专利名称：半导体激光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如光盘系统中的光学拾波器等中所使用的半导体激光器件。
背景技术：
特开平9-64479号公报中所公开的半导体激光装置中，在半导体基板中设置有肋形波导，由此激光下面电极由以下3层形成即与保护层欧姆接触的欧姆接触层，形成在欧姆接触层表面的由与焊锡层不进行合金化的高熔点金属构成的非合金化金属层，以及在非合金化金属层表面的从发光区域5长边方向的中心线正下沿左右方向离开给定以上距离的区域中所形成的、与焊锡层8进行合金化的合金化电极层。非合金层和与其相接触的焊锡层不会合金化，而使合金化电极与焊锡层合金化，从而将半导体激光器件粘合在散热片上。
特开2004-14659号公报中所公开的半导体激光装置中，具有有源层(active layer)以及位于脊形结构部两侧的凹槽部，电极膜形成为包括脊形结构部及凹槽部的表面并延伸到其两侧。将半导体激光器件与安装基板粘合的焊锡层形成在凹槽部的两侧，由此形成面向脊形结构部及凹槽部的空间。
特开平11-87849号公报中所公开的半导体激光装置中，通过焊锡层将半导体激光器件粘合在Si基板上，但在有源层下形成有未焊接的空腔空间。
特开平9-64479号公报中，在具有肋形波导的半导体激光器件中，虽然可降低由散热片与半导体激光器件的热膨胀率之差所引起的作用到发光区域的内部应力，从而提高半导体激光器的寿命以及成品率，但如果应用于具有脊形波导的半导体激光器件中，就无法改善发光特性。
特开2004-14659号公报中，需要形成焊锡层以使面向脊形结构部及凹槽部的空间形成，并且焊锡层不能以遍及半导体激光器件的层积面的全表面的方式层积，由此存在半导体激光器件难于安装到副底座(sub mount)这样的问题。
另外，特开平11-87849号公报中，也需要在半导体激光器件与基板连接时所形成的焊锡层中设置空腔区域，并且焊锡层不能以遍及半导体激光器件的层积面的全表面的方式层积，由此存在半导体激光器件难于安装到副底座这样的问题。
另外，特开平9-64479号公报以及特开平11-87849号公报中，对于具有比肋形波导易于受到应力影响的脊形波导的半导体激光装置，没有公开任何改善偏振特性的构成。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种具有提高发光特性尤其是偏振特性并且安装容易的脊形波导的半导体激光器件。
本发明是一种具有包括设置在半导体基板中的条纹状脊形波导的脊形结构部并且介由焊锡层与安装部粘合的半导体激光器件，其特征在于，具有不完全粘合层，其具有电导性，在比上述脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层的最表面部分，至少在上述脊形结构部上形成并与上述焊锡层不完全粘合；以及完全粘合层，其具有电导性，在比上述脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层的最表面部分，在垂直于上述半导体基板的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上，分别在上述不完全粘合层的两侧形成并与上述焊锡层粘合。
通过本发明，由于形成有不完全粘合层，该不完全粘合层在比脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层的最表面部分，至少在上述脊形结构部上形成，具有电导性并且与焊锡层的粘合不完全，由此在介由焊锡层将半导体激光器件安装到安装部中时，该不完全粘合层就不与焊锡层粘合或以不完全的状态粘合。由此，通过焊锡层的热膨胀与热收缩就可以对脊形结构部均匀地赋予应力，从而能够降低半导体激光器件发光时由半导体激光器件与安装部的热膨胀与热收缩之差所引起并赋予脊形结构部的应力，因而，可以减轻因赋予应力而在脊形结构部中产生的变形。减轻脊形结构部中产生的变形，由此还能够降低赋予有源层的应力并抑制有源层中的变形，从而提高激光的偏振特性。提高激光的偏振特性是指提高偏振比、减小偏振角。
另外，由于完全粘合层具有电导性，在比脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层的最表面部分，在垂直于半导体基板的厚度方向以及脊形波导的延伸方向的方向上，分别在不完全粘合层的两侧形成，由此能够使半导体激光器件与安装部牢固地机械连接。
层积有焊锡层的最表面部中设置有上述不完全粘合层与上述完全粘合层，在其上层积焊锡层并将半导体激光器件安装到安装部中，由此能够以遍布最表面部的层积面的全表面的方式层积焊锡层，由于不需对焊锡层进行加工，因此半导体激光器件就易于安装到安装部中。
本发明的特征在于，上述不完全粘合层包括第1不完全粘合层，其在垂直于上述半导体基板的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上在中央形成；以及第2不完全粘合层，其在垂直于上述半导体基板的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上分别在上述第1不完全粘合层的两侧形成，与形成上述焊锡层的焊锡材料之间的湿润性具有上述第1不完全粘合层与上述完全粘合层之间的性质。
根据本发明，在不完全粘合层中的接近脊形结构部的部分上形成湿润性较差的第1不完全粘合层，该湿润性是与形成焊锡层的焊锡材料的湿润性，在垂直于半导体基板的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上，在第1不完全粘合层与完全粘合层之间形成与形成焊锡层的焊锡材料的湿润性具有上述第1不完全粘合层与上述完全粘合层之间的性质的第2不完全粘合层。由此，随着离开脊形结构部，层积焊锡层的最表面部与焊锡层间的粘合力就逐步地增大。通过使粘合力逐步地变化，能够抑制由完全粘合层中所产生的应力与不完全粘合层中所产生的应力引起的完全粘合层与不完全粘合层相邻的部分中的急剧的应力变化，从而缓和赋予脊形结构部的应力，由此降低脊形结构部中产生的变形。
另外，本发明的特征在于，上述第1不完全粘合层由钼(Mo)形成；上述第2不完全粘合层由铂(Pt)形成；上述完全粘合层由金(Au)形成。
根据本发明，第1不完全粘合层由钼(Mo)形成，第2不完全粘合层由铂(Pt)形成，完全粘合层由金(Au)形成，由此能够实现上述效果。另外，形成Mo、Pt以及Au的成膜技术以前就一直使用，由此为了形成完全粘合层与不完全粘合层，就不需新的成膜技术，从而能够简单地形成。
另外，本发明的特征在于，具有台阶部，其在垂直于上述半导体基板的厚度方向与上述脊形波导的延伸方向的方向上，在上述脊形波导的两侧以从上述脊形波导隔开预定距离的方式形成，由此在与脊形波导间形成凹部。
根据本发明，在通过焊锡层将半导体激光器件粘合到副底座上时，需要以给定的荷重将半导体激光器件压向副底座，但通过设置台阶部，该台阶部在垂直于上述半导体基板的厚度方向与上述脊形波导的延伸方向的方向上，在上述脊形波导的两侧以从上述脊形波导隔开预定距离的方式形成，于是在与脊形波导间形成凹部，由此可使加载到上述脊形结构部的上述荷重分散到台阶部，从而能够降低由按压脊形结构部产生的附加应力，因而，就可以减轻安装到安装部中时所产生的脊形结构部的变形。
另外，本发明的特征在于，在上述凹部偏向脊形波导处，形成有上述不完全粘合层；上述凹部偏向台阶部处，形成有上述完全粘合层。
