JPWO2020105411A1 - 発光デバイス及び発光装置 - Google Patents

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Abstract

本開示の一実施の形態の発光デバイスは、対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、基板の前記第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する半導体積層体と、基板とは反対側の半導体積層体の表面に設けられた第１の導電層と、基板の第２の面に設けられるとともに複数の発光領域のそれぞれにおいて半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた第２の導電層と、第１の導電層と第２の導電層とを電気的に接続する貫通配線とを備える。

Description

本開示は、発光デバイス及び発光装置に関する。
複数の発光領域を有する面発光半導体レーザの開発が進められている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。面発光半導体レーザは、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）である。
特開２０１７−１４７４６１号公報 特開２０１７−２１６２８５号公報
ところで、複数の発光領域を有する発光デバイスでは、複数の発光領域が均一な発光特性を有することが望まれる。
複数の発光領域間で均一な発光特性を得ることが可能な発光デバイス及び発光デバイスを用いた発光装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態における発光デバイスは、基板と、半導体積層体と、第１の導電層と、第２の導電層と、貫通配線とを備えたものである。基板は、対向する第１の面及び第２の面を有する。半導体積層体は、基板の第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する。第１の導電層は、基板とは反対側の半導体積層体の表面に設けられている。第２の導電層は、基板の第２の面に設けられるとともに複数の発光領域のそれぞれにおいて半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられている。貫通配線は、第１の導電層と第２の導電層とを電気的に接続するように設けられている。
本開示の一実施の形態における発光装置は、実装基板にフリップチップ実装された発光デバイスを備えたものであり、発光デバイスとして、上記本開示の一実施の形態の発光デバイスを有する。
本開示の一実施の形態における発光デバイス及び一実施の形態における発光装置では、基板の第２の面に第２の導電層が設けられており、第２の導電層は貫通配線を介して第１の導電層に接続されている。第２の導電層から、複数の発光領域のそれぞれにおいて半導体積層体に所定の電圧を印加する。
本開示の一実施の形態に係る半導体レーザの一構成例を表す断面模式図である。 図１に示した半導体レーザの一構成例を示す半導体積層体側から見た平面図である。 図１に示した半導体レーザの一構成例を示す基板側から見た平面図である。 図１に示した半導体レーザを実装基板に実装した発光装置の一構成例を示す模式断面図である。 図１に示した半導体レーザの製造方法を説明する断面模式図である。 図５Ａに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｂに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｃに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｄに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｅに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｆに続く一工程を表す断面模式図である。 図５Ｇに続く一工程を表す断面模式図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（基板の裏面に第２の導電層が設けられた例）
［構成例］
［半導体レーザの製造方法］
［動作］
［作用］
［効果］
＜１．実施の形態＞
［構成例］
図１は、本開示の一実施の形態に係る発光デバイス（半導体レーザ１）の一構成例を表すものである。半導体レーザ１は、複数のＶＣＳＥＬを集積したレーザアレイである。半導体レーザ１は、基板１０の第１の面１０Ａ上に、半導体積層体ＳＴを有している。基板１０は、本開示の「基板」の一具体例である。半導体積層体ＳＴは、本開示の「半導体積層体」の一具体例である。半導体積層体ＳＴは、基板１０の第１の面１０Ａ上に、バッファ層１１、第１の光反射層１２、活性層１３、電流狭窄層１６、及び第２の光反射層１４がこの順に積層されたものである。半導体積層体ＳＴには、第１の凹部形成領域Ｒ１５において、例えば、第２の光反射層１４から第１の光反射層１２の一部までをエッチングすることで第１の凹部１５が設けられている。第１の凹部１５の形成領域のうちの一部の領域において、半導体積層体ＳＴがエッチングされずに残されることにより、複数（図面上３つ）のメサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が設けられている。メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、例えば円柱状等の柱状の形状を有している。メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３には、電流狭窄層１６によって、柱状の形状の外周から所定の幅で電流狭窄領域１６Ｂが形成されている。柱状の形状の外周側からみて電流狭窄領域１６Ｂの内側の部分は、電流注入領域１６Ａである。各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の電流注入領域１６Ａは、レーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３（後述）の発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対応する。
