JP2007311682A - Semiconductor device - Google Patents

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Yoshiteru Hasegawa
義晃 長谷川
Daisuke Ueda
大助 上田
Masaaki Yuri
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device in which heat radiation efficiency is high, long-term reliability is maintained even during high-output operation, a yield is not reduced, and costs are not increased, either. <P>SOLUTION: The semiconductor device comprises a substrate 10 constituted of a group III-V nitride semiconductor; a semiconductor laminate 11 formed on a principal surface of the substrate 10, and including an n-type semiconductor layer 12 and a p-type semiconductor layer 14; and a first insulating film 15 which is formed on the semiconductor laminate 10, and of which heat conductivity is high in comparison with the semiconductor laminate 11. The p-type semiconductor layer 14 includes a ridge stripe 14a, and the first insulating film 15 is formed to cover at least areas at both sides of the ridge stripe 14a in the p-type semiconductor layer 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に高い放熱効率を必要とする発光デバイス等の半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device such as a light emitting device that requires high heat dissipation efficiency.

近年、各種半導体装置の高出力化及び熱に対する耐性の向上が必要とされ、半導体装置から放熱を行う技術が、種半導体装置の性能を保証する重要なキーファクタとなってきている。   In recent years, high output of various semiconductor devices and improvement in heat resistance are required, and a technique for radiating heat from the semiconductor device has become an important key factor for guaranteeing the performance of the seed semiconductor device.

半導体レーザ装置をはじめとする発光デバイスは、発熱量が大きいため高出力化においては、放熱対策が重要となる。中でも、窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとする、一般式がＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表されるIII−Ｖ族窒化物半導体材料を用いた窒化物半導体レーザ装置は、大きなバンドギャップにより駆動電圧が高くなるため、他の材料系の発光装置と比較して発熱量が非常に大きく、放熱対策が特に重要である。 Since light-emitting devices such as semiconductor laser devices generate a large amount of heat, heat dissipation measures are important for high output. In particular, a group III-V nitride semiconductor material represented by a general formula of Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) including gallium nitride (GaN) is used. Since the used nitride semiconductor laser device has a high driving voltage due to a large band gap, the amount of heat generation is very large compared to other material-based light emitting devices, and a heat dissipation measure is particularly important.

発光デバイスにおける発熱はｐｎ接合部において生じる熱が主である。このため、発光デバイスを効率良く放熱するために、ｐｎ接合部を放熱台に接近させて実装するジャンクションダウン実装が多用されている（例えば、特許文献１を参照。）。   The heat generated in the light emitting device is mainly generated at the pn junction. For this reason, in order to efficiently dissipate heat from the light emitting device, junction down mounting in which the pn junction portion is mounted close to the heat dissipating base is often used (see, for example, Patent Document 1).

また、ｐｎ接合部において生じた熱を素早く効率良く放熱するために、電流狭窄のための絶縁膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等の高熱伝導材料とすることも試みられている（例えば、特許文献２〜４を参照。）。
特開２００３−３３２６７３号公報 特開２００１−１０２６７５号公報 特開２００３−１５８３４３号公報 特開２００５−１０１２１２号公報 In addition, in order to quickly and efficiently dissipate the heat generated in the pn junction, an attempt is made to use an insulating film for current confinement as a high thermal conductive material such as a diamond-like carbon (DLC) film (for example, a patent). See references 2-4.)
JP 2003-332673 A JP 2001-102675 A JP 2003-158343 A JP-A-2005-101212

しかしながら、従来例のように発光デバイスをジャンクションダウン実装した場合には、ｐｎ接合部が放熱台と接近してしまう。このため、高精度の実装技術が必要となるという問題がある。   However, when the light-emitting device is mounted in a junction-down manner as in the conventional example, the pn junction portion approaches the heat sink. For this reason, there exists a problem that a highly accurate mounting technique is needed.

一方、窒化物半導体装置を製造するための基板として、ＧａＮ基板が用いられるようになってきている。ＧａＮ基板は、サファイア基板と比べて、結晶の格子整合や放熱性という点で優れている。また、サファイア基板が絶縁性であるのに対して、ＧａＮ基板は導電性を有する。このため、ＧａＮ基板の裏面側に電極を形成し、ＧａＮ基板を横切る方向に電流が流れる構造を採用することが可能になる。導電性を有するＧａＮ基板の裏面に電極を形成すれば、個々の半導体装置のチップサイズを縮小することが可能になり、チップ面積を縮小すると、１枚のウェハから作製され得るチップの総数が増加するため、製造コストを低くすることができる。   On the other hand, a GaN substrate has been used as a substrate for manufacturing a nitride semiconductor device. A GaN substrate is superior to a sapphire substrate in terms of crystal lattice matching and heat dissipation. Further, while the sapphire substrate is insulative, the GaN substrate has conductivity. For this reason, it is possible to employ a structure in which an electrode is formed on the back side of the GaN substrate and current flows in a direction across the GaN substrate. If an electrode is formed on the back surface of a conductive GaN substrate, it becomes possible to reduce the chip size of each semiconductor device. If the chip area is reduced, the total number of chips that can be manufactured from one wafer increases. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

しかし、ＧａＮ基板を用いた場合には、ジャンクションダウン実装の際にチップの四隅を認識して高精度の位置決めを行うことは困難であり、実装の際の歩留まりが非常に悪くなるという知見を本願発明者らは得ている。これは、ＧａＮ結晶が六方晶であるために、チップの四隅の角度が安定して直角となりにくいためである。さらに、ＧａＮ基板が透明であることもチップの自動認識を困難にし、歩留まり低下を引き起こす原因となる。   However, when using a GaN substrate, it is difficult to recognize the four corners of the chip during junction-down mounting and perform high-accuracy positioning, and it has been found that the yield during mounting will be very poor. The inventors have obtained. This is because the GaN crystal is a hexagonal crystal, so that the angles of the four corners of the chip are not stable and difficult to form. Furthermore, the fact that the GaN substrate is transparent also makes it difficult to automatically recognize the chip and causes a decrease in yield.

また、ジャンクションダウン実装には、レーザ端面部の放熱が局所的に悪化し、レーザ共振器方向に不均一に発熱するおそれがある。発熱が不均一になると、不均一な応力が発生したり、端面部の局所発熱による端面劣化が発生したりして、長期信頼性に欠け、装置間のばらつきが大きくなる。   Further, in junction down mounting, the heat radiation of the laser end face portion is locally deteriorated, and there is a possibility that heat is generated non-uniformly in the direction of the laser resonator. If the heat generation becomes non-uniform, non-uniform stress occurs or end face deterioration occurs due to local heat generation at the end face, resulting in lack of long-term reliability and large variations among devices.

さらに、レーザ光の出射部が半田で塞がれたり、レーザ光が放熱台に反射したりしないように、出射部を放熱台からはみ出すように実装したり、レーザ装置と放熱台との間にバンプを設けて出射部と放熱台とを空間的に分離したりする実装技術が必要となる。   In addition, the laser beam can be mounted so that the laser beam is not covered with solder, or the laser beam is reflected off the heat sink, and the laser beam can be mounted to protrude from the heat sink. A mounting technique is required in which bumps are provided to spatially separate the emitting portion and the heat radiating stand.

一方、ジャンクションアップ実装は、ｐｎ接合位置と放熱台との距離が離れるため放熱に不利となるという問題がある。このため、例えば、特許文献２には、基板及び電流狭窄のための絶縁膜を高放熱性のダイヤモンドとする方法が開示されている。しかし、基板をダイヤモンドとすることは、製造工程において、基板転写等の技術が必要になり量産歩留まり及び製造コストを考慮すると現実的なものではない。   On the other hand, the junction-up mounting has a problem in that it is disadvantageous for heat dissipation because the distance between the pn junction position and the heat sink is increased. For this reason, for example, Patent Document 2 discloses a method in which the substrate and the insulating film for current confinement are made of high heat dissipation diamond. However, using diamond as the substrate is not practical in view of the mass production yield and manufacturing cost because a technique such as substrate transfer is required in the manufacturing process.

また、特許文献３には、基板にサファイアを用い、電流狭窄のための絶縁膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜とする方法が開示されている。しかし、ＤＬＣ膜により吸熱した後の放熱に関しては明確になっていない。特に、特許文献３の基板はサファイアであるため、基板側からの放熱がほとんど期待できず、発光装置自身に熱が蓄積されることになり、活性層において生じた発熱は飽和し、やがて熱暴走することが危惧される。この課題は、高出力動作時により顕著になると推測される。また、ＤＬＣ膜、ｐ側電極及びｎ側電極を基板の同一面上に形成しなければならず、製造工程も複雑となり、量産時に低コスト化を図ることが容易ではない。   Patent Document 3 discloses a method in which sapphire is used as a substrate, and an insulating film for current confinement is a diamond-like carbon (DLC) film. However, the heat dissipation after absorbing heat by the DLC film is not clear. In particular, since the substrate of Patent Document 3 is sapphire, almost no heat dissipation from the substrate side can be expected, heat is accumulated in the light emitting device itself, the heat generated in the active layer is saturated, and thermal runaway eventually occurs. It is feared to do. This problem is presumed to become more prominent during high output operation. In addition, the DLC film, the p-side electrode, and the n-side electrode must be formed on the same surface of the substrate, which complicates the manufacturing process and makes it difficult to reduce the cost during mass production.

また、特許文献４には、電流狭窄のための絶縁膜を炭化硅素（ＳｉＣ）膜とする方法が開示されている。しかし、ＳｉＣ膜を用いたとしてもＤＬＣ膜と同様の問題が生じ、発光装置自体に熱が蓄積されたり、コストの低減が困難であったりする。   Patent Document 4 discloses a method in which an insulating film for current confinement is a silicon carbide (SiC) film. However, even if the SiC film is used, the same problem as that of the DLC film occurs, and heat is accumulated in the light emitting device itself, and it is difficult to reduce the cost.

本発明は、前記従来の問題を解決し、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現できるようにすることを特徴とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and realizes a semiconductor device that has high heat dissipation efficiency and has long-term reliability even during high-power operation, and that does not cause yield reduction and cost increase. It is characterized by doing.

前記の目的を達成するため、本発明は半導体装置を、少なくとも半導体装置の上面を覆う熱伝導性が高い絶縁膜を備えている構成とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a semiconductor device is provided with an insulating film having high thermal conductivity that covers at least the upper surface of the semiconductor device.

具体的に本発明に係る半導体装置は、III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、基板の主面上に形成されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を含む半導体積層体と、半導体積層体の上に形成され、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い第１の絶縁膜とを備えていることを特徴とする。   Specifically, a semiconductor device according to the present invention includes a substrate made of a group III-V nitride semiconductor, a semiconductor laminate including an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer formed on the main surface of the substrate, and a semiconductor laminate. And a first insulating film having a higher thermal conductivity than that of the semiconductor stacked body.

本発明の半導体装置は、III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い第１の絶縁膜とを備えているため、半導体積層体において発生した熱を基板側及び上面側から効率よく放熱することができる。従って、高出力動作時においても長期間の信頼性を有する半導体装置が実現できる。   Since the semiconductor device of the present invention includes a substrate made of a group III-V nitride semiconductor and a first insulating film having a higher thermal conductivity than that of the semiconductor stacked body, heat generated in the semiconductor stacked body is generated. Heat can be efficiently radiated from the substrate side and the upper surface side. Therefore, a semiconductor device having long-term reliability even during high output operation can be realized.

