CN109672081A - 半导体发光元件及半导体发光装置 - Google Patents

Abstract

提供一种在将罐型半导体发光元件安装在散热板上使用时，可进一步提高散热性的半导体发光元件及半导体发光装置。半导体发光元件(100)包括：由金属构成的基座(101)、载置在基座(101)的罩(110)、搭载在基座(101)的上表面的半导体激光芯片(122)、和对半导体激光芯片(122)提供电力的引线(104)。在基座(101)的底面的一部分区域中设置切口部(102)。引线(104)在设置了切口部(102)的区域中以上下贯通基座(101)的方式配置。半导体激光芯片(122)搭载在基座(101)的未设置有切口部(102)的区域上。引线(104)的上端及半导体激光芯片(122)收纳在由罩(110)和基座(101)包围而成的内部空间中。

Description

半导体发光元件及半导体发光装置

技术领域

本发明涉及一种罐型半导体发光元件及使用该罐型半导体发光元件的半导体发光装置。

背景技术

目前，在各种产业领域中使用搭载了半导体激光芯片、或高输出LED芯片的半导体发光元件。这种半导体发光元件广泛使用例如专利文献1等所公开的那样的罐型的半导体发光元件。

图10表示以往的罐型半导体发光元件500。在半导体发光元件500中，在作为金属制板状构件的基座501上，金属制基块502以突出的方式设置，半导体激光芯片504隔着子安装座503搭载在基块502的侧面。从半导体激光芯片504的端面射出的激光射向与基座501垂直的方向上方。

为了确保绝缘及气密，引线507通过玻璃密封固定在基座501上。但是关于与管部共同通电的引线(未图示)，以和管部直接连接的方式固定。引线507和半导体激光芯片504为了电流导入而适当使用线缆连接。另外，在图10中，为了避免图示的繁琐，省略了线缆的记载。

为了覆盖半导体激光芯片504进行气密密封，罩505通过电阻熔接等与基座501粘接。在罩505上，为了取出来自半导体激光芯片504的输出光，而设置由玻璃构成的的窗部506。窗部506为了气密化而粘接在罩505上。基座501的平面形状为典型的圆形。

这种罐型半导体发光元件由金属制封装构成，因而散热性良好。另外，在罐型半导体发光元件中，可使用利用金属彼此的熔接等实施的接合、低熔点玻璃向窗部玻璃的金属制罩的附着、玻璃密封等确定的技术。因此，封装成本相对较廉价，而且可实现激光芯片的严密的气密密封，因而被广泛使用。

另外，作为半导体发光元件的其他构成，还想到了如下封装：不使用如图10所示的基块502，在基座(金属板)上直接层叠横向的半导体激光芯片等(专利文献2、3)。对于这种封装结构已知有如下的半导体发光元件：由于来自半导体激光芯片的光的射出方向与基座平行，因此使用将射出光向上方反射的镜面，作为结果可与基座垂直地射出光。

在这种类型的半导体发光元件中，由于半导体激光芯片横向搭载在基座上，因此向基座底面的散热路径变短，与经由从基座突出的基块进行散热的图10的半导体发光元件相比，可期待散热性的进一步提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-135219号公报

专利文献2：日本特开平7-162092号公报

专利文献3：日本特开平5-129711号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

半导体发光元件通过将来自半导体激光芯片的光输出提高到瓦特级以上，从而可期待拓展作为3D打印机用光源，其他造型、加工用光源、或投影仪用光源、照明用光源等各种光源。在这种应用领域中，谋求改善来自封装的散热以提高来自各封装的激光输出。而且，也谋求通过将多个封装集成，利用光学系统会聚输出光，从而用作更大输出的光源。