半導体積層体ＳＴには、第１の凹部形成領域Ｒ１５の両側において、例えば、第２の光反射層１４からバッファ層１１の一部までをエッチングすることで２つの第２の凹部１７が形成されている。各第２の凹部１７の底面の一部の領域には、バッファ層１１及び基板１０に貫通開口部１８Ａが形成されている。半導体積層体ＳＴの表面のうちの、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における半導体積層体ＳＴの表面、第２の凹部１７の底面、及び貫通開口部１８Ａの内壁面を除いて、絶縁膜２２が形成されている。貫通開口部１８Ａの内側に貫通配線１９が形成されている。第２の凹部１７の底面に底面導電層２０が貫通配線１９に接続するように形成されている。貫通配線１９は、本開示の「貫通配線」の一具体例である。第２の凹部１７の底面から第２の凹部１７の側壁面及び半導体積層体ＳＴの表面にかけて電極パッド２３が底面導電層２０に接続するように形成されている。電極パッド２３は、本開示の「第１の導電層」の一具体例である。基板１０の第２の面１０Ｂには、ｎ電極２４が形成されている。ｎ電極２４は、本開示の「第２の導電層」の一具体例である。ｎ電極２４は、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれにおいて半導体積層体ＳＴに所定の電圧を印加可能に設けられている。ｎ電極２４には、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対応して開口部２４Ａがそれぞれ設けられており、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３で発せられたレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３（後述）を開口部２４Ａから外部に導くことができる。各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における半導体積層体ＳＴの表面に、ｐ電極２１が形成されている。
図２は、図１に示した半導体レーザ１の半導体積層体ＳＴ側から見た平面構成を表すものである。図２に示したＸ−Ｘ’線に沿った断面構成が図１に表されている。図２においては、絶縁膜２２の表示は省略している。半導体積層体ＳＴには、第１の凹部形成領域Ｒ１５において、複数（図面上６つ）のメサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を残すようにして、第１の凹部１５が設けられている。図１では、６つのメサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６のうちの３つのメサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を横切る断面が表されている。図２に示したように、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６において半導体積層体ＳＴの表面にｐ電極２１が形成されている。半導体積層体ＳＴには、第１の凹部形成領域Ｒ１５の両側において、複数（図面上２つ）の第２の凹部１７が形成されており、第２の凹部１７の底面の一部の領域に貫通開口部１８Ａが形成されている。貫通開口部１８Ａの内側に貫通配線１９が形成されている。第２の凹部１７の底面から第２の凹部１７の側壁面の及び半導体積層体ＳＴの表面にかけて電極パッド２３が形成されている。
図３は、図１に示した半導体レーザ１の基板１０側から見た平面構成を表すものである。図３に示したＸ−Ｘ’線に沿った断面構成が図１に表されている。基板１０の第２の面１０Ｂに、ｎ電極２４が形成されている。ｎ電極２４には、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６に対応してそれぞれ開口部２４Ａが設けられている。
図１〜図３に示した半導体レーザ１において、６つの発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６はそれぞれＶＣＳＥＬである。即ち、半導体レーザ１は６つのＶＣＳＥＬが集積したレーザアレイである。図１〜図３では６つのＶＣＳＥＬを集積した構成を示しているが、集積する数に制限はなく、例えば数１０〜数１０００個集積した構成とすることもできる。
基板１０は、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板により構成されている。基板１０は、発光デバイスの材料系や異種基板の接合プロセス等により、インジウムリン（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、または炭化シリコン（ＳｉＣ）等により構成される場合もある。
バッファ層１１は、例えばＧａＡｓ等から構成されている。バッファ層１１は、基板１０と第１の光反射層１２とを電気的に接続するコンタクト層として設けられている。
第１の光反射層１２は、バッファ層１１と活性層１３との間に配置されたＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層である。第１の光反射層１２は、活性層１３及び電流狭窄層１６を間にして第２の光反射層１４と対向している。第１の光反射層１２は、活性層１３で発生した光を第２の光反射層１４との間で共振させるようになっている。
第１の光反射層１２は、低屈折率層及び高屈折率層を交互に重ねた積層構造を有している。低屈折率層は、例えば光学膜厚がλ／４のｎ型のＡｌX1Ｇａ(1-X1)Ａｓ（０＜Ｘ１＜１）である。λは、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６から発せられるレーザ光の発振波長を表す。高屈折率層は、例えば光学膜厚がλ／４のｎ型のＡｌX2Ｇａ(1-X2)Ａｓ（０＜Ｘ２＜１）である。
活性層１３は、第１の光反射層１２及び第２の光反射層１４の間に設けられている。活性層１３は、例えばアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）系の半導体材料により構成されている。この活性層１３では、ｐ電極２１から電流注入領域１６Ａを介して注入された正孔（ホール）を受けて誘導放出光を発生するようになっている。活性層１３には、例えばアンドープのＡｌX3Ｇａ(1-X3)Ａｓ（０＜Ｘ３＜１）を用いることができる。活性層１３は、例えばＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとの多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造を有していてもよい。インジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）とＡｌＧａＡｓとの多重量子井戸構造により活性層１３を構成するようにしてもよい。
