導体レーザチップ１
００ｄの下面は、発光領域５の長手方向の中心線の真下
から左右に所定距離までの領域７３に凹部を有するよう
に半導体レーザチップ１００ｄを形成し、この半導体レ
ーザップ１００ｄと、ヒートシンク２００ｄとをハンダ
層８を介して接着したので、半導体レーザチップ１００
ｄの下面の，オーミック電極層７ａが露出している表面
の領域にはハンダ層８が接触せず、従って、該領域は接
着されない。これにより、ハンダ溶融後の温度を下げる
際に、半導体レーザチップ１００ｄとヒートシンク２０
０ｄとの熱膨張率差によって発生する内部ストレスは、
スペーサ電極層７ｄの存在する場所のみにかかり、発光
領域５の位置する領域の近傍の内部ストレスは大幅に低
減する。さらにスペーサ電極層７ｄにより形成される凹
部の幅Ｗの値は、上記実施の形態１の実施例１で説明し
た関係式で示す範囲の値であるものとすることにより、
発光領域５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な
接着力をもって接着された半導体レーザ装置を得ること
ができる。
【００９４】また、スペーサ電極層７ｄを設けることに
より、半導体レーザチップ１００ｄをヒートシンク２０
０ｄ上に載置する際、半導体レーザチップ１００ｄの下
面は、スペーサ電極層７ｄの形成された領域でハンダ層
８と当接することとなり、発光領域５の真下の領域の表
面は直接ハンダ層８に接することはない。これにより載
置時に発光領域５に直接かかる載置時の衝撃を緩和する
ことができ、製造時に発生する半導体レーザ装置の破損
を低減することができる。
より、半導体レーザチップ１００ｄをヒートシンク２０
０ｄ上に載置する際、半導体レーザチップ１００ｄの下
面は、スペーサ電極層７ｄの形成された領域でハンダ層
８と当接することとなり、発光領域５の真下の領域の表
面は直接ハンダ層８に接することはない。これにより載
置時に発光領域５に直接かかる載置時の衝撃を緩和する
ことができ、製造時に発生する半導体レーザ装置の破損
を低減することができる。
【００９５】なお、本実施例１による半導体レーザ装置
の熱拡散特性は、発光領域５下面の上記凹部に空間が生
じることにより、上記実施の形態の各実施例に比して劣
るが、低温低出力動作を行う半導体レーザ装置において
はこの影響が小さいため利用可能であり、該凹部により
発光領域にかかる内部ストレスが低減された半導体レー
ザ装置を得ることができる。
の熱拡散特性は、発光領域５下面の上記凹部に空間が生
じることにより、上記実施の形態の各実施例に比して劣
るが、低温低出力動作を行う半導体レーザ装置において
はこの影響が小さいため利用可能であり、該凹部により
発光領域にかかる内部ストレスが低減された半導体レー
ザ装置を得ることができる。
【００９６】実施の形態４．図１１〜図１４は、本発明
の実施の形態４による半導体レーザ装置を示す図であ
り、図を参照すると、本発明の実施の形態４による半導
体レーザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクと
をハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置にお
いて、半導体レーザチップ（１００ｅ，１００ｆ）の下
面電極（７）は、半導体レーザチップのキャップ層
（６）とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層（８）
と合金化する第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）
よりなり、ハンダ層（８）は、ヒートシンク（２００
ｅ，２００ｆ）上面の、半導体レーザチップ（１００
ｅ，１００ｆ）が搭載されている領域のうち，該半導体
レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線の真
下から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成され、
レーザ下面電極（７）表面の，発光領域（５）の長手方
向の中心線が位置する位置から左右に上記所定距離まで
の領域が、内部ストレスの低減された領域（７４，ある
いは低融点ハンダに接する領域）となるものとしたもの
で、発光領域（５）にかかる，半導体レーザチップ（１
００ｅ，１００ｆ）とヒートシンク（２００ｅ，２００
ｆ）との熱膨張率の差に起因して発生する内部ストレス
を低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破断を防止
することができる。
の実施の形態４による半導体レーザ装置を示す図であ
り、図を参照すると、本発明の実施の形態４による半導
体レーザ装置は、半導体レーザチップとヒートシンクと
をハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置にお
いて、半導体レーザチップ（１００ｅ，１００ｆ）の下
面電極（７）は、半導体レーザチップのキャップ層
（６）とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層（８）
と合金化する第２の合金化電極層（レーザ下面電極７）
よりなり、ハンダ層（８）は、ヒートシンク（２００
ｅ，２００ｆ）上面の、半導体レーザチップ（１００
ｅ，１００ｆ）が搭載されている領域のうち，該半導体
レーザチップの発光領域（５）の長手方向の中心線の真
下から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成され、
レーザ下面電極（７）表面の，発光領域（５）の長手方
向の中心線が位置する位置から左右に上記所定距離まで
の領域が、内部ストレスの低減された領域（７４，ある
いは低融点ハンダに接する領域）となるものとしたもの
で、発光領域（５）にかかる，半導体レーザチップ（１
００ｅ，１００ｆ）とヒートシンク（２００ｅ，２００
ｆ）との熱膨張率の差に起因して発生する内部ストレス