根据本发明，在凹部偏向脊形波导处形成上述不完全粘合层，因此能够降低从脊形结构部的周围赋予脊形结构部的应力。在脊形结构部与焊锡层的界面中，通过激光出射而在脊形结构部中产生的热就难于释放，但通过在凹部偏向台阶部8处形成完全粘合层，就能够使所产生的热从完全粘合层高效地释放到半导体层。
另外，本发明的特征在于，上述不完全粘合层中的形成在上述凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间从脊形波导遍布规定范围的方式形成，该规定范围是脊形波导与台阶部之间的距离的30％以上并不满50％的范围。
根据本发明，如果不完全粘合层中的形成在凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间在由脊形波导到脊形波导与台阶部之间的距离的30％以上的范围内形成，就能够更可靠地降低应力。另外，如果不完全粘合层中的形成在凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间在由脊形波导到脊形波导与台阶部之间的距离的50％以上的范围内形成，则来自脊形结构部的热就难于释放到合金层中，从而使半导体激光器件的电流值特性恶化，也就是使发光效率降低。因此，使不完全粘合层中的形成在凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间从脊形波导遍布规定范围的方式形成，该规定范围是脊形波导与台阶部之间的距离的30％以上并不满50％的范围，就不仅能够可靠地降低附加到脊形波导的应力，并且可以抑制半导体激光器件的电流值特性的恶化。
另外，本发明的特征在于，上述完全粘合层中的形成在上述凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间在由台阶部到脊形波导与台阶部之间的距离的50％以下的范围内形成。
根据本发明，在完全粘合层中的形成在凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间在由台阶部超过脊形波导与台阶部之间的距离的50％的方式形成的情况下，虽然通过从完全粘合层向焊锡层的放热(heat release)效果能够抑制半导体激光器件的电流值特性的恶化，但完全粘合层中产生的应力易于传递到脊形结构部中。因此，使完全粘合层中的形成在凹部中的部分，按照在脊形波导与台阶部之间由台阶部到脊形波导与台阶部之间的距离的50％以下的范围内的方式形成，就能够抑制半导体激光器件的电流值特性的恶化，并且使完全粘合层中产生的应力难于传递到脊形结构部中，由此抑制脊形结构部中产生的变形。
另外，本发明的特征在于，具有基底金属层，其由金(Au)形成并且层积有上述完全粘合层与上述不完全粘合层。
根据本发明，使脊形结构部中所产生的热介由由高热传导率的金(Au)形成的基底金属层而传递到完全粘合层侧，由此可介由焊锡层释放到安装部中。从而，能够消除不完全粘合层与焊锡层之间的放热不足，进一步抑制电流特性的恶化，由此实现半导体激光器件的长寿化。
另外，本发明的特征在于，具有基底金属层，其层积有上述完全粘合层与上述不完全粘合层；
上述基底金属层的特征在于，按照顺次层积由金(Au)构成并通过电镀形成的电镀电极层、由预定的金属形成的第1电极层、以及由金(Au)形成的第2电极层的方式形成。
由金构成的电镀电极层通过电镀形成，因此与通过溅射法形成的由金构成的层相比，就能够以短时间形成厚度较大的层。但是，由金构成的电镀电极层表面平坦性较差，湿润性随电镀条件变化，因此存在粘合特性中产生离散偏差之虞。根据本发明，基底金属层中包括由金构成的电镀电极层，但在该电镀电极层中顺次层积有表面平坦性比上述电镀电极层好且由预定金属形成的第1电极层、和由金形成的第2电极层。由此，能够提高由金构成的第2电极层的表面平坦性。因而，能够提高与层积在第2电极层上的完全粘合层及不完全粘合层之间的粘合特性，由此可抑制基底金属层与完全粘合层及不完全粘合层的剥离。因此，脊形结构部中所产生的热，能够介由包括高热传导率的金(Au)所形成的基底金属层传导到完全粘合层侧，从而能够介由焊锡层可靠地释放到安装部中。由此能够解决不完全粘合层与焊锡层间的放热不足，从而进一步抑制电流特性的恶化来谋求半导体激光器件的长寿化。
另外，本发明的特征在于，形成上述第1电极层的预定的金属，从由钼(Mo)、铂(Pt)、钼铂(MoPt)以及钛(Ti)构成的组中选择。
根据本发明，形成第1电极层的预定的金属，从由钼(Mo)、铂(Pt)、钼铂(MoPt)以及钛(Ti)构成的组中选择。钼(Mo)、铂(Pt)、钼铂(MoPt)以及钛(Ti)，在形成电极层时表面平坦性优秀，因此能够实现上述效果。
另外，本发明的特征在于，上述第1与第2电极层通过溅射法以连续成膜方式形成。
根据本发明，第1与第2电极层通过溅射法以连续成膜方式形成，因此能够提高与由金构成的电镀电极层间的密接性，进而即使电镀电极层的表面中有凹凸，也以填补该凹凸部分的方式形成第1与第2电极层，因此能够使基底电极层的厚度尽可能均匀。通过使基底电极层的厚度更加均匀，可以获得更加稳定的接合性及提高粘合性，其效果，能够消除放热不足，由此进一步抑制电流特性的恶化来谋求半导体激光器件的长寿化。
另外，本发明的特征在于，上述基底金属层的厚度选择为0.5μm以上且不满5.0μm。
根据本发明，如果基底金属层的厚度不满0.5μm，就不能充分实现传热效果，如果超过5.0μm，由形成基底金属层产生的应力就传递到脊形波导中，由此脊形波导变形。通过使基底金属层的厚度设为0.5μm以上且不满5.0μm，就能够不仅获得从脊形波导到不完全粘合层的充分传热效果，并且能够降低赋予脊形波导的应力。
另外，本发明的特征在于，具有背面金属层，其以夹持上述半导体基板的方式在与上述脊形结构部相反侧的表面部上由金形成。
根据本发明，由于具有以夹持上述半导体基板的方式在与上述脊形结构部相反侧的表面部上由金形成的背面金属层，因此能够缓和形成在脊形结构部侧的基底金属层所产生的应力。
根据以下的详细说明及附图，能够使本发明的目的、特色、以及优点更加明确。
图1是本发明的一实施方式的半导体激光器件的剖面图。
图2是半导体激光器件的俯视图。
图3A～图3C是表示半导体激光器件的制造工序的剖面图。
图4A～图4D是表示半导体激光器件的制造工序的剖面图。
图5A～图5C是表示半导体激光器件的制造工序的剖面图。
图6是表示将半导体激光器件介由焊锡层安装在安装部中的半导体激光装置的剖面图。
图7是本发明的另一实施方式的半导体激光器件的剖面图。
图8是半导体激光器件的俯视图。
图9是表示将半导体激光器件介由焊锡层安装在安装部中的半导体激光装置的剖面图。
图10是本发明的另一实施方式的半导体激光器件的剖面图。
图11是本发明的另一实施方式的半导体激光器件的剖面图。
具体实施例方式
以下参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。
图1是本发明的一实施方式的半导体激光器件1的剖面图，图2是半导体激光器件1的俯视图。图1是从图2的剖面线I-I所观察到的剖面图。另外，图2表示从半导体基板2厚度方向Z中的设置有脊形结构部35一侧观察的图，图中不完全粘合层31为了易于图解以标注斜线方式被图示。半导体激光器件1是半导体激光器基片(laser chip)。半导体基板2的厚度方向Z，平行于形成半导体激光器件的各半导体层及各金属层的层积方向。半导体激光器件1具有半导体基板2、第1镀层3、有源层4、第2镀层5、蚀刻停止层6、脊形部7、台阶部8、第1以及第2电介质层17、18、电镀用基底电极层23、电镀电极层27、包括不完全粘合层31的金属层32、以及完全粘合层33。
