JP2001119090A - Method for manufacturing semiconductor light emitter - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor light emitterInfo
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置の
製造方法に関し、特に、パッケージ内に、有機物を含む
接着剤により半導体発光素子および光学部材を固定し密
封する半導体発光装置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which a semiconductor light emitting element and an optical member are fixed and sealed in a package with an adhesive containing an organic substance. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、印刷機器、画像処理装置等の
光源として、例えば、半導体レーザ装置あるいは単一モ
ードの半導体レーザ素子から発せられる光を反転ドメイ
ンLiNbO3導波路型波長変換素子に入射して半分の
波長の光を得る、導波路型波長変換装置等が知られてい
る。このような半導体発光装置は、光出力や発振波長の
安定化のために、通常、ペルチェ素子等により温度制御
が行われており、また、使用される環境での塵芥による
影響や温度変化による結露を防止するために、金属製の
ケース等に乾燥空気や乾燥窒素により封止されるのが一
般的である。2. Description of the Related Art Conventionally, light emitted from a semiconductor laser device or a single-mode semiconductor laser device as a light source of a printing device, an image processing device, or the like is incident on an inverted domain LiNbO 3 waveguide type wavelength conversion device. There is known a waveguide type wavelength converter that obtains light having a half wavelength. Such semiconductor light emitting devices are usually controlled in temperature by a Peltier element or the like in order to stabilize the light output and the oscillation wavelength. In order to prevent this, it is common to seal in a metal case or the like with dry air or dry nitrogen.
【0003】このケース内には、例えば、導波路型波長
変換装置の場合、半導体レーザ素子、半導体レーザ素子
を接着するヘッダー、ペルチェ素子、ヘッダーとペルチ
ェ素子との間に使用する熱伝導性のよい基準板、光学レ
ンズ、光学ミラーおよび波長変換素子とが内蔵されてい
る。さらに、このケースには、パラレルシーム溶接によ
り光取出し用の窓付き金属ふたが取り付けられる。In this case, for example, in the case of a waveguide type wavelength converter, a semiconductor laser element, a header for bonding the semiconductor laser element, a Peltier element, and a high thermal conductivity used between the header and the Peltier element are provided. A reference plate, an optical lens, an optical mirror, and a wavelength conversion element are incorporated. Furthermore, a metal lid with a window for extracting light is attached to this case by parallel seam welding.
【0004】ところが、半導体レーザ素子とヘッダーを
接着する際、例えば金錫、錫鉛、またはインジューム錫
等の合金ハンダまたは、錫あるいはインジュームなどの
ハンダが使用される。このハンダ付けの際、ハンダ表面
の酸化等によって固着したい面でのハンダの濡れ性が低
下することを回避するために、例えばフラックス等の有
機物を含む材料を使用することがある。後でこのフラッ
クスは有機溶剤などで洗浄し取り除くが、パッケージ内
の表面積が大きい場合、あるいは光学素子の微細な隙間
にフラックスが入り込んだ場合は取除くことが非常に難
しいという問題がある。However, when bonding the semiconductor laser element to the header, an alloy solder such as gold tin, tin lead, or indium tin, or a solder such as tin or indium is used. At the time of this soldering, a material containing an organic substance such as a flux may be used in order to avoid a decrease in the wettability of the solder on a surface to be fixed due to oxidation or the like of the solder surface. This flux is later washed and removed with an organic solvent or the like, but there is a problem that it is very difficult to remove the flux when the surface area inside the package is large or when the flux enters fine gaps in the optical element.
【0005】また、ハンダ接着方法は、ヘッダーと熱伝
導性基準板の間にも使用され、フラックスを使用する頻
度も通常でも数回あるので、パッケージ内の汚染の可能
性が高くなる。[0005] Further, the solder bonding method is also used between the header and the heat conductive reference plate, and the flux is usually used several times, so that the possibility of contamination in the package increases.
【0006】また、ヘッダーに温度調節のためのサーミ
スタを取り付ける場合にシリコーン系などの熱伝導性接
着剤が使用されているが、これらの接着剤にもシロキサ
ンあるいは軟化剤などの有機物が含まれているため、こ
れらの有機物等によってパッケージ内が汚染されること
がある。[0006] When a thermistor for temperature control is attached to the header, a thermally conductive adhesive such as silicone is used. These adhesives also contain organic substances such as siloxane or softener. Therefore, the inside of the package may be contaminated by these organic substances.