を低減することができ、発光領域のＧａＡｓ破断を防止
することができる。
【００９７】このように本発明の実施の形態４による半
導体レーザ装置によれば、従来同様のハンダ材をハンダ
層（８）に用いた場合にも、上記半導体レーザチップ
（１００ｅ，１００ｆ）の発光領域（５）にかかる内部
ストレスを低減することができ、また、このストレスの
低減により、上記発光領域にＧａＡｓ破断を生じにくく
することができるものである。また従来はその利用が難
しかったハンダ材を用いることができ、利用できるハン
ダの種類を増やすことができる。
導体レーザ装置によれば、従来同様のハンダ材をハンダ
層（８）に用いた場合にも、上記半導体レーザチップ
（１００ｅ，１００ｆ）の発光領域（５）にかかる内部
ストレスを低減することができ、また、このストレスの
低減により、上記発光領域にＧａＡｓ破断を生じにくく
することができるものである。また従来はその利用が難
しかったハンダ材を用いることができ、利用できるハン
ダの種類を増やすことができる。
【００９８】実施例１．以下、本発明の実施の形態４の
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１１(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置
の断面図，図１１(b) は該半導体レーザ装置で用いる接
着前のヒートシンクをその上面電極側から見た平面図で
ある。図において図４と同一符号は、同一または相当す
る部分を示している。
実施例１による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１１(a) は、本実施例１による半導体レーザ装置
の断面図，図１１(b) は該半導体レーザ装置で用いる接
着前のヒートシンクをその上面電極側から見た平面図で
ある。図において図４と同一符号は、同一または相当す
る部分を示している。
【００９９】本実施例１のハンダ層８は、ヒートシンク
上面の、半導体レーザチップが搭載されている領域のう
ち，半導体レーザチップの発光領域５の長手方向の中心
線の真下から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成
されており、レーザ下面電極７表面の，発光領域５の長
手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離までの領
域７４は、ハンダ層と接触していない。また、図中ｄは
活性層４の下面からレーザ下面電極７の下面までの距離
を示し、Ｗは半導体レーザチップ下面の，接着後にハン
ダ層８と接触していない領域の，発光領域の幅方向の長
さを示している。
上面の、半導体レーザチップが搭載されている領域のう
ち，半導体レーザチップの発光領域５の長手方向の中心
線の真下から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成
されており、レーザ下面電極７表面の，発光領域５の長
手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離までの領
域７４は、ハンダ層と接触していない。また、図中ｄは
活性層４の下面からレーザ下面電極７の下面までの距離
を示し、Ｗは半導体レーザチップ下面の，接着後にハン
ダ層８と接触していない領域の，発光領域の幅方向の長
さを示している。
【０１００】図１２(a) 〜(c) は、本実施例１による半
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層６ま
で形成する。そののち、キャップ層６の表面に、該キャ
ップ層６とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層８と
合金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形
成し、図に示す半導体レーザチップ１００ｅを得る。ま
た、図１２(a) に示すように、ハンダ層８を、その上面
にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒートシン
ク下面電極１０が形成されているヒートシンク２００ｅ
上面の半導体レーザチップ１００ｅが搭載される領域の
うち，搭載される半導体レーザチップ１００ｅの発光領
域５の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右
に所定距離以上離れた領域のみに溶着されるような領域
に形成する。そののち、図１２(b) に示すように、ヒー
トシンク２００ｅ上のハンダ層８上に、半導体レーザチ
ップ１００ｅを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度まで
昇温し、図１２(c) に示すように、ハンダ層８とヒート
シンク上面電極２，及びレーザ下面電極７とハンダ層８
が接する部分とが合金化されたのち、室温まで温度を下
げ、上記ヒートシンク２００ｅと上記半導体レーザチッ
プ１００ｅとがハンダ層８を介して接着された半導体レ
ーザ装置を得る。
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層６ま
で形成する。そののち、キャップ層６の表面に、該キャ
ップ層６とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層８と
合金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形
成し、図に示す半導体レーザチップ１００ｅを得る。ま
た、図１２(a) に示すように、ハンダ層８を、その上面
にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒートシン
ク下面電極１０が形成されているヒートシンク２００ｅ
上面の半導体レーザチップ１００ｅが搭載される領域の
