CN1348240A - 清除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法 - Google Patents

清除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1348240A
CN1348240A CN01140646A CN01140646A CN1348240A CN 1348240 A CN1348240 A CN 1348240A CN 01140646 A CN01140646 A CN 01140646A CN 01140646 A CN01140646 A CN 01140646A CN 1348240 A CN1348240 A CN 1348240A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
semiconductor laser
chip
semicondcutor
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN01140646A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100530377C (zh
Inventor
玄永康一
福冈和雄
饭田清次
冈田真琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN1348240A publication Critical patent/CN1348240A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100530377C publication Critical patent/CN100530377C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • H01S5/02326—Arrangements for relative positioning of laser diodes and optical components, e.g. grooves in the mount to fix optical fibres or lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一种半导体激光装置,包括:具有射出激光束的出射面的半导体激光芯片;以及具有第一面和与该第一面垂直的至少一个第二面的、在上述第一面上设有上述半导体激光芯片的次底座。上述至少一个第二面之中的与上述半导体激光芯片的上述出射面并列的第二面相对于上述出射面以3－30度的角度倾斜,上述倾斜的第二面反射上述半导体激光芯片射出的激光束经衍射后的分光束的反射光。

Description

消除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法
(本申请基于并要求以2000年9月19日递交的日本专利申请No.2000-282852为优先权，其内容在此引入作为参考。)
技术领域
本发明涉及半导体激光装置，尤其涉及具有在采用三光束法的跟踪伺服方式的光拾波器中适用的半导体激光元件的半导体激光装置。
背景技术
CD-ROM(致密盘-只读存储器)作为个人电脑(PC)用的记录媒体已成为必需的。光盘使用的光拾波器中，跟踪控制一般采用称为三光束法的方式。
图9展示了三光束法适用的光学系统的示意图。从图中未示出的半导体激光元件(激光二极管)发出的激光束601导入衍射光栅602。衍射光栅602从入射光产生0次、1次、-1次的衍射光。各衍射光通过校准透镜603、半反射镜604和物镜605聚焦到光盘610上。即，有主光束606、分光束607和608共三个光束的焦点聚在光盘610上。从光盘610反射的各反射光再次通过物镜605导入半反射镜604，经该半反射镜604反射而图案化，入射到PD(光电二极管)611。在各PD611中入射光进行光电变换。计算从各PD611输出的信号，求出光束的位置偏差。该计算结果反馈到光拾波器的驱动部，以追随记录道609的方式控制主光束606。
根据三光束法的跟踪控制，追随范围广，对盘的厚薄和位相没有限制。因此，光盘的质量偏差引起的影响小。因此，作为读取型的光拾波器很合适。但是，该方式存在分光束的返回光的问题。
即，如图10所示，从光盘反射的两个分光束705的一部分返回到激光二极管芯片(以下称LD芯片)701的发光点702的上下(以下称此为三光束返回光)。这样的两条分光束705与激光束703的距离为d。若该三光束返回光705导入到例如次底座(sub-mount)侧，在搭载LD芯片701的次底座704的侧面上光束再次反射。由此，生成三光束返回光的反射光707，该反射光707再次混入光学系统。因此，有些情况下会引起跟踪误差。
为了避免这样的问题，采用图11所示形状的次底座801。该次底座801的位于LD芯片701的激光束出射面808的正下方的侧面具有三个部分。即，次底座的侧面上部形成为与次底座上表面802垂直，在与发光点相距d(参见图10)的位置附近侧面以角度θ倾斜，次底座的侧面下部形成为与次底座上表面802垂直，相应于倾斜部分的倾斜角θ，三光束返回光705的光束方向弯曲。例如，以与激光束出射面808垂直的方向返回的返回光705，根据斯涅尔法则，成为光束方向弯曲2θ的返回光反射光707。CD用的校准透镜的NA(数值孔径)为0.1左右。若用NA＝n×Sinθ的关系式，估计半角为5.7度左右。这时，若倾斜角为3度以上，在次底座侧面反射的返回光再次入射到校准透镜603(参见图9)，避免混入光学系统中。由此，通过在次底座801的侧面上设置与校准透镜的NA相对应的角度的倾斜，可以消除三光束返回光的影响。
若仅是为了克服三光束光学系统的返回光，也可以使上述次底座的整个侧面都倾斜。但是，在次底座模片键合到金属制的主干(stem)上，LD芯片模片键合到次底座上时，必须精密设定光轴方向。因此，必须进行把LD芯片的激光束出射面推顶到位置吻合同用销钉上的操作。因此，次底座侧面的上部和下部的一定面积成为与次底座表面垂直的面。从而，必须象图11那样只有次底座侧面的一部分形成倾斜部。