半导体基板2可以层积化合物半导体层，在本实施方式中由n型砷化镓(GaAs)形成。半导体基板2厚度方向Z的表面形成为矩形形状。半导体基板2的厚度例如选择为50μm～130μm。
第1镀层3，在半导体基板2厚度方向Z的一表面2a上以遍及上述一表面2a全表面的方式进行层积。第1镀层3由n型(AlXGa1-X)YIn1-YP形成，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。本实施方式中，选择X＝0.7，Y＝0.5，也就是，第1镀层3由n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成。第1镀层3的厚度例如选择为2.0μm。
有源层4，在第1镀层厚度方向Z的一表面3a上以遍及上述一表面3a全表面的方式进行层积。有源层4具有量子阱结构，并且包括层积在第1镀层3厚度方向Z的一表面3a上的第1导向层(guide layer)、层积在第1导向层厚度方向Z的一表面上的第1阱层(well layer)、形成在第1阱层厚度方向Z的一表面上的势垒层、形成在势垒层厚度方向的一表面上的第2阱层、以及形成在第2阱层的厚度方向Z的一表面上的第2导向层。第1及第2阱层由In0.5Ga0.5P形成，其厚度例如选择为80。势垒层由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成，其厚度例如选择为50。导向层由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成，其厚度例如选择为300。
第2镀层5，在有源层4厚度方向Z的一表面4a上以遍及上述一表面4a全表面的方式进行层积。。第2镀层5由p型(AlXGa1-X)YIn1-YP形成，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。本实施方式中，选择X＝0.7，Y＝0.5，也就是，第2镀层5由p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成。第2镀层5的厚度例如选择为0.2～0.3μm。
蚀刻停止层6，在第2镀层5厚度方向Z的一表面5a上以遍及上述一表面5a全表面的方式进行层积。蚀刻停止层6由p型In0.5Ga0.5P形成。蚀刻停止层6的厚度例如选择为50。蚀刻停止层6防止第2镀层5被蚀刻。
脊形部7包括第3镀层11和保护层12。脊形部7层积在蚀刻停止层6厚度方向Z的一表面6a上。脊形部7，在半导体激光器件1宽度方向Y的中央部，从蚀刻停止层6的一表面6a向厚度方向Z的一方突出。半导体激光器件1形成得关于假想平面大致面对称，该假想平面穿过宽度方向Y的中央并沿厚度方向Z平行地延伸。脊形部7沿垂直于上述厚度方向Z以及宽度方向Y的方向即激光的出射方向延伸，形成为条纹状。在激光的出射方向即脊形部7的延伸方向X中，脊形部7以延伸到半导体激光器件1的两端部间的方式形成。
第3镀层11层积在蚀刻停止层6厚度方向Z的一表面6a上。第3镀层11由p型(AlXGa1-X)YIn1-YP形成，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。本实施方式中，选择X＝0.7，Y＝0.5，也就是说，第3镀层11由p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成。第3镀层11的厚度例如选择为300nm～5000nm。第3镀层11形成对激光进行导波的脊形波导。
保护层12层积在第3镀层11厚度方向Z的一表面11a上。保护层12由砷化镓(GaAs)形成。保护层12用来形成与后述的脊上电极层21的欧姆接触。
脊形部7在宽度方向Y上形成为预定尺寸L1，上述预定尺寸选择为1.5μm～3.0μm。脊形部7的厚度方向Z的一端部即从半导体基板2离开的侧的端部的宽度方向Y的尺寸选择为0.1μm～0.3μm，厚度方向Z的另一端部即与蚀刻停止层6相接触的端部的宽度方向Y的尺寸选择为1.5μm～3.0μm，由此垂直于该脊形部7的延伸方向X的剖面，形成为以半导体基板2侧为下底的梯形状。
台阶部8包括第1台阶结构层13及第2台阶结构层14。台阶部8在宽度方向Y上，以在脊形部7的两侧即脊形波导的两侧从脊形部7隔开预定距离L2的方式形成，由此在台阶部8与脊形部7之间形成沿脊形部7的延伸方向X延伸的凹部15。上述预定距离L2选择为大致10μm～20μm。台阶部8沿脊形部7的延伸方向X平行地延伸，形成为条纹状。台阶部8以从宽度方向Y上由脊形部7隔开预定距离L2的位置遍布到半导体激光器件1的端部的方式形成。
第1台阶结构层13，层积在蚀刻停止层6厚度方向Z的一表面6a上，由与第3镀层11相同的材料形成并且形成为相同厚度。第2台阶结构层14按照遍及第1台阶结构层13厚度方向Z的一表面13a的全表面的方式层积，由与保护层12相同的材料形成并且形成为相同的厚度。也就是，使脊形部7的厚度与台阶部8的厚度形成得相等。通过设置台阶部8，能够在制造半导体激光器件1的制造工艺中对形成有半导体激光器件1先驱体的晶片进行处理时以及半导体激光器件1的安装时，减轻脊形部7所受到的机械损伤。
脊形部7面向台阶部8的侧面7b由第1电介质层17覆盖。第1电介质层17从脊形部7的侧面7b沿宽度方向Y向着台阶部8延伸预定距离L3为止，覆盖第3镀层11与蚀刻停止层6的接触部分，另外也层积在蚀刻停止层6厚度方向Z的一表面6a上。
台阶部8厚度方向Z的一表面8a及面向脊形部7的侧面8b由第2电介质层18覆盖。第2电介质层18从台阶部8的侧面8b沿宽度方向Y向着脊形部7延伸预定距离L4为止，覆盖第3镀层11与蚀刻停止层6的接触部分，另外也层积在蚀刻停止层6厚度方向Z的一表面6a上。
第1与第2电介质层17、18由SiO2形成，其厚度选择为1000～3000。
在脊形部7的厚度方向Z的一表面即保护层12的厚度方向Z的一表面12a上，以遍布全表面方式层积有脊上电极层21。脊上电极层21由AuZn形成，在氮气环境下进行合金化而形成。脊上电极层21，垂直于脊形部7的延伸方向X的剖面形成为以半导体基板2侧为下底的梯形状。
第1与第2电介质层17、18以及脊上电极层21、蚀刻停止层6的厚度方向Z的一表面6a中的从第1及第2电介质层17、18之间露出来的部分上，层积有电镀用基底电极层23。电镀用基底电极层23由第1电镀用基底层24和第2电镀用基底层25构成。第1电镀用基底层24由钛(Ti)形成，以层积在第1和第2电介质层17、18以及脊上电极层21、蚀刻停止层6的厚度方向Z的一表面6a中的从第1和第2电介质层17、18之间露出来的部分上的方式形成。第1电镀用基底层24的厚度，例如选择为300～2000。第2电镀用基底层25由金(Au)形成，层积在第1电镀用基底层24的厚度方向Z的一表面24a上。电镀用基底电极层23设置得为了在制造工艺中通过电镀形成后述的电镀电极层27。第2电镀用基底层25的厚度，例如选择为500～3000。
第1电镀用基底层24与蚀刻停止层6相接触的部分成为光的吸收体，由此在脊形部7的附近，通过在第1电镀用基底层24与蚀刻停止层6之间设置第1电介质层17，就能够防止光被吸收。上述预定距离L3选择为3μm～7μm，L4也选择为3μm～7μm。关于L3，如果不满3μm则发光效率就会下降，另外如果超过7μm就会失去远场图形(Far Filed Pattern简称FFP)改善效果。关于预定距离L4，如果不满3μm就不对台阶部侧面设置电介质膜层，因此失去FFP改善效果，另外，如果超过7μm也失去FFP改善效果。通过在脊形部7与台阶部8之间设置光吸收体，能够改善远场图形(FFP)与波纹(ripple)，也就是能够抑制FFP的纹乱(disorder)并降低激光的波纹。