うち，搭載される半導体レーザチップ１００ｅの発光領
域５の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右
に所定距離以上離れた領域のみに溶着されるような領域
に形成する。そののち、図１２(b) に示すように、ヒー
トシンク２００ｅ上のハンダ層８上に、半導体レーザチ
ップ１００ｅを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度まで
昇温し、図１２(c) に示すように、ハンダ層８とヒート
シンク上面電極２，及びレーザ下面電極７とハンダ層８
が接する部分とが合金化されたのち、室温まで温度を下
げ、上記ヒートシンク２００ｅと上記半導体レーザチッ
プ１００ｅとがハンダ層８を介して接着された半導体レ
ーザ装置を得る。
【０１０１】本実施例１においては、ハンダ層８は、上
記発光領域５の長手方向の中心線が位置する真下の位置
から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成されてお
り、このように形成されたハンダ層８を介して半導体レ
ーザチップ１００ｅと、ヒートシンク２００ｅとを接着
するようにしたので、レーザ下面電極７の表面の，発光
領域５の長手方向の中心線が位置する位置から左右に所
定距離までの領域（領域７４）にはハンダ層８が接触せ
ず、従って、該領域７４は接着されない。これにより、
ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ
１００ｅとヒートシンク２００ｅとの熱膨張率差によっ
て発生する内部ストレスは、ハンダ層８の存在する場所
にのみかかり、領域７４にかかる内部ストレスは大幅に
低減する。さらに、レーザ下面電極７がハンダ層と接触
しない領域の，発光領域の幅方向の長さＷを、Ｌを発光
領域５の，発光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチ
ップの，発光領域の長手方向の長さ）、Ａを半導体レー
ザチップの下面全体の面積として、上記実施の形態１の
実施例１で説明した関係式に示す範囲の値となるよう
に、ハンダ層８を形成することにより、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
記発光領域５の長手方向の中心線が位置する真下の位置
から左右に所定距離以上離れた領域のみに形成されてお
り、このように形成されたハンダ層８を介して半導体レ
ーザチップ１００ｅと、ヒートシンク２００ｅとを接着
するようにしたので、レーザ下面電極７の表面の，発光
領域５の長手方向の中心線が位置する位置から左右に所
定距離までの領域（領域７４）にはハンダ層８が接触せ
ず、従って、該領域７４は接着されない。これにより、
ハンダ溶融後の温度を下げる際に、半導体レーザチップ
１００ｅとヒートシンク２００ｅとの熱膨張率差によっ
て発生する内部ストレスは、ハンダ層８の存在する場所
にのみかかり、領域７４にかかる内部ストレスは大幅に
低減する。さらに、レーザ下面電極７がハンダ層と接触
しない領域の，発光領域の幅方向の長さＷを、Ｌを発光
領域５の，発光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチ
ップの，発光領域の長手方向の長さ）、Ａを半導体レー
ザチップの下面全体の面積として、上記実施の形態１の
実施例１で説明した関係式に示す範囲の値となるよう
に、ハンダ層８を形成することにより、発光領域５にＧ
ａＡｓ破断が生じるのを抑制し、十分な接着力をもって
接着された半導体レーザ装置を得ることができるので、
半導体レーザ装置の寿命（ＭＴＴＦ），及び歩留を、大
幅に改善することができる効果がある。
【０１０２】また、ハンダ層８を上記領域のみに設ける
ことにより、半導体レーザチップ１００ｅをヒートシン
ク２００ｅ上に載置する際、半導体レーザチップ１００
ｅの下面は、ハンダ層８の形成された領域で当接するこ
ととなり、発光領域５の真下の領域の表面は直接ハンダ
層８と接することはない。これにより、載置時に発光領
域５にかかる衝撃を緩和することができ、製造時に発生
する半導体レーザ装置の破損を低減することができる。
ことにより、半導体レーザチップ１００ｅをヒートシン
ク２００ｅ上に載置する際、半導体レーザチップ１００
ｅの下面は、ハンダ層８の形成された領域で当接するこ
ととなり、発光領域５の真下の領域の表面は直接ハンダ
層８と接することはない。これにより、載置時に発光領
域５にかかる衝撃を緩和することができ、製造時に発生
する半導体レーザ装置の破損を低減することができる。
【０１０３】なお、本実施の形態４の実施例１に関して
も、上記実施の形態３の実施例１と同様に、レーザ下面
電極とヒートシンク上面電極２との間に空間が生じるこ
とにより、上記実施の形態１または２の各実施例に比
し、熱拡散特性が悪くなるが、低温低出力動作を行う半
導体レーザ装置においてはこの影響が小さいため利用可
能であり、発光領域にかかる内部ストレスが低減された
半導体レーザ装置を得ることができる。
も、上記実施の形態３の実施例１と同様に、レーザ下面
電極とヒートシンク上面電極２との間に空間が生じるこ
とにより、上記実施の形態１または２の各実施例に比
し、熱拡散特性が悪くなるが、低温低出力動作を行う半
導体レーザ装置においてはこの影響が小さいため利用可
能であり、発光領域にかかる内部ストレスが低減された
半導体レーザ装置を得ることができる。
【０１０４】実施例２．以下、本発明の実施の形態４の
実施例２による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１３(a) は、本実施例２による半導体レーザ装置
の断面図，図１３(b) は該半導体レーザ装置で用いる接
着前のヒートシンクをその上面電極側から見た平面図で
ある。図において、図４と同一符号は同一または相当す
る部分を示している。５１はハンダ層８よりも融点温度
の低い，例えば、Ａｕと合金反応する場合の共晶温度が