電流狭窄領域１６Ｂは、電流狭窄層１６において、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の柱状の形状の外周側から内側に所定の幅を有して環状に形成されている。柱状の形状の外周側からみて電流狭窄領域１６Ｂの内側の部分は、電流注入領域１６Ａである。電流狭窄領域１６Ｂは、例えば各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の柱状の形状の外周側から電流狭窄層１６に酸化処理を行うことによって形成できる。電流狭窄層１６は、例えばｐ型のＡｌX4Ｇａ(1-X4)Ａｓ（０．９＜Ｘ４＜１）により形成されている。電流狭窄領域１６Ｂは電流狭窄層１６が酸化されて形成され、例えば酸化アルミニウム（ＡｌＯX）を含んでいる。電流注入領域１６Ａは、電流狭窄領域１６Ｂの内側に
おいて酸化されなかった部分である。電流狭窄構造を設けることにより、ｐ電極２１から活性層１３に注入される電流の電流狭窄がなされ、電流注入効率が高められる。略円状の電流注入領域１６Ａの半径は、例えば、１μｍ〜２０μｍである。
第２の光反射層１４は、電流狭窄層１６と絶縁膜２２との間に配置されたＤＢＲ層である。第２の光反射層１４は、電流狭窄層１６及び活性層１３を間にして第１の光反射層１２と対向している。
第２の光反射層１４は、低屈折率層及び高屈折率層を交互に重ねた積層構造を有している。低屈折率層は、例えば光学膜厚がλ／４のｎ型のＡｌX5Ｇａ(1-X5)Ａｓ（０＜Ｘ５＜１）である。高屈折率層は、例えば光学膜厚がλ／４のｎ型のＡｌX6Ｇａ(1-X6)Ａｓ（０＜Ｘ６＜１）である。
絶縁膜２２は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の
絶縁体で形成されている。
貫通配線１９は、例えば金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属により形成されている。底面導電層２０は、例えば金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）／ニッケル／金等の金属の多層膜で形成されている。電極パッド２３は、例えばチタン（Ｔｉ）／金等の金属の多層膜で形成されている。
ｐ電極２１は、例えば、金、ゲルマニウム（Ｇｅ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル、チタン、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、及びインジウム（Ｉｎ）等の金属の単層膜あるいは多層膜により形成されている。例えば、チタン／白金／金の多層膜が用いられる。
ｎ電極２４は、例えばｐ電極２１と同様の金属の単層膜あるいは多層膜により形成されている。あるいは、ｎ電極２４は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide、スズドープ酸化インジウム）、酸化亜鉛、酸化スズ、及び酸化チタン等の透明電極により形成されていてもよい。ｎ電極２４は、熱伝導性も考慮して材料構成やパターン形成をすることが可能であり、基板１０の放熱性を高めることができる。
図４は、図１に示した半導体レーザを実装基板に実装した発光装置の一構成例を表すものである。発光装置３は、図１に示した半導体レーザ１が実装基板２にフリップチップ実装されて構成されている。フリップチップ実装とは、半導体レーザ１の電極パッド２３及びｐ電極２１の形成面が実装基板２に面するように実装されるものである。実装基板２は、例えば基板５０に第１電極５１及び第２電極５２を有する。第１電極５１は半導体レーザ１のｐ電極２１に、第２電極５２は半導体レーザ１の電極パッド２３に、それぞれ対応するパターンで設けられている。第１電極５１とｐ電極２１との接続、及び第２電極５２と電極パッド２３との接続は、例えばハンダによる接続や、異方性導電接着剤あるいは異方性導電シート等を用いて行うことができる。実装基板２には、半導体レーザ１への電源供給回路等の駆動回路が設けられていてもよい。その場合、駆動回路の端子そのものが、半導体レーザ１のｐ電極２１及び電極パッド２３に接続される構成であってもよい。
半導体レーザ１では、ｐ電極２１及び電極パッド２３に所定の電圧を印加すると、電極パッド２３は、底面導電層２０及び貫通配線１９を介してｎ電極２４に接続しているので、ｐ電極２１及びｎ電極２４から各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の半導体積層体ＳＴに電圧が印加される。これにより、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３において、ｎ電極２４から電子が注入され、ｐ電極２１からホールが注入される。電子及びホールが再結合して発生した光が、１対のＤＢＲ層（第１の光反射層１２及び第２の光反射層１４）間で共振して増幅され、開口部２４Ａを通って基板１０側からレーザ光ＬＴ１、ＬＴ２，ＬＴ３が出射される。図４では省略しているが、メサ領域Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６においても同様である。
ｎ電極２４が設けられておらず、基板１０を通して各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に電圧を印加しようとすると、基板１０の電気抵抗（基板１０を電流が流れる際の電圧降下）のために、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に印加される電圧にばらつきが生じる場合がある。ｎ電極２４からの距離が異なる発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３がある場合でも同様で、基板１０の電気抵抗（基板１０を電流が流れる際の電圧降下）のために、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に印加される電圧にばらつきが生じる場合がある。半導体レーザ１では、ｎ電極２４は発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれにおいて所定の電圧を印加可能に設けられている。これにより、半導体レーザ１では、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対するｎ電極２４からの電圧印加は、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の位置によらずに均一に行うことができる。