次底座801用图12A、B所示的切片工序形成。首先，如图12A所示，用大体为“V”字型的刀具901部分地切削次底座基板902。由此形成次底座上部的垂直部分和倾斜部分。然后，如图12B所示，用通常形状的刀具903切削、分割次底座基板902。这时，形成激光出射侧的次底座侧面下部的垂直部分。这样地，形成有对应于激光束出射面的三个侧面的次底座904。即，该次底座904具有用来进行销钉推顶的高度为a和e的两处平坦部、和高度为b深度为c的用作三光束返回光对策的倾斜部、上述各高度a、b和深度c必须有误差为10μm左右的高精度。因此，用“V”字形的刀具901切削时，必须在平面方向、深度方向对刀具进行精密的位置控制。且用通常形状的刀具903进行切削时，也必须精密地校合刀具的位置。而且，“V”字刀具901在切削后和因摩损而形状有变化。为了配合该摩损的大小，必须改变切削的深度，以所要的尺寸适合倾斜部。因此，必须进行这样的烦杂的调整作业。
如上所述，图11所示结构的次底座的结构十分复杂，不容易制造。因此，次底座的成本高，成为降低半导体激光装置自身成本的大障碍。
因此，希望有可以确定地消除与三光束返回光相关的影响，且批量生产率优异的半导体激光装置及其制造方法。
发明概述
根据本发明的一个方面，提供一种半导体激光装置，其特征在于包括：具有射出激光束的出射面的半导体激光芯片；以及具有第一面和与该第一面垂直的至少一个第二面的、在上述第一面上设有上述半导体激光芯片的次底座。上述至少一个第二面之中的与上述半导体激光芯片的上述出射面并列的第二面相对于上述出射面以3～30度的角度倾斜，上述倾斜的第二面反射上述半导体激光芯片射出的激光束经衍射后的分光束的反射光。
附图简述
附图作为说明书的一部分，用来图示本发明的优选实施方案，与前面的综述和后面的对优选实施方案的详述一起，用来说明本发明的原理。
图1是根据本发明实施例1的半导体激光装置的示意斜视图；
图2是图1的半导体激光装置的从上方看的平面图；
图3是根据本发明实施例1的半导体激光装置中使用的半导体激光元件的剖面图；
图4是根据本发明实施例2的半导体激光装置的示意斜视图；
图5是根据本发明实施例2的半导体激光装置中使用的半导体激光元件的剖面图；
图6是用来说明本发明的具有三光束返回光对策的次底座的制造方法的次底座基板的斜视图；
图7是用来说明本发明的具有三光束返回光对策的次底座的制造方法的次底座基板的剖面图；
图8A、B是分别展示本发明的半导体激光装置的变形例的平面图；
图9是采用本发明及现有的三光束法的光拾波器用半导体激光装置的示意图；
图10是说明三光束光学系统返回光的示意图；
图12A、B是分别用来说明现有的具有三光束返回光对策的次底座的制造方法的剖面图。
实施发明的具体方式
下面，参照附图说明本发明的实施方案。
首先，参照图1、2、3和6说明实施例1。
图1中，以使图中未示出的结区作为下侧的结朝下的方式把LD芯片101安装在次底座102上。结区的发热量多。通过把该结区与次底座102相邻接地配量，可提高LD芯片101的散热效率。由此可减少LD芯片101的发光部的温度上升。使用CD-ROM时，外壳温度Tc预料为70～75℃左右。但即使在这样的场合，LD芯片101也能确定地动作。
次底座102装在主干108上。次底座102具有上表面和与该上表面垂直的四个侧面。这些侧面中的与LD芯片101的激光束出射面并列的侧面，即位于LD芯片101的激光束出射面正下的侧面是倾斜的。该倾斜的侧面(以下称倾斜面)111以与激光束出射面成夹角θ的方式倾斜。该角度θ，相应于校准透镜的NA，设定为例如3～30度。入射到次底座102的倾斜面111的三光束返回光106变成被倾斜面111反射后的三光束返回光107。该反射光107以与作为入射光的三光束返回光106的角度为2θ的方式倾斜。在NA＝0.1的校准透镜(参照图9)的情况下，若θ为3度以上，与激光束出射面垂直地入射的三光束返回光106的反射光107不入射到校准透镜。因此，该反射光107不会成为对跟踪误差有影响的杂音源。
另外，在实际的光学系统中，三光束返回光不必非要与LD芯片的激光束出射面垂直。另外，校准透镜相对于主干的安装位置有误差，校准透镜相对于衍射光栅的安装位置也有误差。因此，对激光束出射面的入射角为比较大的值。但是，对这些部件进行位置校合，LD芯片的光输出与光学系统的结构效率到达实用水平时，认为三光束返回光的入射角增大为校准透镜的估计角的2倍左右。即使在这种考虑下，次底座的倾斜面111的倾斜角θ为30度左右时也能得到充分有效的效果。在次底座的侧面的反射率为小到百分之几时，可以进一步减小倾斜角。此时，次底座的倾斜面111倾斜角θ为3～15度也能有充分的效果。
图2是图1的半导体激光装置从上方看的平面图。在实施例中，主干108的形状为大体上正方形或长方形，次底座102为例如平行四边形，LD芯片101为长方形。LD芯片101和主干108的对置的各边基本上平行。而且LD芯片101和主干102，有两边互相平行，另两边呈θ角倾斜。即，在次底座102中，位于LD芯片101的激光束出射面正下的倾斜面111以与激光束出射面形成θ角的方式倾斜。
通常，LD芯片配置为其激光束出射面仅从次底座的倾面上突出，防止激光束的干涉。在本发明的情况下，激光束出射面的一部分与次底座的侧面相接。但是，剩余的部分与次底座的侧面隔离。从而防止激光束的干涉。
次底座102，如图1所示，上表面上形成元件用电极110，下表面上形成下部电极104，该下部电板104通过锡焊105与主干108接合。次底座102的倾斜面111与和它相邻接的侧面109的夹角为(θ+90)度。
希望次底座102的材料具有与LD芯片101的材料接近的线膨胀系数，且具有良好的热传导率。而且次底座102的材料必须容易加工。图3所示的CD用的AlGaAs MQW(多量子阱)激光器，基板材料采用例如GaAs。GaAs的线膨胀系数为6.4×10-6。作为与其相接近的热膨胀系数为3.5×10-6～8×10-6、且具有140W/m·k以上的良好热传导率的材料，有例如表1所示的材料。即，作为这样的材料，有表1中记载的氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、硅(Si)等。
表1
   材料  线膨胀系数(×10-6K)  热传导率(W/m·k)
   AlN          4.5     200以上
   SiC          3.7     210
   Si          4.2     151
   Cu          16.5     395
