CN1832277A

CN1832277A - 半导体激光装置及其制造方法

Info

Publication number: CN1832277A
Application number: CNA2006100595027A
Authority: CN
Inventors: 池原正博
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2006-09-13
Also published as: JP2006253391A; US20060203869A1

Abstract

本发明公开了一种半导体激光装置及其制造方法，所述半导体激光装置包括子安装架以及安装在子安装架上的激光器芯片。该子安装架具有相对于激光器芯片的发光面倾斜的前端面和形状与前端面的形状互补的后端面。

Description

半导体激光装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及例如用于光盘系统中的光学拾取器等的半导体激光装置及其制造方法。

背景技术

传统半导体激光装置的示例如图7A和7B中的平面图和横截面视图所示(例如参见日本未审专利公开No.SHO63(1988)-175490)。该激光装置具有经钎焊材料层2管芯键合到子安装架(submount)1上的激光器芯片3。子安装架1具有相对于激光器芯片3的发光面3a在宽度方向上倾斜的前端面1a。这使得如箭头A所示入射到子安装架1的前端面1a上的光如箭头B所示在不同于激光器芯片3的发光方向的方向上被反射(激光器芯片的发光方向与由箭头A所示的方向相反)。因此，该半导体激光装置设计来使得当自激光器芯片3发射并由光学系统在光盘上收集的部分光由光盘反射并通过该光学系统返回到半导体激光装置时，所返回的光不会被子安装架1的前端面1a在激光器芯片3的发光方向上反射。这允许返回的光通过光学系统再次到达光盘，并由感光器检测，由此阻止了由光学拾取器所读取的信号S/N(信噪比)的降低。

图8A和图8B分别是另一种传统半导体激光装置的平面图和横截面视图(例如参见日本未审专利公开No.2003-86882)。该半导体激光装置具有经钎焊材料层2管芯键合到子安装架1上的激光器芯片3。子安装架1具有相对于激光器芯片3的发光面3a在厚度方向上倾斜的前端面1a。在该半导体激光装置中，也通过如上所述的效应防止了在激光器芯片3的发光方向上的光反射。

在上述半导体激光装置中所使用的子安装架1是通过将晶片解理为矩形的固体，然后通过附加的处理将前端面倾斜而形成的。该额外的处理增加了制造步骤的数目，导致了半导体激光装置制造成本的增加。

发明内容

鉴于上述情形，做出了本发明。本发明提供了一种半导体激光装置，其可以容易地以低的成本制造，并且能够在不同于激光器芯片的发光方向的方向上反射所返回的光。

根据本发明，该半导体激光装置包括：子安装架；以及安装在该子安装架上的激光器芯片，其中该子安装架具有相对于激光器芯片的发光面倾斜的前端面和形状与前端面的形状相互补的后端面。

附图说明

根据下面给出的详细说明和附图，将可以对本发明更加全面地理解，它们仅以示例的方式给出，因此并不对本发明进行限制，其中：

图1A和图1B分别是根据本发明的第一实施例的半导体激光装置的平面图和横截面图；

图2是示出形成图1A和图1B的半导体激光装置中使用的子安装架的解理工艺的图示；

图3A和图3B分别是根据本发明的第二实施例的半导体激光装置的平面图和横截面图；

图4是示出形成图3A和图3B的半导体激光装置中使用的子安装架的解理工艺的图示；

图5A和图5B分别是根据本发明的第三实施例的半导体激光装置的平面图和横截面图；

图6是示出形成图5A和图5B的半导体激光装置中使用的子安装架的解理工艺的图示；

图7A和7B分别是传统半导体激光装置的平面图和横截面视图；以及

图8A和8B分别是另一种传统半导体激光装置的平面图和横截面视图。

具体实施方式

本发明提供了一种半导体激光装置，其包括：子安装架；以及安装在该子安装架上的激光器芯片，其中该子安装架具有相对于激光器芯片的发光面倾斜的前端面和形状与前端面的形状相互补的后端面。本发明的子安装架并非矩形固体。该子安装架的前端面通常与子安装架的侧面、顶面或底面的至少一个以锐角相交。

根据本发明，由于子安装架的前端面和后端面具有互补的形状，所以这些前端面和后端面可以同时在解理工艺中形成。因此，并不要求在解理工艺之后子安装架的额外处理，由此抑制了制造步骤数量的增加。通常以这样的方式进行解理工艺，使得子安装架的前端面与子安装架的侧面、顶面或底面的至少一个以锐角相交。

子安装架的前端面和后端面优选地由彼此平行的面形成，因为平面形状可以容易地使用解理刀片形成。

子安装架的前端面优选地在宽度或厚度方向上倾斜，因为在任何一种情形下，都可以防止返回的光在激光发射方向上反射。

激光器芯片(如果适用的话，多个激光器芯片中的至少一个)优选地以这样的方式安装使得发光方向基本上平行于子安装架的顶面与其侧面相交所在的至少一条直线。如果激光器芯片在子安装架上倾斜安装，那么就会发生比如子安装架顶面(其上安装激光器芯片的面)的面积增加和用于安装激光器芯片的钎焊材料非均匀固化的缺点。

