CN101958508A - 半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法以及光装置 - Google Patents

半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法以及光装置 Download PDF

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Abstract

本发明的半导体激光器件具有:具有主面的支承部件;经第一接合层接合在主面上的第一半导体激光元件;经第二接合层与第一半导体激光元件相邻地接合在主面上的第二半导体激光元件。另外,第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点,从主面到第二半导体激光元件的第四表面的第一高度大于从主面到第一半导体激光元件的第二表面的第二高度。

Description

半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法以及光装置
相关申请的交叉引用
本专利申请所基于的在先申请JP2009-162133作为参考被包含在本文中,该在先申请是由Yasuyuki Bessho等在2009年7月8日提出的半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法及光拾取器以及光学装置。
技术领域
本发明涉及半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法及光装置,特别是涉及混合集成化了多个半导体激光元件的半导体激光器件、半导体激光器件的制造方法以及使用了该半导体激光器件的光装置。
背景技术
以前,在对CD(Compact Disc:光盘)、DVD(Digital Versatile Disc:数字多能光盘)和BD(Blu-ray Disc:蓝光光盘;注册商标)等光盘进行记录和再现信息的至少一种处理的光盘装置中,使用了半导体激光器件、透镜和分光镜(BS)等的光学部件、具有光检测器等的光拾取器。此外,作为能用一个光拾取器对所述多种光盘进行记录和再现的至少一种处理的可互换光拾取器用的半导体激光器件,已知有搭载了射出不同振荡波长的多个半导体激光元件的、混合集成化的半导体激光器件。这种半导体激光器件例如在日本特开2000-222766号公报和日本特开2000-268387号公报中已公开。
在所述日本特开2000-222766号公报中记载了一种在子固定件上相邻地搭载有高度不同的2个半导体激光元件的半导体激光器件。
此外,在所述日本特开2000-268387号公报中记载了一种分别使用具有不同熔点的焊锡,将2个半导体激光元件相邻地接合在基板上的半导体激光器件。在该以往半导体激光器件的制造方法中,首先,使用第一焊锡,将第一半导体激光元件接合在基板上。之后,使用熔点低于第一焊锡的熔点的第二焊锡,同时加热到低于第一焊锡的熔点且高于第二焊锡的熔点的温度,将第二半导体激光元件接合在基板上。
在此,在以往半导体激光器件的制造工艺中,通过使用筒夹等夹具,利用真空吸着等保持住半导体激光元件的上表面,同时在经由焊锡按压在基板上的状态下进行加热,来将各半导体激光元件接合在基板上。
但是,在所述以往的半导体激光器件的制造工艺中,若半导体激光元件小型化,则夹具的前端部的宽度就大于半导体激光元件的宽度,因此,在相邻地接合2个半导体激光元件的情况下,具有夹具的前端部容易接触到先已接合的半导体激光元件的问题。特别是在制造日本特开2000-222766号公报的半导体激光器件时,在将高度高的半导体激光元件接合在子固定件上之后,向子固定件上接合高度小的半导体激光元件的情况下,容易产生所述夹具的接触。其结果,在先已接合的半导体激光元件容易受损害的同时,具有在之后接合的半导体激光元件中容易产生接合不良的问题。此外,由于先已接合的半导体激光元件的焊锡因为后面的半导体激光元件的接合时的热处理而再熔融,因此,具有容易产生先接合的半导体激光元件的位置偏移的问题。
另外,在拉开距离地配置2个半导体激光元件,以使夹具不接触的情况下,由于2个半导体激光元件的激光的射出区域(发光点)分离,因此,在构成光拾取器时,还存在光学部件的小型化和对位等困难的问题。
发明内容
本发明的第一方面涉及的半导体激光器件具有:具有主面的支承部件;经第一接合层接合在主面上的第一半导体激光元件;经第二接合层接合在主面上的第二半导体激光元件,第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面,第二半导体激光元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面,第二半导体激光元件与第一半导体激光元件相邻配置,第一半导体激光元件的第一表面侧被接合在主面上,第二半导体激光元件的第三表面侧被接合在主面上,第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点,从主面到第四表面的第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。
在本发明的第一方面涉及的半导体激光器件中,由于如上所述地,距离支承部件的主面的第二半导体激光元件的高度(从主面到第四表面的第一高度)大于距离主面的第一半导体激光元件的高度(从主面到第二表面的第二高度),因此,即使在接合了第一半导体激光元件之后,也能够容易地接合第二半导体激光元件。例如,在使用夹具接合各半导体激光元件的情况下,能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到先已接合的第一半导体激光元件。从而,能够抑制第一半导体激光元件受损害,同时第二半导体激光元件也能够良好地接合在支承部件上,不容易产生接合不良。
另外,由于第二半导体激光元件的接合中使用的第二接合层的熔点低于第一半导体激光元件的接合中使用的第一接合层的熔点,因此,能够在比第一接合层的熔点低的温度下进行第二半导体激光元件的接合时的热处理。从而,例如,即使在先已接合了第一半导体激光元件的情况下,也能够抑制在第二半导体激光元件的接合时第一接合层再熔融,因此,能够抑制先已接合的第一半导体激光元件的位置偏移。根据这些结果,在本发明的第一方面中,能够得到可靠性高且成品率优良的半导体激光器件。
另外,由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半导体激光元件,因此,也能够使各个激光的射出区域(发光点)靠近。从而,在安装在光拾取器和光学装置等的光装置中时,能够容易地进行光学部件的小型化和对位等。
此外,由于第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的高度不同,因此,能够容易地进行第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的识别。例如,也能够容易地进行半导体激光器件的前后的识别。从而,能够不出错而容易地进行对光装置的安装和光装置内部的周边光学系统等的配置。
此外,由于形成在第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的下侧的第一接合层和第二接合层的熔点不同,因此,例如,即使在第一半导体激光元件先已被接合的情况下,也能够仅再熔融第二接合层而进行第二半导体激光元件的位置调整。该情况下,能够不过度地升高热处理温度而抑制第一接合层的再熔融,并且能够高精度地控制第一半导体激光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点的位置。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中,最好第一半导体激光元件在第二表面侧具有第一半导体基板的同时,在第一表面侧具有第一半导体元件层,第二半导体激光元件在第四表面侧具有第二半导体基板的同时,在第三表面侧具有第二半导体元件层。若这样地构成,第一半导体激光元件和第二半导体激光元件就分别相对于第一半导体基板和第二半导体基板被接合成形成有第一半导体元件层和第二半导体元件层的一侧靠近支承部件。即,第一半导体激光元件和第二半导体激光元件相对于支承部件以结向下进行安装,因此,能够从成为发热源的第一半导体元件层和第二半导体元件层向着支承部件高效地散热。其结果,能够提高第一半导体元件层和第二半导体元件层的温度特性和可靠性。