   Fe          11.8     72
次底座的材料分别具有与GaAs基本上同一级别的线膨胀系数，而用作主干的材料的铜(Cu)、铁(Fe)等具有非常大的线膨胀系数。因此，与主干的材料与LD芯片直接模片键合的场合相比，上述次底座的材料可以分段缓和对LD芯片的热应力。
作为次底座的下部电极和元件用电极材料，可以考虑例如分别形成十～几十nm厚的钛(Ti)/金(Au)的多层膜结构。还可以考虑在形成该多层膜结构的Ti和Au之间含有作为阻挡金属的铂(Pt)的Ti/Pt/Au多层结构。通过使用这样的电极，可以用AuSn锡焊(图3中的锡焊411)把激光元件容易地锡焊到次底座上。上述多层膜结构可用磁控溅射等适于大量生产的制造方法形成。用真空蒸镀制造时，优选地，在上述多层膜结构的Ti和主干之间加上铬(Cr)，成为Cr/Ti/Au的结构。通过这样的结构可以增加附着强度。
图6示出实施例1的次底座102的制造方法的一例。通过例如对作为晶片的基板切片可形成次底座102。在次底座102的倾斜面111的角度为例如10度时，用通常使用的刀具沿第一切割线1002以预定的宽度切制基板1001。然后沿第二切割线1003平行切削。该第二切割线1003相对于和第一切割线1002垂直的方向还有10度的倾斜。即，第二切割线1003相对于第一切割线1002有90°+10°＝100°的倾斜。通过这样切割，可以制造图1、图2所示的次底座102。切割的顺序不限于上述限定的顺序。也可以先沿第二切割线切削，再沿第一切割线切削。
实施例1所示的次底座102，如图12A、B所示，无须调整刀具的深度和位置。因此，实施例1所示的次底座102与现有的三光束对策用次底座相比，无需烦杂的操作，可以大幅度提高生产率。
在金属制的主干上模片键合次底座102时，用位置校合用销钉推顶校正LD芯片101的激光束出射面下的次底座侧面的位置。此时，从激光束方向以次底座102的倾斜角倾斜销钉。如果这样，可以使用现有的次底座的切片装置。因此，具有无需新的设备，可提高生产率的优点。
半导体激光器用次底座大多用重量比80∶20的AuSu锡焊焊接到镀有Au/Ni的Cu或Fe构成的主干上。此时，首先用模片键合法把LD芯片安装在次底座上，然后把次底座模片键合到主干上。此后在仅形成有下部电极的次底座与主干之间供给AuSn锡焊片，把附着有LD芯片的次底座模片键合到主干上。
另外，在首先把次底座锡焊到主干上，再把LD芯片模片键合到次底座上时，不需要都供给AuSn锡焊片，如图1所示，在下部电极104上蒸镀一定厚度的重量比为80∶20的AuSn锡焊料。此时，由于可以使用于锡焊焊接的锡焊量为一定，可以提高模片键合的生产率。锡焊的厚度若太薄难以进行模片键合，若太厚会流出成为与LD芯片接合面短路等的原因。因此，根据模片键合的条件，锡焊的膜厚设为80nm～5μm。
图3示出在上述次底座上模片键合的LD芯片的一例。图3是展示LD芯片的激光束出射面的结构的剖面图。LD芯片中，在n-GaAs基板402的一个面上形成n电极401，在与n电极401相反的面上层积多个半导体层，即，在LD芯片的大体中央设置有发光部412的AlxGa(1-x)As/AlzGa(1-z)As构成的MQW活性层405，在该MQW活性层405的两侧形成由AlzGa(1-z)As构成的保护层404、406。MQW活性层405和保护层404、406夹着n-AlyGa(1-y)As构成的包层403、407。在包层407上依次层积n-GaAs电流阻止层408和p-GaAs接触层409。在发光部412的正下方附近不形成电流阻止层408，包层407和接触层409直接接触，构成脊部421。包层407的与发光部412对应的区域以外的部分是平坦部422，在接触层409上形成p电极410，在其上形成AuSn锡焊411。
该LD芯片具有AlGaAs MQW活性层、包层，且包层407具有脊部421和薄的平坦部422。用n-GaAs电流阻止层408覆盖脊部421的两侧面和薄的包层407上。这称为SBR(选择埋入脊)结构，因横模式的控制性良好，可减小非点色差，且由于可用低电流驱动，可以高温动作。通过把图1所示结构的次底座102和图3所示的LD芯片相组合，可提供可以低杂音高温动作的光拾波器用的半导体激光装置。
作为图3所示的LD芯片的p电极410，采用具有作为欧姆接触材料的良好特性的例如金锌(AuZn)层。在p-GaAs接触层409上形成该金锌(AuZn)层。在该金锌(AuZn)层上设置作为阻挡金属的钼(Mo)层或Pt层，在最上层形成Au层、形成时采用膜厚控制性优良的电子束蒸镀装置。另外，在p-GaAs接触层上形成足够浓度的受体(acceptor)时，在p-GaAs接触层上形成Ti，在该Ti上设置Mo、Pt等的阻挡金属层，在最上层上形成Au层。在用这样的结构的p电极410时，无需采用AuZn的电极时不可缺少的退火工序。因此可削减电极的制造工序。
在p电极410上蒸镀重量比80∶20、厚度为80nm～5μm范围的AuZn锡焊膜。图4所示的LD芯片具有以结朝下的方式模片键合到次底座的LD芯片的生产率优良的结构。
如图10所示，三光束返回光也返回到LD芯片的激光束出射面的上侧。以结朝下的方式安装LD芯片时，为了避免该三光束返回光的影响，可以使图1中的LD芯片的厚度T比激光束和三光束返回光的间隔d小。通过光学系统的设计可改变上述间隔d。但是，LD芯片的厚度T设定在60～150μm之间。即，形成图3所示的的p电极410后，通常，为了使含多个芯片的晶片容易条状开口和芯片切割，从n-GaAs基板402的内表面研磨以减薄晶片的厚度。在研磨步骤中设定LD芯片的厚度为T。
在实施例1中采用具有SBR结构的LD芯片。但是，并不仅限于此，也可以在以结朝下方式模片键合的CD用光拾波器中采用的整个结构的LD芯片上适用实施例1。
下面，参照图4、5和7说明实施例2。
图4是根据本发明实施例2的光盘用双波长激光装置。LD芯片201具有发出CD用780nm波带的激光束212的激光元件和发出DVD(数字多用盘)用650nm波带的激光束211的激光元件。即，在构成LD芯片201的基板上，两激光元件的活性层的条状结构平行，形成单脊。该激光装置适用于读出CD/DVD两种光盘的光拾波器。
现有的CD/DVD两用光拾波器，对产生用于CD用光拾波器的780nm波带的激光装置进行光学地位置调整而安装。相反地，若用图5所示的双波长激光元件，可把两个激光元件组装在同一个封装中。而且，由于条状的两个活性层形成单脊，可以把光束的间隔维持在高的精度。从而，可减少光拾波器的光学元件，且大幅度减少各部品的位置调整的操作。由此可以削减光拾波器的生产性成本。