在电镀用基底电极层23的厚度方向Z的一表面23a上，以遍布全表面的方式层积有电镀电极层27。电镀电极层27是基底金属层并由金(Au)形成。电镀电极层27的厚度，选择为0.5μm以上且不满5.0μm。
在电镀电极层27的厚度方向Z的一表面27a上层积有包括不完全粘合层31的金属层32。金属层32例如由钼(Mo)形成。因此不完全粘合层31具有电导性。金属层32的厚度选择为0.05μm～0.30μm。
不完全粘合层31以包括金属层32中的至少在脊形结构部35上形成的部分的方式形成。不完全粘合层31，比脊形波导更靠近外侧，在层积在焊锡层61的最表面部分，至少在脊形结构部35上形成，该焊锡层61将半导体激光器件1安装到后述的安装部62上。
脊形结构部35包括半导体激光器1中的上述脊形部7；第1电介质层17中的层积在脊形部7上的第1脊形层积部分41；脊上电极层21；电镀用基底电极层23中的介由上述第1电介质层17或脊上电极层21层积在脊形部7上的第2脊形层积部分42；电镀电极层27中的层积在第2脊形层积部分42上的第3脊形层积部分43；以及金属层32中的层积在第3脊形层积部分43上的第4脊形层积部分44。也就是，脊形结构部35，是在半导体激光器件1中的宽度方向Y上层积在蚀刻停止层6的厚度方向Z的一表面6a上的部分、脊形部7在蚀刻停止层6侧的两端部间的范围即图1箭头L1所示的范围。
不完全粘合层31也形成在上述凹部15偏向脊形波导处。不完全粘合层31中的形成在凹部15中的部分，以在脊形波导即脊形部7与台阶部8之间从脊形部7遍布预定距离L5的方式形成。预定距离L5选择为脊形部7与台阶部8间的距离L2的30％以上并不满50％。
不完全粘合层31，在脊形部7的延伸方向X中以遍布到半导体激光器件1两端部间的方式形成，由此以从半导体激光器件1的两端面即出射面隔开预定距离L6的方式形成。上述预定距离L6，选择为可在半导体激光器件1的出射面中形成用于防止出射端面损坏的涂布膜。通过如上那样选择上述预定距离L6，能够防止破坏形成在半导体激光器件1中的上述涂布膜。
在金属层32的厚度方向Z的一表面32a中，除构成上述不完全粘合层31的部分外，层积有完全粘合层33。完全粘合层33由金(Au)形成。完全粘合层33的厚度选择为0.1μm～0.4μm，优选选择为大致0.12μm。完全粘合层33比脊形波导更靠近外侧，在层积有上述焊锡层61的最表面部分宽度方向Y上分别在不完全粘合层31的两侧形成，并且延伸到半导体激光器件1的宽度方向Y的端部为止。
上述凹部15偏向台阶部8处上形成有完全粘合层33。完全粘合层33中的形成在凹部15中的部分，以在脊形部7和台阶部8之间从台阶部8遍布预定距离L7的方式形成。预定距离L7选择为脊形部7和台阶部8之间的预定距离L2的50％以下。
半导体基板2的厚度方向Z的另一表面中，形成有作为背面金属层的背面金属层36。背面金属层36以遍布半导体基板2的厚度方向Z的另一表面2b的全表面的方式被层积。背面金属层36由金(Au)形成。背面金属层36的厚度与电镀电极层27的不同，选择为1000～3000的厚度。
图3A～图3C、图4A～图4D以及图5A～图5C，是表示半导体激光器件1的制造工序的剖面图。首先如图3A所示，在厚300μm～350μm的半导体基板2的先驱体50的一表面50a上，通过使用分子束外延(简称MBE)装置或有机金属化学气相淀积(简称MOCVD)装置的外延生长法，按以下顺序顺次层积厚度2.0μm的第1镀层3、有源层4、厚度0.2μm～0.3μm的第2镀层5、厚50的蚀刻停止层6、用于形成第3镀层11及第1台阶结构层13的由p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的第1先驱体层51、用于形成保护层12及第2台阶结构层14的第2先驱体层52。在有源层4中，将第1及第2阱层的厚度分别设为80，将势垒层的厚度设为50，第1及第2导向层的厚度分别设为300。
接着，使用光刻技术及蚀刻技术，去除第1先驱体层51及第2先驱体层52的一部分，如图3B所示，形成上述脊形部7及台阶部8。
接着，覆盖脊形部7和台阶部8及蚀刻停止层6的厚度方向Z的一表面6a，在层积电介质层后，使用光刻技术及蚀刻技术去除该电介质层中的层积在脊形部7上的部分和层积在蚀刻停止层6上的部分中的一部分，由此形成第1与第2电介质层17、18。
接着，覆盖第1及第2电介质层17、18、蚀刻停止层6的厚度方向Z的一表面6a中的从第1及第2电介质层17、18中露出的部分、以及脊形部7的厚度方向Z的一表面7a，在涂布抗蚀剂后，使用光刻技术与蚀刻技术去除抗蚀剂中的层积在脊形部7的厚度方向Z的一表面7a上的部分，如图3C所示，由此形成抗蚀图层53。
接着，以覆盖脊形部7的厚度方向Z的一表面7a及抗蚀图层53的方式蒸镀膜厚400～3000的由AuZn构成的第3先驱体层，然后通过剥离(lift-off)法将第3先驱体层中除层积在脊形部7上的部位外的部分与抗蚀图层53一起去除。由此，如图4A所示，脊上电极层21就形成在保护层12的厚度方向Z的一表面12a上。
接着，如图4B所示，将半导体基板厚度研磨到半导体基板2的厚度为止。也就是，研磨半导体基板2的先驱体50厚度方向Z的另一表面，从而形成厚50μm～130μm的半导体基板2。
接着如图4C所示，在半导体基板2的厚度方向Z的另一表面2b上，形成背面电极层36，由此，在氮气环境下使脊上电极层21和背面电极层36合金化。
接着，从半导体基板2的一表面2a侧，如图4C所示，在第1及第2电介质层17、18、脊形电极层21及蚀刻停止层6上，将Ti以层厚1000～2000的方式蒸镀并层积，从而形成第1电镀用基底层24，此后，进一步将Au以层厚500～1500的方式蒸镀，从而形成第2电镀用基底层25。由此，形成电镀用基底电极层23。
接着，给电镀用基底电极层23供电来进行规定时间的电解Au的电镀，由此，如图4D所示那样，形成层厚0.5以上且不满5.0μm的电镀电极层23。
接着，在电镀电极层23的厚度方向Z的一表面23a上，通过蒸镀Mo而如图5A所示那样形成金属层32，然后，在金属层32的厚度方向Z的一表面32a上，通过蒸镀Au形成第4先驱体层57。
接着，在第4先驱体层57的厚度方向Z的一表面57a上涂布抗蚀剂后，使用光刻技术及蚀刻技术去除第4先驱体层57中的层积在金属层32上的抗蚀剂的一部分，以使层积在金属层32中的应当成为不完全粘合层31部分中的部分露出来，由此，如图5B所示那样形成抗蚀图层58。由抗蚀图层58产生的掩模宽度即从抗蚀图层58中露出来的金属层32的宽度方向Y的尺寸约为20μm。也就是，金属层32从穿过脊形部7的中央并且垂直于宽度方向Y的一假想平面、向宽度方向Y的一方及另一方露出约10μm。另外，金属层32在脊形部7的延伸方向X中的两端部由抗蚀图层58覆盖。
接着，通过蚀刻技术去除从抗蚀图层58露出来的第4先驱体层57，而使金属层32的一部分露出来。金属层32中的该露出来的部分形成不完全粘合层31。另外，去除第4先驱体层57的一部分，进而去除抗蚀图层58，由此，如图5C所示在不完全粘合层31的宽度方向Y的两侧形成完全粘合层33。
图6是表示介由焊锡层61在安装部62上安装半导体激光器件1后的半导体激光装置60的剖面图。半导体激光器件1，在上述的不完全粘合层31及完全粘合层33上层积焊锡层61，由此通过小片接合(die-bonding)安装在安装部62中。构成焊锡层61的焊锡材料由AuSn形成，在本实施方式中，Au含有70％，并且Sn含有30％。安装部62是所谓的副底座，例如由氮化铝(AlN)等电导率及热传导率高的材料形成。