在这些用途中，由于需要利用高输入功率使半导体发光元件运行，因此需要将来自半导体发光元件的发热有效率地散出。因此，半导体发光元件必然被安装在散热板上来使用。

图11为将散热板601剖切而示意性表示将图10所示的以往的罐型半导体发光元件500安装在散热板601上的状态的图。

半导体发光元件500中，引线507从基座底面伸出。因此，在散热板601上安装半导体发光元件500时，需要在散热板601上开出孔602，并将引线507穿过孔602。此时，引线507由管状绝缘构件603覆盖，从而引线507和散热板601电绝缘。引线507利用焊料604等与安装基板或布线等电连接，由此形成向半导体发光元件500的电流导入路径。另外，在图11中，为了避免图示的繁琐，针对引线507的连接端的构件(安装基板、包覆线等布线构件)省略了记载。

在这种散热板601的构成中，需要在半导体发光元件500中的半导体激光芯片504的下方附近的原本应最有利于散热的区域，设置孔602或凹坑605等。凹坑605是用于引线507焊接连接的空间。通过在散热板601上设置孔602或凹坑605，会损坏从半导体激光芯片504直接向下方的散热路径，并且不容易充分确保半导体发光元件500的底面与散热板601的接触面积。这些在实现半导体发光元件500的散热提高的方面成为大问题。

而且，由于散热板601成为复杂的形状，因而散热板601的制造、组装也变得繁琐。在半导体发光元件500中，如果单纯地增大整个封装的尺寸，则可增大与散热板601的接触面积。然而，如果增大半导体发光元件500的封装尺寸，则当然会阻碍装置的小型化，特别是在上述高密度集成的应用方面变成障碍。即，如果减小多个半导体发光元件的集成密度，则更加难以利用光学系统会聚输出光，有驳于利用大输出的激光的目的。

专利文献2所记载的半导体发光元件与图10所示的半导体发光元件500同样，是引线从基座底面伸出的结构。因此，在该半导体发光元件中，依然有向上述散热板安装的问题，无法充分获得提高散热的优点。

专利文献3所记载的半导体发光元件是在金属板的周围制作框体，并以通过框体的方式配置引线的结构。在该结构中不存在如下情况：平坦的金属板露出封装的底面，并且引线向封装下方突出。因此，解决了半导体发光元件向散热板安装的问题，半导体激光芯片在运行时的发热可通过金属板直接向下方散热，因此可大幅提高散热效果。

然而，专利文献3所记载的半导体发光元件原本并非罐型封装，从半导体发光元件取出引线并未使用玻璃密封技术。考虑到专利文献3的半导体发光元件是利用树脂等进行引线密封的构成，但与利用密封技术的引线密封相比，对于这种树脂密封与外部的气体的泄漏抑制是不充分的。因此，例如对于蓝色激光，在使用该封装技术时，存在随着长期使用而激光芯片劣化等问题。

另外，在专利文献3的半导体发光元件中，框体使用陶瓷等，用于实现气密密封的封装本身会变得非常昂贵，无法如以往技术的罐型那样利用生产性优异的电阻熔接进行罩的密封安装。即，专利文献3的半导体发光元件无法获得罐型半导体发光元件的优点：散热相对较良好，封装成本及制造成本也廉价，并且可实现激光芯片严密的气密密封。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在将罐型半导体发光元件安装在散热板上来使用时，可进一步提高散热性的半导体发光元件及半导体发光装置。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明半导体发光元件的特征在于，包括：基座，其由板状金属构成；罩，其载置在上述基座上，且具有由透光性构件构成的窗部；半导体激光芯片，其搭载在上述基座的上表面；引线，其用于对上述半导体激光芯片提供电力；在上述基座底面的一部分区域设置有切口部；在上述基座的设置有上述切口部的区域，上述引线以上下贯通上述基座的方式配置；上述半导体激光芯片搭载在上述基座的未设置有上述切口部的区域上；上述引线的下端位于上述基座的底面的上方的位置；上述引线的上端及上述半导体激光芯片收纳在由上述罩与上述基座包围而成的内部空间中。

根据上述构成，引线配置在基座的设置有切口部的区域，且引线的下端位于较基座的底面靠上方的位置。由此，在将半导体发光元件安装在散热板等上来使用时，可使半导体发光元件的基座的大致整个底面与散热板的平坦面紧密接触。而且，半导体激光芯片搭载在基座的未设置有切口部的区域上，因此成为半导体激光芯片的下方附近的应最有利于散热的区域与散热板直接接触的结构。利用该结构，从半导体激光芯片向散热板的散热变得极为良好。