本発明の半導体装置において、半導体積層体はｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に形成された活性層を含み、ｐ型半導体層は、活性層の上に形成され且つリッジストライプ部を有しており、第１の絶縁膜は、少なくともｐ型半導体層におけるリッジストライプ部の両側方の領域を覆うことが好ましい。このような構成とすることにより、リッジストライプ部付近において発生した熱を効率良く半導体装置の上方に放熱することができる。また、熱伝導性に優れたIII−Ｖ族窒化物半導体からなる基板を備えているため、基板の裏面からも効率良く放熱することができる。従って、自動実装が容易なジャンクションアップ実装を行った場合にも十分な放熱効率を確保することができるので、歩留まりを向上させコストを低減することが可能である。   In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor stacked body includes an active layer formed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, and the p-type semiconductor layer is formed on the active layer and has a ridge stripe portion. The first insulating film preferably covers at least regions on both sides of the ridge stripe portion in the p-type semiconductor layer. With such a configuration, heat generated in the vicinity of the ridge stripe portion can be efficiently radiated above the semiconductor device. In addition, since a substrate made of a group III-V nitride semiconductor having excellent thermal conductivity is provided, heat can be efficiently radiated from the back surface of the substrate. Therefore, sufficient heat dissipation efficiency can be ensured even when junction-up mounting that facilitates automatic mounting is performed, so that the yield can be improved and the cost can be reduced.

本発明の半導体装置は、第１の絶縁膜とｐ型半導体層との間に形成され、第１の絶縁膜よりも屈折率が低い低屈折率層をさらに備えていることが好ましい。   The semiconductor device of the present invention preferably further includes a low refractive index layer formed between the first insulating film and the p-type semiconductor layer and having a refractive index lower than that of the first insulating film.

本発明の半導体装置において、基板は、該基板の主面と反対側の面におけるリッジストライプ部と対応する位置に形成された凹部を有し、凹部には、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料が埋め込まれた放熱部が形成されていることが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, the substrate has a recess formed at a position corresponding to the ridge stripe portion on the surface opposite to the main surface of the substrate, and the recess has a thermal conductivity as compared with the semiconductor stacked body. It is preferable that a heat radiating portion in which a material having a high value is embedded is formed.

この場合において、放熱部の上端部には、光を吸収する光吸収膜が形成されていることが好ましい。   In this case, it is preferable that a light absorption film that absorbs light is formed on the upper end portion of the heat radiating portion.

本発明の半導体装置は、半導体装置は、第１の絶縁膜の上に形成され且つリッジストライプ部においてｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１の絶縁膜を電流狭窄層として用いることができる。   The semiconductor device of the present invention preferably further includes a p-side electrode formed on the first insulating film and electrically connected to the p-type semiconductor layer at the ridge stripe portion. With such a structure, the first insulating film can be used as a current confinement layer.

本発明の半導体装置は、半導体積層体は、リッジストライプ部が延びる方向に沿って形成され且つ基板を露出する切り欠き部を有し、第１の絶縁膜は、半導体積層体における切り欠き部の側面及び基板における切り欠き部から露出する部分を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体装置の熱を効率良く基板に伝えることができる。従って、半導体装置から生じる熱を効率良く放熱することができるので、大出力で高温となる半導体装置も長期間安定に動作させることができる。さらに、発熱量の大きな半導体装置もジャンクションアップ実装することが可能となるので、歩留まりを向上させコストを低減することが可能となる。   In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor stacked body has a cutout portion that is formed along the direction in which the ridge stripe portion extends and exposes the substrate, and the first insulating film is a cutout portion of the semiconductor stacked body. It is preferably formed so as to cover the side surface and the portion exposed from the notch in the substrate. With such a configuration, the heat of the semiconductor device can be efficiently transmitted to the substrate. Accordingly, since heat generated from the semiconductor device can be efficiently radiated, a semiconductor device that has a high output and a high temperature can be stably operated for a long period of time. Furthermore, since a semiconductor device with a large amount of heat generation can be mounted in a junction-up manner, the yield can be improved and the cost can be reduced.

本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は、ｐ型半導体層を覆うように形成され且つリッジストライプ部の上部を露出する開口部を有し、第１の絶縁膜の上に形成され、リッジストライプ部における開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, the first insulating film is formed so as to cover the p-type semiconductor layer and has an opening that exposes the upper portion of the ridge stripe portion, and is formed on the first insulating film, It is preferable that a p-side electrode electrically connected to a portion exposed from the opening in the ridge stripe portion is further provided.

本発明の半導体装置は、ｐ側電極及び第１の絶縁膜を覆う金属膜からなる放熱用電極をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、さらに効率良く放熱を行うことができる。   The semiconductor device of the present invention preferably further includes a heat radiation electrode made of a metal film covering the p-side electrode and the first insulating film. By adopting such a configuration, heat can be radiated more efficiently.

本発明の半導体装置は、ｐ型半導体層を覆うように形成され、リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有する第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜の上に形成され、リッジストライプ部における開口部から露出した部分と電気的に接続されたｐ側電極とをさらに備え、第１の絶縁膜は、ｐ側電極を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１の絶縁膜を形成する際にｐ型半導体層にダメージが生じることを防ぐことができる。また、ｐ側電極の密着性が向上する。   The semiconductor device of the present invention is formed so as to cover the p-type semiconductor layer, has a second insulating film having an opening exposing the upper portion of the ridge stripe portion, and is formed on the second insulating film, and has a ridge stripe. It is preferable that a p-side electrode electrically connected to a portion exposed from the opening in the portion is further provided, and the first insulating film is formed so as to cover the p-side electrode. With such a structure, it is possible to prevent the p-type semiconductor layer from being damaged when the first insulating film is formed. In addition, the adhesion of the p-side electrode is improved.

この場合において、第１の絶縁膜は、リッジストライプ部と切り欠き部との間の領域上に形成され、ｐ側電極を露出する配線用開口部を有し、第１の絶縁膜の上における配線用開口部の周囲の領域を覆い且つ配線用開口部を埋めるように形成され、ｐ側電極と電気的に接続されたパッド電極をさらに備えていることが好ましい。   In this case, the first insulating film is formed on a region between the ridge stripe part and the notch part, has a wiring opening exposing the p-side electrode, and is formed on the first insulating film. It is preferable to further include a pad electrode that covers the region around the wiring opening and fills the wiring opening and is electrically connected to the p-side electrode.

本発明の半導体装置において、半導体積層体は、リッジストライプ部と切り欠き部との間に形成され、少なくともｎ型半導体層の一部を露出する第１のトレンチ部を有し、第１の絶縁膜は第１のトレンチ部の側面及び底面を覆うように形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体積層体の内部において発生する熱も効率良く放熱することが可能となる。   In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor stacked body includes a first trench portion that is formed between the ridge stripe portion and the notch portion and exposes at least a part of the n-type semiconductor layer, and includes a first insulating layer. The film is preferably formed so as to cover the side surface and the bottom surface of the first trench portion. With such a configuration, it is possible to efficiently dissipate heat generated inside the semiconductor stacked body.

この場合において、第１のトレンチ部は、リッジストライプ部と平行に延びるように形成されていることが好ましい。   In this case, the first trench part is preferably formed so as to extend in parallel with the ridge stripe part.

また、第１のトレンチ部は、リッジストライプ部に沿って延び且つ平面ジグザグ状に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、第１のトレンチ部の表面積が大きくなり放熱効率が向上する。   The first trench portion may extend along the ridge stripe portion and be formed in a planar zigzag shape. By setting it as such a structure, the surface area of a 1st trench part becomes large and heat dissipation efficiency improves.

また、半導体積層体は、レーザ光を出射する出射端面と出射端面と対向する端面である後端面とを有し、第１のトレンチ部は、半導体積層体における出射端面側の領域及び後端面側の領域の少なくとも一方に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、第１のトレンチ部を形成したことによりｐ側電極の厚さが変動し、半導体装置の動作に個体差が生じることを抑えることができる。   In addition, the semiconductor stacked body has an emission end face that emits laser light and a rear end face that is an end face facing the emission end face, and the first trench portion includes a region on the emission end face side and the rear end face side in the semiconductor laminate. It may be formed in at least one of the regions. With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of individual differences in the operation of the semiconductor device because the thickness of the p-side electrode varies due to the formation of the first trench portion.

また、半導体積層体はリッジストライプ部に対して第１のトレンチ部と反対側の領域に形成された第２のトレンチ部を有していてもよい。このような構成とすることによりさらに放熱効率を向上させることができる。   In addition, the semiconductor stacked body may have a second trench portion formed in a region opposite to the first trench portion with respect to the ridge stripe portion. With such a configuration, the heat dissipation efficiency can be further improved.

本発明の半導体装は、半導体積層体における第１のトレンチ部と切り欠き部との間に形成された受光領域をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、受光部を別に設けることなく、出力をモニターしながら半導体装置を動作させることが可能となる。これにより、半導体装置を長期間に亘って安定した動作させることが可能となる。   The semiconductor device of the present invention preferably further includes a light receiving region formed between the first trench part and the notch part in the semiconductor multilayer body. With such a configuration, it is possible to operate the semiconductor device while monitoring the output without providing a separate light receiving unit. As a result, the semiconductor device can be stably operated over a long period of time.

本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は、ダイヤモンド膜であることが好ましい。   In the semiconductor device of the present invention, the first insulating film is preferably a diamond film.

本発明によれば、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a semiconductor device that has high heat radiation efficiency and has long-term reliability even during a high-output operation, and that does not cause a decrease in yield and an increase in cost.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図１に示すように本実施形態の半導体装置は、半導体レーザ装置である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor device of this embodiment is a semiconductor laser device.

本実施形態の半導体装置は、ｎ型不純物がドープされた膜厚が約１００μｍのｎ型ＧａＮからなる基板１０と、基板１０のＧａ面に形成された半導体積層体１１とを備えている。半導体積層体１１は、基板１０の上のＧａ面に順次形成されたｎ型半導体層１２と活性層１３とｐ型半導体層１４とを有している。   The semiconductor device of this embodiment includes a substrate 10 made of n-type GaN having a thickness of about 100 μm doped with an n-type impurity, and a semiconductor stacked body 11 formed on the Ga surface of the substrate 10. The semiconductor stacked body 11 includes an n-type semiconductor layer 12, an active layer 13, and a p-type semiconductor layer 14 that are sequentially formed on the Ga surface on the substrate 10.

ｎ型半導体層１２は、例えば、膜厚が１μｍのｎ型ＧａＮ層と、膜厚が１．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層とを有している。ｎ型ＧａＮ層及びｎ型クラッド層は、ｎ型不純物として濃度が５×１０17ｃｍ-3のシリコン（Ｓｉ）を含んでいる。 The n-type semiconductor layer 12 includes, for example, an n-type GaN layer having a thickness of 1 μm and an n-type cladding layer made of n-type AlGaN having a thickness of 1.5 μm. The n-type GaN layer and the n-type cladding layer contain silicon (Si) having a concentration of 5 × 10 17 cm −3 as an n-type impurity.