１００〜２００°Ｃ程度のＩｎを主成分とする低融点ハ
ンダよりなる低融点ハンダ層である。
実施例２による半導体レーザ装置を図について説明す
る。図１３(a) は、本実施例２による半導体レーザ装置
の断面図，図１３(b) は該半導体レーザ装置で用いる接
着前のヒートシンクをその上面電極側から見た平面図で
ある。図において、図４と同一符号は同一または相当す
る部分を示している。５１はハンダ層８よりも融点温度
の低い，例えば、Ａｕと合金反応する場合の共晶温度が
１００〜２００°Ｃ程度のＩｎを主成分とする低融点ハ
ンダよりなる低融点ハンダ層である。
【０１０５】本実施例２では、ハンダ層は、ヒートシン
ク上面の、半導体レーザチップが搭載されている領域
の，半導体レーザチップの発光領域５の長手方向の中心
線の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成され
たハンダ層８と、ハンダ層８に隣接して、発光領域５の
長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離までの
領域に形成された低融点ハンダ層５１とよりなるもので
ある。また、図中ｄは活性層４の下面からレーザ下面電
極７の下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチップ
下面の，接着後に低融点ハンダ層５１と接触する領域
の，発光領域の幅方向の長さを示している。
ク上面の、半導体レーザチップが搭載されている領域
の，半導体レーザチップの発光領域５の長手方向の中心
線の真下から左右に所定距離以上離れた領域に形成され
たハンダ層８と、ハンダ層８に隣接して、発光領域５の
長手方向の中心線の真下から左右に上記所定距離までの
領域に形成された低融点ハンダ層５１とよりなるもので
ある。また、図中ｄは活性層４の下面からレーザ下面電
極７の下面までの距離を示し、Ｗは半導体レーザチップ
下面の，接着後に低融点ハンダ層５１と接触する領域
の，発光領域の幅方向の長さを示している。
【０１０６】図１４(a) 〜(c) は、本実施例２による半
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層まで
形成する。そののち、キャップ層６の表面に、該キャッ
プ層６とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層８と合
金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形成
し、図１４(a) に示す半導体レーザチップ１００ｆを得
る。また、図１４(a) に示すように、ハンダ層８を、そ
の上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒー
トシンク下面電極１０が形成されているヒートシンク２
００ｆ上面の半導体レーザチップ１００ｆの搭載される
べき領域の，半導体レーザチップ１００ｆの発光領域５
の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に所
定距離以上離れた領域のみが溶着されるような領域に、
形成する工程と、低融点ハンダ層５１を、発光領域５の
長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に上記
所定距離までの領域のみが溶着されるような領域に、ハ
ンダ層８に隣接して形成する工程ののち、図１４(b) に
示すように、ヒートシンク２００ｆ上のハンダ層８，及
び低融点ハンダ層５１上に、半導体レーザチップ１００
ｆを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度まで昇温し、図
１４(c) に示すように、ハンダ層８，及び低融点ハンダ
層５１とヒートシンク上面電極２，及びレーザ下面電極
７とが合金化されたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒ
ートシンク２００ｆと上記半導体レーザチップ１００ｆ
とが接着された半導体レーザ装置を得る。
導体レーザ装置の製造方法を示す図であり、半導体レー
ザチップとヒートシンクとを接着する工程を示すもので
ある。先ず、上記各実施例と同様に、半導体基板３表面
上にレーザ構造を形成する半導体各層をキャップ層まで
形成する。そののち、キャップ層６の表面に、該キャッ
プ層６とオーミックコンタクトをとり、ハンダ層８と合
金化する合金化電極層よりなるレーザ下面電極７を形成
し、図１４(a) に示す半導体レーザチップ１００ｆを得
る。また、図１４(a) に示すように、ハンダ層８を、そ
の上面にヒートシンク上面電極２，及びその下面にヒー
トシンク下面電極１０が形成されているヒートシンク２
００ｆ上面の半導体レーザチップ１００ｆの搭載される
べき領域の，半導体レーザチップ１００ｆの発光領域５
の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に所
定距離以上離れた領域のみが溶着されるような領域に、
形成する工程と、低融点ハンダ層５１を、発光領域５の
長手方向の中心線が位置する真下の位置から左右に上記
所定距離までの領域のみが溶着されるような領域に、ハ
ンダ層８に隣接して形成する工程ののち、図１４(b) に
示すように、ヒートシンク２００ｆ上のハンダ層８，及
び低融点ハンダ層５１上に、半導体レーザチップ１００
ｆを圧接し、ハンダ層８の溶融する温度まで昇温し、図
１４(c) に示すように、ハンダ層８，及び低融点ハンダ
層５１とヒートシンク上面電極２，及びレーザ下面電極
７とが合金化されたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒ
ートシンク２００ｆと上記半導体レーザチップ１００ｆ
とが接着された半導体レーザ装置を得る。
【０１０７】一般に、半導体レーザチップとヒートシン
クとをハンダ層を介して接着する工程において、ハンダ