而且，关于半导体激光芯片的密封，在可使用密封技术、电阻熔接、金属制罩的方面，与通常的罐型封装并无二致。因此，上述构成的半导体发光元件不仅制造成本廉价，而且可实现与外部气体的极为严密的隔绝。

另外，上述半导体发光元件可设为如下构成：上述半导体激光芯片以其波导长度方向与上述基座的上表面大致平行的方式配置，而且在上述基座的上表面具有镜面，该镜面将从上述半导体激光芯片输出的激光向上方反射并使激光从上述窗部射出。

根据上述构成，由于以与基座的上表面大致平行的方式配置半导体激光芯片，因此从半导体激光芯片向基座的散热变得良好。

另外，上述半导体发光元件可设为如下的构成：上述引线的下端在俯视时位于较上述基座的外缘靠内侧的位置。

根据上述构成，在将多个半导体发光元件排列设置在散热板等上时，可紧密地排列配置半导体发光元件。

另外，上述半导体发光元件可设为如下的构成：上述切口部沿着上述基座的一个侧面设置，上述引线沿着与上述侧面对应的边设置有多根。

另外，上述半导体发光元件可设为如下的构成：上述基座在俯视时为大致四边形，上述半导体激光芯片以其波导长度方向沿着上述基座的一条对角线的方式设置，在上述基座的另一条对角线上的相互对置的两个角部附近设置上述引线，上述切口部设置在设置了上述引线的两个角部附近。

根据上述构成，由于将半导体激光芯片沿着基座的对角线配置，因此可层叠谐振器相对于基座而相对较长的半导体激光芯片。因此，在半导体发光元件中可进一步提高激光输出。

本发明的半导体发光装置包括散热板和层叠在该散热板上的半导体发光元件，所述半导体发光装置的特征在于，上述半导体发光元件为上述记载的半导体发光元件。

根据上述构成，半导体发光元件的从半导体激光芯片向散热板的散热变得极为良好。

另外，上述半导体发光装置可设为如下的构成：上述散热板具有台阶，上述半导体装置以如下方式层叠：上述基座的未设置有上述切口部的侧面与上述台阶的侧面接触。

根据上述构成，由于半导体发光元件与散热板的接触面积增加，因此可进一步提高来自半导体激光芯片的散热性。

另外，上述半导体发光装置可设为如下的构成：所述半导体发光装置包括多个上述半导体发光元件，该多个半导体发光元件以一列或矩阵状配置在上述散热板上，配置成上述一列或矩阵的同列配置的半导体发光元件中，上述切口部以成为一条直线状的方式配置，用于对该列的半导体发光元件提供电力的布线构件被收纳于排列成一条直线状的所述切口部的空间中。

根据上述构成，由于在切口部的空间中收纳有布线构件，因此可在散热板上紧密地排列配置多个半导体发光元件。

发明效果

本发明的半导体发光元件及半导体发光装置不仅制造成本廉价，而且获得可与外部气体严密隔绝等的罐型半导体发光元件的优点，此外，还发挥出从半导体激光芯片向散热板的散热性提高等效果。

附图说明

图1为表示第一实施方式所涉及的罐型半导体发光元件的立体图。

图2为除去图1的半导体发光元件的罩而示出内部结构的立体图。

图3为表示图1的半导体发光元件的内部结构的图，且为图1的A-A剖面图。

图4为表示作为第一实施方式的一例的半导体发光装置的概要构成的剖面图。

图5为表示本发明的成为实施例的半导体发光元件的热阻的评价结果的图表。

图6为表示作为第一实施方式的其他例子的半导体发光装置的概要构成的剖面图。

图7为表示第二实施方式所涉及的半导体发光装置的概要构成的立体图。

图8为示意性表示使用第二实施方式的半导体发光装置的聚光系统的一例的图。

图9为表示第三实施方式所涉及的半导体发光元件的图，图9的(a)为除去半导体发光元件的罩的状态的俯视图，图9的(b)为半导体发光元件的仰视图。

图10为表示以往的罐型半导体发光元件的剖面图。

图11为示意性表示将以往的罐型半导体发光元件安装在散热板上的状态的图。

具体实施方式

[第一实施方式]