活性層１３は、例えば、厚さが３ｎｍのウェル層と厚さが９ｎｍのバリア層とが積層された多重量子井戸構造のＩｎＧａＮ層が、膜厚が１６０ｎｍのＧａＮからなる光ガイド層と膜厚が６０ｎｍのＩｎＧａＮ中間層とに挟まれている。   The active layer 13 is, for example, an optical guide layer made of GaN having a thickness of 160 nm and a thickness of an InGaN layer having a multiple quantum well structure in which a well layer having a thickness of 3 nm and a barrier layer having a thickness of 9 nm are stacked. Is sandwiched between 60 nm InGaN intermediate layers.

ｐ型半導体層１４は、例えば、膜厚が２０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＮからなるキャップ層と、膜厚が２０ｎｍｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層と、膜厚が０．５μｍのＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層と、膜厚が０．１μｍのｐ型コンタクト層とを有している。キャップ層、ｐ型光ガイド層及びｐ型クラッド層は、ｐ型不純物として濃度が１×１０19ｃｍ-3のマグネシウム（Ｍｇ）含んでおり、ｐ型コンタクト層は、濃度が１×１０20ｃｍ-3のＭｇを含んでいる。 The p-type semiconductor layer 14 includes, for example, a cap layer made of p-type AlGaN with a thickness of 20 nm, a p-type light guide layer made of p-type GaN with a thickness of 20 nm, and a p-type made of AlGaN with a thickness of 0.5 μm. A clad layer and a p-type contact layer having a thickness of 0.1 μm are included. The cap layer, the p-type light guide layer, and the p-type cladding layer contain magnesium (Mg) with a concentration of 1 × 10 19 cm −3 as a p-type impurity, and the p-type contact layer has a concentration of 1 × 10 20 cm. -3 Mg.

半導体積層体１１は、チップ長さ（共振器長）が６００μｍで、チップ幅が２００μｍとなるように形成されており、ｐ型半導体層１４には、共振器方向に延びる幅が１．５μｍのリッジストライプ部１４ａが形成されている。本実施形態の半導体装置においては、リッジストライプ部１４ａは、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層からなる。   The semiconductor laminate 11 is formed so that the chip length (resonator length) is 600 μm and the chip width is 200 μm, and the p-type semiconductor layer 14 has a width extending in the resonator direction of 1.5 μm. A ridge stripe portion 14a is formed. In the semiconductor device of the present embodiment, the ridge stripe portion 14a includes a p-type cladding layer and a p-type contact layer.

なお、半導体積層体１１に含まれるｎ型半導体層１２、活性層１３及びｐ型半導体層１４の構成はこれに限らず、半導体レーザ装置が形成できるものであればどのようなものであってもよい。   The configuration of the n-type semiconductor layer 12, the active layer 13, and the p-type semiconductor layer 14 included in the semiconductor stacked body 11 is not limited to this, and any configuration that can form a semiconductor laser device can be used. Good.

ｐ型半導体層１４の上にはリッジストライプ部１４ａの上面を除いて第１の絶縁膜１５が形成されている。第１の絶縁膜１５の上には、リッジストライプ部１４ａを覆うｐ側電極１６が形成されている。ｐ側電極１６は、リッジストライプ部１４ａの上面においてｐ型半導体層１４と電気的に接続されたｐ側コンタクト電極１６Ａと、リッジストライプ部１４ａを覆うと共に、第１の絶縁膜１５の上にも形成されたｐ側配線電極１６Ｂとを含んでいる。ｐ側コンタクト電極１６Ａは、パラジウム（Ｐｄ）と白金（Ｐｔ）とが積層されて形成されている。ｐ側配線電極１６Ｂは、チタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）とが積層されて形成されている。基板１０の裏面には、ＴｉとＰｔとＡｕとが積層されたｎ側電極１７が形成されている。   A first insulating film 15 is formed on the p-type semiconductor layer 14 except for the upper surface of the ridge stripe portion 14a. A p-side electrode 16 is formed on the first insulating film 15 so as to cover the ridge stripe portion 14a. The p-side electrode 16 covers the p-side contact electrode 16A electrically connected to the p-type semiconductor layer 14 on the upper surface of the ridge stripe portion 14a, the ridge stripe portion 14a, and also on the first insulating film 15. The formed p-side wiring electrode 16B is included. The p-side contact electrode 16A is formed by stacking palladium (Pd) and platinum (Pt). The p-side wiring electrode 16B is formed by stacking titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au). An n-side electrode 17 in which Ti, Pt, and Au are laminated is formed on the back surface of the substrate 10.

図２は本実施形態の半導体装置を放熱台３０に実装した状態を示している。本実施形態においては、半導体装置は、放熱台３０と基板１０とを接近させた、ジャンクションアップ実装を行っている。放熱の観点からは、発熱部位を放熱台３０と接近させることができるジャンクションダウン実装が好ましい。しかし、ＧａＮ等からなる基板を用いた半導体装置においては、ジャンクションダウンによる自動実装が困難であり歩留まりが低下してしまう。これは、ＧａＮ基板が六方晶構造であるために、基板のへき開によって個々の半導体チップに分離する際に、チップの四隅の角度が安定して直角になりにくい。このため、「へき開」で得られるチップの四隅を認識して位置決めすることが困難でありことによる。また、ＧａＮ基板が透明であることもチップの自動認識を困難にし、歩留まり低下の原因となっている。   FIG. 2 shows a state in which the semiconductor device of this embodiment is mounted on the heat sink 30. In the present embodiment, the semiconductor device performs junction-up mounting in which the heat sink 30 and the substrate 10 are brought close to each other. From the viewpoint of heat dissipation, junction down mounting that allows the heat generating part to approach the heat dissipation base 30 is preferable. However, in a semiconductor device using a substrate made of GaN or the like, automatic mounting by junction down is difficult, and the yield decreases. This is because, since the GaN substrate has a hexagonal crystal structure, when the semiconductor substrate is separated into individual semiconductor chips by cleavage of the substrate, the angles of the four corners of the chip are not stable and do not easily become a right angle. For this reason, it is difficult to recognize and position the four corners of the chip obtained by “cleavage”. In addition, the fact that the GaN substrate is transparent makes it difficult to automatically recognize the chip, which causes a decrease in yield.

一方、ジャンクションアップ実装においては、半導体装置の光出射端面が放熱台から遠方となるため、実装時に端面に半田が付着する危険性が低減され、自動実装の際のマージンを大きくとることができる。このため、自動実装の際の歩留まりを改善することができる。さらに、ＧａＮ等からなる基板を用いた半導体装置の場合、ジャンクションアップ実装においても基板の裏面全体から均一的に放熱させることができるため、局所的な発熱による局所的劣化が抑制されるので、高温、高出力の動作に適している。   On the other hand, in the junction-up mounting, the light emitting end face of the semiconductor device is far from the heat radiating stand, so that the risk of solder adhering to the end face during mounting is reduced, and a margin for automatic mounting can be increased. For this reason, the yield at the time of automatic mounting can be improved. Furthermore, in the case of a semiconductor device using a substrate made of GaN or the like, since it is possible to dissipate heat uniformly from the entire back surface of the substrate even in junction up mounting, local deterioration due to local heat generation is suppressed, so Suitable for high output operation.

本願発明者らは、ＧａＮ基板の裏面に電極を形成し、ＧａＮ基板の裏面に形成した電極と放熱台とを接着することにより、活性層付近において発生した熱をＧａＮ基板裏面全体から均一的に放熱台に放熱することが可能となり、発光装置の局所的発熱を抑制して高温、高出力動作における長寿命化が実現できることを見いだした。   The inventors of the present application form an electrode on the back surface of the GaN substrate, and adhere the electrode formed on the back surface of the GaN substrate and the heat dissipation base so that the heat generated in the vicinity of the active layer is uniformly distributed from the entire back surface of the GaN substrate. It has been found that it is possible to dissipate heat to the heat radiating stand, and to suppress the local heat generation of the light-emitting device and to realize a long life at high temperature and high output operation.

本実施形態の放熱台３０は、窒化アルミニウムからなるサブマウント３１とステム３２とを有している。サブマウント３１の上面には配線電極３３が形成されており、ｎ側電極１７と配線電極３３とは半田３５により接着されている。これにより、半導体装置において発生した熱をサブマウント３１に効率良く伝え、放熱することができる。   The heat radiation stand 30 of this embodiment has a submount 31 and a stem 32 made of aluminum nitride. A wiring electrode 33 is formed on the upper surface of the submount 31, and the n-side electrode 17 and the wiring electrode 33 are bonded by solder 35. Thereby, the heat generated in the semiconductor device can be efficiently transmitted to the submount 31 and radiated.

また、本願発明者らは、基板側からの放熱だけでなく、表面側からの放熱も最大限に利用することが最良であるという知見を得ている。このため、本実施形態の半導体装置は、第１の絶縁膜１５が、熱伝導性に優れたダイヤモンド膜により形成されている。これにより、第１の絶縁膜１５は、ｐ型半導体層１４に流れる電流を、リッジストライプ部１４ａの部分に限定する電流狭窄用の絶縁膜として機能するだけでなく、半導体装置から発生した熱を上方に放熱する放熱用の膜としても機能する。その結果、本実施形態の半導体装置は、基板の裏面から放熱するだけでなく、装置の上面からも効率良く放熱を行うことができる。   Further, the inventors of the present application have found that it is best to use not only heat radiation from the substrate side but also heat radiation from the surface side to the maximum extent. For this reason, in the semiconductor device of this embodiment, the first insulating film 15 is formed of a diamond film having excellent thermal conductivity. Thus, the first insulating film 15 not only functions as an insulating film for current confinement that limits the current flowing in the p-type semiconductor layer 14 to the ridge stripe portion 14a, but also generates heat generated from the semiconductor device. It also functions as a heat dissipation film that dissipates heat upward. As a result, the semiconductor device of this embodiment can not only dissipate heat from the back surface of the substrate, but also can efficiently dissipate heat from the top surface of the device.

以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。まず、厚さが約４００μｍのＧａＮからなる基板１０のＧａ面の上に、公知のエピタキシャル成長技術によって半導体積層体１１を形成する。   The method for manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described below. First, the semiconductor stacked body 11 is formed on the Ga surface of the substrate 10 made of GaN having a thickness of about 400 μm by a known epitaxial growth technique.

半導体積層体１１の形成は、例えば以下のようにして行う。まず、基板１０を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置のチャンバ内に挿入する。この後、基板１０の表面に対し、５００〜１１００℃程度の熱処理（サーマルクリーニング）を行う。この熱処理は、例えば８００℃で１分以上、望ましくは５分以上行う。この熱処理を行っている間、窒素ガス、アンモニア又はヒドラジン等の窒素原子（Ｎ）を含むガスをチャンバ内に流すことが好ましい。   The semiconductor stacked body 11 is formed as follows, for example. First, the substrate 10 is inserted into a chamber of a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) apparatus. Thereafter, the surface of the substrate 10 is subjected to heat treatment (thermal cleaning) at about 500 to 1100 ° C. This heat treatment is performed at 800 ° C. for 1 minute or longer, preferably 5 minutes or longer. During the heat treatment, a gas containing nitrogen atoms (N) such as nitrogen gas, ammonia or hydrazine is preferably flowed into the chamber.