图5所示的活性层512对应于图4所示的波长780nm的激光束。图5所示的活性层513对应于图4所示的波长650nm的激光束。这些活性层512、513必须分别独立地流过电流而发生谐振。因此，各活性层512、513和与这些活性层512、513对应地形成的p形包层504、p型电极509、焊锡510等必须电气分离地形成。
LD芯片201以结朝下的方式模片键合到次底座200上。为此，图4所示的次底座200具有电气分离的例如两个元件电极202。这些元件电极202与图5所示的各激光元件的p电极509相对应。
图7展示了形成图4所示结构的次底座200切削方法的一例。首先，用宽度很窄的电极分离用刀具1104浅浅地切削次底座基板1102，除去元件电极的一部分，形成电极分离部203。借助于该电极分离部203，形成两个电极202。然后，用宽的次底座分离用刀具1105切出次底座。该切出与图6所示的方法相同。双波长激光器中，780nm激光束和650nm激光束的间隔要求为100～200μm。若考虑LD芯片的模片键合的位置偏差，希望电极分离部203的宽度W(参见图4)为70μm以下。因此，希望电极分离用刀具1104的宽度H为50μm以下。
若采用实施例2，LD芯片的电极分离部203、LD芯片的有角度θ的倾斜面206、和与倾斜面邻接与激光束基本平行的侧面207都用切片法形成。而且，与这些电极分离部203、倾斜面206、侧面207的形成相关的刀具的位置和深度调整比较容易。因此，该次底座的200的生产率优良。
关于次底座200的电极分离部203的形成，也可以考虑切削以外的方法。例如，可考虑在电极分离部203以外的部分被掩蔽的状态下用光刻对基板蚀刻的方法；用光刻法去除(lift-off)电极部分的方法；用YAG等的激光切割，用金属掩模选择性地形成双波长元件电极的方法等。可以根据电极分离部的宽度W、电极边缘上形成的毛刺的大小来选择这些方法。
图5示出的LD芯片中，波长780nm用的活性层512是AlGaAs大块活性层，波长650nm用的活性层513是InGaAlP MQW活性层。各活性层512、513具有与各活性层具有共同组成的InGaAlP包层503、504。该包层503在n-GaAs基板502上形成。在该n-GaAs基板502的内表面上形成n电极501。而且，p包层504有脊，脊的两侧面与薄的p包层504都被由n-GaAs构成的电流阻止层506覆盖。
由此形成SBR结构。如上所述，该SBR结构由于横模式的控制性良好，非点象差小，且由于可用低电流驱动，可高温动作。在p包层504上形成由InGaP构成的蚀刻停止层505。在被电流阻止层506夹着的窄的p包层504上形成由p-InGaP构成的通电层507。在电流阻止层506和通电层507上形成由p-GaAs构成的接触层508。在接触层508上形成分离元件的p电极509。在p电极509上形成AuSn锡焊510。
由此，通过把图5所示的半导体激光元件和图4所示结构的次底座相组合，可得到以低杂音高温动作的光拾波器用的半导体激光装置。另外，若采用图5所示的半导体激光元件，可在一个芯片内形成波长不同的两个元件。因此，可以高精度地控制两个光束的间隔。因此，可使次底座的电极分离部的宽度W或模片键合的位置精度有余裕。从而可提供生产率优良的双波长半导体激光装置。
作为图5所示的LD芯片的p电极509，欧姆接触材料采用具有良好特性的例如金锌(AuZn)层。该金锌层在p-GaAs接触层508上形成。在该金锌层上形成作为阻挡金属的钼(Mo)层或Pt层，在最上层上形成Au层。采用膜厚控制性优良的电子束蒸镀装置进行形成。在p-GaAs接触层508上形成有充分浓度的受体时，在p-GaAs接触层508上形成Ti，在该Ti上设置Mo、Pt等的阻挡金属层，在最上层上形成Au层。采用这样的结构的p型电极509时，在采用AuZn的电极的场合下不可缺少的退火工序可以避免，从而可削减电极的制造工序。
在p电极509上蒸镀重量比为80∶100，厚度为80nm～5μm的AuSn锡焊膜510。图5所示的LD芯片作为以结朝下的方式模片键合到次底座上的LD芯片，具有生产率优良的结构。
在各元件的p电极509上形成的锡焊510，通过采用例如光刻的蚀刻来分离。该蚀刻工艺中只有一次光刻工序是必须的。可高精度地控制蚀刻的宽度。因此，可使向实施例2的次底座模片键合的位置精度有余裕。由于该制造方法工序简单、生产率很好。
如图10所示，三光束返回光也返回到LD芯片的激光束出射面的上侧。以结朝下的方式安装LD芯片时，为了避免该三光束返回光，与实施例1同样地，最好使图4的LD芯片的厚度T比激光束和三光束返回光的间隔d小。通过光学系统的设计可改变上述间隔d。但是，LD芯片的厚度T设定在60～150μm之间。即，形成图5所示的的p电极509后，为了使含多个芯片的晶片容易条状开口和芯片切割，从n-GaAs基板502的内表面研磨以减薄晶片的厚度。在研磨步骤中设定LD芯片的厚度为T。
在实施例2中采用具有SBR结构的LD芯片。但是，并不仅限于此，也可以在以结朝下方式模片键合的单脊的双波长激光器的整个结构上适用实施例2。
下面，参照图8A、8B说明本发明中采用次底座的形状和配置。
在实施例1和2中，次底座的平面形状是平行四边形。但次底座的形状并不仅限于此。次底座也可以在半导体激光芯片的激光束出射面正下方具有相对于出射面倾斜的倾斜面。
图8A所示的次底座1202，只有与LD芯片1201的激光束出射面相对应的一个边以与垂直方向夹角为θ的方式倾斜。该次底座1202的斜边以外的边与主干1208的相应边平行。
图8B所示的次底座1203的形状为例如正方形或长方形。LD芯片1201安装在次底座1203上。该LD芯片1201与次底座1203的一个边相对，激光束出射面以预定的角度θ倾斜。安装有LD芯片1201的次底座1203安装在主干1208上。次底座1203的各边相对于主干1208的各边以角度θ设置。因此，LD芯片1201的各边与主干1208的各边平行。用图8A、8B所示的结构也能实现与实施例1、2同样的效果。
本领域技术人员易于看到其它的优点和变更。因此，在更广义上本发明并不局限于这里展示和描述的具体细节和代表性的例子。在不背离后附权利要求书及其等价物限定的总的发明构思的精神和范围的前提下，可以做出种种变更。