【0007】さらに、ペルチェ素子とパッケージの接着
あるいはペルチェ素子と熱伝導性基準板との接着には、
例えば銀ペーストなどを用いることがあり、後でこの銀
ペーストに含まれるフィラーを100〜150℃の適当
なガス出しベーキングにより取り除くが、脱ガスしきれ
ずに内部に吸着して残る場合がある。また、光学レンズ
や光学ミラーの固定に際しても、接着剤を使用する場
合、有機物が残留し装置内が汚染されることがある。Further, for bonding the Peltier device to the package or bonding the Peltier device to the heat conductive reference plate,
For example, a silver paste or the like may be used, and the filler contained in the silver paste is later removed by appropriate gas baking at 100 to 150 ° C., but may remain adsorbed inside without being completely degassed. Also, when an adhesive is used for fixing an optical lens or an optical mirror, organic substances may remain and the inside of the apparatus may be contaminated.
【0008】一方、半導体レーザ素子や光学部材の表面
には、通常、反射率を制御するために誘電体が、1層以
上薄膜コーティングされている。これら、ガラス部材や
誘電体でコートされた表面は、例えば水のような極性を
持った分子を吸着することが知られている。これは、水
分子間に働く表面エネルギーを小さくしようとする力
が、水とガラス表面の間に働く力より小さいために濡れ
性が向上するためである。この働きにより、密封された
パッケージ内の光学部材や半導体レーザ素子表面には、
極性を持つシロキサンなどの汚染物が吸着しやすいと考
えられる。On the other hand, the surface of a semiconductor laser element or an optical member is usually coated with one or more dielectric films in order to control the reflectance. It is known that surfaces coated with these glass members and dielectrics adsorb polar molecules such as water. This is because the force acting to reduce the surface energy acting between water molecules is smaller than the force acting between water and the glass surface, so that the wettability is improved. By this function, the optical member and the semiconductor laser element surface inside the sealed package are
It is considered that contaminants such as polar siloxane are easily adsorbed.
【0009】上記のように、装置内の汚染源は、部品を
組み立てる際の、部材の固定を行ったり、電気的な導通
をとったり、熱伝導を確保するために必然的に行う、い
わゆる接着工程によるものだけではなく、使用する部材
そのものに付着していてパッケージ内に持ち込まれる場
合もある。このような状態のまま、パッケージを乾燥窒
素あるいは乾燥空気中で密封した場合に、内在するこれ
らの汚染物質が、光学部材の表面に堆積し、光路を遮
り、光量低下などの問題を引き起こす。この現象は、と
りわけ光強度の光密度の高い部分で起きやすい。As described above, the source of contamination in the apparatus is based on a so-called bonding process, which is necessarily performed to secure members, establish electrical continuity, and ensure heat conduction when assembling parts. In some cases, it is attached not only to the object but also to the member to be used and brought into the package. When the package is sealed in dry nitrogen or dry air in such a state, these contaminants are deposited on the surface of the optical member, interrupt the optical path, and cause a problem such as a decrease in light amount. This phenomenon tends to occur particularly in a portion where the light density of the light intensity is high.
【0010】ところが、導波路型波長変換装置のよう
に、半導体レーザ素子と波長変換素子の間隔が数μm以
下で近接している場合には、半導体レーザ素子の出力端
面側では汚染は生じない。むしろ、汚染物質は、波長変
換素子の出力端で加速的に生じることが見いだされた。
特に、装置を一定電流で連続動作させながら、光強度の
経時変化を観察してみると、光強度の低下の程度は、時
間の経過と共に徐々に加速されることが判った。これ
は、光出射端面に何らかの異物が付着すると、その異物
自身が光を吸収し、さらにこれら異物自身がその堆積速
度を速めるものと考えられる。However, when the distance between the semiconductor laser element and the wavelength conversion element is close to each other by several μm or less as in a waveguide type wavelength conversion apparatus, no contamination occurs on the output end face side of the semiconductor laser element. Rather, it has been found that contaminants are generated at the output end of the wavelength conversion element at an accelerated rate.