此外,通过控制第一半导体元件层和第二半导体元件层的厚度,能够容易地使距离支承部件的主面的第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的各发光点的高度相等。从而,在将该半导体激光器件使用在光装置等的光源中时,能够高精度地控制各发光点的位置。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中,最好第一接合层的厚度与第二接合层的厚度大致相等。若这样地构成,就能够根据各半导体激光元件的厚度容易地控制距离支承部件的主面的各半导体激光元件的高度。另外,能够容易地使从支承部件的主面到各半导体激光元件的发光点的高度一致。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中,最好支承部件是散热台座。若这样地构成,就能够经由散热台座即支承部件高效地散出第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的发热。特别是在将各半导体激光元件相对于支承部件以结向下进行安装的情况下,能够提高各半导体激光元件的温度特性和可靠性。
在所述第一方面涉及的半导体激光器件中,最好第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的间隔在与主面接合的一侧狭窄,随着远离主面而变宽。若这样地构成,就能够容易地使第一半导体激光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点靠近。
该情况下,最好第一半导体激光元件或第二半导体激光元件的至少某一个的截面形状是大致平行四边形。若这样地构成,就能够容易地得到第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的间隔在与主面接合的一侧狭窄,随着远离主面而变宽的半导体激光器件。
本发明的第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法具有:将第一半导体激光元件经第一接合层接合在支承部件的主面上的工序;和在接合第一半导体激光元件的工序之后,在主面上经第二接合层与第一半导体激光元件相邻地接合第二半导体激光元件的工序,第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面,第二半导体激光元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面,第一半导体激光元件的第一表面侧被接合在主面上,第二半导体激光元件的第三表面侧被接合在主面上,从主面到第四表面的第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。
在本发明的第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,由于如上所述地,距离支承部件的主面的第二半导体激光元件的高度(从主面到第四表面的第一高度)大于距离主面的第一半导体激光元件的高度(从主面到第二表面的第二高度),因此,即使在接合了第一半导体激光元件之后,也能够容易地接合第二半导体激光元件。例如,在使用夹具接合各半导体激光元件的情况下,能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到先已接合的第一半导体激光元件。从而,能够抑制第一半导体激光元件受损害,同时第二半导体激光元件也能够良好地接合在支承部件上,不容易产生接合不良。其结果,在本发明的第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,能够容易地制造可靠性高且成品率优良的半导体激光器件。
另外,由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半导体激光元件,因此,也能够使各个激光的射出区域(发光点)靠近。从而,能够容易地制造出能够在能容易地进行光学部件的小型化和对位等的小型的光拾取器和光学装置等的光装置中使用的半导体激光器件。
此外,由于第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的高度不同,因此,能够容易地进行第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的识别,并且例如也能够容易地进行半导体激光器件的前后的识别。从而,能够制造出能不出错而容易地进行对光装置等的安装和光装置内部的周边光学系统等的配置的半导体激光器件。
再有,在形成在第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的下侧的第一接合层和第二接合层的熔点不同的情况下,例如,即使在第一半导体激光元件先已被接合的情况下,也能够仅再熔融第二接合层而进行第二半导体激光元件的位置调整。该情况下,能够不过度地升高热处理温度而抑制第一接合层的再熔融,并且能够高精度地控制第一半导体激光元件的发光点与第二半导体激光元件的发光点的位置。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,最好第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点,并且接合第二半导体激光元件的工序具有在低于第一接合层的熔点且高于第二接合层的熔点的温度下进行的热处理。若这样地构成,由于能够在第二半导体激光元件的接合时抑制第一接合层再熔融,因此,能够抑制先已接合的第一半导体激光元件的位置偏移。其结果,能够进一步容易地制造可靠性高且成品率优良的半导体激光器件。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,最好在接合第一半导体激光元件的工序之前,进一步具有在主面上形成第一接合层的工序,包括将第一表面侧与第一接合层接合的工序。若这样地构成,第一半导体激光元件和第二半导体激光元件就分别相对于第一半导体基板和第二半导体基板被接合成形成有第一半导体元件层和第二半导体元件层的一侧靠近支承部件。即,第一半导体激光元件和第二半导体激光元件相对于支承部件以结向下进行安装,因此,能够从成为发热源的第一半导体元件层和第二半导体元件层向着支承部件高效地散热。其结果,能够提高第一半导体激光元件和第二半导体激光元件的温度特性和可靠性。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,最好在接合第二半导体激光元件的工序之前,进一步具有在第三表面上形成第二接合层的工序,接合第二半导体激光元件的工序包括在主面上接合第二接合层的工序。若这样地构成,由于第二接合层不需要形成在支承部件的主面上,因此,能够抑制在第一半导体激光元件的接合时的热处理时,第二接合层熔融而与第一接合层接触从而产生绝缘不良。此外,由于能够抑制第二半导体激光元件的接合前表面氧化,因此能够抑制第二半导体激光元件的接合不良。
在所述第二方面涉及的半导体激光器件的制造方法中,最好在接合第二半导体激光元件的工序之前,进一步具有在主面上载置由接合材料构成的小球的工序,接合第二半导体激光元件的工序包括将第二半导体激光元件按压在小球上的工序。若这样地构成,就不需要在接合第二半导体激光元件之前,将第二接合层形成在第二半导体激光元件上。从而能够简化制造工艺。
本发明的第三方面涉及的光装置具有半导体激光器件和对从半导体激光器件射出的激光进行调整的光学系统,半导体激光器件包括:具有主面的支承部件;经第一接合层接合在主面上的第一半导体激光元件;经第二接合层接合在主面上的第二半导体激光元件,第一半导体激光元件具有第一表面和第一表面的相反侧的第二表面,第二半导体激光元件具有第三表面和第三表面的相反侧的第四表面,第二半导体激光元件与第一半导体激光元件相邻配置,第一半导体激光元件的第一表面侧被接合在主面上,第二半导体激光元件的第三表面侧被接合在主面上,第二接合层的熔点低于第一接合层的熔点,从主面到第四表面的第一高度大于从主面到第二表面的第二高度。再有,本发明中的“光装置”是也包括向CD、DVD、BD等光盘进行记录和再现的光拾取器装置和光盘装置以及投影机和显示器等的显示装置的广义概念。