半导体激光器件1通过给定的小片接合条件与安装部62小片接合。小片接合条件包括将半导体激光器件1安装在安装部62中时所加载的荷重的条件，和将半导体激光器件1安装在安装部62中时所附加的加热条件。
物理的荷重对于将半导体激光器件1压接在安装部62上的焊锡层61上是必须的，但如果加载较重的荷重例如1.0N(牛顿)等，半导体激光器件1的内部结构即脊形结构部35及第1和第2电介质层17、18等就会被过度加压，由此通过应力使脊形结构部35发生变形，最坏的情况下则导致半导体激光器件1被损坏。相反地，如果加载较轻的荷重例如0.05N，由于加压不足半导体激光器件1就不能接合在安装部62上的焊锡层61上，由此导致剥离。因此，上述荷重条件选择为大于0.05N且不满1.0N，作为优选，不采用较重的荷重区域而采用较轻的荷重区域，例如选择为0.1N～0.3N。
另外，为了使安装部62上的焊锡层61熔化，由此在半导体激光器件1的小片接合面的最表面以合金化方式形成由Au构成的完全粘合层33，于是需要将安装部62置于加热器中进行加热，如果加热量较多，例如在360℃(度)下加热30s(秒)后，在使用吹风机以1秒中强制冷却到大致200℃的情况下，半导体激光器件1的内部的层积结构中因热膨胀系数等之差所产生的各层的剥离、分离、物性变化以及合金形成等，就产生应力从而成为变形的原因。相反地，如果加热量较少，例如在280℃下加热0.3s后，在使用吹风机以1秒中强制冷却到大致200℃的情况下，就会没有形成合金，从而半导体激光器件1不能接合到安装部62上的焊锡层61中，由此导致剥离。因此，上述加热条件，加热温度选择为大于200℃不满360℃，并且加热时间选择为长于0.3秒不满30秒，另外因为在加热量较少的区域中的条件有利，所以将加热条件设为300℃下加热大约2s。
上述温度条件，在较大程度上也被位于半导体激光器件1的小片接合面侧的最表面的完全接合层33的厚度所左右，因此，由于加热量较少的区域(300℃下大约2s)有利，所以将不完全粘合层31的厚度薄膜化，例如设为0.12μm并在短时间内形成合金。
构成焊锡层61的焊锡材料即AuSn与完全粘合层33的Au的合金反应，也就是AuSn与完全粘合层33的Au的合金化，在由荷重加压的状态下通过加热开始。AuSn与Au反应并且进行合金化的流程是通过加热使AuSn熔化，将该熔化的AuSn附着在完全粘合层33的表面上，由此通过直接加热而使AuSn扩散到完全粘合层33的内部。扩散方向是向着完全粘合层33的厚度方向进行，但由完全粘合层33的表面的数点处开始扩散，如果继续加热，则位于数处的扩散点不仅增加并且该点就从点状扩大成圆形。AuSn向完全粘合层33的厚度方向Z扩散的深度与速度，由焊锡材料AuSn与形成完全粘合层33的Au的绝对量之比即质量比与加热量来确定，到完全扩散结束为止的时间也是同样的。因此，在焊锡材料的量较多而完全粘合层33的Au的量较少、并且加热量较多的情况下，完全粘合层33只需与AuSn瞬间地接触就被合金化，由此，如前形成半导体激光器件1的小片接合面侧的最表面的完全粘合层33，设置较多的焊锡材料的量，由此通过在AuSn开始扩散时就停止加热，从而停止扩散。
在半导体激光器件1的半导体基板2的厚度方向Z的一方侧的最表面中的、脊形结构部35上，形成由Mo构成的不完全粘合层31，则由于Au自身消失，虽然由AuSn构成的焊锡材料与不完全粘合层31密接，但也没有合金形成。只在完全粘合层33的全表面中，产生与层积在安装部62中的焊锡材料AuSn的合金形成。不完全粘合层31与焊锡层61的粘合不完全，由此，不完全粘合层31与完全粘合层33相比，在将半导体激光器件1安装到安装部62上时，从焊锡层61接受到的应力较小。
半导体激光装置60中，在将半导体激光器件1安装到安装部62上时，遍布半导体激光器件1的厚度方向的一表面的全表面中层积焊锡材料，由此与部分地层积焊锡材料的情况相比，安装较容易。
制作使用本发明的半导体激光器件1的半导体激光装置60(以下有时也称作实施例1的半导体激光装置)，以及制作使用比较例的半导体激光器件的半导体激光装置(以下也称作比较例的半导体激光装置)，来测量偏振特性。比较例的半导体激光器件的结构，是在半导体激光器件1的金属层32的厚度方向Z的一表面32a的全表面中形成由Au构成的合金形成层。该合金形成层形成为与完全粘合层33相同的厚度。
实际制作这些半导体激光器件1与比较例的半导体激光器件时，准备1片由p型GaAs构成的晶片，如图5A所示那样在形成第4先驱体层后，将晶片分割成两份。使用分割成两份后的晶片中的一方，通过上述的工序形成多个形成有不完全电极层31的半导体激光器件1，另外，使用另一方形成多个比较例的半导体激光器件。
将所形成的半导体激光器件1与比较例的半导体激光器件，皆在上述的小片接合条件下，通过焊锡材料焊接到安装部62上。安装在安装部62上的各半导体激光器件，使用Ag浆膏(paste)安装在5.6φ的管座也即直径5.6mm的管座上，经过引线接合·顶盖密封等工序制作出来。在相同条件下对该所制作的半导体激光装置进行老化试验，所测定的激光的偏振特性如表1所示。作为偏振特性测定偏振比以及偏振角。
表1
关于偏振比，测定多个其中30个的半导体激光装置的平均值(Ave)与标准偏差(σ)。关于偏振角，测定多个其中30个的半导体激光装置的平均值(Ave)与标准偏差(σ)。偏振角，是将一定方向的偏振滤光器相对于激光的出射而平行地进行设置并在使偏振滤光器移位90°角时，通过偏振滤光器由受光部接收的光功率成为最大的角度。
如表1所示，实施例1的半导体激光装置与比较例的半导体激光装置相比，偏振比较大且偏振角较小，并且偏振比与偏振角的离散偏差也都较小。在比较例的半导体激光装置中，如果通过上述的小片接合条件将半导体激光器件安装到副底座上，则位于小片接合面侧的最表面的由Au构成的合金形成层，就与副底座上的AuSn进行合金形成。在比较例的半导体激光装置中，在脊形结构部35的最表面部也可靠地进行合金化，因此不会发生高温下的Iop(额定电流)上升，从而较稳定，但在常温下的激光特性测量中，在具有相同结构的多个半导体激光器件中，偏振比的Ave(平均值)较低，并且偏振比的σ(标准偏差)的离散偏差幅度增大。另外，偏振角的Ave偏向负侧，并且偏振角的σ的离散偏差幅度增大。其原因是，在从外部向脊形结构部35扩散的焊锡材料与位于半导体激光器件的最表面部的合金形成层形成合金时，对脊形结构部35形成合金同时脊形部7由AuSn覆盖，由于合金形成后应力就被附加，从而发生变形。对于成为该变形根源的应力而言，推测为在由Au构成的合金形成层与由AuSn构成的焊锡材料进行合金形成时，对脊形结构部35的压力和张力的混合力。