本发明还提供了一种半导体激光装置，其包括：子安装架；以及包含安装在该子安装架上的第一和第二激光器芯片的多个激光器芯片，其中该子安装架具有相对于第一和第二激光器芯片的至少一个发光面倾斜的前端面和形状与前端面的形状相互补的后端面，该子安装架具有将第一和第二激光器芯片电气上彼此分隔的凹槽。上述说明适用于本半导体激光装置，除非与该说明的要旨相悖。

如果子安装架的前端面在宽度方向上倾斜，那么第一和第二激光器芯片中需要有较大热释放的一个优选地安装在子安装架的前端面的凸出侧。在该情形中，激光器芯片和子安装架的接触面积增加，由此改善了热释放。

可以使用解理刀片形成凹槽。

下面将通过其实施例的方式对本发明进行说明。但是，应该理解，本发明并不限于这些实施例，可以在本发明的范围内进行各种修改。

第一实施例

参考图1A和图1B，将对本发明的第一实施例的半导体激光装置进行说明。图1A和图1B分别是该半导体激光装置的平面图和横截面图。

该半导体激光装置包括子安装架1和经钎焊材料层2安装在子安装架1上的激光器芯片3。该子安装架具有相对于激光器芯片3的发光面3a在宽度方向上倾斜的前端面1a和形状与前端面1a的形状互补的后端面1b。从激光器芯片3发出的光的方向基本上平行于子安装架的顶面1c与其侧面1d相交所在的直线(由图1A中的箭头X指示)。子安装架的前端面1a与其侧面1d之一以锐角相交。

图2是图示形成该子安装架的解理工艺的平面图。通过使用沿图中虚线所示的方向倾斜的解理刀片进行解理工艺，子安装架的前端面1a和后端面1b同时形成，并且这两个面具有彼此互补的形状。

子安装架的前端面1a的倾斜角θ优选地是4度或更大。在这样的情形中，由前端面1a所反射的光偏离激光器芯片3的光轴8度或更大。由于从激光器芯片3发射的激光通常在宽度方向上具有窄的发射角特征，所以4度或更大的倾斜角足够了。

此外，倾斜角θ优选为8度或更小。倾斜角越大，激光器芯片的左侧和右侧之间的悬突量(overhang amounts)的差别越大。因此，对于需要具有从子安装架的前端面1a悬突的发光面3a的激光器芯片(例如，具有极接近激光器芯片和子安装架之间的结的发光点的激光器芯片)，如果倾斜角太大，那么激光器芯片的左侧和右侧之间的悬突量的差别也太大，导致在激光器芯片两侧之一中接近发光面的热释放不够。因此，过度的倾斜并非优选，该倾斜角优选为8度或更小。

因此，在第一实施例中，子安装架前端面1a的倾斜角θ优选为4-8度。

第二实施例

参考图3A和图3B，将对根据本发明的第二实施例的半导体激光装置进行说明。图3A和图3B分别是该半导体激光装置的平面图和横截面图。

该半导体激光装置包括子安装架1和经钎焊材料层2安装在子安装架1上的激光器芯片3。该子安装架具有相对于激光器芯片3的发光面3a在厚度方向上倾斜的前端面1a和形状与前端面1a的形状互补的后端面1b。从激光器芯片3发出的光的方向基本上平行于子安装架的顶面1c与其侧面1d相交所在的直线。子安装架的前端面1a与其底面1e以锐角相交。

图4是图示形成该子安装架的解理工艺的平面图。通过使用沿图中虚线所示的方向倾斜的解理刀片进行解理工艺，子安装架的前端面1a和后端面1b同时形成，并且这两个面具有彼此互补的形状。

子安装架的前端面1a的倾斜角θ优选地是8度或更大。在这样的情形中，由前端面1a所反射的光偏离激光器芯片3的光轴16度或更大。由于从激光器芯片3发射的激光通常在厚度方向上具有宽的发射角特征，所以倾斜角优选为8度或更大。

此外，倾斜角θ优选为16度或更小。如果倾斜角太宽，那么解理过程可能困难。

子安装架的前端面1a可以同时在宽度和厚度方向上倾斜。在这样的倾斜中，从前端面1a反射的光指向斜的方向。子安装架的前端面1a可以是曲面。

第三实施例

参考图5A和图5B，将对本发明的第三实施例的半导体激光装置进行说明。图5A和图5B分别是该半导体激光装置的平面图和横截面图。

该半导体激光装置包括子安装架1和经钎焊材料层2安装在子安装架1上的第一和第二激光器芯片3、4。该子安装架1具有相对于第一和第二激光器芯片3、4的发光面3a、4a在宽度方向上倾斜的前端面1a和形状与前端面1a的形状互补的后端面1b。从激光器芯片3、4发出的光的方向基本上平行于子安装架的顶面1c与其侧面1d相交所在的直线。子安装架的前端面1a与其侧面1d之一以锐角相交。此外，子安装架1具有形成于其中的凹槽5，用于将第一和第二激光器芯片3、4彼此电隔离。凹槽5分隔钎焊材料层2并到达子安装架1。