在本发明的第三方面涉及的光装置中,由于如上所述地,距离支承部件的主面的第二半导体激光元件的高度(从主面到第四表面的第一高度)大于距离主面的第一半导体激光元件的高度(从主面到第二表面的第二高度),因此,即使在接合了第一半导体激光元件之后,也能够容易地接合第二半导体激光元件。例如,在使用夹具接合各半导体激光元件的情况下,能够抑制第二半导体激光元件的接合时使用的夹具接触到先已接合的第一半导体激光元件。从而,能够抑制第一半导体激光元件受损害,同时第二半导体激光元件也能够良好地接合在支承部件上,不容易产生接合不良。
另外,由于第二半导体激光元件的接合中使用的第二接合层的熔点低于第一半导体激光元件的接合中使用的第一接合层的熔点,因此,能够在比第一接合层的熔点低的温度下进行第二半导体激光元件的接合时的热处理。从而,例如,即使在先已接合了第一半导体激光元件的情况下,也能够抑制在第二半导体激光元件的接合时第一接合层再熔融,因此,能够抑制先已接合的第一半导体激光元件的位置偏移。
根据这些结果,在能够提高所述半导体激光器件的可靠性的同时,能够以优良成品率得到所述半导体激光器件。另外,由于能够邻近地配置第一半导体激光元件和第二半导体激光元件,因此,也能够使各个激光的射出区域(发光点)靠近。从而,在构成光装置时,能够容易地进行光学部件等的小型化和对位等,因此,也能够容易地进行光装置的小型化和轻量化。其结果,在第三方面涉及的光装置中,在提高可靠性的同时,能够实现小型化和轻量化。
根据本发明,能够提供一种可靠性高且成品率优良的半导体激光器件及其制造方法,并且能够提供一种可靠性高且能小型化和轻量化的光装置。
附图说明
图1是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件时的剖视图。
图2是垂直于激光的射出方向切断了图1的蓝紫色半导体激光元件时的剖视图。
图3是垂直于激光的射出方向切断了图1的红色半导体激光元件时的剖视图。
图4是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。
图5是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。
图6是用于说明本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。
图7是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件时的剖视图。
图8是垂直于激光的射出方向切断了图7的红色/红外双波长半导体激光元件时的剖视图。
图9是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。
图10是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件的制造工艺的剖视图。
图11是垂直于激光的射出方向切断了本发明的第二实施方式的变形例涉及的半导体激光器件时的剖视图。
图12是本发明的第三实施方式涉及的光拾取器的结构图。
图13是图12的半导体激光器件的外观立体图。
图14是在卸下了图13的半导体激光器件的柱帽的状态下从激光的射出方向看时的正视图。
图15是本发明的第四实施方式涉及的光盘装置的结构图。
具体实施方式
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先,参照图1~图3,对本发明的第一实施方式涉及的半导体激光器件100的结构进行说明。
在半导体激光器件100中,在由AlN构成的子固定件1的上表面1a上,相邻地接合有蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20,配置成相互的激光平行射出。在此,子固定件1和子固定件1的上表面1a分别是本发明的“支承部件”和“支承部件的主面”的一例,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20分别是本发明的“第一半导体激光元件”和“第二半导体激光元件”的一例。此外,子固定件1是本发明的“散热台座”的一例。
在形成在子固定件1的上表面1a上的具有大约1μm厚度的连接电极2上,经由具有大约3μm厚度的接合层3,以结向下结构接合有蓝紫色半导体激光元件10。接合层3由具有大约280℃熔点的Au(80%)-Sn(20%)焊锡构成。此外,在形成在子固定件1的上表面1a上的具有大约1μm厚度的连接电极4上,经由具有与接合层3相同的大约3μm厚度的接合层5,以结向下结构接合有红色半导体激光元件20。接合层5由具有大约210℃熔点的Au(10%)-Sn(90%)焊锡构成。再有,接合层3和接合层5分别是本发明的“第一接合层”和“第二接合层”的一例。
如图2所示,在蓝紫色半导体激光元件10中,在n型GaN基板11的上表面上形成有依次层叠了n型AlGaN包覆层121、由InGaN/GaN构成的MQW活性层122、p型AlGaN包覆层123的GaN系半导体元件层12。再有,n型GaN基板11和GaN系半导体元件层12分别是本发明的“第一半导体基板”和“第一半导体元件层”的一例。在GaN系半导体元件层12的上表面形成有脊形部12a,除脊形部12a的上表面以外的部分被电流阻塞(ブロツク)层13覆盖。在电流阻塞层13上形成有p侧电极14,在从电流阻塞层13中露出的脊形部12a的上表面与GaN系半导体元件层12电连接。在此,p侧电极14由欧姆电极和填充电极构成,所述欧姆电极从包覆层123侧开始按照Pt层、Pd层和Pt层的顺序形成,所述填充(パツド)电极按照Ti层(厚度20nm)、Au层(厚度100nm)、Ti层(厚度:50nm)和Au层(厚度:3μm)的顺序形成在欧姆电极的上表面。再有,位于p侧电极14的最表面上的厚度3μm的Au层,在如后所述地与接合层3接合之后,成为与接合层3合金化一体的状态。此外,p侧电极14是本发明的“第一电极”的一例。此外,在n型GaN基板11的下表面上形成有n侧电极15。此外,蓝紫色半导体激光元件10的厚度(从蓝紫色半导体激光元件10的上表面10a(p侧电极14的上表面)到下表面10b(n侧电极15的下表面)的厚度:T1)是大约90μm。再有,上表面10a和下表面10b分别是本发明的“第一表面”和“第二表面”的一例。然后,在蓝紫色半导体激光元件10中,从脊形部12a下方的MQW活性层122的区域(发光点)射出具有大约405nm波长的蓝紫色的激光。
此外,如图1所示,蓝紫色半导体激光元件10以结向下结构接合在子固定件1上,形成有GaN系半导体元件层12的一侧(p侧电极14)与接合层3接合。此外,距离子固定件1的上表面1a的蓝紫色半导体激光元件10的高度(从子固定件1的上表面1a到蓝紫色半导体激光元件10的下表面10b(n侧电极15的下表面)的高度:H1)是大约94μm。再有,所述的距离子固定件1的上表面1a的蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)是本发明的“第二高度”的一例。
如图3所示,在红色半导体激光元件20中,在n型GaAs基板21的上表面上形成有依次层叠了n型AlGaInP包覆层221、由GaInP/AlGaInP构成的MQW活性层222、p型AlGaInP包覆层223的GaInP系半导体元件层22。再有,n型GaAs基板21和GaInP系半导体元件层22分别是本发明的“第二半导体基板”和“第二半导体元件层”的一例。在GaInP系半导体元件层22的上表面形成有脊形部22a,除脊形部22a的上表面以外的部分被电流阻塞层23覆盖。在电流阻塞层23上形成有p侧电极24,在从电流阻塞层23中露出的脊形部22a的上表面与GaInP系半导体元件层22电连接。在此,p侧电极24是本发明的“第二电极”的一例。此外,在n型GaAs基板21的下表面上形成有n侧电极25。此外,红色半导体激光元件20的厚度(从红色半导体激光元件20的上表面20a(p侧电极24的上表面)到下表面20b(n侧电极25的下表面)的厚度:T2)是大约110μm。再有,上表面20a和下表面20b分别是本发明的“第三表面”和“第四表面”的一例。然后,在红色半导体激光元件20中,从脊形部22a下方的MQW活性层222的区域(发光点)射出具有大约650nm波长的红色光的激光。