その後、反応炉を約１０００℃に温度制御し、原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）及びアンモニア（ＮＨ3）ガスと、キャリアガスである水素と窒素とを同時に供給するとともに、ｎ型ドーパントであるシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給することにより、厚さが約１μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ層を成長する。 Thereafter, the temperature of the reaction furnace is controlled to about 1000 ° C., and trimethyl gallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) gases, which are raw material gases, and hydrogen and nitrogen, which are carrier gases, are simultaneously supplied and are n-type dopants. By supplying silane (SiH 4 ) gas, an n-type GaN layer having a thickness of about 1 μm and a Si impurity concentration of about 5 × 10 17 cm −3 is grown.

次に、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）の供給を追加しながら、厚さが約１．５μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のＡｌ0.04Ｇａ0.96Ｎからなるｎ型クラッド層を成長する。その後、厚さが約１６０ｎｍのＧａＮからなるＧａＮ光ガイド層を成長した後、温度を約８００℃まで降温し、キャリアガスを窒素のみに変更して、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）とＴＭＧを供給して、膜厚が約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなるウェル層と膜厚が約９ｎｍのＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなるバリア層とが積層された多重量子井戸活性層を成長する。その後、Ｉｎ0.01Ｇａ0.99ＮからなるＩｎＧａＮ中間層を成長する。ＩｎＧａＮ中間層を設けることにより、その上に形成するｐ型の半導体層から活性層へのｐ型ドーパント（Ｍｇ）の拡散を大幅に抑制し、結晶成長後も活性層を高品質に維持することができる。 Next, while adding a supply of trimethylaluminum (TMA), an n-type cladding layer made of Al 0.04 Ga 0.96 N having a thickness of about 1.5 μm and a Si impurity concentration of about 5 × 10 17 cm −3 is grown. . Thereafter, after growing a GaN optical guide layer made of GaN having a thickness of about 160 nm, the temperature is lowered to about 800 ° C., the carrier gas is changed to only nitrogen, and trimethylindium (TMI) and TMG are supplied. Then, a multi-quantum well active layer in which a well layer made of In 0.1 Ga 0.9 N having a thickness of about 3 nm and a barrier layer made of In 0.02 Ga 0.98 N having a thickness of about 9 nm are stacked is grown. Then, growing an InGaN intermediate layer made of In 0.01 Ga 0.99 N. By providing an InGaN intermediate layer, the diffusion of p-type dopant (Mg) from the p-type semiconductor layer formed on the active layer to the active layer is greatly suppressed, and the active layer is maintained in high quality even after crystal growth. Can do.

次に、再び反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温し、キャリアガスとして水素を追加して、ｐ型ドーパントであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）ガスを供給しながら、膜厚が約２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎからなるｐ型キャップ層を成長する。 Next, the temperature in the reactor is again raised to about 1000 ° C., hydrogen is added as a carrier gas, and p-type dopant biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) gas is supplied, A p-type cap layer made of Al 0.20 Ga 0.80 N having a thickness of about 20 nm and an Mg impurity concentration of about 1 × 10 19 cm −3 is grown.

次に、厚さが約２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型ＧａＮ光ガイド層を成長する。その後、厚さが約０．５μｍで不純物濃度が約１×１０19ｃｍ-3のＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるｐ型クラッド層を成長する。続いて、厚さが約０．１μｍで不純物濃度が約１×１０20ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を成長する。 Next, a p-type GaN light guide layer made of p-type GaN having a thickness of about 20 nm and an Mg impurity concentration of about 1 × 10 19 cm −3 is grown. Thereafter, a p-type cladding layer made of Al 0.05 Ga 0.95 N having a thickness of about 0.5 μm and an impurity concentration of about 1 × 10 19 cm −3 is grown. Subsequently, a p-type contact layer made of p-type GaN having a thickness of about 0.1 μm and an impurity concentration of about 1 × 10 20 cm −3 is grown.

次に、ｐ型コンタクト層の上にプラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法等によりＳｉＯ2等のドライエッチングに対する耐性が高い絶縁膜を堆積する。堆積した絶縁膜をフォトリソグラフィー技術とフッ酸処理とを用いて幅が１．５μｍのストライプ状に加工する。続いて、ストライプ状に加工した絶縁膜をマスクとして、ドライエッチングを行いｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をリッジ状に加工し、フッ酸処理でリッジ上の上記絶縁膜を除去することによりリッジストライプ部１４ａを形成する。 Next, an insulating film having high resistance to dry etching such as SiO 2 is deposited on the p-type contact layer by a plasma chemical vapor deposition (CVD) method or the like. The deposited insulating film is processed into a stripe shape having a width of 1.5 μm by using a photolithography technique and hydrofluoric acid treatment. Subsequently, using the insulating film processed into a stripe shape as a mask, dry etching is performed to process the p-type cladding layer and the p-type contact layer into a ridge shape, and the ridge is removed by removing the insulating film on the ridge by hydrofluoric acid treatment. The stripe part 14a is formed.

半導体積層体１１を形成した後、第１の絶縁膜１５の形成を行う。本実施形態において第１の絶縁膜１５は、膜厚が約５００ｎｍのダイヤモンド膜である。ダイヤモンド膜は、ダイヤモンド結合とグラファイト結合とを含有する多結晶ダイヤモンド構造の膜等とすればよい。ダイヤモンド膜は、ＣＶＤ法等により堆積すればよく、堆積の際に膜中の水素量を調整することにより熱伝導性が高い膜を形成することができる。リッジストライプ部１４ａを覆うように第１の絶縁膜１５を形成し、リッジストライプ部１４ａの上面を露出するマスクを形成した後、第１の絶縁膜１５をエッチングする。これにより、第１の絶縁膜１５におけるリッジストライプ部１４ａの上面に形成された部分を選択的に除去する。   After the semiconductor stacked body 11 is formed, the first insulating film 15 is formed. In the present embodiment, the first insulating film 15 is a diamond film having a thickness of about 500 nm. The diamond film may be a polycrystalline diamond structure film containing diamond bonds and graphite bonds. The diamond film may be deposited by a CVD method or the like, and a film having high thermal conductivity can be formed by adjusting the amount of hydrogen in the film at the time of deposition. A first insulating film 15 is formed so as to cover the ridge stripe portion 14a, a mask exposing the upper surface of the ridge stripe portion 14a is formed, and then the first insulating film 15 is etched. As a result, the portion of the first insulating film 15 formed on the upper surface of the ridge stripe portion 14a is selectively removed.

マスクを除去した後、ｐ型半導体層１４におけるリッジストライプ部１４ａ及びリッジストライプ部１４ａの両側方の領域を露出するレジストマスクを形成し、レジストマスクの上及びｐ型半導体層１４の露出部分の上にＰｄ膜及びＰｔ膜を順次蒸着する。続いて、レジストマスクと共に、Ｐｄ膜及びＰｔ膜のレジストマスクの上に形成した部分を除去するリフトオフ技術を用いて、ｐ型半導体層１４におけるリッジストライプ部１４ａ及びリッジストライプ部１４ａの両側方の領域を覆うｐ側コンタクト電極１６Ａを形成する。   After removing the mask, a ridge stripe portion 14a in the p-type semiconductor layer 14 and a resist mask that exposes regions on both sides of the ridge stripe portion 14a are formed, and the resist mask and the exposed portion of the p-type semiconductor layer 14 are formed. A Pd film and a Pt film are sequentially deposited. Subsequently, the ridge stripe portion 14a and the regions on both sides of the ridge stripe portion 14a in the p-type semiconductor layer 14 are removed using a lift-off technique that removes portions of the Pd film and Pt film formed on the resist mask together with the resist mask. A p-side contact electrode 16A is formed to cover the surface.

次に、ｐ側コンタクト電極１６Ａ及び第１の絶縁膜１５の上を覆うようにＴｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次蒸着して、ｐ側配線電極１６Ｂを形成する。このように、ｐ側電極１６をｐ側コンタクト電極１６Ａとｐ側配線電極１６Ｂとの２層構造とすることにより、ｐ側電極１６のコンタクト抵抗を低く保ちながら、ダイヤモンド膜である第１の絶縁膜１５との密着性に優れたｐ側電極１６を形成することができる。   Next, a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially deposited so as to cover the p-side contact electrode 16A and the first insulating film 15, thereby forming the p-side wiring electrode 16B. As described above, the p-side electrode 16 has a two-layer structure of the p-side contact electrode 16A and the p-side wiring electrode 16B, thereby maintaining the contact resistance of the p-side electrode 16 low and the first insulation that is a diamond film. The p-side electrode 16 having excellent adhesion with the film 15 can be formed.

ｐ側電極１６のコンタクト抵抗を低減するためには、ｐ側電極１６にＰｄ等を用いることが好ましい。しかし、Ｐｄはダイヤモンド膜との密着性に乏しく、ダイヤモンド膜の上に形成すると剥離してしまうという問題がある。一方、Ｔｉは、ダイヤモンド膜との密着性に優れるが、ｐ型半導体層１４とオーミックコンタクトを形成することが困難である。   In order to reduce the contact resistance of the p-side electrode 16, it is preferable to use Pd or the like for the p-side electrode 16. However, Pd has poor adhesion to the diamond film, and there is a problem that it peels off when formed on the diamond film. On the other hand, Ti is excellent in adhesion to the diamond film, but it is difficult to form an ohmic contact with the p-type semiconductor layer 14.

このため、Ｐｄを含むｐ側電極１６をｐ型半導体層１４と接するように形成した後、Ｔｉを含むｐ側配線電極１６Ｂをｐ側コンタクト電極１６Ａ及び第１の絶縁膜１５を覆うように形成することにより、ｐ側電極１６全体として、コンタクト抵抗の低減と密着性の向上を実現できる。なお、ｐ側配線電極１６Ｂには、Ｔｉに代えて銅（Ｃｕ）を用いてもよい。Ｃｕの場合、熱伝導が促進されるために高出力動作時の放熱性をさらに向上させる効果がある。   For this reason, the p-side electrode 16 containing Pd is formed so as to be in contact with the p-type semiconductor layer 14, and then the p-side wiring electrode 16B containing Ti is formed so as to cover the p-side contact electrode 16A and the first insulating film 15. As a result, the contact resistance can be reduced and the adhesion can be improved for the p-side electrode 16 as a whole. Note that copper (Cu) may be used instead of Ti for the p-side wiring electrode 16B. In the case of Cu, since heat conduction is promoted, there is an effect of further improving heat dissipation during high output operation.

次に、ボールボンダ装置等を用いて電流供給のためのＡｕワイヤ１９をｐ側配線電極１６Ｂと接続する。なお、リッジストライプ部１４ａを避けてＡｕワイヤ１９を接続することにより、電流供給通路となるリッジストライプ部１４ａにボンディングによるダメージが生じることを抑えることができる。また、活性層１３へのダメージも少なくできる。   Next, the Au wire 19 for supplying current is connected to the p-side wiring electrode 16B using a ball bonder device or the like. By connecting the Au wire 19 while avoiding the ridge stripe portion 14a, it is possible to suppress damage due to bonding to the ridge stripe portion 14a serving as a current supply path. Further, damage to the active layer 13 can be reduced.