Claims (31)

1.一种半导体激光装置，其特征在于包括：
具有射出激光束的出射面的半导体激光芯片；以及
具有第一面和与该第一面垂直的至少一个第二面的、在上述第一面上设有上述半导体激光芯片的次底座，
上述至少一个第二面之中的与上述半导体激光芯片的上述出射面并列的第二面相对于上述出射面以3～30度的角度倾斜，上述倾斜的第二面反射上述半导体激光芯片射出的激光束经衍射后的分光束的反射光。
2.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：上述倾斜的第二面的相对于上述出射面的角度设定为3～15度。
3.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是长方形和正方形中的一个。
4.如权利要求3所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是平行四边形。
5.如权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片是长方形和正方形中的一个。
6.如权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片的厚度为60～150μm。
7.如权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的材料为AlN、SiC、Si中的一个。
8.如权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片和次底座的平面形状是长方形和正方形中的一个，上述半导体激光芯片相对于上述次底座旋转上述角度设置，上述次底座设置在主干上，上述半导体激光芯片的各边与上述主干的各边平行。
9.一种半导体激光装置，其特征在于包括：
具有射出两个激光束的出射面的半导体激光芯片；以及
具有第一面和与该第一面垂直的至少一个第二面的、在上述第一面上设有上述半导体激光芯片的次底座，
上述至少一个第二面之中的与上述半导体激光芯片的上述出射面并列的第二面相对于上述出射面以3～30度的角度倾斜，上述倾斜的第二面反射上述半导体激光芯片射出的激光束经衍射后的分光束的反射光。
10.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片发射具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束。
11.如权利要求10所述的半导体激光装置，其特征在于：上述第一波长为780nm波带，上述第二波长为650nm波带。
12.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片具有第一、第二电极，上述次底座在第一面上具有和上述第一、第二电极相连接的第三、第四电极。
13.如权利要求12所述的半导体激光装置，其特征在于：上述上述次底座在上述第三、第四电极之间有狭缝。
14.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述倾斜的第二面的相对于上述出射面的角度设定为3～15度。
15.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是长方形和正方形中的一个。
16.如权利要求15所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是平行四边形。
17.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片是长方形和正方形中的一个。
18.如权利要求17所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片的厚度为60～150μm。
19.如权利要求16所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的材料为AlN、SiC、Si中的一个。
20.如权利要求9所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片和次底座的平面形状是长方形和正方形中的一个，上述半导体激光芯片相对于上述次底座旋转3～30度的角度设置，上述次底座设置在主干上，上述半导体激光芯片的各边与上述主干的各边平行。
21.一种光拾波器，其特征在于包括：
射出激光束的半导体激光装置；
使来自上述半导体激光装置的激光束衍射，输出上述激光束和分光束的衍射光栅；
使来自上述衍射光栅的上述激光束的上述分光束成为平行光的校准透镜；
透过来自校准透镜的上述激光束和上述分光束的半反射镜；
把来自上述半反射镜的上述激光束和上述分光束引导到光盘上的物镜；以及
借助于上述物镜和上述半反射镜接受来自上述光盘的反射光，把光变换成电信号的受光元件，
上述半导体激光装置，包括：
具有射出激光束的出射面的半导体激光芯片；以及
具有第一面和与该第一面垂直的至少一个第二面的、在上述第一面上设有上述半导体激光芯片的次底座，
上述至少一个第二面之中的与上述半导体激光芯片的上述出射面并列的第二面相对于上述出射面以3～30度的角度倾斜，上述倾斜的第二面反射上述半导体激光芯片射出的激光束经衍射后的分光束的反射光。
22.如权利要求21所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片发射具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束。
23.如权利要求22所述的半导体激光装置，其特征在于：上述第一波长为780nm波带，上述第二波长力650nm波带。
24.如权利要求21所述的半导体激光装置，其特征在于：上述半导体激光芯片具有第一、第二电极，上述次底座在第一面上具有和上述第一、第二电极相连接的第三、第四电极。
25.如权利要求24所述的半导体激光装置，其特征在于：上述上述次底座在上述第三、第四电极之间有狭缝。
26.如权利要求21所述的半导体激光装置，其特征在于：上述倾斜的第二面的相对于上述出射面的角度设定为3～15度。
27.如权利要求21所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是长方形和正方形中的一个。