＜半导体发光元件的结构＞

以下，参照附图对本发明实施方式进行详细地说明。图1为表示本第一实施方式所涉及的罐型半导体发光元件100的立体图，图2为除去半导体发光元件100的罩110示出其内部结构的立体图。另外，图3为图1的A-A剖面图。

在半导体发光元件100中，在作为由板状金属构成的基座101的大致平坦面的上表面(芯片搭载面)上，在基座101的周围附近粘接搭载罩110。由此，半导体发光元件100具有由基座101和罩110形成的内部空间。在本第一实施方式中，基座101在俯视时为圆角大致正方形状。在罩110的上表面形成有由玻璃构成的窗部111。

在基座101的底面侧沿着一个侧面设置有切口部102。因此，在设置有切口部102的区域，基座101的厚度形成比其他区域薄。另一方面，基座101的上表面侧成为如下的构成：粘接有罩110的部分成为平面，利用电阻熔接等粘接罩110而可将半导体发光元件100内部空间密封。

在基座101中，在切口部102设置有多个贯通孔103。在各贯通孔103中，以向基座101的厚度方向的上下突出的方式插入有包含金属的引线104。贯通孔103沿着大致正方形的基座101的一边、更具体为与设置有切口部102的侧面对应的边排列配置。在贯通孔103与引线104之间填充有玻璃105，引线104与基座101具有良好的绝缘性且固定在基座101上。

引线104为大致直线形状，其下端位于较基座101的底面靠上方的位置。在将半导体发光元件100设置在散热板等平面上时，基座101的只有较厚的区域的底面与该平面接触，在切口部102在该平面与基座101之间产生空间。此时，由于引线104的下端位于较基座101的底面靠上方的位置，因此引线104的下端位于该空间中，不会阻碍将半导体发光元件100设置在散热板等平面上。另外，在俯视观察半导体发光元件100时，引线104也不会从基座101的外缘突出而是收纳在其内侧。

引线104的上端位于由基座101与罩110包围而成的内部空间中。在半导体发光元件100的内部空间中，在基座101的上表面设置有子安装座121，并在子安装座121上层叠有半导体激光芯片122。半导体激光芯片122在俯视时配置在基座101的厚度较厚的区域(避开切口部102的区域)。另外，半导体激光芯片122的波导长度方向与基座101的上表面大致平行，且与贯通孔103排列的方向大致平行。

而且，在基座101的上表面，与半导体激光芯片122的光射出面对置地设置有镜面123。由此，来自半导体激光芯片122的光射出面的激光射出光被镜面123向上方向反射，并通过罩110的窗部111释放到外部。

并且成为如下的构成：在设置于半导体激光芯片122或子安装座121上的电极垫与引线104之间，利用金线或金带等金属线连接，通过引线104对半导体激光芯片122提供电力。上述构成通过以下方式来实现：引线104的上端部分位于较基座101的上表面靠上方的位置，并存在于半导体发光元件100的内部空间。另外，在本第一实施方式的半导体发光元件100中，由于多根引线104排列的方向、与半导体激光芯片122的波导长度方向(激光内部的激光导波方向)大致平行，因此可避免连接电极垫与引线104的金属线干扰从半导体激光芯片122射出的激光的光程。另外，在图2、图3中，为了避免图示的繁琐，省略了这些金属线的记载。

在基座101的侧面，可设置来自半导体发光元件100的光射出位置成为基准的标记106。利用该标记106半导体发光元件100的用户可容易地识别出光射出位置(明显的发光点的位置)。标记106可印刷在基座101上，也可设为设置在基座101侧面的凹坑或突起。

＜制造方法＞

接着，对本第一实施方式所涉及的半导体发光元件100的制造方法进行说明。

由金属构成的基座101的成型可使用：用于制造罐封装的基座的公知的方法。基座101的材料可适当使用选自以下材料的材料：以铁为主要成分的材料、以铜为主要成分的材料等公知的罐封装材料。作为基座101的材料，以铁为主要成分的材料具有容易与罩110进行熔接等优点，以铜为主要成分的材料具有散热性优异等优点。