次に、基板１０を裏面側から研磨し、基板１０の厚さを約１００μｍとする。次に、ウエットエッチング及びドライエッチング等を用いて研磨面をクリーニングした後、Ｔｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜とを順次堆積してｎ側電極１７とする。その後、ｎ側電極１７のＡｕ膜のみをウエットエッチングを用いて選択的に除去する。Ａｕ堆積箇所はＡｕの粘性が高いために良好なへき開が得にくいが、このようにＡｕが選択的に除去された領域を形成することによりへき開歩留まりを改善することができる。   Next, the substrate 10 is polished from the back surface side, so that the thickness of the substrate 10 is about 100 μm. Next, the polished surface is cleaned using wet etching, dry etching, or the like, and then a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially deposited to form the n-side electrode 17. Thereafter, only the Au film of the n-side electrode 17 is selectively removed using wet etching. The Au deposition location is difficult to obtain a good cleavage due to the high viscosity of Au, but the cleavage yield can be improved by forming a region where Au is selectively removed in this way.

Ａｕ膜を選択的に除去した後、スクライブ装置及びブレーキング装置を用いて、基板１０のＭ面に沿って一次へき開を行いレーザ共振器端面を形成する。続いて、ＥＣＲスパッタ装置等を用いてレーザ端面に端面保護膜及び反射膜を堆積させる。最後に、一次へき開によって得られたバーに二次へき開を行う。なお、この端面コートの際に、高屈折材料としてダイヤモンド膜を適用すると、端面からの放熱が促進されるために高出力動作時の端面局所発熱による端面劣化が抑制される。   After selectively removing the Au film, a laser resonator end face is formed by performing primary cleavage along the M-plane of the substrate 10 using a scribing device and a braking device. Subsequently, an end face protective film and a reflective film are deposited on the laser end face using an ECR sputtering apparatus or the like. Finally, a secondary cleavage is performed on the bar obtained by the primary cleavage. If a diamond film is applied as a high refractive material during the end surface coating, heat dissipation from the end surface is promoted, and therefore end surface deterioration due to local heat generation at the end surface during high output operation is suppressed.

次に、分離されたレーザチップを半田３５を介してＡｌＮ等からなるサブマウント３１及びステム３２に自動実装する。サブマウント３１及びステム３２は、放熱台として機能する。   Next, the separated laser chip is automatically mounted on the submount 31 and the stem 32 made of AlN or the like via the solder 35. The submount 31 and the stem 32 function as a heat sink.

次に、電流供給のためのＡｕワイヤ３４をｎ側電極１７と電気的に接続されているサブマウントの配線電極３３と接続する。次に、レーザチップと外気とを遮断するために、レーザ光取出しガラス窓が付いたキャップを高電界プレス機で融着する。   Next, the Au wire 34 for supplying current is connected to the wiring electrode 33 of the submount that is electrically connected to the n-side electrode 17. Next, in order to shut off the laser chip and the outside air, a cap with a laser light extraction glass window is fused with a high electric field press.

本実施形態により製造された半導体レーザ装置を室温にて通電したところ、閾値電流が３２ｍＡにおいて連続発振し、スロープ効率は１．４Ｗ／Ａであり、発振波長は４０５ｎｍであった。また、ジャンクションアップ実装により高熱伝導性のＧａＮ基板の裏面全体から均一的に放熱され、且つ発熱箇所に近いリッジ周辺の絶縁膜が高熱伝導材料のダイヤモンドで形成されているため発熱箇所から効率的に素早く熱が表面側に拡散されることにより、高温且つ高出力の条件（８０℃、１５０ｍＷ）において１０００時間以上の安定動作が可能であった。   When the semiconductor laser device manufactured according to this embodiment was energized at room temperature, it continuously oscillated when the threshold current was 32 mA, the slope efficiency was 1.4 W / A, and the oscillation wavelength was 405 nm. In addition, heat is uniformly dissipated from the entire back surface of the highly thermally conductive GaN substrate by junction-up mounting, and the insulating film around the ridge near the heat generating portion is formed of diamond of a high heat conductive material, so that the heat generating portion can be efficiently By quickly diffusing heat to the surface side, stable operation for 1000 hours or more was possible under conditions of high temperature and high output (80 ° C., 150 mW).

なお、本実施形態では、第１の絶縁膜１５の膜厚を約５００ｎｍとしたが、これはリッジストライプ部１４ａの高さと同程度の膜厚とすることにより、リッジストライプ部１４ａの周辺における発熱を効率良く放熱させるためである。しかし、第１の絶縁膜１５の膜厚を増加させると、ＧａＮとの熱膨張係数の差等に起因する応力により第１の絶縁膜１５が剥離する可能性があるため、リッジストライプ部１４ａの高さよりも膜厚を薄くすることが好ましい。   In the present embodiment, the thickness of the first insulating film 15 is set to about 500 nm. However, the thickness of the first insulating film 15 is approximately the same as the height of the ridge stripe portion 14a, thereby generating heat around the ridge stripe portion 14a. Is to efficiently dissipate heat. However, if the film thickness of the first insulating film 15 is increased, the first insulating film 15 may be peeled off due to stress caused by a difference in thermal expansion coefficient from GaN, etc. It is preferable to make the film thickness thinner than the height.

なお、本実施形態では、第１の絶縁膜１５の上にｐ側電極１６を形成したが、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５は表面が非常に平滑であるため、ｐ側電極１６との密着性が不足してｐ側電極が剥離する可能性がある。このため、ダイヤモンド膜を堆積する際には、その最上面を多結晶度の高いダイヤモンド膜として表面平滑性を低下させることが好ましい。   In this embodiment, the p-side electrode 16 is formed on the first insulating film 15. However, since the surface of the first insulating film 15 made of a diamond film is very smooth, There is a possibility that the p-side electrode peels due to insufficient adhesion. For this reason, when depositing a diamond film, it is preferable to reduce the surface smoothness by making the uppermost surface of the diamond film a highly polycrystalline diamond film.

（第１の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照して説明する。図３は第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図３において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (First modification of the first embodiment)
Below, the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment. In FIG. 3, the same components as those in FIG.

図３に示すように本変形例の半導体装置は、第１の絶縁膜１５とｐ側電極１６との間にＳｉＯ2からなる低屈折率膜２０を形成していることを特徴とする。 As shown in FIG. 3, the semiconductor device of this modification is characterized in that a low refractive index film 20 made of SiO 2 is formed between the first insulating film 15 and the p-side electrode 16.

第１の実施形態の半導体装置は、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５上にｐ側電極１６が形成されている。ダイヤモンド膜の屈折率は２．５程度であり、ＧａＮの屈折率と同程度であるため、レーザ光がｐ型半導体層１４から第１の絶縁膜１５の側へ漏洩し、ｐ側電極１６において吸収されて、損失となるおそれがある。しかし、本変形例の半導体装置は、ダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５の上に低屈折率（１．５程度）のＳｉＯ2からなる低屈折率膜２０が形成されているため、ｐ側電極１６へのレーザ光の漏出を抑制できる。従って、レーザの吸収損失が低減されるので、半導体装置のレーザ特性が改善される。さらに、本変形例の半導体装置は、レーザ光の水平横モードが安定に制御されるため、高温度、高出力での動作の際においてもキンクの発生が抑制され、電流に対する光出力の線形性が維持される。 In the semiconductor device of the first embodiment, a p-side electrode 16 is formed on a first insulating film 15 made of a diamond film. Since the refractive index of the diamond film is about 2.5, which is about the same as the refractive index of GaN, the laser light leaks from the p-type semiconductor layer 14 to the first insulating film 15 side, and at the p-side electrode 16. Absorbed and may cause loss. However, in the semiconductor device of this modification, the low refractive index film 20 made of SiO 2 having a low refractive index (about 1.5) is formed on the first insulating film 15 made of a diamond film. Leakage of laser light to the side electrode 16 can be suppressed. Accordingly, the absorption loss of the laser is reduced, so that the laser characteristics of the semiconductor device are improved. Furthermore, since the horizontal and transverse modes of the laser light are stably controlled in the semiconductor device of this modification, the occurrence of kinks is suppressed even when operating at high temperature and high output, and the linearity of the optical output with respect to the current. Is maintained.

なお、低屈折率膜２０は、ダイヤモンド膜との密着性がよく且つ屈折率がダイヤモンド膜と空気との間の値である材料であれば、ＳｉＯ2に限らない。 The low refractive index film 20 is not limited to SiO 2 as long as the material has good adhesion to the diamond film and the refractive index is a value between the diamond film and air.

また、低屈折率膜２０は積層膜としてもよい。例えば、ＳｉＯ2膜とダイヤモンド膜との積層膜とすれば、第１の絶縁膜１５の膜厚を厚くしたのと同様の効果が得られ、リッジ周辺の発熱をさらに効率良く表面側に拡散させることが可能になる。この場合は、第１の絶縁膜１５の膜厚を厚くするのと異なり、ＳｉＯ2膜が存在しているため、応力緩和されダイヤモンド膜の剥離が抑制される。 The low refractive index film 20 may be a laminated film. For example, if a laminated film of a SiO 2 film and a diamond film is used, the same effect as that of increasing the thickness of the first insulating film 15 can be obtained, and the heat generation around the ridge can be diffused more efficiently to the surface side. It becomes possible. In this case, unlike the case where the thickness of the first insulating film 15 is increased, the SiO 2 film is present, so that stress is relaxed and peeling of the diamond film is suppressed.

（第１の実施形態の第２変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照して説明する。図４は第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図４において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (Second modification of the first embodiment)
Below, the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 4 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment. In FIG. 4, the same components as those of FIG.

図４に示すように本変形例の半導体装置は、基板１０の裏面におけるリッジストライプ部１４ａの下側の部分に放熱部４２が形成されている。放熱部４２は、基板１０の裏面から形成された凹部に埋め込まれたダイヤモンド膜からなる。ダイヤモンド膜からなる放熱部４２は、ＧａＮからなる基板１０よりも熱伝導性に優れているため、活性層１３におけるリッジストライプ部１４ａの下側の部分において発生した熱の放散が促進され、高温、高出力動作の際における安定性が向上する。   As shown in FIG. 4, in the semiconductor device of this modification, a heat radiating portion 42 is formed in a lower portion of the ridge stripe portion 14 a on the back surface of the substrate 10. The heat radiating portion 42 is made of a diamond film embedded in a recess formed from the back surface of the substrate 10. Since the heat radiation part 42 made of a diamond film has better thermal conductivity than the substrate 10 made of GaN, the dissipation of heat generated in the lower part of the ridge stripe part 14a in the active layer 13 is promoted, Improves stability during high output operation.