图6是图示形成该子安装架的解理工艺的平面图。首先使用解理刀片形成凹槽5，然后通过使用沿图中虚线所示的方向倾斜的解理刀片进行解理工艺。这允许凹槽5可以容易地在其中使用解理刀片的工艺中形成。

凹槽5优选地具有10μm到50μm的宽度。如果宽度大于10μm，那么第一和第二激光器芯片3、4可以确定地电隔离。如果宽度小于50μm，那么第一和第二激光器芯片3、4的发光点之间的距离就不会太宽。凹槽优选地具有10μm到100μm的深度。如果深度大于10μm，第一和第二激光器芯片3、4可以确定地电分隔。如果深度小于100μm，那么例如处理时间长、刀片磨损严重、子安装架1易于开裂的有害影响将不严重。

在第一和第二激光器芯片3、4中，需要具有较大热释放的一个优选地安装在子安装架1的前端面的凸出侧(在图5中，第一激光器芯片3侧)。通过该布置，需要具有较大热释放的激光器芯片可以具有与子安装架1较大的接触面积，由此改善了热释放。

如此对本发明进行了说明，显然的是可以对其在多个方面进行变化。这样的变化将不会被视为对本发明的要旨和范围的偏离，并且旨在将所有对于本领域的普通技术人员显然的修改包括在权利要求的范围内。

Claims

1、一种半导体激光装置，包括：

子安装架；以及

安装在所述子安装架上的激光器芯片，

其中所述子安装架具有相对于所述激光器芯片的发光面倾斜的前端面和形状与所述前端面的形状互补的后端面。

2、一种半导体激光装置，包括：

子安装架；以及

安装在所述子安装架上的包含第一和第二激光器芯片的多个激光器芯片，

其中所述子安装架具有相对于所述第一和第二激光器芯片的至少一个发光面倾斜的前端面和形状与所述前端面的形状互补的后端面，所述子安装架具有将所述第一和第二激光器芯片电气上彼此分离的凹槽。

3、根据权利要求1或2的半导体激光装置，其中所述子安装架的前端面和后端面由彼此平行的面形成。

4、根据权利要求1或2的半导体激光装置，其中所述子安装架的前端面以4到8度的角度在宽度方向上倾斜。

5、根据权利要求1或2的半导体激光装置，其中所述子安装架的前端面以8到20度的角度在厚度方向上倾斜。

6、根据权利要求1或2的半导体激光装置，其中所述子安装架的前端面与所述子安装架的侧面、顶面或底面的至少一个以锐角相交。

7、根据权利要求1的半导体激光装置，其中所述激光器芯片以这样的方式安装在所述子安装架上，使得所述激光器芯片的发光方向基本上平行于所述子安装架的顶面与其侧面相交所在的至少一条直线。

8、根据权利要求2的半导体激光装置，其中所述第一和第二激光器芯片的至少一个以这样的方式安装在所述子安装架上，使得所述激光器芯片的发光方向基本上平行于所述子安装架的顶面与其侧面相交所在的至少一条直线。

9、根据权利要求2的半导体激光装置，其中所述凹槽具有10μm到50μm的宽度和10μm到100μm的深度。

10、根据权利要求2的半导体激光装置，其中所述子安装架的前端面在宽度方向上倾斜，并且所述第一和第二激光器芯片中需要有较大热释放的一个安装在所述子安装架的前端面的凸出侧。

11、一种制造半导体激光装置的方法，所述半导体激光装置包括：子安装架；以及安装在所述子安装架上的激光器芯片，其中所述子安装架具有相对于所述激光器芯片的发光面倾斜的前端面和形状与所述前端面的形状互补的后端面，所述方法包括执行解理工艺以形成所述子安装架的步骤，其中所述子安装架的前端面和后端面同时在所述解理工艺中形成。

12、一种制造半导体激光装置的方法，所述半导体激光装置包括：子安装架；以及安装在所述子安装架上的包含第一和第二激光器芯片的多个激光器芯片，其中所述子安装架具有相对于所述第一和第二激光器芯片的至少一个发光面倾斜的前端面和形状与所述前端面的形状互补的后端面，所述子安装架具有将所述第一和第二激光器芯片电气上彼此分离的凹槽，所述方法包括执行解理工艺以形成所述子安装架的步骤，其中所述子安装架的前端面和后端面同时在所述解理工艺中形成。

13、根据权利要求11或12所述的方法，其中所述解理工艺以这样的方式进行，使得所述子安装架的前端面与所述子安装架的侧面、顶面或底面的至少一个以锐角相交。

14、根据权利要求11所述的方法，其中所述激光器芯片以这样的方式安装，使得所述激光器芯片的发光方向基本上平行于所述子安装架的顶面与其侧面相交所在的至少一条直线。

15、根据权利要求12所述的方法，其中所述第一和第二激光器芯片中的至少一个以这样的方式安装，使得所述激光器芯片的发光方向基本上平行于所述子安装架的顶面与其侧面相交所在的至少一条直线。

16、根据权利要求12所述的方法，还包括使用解理刀片形成所述凹槽的步骤。