另外，基座101并不限定于其整体包含均匀的材料的基座，也可使用所谓的层叠材料。如果基座101的成型使用压制加工，则量产性优异，能以低成本制造基座101。另一方面，如果基座101的成型使用焊接加工或熔接加工，则选择适合于基座101的各部分的多种材料，可构成复杂组合的基座101。通常，对基座101的表面实施金、镍、钯等的镀敷。

由金属构成的引线104利用玻璃密封的方法，取得与基座101的气密性并固定于其上。对引线104也实施金或镍等的镀敷，由此金属线或焊料可良好地连接，并可使导电变得良好。

半导体激光芯片122搭载在子安装座121上，并经由子安装座121层叠在基座101上表面。子安装座121例如可设为以氮化铝、碳化硅等为主要成分的陶瓷、或者也可使用铜或CuW等金属、或使用其他公知的材料。但本发明并不限定于上述构成，半导体激光芯片122也可直接搭载在基座101上。此时，由于可将由半导体激光芯片122产生的热直接向基座101散出，因此散热性进一步改善。另外，在将子安装座121设为如金属那样的导电性材料、或将半导体激光芯片122直接搭载在基座101上时，半导体激光芯片122的电极垫中的一方与基座101电连接，此时，可使用与基座101直接连接的引线104作为与元件外部的连接端子。

半导体激光芯片122在基座101或子安装座121上的固定，可使用焊接或利用导电性膏的粘接等公知的方法。此时，粘接的材料可使用公知的材料。在图2中，基座101的上表面整体平坦，子安装座121层叠在该平坦面上。但本发明并不限定于此，在不会大大阻碍向基座101底面散热的范围内，也可在基座101表面适当设置凹坑或突起，并在这些凹坑上或突起上层叠子安装座121(或半导体激光芯片122)。

镜面123例如可使用在棱镜形状玻璃构件的表面涂布了高反射膜的镜面。这种镜面123在基座101上的固定可使用粘接剂、焊接等来进行。另外，镜面123的构成并不限定于上述玻璃构件，也可使用半导体材料或金属材料等公知的镜面材料。而且，镜面123也能作为形成于基座101的凹坑或突起的斜面，而与基座101形成为一体。

设置在半导体激光芯片122或子安装座121上的电极垫与引线104之间通过金属线的连接，在将罩110粘接到基座101之前进行。

罩110可使用能用作罐型封装的罩的公知技术的罩。对于这种罩110，成为窗部111的玻璃构件的气密安装在技术上也已确定，并已大量生产且廉价。对于罩110在基座101上的安装，如果使用公知的电阻熔接来进行则生产性好，能以低成本进行可靠的密封，因此是理想的。利用电阻熔接法将罩110安装在基座101上的方法的概要如下所述。将基座101固定在可通电的载置台上，并将罩110设置在可通电的治具上，将罩110的底面周围的凸缘部即熔接部插入到治具与载置台之间进行加压，并进行脉冲状电流通电。由此，将该熔接部加热进行熔接。

电阻熔接法成本低的原因是：熔接在一瞬间完成，交付时间极短。另外，作为熔接装置的构成，也如接缝熔接或激光熔接那样需要精密定位的可动部分少，可降低熔接装置的成本。但本发明的罩110在基座101上的安装方法并不限定于电阻熔接法，也可使用接缝熔接、或激光熔接、焊接等其他粘接方法。

＜半导体发光装置的结构＞

接着，对本发明的半导体发光装置进行说明。此处的半导体发光装置是将半导体发光元件设置在散热板上作为一体来使用的装置。图4为表示作为本第一实施方式的一例的半导体发光装置200的概要构成的剖面图。

半导体发光装置200具有将上述半导体发光元件100设置在散热板201上的结构。在半导体发光元件100中，引线104以其下端不会从基座101的底面突出的方式(以引线104的下端位于较基座101的底面靠上方的位置的方式)配置。因此，半导体发光元件100可使除切口部102外的基座101的大致整个底面与散热板201接触。