なお、基板１０の裏面に形成された凹部はドライエッチングにより形成すればよく、共振器の両端面を除外するように形成する方が好ましい。凹部が共振器の端面まで達していると、一次へき開の際に凹部の位置でへき開ずれが生じて平坦な共振器端面を形成することが困難になるためである。さらに、図５に示すように凹部の幅を、端部において狭くすることにより、へき開ずれの発生をさらに低減することができる。   The recess formed on the back surface of the substrate 10 may be formed by dry etching, and is preferably formed so as to exclude both end faces of the resonator. This is because, when the recess reaches the end face of the resonator, cleavage at the position of the recess occurs during the primary cleavage, making it difficult to form a flat resonator end face. Furthermore, as shown in FIG. 5, the width of the concave portion is narrowed at the end portion, so that the occurrence of cleavage deviation can be further reduced.

（第１の実施形態の第３変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第３変形例について図面を参照して説明する。図６は第１の実施形態の第３変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図６において図４と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (Third Modification of First Embodiment)
Below, the 3rd modification of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment. In FIG. 6, the same components as those in FIG.

図６に示すように本変形例の半導体装置は、放熱部４２の上端部にＴｉ膜とＡｕ膜とが積層された光吸収膜４３を有している。ＧａＮからなる基板１０はレーザ光に対する吸収が小さく透明であるために、レーザ光が漏洩しやすく、漏洩したレーザ光は迷光となりノイズの原因となる。しかし、本変形例のように、基板１０におけるリッジストライプ部１４ａの下に光吸収膜４３を配置することにより、迷光が効率的に光吸収膜４３に吸収されるため、基板１０への迷光が抑制されノイズを低減することが可能となる。   As shown in FIG. 6, the semiconductor device of the present modification has a light absorption film 43 in which a Ti film and an Au film are laminated on the upper end portion of the heat dissipation part 42. Since the substrate 10 made of GaN has low absorption of laser light and is transparent, the laser light is likely to leak, and the leaked laser light becomes stray light and causes noise. However, the stray light is efficiently absorbed by the light absorption film 43 by disposing the light absorption film 43 below the ridge stripe portion 14a in the substrate 10 as in this modification, so that the stray light on the substrate 10 can be reduced. It is suppressed and noise can be reduced.

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図７は第２の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図７において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 7, the same components as those in FIG.

図７に示すように本実施形態の半導体装置は、半導体積層体１１がリッジストライプ部１４ａに沿って形成され、基板１０を露出する切り欠き部１１ａを有しており、第１の絶縁膜１５が切り欠き部１１ａの側面を覆っている。これにより、第１の絶縁膜１５が基板１０と接しており、リッジストライプ部１４ａ付近において発生する熱を効率良く基板１０に伝えることができる。また、基板１０の厚さは、切り欠き部１１ａにおいて薄くなっており、熱をより効率良く放熱台に伝えることができる。   As shown in FIG. 7, in the semiconductor device of this embodiment, the semiconductor stacked body 11 is formed along the ridge stripe portion 14 a and has a cutout portion 11 a that exposes the substrate 10, and the first insulating film 15. Covers the side surface of the notch 11a. Thereby, the first insulating film 15 is in contact with the substrate 10, and heat generated in the vicinity of the ridge stripe portion 14 a can be efficiently transmitted to the substrate 10. Moreover, the thickness of the board | substrate 10 is thin in the notch part 11a, and can convey a heat | fever to a heat sink more efficiently.

また、基板１０の薄くなった部分を二次へき開用のへき開ガイドとして利用することにより、二次へき開の歩留まりが向上し、製造コストをさらに低減することができる。   Further, by using the thinned portion of the substrate 10 as a cleavage guide for secondary cleavage, the yield of secondary cleavage can be improved and the manufacturing cost can be further reduced.

本実施形態により製造されたレーザを室温にて通電したところ、高温、高出力の条件（８０℃、１５０ｍＷ）での寿命試験において１５００時間以上の安定動作が可能であった。   When the laser manufactured according to this embodiment was energized at room temperature, a stable operation of 1500 hours or more was possible in a life test under conditions of high temperature and high output (80 ° C., 150 mW).

なお、図８に示すように第１の絶縁膜１５の上にＡｕ、Ａｇ及びＣｕ等からなる放熱電極２２を形成してもよく、この場合には熱拡散及び放熱がさらに促進されるため、長期安定性がさらに向上する。   In addition, as shown in FIG. 8, you may form the thermal radiation electrode 22 which consists of Au, Ag, Cu, etc. on the 1st insulating film 15, In this case, since thermal diffusion and thermal radiation are further accelerated | stimulated, Long-term stability is further improved.

また、図９に示すようにｐ側電極１６の下に形成する絶縁膜の一部をダイヤモンドからなる第１の絶縁膜１５とし、一部をＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８としてもよい。 In addition, as shown in FIG. 9, a part of the insulating film formed under the p-side electrode 16 may be a first insulating film 15 made of diamond and a part may be a second insulating film 18 made of SiO 2. .

ダイヤモンド膜は堆積条件により半導体積層体１１の表面にダメージを与えるおそれがある。リッジストライプ部１４ａ付近は、電流注入領域であるためにダメージが生じるとレーザ特性が悪化してしまう。このため、リッジストライプ部１４ａ付近においては低ダメージの堆積が可能なＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８により被覆し、基板１０への熱を伝導する部分は熱伝導性に優れたダイヤモンド膜である第１の絶縁膜１５により被覆することにより、リッジストライプ部１４ａ付近にダメージを生じさせることなく、効率良く放熱を行うことが可能となる。 The diamond film may damage the surface of the semiconductor stacked body 11 depending on the deposition conditions. Since the vicinity of the ridge stripe portion 14a is a current injection region, if damage occurs, the laser characteristics are deteriorated. For this reason, the vicinity of the ridge stripe portion 14a is covered with the second insulating film 18 made of SiO 2 that can be deposited with low damage, and the portion that conducts heat to the substrate 10 is a diamond film having excellent thermal conductivity. By covering with a certain first insulating film 15, it is possible to efficiently dissipate heat without causing damage in the vicinity of the ridge stripe portion 14a.

なお、第１の絶縁膜１５と第２の絶縁膜１８とを一部が接触するように形成することにより、リッジストライプ部１４ａ付近における発熱を効率良く放熱することができる。
なお、上記の相互に異なる絶縁膜は一部が接触するように形成することで、リッジ付近での発熱を効率良く放熱することができる。
（第２の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の第１変形例について図面を参照して説明する。図１０は第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図１０において図７と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 Note that, by forming the first insulating film 15 and the second insulating film 18 so as to be partially in contact with each other, it is possible to efficiently dissipate heat generated in the vicinity of the ridge stripe portion 14a.
The insulating films different from each other are formed so as to be in contact with each other, so that heat generated near the ridge can be efficiently radiated.
(First Modification of Second Embodiment)
Below, the 1st modification of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 10 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to a first modification of the second embodiment. In FIG. 10, the same components as those in FIG.

図１０に示すように本変形例の半導体装置は、ｐ型半導体層１４とｐ側電極１６との間に、電流狭窄用の絶縁膜としてＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８が形成されており、ｐ側電極１６の上にダイヤモンド膜からなる熱伝導性を有する第１の絶縁膜１５が形成されている。 As shown in FIG. 10, in the semiconductor device of this modification, a second insulating film 18 made of SiO 2 is formed between the p-type semiconductor layer 14 and the p-side electrode 16 as an insulating film for current confinement. A first insulating film 15 having a thermal conductivity made of a diamond film is formed on the p-side electrode 16.

ＳｉＯ2からなる第２の絶縁膜１８は、ＧａＮ系半導体との密着性に優れている。従って、ｐ側電極１６の剥離のおそれがほとんどない半導体装置が実現できる。さらに、切り欠き部１１ａの側面においては、第２の絶縁膜１８の上にダイヤモンド膜からなる第１の絶縁膜１５が形成される。このため、切り欠き部１１ａの側面において第１の絶縁膜１５が剥離するおそれも低減できる。また、第１の絶縁膜１５が最も外側にあるため、放熱性が向上すると共に、第１の絶縁膜１５がｐ側電極１６の保護膜としても機能するため、ｐ側電極の経時劣化が抑制され、長期安定性も向上する。 The second insulating film 18 made of SiO 2 is excellent in adhesion with a GaN-based semiconductor. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device that hardly causes the p-side electrode 16 to peel off. Further, the first insulating film 15 made of a diamond film is formed on the second insulating film 18 on the side surface of the notch 11 a. For this reason, the possibility that the first insulating film 15 is peeled off at the side surface of the cutout portion 11a can be reduced. In addition, since the first insulating film 15 is on the outermost side, heat dissipation is improved, and the first insulating film 15 also functions as a protective film for the p-side electrode 16, thereby suppressing deterioration with time of the p-side electrode. Long-term stability is also improved.

第１の絶縁膜１５をｐ側電極１６の上に形成する場合には、ｐ側電極１６に電流を供給するための配線を接続する必要がある。この場合、第１の絶縁膜１５にワイヤボンド用の開口部を形成し、ｐ側電極１６の開口部から露出した部分と配線とを接続すればよい。この場合ワイヤボンド用の開口部は、リッジストライプ部１４ａ以外の部分に形成することが好ましい。また、ワイヤボンド用の開口部には、Ｔｉ膜とＡｕ膜とが積層されたワイヤボンド用のパッド電極２４を形成すればよい。   When the first insulating film 15 is formed on the p-side electrode 16, it is necessary to connect a wiring for supplying current to the p-side electrode 16. In this case, an opening for wire bonding may be formed in the first insulating film 15 and the portion exposed from the opening of the p-side electrode 16 may be connected to the wiring. In this case, the wire bond opening is preferably formed in a portion other than the ridge stripe portion 14a. A wire bond pad electrode 24 in which a Ti film and an Au film are laminated may be formed in the wire bond opening.

また、ワイヤボンド用のパッド電極２４は２つ以上形成してもよい。この場合、１つのパッド電極２４を電流の供給用に用い、残りを放熱用に用いてもよい。放熱用のパッド電極２４と接続されたワイヤは、例えば絶縁性のステムと接続すれば半導体装置の熱がワイヤを伝わってステムに効率良く放熱させることができる。ステムは絶縁性であるため、放熱用のワイヤにより電気的な支障が生じることはない。   Two or more wire bond pad electrodes 24 may be formed. In this case, one pad electrode 24 may be used for supplying current and the rest may be used for heat dissipation. If the wire connected to the pad electrode 24 for heat dissipation is connected to, for example, an insulating stem, the heat of the semiconductor device can be transmitted through the wire and efficiently radiated to the stem. Since the stem is insulative, there is no electrical problem caused by the heat radiating wire.

（第２の実施形態の第２変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の第２変形例について図面を参照して説明する。図１１は第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図１１において図７と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (Second modification of the second embodiment)
Below, the 2nd modification of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to a second modification of the second embodiment. In FIG. 11, the same components as those in FIG.