此外,如图1所示,红色半导体激光元件20以结向下结构接合在子固定件1上,形成有GaInP系半导体元件层22的一侧(p侧电极24)与接合层5接合。此外,距离子固定件1的上表面1a的红色半导体激光元件20的高度(从子固定件1的上表面1a到红色半导体激光元件20的下表面20b(n侧电极25的下表面)的高度:H2)是大约114μm。再有,所述的距离子固定件1的上表面1a的红色半导体激光元件20的高度(H2)是本发明的“第一高度”的一例。这样地构成了半导体激光器件100。
在该半导体激光器件100中,如上所述,由于距离子固定件1的上表面1a的红色半导体激光元件20的高度(H2)大于距离上表面1a的蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1),因此,即使在接合了蓝紫色半导体激光元件10之后,也能够容易地接合红色半导体激光元件20。例如,在使用筒夹接合各半导体激光元件的情况下,通过在使用筒夹接合了蓝紫色半导体激光元件10之后接合红色半导体激光元件20,能够抑制红色半导体激光元件20的接合时使用的筒夹接触到先已接合的蓝紫色半导体激光元件10。从而,在能够抑制蓝紫色半导体激光元件10受损害的同时,红色半导体激光元件20也能够良好地接合到子固定件1上,因此不容易产生接合不良。
另外,由于接合层5的熔点低于接合层3的熔点,因此,能够在低于接合层3的熔点的温度下进行红色半导体激光元件20的接合时的热处理。从而,即使在例如蓝紫色半导体激光元件10先已被接合的情况下,也能够抑制红色半导体激光元件20的接合时接合层3再熔融,因此,能够抑制先已接合的蓝紫色半导体激光元件10的位置偏移。根据这些结果,在所述第一实施方式中,能够得到可靠性高且成品率优良的半导体激光器件100。
另外,由于能够邻近地配置蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20,因此,也能够使各个激光的射出区域(发光点)靠近。从而,在安装到光拾取器等的光学装置等中时,能够容易地进行光学部件的小型化和对位等。
此外,由于蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的高度互不相同,因此,能够容易地进行蓝紫色半导体激光元件10与红色半导体激光元件20的识别,并且例如也能够容易地进行半导体激光器件100的前后的识别。从而,能够不出错而容易地进行对光拾取装置和光学装置的安装和周边光学系统等的配置,而能够容易地进行。此外,由于接合层3和接合层5的熔点不同,因此,例如,能够仅再熔融接合层5来进行红色半导体激光元件20的位置调整。从而,能够不过度地升高热处理温度而在所述情况下抑制接合层3的再熔融,并且能够高精度地控制蓝紫色半导体激光元件10的发光点与红色半导体激光元件20的发光点的位置。
此外,在该半导体激光器件100中,如上所述,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20分别相对于n型GaN基板11和n型GaAs基板21,被接合成形成有GaN系半导体元件层12和GaInP系半导体元件层22的一侧靠近子固定件1。即,蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20相对于子固定件1以结向下进行安装,因此,能够分别从成为发热源的GaN系半导体元件层12和GaInP系半导体元件层22向着子固定件1高效地散热。其结果,能够提高蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的温度特性和可靠性。
此外,通过控制GaN系半导体元件层12和GaInP系半导体元件层22的厚度,能够容易地使距离子固定件1的上表面1a的蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20的各发光点的高度相等。从而,在将该半导体激光器件100使用在光拾取器等的光学装置的光源中时,能够高精度地控制各发光点的位置。
此外,在该半导体激光器件100中,如上所述,红色半导体激光元件20的厚度(T2)大于蓝紫色半导体激光元件10的厚度(T1)。从而,能够容易地使红色半导体激光元件20的高度(H2)大于蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)。此外,在使连接电极2和连接电极4的厚度相等的同时,也使接合层3和接合层5的厚度相等,因此,能够分别利用蓝紫色半导体激光元件10的厚度(T1)和红色半导体激光元件20的厚度(T2)容易地控制蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)和红色半导体激光元件20的高度(H2)。
此外,在该半导体激光器件100中,如上所述,作为本发明的第一半导体激光元件和第二半导体激光元件,具有蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20,因此,能够射出不同波长的激光。从而,能够在与CD、DVD、BD等的多种光盘相对应的互换光拾取器中使用。再有,该半导体激光器件100能够使用在DVD和BD用的互换光拾取器中。
此外,在该半导体激光器件100中,如上所述,激光的波长短的蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)小于激光的波长长的红色半导体激光元件20的高度(H2)。即,使用了加工性不好的GaN基板11的蓝紫色半导体激光元件10比使用了GaAs基板21的红色半导体激光元件20薄,因此,能够容易地进行蓝紫色半导体激光元件10的芯片化。
下面,参照图1~图6,关于半导体激光器件100的制造工艺进行说明。
首先,如图4所示,在子固定件1的上表面1a上离开规定距离形成了连接电极2和连接电极4之后,在连接电极2上形成接合层3。接着,如图4所示,使用筒夹90吸住蓝紫色半导体激光元件10的下表面10b(相对于n型GaN基板11,形成有n侧电极15的一侧的面),同时,将上表面10a(相对于n型GaN基板11,形成有GaN系半导体元件层12和p侧电极14的一侧的面)朝向接合层3保持蓝紫色半导体激光元件10。然后,通过一边向接合层3按压p侧电极14,一边将子固定件1加热到接合层3的熔点以上的温度,来熔融接合层3。之后,冷却子固定件1,使接合层3凝固,从而将蓝紫色半导体激光元件10以结向下接合在子固定件1上。这时,位于p侧电极14的最表面上的厚度3μm的Au层与由Au(80%)-Sn(20%)焊锡构成的接合层3合金化,成为完全一体化的状态。
接着,如图3和图5所示,在红色半导体激光元件20的上表面20a(相对于n型GaAs基板21,形成有GaInP系半导体元件层22和p侧电极24的一侧的面)上形成了接合层5之后,使用筒夹90吸住红色半导体激光元件20的下表面20b(相对于n型GaAs基板21,形成有n型电极25的一侧的面),同时,将上表面侧朝向连接电极4保持红色半导体激光元件20。
接着,如图6所示,一边将接合层5按压在连接电极4上,一边将子固定件1加热到低于接合层3的熔点且高于接合层5的熔点的温度,来熔融接合层5。之后,冷却子固定件1,使接合层5凝固,从而将红色半导体激光元件20以结向下接合在子固定件1上。这样就制造出半导体激光器件100。
此外,在该半导体激光器件100的制造方法中,如上所述,红色半导体激光元件20的接合中使用的接合层5的熔点低于蓝紫色半导体激光元件10的接合中使用的接合层3的熔点,在低于接合层3的熔点的温度下进行接合红色半导体激光元件20时的热处理。从而,能够在红色半导体激光元件20的接合时抑制接合层3再熔融,因此,能够抑制先已接合的蓝紫色半导体激光元件10的位置偏移。其结果,能够进一步容易地制造可靠性高且成品率优良的半导体激光器件100。
此外,在该半导体激光器件100的制造方法中,如上所述,在接合红色半导体激光元件20的工序之前,进一步具有在红色半导体激光元件20的上表面20a上形成接合层5的工序,将红色半导体激光元件20接合在子固定件1上的工序包括将接合层5接合在子固定件1上的工序。从而,由于不需要将接合层5形成在子固定件1的上表面1a上,因此,在蓝紫色半导体激光元件10的接合时的热处理时,能够抑制接合层5熔融后与接合层3接触而产生绝缘不良。此外,由于能够抑制红色半导体激光元件20的接合前表面氧化,因此,能够抑制红色半导体激光元件20的接合不良。
此外,在该半导体激光器件100的制造方法中,如上所述,先接合蓝紫色半导体激光元件10,后接合红色半导体激光元件20。从而,能够降低从GaN系半导体对由热稳定性相对低的GaInP系半导体构成的红色半导体激光元件20给予的热处理的温度,因此,能够抑制对红色半导体激光元件20给予的热损害。其结果,能够提高该半导体激光器件100的可靠性。