另外，脊形结构部35的表面部中具有由Au形成的合金形成层，作为其基底层形成有由Mo构成的金属层32、由Au构成的电镀电极层27以及电镀用基底电极层23等，但合金形成层与焊锡材料进行合金形成后所接受到的应力，推测为对其基底层也产生影响，由此推测出压力与张力共同作用。推测上述应力中的压力，在焊锡材料加热引起膨胀时产生，推测张力在焊锡材料加热后进行冷却时产生。因此，在焊锡材料膨胀一定程度，以一定程度与脊形结构部35相接触，并且收缩一定程度的情况下，对脊形结构部35作用均匀的应力，由此能够降低变形的发生，从而在接近裸芯片状态的形式下，就可以将半导体激光器件粘合在副底座上。但是，现实中焊锡材料膨胀及收缩时，并非进行一定程度的膨胀及收缩，而是进行部分地不定的膨胀及收缩。因而，加热时在脊形结构部35中局部地产生较大压力部分和较小压力部分，合金形成也局部地进行，由此使应力局部地产生。在局部地进行合金形成并且停止加热而开始冷却的情况下，这时焊锡材料开始收缩，从而在脊形结构部35中就产生局部地附加有大有小的张力和有大有小的压力的部分。此时，收缩的张力与压力推测为对脊形结构部35施加应力的力。另外冷却时，脊形结构部35的最表面部所形成的合金形成层与焊锡材料发生反应而被合金形成的AuSn层则收缩。AuSn是焊锡材料的一种，但在加热AuSn使其接合的300℃～400℃的温度区域中，难于与基底层即由Mo构成的金属层32进行合金形成，反而变向剥离方向，并且由于合金化形成层与金属层32通过溅射进行层积，因此在比较例的半导体激光装置中，可推定合金化的合金化形成层拉伸金属层32，从而对金属层32的应力增大。这样，在比较例的半导体激光装置中，对金属层32施加应力从而发生变形，由此可推定应力还波及到基底层，最终应力作用到最重要的脊形结构部35的脊形部7上为止，而使脊形部7变形。因而，如果不均匀地赋予脊形结构部35应力，就使激光特性恶化，由此均匀地赋予脊形结构部35应力而使变形降低这方面非常重要。使得附加到脊形结构部35的应力不均匀的要因，推测是由于脊形结构部35的最表面部由AuSn合金形成。也就是，可以推测如果对脊形结构部35的最表面部不进行合金形成，应力就会变得均匀而使变形降低，由此激光特性应当不会恶化。
通过测量实施例1及比较例的半导体激光装置的偏振特性，根据对脊形结构部35应力作用的方式，就能够使脊形结构部35的变形降低，从而改善偏振特性。
另外，实施例1的半导体激光装置60，在观察其实际的剖面时，也可以确认安装部62上的由AuSn构成的焊锡材料与完全粘合层33发生反应而变成合金，上述AuSn与不完全粘合层31不发生合金反应，也就是AuSn不与不完全粘合层31发生反应也就不变成合金。
如上所述，在使用半导体激光器件1的半导体激光装置60中，能够谋求组装完成品状态下的激光偏振特性的测定项目偏振比的提高以及偏振比离散偏差的抑制，另外，能够减小偏振角并且谋求偏振角离散偏差的改善。通过提高偏振比，就能够谋求半导体激光装置60的光输出的稳定性。另外，通过减小偏振角并且谋求偏振角的离散偏差的改善，就能够改善FFP辐射特性的功率变化，另外能够谋求所出射的激光辐射噪声的降低。
另外，半导体激光装置60中宽度方向Y上不完全粘合层31的两侧，分别形成有完全粘合层33，因此能够牢固地将半导体激光器件1与安装部62机械连接。
另外，半导体激光装置60中，凹部15偏向脊形结构部35处形成有不完全粘合层31，因此能够进一步降低从脊形结构部35的周围赋予脊形结构部35的应力。在脊形结构部35与焊锡层61的界面中，因为激光出射而在脊形结构部35中产生的热就难于释放，所以通过在凹部15偏向台阶部8处形成完全粘合层33，就能够使所产生的热从完全粘合层33介由焊锡层61高效地释放到安装部62中。
另外，半导体激光装置60中，将上述的预定距离L5选择为脊形部7与台阶部8之间的预定距离L2的30％以上，就能够更可靠地降低应力，从而将上述预定距离L5设为不满预定距离L2的50％，就使得来自脊形波导的热难于释放到焊锡层中，从而能够抑制半导体激光器件的电流值特性恶化。
另外，在半导体激光装置60中，将上述预定距离L7选择为预定距离的50％以下，就使完全粘合层33中所产生的应力难于传递给脊形结构部35，由此能够进一步降低脊形结构部35中产生的变形。
另外，半导体激光器件1中脊形部7与台阶部8之间，由Ti构成的第1电镀用基底层24与通过外延生长所形成的蚀刻停止层6相接触，因此，为了使该第1电镀用基底层24与蚀刻停止层6相接触的部分中电流不流动，作为欧姆电极的脊上电极层21就以只层积在脊形部7上的方式形成。第1电镀用基底层24和蚀刻停止层6没有形成低电阻的欧姆接触，由此可使电流以只集中在通过脊上电极层21和保护层12形成有欧姆接触的脊形部7中的方式流动。
另外，半导体激光装置60中，发光点的正下方即从发光点在厚度方向Z上向着安装部62的部分及其附近，未与焊锡层61合金化，由此该部分中的热放出(heat release)降低。半导体激光装置60中，脊形结构部35的侧面部与焊锡层61之间形成有微小的空腔，而脊形结构部35的顶部与焊锡层61密接，由此该部分中没有形成空腔。在此所谓脊形结构部35的顶部是指脊形结构部35中的层积在脊形部7的厚度方向Z的一表面7a中的部分。另外，脊形结构部35的侧面部是脊形结构部35中的除上述脊形结构部35的端部外剩下的部分。脊形结构部35的顶部(脊形波导的正下部)即使不与焊锡材料合金化，由于存在焊锡层61，也就会有介由焊锡层61从不完全粘合层31到安装部62的热传导。但是，仅利用来自脊形结构部35的顶部的放热是不足的，因此通过加厚由Au构成的电镀电极层27的厚度，就能够使脊形结构部35的发热从由高热传导率的金(Au)形成的电镀电极层27向台阶部8传递，由此谋求热传导路径的旁路化(by-pass)，而介由焊锡层61释放到安装部62中。由此，能够消除不完全粘合层61与焊锡层61之间的热放出不足，从而进一步提高电流特性。
另外，在电镀电极层27的厚度不满0.5μm的情况下，就不能充分地实现传热效果，在超过5.0μm的情况下，当晶片上形成金属层时晶片就会翘曲从而使成品率恶化，并且形成电镀电极层27就使脊形结构部中产生应力，由此脊形波导变形。因而，将电镀电极层27的厚度设为0.5μm以上5.0μm以下，就可以不仅得到从脊形结构部35向完全粘合层33的充分热传导效果，并且能够降低赋予脊形结构部35的应力，从而提高成品率。
在或使上述电镀电极层27与AuSn等焊锡材料反应来进行合金化，或在接近于脊形结构部35的部分中通过焊锡将半导体激光器件1安装到安装部62中时进行加热的情况下，激光特性就存在恶化之虞，但如前所述，通过设置不完全粘合层31与完全粘合层33，而使不完全粘合层31与焊锡材料不反应，也就是能够防止电镀电极层27的合金化而能保护电镀电极层27，并且能介由焊锡使所赋予的热从脊形部7离去，由此能够良好地维持激光特性。
本发明的实施方式中，使用Mo作为形成不完全粘合层31的材料，但是作为形成不完全粘合层31的材料，只要在上述的小片接合条件下使用与形成焊锡材料的金属不形成合金的材料即可。
进而，本发明的另一实施方式中，也可以在上述实施方式中，使不完全粘合层31由以下金属形成，即该金属与形成完全粘合层33的金属相比其与焊锡材料的湿润性较低。这样的金属材料例如可以列举出铂(Pt)。
上述不完全粘合层31由铂(Pt)形成的半导体激光装置(以下有时也称作实施例2的半导体激光装置)的偏振特性如表2所示。制造条件与上述实施例1的半导体激光装置一样，只是替换了形成不完全粘合层31的材料。
表1
实施例2的半导体激光装置，虽然效果不如不完全粘合层31由Mo形成的实施例1的半导体激光装置，但与比较例的半导体激光器件相比，就可判明获得了显著的效果。因而，作为形成不完全粘合层31的材料，可以认为Pt是有效的金属。
短时间激烈发生合金反应的金属即短时间进行反应形成合金的金属，可对半导体激光器件的偏振特性带来坏影响，但是可推定慢慢发生合金反应的金属即难于在短时间内合金化的金属、或不产生合金反应的金属即不发生反应形成合金的金属，对激光的偏振特性不赋予或难以赋予坏影响。因而，不完全粘合层31通过慢慢发生合金反应的金属或不会发生合金反应的金属形成，这样的金属除上述Mo与Pt外，还能够列举出Ti等。这些Mo、Pt、Ti熔点比Au高，并且与焊锡材料AuSn之间的湿润性比Au低。
图7是本发明的另一实施方式的半导体激光器件100的剖面图，图8是半导体激光器件100的俯视图。图7是从图8的剖面线VII-VII观察到的剖面图。还有，图8表示从半导体基板2的厚度方向Z中的设有脊形结构部35一侧观察，图中为了使第1与第2不完全粘合层31a、31b易于图解，而标注斜线进行表示。