を溶融させたのち、ハンダの凝固点（融点）から室温ま
での降温時に半導体レーザチップとヒートシンク材との
熱膨張率の差により内部ストレスが発生する。本実施例
２においては、ヒートシンク２００ｆ上面の，上記発光
領域５の位置する真下の位置から左右に所定距離までの
領域には低融点ハンダ層５１が溶着されるように形成し
ている。この領域の低融点ハンダ層５１は、ヒートシン
ク２００ｆと半導体レーザチップ１００ｆとの接着工程
において、１００〜２００°Ｃ程度まで温度が下がった
時点で凝固しはじめることとなり、該凝固点から室温ま
での温度差ΔＴを小さくすることができ、従って、該部
分に発生する熱膨張率差に起因する内部ストレスを低減
することができる。また低融点ハンダ層５１がレーザ下
面電極７と接する領域の幅Ｗを、Ｌを発光領域５の，発
光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光
領域の長手方向の長さ）、Ａを半導体レーザチップの下
面全体の面積として、上記実施の形態１の実施例１で説
明した関係式で示す範囲内となるように低融点ハンダ層
５１，及びハンダ層８を形成することにより、発光領域
５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、上記各実施例よ
り十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置を
得ることができる。また、このように融点の異なる２種
類のハンダを用いることができるので、使用温度が高い
用途に用いられる半導体レーザ装置において、半導体レ
ーザチップが外れる故障を発生しにくくなる効果があ
る。
クとをハンダ層を介して接着する工程において、ハンダ
を溶融させたのち、ハンダの凝固点（融点）から室温ま
での降温時に半導体レーザチップとヒートシンク材との
熱膨張率の差により内部ストレスが発生する。本実施例
２においては、ヒートシンク２００ｆ上面の，上記発光
領域５の位置する真下の位置から左右に所定距離までの
領域には低融点ハンダ層５１が溶着されるように形成し
ている。この領域の低融点ハンダ層５１は、ヒートシン
ク２００ｆと半導体レーザチップ１００ｆとの接着工程
において、１００〜２００°Ｃ程度まで温度が下がった
時点で凝固しはじめることとなり、該凝固点から室温ま
での温度差ΔＴを小さくすることができ、従って、該部
分に発生する熱膨張率差に起因する内部ストレスを低減
することができる。また低融点ハンダ層５１がレーザ下
面電極７と接する領域の幅Ｗを、Ｌを発光領域５の，発
光領域の長手方向の長さ（半導体レーザチップの，発光
領域の長手方向の長さ）、Ａを半導体レーザチップの下
面全体の面積として、上記実施の形態１の実施例１で説
明した関係式で示す範囲内となるように低融点ハンダ層
５１，及びハンダ層８を形成することにより、発光領域
５にＧａＡｓ破断が生じるのを抑制し、上記各実施例よ
り十分な接着力をもって接着された半導体レーザ装置を
得ることができる。また、このように融点の異なる２種
類のハンダを用いることができるので、使用温度が高い
用途に用いられる半導体レーザ装置において、半導体レ
ーザチップが外れる故障を発生しにくくなる効果があ
る。
【０１０８】
【発明の効果】上記各実施の形態の各実施例では、従来
その凝固点温度が高い（４００℃程度）ため、用いるこ
とが難しかったＡｕＳｉ系のハンダを用いても、発光領
域５にかかる内部ストレスを大幅に低減することがで
き、これにより、半導体レーザチップとヒートシンクと
の接着に用いることができるハンダの種類を増やすこと
ができる効果がある。
その凝固点温度が高い（４００℃程度）ため、用いるこ
とが難しかったＡｕＳｉ系のハンダを用いても、発光領
域５にかかる内部ストレスを大幅に低減することがで
き、これにより、半導体レーザチップとヒートシンクと
の接着に用いることができるハンダの種類を増やすこと
ができる効果がある。
【図１】 本発明の実施の形態１の実施例１による半導
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
【図２】 本発明の実施の形態１の実施例１による半導
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図３】 本発明の実施の形態１の実施例１によるΔＴ
と内部ストレスＳとの相関図。
と内部ストレスＳとの相関図。
【図４】 本発明の実施の形態２の実施例１による半導
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
【図５】 本発明の実施の形態２の実施例２による半導
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
【図６】 本発明の実施の形態２の実施例３による半導
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図７】 本発明の実施の形態２の実施例４による半導
体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシンク
を上面電極側から見た平面図(b) 。
体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシンク
を上面電極側から見た平面図(b) 。
【図８】 本発明の実施の形態２の実施例４による半導
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図９】 本発明の実施の形態３の実施例１による半導
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
体レーザ装置の断面図(a) ，及び半導体レーザチップを
下面電極側から見た下面図(b) 。
【図１０】 本発明の実施の形態３の実施例１による半