図１１に示すように本変形例の半導体装置は、リッジストライプ部１４ａと切り欠き部１１ａとの間に、少なくともｎ型半導体層１２に到達するトレンチ部１１ｂが形成されている。また、トレンチ部１１ｂには、第１の絶縁膜１５が埋め込まれている。このため、活性層１３において発生した熱がトレンチ部１１ｂに埋め込まれた第１の絶縁膜１５を伝わり半導体装置の表面さらには基板１０へと伝えられるため、効率良く放熱を行うことができる。   As shown in FIG. 11, in the semiconductor device of this modification, a trench portion 11b reaching at least the n-type semiconductor layer 12 is formed between the ridge stripe portion 14a and the notch portion 11a. The first insulating film 15 is embedded in the trench portion 11b. For this reason, heat generated in the active layer 13 is transmitted through the first insulating film 15 embedded in the trench portion 11b to the surface of the semiconductor device and further to the substrate 10, so that heat can be efficiently radiated.

トレンチ部１１ｂは、リッジストライプ部１４ａに沿って、共振器の出射端面から後端面までの間に連続して形成すれば最も効率良く放熱を行うことができる。   If the trench part 11b is continuously formed along the ridge stripe part 14a from the emitting end face to the rear end face of the resonator, heat can be radiated most efficiently.

本変形例の半導体装置を室温にて通電したところ、高温、高出力の条件（８０℃、１７０ｍＷ）での寿命試験においては、１５００時間以上の安定動作が可能であった。   When the semiconductor device of this modification was energized at room temperature, a stable operation of 1500 hours or more was possible in a life test under high temperature and high output conditions (80 ° C., 170 mW).

また、図１２に示すように、ジグザグの平面形状を有するように形成することによりトレンチ部１１ｂの面積を増加させ、放熱効率を向上させることができる。この場合には、高温、高出力の条件（８０℃、１７０ｍＷ）での寿命試験において、１８００時間以上の安定動作が可能であった。   In addition, as shown in FIG. 12, by forming so as to have a zigzag planar shape, the area of the trench portion 11b can be increased, and the heat radiation efficiency can be improved. In this case, stable operation for 1800 hours or more was possible in a life test under conditions of high temperature and high output (80 ° C., 170 mW).

一方、トレンチ部１１ｂを出射端面から後端面まで連続して形成した場合には、ｐ側配線電極１６Ｂの膜厚が変化する部分が広がるため、レーザの動作電圧に個体差が発生するおそれある。このため、図１３に示すようにトレンチ部１１ｂを出射端面及び後端面付近に限定して形成してもよい。この場合には、動作電圧の不具合が生じることがない、特性の揃ったレーザを高歩留まりで製造することができる。レーザ装置において共振器端面にはｐｎ接合が露出しているため結晶的に脆弱となり且つ光密度が高く局所的に発熱しやすくなる。トレンチ部１１ｂを端面付近に配置することにより、端面における発熱を効率良く放熱することが可能となる。なお、トレンチ部１１ｂを一方の端面付近のみに形成してもよく、この場合には、光出射端面の方が光密度が高く、より発熱しやすいため、光出射端面にトレンチ部１１ｂを配置した方が放熱の点で好ましい。   On the other hand, when the trench portion 11b is continuously formed from the emission end face to the rear end face, the portion where the film thickness of the p-side wiring electrode 16B changes is widened, so that individual differences may occur in the operating voltage of the laser. For this reason, as shown in FIG. 13, the trench part 11b may be formed limited to the vicinity of the emission end face and the rear end face. In this case, it is possible to manufacture a laser with uniform characteristics without causing a malfunction of the operating voltage with a high yield. In the laser device, the pn junction is exposed on the end face of the resonator, so that the crystal becomes brittle and the light density is high and local heat is easily generated. By disposing the trench portion 11b near the end face, it is possible to efficiently dissipate heat generated at the end face. The trench portion 11b may be formed only in the vicinity of one end face. In this case, the light exit end face has higher light density and is more likely to generate heat. Therefore, the trench section 11b is disposed on the light exit end face. This is preferable in terms of heat dissipation.

また、トレンチ部１１ｂは、複数形成してもよい。さらに、図１４に示すようにリッジストライプ部１４ａを挟んで両側に形成してもよい。   A plurality of trench portions 11b may be formed. Furthermore, as shown in FIG. 14, it may be formed on both sides of the ridge stripe portion 14a.

本実施形態において、第１の絶縁膜１５がトレンチ部１１ｂに埋め込まれた例を示したが、第１の絶縁膜１５は、トレンチ部１１ｂから熱を伝えることができればよく、少なくともトレンチ部１１ｂの側面を覆うように形成されていればよい。   In the present embodiment, the example in which the first insulating film 15 is embedded in the trench portion 11b has been described. However, the first insulating film 15 only needs to be able to conduct heat from the trench portion 11b, and at least the trench portion 11b. What is necessary is just to be formed so that a side surface may be covered.

なお、第１の絶縁膜１５に形成する配線用の開口部は、トレンチ部１１ｂと切り欠き部１１ａとの間に形成することが好ましい。   Note that the opening for wiring formed in the first insulating film 15 is preferably formed between the trench 11b and the notch 11a.

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図１５は第３の実施形態に係る半導体装置の断面構成を示している。図１５において図１１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。 (Third embodiment)
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 15 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor device according to the third embodiment. In FIG. 15, the same components as those in FIG.

図１５に示すように本実施形態の半導体装置は、トレンチ部１１ｂを挟んでレーザ発光動作を行う発光領域５１と、発光領域５１から漏れだしたレーザ光を受光する受光領域５２とを備えている。   As shown in FIG. 15, the semiconductor device according to the present embodiment includes a light emitting region 51 that performs a laser light emission operation with the trench portion 11 b interposed therebetween, and a light receiving region 52 that receives the laser light leaking from the light emitting region 51. .

リッジストライプ部１４ａから注入された電流により、発光領域５１の活性層１３において発光光が生じ、共振器方向にレーザ光として出射される。しかし、発光光の一部は、共振器方向と交差する方向へ漏洩する。共振器方向と交差する方向へ漏洩した光は、受光領域５２の活性層１３に入射する。図１６は本実施形態の装置において発光領域５１における活性層１３と受光領域５２における活性層１３とのバンドギャップの状態を比較して示している。図１６に示すように発光領域５１の活性層１３には電流（キャリア）が大量に注入されているために、ＧａＮ結晶の物性固有のピエゾ電界が打ち消され、そのバンドギャップＥａの屈曲が緩和されている。一方、受光領域５２の活性層１３は電流（キャリア）の注入が行われていないために、大きなピエゾ電界が作用しており、バンドギャップＥｂがバンドギャップＥａよりも小さくなっている。Ｅａ＞Ｅｂの関係により、発光領域５１において発生した光が、受光領域５２の活性層１３に入射すると、受光領域５２において光電流が発生する。その結果、受光領域５２においては、発光領域５１において発光するレーザ光の強度に応じた光電流を検出できる。   Due to the current injected from the ridge stripe portion 14a, emitted light is generated in the active layer 13 of the light emitting region 51 and emitted as laser light in the direction of the resonator. However, part of the emitted light leaks in a direction that intersects the resonator direction. The light leaked in the direction intersecting the resonator direction is incident on the active layer 13 in the light receiving region 52. FIG. 16 shows a comparison of the state of the band gap between the active layer 13 in the light emitting region 51 and the active layer 13 in the light receiving region 52 in the device of this embodiment. As shown in FIG. 16, since a large amount of current (carriers) is injected into the active layer 13 in the light emitting region 51, the piezoelectric field inherent to the physical properties of the GaN crystal is canceled, and the bending of the band gap Ea is relaxed. ing. On the other hand, since no current (carrier) is injected into the active layer 13 in the light receiving region 52, a large piezoelectric field acts, and the band gap Eb is smaller than the band gap Ea. Due to the relationship of Ea> Eb, when light generated in the light emitting region 51 enters the active layer 13 in the light receiving region 52, a photocurrent is generated in the light receiving region 52. As a result, in the light receiving region 52, a photocurrent corresponding to the intensity of the laser light emitted in the light emitting region 51 can be detected.

なお、受光領域５２の活性層１３は、発光領域５１の活性層１３と同一の結晶成長により基板１０の上の同一高さに形成されるので、受光効率が非常に高い。また、受光効率は、トレンチ部１１ｂを覆うｐ側配線電極１６Ｂの材料及び膜厚並びに第１の絶縁膜の膜厚により制御することができる。   Since the active layer 13 in the light receiving region 52 is formed at the same height on the substrate 10 by the same crystal growth as the active layer 13 in the light emitting region 51, the light receiving efficiency is very high. The light receiving efficiency can be controlled by the material and film thickness of the p-side wiring electrode 16B covering the trench 11b and the film thickness of the first insulating film.

本実施形態の半導体装置は、受光した光電流の変化量をレーザの注入電流にフィードバックすることにより、レーザの一定光出力駆動（ＡＰＣ）が可能となる。一般的に、レーザを光ディスクセットの光ピックアップ装置に適用する場合には、レーザ光の変化量をモニターする検出器を付加して、レーザ駆動電源にフィードバックするピックアップ構成が必要になるが、本実施形態の半導体装置は発光領域と受光領域とが一体に形成されているために、検出器等の配置が不必要となり、部品点数削減による低コスト化に大きく寄与する。さらに、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンパクトな光ピックアップ装置が要求される場合にも用いることができる。   The semiconductor device of this embodiment can perform constant light output driving (APC) of the laser by feeding back the amount of change in the received photocurrent to the injection current of the laser. In general, when a laser is applied to an optical pickup device of an optical disc set, a pickup configuration that adds a detector for monitoring the amount of change in laser light and feeds it back to a laser drive power supply is necessary. Since the light emitting region and the light receiving region are integrally formed in the semiconductor device of the embodiment, the arrangement of a detector or the like is not necessary, which greatly contributes to cost reduction by reducing the number of components. Furthermore, it can also be used when a compact optical pickup device such as a personal computer (PC) is required.

なお、各実施形態及び各変形例において、電流狭窄にｐ型領域をエッチングして形成したストライプ状のリッジ構造を用いているが、電流狭窄はリッジ構造に限られず、電流狭窄のための構造を半導体積層体の内部に形成するインナーストライプ構造であってもよい。この場合、ｎ型半導体層の上に活性層を配置し、その活性層の上にｎ型ＡｌＧａＮからなる電流狭窄層を形成し、電流狭窄領域をエッチングにより除去した後、ｐ型層を全面に形成する。この構造では、電流狭窄層のＡｌ組成により、レーザ装置の水平横モードが高精度に制御できるようになるため、高出力動作においてもキンクフリーが実現できる。また、この構造では、リッジ構造と比較して、ｐ型コンタクト層とｐ側コンタクト電極の接触面積が増大するため、動作電圧の低減が可能であり、消費電力の低減に有効である。この場合、ダイヤモンド膜を形成することによる放熱性の向上と、消費電力の低減に伴う発熱低減とにより、高温における高出力の動作を長期に亘り安定に行うことができるレーザ装置を実現できる。   In each embodiment and each modification, a stripe-shaped ridge structure formed by etching a p-type region is used for current confinement. However, current confinement is not limited to the ridge structure, and a structure for current confinement is used. An inner stripe structure formed inside the semiconductor stacked body may be used. In this case, an active layer is disposed on the n-type semiconductor layer, a current confinement layer made of n-type AlGaN is formed on the active layer, the current confinement region is removed by etching, and then the p-type layer is formed on the entire surface. Form. In this structure, since the horizontal and transverse modes of the laser device can be controlled with high accuracy by the Al composition of the current confinement layer, kink-free operation can be realized even in high output operation. Further, in this structure, the contact area between the p-type contact layer and the p-side contact electrode is increased as compared with the ridge structure, so that the operating voltage can be reduced and the power consumption can be reduced. In this case, it is possible to realize a laser device that can stably perform a high-power operation at a high temperature for a long period of time by improving heat dissipation by forming a diamond film and reducing heat generation accompanying reduction in power consumption.