半导体激光器件100，在图1所示的上述实施方式的半导体激光器件1中，上述不完全粘合层31由第1不完全粘合层31a与第2不完全粘合层31b构成，其他结构与半导体激光器件1相同，由此对同样的部分赋予相同的参考符号，并省略重复说明。
半导体激光器件100中，在上述半导体激光器件1中的金属层32与完全粘合层33之间，形成有包括第2不完全粘合层31b的中间金属层102。中间金属层102层积在金属层32的厚度方向Z的一表面32a上。中间金属层102按照在宽度方向Y上从由脊形结构部35离开预定距离L8的位置遍布到宽度方向Y的端部的方式层积在金属层32上。预定距离L8选择为预定距离L2的30％以上而不满50％。
在中间金属层102的厚度方向Z的一表面102a上层积有完全粘合层33。完全粘合层33按照从由脊形结构部35离开预定距离L5的位置遍布到宽度方向Y的端部的方式，层积在中间金属层102上。
金属层32中的从中间金属层102露出来的部分构成第1不完全粘合层31a，中间金属层102中的从完全粘合层33露出来的部分构成第2不完全粘合层31b。半导体激光器件1在安装部62中安装时面临焊锡层61的最表面部中，在宽度方向Y上中央形成有第1不完全粘合层31a，第1不完全粘合层31a的两侧分别形成有第2不完全粘合层31b。
中间金属层102由以下金属形成，该金属与形成焊锡层61的焊锡材料的湿润性具有上述金属层32和完全粘合层33之间的性质，也就是，比形成金属层32的金属要好即与焊锡材料易于湿润，并且比形成完全粘合层33的金属要差即与焊锡材料难于湿润。本实施方式中，金属层32由Mo形成，完全粘合层33由Au形成，由此中间金属层102例如由铂(Pt)形成。形成中间金属层102的金属，熔点比形成金属层32的金属的低并且比形成完全粘合层33的金属的高。
中间金属层102通过蒸镀来形成，其厚度例如选择为100～3000。
第1及第2不完全粘合层31a、31b，在脊形部7的延伸方向X上，以遍及到半导体激光器件100的两端部间的方式形成，由此以从半导体激光器件100的两端面即出射面隔开预定距离L6的方式形成。上述预定距离L6，选择为可在半导体激光器件100的出射面中形成用于防止出射端面损坏的涂布膜。。
图9是表示介由焊锡层61在安装部62中安装了半导体激光器件100的半导体激光装置160的剖面图。半导体激光器件100，通过上述的小片接合条件介由由AuSn构成的焊锡层61与安装部62接合。完全粘合层33与焊锡材料合金化，另外第2不完全粘合层31b的一部分也与焊锡材料合金化，但是第2不完全粘合层31b，由与形成焊锡层61的焊锡材料之间的湿润性具有第1不完全粘合层31a与完全粘合层33之间的性质的金属形成，因此第2不完全粘合层31b与焊锡层61间的粘合力，大于第1不完全粘合层31a与焊锡层61间的粘合力，小于完全粘合层33与焊锡层61间的粘合力。
由此，随着宽度方向Y上离开脊形结构部35，层积有焊锡层61的最表面部与焊锡层61间的粘合力就增大。通过随着宽度方向Y上离开脊形结构部35而使粘合力逐步地变化，从而能够抑制由完全粘合层33中所产生的应力与不完全粘合层31a、31b中所产生的应力引起的完全粘合层33与不完全粘合层31a、31b相邻的部分中的急剧应力变化，由此缓和赋予脊形结构部35的应力，并进一步降低脊形结构部35中产生的变形。
另外，形成Mo、Pt以及Au的成膜技术以前就一直在使用，因此通过第1不完全粘合层31a由钼(Mo)形成，第2不完全粘合层31b由铂(Pt)形成，完全粘合层33由金(Au)形成，来形成第1与第2不完全粘合层31a、31b以及完全粘合层33，就不需新的成膜技术，由此能够简单地进行形成。
图10是本发明的另一实施方式的半导体激光器件110的剖面图。本实施方式的半导体激光器件110，具有与上述图1所示的实施方式的半导体激光器件1相同的构成，只是电镀电极层27的结构不同，因此对同样的构成标注相同的参考符号，并省略重复说明。
半导体激光器件110具有半导体基板2、第1镀层3、有源层4、第2镀层5、蚀刻停止层6、脊形部7、台阶部8、第1及第2电介质层17、18、电镀用基底电极层23、基底金属层112、包括不完全粘合层31的金属层32、以及完全粘合层33。
基底金属层112具有电镀电极层113、第1电极层114、以及第2电极层115。基底金属层112以顺次层积电镀电极层113、第1电极层114、第2电极层115的方式形成。基底金属层112的厚度选择为0.5μm以上且不满5.0μm。
电镀电极层113与上述电镀电极层27结构相同并通过同样的方法形成。在电镀用基底电极层23的厚度方向Z的一表面23a上以遍布全表面的方式层积电镀电极层113。电镀电极层113的厚度选择为0.5μm以上且不满5.0μm，例如选择为1μm。
在电镀电极层113的厚度方向Z的一表面113a上以遍布全表面的方式形成第1电极层114。第1电极层114与电镀电极层113相比表面平坦性出色，并通过预定金属形成。预定金属从由钼(Mo)、铂(Pt)、钼铂(MoPt)以及钛(Ti)构成的组中选择。通过这些金属形成第1电极层114，能就够形成表面平坦性优异的第1电极层114。在第1电极层114例如由钼(Mo)形成的情况下，其厚度选择为0.05μm以上且不满0.30μm，例如选择0.05μm。第1电极层114通过溅射法形成。
在第1电极层114的厚度方向Z的一表面114a上，以遍布全表面的方式形成第2电极层115。第2电极层115由金形成。第2电极层115的厚度选择为0.05μm以上且不满1.0μm，例如选择0.12μm。在第2电极层115的厚度方向Z的一表面115a上，以遍布全表面的方式层积包括不完全粘合层31的金属层32。通过由金形成第2电极层115，能够提高基底金属层112与不完全粘合层31的粘合特性，由此使其难于剥离。另外，第2电极层115与第1电极层114同样地通过溅射法形成后，就连续地进行成膜。第2电极层115与第1电极层114，在将晶片设置在1个溅射装置中的状态下，以连续地使Mo膜与Au膜成膜的方式形成。以前，需要在使Mo膜成膜后，将晶片从装置中取出并将晶片再次放置在其他装置中来使Au膜成膜，但在本实施方式中，在不将晶片从装置中取出的情况下，将两个试料(Mo与Au)配置在装置内，按顺序使Mo膜(第1电极层114)与Au膜(第2电极层115)成膜。由此，不需要破坏真空，即不需要将晶片暂时暴露在大气中，就能够连续地使第2电极层115与第1电极层114成膜。由此，由Mo构成的第1电极层114的表面不被氧化，从而不存在损害与由层积的Au构成的第2电极层115的密接性之虞。
电镀电极层113、第1电极层114、第2电极层115的厚度，优选其比率为电镀电极层113(Au)为1μm，第1电极层114(Mo)为0.05μm，第2电极层115(Au)为0.12μm。
由金构成的电镀电极层113通过电镀形成，因此与通过溅射法形成由金构成的层相比，就能够以短时间形成厚度较大的层。但是，电镀电极层113表面平坦性较差，湿润性随电镀条件变化，因此存在粘合特性中产生离散偏差之虞。根据本发明，在该电镀电极层113上顺次层积第1电极层114与第2电极层115。第1电极层114与上述电镀电极层113相比表面平坦性优异，通过预定的金属形成。由此，能够提高第2电极层115的表面平坦性。因而，能够提高与层积在第2电极115上的不完全粘合层31间的粘合特性，由此可抑制基底金属层112与不完全粘合层31产生剥离。