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図１１】 本発明の実施の形態４の実施例１による半
導体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシン
クを上面電極側から見た平面図(b) 。
導体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシン
クを上面電極側から見た平面図(b) 。
【図１２】 本発明の実施の形態４の実施例１による半
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図１３】 本発明の実施の形態４の実施例２による半
導体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシン
クを上面電極側から見た平面図(b) 。
導体レーザ装置の断面図(a) ，及び接着前のヒートシン
クを上面電極側から見た平面図(b) 。
【図１４】 本発明の実施の形態４の実施例２による半
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
導体レーザ装置の製造方法を示す工程図。
【図１５】 従来の半導体レーザ装置の断面図(a) ，半
導体レーザチップを下面電極側から見た下面図(b) ，ヒ
ートシンクを上面電極側から見た平面図(c)。
導体レーザチップを下面電極側から見た下面図(b) ，ヒ
ートシンクを上面電極側から見た平面図(c)。
【図１６】 従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す
工程図。
工程図。
【図１７】 従来の半導体レーザ装置によるΔＴと内部
ストレスＳとの相関図。
ストレスＳとの相関図。
【図１８】 内部ストレスＳと歩留，及び内部ストレス
と寿命（ＭＴＴＦ）との相関図。
と寿命（ＭＴＴＦ）との相関図。
１ ヒートシンク、２ ヒートシンク上面電極、３ Ｇ
ａＡｓ基板、４ 活性層、５ 発光領域、６ キャップ
層、７ レーザ下面電極、７ａ オーミック電極層、７
ｂ 非合金化電極層、７ｃ 合金下面電極層、７ｄ ス
ペーサ電極層、８ ハンダ層、９ レーザ上面電極、１
０ ヒートシンク下面電極、２１ 非合金化電極層、３
１ 絶縁層、４１ 非合金化電極層、５１ 低融点ハン
ダ、７０，７１，７２，７３，７４， 非合金化領域。
ａＡｓ基板、４ 活性層、５ 発光領域、６ キャップ
層、７ レーザ下面電極、７ａ オーミック電極層、７
ｂ 非合金化電極層、７ｃ 合金下面電極層、７ｄ ス
ペーサ電極層、８ ハンダ層、９ レーザ上面電極、１
０ ヒートシンク下面電極、２１ 非合金化電極層、３
１ 絶縁層、４１ 非合金化電極層、５１ 低融点ハン
ダ、７０，７１，７２，７３，７４， 非合金化領域。
Claims (19)
- 【請求項１】 半導体レーザチップとヒートシンクとを
ハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置におい
て、 上記半導体レーザチップに形成された下面電極は、上記
ヒートシンクの上面に形成された上記ハンダ層と対向す
る表面の，該半導体レーザチップの発光領域の長手方向
の中心線の真下から左，右に所定距離までの領域が、上
記ハンダ層と合金化していない非合金化層により形成さ
れ、上記領域を除く上記レーザ下面電極の表面は上記ハ
ンダ層と合金化することにより接着されていることを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記レーザ下面電極の，上記発光領域の長手方向の長さ
をＬ、上記発光領域の下面から上記非合金化層の上面ま
での距離をｄ、上記レーザ下面電極の表面の面積をＡと
したとき、上記レーザ下面電極の，上記ハンダ層と合金
化していない領域の幅方向の長さＷの値が、 【数１】 の式を満たす範囲内の値であることを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の半導体レーザ
装置において、 上記レーザ下面電極は３層よりなり、該３層は、上記半
導体レーザチップのキャップ層とオーミックコンタクト
をとる第１のオーミック電極層と、 該第１のオーミック電極層の表面に形成され、上記ハン
ダ層と合金化しない高融点金属よりなる第１の非合金化
電極層と、 該第１の非合金化電極層の表面の，上記発光領域の長手
方向の中心線の真下から左右に所定距離以上離れた領域
に形成され、上記ハンダ層と合金化する第１の合金化電
極層とよりなり、 上記第１の非合金化電極層と、これに接触している上記
ハンダ層とは合金化しておらず、上記第１の合金化電極
層と、これに接触している上記ハンダ層とが合金化する
ことにより接着されていることを特徴とする半導体レー
ザ装置。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の半導体レーザ
装置において、 上記レーザ下面電極は、上記半導体レーザチップのキャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、上記ハンダと合
金化する第２の合金化電極層よりなり、 該第２の合金化電極層と上記ハンダ層とが対向する該各
表面の，上記発光領域の長手方向の中心線の真下から左
右に上記所定距離までの各領域の間に、上記ハンダ層と
合金化しない非合金化層が挿入されていることを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記非合金化層は、高融点金属よりなることを特徴とす
る半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記非合金化層は、絶縁体よりなることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項７】 請求項１または２に記載の半導体レーザ
装置において、 上記レーザ下面電極は、２層よりなり、該２層は、上記
半導体レーザチップのキャップ層とオーミックコンタク