28.如权利要求27所述的半导体激光装置，其特征在于：上述次底座的平面形状是平行四边形。
29.一种半导体激光装置的制造方法，其特征在于包括：
通过沿第一切割线平行地切割基板，并沿相对于上述第一切割线以90度+θ(θ＝3～30度)的角度倾斜的第二切割线平行地切割基板，形成具有倾斜面的多个次底座的工序；从及
以使上述倾斜面位于半导体激光芯片的射出激光束的出射面正下方的方式，在上述次底座上安装半导体激光芯片的工序。
30.一种半导体激光装置的制造方法，其特征在于包括下列工序：
在基板表面上平行地形成多个狭缝，通过沿与上述狭缝平行的第一切割线平行地切割基板，并沿相对于上述第一切割线以90度+θ(θ＝3～30度)的角度倾斜的第二切割线平行地切割基板，形成具有倾斜面的多个次底座的工序；从及
以使上述倾斜面位于半导体激光芯片的射出激光束的出射面正下方的方式，在上述次底座上安装半导体激光芯片的工序。
31.如权利要求30所述的半导体激光装置的制造方法，其特征在于：用切削、蚀刻、去除(lift-off)、YAG激光切割、金属掩模中的一种形成上述多个狭缝。
CNB011406461A 2000-09-19 2001-09-19 清除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法 Expired - Fee Related CN100530377C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000282852A JP2002094168A (ja) 2000-09-19 2000-09-19 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP282852/2000 2000-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1348240A true CN1348240A (zh) 2002-05-08
CN100530377C CN100530377C (zh) 2009-08-19

Family

ID=18767293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011406461A Expired - Fee Related CN100530377C (zh) 2000-09-19 2001-09-19 清除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6804276B2 (zh)
JP (1) JP2002094168A (zh)
KR (1) KR100453085B1 (zh)
CN (1) CN100530377C (zh)
TW (1) TW552751B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629732A (zh) * 2011-02-04 2012-08-08 索尼公司 次载具、次载具组件和次载具装配方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6907054B2 (en) * 2001-06-29 2005-06-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
US7254149B2 (en) * 2002-03-19 2007-08-07 Finisar Corporation Submount, pedestal, and bond wire assembly for a transistor outline package with reduced bond wire inductance
US7044657B2 (en) * 2002-03-19 2006-05-16 Finisar Corporation Transistor outline package with exteriorly mounted resistors
US7042067B2 (en) 2002-03-19 2006-05-09 Finisar Corporation Transmission line with integrated connection pads for circuit elements
US20040140474A1 (en) * 2002-06-25 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same and method for bonding the same
JP4216011B2 (ja) * 2002-07-17 2009-01-28 シャープ株式会社 窒化物半導体レーザ素子チップとそれを含むレーザ装置
TWI225709B (en) * 2003-08-06 2004-12-21 Atomic Energy Council A semiconductor device and method for fabricating the same
JP2005101149A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Sharp Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2006253391A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Sharp Corp 半導体レーザ装置
JP2007088320A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Fujifilm Corp 光源装置および光半導体素子
US7542496B2 (en) * 2006-11-10 2009-06-02 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor laser device, light scanner, and image forming apparatus
KR100803222B1 (ko) * 2007-01-26 2008-02-14 삼성전자주식회사 스펙클 저감 레이저와 이를 채용한 레이저 디스플레이 장치