なお、各実施形態及び各変形例において、熱伝導性が高い絶縁膜としてダイヤモンド膜を用いたが、半導体積層体と比べて熱伝導率が高い絶縁膜であればよく、窒化ホウ素（ＢＮ）膜及び炭化硅素（ＳｉＣ）膜等であってもよい。また、基板としてＧａＮ基板を用いる例を示したが、ＧａＮに限られず、ＡｌＧａＮ及びＩｎＧａＮ等のIII−Ｖ族窒化物半導体基板であってもよい。また、基板はオフ基板であってもよい。   In each embodiment and each modification, a diamond film is used as an insulating film having high thermal conductivity. However, any insulating film having higher thermal conductivity than that of a semiconductor stacked body may be used, and a boron nitride (BN) film may be used. And a silicon carbide (SiC) film or the like. Moreover, although the example which uses a GaN substrate as a board | substrate was shown, it is not restricted to GaN, III-V group nitride semiconductor substrates, such as AlGaN and InGaN, may be sufficient. Further, the substrate may be an off-substrate.

半導体材料としてＧａＮ系半導体を用いているが、ＧａＡｓ又はＩｎＰ等の他の化合物半導体であっても同様の効果が得られる。さらに、半導体装置として半導体レーザを示しているが、半導体レーザ等の発光デバイスに限られず、受光デバイス、ｎ−ｉ接合又はｐ−ｉ接合を有する電子デバイスであってもよい。   Although a GaN-based semiconductor is used as a semiconductor material, the same effect can be obtained even if other compound semiconductors such as GaAs or InP are used. Furthermore, although a semiconductor laser is shown as a semiconductor device, the semiconductor device is not limited to a light emitting device such as a semiconductor laser, and may be a light receiving device, an electronic device having an ni junction or a pi junction.

本発明に係る半導体装置は、放熱効率が高く高出力動作時においても長期間の信頼性を有し且つ歩留まりの低下及びコストの上昇が生じることがない半導体装置を実現でき、高い放熱効率を必要とする発光デバイス等の半導体装置等として有用である。   The semiconductor device according to the present invention can realize a semiconductor device that has high heat dissipation efficiency and has long-term reliability even during high-output operation, and that does not cause yield reduction and cost increase, and requires high heat dissipation efficiency. It is useful as a semiconductor device such as a light emitting device.

本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を放熱台に実装した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which mounted the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention in the heat sink. 本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 3rd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 1st modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 1st modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the semiconductor device which concerns on the 2nd modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置において漏洩光を受光する原理を示すバンド図である。It is a band figure which shows the principle which receives a leaked light in the semiconductor device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 基板
１１ 半導体積層体
１１ａ 切り欠き部
１１ｂ トレンチ部
１２ ｎ型半導体層
１３ 活性層
１４ ｐ型半導体層
１４ａ リッジストライプ部
１５ 第１の絶縁膜
１６ ｐ側電極
１６Ａ ｐ側コンタクト電極
１６Ｂ ｐ側配線電極
１７ ｎ側電極
１８ 第２の絶縁膜
１９ Ａｕワイヤ
２０ 低屈折率膜
２２ 放熱電極
２４ パッド電極
３０ 放熱台
３１ サブマウント
３２ ステム
３３ 配線電極
３４ 金ワイヤ
３５ 半田
４２ 放熱部
４３ 光吸収膜
５１ 発光領域
５２ 受光領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 Semiconductor laminated body 11a Notch part 11b Trench part 12 N type semiconductor layer 13 Active layer 14 P type semiconductor layer 14a Ridge stripe part 15 1st insulating film 16 P side electrode 16A p side contact electrode 16B p side wiring electrode 17 n-side electrode 18 second insulating film 19 Au wire 20 low refractive index film 22 heat radiation electrode 24 pad electrode 30 heat radiation table 31 submount 32 stem 33 wiring electrode 34 gold wire 35 solder 42 heat radiation part 43 light absorption film 51 light emission region 52 Light receiving area

Claims (18)

III−Ｖ族窒化物半導体からなる基板と、
前記基板の主面上に形成されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体の上に形成され、前記半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料からなる第１の絶縁膜とを備えていることを特徴とする半導体装置。 A substrate made of a III-V nitride semiconductor;
A semiconductor laminate including an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer formed on the main surface of the substrate;
A semiconductor device comprising: a first insulating film formed on the semiconductor stacked body and made of a material having higher thermal conductivity than the semiconductor stacked body. 前記半導体積層体は、前記ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に形成された活性層を含み、
前記ｐ型半導体層は、前記活性層の上に形成され且つリッジストライプ部を有しており、
前記第１の絶縁膜は、少なくとも前記ｐ型半導体層におけるリッジストライプ部の両側方の領域を覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 The semiconductor stacked body includes an active layer formed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer,
The p-type semiconductor layer is formed on the active layer and has a ridge stripe portion;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film covers at least regions on both sides of the ridge stripe portion in the p-type semiconductor layer. 前記第１の絶縁膜と前記ｐ型半導体層との間に形成され、前記第１の絶縁膜よりも屈折率が低い低屈折率層をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。   The low refractive index layer formed between the first insulating film and the p-type semiconductor layer and having a refractive index lower than that of the first insulating film is further provided. Semiconductor device. 前記基板は、該基板の主面と反対側の面における前記リッジストライプ部と対応する位置に形成された凹部を有し、
前記凹部には、前記半導体積層体と比べて熱伝導率が高い材料が埋め込まれた放熱部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体装置。 The substrate has a recess formed at a position corresponding to the ridge stripe portion on the surface opposite to the main surface of the substrate;
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein a heat radiating portion in which a material having a higher thermal conductivity than that of the semiconductor stacked body is embedded is formed in the concave portion. 前記放熱部の上端部には、光を吸収する光吸収膜が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, wherein a light absorption film that absorbs light is formed on an upper end portion of the heat dissipation portion. 前記第１の絶縁膜の上に形成され且つ前記リッジストライプ部において前記ｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。   6. The device according to claim 2, further comprising a p-side electrode formed on the first insulating film and electrically connected to the p-type semiconductor layer in the ridge stripe portion. 2. A semiconductor device according to item 1. 前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部が延びる方向に沿って形成され且つ前記基板を露出する切り欠き部を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記半導体積層体における前記切り欠き部の側面及び前記基板における前記切り欠き部から露出する部分を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。 The semiconductor stacked body has a cutout portion that is formed along a direction in which the ridge stripe portion extends and exposes the substrate;
The said 1st insulating film is formed so that the part exposed from the said notch part in the said board | substrate and the said notch part in the said semiconductor laminated body may be covered. The semiconductor device according to any one of the above. 前記第１の絶縁膜は、前記ｐ型半導体層を覆うように形成され且つ前記リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有し、
前記第１の絶縁膜の上に形成され、前記リッジストライプ部における前記開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。 The first insulating film is formed so as to cover the p-type semiconductor layer and has an opening exposing an upper portion of the ridge stripe portion,
8. The p-side electrode according to claim 7, further comprising a p-side electrode formed on the first insulating film and electrically connected to a portion exposed from the opening in the ridge stripe portion. Semiconductor device. 前記ｐ側電極及び第１の絶縁膜を覆う金属膜からなる放熱用電極をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, further comprising a heat radiation electrode made of a metal film covering the p-side electrode and the first insulating film. 前記ｐ型半導体層を覆うように形成され、前記リッジストライプ部の上部を露出する開口部を有する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜の上に形成され、前記リッジストライプ部における前記開口部から露出する部分と電気的に接続されたｐ側電極とをさらに備え、
前記第１の絶縁膜は、前記ｐ側電極を覆うように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。 A second insulating film formed to cover the p-type semiconductor layer and having an opening that exposes an upper portion of the ridge stripe portion;
A p-side electrode formed on the second insulating film and electrically connected to a portion exposed from the opening in the ridge stripe portion;
The semiconductor device according to claim 7, wherein the first insulating film is formed so as to cover the p-side electrode. 前記第１の絶縁膜は、前記リッジストライプ部と前記切り欠き部との間の領域上に形成され、前記ｐ側電極を露出する配線用開口部を有し、
前記第１の絶縁膜の上における前記配線用開口部の周囲の領域を覆い且つ前記配線用開口部を埋めるように形成され、前記ｐ側電極と電気的に接続されたパッド電極をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。 The first insulating film is formed on a region between the ridge stripe portion and the cutout portion, and has a wiring opening that exposes the p-side electrode,
The semiconductor device further includes a pad electrode formed on the first insulating film so as to cover a region around the wiring opening and to fill the wiring opening, and is electrically connected to the p-side electrode. The semiconductor device according to claim 10. 前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部と前記切り欠き部との間に形成され、少なくとも前記ｎ型半導体層の一部を露出する第１のトレンチ部を有し、
前記第１の絶縁膜は前記第１のトレンチ部の側面及び底面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の半導体装置。 The semiconductor stacked body includes a first trench part that is formed between the ridge stripe part and the notch part and exposes at least a part of the n-type semiconductor layer,
The semiconductor device according to claim 7, wherein the first insulating film is formed so as to cover a side surface and a bottom surface of the first trench portion. 前記第１のトレンチ部は、前記リッジストライプ部と平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 12, wherein the first trench portion is formed to extend in parallel with the ridge stripe portion. 前記第１のトレンチ部は、前記リッジストライプ部に沿って延び且つ平面ジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 12, wherein the first trench portion extends along the ridge stripe portion and is formed in a planar zigzag shape. 前記半導体積層体は、レーザ光を出射する出射端面と前記出射端面と対向する端面である後端面とを有し、
前記第１のトレンチ部は、前記半導体積層体における前記出射端面側の領域及び後端面側の領域の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。 The semiconductor laminate has an emission end face that emits laser light and a rear end face that is an end face facing the emission end face,
The semiconductor device according to claim 12, wherein the first trench portion is formed in at least one of a region on the emission end face side and a region on the rear end face side in the semiconductor stacked body. 前記半導体積層体は、前記リッジストライプ部に対して前記第１のトレンチ部と反対側の領域に形成された第２のトレンチ部を有していることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の半導体装置。   16. The semiconductor stacked body according to claim 12, further comprising a second trench portion formed in a region opposite to the first trench portion with respect to the ridge stripe portion. 2. The semiconductor device according to claim 1. 前記半導体積層体における前記第１のトレンチ部と前記切り欠き部との間に形成された受光領域をさらに備えていることを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載の半導体装置。   17. The semiconductor device according to claim 12, further comprising a light receiving region formed between the first trench portion and the notch portion in the semiconductor stacked body. . 前記第１の絶縁膜は、ダイヤモンド膜であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film is a diamond film.
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