由于引线104的下端位于较基座101的底面靠上方的位置，因此在由切口部102形成的空间中，可将引线104与外部的布线构件202电连接。此处，布线构件202可设为连接基板或包覆电线等适当的构件。引线104与布线构件202的电连接可适当使用焊接或插座连接等公知的方法。图4中记载了布线构件202从散热板201悬空的状态，但这是指不会发生布线构件202与散热板201短路的构成。即，由于散热板201由散热性高的金属材料形成，因此需要确保布线构件202与散热板201之间的绝缘。上述绝缘可通过在布线构件202与散热板201之间配置绝缘性构件来确保。

在半导体发光装置200中，可使半导体发光元件100的基座101的大致整个底面与散热板201的平坦面紧密接触，而使半导体发光元件100运行。另外，散热板201的外形在本发明中并无特别限定，可根据使用半导体发光装置200的情况进行适当选择。

在半导体发光元件100中，半导体激光芯片122及子安装座121相对于基座101的上表面平行地设置。因此会良好地进行从半导体激光芯片122向基座101的散热。不仅如此，在俯视半导体发光元件100时，半导体激光芯片122及子安装座121设置在基座101的未设置有切口部102的位置。由此，半导体发光装置200可成为如下结构：半导体激光芯片122的下方附近的原本应最有利于散热的区域与散热板201直接接触。另外，在半导体激光芯片122的下方区域也未形成贯通孔来对半导体发光元件100提供电力。利用该结构从半导体激光芯片122向散热板201的散热变得极为良好。

图5为表示本发明的成为实施例的半导体发光元件的热阻的评价结果的图表。作为实施例的半导体发光元件的结构设为与上述半导体发光元件100同样的结构。另外，半导体激光芯片122设为由氮化物半导体构成的半导体激光芯片，波导宽度设为30μm。子安装座121使用氮化铝，半导体激光芯片122朝下设置在子安装座121上。基座101的材料设为铜。另外，图5也示出了作为以往例的图10所示的使用以往封装的半导体发光元件的热阻的评价结果。在以上条件下，作为实施例的半导体发光元件示出了4mm～8mm及10mm见方的基座101的外形。另外，作为以往例的半导体发光元件示出了作为标准封装的直径为5.6mmΦ的外形。

将外形设为6mm见方的实施例的热阻值弱至6℃/W，与以往例的热值为10.5℃/W相比，可知热阻显著改善。另外，如果基座101的尺寸为5mm见方程度以上，则即便继续增大封装尺寸，热阻的减少也是缓慢的。

本第一实施方式的半导体发光元件100与以往的罐型半导体发光元件相比，可获取极为良好的散热性。因此，可比以往使所使用的半导体激光芯片122的光输出提高数倍。而且，关于半导体激光芯片122的密封，在可使用密封技术、电阻熔接、金属制罩的方面，与通常的罐型封装并无二致。因此，可获得罐型半导体发光元件的如下优点：制造成本廉价，而且可实现与外部气体极为严密的隔绝，不会产生半导体激光芯片122的劣化。

图6为表示作为本第一实施方式的其他例的半导体发光装置250的概要构成的剖面图。

在图6所示的半导体发光装置250中，可使用散热板203来代替图4所示的散热板201。散热板203的上表面并不平坦且具有台阶。在半导体发光装置250中，半导体发光元件100以不仅基座101的底面而侧面的一部分也与散热板203接触的方式设置。在半导体发光装置250的结构中，虽然散热板203的形状与图4所示的散热板201相比变得复杂，但是由于半导体发光元件100与散热板203的接触面积增加，因此可进一步提高散热性。

[第二实施方式]