GB2446611B (en) * 2007-02-14 2011-08-17 Bookham Technology Plc Low creep metallization for optoelectronic applications
JP2008258459A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法
JP5388566B2 (ja) * 2008-12-26 2014-01-15 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザ装置
JP5465514B2 (ja) * 2009-11-19 2014-04-09 日本オクラロ株式会社 光半導体装置
US8518748B1 (en) 2011-06-29 2013-08-27 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a laser submount for an energy assisted magnetic recording head
US8288204B1 (en) 2011-08-30 2012-10-16 Western Digital (Fremont), Llc Methods for fabricating components with precise dimension control
DE102012215265B4 (de) * 2012-08-28 2022-09-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum herstellen einer laserdiode, halterung und laserdiode
US9475151B1 (en) 2012-10-30 2016-10-25 Western Digital (Fremont), Llc Method and apparatus for attaching a laser diode and a slider in an energy assisted magnetic recording head
US9337613B1 (en) 2013-03-12 2016-05-10 Western Digital Technologies, Inc. Chip on submount carrier fixture
JP6305127B2 (ja) * 2014-03-12 2018-04-04 三菱電機株式会社 半導体レーザ光源
JP6399011B2 (ja) * 2016-02-09 2018-10-03 日亜化学工業株式会社 光源装置
JP7237687B2 (ja) * 2019-03-28 2023-03-13 京セラ株式会社 配線基板、電子装置及び電子モジュール
US20220190552A1 (en) * 2020-12-10 2022-06-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laser package and projector with the laser package
CN116565697A (zh) * 2023-04-20 2023-08-08 浙江热刺激光技术有限公司 激光器及激光器的制造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4608115A (en) * 1984-04-23 1986-08-26 Kimberly-Clark Corporation Revolving transfer roll
GB2189620B (en) * 1986-04-23 1990-03-28 Stc Plc Optical fibre transmission package
JPS6226653A (ja) * 1985-07-26 1987-02-04 Mitsubishi Electric Corp 光検知器
JPS63175490A (ja) * 1987-01-14 1988-07-19 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザ
JP2579317B2 (ja) * 1987-07-20 1997-02-05 ローム 株式会社 半導体レ−ザ装置
JPH01204487A (ja) * 1988-02-10 1989-08-17 Nec Corp 半導体レーザ装置
US5545275A (en) * 1989-11-28 1996-08-13 Herrin; Robert M. Method for welding seams in disposable garments
JPH05343790A (ja) * 1992-06-04 1993-12-24 Rohm Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製法
US5517479A (en) * 1993-03-26 1996-05-14 Matsushita Electronics Corporation Optical head including a semiconductor laser having a non-scatter incident area
US6227223B1 (en) * 1995-03-13 2001-05-08 Provacon, Inc. Valve and actuator in combination
SE508214C2 (sv) * 1995-12-22 1998-09-14 Moelnlycke Ab Förfarande för tillverkning av återförslutningsbara absorberande plagg och absorberande plagg erhållna därmed
JPH09214037A (ja) 1996-01-31 1997-08-15 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レーザ装置及びその製造方法