In particular, when the apparatus was continuously operated at a constant current and the change in light intensity with time was observed, it was found that the degree of decrease in light intensity was gradually accelerated with the passage of time. This is presumably because, when any foreign matter adheres to the light emitting end face, the foreign matter itself absorbs light, and the foreign matter itself increases the deposition rate.
【0011】このことから半導体レーザ装置内の汚染物
質はレーザ装置の経時信頼性を保証する上で非常に大き
な問題であった。これは光の波長が短くなること、つま
り1個あたりのフォトンの光のエネルギーが増加するこ
とに起因し、より低いパワー密度例えば1mW程度にお
いても異物の堆積などが生じる。For this reason, contaminants in the semiconductor laser device have been a very serious problem in ensuring the reliability over time of the laser device. This is because the wavelength of light is shortened, that is, the energy of light per photon is increased, and even at a lower power density, for example, about 1 mW, foreign matter is deposited.
【0012】よって、半導体レーザ素子を励起光源に用
いて、YAGやYVO4等のレーザ光学結晶を励起し、
赤外光を得て、その赤外光を例えばKTP等の波長変換
素子に入射して半分の波長を得る構成の波長変換装置の
場合にも、波長が短くなるため、光出射面への異物の堆
積速度が速くなることがある。このように、イントラキ
ャビティ方式の第2次高調波発生装置においても、密封
した場合の光路上の光学部材表面での異物による汚染
は、信頼性確保の上で重大な問題であった。Therefore, a laser optical crystal such as YAG or YVO 4 is excited by using a semiconductor laser element as an excitation light source,
Even in the case of a wavelength conversion device configured to obtain infrared light and to enter the wavelength of the infrared light into a wavelength conversion element such as KTP to obtain a half wavelength, the wavelength becomes short, so that foreign matter on the light emission surface is reduced. May increase the deposition rate. As described above, even in the intracavity type second harmonic generation device, contamination by foreign matter on the surface of the optical member on the optical path when sealing is a serious problem in securing reliability.
【0013】さらに、波長変換を行わない半導体レーザ
装置を、上記のようにパッケージに密封する場合にも、
パッケージ内のフラックスなどによる汚染や、シリコー
ン系などの熱伝導性接着剤による汚染があると、光出力
の急激な低下が見られた。特に、光学部材の表面でSi
O2が堆積していることが分析により判明した。これ
は、ガラス表面にシリコーン汚染物質がシロキサン結合
し、赤外光あるいは可視光によりSiO2に変化したも
のと思われる。Further, when a semiconductor laser device that does not perform wavelength conversion is sealed in a package as described above,
When there was contamination due to flux in the package or contamination due to a heat conductive adhesive such as silicone, a sharp decrease in light output was observed. In particular, Si on the surface of the optical member
Analysis revealed that O 2 had been deposited. This is presumably because silicone contaminants were siloxane-bonded to the glass surface and changed to SiO 2 by infrared light or visible light.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
半導体発光装置では、パッケージに密封した場合、発光
部の端面や光学部材の光透過部分に、実装の際のフラッ
クスや導電性ペーストや接着剤などの有機物の残留物が
異物となって堆積したり、パッケージ内の水分が付着し
て、徐々に光出力が低下したり、ついには停止したりす
る問題があった。特に発振波長が短く高出力の半導体レ
ーザ装置においては、汚染物質の堆積速度も速いという
問題があった。As described above, in the conventional semiconductor light emitting device, when the device is sealed in a package, flux or conductive paste or the like during mounting is applied to the end face of the light emitting portion or the light transmitting portion of the optical member. There has been a problem that a residue of an organic substance such as an adhesive is deposited as a foreign substance, or the moisture in the package adheres, and the light output gradually decreases, and finally stops. Particularly, in a semiconductor laser device having a short oscillation wavelength and a high output, there is a problem that a deposition rate of a contaminant is high.