在本第二实施方式中，使用图7的立体图对将第一实施方式中已说明的多个半导体发光元件100集成而成的半导体发光装置300进行说明。

半导体发光装置300是在散热板301上将多个半导体发光元件100排列设置成二维矩阵状的结构。但本发明并不限定于此，半导体发光装置300也可为多个半导体发光元件100排列设置成一列的结构。此处，半导体发光元件100在俯视时为大致正方形状，且半导体发光元件100的引线104被收纳而不会从基座101的外缘突出，因此可紧密地排列配置半导体发光元件100。配置成矩阵的同列的半导体发光元件100以全部同向、即上述的切口部102成一条直线状的方式配置。并且，在排列成一条直线状的切口部102的空间内收纳有布线构件302，该布线构件302和半导体发光元件100连接。由此，通过布线构件302对各半导体发光元件100提供电力。

在上述结构的半导体发光装置300中，可使散热板301与各半导体发光元件100的基座101的底面紧密接触，且使半导体发光元件100紧密排列。另外，能以成为相同间距的方式配置半导体发光元件100的发光点。此时，也可使用包覆电线等作为布线构件302，但如果考虑到与半导体发光元件100的连接，则理想的是布线构件302为形成有所需要的布线图案的布线基板。

在本第二实施方式所涉及的半导体发光装置300中，由于使用在第一实施方式中已说明的半导体发光元件100，因此半导体激光芯片的气密密封极为良好。由此，不存在因半导体发光元件100的密封不完全而引起半导体激光芯片的劣化，半导体发光装置300的可靠性也优异。另外，各半导体发光元件100可使用在封装后进行特性评价而选择的半导体发光元件。由此，即便在半导体发光装置300中集成多个半导体发光元件100，也可防止不合格品混入。这样，可防止作为集成封装的半导体发光装置300整体的不良，并且半导体发光装置300可实现优异的生产性。因此，半导体发光装置300能以高生产率来制造，能以低成本实现可靠性高的集成封装。

另外，在散热性的方面，如第一实施方式中已说明，半导体发光元件100远比以往的罐型半导体发光元件优异。因此，在半导体发光装置300中，与集成了以往的罐型半导体发光元件的装置相比，可确保对半导体激光芯片的通电，且可紧密集成半导体发光元件100。由此，半导体发光装置300可使作为集成封装整体的发光点的扩大处于最小限度范围内。

作为一例，如果在半导体发光装置300中将半导体发光元件100的尺寸设为约6mm见方，则可从各半导体发光元件100实现5W的蓝色光输出，如果将半导体发光元件100设定为5×5的矩阵配置，则整体可实现125W的激光输出。此时，发光点的区域仅收敛于24mm见方，例如可用40mmΦ的聚光透镜会聚成一点，可获得如紧凑且超过100W的激光输出。这样紧凑且高输出的半导体发光装置300适合作为面向激光加工装置、激光熔接机、激光焊接机、3D打印机、投影仪等用途的光源。另一方面，在使用热阻大幅劣化的以往型5.6mmΦ的半导体发光元件时，从各半导体发光元件仅可稳定在2W左右进行蓝色光输出，其差异明显。

图8为示意性表示使用本第二实施方式的半导体发光装置300的聚光系统的一例的图。在半导体发光装置300的各半导体发光元件100分别对应配置有准直透镜401，该准直透镜401使从半导体发光元件100射出的激光变为平行光L1。准直透镜401的激光射出侧配置有聚光透镜402。从准直透镜401射出的多束平行光L1通过聚光透镜402会聚成一点、或会聚在作为狭窄区域的聚光区域R1。

此处，为了使上述聚光系统紧凑，重要的是减小半导体发光装置300的发光点分布的区域的面积，从而减小聚光透镜402的直径。

本第二实施方式的半导体发光装置300中，如上所述从各半导体发光元件100向散热板301的散热良好，可确保用于对半导体发光元件100提供电力的布线的空间，且也可密集配置半导体发光元件100。因此，半导体发光装置300可实现紧凑的大输出激光源。

[第三实施方式]

在本第三实施方式中，使用图9对与第一实施方式中已说明的半导体发光元件100不同的结构的半导体发光元件150进行说明。图9的(a)为除去半导体发光元件150的罩的状态的俯视图，图9的(b)为半导体发光元件150的仰视图。半导体发光元件150在基座101的上表面安装有罩，但半导体发光元件150的罩的安装状态与半导体发光元件100相同，因此省略说明。