此外,在该半导体激光器件100的制造方法中,如上所述,在p侧电极14的最表面上形成厚度3μm的Au层。从而,Au层与由Au(80%)-Sn(20%)焊锡构成的接合层3合金化,成为完全一体化的状态,因此,能够将蓝紫色半导体激光元件10经由接合层3牢固地接合在子固定件1上。
(第二实施方式)
下面,参照图7和图8,关于通过取代所述第一实施方式中的红色半导体激光元件,使用红色/红外双波长半导体激光元件来构成三波长半导体激光元件的情况进行说明。再有,对于与所述第一实施方式相同的结构,标记相同符号并省略说明。
在本发明的第二实施方式涉及的半导体激光器件200中,如图7所示,在子固定件1的上表面1a上相邻地接合有蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30,配置成相互的激光平行射出。在此,红色/红外双波长半导体激光元件30是本发明的“第二半导体激光元件”的一例。此外,红色/红外双波长半导体激光元件30经由具有大约3μm厚度的接合层7和接合层9,以结向下结构接合在形成在子固定件1的上表面1a上的具有大约1μm厚度的连接电极6和连接电极8上。接合层7和接合层9分别由具有大约210℃熔点的Au(10%)-Sn(90%)焊锡构成,分别是本发明的“第二接合层”的一例。
如图8所示,红色/红外双波长半导体激光元件30具有大致平行四边形的截面形状,在n型GaAs基板31的上表面上具有红色半导体激光元件结构30R和红外半导体激光元件结构30IR。
在n型GaAs基板31的上表面上的规定区域(沿着n型GaAs基板31的上表面与侧面所构成的角(θ)成为锐角的一侧侧面的区域)中形成有依次层叠了n型AlGaInP包覆层321、由GaInP/AlGaInP构成的MQW活性层322、p型AlGaInP包覆层323的GaInP系半导体元件层32。再有,n型GaAs基板31和GaInP系半导体元件层32分别是本发明的“第二半导体基板”和“第二半导体元件层”的一例。在GaInP系半导体元件层32的上表面形成有脊形部32a,除脊形部32a的上表面以外的部分被电流阻塞层34覆盖。在电流阻塞层34上形成有p侧电极36,在从电流阻塞层34中露出的脊形部32a的上表面与GaInP系半导体元件层32电连接。再有,p侧电极36是本发明的“第二电极”的一例。这样地在形成有GaInP系半导体元件层32的区域中形成了红色半导体激光元件结构30R。然后,在红色半导体激光元件结构30R中,从脊形部32a下方的MQW活性层322的区域(发光点)射出具有大约650nm波长的红色光的激光。
此外,在n型GaAs基板31的上表面上的未形成GaInP系半导体元件层32的区域(沿着n型GaAs基板31的上表面与侧面所构成的角(180°-θ)成为钝角的一侧侧面的区域)中形成有依次层叠了n型AlGaAs包覆层331、由AlGaAs构成的MQW活性层332、p型AlGaAs包覆层333的GaAs系半导体元件层33。再有,GaAs系半导体元件层33是本发明的“第二半导体元件层”的一例。在GaAs系半导体元件层33的上表面形成有脊形部33a,除脊形部33a的上表面以外的部分被电流阻塞层37覆盖。在电流阻塞层37上形成有p侧电极38,在从电流阻塞层38中露出的脊形部33a的上表面与GaAs系半导体元件层33电连接。再有,p侧电极38是本发明的“第二电极”的一例。这样地在形成有GaAs系半导体元件层33的区域中形成了红外半导体激光元件结构30IR。然后,在红外半导体激光元件结构30IR中,从脊形部33a下方的MQW活性层332的区域(发光点)射出具有大约780nm波长的红外光的激光。
在n型GaAs基板31的下表面上形成有n侧电极39。此外,红色/红外双波长半导体激光元件30的厚度(从红色/红外双波长半导体激光元件30的上表面30a(p侧电极36和p侧电极38的上表面)到下表面30b(n侧电极39的下表面)的厚度:T3)与从p侧电极36和p侧电极38的上表面到n侧电极39的下表面的厚度都相等,大约是110μm。再有,上表面30a和下表面30b分别是本发明的“第三表面”和“第四表面”的一例。
此外,如图7所示,将红色/红外双波长半导体激光元件30以结向下结构接合在子固定件1上,使得红色半导体激光元件结构30R侧与蓝紫色半导体激光元件10相邻。即,红色半导体激光元件结构30R的p侧电极36与连接电极6上的接合层7接合,红外半导体激光元件结构30IR的p侧电极38与连接电极8上的接合层9接合。此外,距离子固定件1的上表面1a的红色/红外双波长半导体激光元件30的高度(从子固定件1的上表面1a到红色/红外双波长半导体激光元件30的下表面30b(n侧电极39的下表面)的高度:H3)是大约114μm。再有,所述的距离子固定件1的上表面1a的红色/红外双波长半导体激光元件30的高度(H3)是本发明的“第一高度”的一例。此外,由于红色/红外双波长半导体激光元件30的截面形状如上所述地是大致平行四边形,因此,蓝紫色半导体激光元件10与红色/红外双波长半导体激光元件30的间隔在靠近子固定件1的上表面1a的一侧狭窄,随着远离子固定件1而变宽。再有,半导体激光器件200的所述以外的结构与所述半导体激光器件100的结构相同。
在该半导体激光器件200中,如上所述,红色/红外双波长半导体激光元件30被集成为单片,因此,能够容易地得到射出3个波长的激光的半导体激光器件。从而,该半导体激光器件200能够使用在CD、DVD、BD用的互换光拾取器中。
此外,在该半导体激光器件200中,如上所述,在红色/红外双波长半导体激光元件30中,红色半导体激光元件结构30R和红外半导体激光元件结构30IR的厚度(T3)相等,因此,能够容易地进行向子固定件1上的接合。
此外,在该半导体激光器件200中,如上所述,接合层7和接合层9由熔点相等的相同焊锡构成,并且各自的厚度也相等,因此,能够容易地用一个工序将红色/红外双波长半导体激光元件30接合在子固定件1上。
此外,在该半导体激光器件200中,如上所述,红色/红外双波长半导体激光元件30的截面形状是大致平行四边形,与蓝紫色半导体激光元件10的间隔在靠近子固定件1的上表面1a的一侧狭窄,随着远离子固定件1而变宽。从而,能够容易地使蓝紫色半导体激光元件10的发光点与红色/红外双波长半导体激光元件30的发光点(红色半导体激光元件结构30R的发光点)靠近。
该半导体激光器件200的其他效果与所述半导体激光器件100的效果相同。
下面,参照图7~图10,关于半导体激光器件200的制造工艺进行说明。
首先,如图9所示,在子固定件1的上表面1a上离开规定距离形成了连接电极2、连接电极6和连接电极8之后,利用与第一实施方式同样的工艺,在子固定件1上的连接电极2上,经由接合层3,以结向下接合蓝紫色半导体激光元件10。接着,在连接电极6和连接电极8上载置由构成接合层7和接合层9的Au(10%)-Sn(90%)焊锡构成的焊锡小球17和19。再有,焊锡小球17和19是本发明的“由接合材料构成的小球”的一例。此外,在吸住红色/红外双波长半导体激光元件30的下表面30b(相对于n型GaAs基板31,形成有n侧电极39的一侧的面)的同时,将上表面30a(相对于n型GaAs基板31,形成有GaInP系半导体元件层32、GaAs系半导体元件层33、p侧电极36和p侧电极38的一侧的面)朝向子固定件1侧保持红色/红外双波长半导体激光元件30。在此,红色/红外双波长半导体激光元件30被保持成,与蓝紫色半导体激光元件10相邻的侧面与蓝紫色半导体激光元件10的间隔在靠近子固定件1的上表面1a的一侧狭窄,随着远离子固定件1而变宽,红色半导体激光元件结构30R与蓝紫色半导体激光元件10相邻。
接着,如图10所示,一边将p侧电极36按压在连接电极6上的焊锡小球17,将p侧电极38按压在连接电极8上的焊锡小球19上,一边将子固定件1加热到低于接合层3的熔点且高于接合层7和接合层9的熔点的温度之后进行冷却。从而,焊锡小球17和19通过在p侧电极36和p侧电极38与连接电极6和连接电极8之间熔融并凝固而分别变为接合层7和接合层9。此外,利用接合层7和接合层9,将红色/红外双波长半导体激光元件30以结向下接合在子固定件1上。这样就制造出半导体激光器件200。
此外,在该半导体激光器件200的制造方法中,如上所述地在连接电极6和连接电极8上载置焊锡小球17和19,因此,不需要在红色/红外双波长半导体激光元件30的接合之前,将接合层7和接合层9形成在p侧电极36和p侧电极38上或者连接电极6和连接电极8上。从而能够简化制造工艺。