【0015】本発明は上記事情に鑑みて、密封された半
導体レーザ装置内に残留する有機物等や水分が光出力を
低下することを防止し、光出力の安定した信頼性の高い
半導体レーザ装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention is intended to provide a highly reliable semiconductor laser device having a stable optical output by preventing organic substances and moisture remaining in a sealed semiconductor laser device from lowering the optical output. It is intended to provide a manufacturing method.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
の製造方法は、パッケージ内に半導体発光素子および光
学部材を密封する半導体発光装置の製造方法において、
半導体発光素子および光学部材の表面を、撥水撥油性の
化合物にて処理することを特徴とするものである。A method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor light emitting device for sealing a semiconductor light emitting element and an optical member in a package.
The surface of the semiconductor light emitting element and the optical member is treated with a water / oil repellent compound.
【0017】前記撥水撥油性の化合物は、フルオロアル
キルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、
パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、ジメ
チルシリコーン系化合物、フルオロアルキルシラン化合
物、フッ素化合物およびフッ素系シランカップリング剤
からなる群より選ばれる一つ以上であることが望まし
い。The water- and oil-repellent compound is a fluoroalkyl carboxylic acid, a perfluoroalkyl carboxylate,
It is desirably at least one selected from the group consisting of perfluoroalkyltrimethylammonium salts, dimethylsilicone compounds, fluoroalkylsilane compounds, fluorine compounds, and fluorine-based silane coupling agents.
【0018】前記フッ素化合物は、テトラフルオロエチ
レン、フッ化炭素、フッ化ピッチおよびフルオロアルキ
レートポリマーからなる群より選ばれる一つ以上である
ことが望ましい。Preferably, the fluorine compound is at least one selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, carbon fluoride, pitch fluoride and fluoroalkylate polymer.
【0019】前記フッ素系シランカップリング剤は、一
般式がRfaRbSiX4-a-bで表される化合物であるこ
とが望ましい(但し、Rfはフルオロアルキル基、Rは
アルキル基、Siはシリコン、Xはアルコキシル基、ハ
ロゲン基あるいはアミノ基であり、1≦a≦3、0≦b
≦2である。)。[0019] The fluorine-based silane coupling agent is preferably the general formula is a compound represented by Rf a R b SiX 4-ab ( where, Rf is a fluoroalkyl group, R represents an alkyl group, Si is silicon , X is an alkoxyl group, a halogen group or an amino group, and 1 ≦ a ≦ 3, 0 ≦ b
≦ 2. ).
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明の半導体発光装置の製造方法によ
ると、パッケージ内に密封される半導体発光素子および
光学部材の表面を撥水撥油性の化合物によって処理する
ことにより、それらの表面に撥水撥油性の化合物の膜が
形成されるため、大気中の水分子やパッケージ内の有機
物等が半導体発光素子や光学部材の光出射面に付着しに
くくなる。従って、それらの汚染物質が光路を遮ること
がないため、光出力の低下を防止することができ、安定
な出力を得ることができる。According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the surfaces of the semiconductor light emitting element and the optical member sealed in the package are treated with a water and oil repellent compound, so that the surfaces are water repellent. Since the film of the oil-repellent compound is formed, water molecules in the air, organic substances in the package, and the like are unlikely to adhere to the light emitting surface of the semiconductor light emitting element or the optical member. Therefore, since these contaminants do not block the optical path, a decrease in optical output can be prevented, and a stable output can be obtained.
【0021】また、これらの汚染物質が、光出射面に経
時で堆積することがないので長期信頼性をも向上させる
ことができる。In addition, since these contaminants do not accumulate on the light emitting surface over time, long-term reliability can be improved.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0023】本発明の第1の実施の形態による発振波長
530nm帯の導波路型波長変換素子の製造方法につい
て説明する。A description will be given of a method of manufacturing a waveguide type wavelength conversion device having an oscillation wavelength of 530 nm according to the first embodiment of the present invention.