発光装置３を構成する半導体レーザ１では、ｐ電極２１は各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に個別に設けられ、個別に実装基板２の第１電極５１に接続されている。これにより、ｐ電極２１から発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３への電圧印加は、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３毎に選択して行うことこができる。即ち、複数の発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうちの選択された発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から個別にレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３を出射させるように駆動できる。
半導体レーザ１では、レーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は開口部２４Ａを通って出射される構成について説明しているが、本技術はこれに限らない。例えばｎ電極２４がＩＴＯ等の透明電極で形成されていてレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３に対して透過性を有する場合、ｎ電極２４によりレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３は遮光されないので開口部２４Ａは設けなくてもよい。また、レーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３の出射方向は、基板１０側でなくてもよい。半導体積層体ＳＴの側からレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３が出射される場合には、配線及び電極等の遮光性を有する部材がレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３の出射を妨げない位置に配置される。
半導体レーザ１では、電極パッド２３の数は、ｐ電極２１の数より少ない構成である。ｐ電極２１は、上記のように各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３にそれぞれ設けられているのでｐ電極２１の数は、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の数に対応する。電極パッド２３は、複数の発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する共通の電極であるｎ電極２４に接続するように設けられたものであり、半導体レーザ１では２つの電極パッド２３が設けられている。電極パッド２３は少なくとも１つあればよく、ｐ電極２１の数より少ない数で構成することができる。電極パッド２３の数は、少ないほど半導体レーザ１の構成が簡単となり、製造も容易となるので好ましい。
［半導体レーザの製造方法］
次に、図５Ａ〜図５Ｈを参照して、半導体レーザ１の製造方法について説明する。図５Ａ〜図５Ｈは、それぞれ、半導体レーザ１の製造方法における一工程を表すものである。
まず、図５Ａに示したように、基板１０に、バッファ層１１、第１の光反射層１２、活性層１３、電流狭窄層１６、及び第２の光反射層１４をこの順に積層し、半導体積層体ＳＴを形成する。半導体積層体ＳＴの形成は、例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法または有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法等の方法を用いたエピタキシャル結晶成長により行う。
次に、図５Ｂに示したように、半導体積層体ＳＴの上層に、フォトリソグラフィー工程により所定のパターンのレジスト膜（不図示）をパターン形成し、第２の光反射層１４から第１の光反射層１２の一部までをエッチング除去して第１の凹部１５を形成する。エッチングは、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）により行う。ここで、上記のレジスト膜は、メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を保護するパターンとなるように形成する。これにより、上記のエッチング処理ではメサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３において柱状の形状の半導体積層体ＳＴが残される。続いてレジスト膜を除去する。次に、水蒸気雰囲気中の高温処理を施すことで、メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における柱状の形状の外周から所定の幅で電流狭窄層１６を酸化し、電流狭窄領域１６Ｂを形成する。電流狭窄領域１６Ｂの内側の領域が電流注入領域１６Ａである。
続いて、図５Ｃに示したように、半導体積層体ＳＴの上層に、所定のパターンのレジスト膜（不図示）をパターン形成し、第２の光反射層１４からバッファ層１１の一部までをＲＩＥ等のエッチングにより除去して第２の凹部１７を形成する。次に、レジスト膜を除去する。
続いて、図５Ｄに示したように、半導体積層体ＳＴの上層に、所定のパターンのレジスト膜（不図示）をパターン形成し、第２の凹部１７の底部の一部において基板１０の一部までをＲＩＥ等のエッチングにより除去して貫通配線用凹部１８を形成する。次に、レジスト膜を除去する。