此外,在该半导体激光器件200的制造方法中,如上所述,将红色/红外双波长半导体激光元件30在与蓝紫色半导体激光元件10相邻的侧面与蓝紫色半导体激光元件10的间隔在接近子固定件1的上表面1a的一侧狭窄,随着远离子固定件1而变宽地保持的状态下接合在子固定件1上。从而,能够容易地使蓝紫色半导体激光元件10的发光点与红色/红外双波长半导体激光元件30的发光点(红色半导体激光元件结构30R的发光点)靠近。
该半导体激光器件200的制造方法的其他效果与所述半导体激光器件100的制造方法的效果相同。
(第二实施方式的变形例)
下面,参照图11,关于第二实施方式的变形例进行说明。在该第二实施方式的变形例涉及的半导体激光器件200a中与所述第二实施方式不同,蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)大于红色/红外双波长半导体激光元件30的高度(H3)。再有,在本实施方式中,蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30分别是本发明的“第二半导体激光元件”和“第一半导体激光元件”的一例。此外,高度(H1)和高度(H3)分别是本发明的“第一高度”和“第二高度”的一例。此外,蓝紫色半导体激光元件10的上表面10a和下表面10b分别是本发明的“第三表面”和“第四表面”的一例。此外,红色/红外双波长半导体激光元件30的上表面30a和下表面30b分别是本发明的“第一表面”和“第二表面”的一例。此外,n型GaN基板11和n型GaAs基板31分别是本发明的“第二半导体基板”和“第一半导体基板”的一例。此外,GaN系半导体元件层12是本发明的“第二半导体基板”的一例。此外,GaInP系半导体元件层32和GaAs系半导体元件层33是本发明的“第一半导体元件层”的一例。
此外,对蓝紫色半导体激光元件10和连接电极2进行接合的接合层3由Au(10%)-Sn(90%)焊锡构成。此外,对红色/红外双波长半导体激光元件30与连接电极6和连接电极8进行接合的接合层7和9由Au(80%)-Sn(20%)焊锡构成。再有,接合层3是本发明的“第二接合层”的一例,接合层7和9是本发明的“第一接合层”的一例。
再有,半导体激光器件200a的所述以外的结构与半导体激光器件200的结构相同,标记相同符号并省略说明。
在该半导体激光器件200a中,如上所述,红色/红外双波长半导体激光元件30的高度(H3)小于蓝紫色半导体激光元件10的高度(H1)。从而,能够容易地进行红色/红外双波长半导体激光元件30的芯片化。此外,由于能够增大蓝紫色半导体激光元件10的厚度,因此,能够在制造蓝紫色半导体激光元件10的晶片工艺时难以发生破裂。再有,半导体激光器件200a的其他效果与半导体激光器件200的效果相同。
此外,在半导体激光器件200a的制造工艺中,使蓝紫色半导体激光元件10与红色/红外双波长半导体激光元件30的接合的顺序与半导体激光器件200相反。在此,在接合红色/红外双波长半导体激光元件30之前,由与第一实施方式的接合层3同样的工艺形成接合层7和9。此外,在蓝紫色半导体激光元件10的接合前,由与第一实施方式的接合层5同样的工艺,将接合层3形成在蓝紫色半导体激光元件10的上表面10a上。再有,其他的半导体激光器件200a的制造方法与半导体激光器件200的制造方法相同。此外,半导体激光器件200a的制造方法的其他效果与半导体激光器件200的制造方法的效果相同。
(第三实施方式)
下面,参照图12~图14,关于本发明的第三实施方式涉及的光拾取器1000进行说明。再有,光拾取器1000是本发明的“光装置”的一例。
如图12所示,第三实施方式涉及的光拾取器1000具有:射出蓝紫色、红色和红外的3个波长的激光的半导体激光器件300;对从半导体激光器件300射出的激光进行调整的光学系统400;接受激光的光检测部410。
半导体激光器件300如图13和图14所示,具有由导电性材料构成的底座301、配置在底座301的正面的柱帽302、安装在底座301的后面的导线303、304、305和306。在底座301的正面,与底座301一体地形成有头部301a。在头部301a的上表面配置有所述半导体激光器件200,利用由焊锡构成的接合层310固定着半导体激光器件200的子固定件1和头部301a。此外,在柱帽302的正面安装有透射从半导体激光器件200射出的激光的光学窗302a,利用柱帽302封闭内部的半导体激光器件200。
导线303~305贯通底座301,并且经由绝缘部件(未图示)相互电气性绝缘地固定。此外,导线303~305分别经由金属丝(未图示)与形成在半导体激光器件200的子固定件1上的连接电极2、连接电极6和连接电极8电连接。导线306与底座301一体地形成。蓝紫色半导体激光元件10的n侧电极15和红色/红外双波长半导体激光元件30的n侧电极39分别经由金属丝(未图示)电连接到头部301a的上表面上。从而,导线306与n侧电极15和n侧电极39电连接,实现了蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30的共阴极的结线。
如图12所示,光学系统400具有偏振光分光镜(以下略记作偏振光BS)401、准直透镜402、光束扩展器403、λ/4板404、物镜405、圆柱透镜406和光轴校正元件407。
偏振光BS401在全透射从半导体激光器件300射出的激光的同时,全反射从光盘DI反馈的激光。准直透镜402将透射了偏振光BS401的激光变换成平行光。光束扩展器403由凹透镜、凸透镜和调节器(未图示)构成。通过调节器按照后述的来自伺服电路的伺服信号使凹透镜和凸透镜的距离进行变化,来校正从半导体激光器件300射出的激光的波阵面状态。
λ/4板404将已由准直透镜402变换成大致平行光的直线偏振光的激光变换成圆偏振光。此外,λ/4板404将从光盘DI反馈的圆偏振光的激光变换成直线偏振光。该情况下的直线偏振光的偏振光方向与从半导体激光器件300射出的激光的直线偏振光的偏振光方向正交。从而,从光盘DI反馈的激光被偏振光BS401大致全反射。物镜405将透射了λ/4板404的光会聚在光盘DI的表面(记录层)上。再有,物镜405能利用物镜调节器(未图示),按照后述的来自伺服电路的伺服信号(跟踪伺服信号、聚焦伺服信号和倾斜伺服信号)向聚焦方向、跟踪方向和倾斜方向移动。
此外,沿着被偏振光BS401全反射的激光的光轴配置有圆柱透镜406、光轴校正元件407和光检测部410。圆柱透镜406对入射的激光给予象散性作用。光轴校正元件407由衍射光栅构成,配置成透射了圆柱透镜406的蓝紫色、红色和红外的各激光的0次衍射光的光点在后述的光检测部410的检测区域上一致。
光检测部410输出基于接收到的激光的强度分布的信号。在此,光检测部410具有规定图案的检测区域,能和再现信号一同得到聚焦误差信号、跟踪误差信号和倾斜误差信号。这样就构成了光拾取器1000。
在该光拾取器1000中,半导体激光器件300通过向导线306与导线303~305之间分别独立地施加电压而能够从蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30独立地射出蓝紫色、红色和红外的激光。从半导体激光器件300射出的激光如上所述地被偏振光BS401、准直透镜402、光束扩展器403、λ/4板404、物镜405、圆柱透镜406和光轴校正元件407调整后,照射到光检测部410的检测区域上。
在此,在再现光盘DI中所记录的信息的情况下,一边将从蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30射出的激光功率控制为一定,一边向光盘DI的记录层照射激光,能够得到从光检测部410输出的再现信号。此外,根据同时输出的聚焦误差信号、跟踪误差信号和倾斜误差信号,能够分别反馈控制光束扩展器403的调节器和驱动物镜405的物镜调节器。
此外,在光盘DI中记录信息的情况下,根据要记录的信息,一边控制从蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30射出的激光功率,一边向光盘DI照射激光。从而能够在光盘DI的记录层中记录信息。此外,与所述同样,根据从光检测部410输出的聚焦误差信号、跟踪误差信号和倾斜误差信号,能够分别反馈控制光束扩展器403的调节器和驱动物镜405的物镜调节器。