US5923692A (en) * 1996-10-24 1999-07-13 Sdl, Inc. No wire bond plate (NWBP) packaging architecture for two dimensional stacked diode laser arrays
JP3407679B2 (ja) * 1998-03-24 2003-05-19 日本電気株式会社 光ヘッド及び光ヘッドの製造装置
JP2000329565A (ja) * 1999-03-16 2000-11-30 Canon Inc ジャイロ装置
JP2001036178A (ja) 1999-07-21 2001-02-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
US6364541B1 (en) * 1999-12-22 2002-04-02 New Focus, Inc. Method and apparatus for optical reception
JP4167370B2 (ja) * 1999-12-22 2008-10-15 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置
US6907054B2 (en) * 2001-06-29 2005-06-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629732A (zh) * 2011-02-04 2012-08-08 索尼公司 次载具、次载具组件和次载具装配方法
CN102629732B (zh) * 2011-02-04 2017-04-12 索尼公司 次载具、次载具组件和次载具装配方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020022586A (ko) 2002-03-27
US6804276B2 (en) 2004-10-12
KR100453085B1 (ko) 2004-10-22
JP2002094168A (ja) 2002-03-29
TW552751B (en) 2003-09-11
CN100530377C (zh) 2009-08-19
US20020105981A1 (en) 2002-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100530377C (zh) 清除三光束返回光的影响的半导体激光装置及其制造方法
US7376166B2 (en) Semiconductor laser apparatus and optical pickup apparatus
US8098704B2 (en) Semiconductor laser apparatus, method of manufacturing semiconductor laser apparatus, and optical pickup apparatus
JP3419930B2 (ja) 半導体レーザ装置とこの半導体レーザ装置を備えた光ディスク装置
US6790692B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
US20050218420A1 (en) Semiconductor laser apparatus and fabrication method thereof
US6965552B2 (en) Mounting method for optical device and optical head equipment
US8494020B2 (en) Semiconductor light emitting device, optical pickup unit and information recording/reproduction apparatus
US8275013B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
US8253150B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing it
JP2000011417A (ja) 半導体レーザアレイ及びその製造方法、光集積ユニット、光ピックアップ並びに光ディスク駆動装置
EP1557917A1 (en) Integrated semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same
US7927896B2 (en) Method of production of semiconductor light emission device and method of production of light emission apparatus
KR20010082662A (ko) 발광 디바이스 및 그것을 사용하는 광학 디바이스
US20050180482A1 (en) Very low cost surface emitting laser diode arrays
JP4844791B2 (ja) 半導体発光装置およびそれを用いた光装置
CN1063567C (zh) 全息光检拾器
US6977951B2 (en) Semiconductor laser apparatus and optical pickup apparatus using same
CN102195235A (zh) 发光装置以及采用该发光装置的光学设备
JP4561381B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP2003086882A (ja) 半導体レーザ装置
JP3131497B2 (ja) 光ヘッド装置
JP5323008B2 (ja) 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置
JP2004145938A (ja) 光ヘッド
JP2003060276A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090819

Termination date: 20180919