作为半导体发光元件150与第一实施方式中已说明的半导体发光元件100不同的方面，可列举以下方面。关于半导体发光元件150的其他构成，与半导体发光元件100相同。

(1)在基座101的上表面，子安装座121、半导体激光芯片122、镜面123的组以半导体激光芯片122的波导长度方向沿着基座101的一条对角线的方式配置。

(2)在基座101的另一条对角线上相互对置的两个角部附近设置有引线104。

(3)在基座101的下表面，在设置了引线104的两个角部附近设置有切口部102。

在本第三实施方式所涉及的半导体发光元件150中，由于沿着基座101的对角线配置半导体激光芯片122，因此与半导体发光元件100相比，可层叠谐振器相对于基座101而相对较长的半导体激光芯片122。因此，在相同外形尺寸的半导体发光元件中，可进一步提高激光输出。

另外，第一实施方式中已说明的半导体发光装置200或半导体发光装置250中，当然可将半导体发光元件100置换为第三实施方式所涉及的半导体发光元件150。也可包括这种半导体发光装置来作为本发明的一个实施方式。同样，在第二实施方式中已说明的半导体发光装置300中，也可将半导体发光元件100置换为第三实施方式所涉及的半导体发光元件150，并且也可包括这种半导体发光装置来作为本发明的一个实施方式。

本发明并不限定于上述各实施方式，在权利要求所示的范围内可进行各种变更，将在不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

附图标记说明

100、150：半导体发光元件

101：基座

102：切口部

103：贯通孔

104：引线

110：罩

121：子安装座

122：半导体激光芯片

123：镜面

200、250、300：半导体发光装置

201、203、301：散热板

202、302：布线构件

401：准直透镜

402：聚光透镜

Claims (8)

1.一种半导体发光元件，其特征在于，具有：

基座，其由板状金属构成；

罩，其载置在所述基座上，且具有由透光性构件构成的窗部；

半导体激光芯片，其搭载在所述基座的上表面；及

引线，其用于对所述半导体激光芯片提供电力，

在所述基座的底面的一部分区域设置有切口部，

在所述基座的设置有所述切口部的区域，所述引线以上下贯通所述基座的方式配置，

所述半导体激光芯片搭载在所述基座的未设置有所述切口部的区域上，

所述引线的下端位于所述基座的底面的上方的位置，

所述引线的上端及所述半导体激光芯片收纳在由所述罩和所述基座包围而成的内部空间中。

2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，

所述半导体激光芯片以其波导长度方向与所述基座的上表面大致平行的方式配置，

而且，在所述基座的上表面具有镜面，所述镜面将由所述半导体激光芯片输出的激光向上方反射并使激光从所述窗部射出。

3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其特征在于，

所述引线的下端在俯视时位于较所述基座的外缘靠内侧的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，

所述切口部沿着所述基座的一个侧面设置；

所述引线沿着与所述侧面对应的边配置有多根。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，

所述基座在俯视时为大致四边形；

所述半导体激光芯片以其波导长度方向沿着所述基座的一条对角线的方式设置，

在所述基座的另一条对角线上相互对置的两个角部附近设置有所述引线，

所述切口部设置在设置了所述引线的两个角部附近。

6.一种半导体发光装置，其包括散热板和层叠在该散热板上的半导体发光元件，

所述半导体发光装置的特征在于，

所述半导体发光元件为权利要求1至5中任一项所述的半导体发光元件。

7.根据权利要求6所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述散热板具有台阶，

所述半导体装置以如下方式层叠：所述基座的未设置有所述切口部的侧面与所述台阶的侧面接触。

8.根据权利要求6或7所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述半导体发光装置包括多个所述半导体发光元件，该多个半导体发光元件以一列或矩阵状配置在所述散热板上；

配置成所述一列或矩阵的同列的半导体发光元件中，所述切口部以成为一条直线状的方式配置，用于对该列的半导体发光元件提供电力的布线构件被收纳于排列成一条直线状的所述切口部的空间中。