トをとる第２のオーミック電極層と、 該第２のオーミック電極層表面の，上記発光領域の長手
方向の中心線の真下から左右に上記所定距離以上離れた
領域に形成され、上記ハンダ層と合金化するスペーサ電
極層とよりなり、 上記レーザ下面電極表面の一部を構成している上記第２
のオーミック電極層は、上記ハンダ層と接触しておら
ず、上記スペーサ電極層と上記ハンダ層とが合金化する
ことにより接着されていることを特徴とする半導体レー
ザ装置。 - 【請求項８】 請求項１または２に記載の半導体レーザ
装置において、 上記レーザ下面電極は、上記半導体レーザチップのキャ
ップ層とオーミックコンタクトをとり、上記ハンダ層と
合金化する第２の合金化電極層よりなり、 上記ハンダ層は、上記ヒートシンク上面の、上記半導体
レーザチップが搭載されている領域のうち，該半導体レ
ーザチップの発光領域の長手方向の中心線の真下から左
右に所定距離以上離れた領域のみに形成されており、 上記レーザ下面電極表面の，上記発光領域の長手方向の
中心線の真下から左右に上記所定距離までの領域が、ハ
ンダ層と接触していないことを特徴とする半導体レーザ
装置。 - 【請求項９】 半導体レーザチップとヒートシンクとを
ハンダ層を介して接着してなる半導体レーザ装置におい
て、 上記ハンダ層は、上記ヒートシンク上面の、上記半導体
レーザチップが搭載されている領域の，該半導体レーザ
チップの発光領域の長手方向の中心線の真下から左右に
所定距離以上離れた領域に形成された第１のハンダ層
と、 該第１のハンダ層に隣接して、上記発光領域の長手方向
の中心線の真下から左右に上記所定距離までの領域に形
成された第２のハンダ層とよりなり、該第２のハンダ層
は、上記第１のハンダ層より低融点のハンダよりなるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記レーザ下面電極の，上記発光領域の長手方向の長さ
をＬ、上記発光領域の下面から上記レーザ下面電極の下
面までの距離をｄ、上記レーザ下面電極の表面の面積を
Ａとしたとき、上記レーザ下面電極の，上記第２のハン
ダ層と接触している領域の幅方向の長さＷの値が、 【数２】 の式を満たす範囲内の値であることを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項１１】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
る第１のオーミック電極層を形成し、 その表面に、高融点金属よりなり、ハンダ層と合金化し
ない第１の非合金化電極層を形成し、 該第１の非合金化電極層の表面の，該半導体レーザチッ
プの発光領域の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離以上離れた領域に、上記ハンダ層と合金化
する第１の合金化電極層を形成して半導体レーザチップ
を形成する工程と、 その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成さ
れているヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチッ
プの搭載されるべき領域に上記ハンダ層を形成する工程
と、 上記ヒートシンク上の上記ハンダ層上に、上記半導体レ
ーザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで
昇温し、上記ハンダ層と上記第１の合金化電極層，及び
上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化
させたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと
上記半導体レーザチップとを接着する工程とを含むこと
を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１２】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
り、ハンダ層と合金化する第２の合金化電極層を形成
し、 該第２の合金化電極層の表面の，上記半導体レーザチッ
プの発光領域の長手方向の中心線が位置する位置から左
右に所定距離までの領域に、上記ハンダ層と合金化しな
い非合金化層を形成して半導体レーザチップを形成する
工程と、 その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成さ
れているヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチッ
プの搭載されるべき領域に上記ハンダ層を形成する工程
と、 上記ヒートシンク上の上記ハンダ層上に、上記半導体レ
ーザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで
昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び
上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化
させたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと
上記半導体レーザチップとを接着する工程とを含むこと
を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１３】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
り、ハンダ層と合金化する第２の合金化電極層を形成し
て半導体レーザチップを形成する工程と、 その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成さ
れているヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチッ
プの搭載されるべき領域に上記ハンダ層を形成し、該ハ
ンダ層表面の，上記搭載される半導体レーザチップの発
光領域の長手方向の中心線が位置する真下の位置から左
右に所定距離までの領域に、上記ハンダ層と合金化しな
い非合金化層を形成する工程と、 上記ヒートシンク上の上記ハンダ層，及び非合金化層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、上記ハンダ層の
溶融する温度まで昇温し、上記ハンダ層と上記第２の合
金化電極層，及び上記ハンダ層と上記ヒートシンクの上
面電極とを合金化させたのち、室温まで温度を下げ、上
記ヒートシンクと上記半導体レーザチップとを接着する
工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。 - 【請求項１４】 請求項１２または１３のいずれかに記
載の半導体レーザ装置の製造方法において、 上記非合金化層は、高融点金属よりなることを特徴とす
る半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１２または１３のいずれかに記
載の半導体レーザ装置の製造方法において、 上記非合金化層は、絶縁体よりな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１６】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
る第２のオーミック電極層を形成し、 該第２のオーミック電極層の表面の，上記半導体レーザ
チップの発光領域の長手方向の中心線が位置する位置か
ら左右に所定距離以上離れた領域に、該半導体レーザチ
ップと上記ヒートシンクとの接着後も上記第２のオーミ
ック電極層とハンダ層とが接触しないような所定の厚み
を有し、上記ハンダ層と合金化するスペーサ電極層を形
成して半導体レーザチップを形成する工程と、 その上面，及び下面に上面電極，及び下面電極が形成さ
れているヒートシンクの上面の，上記半導体レーザチッ
プの搭載されるべき領域に上記ハンダ層を形成する工程
と、 上記ヒートシンク上の上記ハンダ層上に、上記半導体レ
ーザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで
昇温し、上記ハンダ層と上記スペーサ電極層，及び上記
ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化させ
たのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上記
半導体レーザチップとを接着する工程とを含むことを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の半導体装置の製造
方法において、 上記半導体レーザチップと上記ヒートシンクとを接着す
る前の上記ハンダ層の厚さをｔh 、上記半導体レーザチ
ップの，上記発光領域の幅方向の全長をＱ、上記スペー
サ電極が形成されていない領域の，上記発光領域の幅方
向の長さをＷとしたときに、上記スペーサ電極層の上記
所定の厚みｔs の値が、 【数３】 の式を満たす大きさの値であることを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項１８】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
り、ハンダ層と合金化する第２の合金化電極層を形成し
て半導体レーザチップを形成する工程と、 ハンダ層を、その上面，及び下面に上面電極，及び下面
電極が形成されているヒートシンクの上面の上記半導体
レーザチップの搭載されるべき領域のうち，該搭載され
る半導体レーザチップの発光領域の長手方向の中心線が
位置する真下の位置から左右に所定距離以上離れた領域
のみが溶着されるような領域に、形成する工程と、 上記ヒートシンク上の該ハンダ層上に、上記半導体レー
ザチップを圧接し、上記ハンダ層の溶融する温度まで昇
温し、上記ハンダ層と上記第２の合金化電極層，及び上
記ハンダ層と上記ヒートシンクの上面電極とを合金化さ
せたのち、室温まで温度を下げ、上記ヒートシンクと上
記半導体レーザチップとを接着する工程とを含むことを
特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１９】 半導体レーザチップの下面にヒートシ
ンクが形成された半導体レーザ装置を製造する方法にお
いて、 半導体基板表面上にレーザ構造を形成する半導体各層を
キャップ層まで形成し、 その表面に、該キャップ層とオーミックコンタクトをと
り、第１のハンダ層，及び該第１のハンダ層より低融点
の第２のハンダ層とそれぞれ合金化する第２の合金化電
極層を形成して半導体レーザチップを形成する工程と、 上記第１のハンダ層を、その上面，及び下面に上面電
極，及び下面電極が形成されているヒートシンクの上面
の上記半導体レーザチップの搭載されるべき領域のう
ち，該搭載される半導体レーザチップの発光領域の長手
方向の中心線が位置する真下の位置から左右に所定距離
以上離れた領域のみが溶着されるような領域に、形成す
る工程と、 上記第２のハンダ層を、上記第１のハンダ層と隣接し、
上記発光領域の長手方向の中心線が位置する真下の位置
から左右に上記所定距離までの領域のみが溶着されるよ
うな領域に、形成する工程と、 上記ヒートシンク上の上記第１，及び第２のハンダ層上
に、上記半導体レーザチップを圧接し、第１のハンダ層
のハンダの溶融温度まで昇温し、上記各ハンダ層と上記
第２の合金化電極層，及び上記各ハンダ層と上記ヒート
シンクの上面電極とを合金化させたのち、室温まで温度
を下げ、上記ヒートシンクと上記半導体レーザチップと
を接着する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ
装置の製造方法。
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