続いて、図５Ｅに示したように、例えば化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法あるいは原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により窒化シリコン等の絶縁膜２２を形成する。絶縁膜２２は、第１の凹部１５の内壁面及び第２の凹部１７の内壁面を被覆するように形成する。次に、半導体積層体ＳＴの上層に、所定のパターンのレジスト膜（不図示）をパターン形成し、ＲＩＥ等のエッチングを行い、半導体積層体ＳＴの表面のうちの、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における半導体積層体ＳＴの表面、第２の凹部１７の底面、及び貫通配線用凹部１８の内壁面における絶縁膜２２を除去する。次に、例えば電気メッキ処理等により、貫通配線用凹部１８の内部に金等を埋め込み、貫通配線１９を形成する。続いて、例えば金属蒸着法等により、第２の凹部１７の底部においてＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの金属の多層膜を成膜することで底面導電層２０を形成する。次に、例えばスパッタリング法等により、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における半導体積層体ＳＴの表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの金属の多層膜を成膜することでｐ電極２１を形成する。
続いて、図５Ｆに示したように、例えばスパッタリング法等により、第２の凹部１７の底面から第２の凹部１７の側壁面及び半導体積層体ＳＴの表面にかけてＴｉ／Ａｕの金属の多層膜を形成することで、底面導電層２０に接続するように電極パッド２３を形成する。
次に、図５Ｇに示したように、例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）処理により、貫通配線１９が露出するまで、基板１０の第２の面１０Ｂを研
磨する。
続いて、図５Ｈに示したように、例えば金属蒸着法等により、基板１０の第２の面１０ＢにＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの金属の多層膜を成膜することでｎ電極２４を形成する。ｎ電極２４には、各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３における発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対応する開口部２４Ａを設けて、半導体レーザ１を完成させる。
［動作］
続いて、本実施の形態の半導体レーザ１の動作について、図１を参照して説明する。半導体レーザ１では、ｐ電極２１及び電極パッド２３に所定の電圧を印加すると、ｐ電極２１及びｎ電極２４から各メサ領域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の半導体積層体ＳＴに電圧が印加される。これにより、各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３において、ｎ電極２４から電子が注入され、ｐ電極２１からホールが注入され、電子及びホールの再結合により光が発生する。光は１対のＤＢＲ層間で共振して増幅され、開口部２４Ａを通って基板１０側からレーザ光ＬＴ１、ＬＴ２，ＬＴ３が出射される。
［作用］
本実施の形態の半導体レーザ１では、基板１０の第２の面にｎ電極２４が発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれにおいて所定の電圧を印加可能に設けられている。ｎ電極２４は貫通配線１９を介して電極パッド２３が接続されており、基板１０の第２の面１０Ｂに設けられた電極パッド２３からｎ電極２４に電圧を印加できる。
［効果］
以上のように本実施の形態の半導体レーザ１では、基板１０の第２の面にｎ電極２４が発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれにおいて所定の電圧を印加可能に設けられている。ｎ電極２４に電圧を印加することで、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の位置によらずに均一に、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対して電圧印加を行うことができる。
半導体レーザ１は、基板１０の同じ面（第２の面１０Ｂ）にｐ電極２１及び電極パッド２３が設けられているので、フリップチップ実装が可能である。
半導体レーザ１では、ｐ電極２１が各発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に個別に設けられているので、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうちの選択された発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から個別にレーザ光ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３を出射させるように駆動できる。
半導体レーザ１では、ｎ電極２４は、熱伝導性も考慮して材料構成やパターン形成をすることが可能であり、基板１０の放熱性を高めることができる。
以上のことから、発光領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の間のレーザ光の発光特性を均一化することができる。
以上、実施の形態により説明したが、本技術は上記実施の形態には限定されず、種々の変形が可能である。
上記実施の形態では、６つのＶＣＳＥＬを有する半導体レーザについて説明したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば数１０〜数１０００個集積した半導体レーザにも適用できる。集積するレーザの数が多くなるほど各レーザの発光領域とｎ電極との間の距離にばらつきが生じる場合があるが、本技術によれば各レーザの発光領域に電圧差を小さく抑えて電圧を印加することができる。