这样就能够使用光拾取器1000进行对光盘DI的记录和再现。
在光拾取器1000中,由于在半导体激光器件300内安装有所述半导体激光器件200,因此,能够提高半导体激光器件300的可靠性,并且能够邻近地配置蓝紫色半导体激光元件10和红色/红外双波长半导体激光元件30。从而,各自的激光的射出区域(发光点)也能够靠近,因此,能够容易地进行光学系统400和光检测部410的小型化和对位等。其结果,在本实施方式中,能够容易地得到可靠性高且能小型化和轻量化的光拾取器1000。该光拾取器1000的其他效果与半导体激光器件200的效果相同。
(第四实施方式)
下面,参照图15,关于本发明的第四实施方式涉及的光盘装置2000进行说明。再有,光盘装置2000是本发明的“光装置”的一例。
如图15所示,该光盘装置2000具有所述光拾取器1000、控制器1001、激光驱动电路1002、信号生成电路1003、伺服电路1004和盘驱动电动机1005。
向控制器1001输入根据光盘DI中要记录的信息所生成的记录数据S1。此外,控制器1001按照记录数据S1和后述的来自信号生成电路1003的信号S5,向激光驱动电路1002输出信号S2,同时向伺服电路1004输出信号S7。此外,控制器1001如后所述地以信号S5为基础输出再现数据S10。激光驱动电路1002按照所述信号S2,输出对从光拾取器1000内的半导体激光器件300射出的激光功率进行控制的信号S3。即,半导体激光器件300被控制器1001和激光驱动电路1002驱动。
在光拾取器1000中,将按照所述信号S3控制的激光照射到光盘DI上。此外,从光拾取器1000内的光检测部410向信号生成电路1003输出信号S4。此外,根据后述的来自伺服电路1004的伺服信号S8控制光拾取器1000内的光学系统400(光束扩展器403的调节器和驱动物镜405的物镜调节器)。信号生成电路1003放大并运算处理从光拾取器1000输出的信号S4,向控制器1001输出包含再现信号的第一输出信号S5,同时,向伺服电路1004输出进行所述光拾取器1000的反馈控制和后述的光盘DI的旋转控制的第二输出信号S6。
伺服电路1004按照来自信号生成电路1003和控制器1001的控制信号S6和S7,输出控制光拾取器1000内的光学系统400的伺服信号S8和控制盘驱动电动机1005的电动机伺服信号S9。此外,盘驱动电动机1005按照电动机伺服信号S9控制光盘DI的旋转速度。
在此,在对光盘DI中所记录的信息进行再现的情况下,首先,利用在此省略说明的识别光盘DI的种类(CD、DVD、BD等)的单元,选择应该照射的波长的激光。接着,从控制器1001向激光驱动电路1002输出信号S2,使得应该从光拾取器1000内的半导体激光器件300射出的波长的激光强度一定。另外,如第三实施方式中说明地,通过光拾取器1000的半导体激光器件300、光学系统400和光检测部410发挥作用,从光检测部410向信号生成电路1003输出包含再现信号的信号S4,信号生成电路1003向控制器1001输出包含再现信号的信号S5。控制器1001通过处理信号S5而抽取光盘DI中所记录的再现信号,并作为再现数据S10进行输出。可以使用该再现数据S10,将例如光盘DI中记录的影像和声音等的信息输出到监视器和扬声器等中。此外,也以来自光检测部410的信号S4为基础进行各部分的反馈控制。
此外,在光盘DI中记录信息的情况下,首先,利用与所述同样的识别光盘DI的种类(CD、DVD、BD等)的单元选择应该照射的波长的激光。接着,按照与记录的信息相应的记录数据S1,从控制器1001向激光驱动电路1002输出信号S2。另外,如第三实施方式中说明地,通过光拾取器1000的半导体激光器件300、光学系统400和光检测部410发挥作用,在光盘DI中记录信息,同时也以来自光检测部410的信号S4为基础进行各部分的反馈控制。
这样就能够使用光盘装置2000进行对光盘DI的记录和再现。
在光盘装置2000中,由于在光拾取器1000内的半导体激光器件300内安装有所述半导体激光器件200,因此,能够容易地使可靠性高的光拾取器1000小型化和轻量化。从而,在本实施方式中,能够容易地得到可靠性高且能小型化和轻量化的光盘装置2000。该光盘装置2000的其他效果与所述光拾取器1000的效果相同。
再有,本次公开的实施方式的全部方式点只是例示,不是加以限制。本发明的范围不是所述实施方式的说明,由权利要求的范围加以示出,另外也包括与权利要求的范围一致的意思和范围内的全部变更。
例如,在第一实施方式和第二实施方式中,红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30比蓝紫色半导体激光元件10的距离子固定件1的上表面1a的高度大,但本发明不限于此,也可以蓝紫色半导体激光元件10比红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30的距离子固定件1的上表面1a的高度大。
再有,构成蓝紫色半导体激光元件10的GaN系半导体由比构成红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30的GaInP系半导体或GaAs系半导体硬的材料构成。因此,为了容易地进行用于形成共振器端面的劈开工序,最好使蓝紫色半导体激光元件10的n型GaN基板11比红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30的n型GaAs基板21、31的厚度薄。该情况下,由于蓝紫色半导体激光元件10的厚度变得比红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30的厚度小,因此,最好使红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30比蓝紫色半导体激光元件10的距离子固定件1的上表面1a的高度大。
此外,在所述第一和第二实施方式中示出了将各半导体激光元件以结向下结构接合在子固定件1上的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以是各半导体激光元件的n侧电极侧接合在子固定件1上的结向上结构。或者,也可以是一方是结向下结构,另一方是结向上结构。
此外,在所述第二实施方式和其变形例中,红色/红外双波长半导体激光元件30被形成为单片,但本发明不限于此。例如,也可以将红色半导体激光元件和红外半导体激光元件一个个地接合在子固定件1上,即,该情况下,将包含蓝紫色半导体激光元件10在内的3个半导体激光元件相邻地接合在子固定件1上。再有,该情况下,被接合的半导体激光元件最好按照厚度由小到大的顺序进行接合。
此外,在所述第一和第二实施方式中,使用了蓝紫色半导体激光元件10和红色半导体激光元件20或红色/红外双波长半导体激光元件30,但本发明不限于此。即,可以使用射出其他振荡波长的激光的半导体激光元件。此外,也可以由GaN系半导体、GaInP系半导体和GaAs系半导体以外的半导体材料构成。另外,也可以射出相同波长的激光的2个半导体激光元件相邻地接合。
此外,在所述第三和第四实施方式中使用了所述第二实施方式涉及的半导体激光器件200,但本发明不限于此,也可以使用所述第一实施方式涉及的半导体激光器件100。
此外,在所述第四实施方式中,作为本发明的光装置的一例,关于光盘装置2000进行了说明,但本发明不限于此,也可以适用在投影机和显示器等的显示装置中。该情况下,在显示装置的光源中使用的本发明的半导体激光器件中,也可以使用具有射出大约440nm波长的蓝色光的激光的蓝色半导体激光元件、射出大约530nm波长的绿色光的激光的绿色半导体激光元件和射出大约635nm波长的红色光的激光的红色半导体激光元件的半导体激光器件。或者,也可以取代蓝色半导体激光元件和绿色半导体激光元件,使用一体地具有蓝色半导体激光元件结构和绿色半导体激光元件结构的蓝色/绿色半导体激光元件。该情况下,最好蓝色半导体激光元件、绿色半导体激光元件和红色半导体激光元件(或者蓝色/绿色半导体激光元件和红色半导体激光元件)的高度分别不同。另外,最好使对高度大的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点,低于对高度小的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点。