半导体激光器件110与上述半导体激光器件100同样地介由焊锡层61安装在安装部62中，由此制作出半导体激光装置。本实施方式的半导体激光器件110中，可抑制基底金属层112与不完全粘合层31产生剥离，因此脊形结构部35中产生的热，能够介由以包括高热传导率的金(Au)的方式形成的基底金属层112传导到完全粘合层33侧，从而能够介由焊锡层61可靠地释放到安装部62中。由此，能够解决不完全粘合层31与焊锡层61间的放热不足，从而进一步抑制电流特性的恶化来谋求半导体激光器件110的长寿化。
另外，第1与第2电极层114、115通过溅射法以连续成膜方式形成，由此能够提高与电镀电极层113的密接性，进而即使电镀电极层113的表面113a中存在凹凸，而以填补该凹凸部分的方式形成第1与第2电极层114、115，因此能够使基底金属层112的厚度尽可能均匀。通过使基底电极层112的厚度更加均匀，可以获得更加稳定的接合性及提高粘合性，其效果，能够消除放热不足，由此进一步抑制电流特性的恶化来谋求半导体激光器件的长寿化。
图11是本发明的另一实施方式的半导体激光器件120的剖面图。本实施方式的半导体激光器件120，具有与前述的图7所示的实施方式的半导体激光器件100相同的构造，将半导体激光器件100的电镀电极层27替换为上述图10所示的实施方式中的基底电极层112。通过采用这样的构成，除上述半导体激光器件100的效果外，还可以谋求与半导体激光器件120相同的效果。
本发明的另一实施方式的半导体激光器件中，也可以在上述各实施方式的半导体激光器件中，在不设置蚀刻停止层6的情况下，将第2镀层5、脊形部7以及台阶部12通过相同的半导体材料即例如形成前述的第2与第3镀层5、11的半导体材料以一体化方式形成，并形成层积在有源层4的厚度方向Z的一表面4a中的镀层。采用这样的构成，就使来自外部的应力易于赋予脊形波导，但即使是这样的构成，由于通过上述不完全粘合层31来缓和应力，因此也能够实现与上述实施方式相同的效果，进而由于外延生长的工序减少，从而能够缩短制造时间，由此提高生产性。
本发明还可以在不超越其主要精神或主要特征的情况下，以其他各种各样的方式进行。因此，上述实施方式以其所有方面仅仅是例示，本发明的范围通过权利要求的范围来表示，一点也不受说明书本文的限定。进而，属于权利要求的范围的变形及变更均包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种半导体激光器件，是一种具有包括设置在半导体基板(2)中的条纹状的脊形波导的脊形结构部(35)，并且介由焊锡层(61)与安装部(62)粘合的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于，具有不完全粘合层(31)，其具有电导性，在比上述脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层(61)的最表面部分，至少在上述脊形结构部(35)上形成并与上述焊锡层(61)不完全粘合；以及完全粘合层(33)，其具有电导性，在比上述脊形波导更靠近外侧的层积有上述焊锡层(61)的最表面部分，在垂直于上述半导体基板(2)的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上，分别在上述不完全粘合层(31)的两侧形成并与上述焊锡层(61)粘合。
2.如权利要求1所述的半导体激光器件(100)，其特征在于上述不完全粘合层(31)包括第1不完全粘合层(31a)，其在垂直于上述半导体基板(2)的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上在中央形成；以及第2不完全粘合层(31b)，其在垂直于上述半导体基板(2)的厚度方向以及上述脊形波导的延伸方向的方向上分别在上述第1不完全粘合层(31a)的两侧形成，与形成上述焊锡层(61)的焊锡材料之间的湿润性具有上述第1不完全粘合层(31a)与上述完全粘合层(33)之间的性质。
3.如权利要求2所述的半导体激光器件(100)，其特征在于上述第1不完全粘合层(31a)由钼(Mo)形成；上述第2不完全粘合层(31b)由铂(Pt)形成；上述完全粘合层(33)由金(Au)形成。
4.如权利要求1所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于具有台阶部(8)，其在垂直于上述半导体基板(2)的厚度方向与上述脊形波导的延伸方向的方向上，在上述脊形波导的两侧以从上述脊形波导隔开预定距离的方式形成，由此在与脊形波导间形成凹部(15)。
5.如权利要求4所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于上述凹部(15)偏向脊形波导处，形成有上述不完全粘合层(31)；上述凹部(15)偏向台阶部处，形成有上述完全粘合层(33)。
6.如权利要求5所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于上述不完全粘合层(31)中的形成在上述凹部(15)中的部分，按照在脊形波导与台阶部(8)之间从脊形波导遍布规定范围的方式形成，该规定范围是脊形波导与台阶部(8)之间的距离的30％以上并不满50％的范围。
7.如权利要求5所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于上述完全粘合层(33)中的形成在上述凹部(15)中的部分，按照在脊形波导与台阶部(8)之间在由台阶部(8)到脊形波导与台阶部(8)之间的距离的50％以下的范围内形成。
8.如权利要求1所述的半导体激光器件(1、100)，其特征在于具有基底金属层，其由金(Au)形成并且层积有上述完全粘合层(33)与上述不完全粘合层(31)。
9.如权利要求1所述的半导体激光器件(110、120)，其特征在于具有层积有上述完全粘合层(33)与上述不完全粘合层(31)的基底金属层；上述基底金属层，按照顺次层积由金(Au)构成并通过电镀形成的电镀电极层(113)、由预定的金属形成的第1电极层(114)、以及由金(Au)形成的第2电极层(115)的方式形成。
10.如权利要求9所述的半导体激光器件(110、120)，其特征在于形成上述第1电极层(114)的预定的金属，从由钼(Mo)、铂(Pt)、钼铂(MoPt)以及钛(Ti)构成的组中选择。
11.如权利要求10所述的半导体激光器件(110、120)，其特征在于上述第1与第2电极层(114、115)，通过溅射法以连续成膜方式形成。
12.如权利要求8或9所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于上述基底金属层的厚度选择为0.5μm以上且不满5.0μm。
13.如权利要求8或9所述的半导体激光器件(1、100、110、120)，其特征在于，具有背面金属层，其以夹持上述半导体基板(2)的方式在与上述脊形结构部相反侧的表面部上由金形成。
全文摘要
本发明提供一种具有提高偏振特性并且安装容易的脊形波导的半导体激光器件。在层积有焊锡层(61)的最表面部中，至少在脊形结构部(35)上形成有不完全粘合层(31)，由此在介由焊锡层(61)将半导体激光器件(1)安装在安装部(62)中时，该不完全粘合层(31)与焊锡层(61)不粘合，或以不完全的状态粘合。在不完全粘合层(31)的两侧分别形成有完全粘合层(33)。
文档编号H01S5/00GK1941528SQ200610142108
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者堀口武, 池原正博, 鸟松文夫 申请人:夏普株式会社