本技術は半導体レーザを含む種々の電子機器に適用できる。例えば、スマートフォン等の携帯電子機器に備えられる光源や、形状や動作等を検知する各種センシング機器の光源等に適用できる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってよい。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、複数の発光領域の半導体積層体に対して均一な電圧が印加できるようになるため、複数の発光領域間で均一な発光特性を得ることが可能となる。
（１）対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、
前記基板の前記第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する半導体積層体と、
前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられた第１の導電層と、
前記基板の前記第２の面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する貫通配線と
を備える発光デバイス。
（２）前記半導体積層体は、第１の光反射層と、活性層と、第２の光反射層とが、前記基板側から順に積層されている
前記（１）に記載の発光デバイス。
（３）前記半導体積層体は、前記活性層と前記第２の光反射層との間に、電流注入領域を有する電流狭窄層をさらに有する
前記（２）に記載の発光デバイス。
（４）前記半導体積層体は、複数の前記発光領域をそれぞれ含む複数のメサ領域を有する
前記（１）〜（３）のいずれかに記載の発光デバイス。
（５）前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた複数の電極をさらに有する
前記（１）〜（４）のいずれかに記載の発光デバイス。
（６）前記第１の導電層の数は、前記電極の数より少ない
前記（５）に記載の発光デバイス。
（７）複数の前記発光領域は、前記基板側から前記レーザ光を出射する
前記（１）〜（６）のいずれかに記載の発光デバイス。
（８）前記第２の導電層は、複数の前記発光領域に対応して設けられるとともに前記レーザ光を外部に導く、複数の開口部を有する
前記（７）に記載の発光デバイス。
（９）前記第２の導電層は、前記レーザ光に対して透過性の導電層である
前記（７）に記載の発光デバイス。
（１０）前記第１の導電層が設けられた側から実装基板にフリップチップ実装された
前記（１）〜（９）のいずれかに記載の発光デバイス。
（１１）実装基板にフリップチップ実装された発光デバイスを備え、
前記発光デバイスは、
対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、
前記基板の前記第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する半導体積層体と、
前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられた第１の導電層と、
前記基板の前記第２の面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する貫通配線と
を有する発光装置。
本出願は、日本国特許庁において２０１８年１１月２０日に出願された日本特許出願番号２０１８−２１６９５８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (11)

  1. 対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、
    前記基板の前記第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する半導体積層体と、
    前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられた第１の導電層と、
    前記基板の前記第２の面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた第２の導電層と、
    前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する貫通配線と
    を備える発光デバイス。
  2. 前記半導体積層体は、第１の光反射層と、活性層と、第２の光反射層とが、前記基板側から順に積層されている
    請求項１に記載の発光デバイス。
  3. 前記半導体積層体は、前記活性層と前記第２の光反射層との間に、電流注入領域を有する電流狭窄層をさらに有する
    請求項２に記載の発光デバイス。
  4. 前記半導体積層体は、複数の前記発光領域をそれぞれ含む複数のメサ領域を有する
    請求項１に記載の発光デバイス。
  5. 前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた複数の電極をさらに有する
    請求項１に記載の発光デバイス。
  6. 前記第１の導電層の数は、前記電極の数より少ない
    請求項５に記載の発光デバイス。
  7. 複数の前記発光領域は、前記基板側から前記レーザ光を出射する
    請求項１に記載の発光デバイス。
  8. 前記第２の導電層は、複数の前記発光領域に対応して設けられるとともに前記レーザ光を外部に導く、複数の開口部を有する
    請求項７に記載の発光デバイス。
  9. 前記第２の導電層は、前記レーザ光に対して透過性の導電層である
    請求項７に記載の発光デバイス。
  10. 前記第１の導電層が設けられた側から実装基板にフリップチップ実装された
    請求項１に記載の発光デバイス。
  11. 実装基板にフリップチップ実装された発光デバイスを備え、
    前記発光デバイスは、
    対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、
    前記基板の前記第１の面に設けられるとともにレーザ光を出射可能な複数の発光領域を有する半導体積層体と、
    前記基板とは反対側の前記半導体積層体の表面に設けられた第１の導電層と、
    前記基板の前記第２の面に設けられるとともに複数の前記発光領域のそれぞれにおいて前記半導体積層体に所定の電圧を印加可能に設けられた第２の導電層と、
    前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する貫通配線と
    を有する発光装置。
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