此外,在所述第一~第四实施方式中使用了将2个半导体激光元件接合在子固定件1上的半导体激光器件100、200和300,但本发明不限于此。在本发明中,也可以如所述说明的显示装置中的半导体激光器件的例子所述地,将3个以上的半导体激光元件接合在支承部件上。该情况下,也最好3个以上的半导体激光元件的高度分别不同,另外,最好使对高度大的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点,低于对高度小的半导体激光元件和支承部件进行接合的接合层的熔点。
此外,在第二实施方式中,在向支承部件接合第一半导体激光元件时,也可以在将小球载置在支承部件上之后,再将第一半导体激光元件与支承部件进行接合。这时,第一半导体激光元件的接合中使用的小球的熔点高于第二半导体激光元件的接合中使用的小球的熔点。若这样做,就能够防止在第二半导体激光元件的接合时,先已接合的第一半导体激光元件的小球再熔融。
此外,关于本发明的“第一接合层”和“第二接合层”的形成方法。也可以预先形成在接合半导体激光元件前的子固定件1上。也可以形成在接合前的半导体激光元件上。或者,也可以以小球的状态载置在子固定件1上。
此外,本发明的“第一半导体激光元件”和“第一半导体激光元件”也可以都是多波长半导体激光元件。
此外,本发明的“第一半导体激光元件”和“第一半导体激光元件”的截面形状也可以不是平行四边形,构成为第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的间隔在靠近子固定件1的一侧狭窄,随着远离子固定件1而变宽即可。
此外,在本发明中,“多波长半导体激光元件”也可以不形成在共通的基板上。例如,各个半导体激光元件也可以是具有相互贴合在支承基板上的结构的多波长半导体激光元件。
此外,在所述第一实施方式中,位于p侧电极14的最表面上的厚度3μm的Au层与接合层3合金化后也可以不成为完全一体化的状态。例如,也可以Au层与接合层3的一部分合金化而Au层存留。

Claims (20)

1.一种半导体激光器件,其特征在于:
包括:
具有主面的支承部件;
经第一接合层接合在所述主面上的第一半导体激光元件;和
经第二接合层接合在所述主面上的第二半导体激光元件,
所述第一半导体激光元件具有第一表面和与所述第一表面相反侧的第二表面,
所述第二半导体激光元件具有第三表面和与所述第三表面相反侧的第四表面,
所述第二半导体激光元件与所述第一半导体激光元件相邻配置,
所述第一半导体激光元件的所述第一表面侧被接合在所述主面上,
所述第二半导体激光元件的所述第三表面侧被接合在所述主面上,
所述第二接合层的熔点低于所述第一接合层的熔点,
从所述主面到所述第四表面的第一高度大于从所述主面到所述第二表面的第二高度。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件在所述第二表面侧具有第一半导体基板,并且在所述第一表面侧具有第一半导体元件层,
所述第二半导体激光元件在所述第四表面侧具有第二半导体基板,并且在所述第三表面侧具有第二半导体元件层。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件具有形成在所述第一表面侧的第一电极,
所述第二半导体激光元件具有形成在所述第三表面侧的第二电极。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一电极和第二电极的至少一方包括从靠近所述主面的一侧开始按照第一Ti层、Au层和第二Ti层的顺序配置的多层结构。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一Ti层的厚度比所述第二Ti层的厚度厚。
6.根据权利要求4所述的半导体激光器件,其特征在于,
在所述第二Ti层与所述第一半导体元件层和所述第二半导体元件层的至少一方之间配置有欧姆电极层。
7.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一接合层包含Au和Sn,
所述第二接合层包含Au和Sn,
所述第一接合层中的Au对Sn的比大于所述第二接合层中的Au对Sn的比。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一接合层的厚度与所述第二接合层的厚度大致相等。
9.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述支承部件是散热台座。
10.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件或所述第二半导体激光元件的至少一方由射出相互不同的振荡波长的激光的多波长半导体激光元件构成。
11.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件的间隔在靠近所述主面的一侧狭窄,随着远离所述主面而变宽。
12.根据权利要求11所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件或所述第二半导体激光元件的至少一方的截面形状是大致平行四边形。
13.根据权利要求10所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述多波长半导体激光元件具有共用的半导体基板。
14.根据权利要求1所述的半导体激光器件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件或所述第二半导体激光元件的一方是氮化物系半导体激光元件,所述第一半导体激光元件或所述第二半导体激光元件的另一方是GaInP系半导体激光元件或GaAs系半导体激光元件。
15.一种半导体激光器件的制造方法,其特征在于:
包括:
将第一半导体激光元件经第一接合层接合在支承部件的主面上的工序;和
在接合所述第一半导体激光元件的工序之后,在所述主面上经第二接合层与所述第一半导体激光元件相邻地接合第二半导体激光元件的工序,
所述第一半导体激光元件具有第一表面和与所述第一表面相反侧的第二表面,
所述第二半导体激光元件具有第三表面和与所述第三表面相反侧的第四表面,
所述第一半导体激光元件的所述第一表面侧被接合在所述主面上,
所述第二半导体激光元件的所述第三表面侧被接合在所述主面上,
从所述主面到所述第四表面的第一高度大于从所述主面到所述第二表面的第二高度。
16.根据权利要求15所述的半导体激光器件的制造方法,其特征在于,
所述第二接合层的熔点低于所述第一接合层的熔点,
所述接合第二半导体激光元件的工序具有在低于所述第一接合层的熔点且高于所述第二接合层的熔点的温度下进行的热处理。
17.根据权利要求15所述的半导体激光器件的制造方法,其特征在于,
在所述接合第一半导体激光元件的工序之前,进一步具有在所述主面上形成所述第一接合层的工序,
所述接合第一半导体激光元件的工序包括将所述第一表面侧与所述第一接合层接合的工序。
18.根据权利要求15所述的半导体激光器件的制造方法,其特征在于,
在所述接合第二半导体激光元件的工序之前,进一步具有在所述第三表面上形成所述第二接合层的工序,
所述接合第二半导体激光元件的工序包括在所述主面上接合所述第二接合层的工序。
19.根据权利要求15所述的半导体激光器件的制造方法,其特征在于,
在所述接合第二半导体激光元件的工序之前,进一步具有在所述主面上载置由接合材料构成的小球的工序,
所述接合第二半导体激光元件的工序包括将所述第二半导体激光元件按压在所述小球上的工序。
20.一种光装置,其特征在于,具有
半导体激光器件,和
对从所述半导体激光器件射出的激光进行调整的光学系统,
所述半导体激光器件包括:具有主面的支承部件;经第一接合层接合在所述主面上的第一半导体激光元件;和经第二接合层接合在所述主面上的第二半导体激光元件,
所述第一半导体激光元件具有第一表面和与所述第一表面相反侧的第二表面,
所述第二半导体激光元件具有第三表面和与所述第三表面相反侧的第四表面,
所述第二半导体激光元件与所述第一半导体激光元件相邻配置,
所述第一半导体激光元件的所述第一表面侧被接合在所述主面上,
所述第二半导体激光元件的所述第三表面侧被接合在所述主面上,
所述第二接合层的熔点低于所述第一接合层的熔点,
从所述主面到所述第四表面的第一高度大于从所述主面到所述第二表面的第二高度。
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