【0024】図1に示すように、この波長変換装置は、
半導体レーザ素子10と、この半導体レーザ素子10から発
散光状態で出射したレーザビーム(後方出射光)11Rを
平行光化するコリメータレンズ12と、平行光化されたレ
ーザビーム11Rを収束させる集光レンズ13と、これらの
レンズ12および13の間に配された波長変換素子としての
狭帯域バンドパスフィルター14と、上記集光レンズ13に
よるレーザビーム11Rの収束位置に配されたミラー20と
を有している。As shown in FIG. 1, this wavelength conversion device
A semiconductor laser device 10, a collimator lens 12 for collimating a laser beam (rearward emitted light) 11R emitted from the semiconductor laser device 10 in a divergent light state, and a condensing lens for converging the parallelized laser beam 11R. 13, a narrow-band bandpass filter 14 as a wavelength conversion element disposed between these lenses 12 and 13, and a mirror 20 disposed at a converging position of the laser beam 11R by the condenser lens 13. ing.
【0025】そして、半導体レーザ素子10の前方端面
(図中の左端面)は、導波路型光波長変換素子15の端面
に直接結合されている。The front end face (left end face in the figure) of the semiconductor laser element 10 is directly coupled to the end face of the waveguide type optical wavelength conversion element 15.
【0026】光波長変換素子15は非線形光学効果を有す
る強誘電体であるLiNbO3にMgOが、例えば5mol
%ドープされたもの(以下、MgO−LNと称する)の
結晶からなる基板16に、そのZ軸と平行な自発分極の向
きを反転させたドメイン反転部17が周期的に形成されて
なる周期ドメイン反転構造に沿ってのびるチャンネル光
導波路18が形成されてなるものである。The light wavelength conversion element 15 is composed of, for example, 5 mol of MgO in LiNbO 3 which is a ferroelectric substance having a nonlinear optical effect.
A periodic domain in which a domain inversion portion 17 in which the direction of spontaneous polarization parallel to the Z-axis is inverted is periodically formed on a substrate 16 made of a% -doped crystal (hereinafter referred to as MgO-LN). A channel optical waveguide 18 extending along the inverted structure is formed.
【0027】周期ドメイン反転構造は、基板16のX軸方
向にドメイン反転部17が並ぶように形成される。このよ
うな周期ドメイン反転構造は、例えば特開平6-242478号
に示される方法によって形成することができる。The periodic domain inversion structure is formed such that the domain inversion portions 17 are arranged in the X-axis direction of the substrate 16. Such a periodic domain inversion structure can be formed by, for example, a method disclosed in JP-A-6-242478.
【0028】一方、チャンネル光導波路18は、周期ドメ
イン反転部17を形成した後、基板16の+Z面上に公知の
フォトリソグラフィとリフトオフにより金属マスクパタ
ーンを形成し、この基板16をピロリン酸中に浸漬してプ
ロトン交換処理を行い、マスクを除去した後にアニール
処理等の方法によって作成することができる。その後、
このチャンネル光導波路18の両端面18a、18bをエッジ
研磨し、端面18aを含む素子端面に基本波であるレーザ
ビーム11に対するAR(無反射)コート30を施し、端面
18bを含む素子端面に後述する第2高調波19に対するA
Rコート31を施すと、光波長変換素子15が完成する。な
お、半導体レーザ10の両端面(劈開面)には、その発振
波長の光に対するLR(低反射率)コート32が施されて
いる。On the other hand, in the channel optical waveguide 18, after forming the periodic domain inversion portion 17, a metal mask pattern is formed on the + Z plane of the substrate 16 by known photolithography and lift-off, and the substrate 16 is placed in pyrophosphoric acid. It can be produced by a method such as an annealing treatment after the mask is removed by immersion and proton exchange treatment. afterwards,
Edge polishing is performed on both end surfaces 18a and 18b of the channel optical waveguide 18, and an AR (non-reflection) coating 30 for the laser beam 11 as a fundamental wave is applied to the end surface of the element including the end surface 18a.
A with respect to a second harmonic 19 to be described later
When the R coat 31 is applied, the light wavelength conversion element 15 is completed. Both end faces (cleavage faces) of the semiconductor laser 10 are coated with an LR (low reflectivity) coat 32 for light having the oscillation wavelength.
【0029】なお、上記のように構成される導波路型波
長変換装置は、半導体レーザ素子10と導波路型光波長変
換素子15は、図示されないペルチェとサーミスタにより
温度調節され、一定温度に保たれている。In the waveguide-type wavelength converter constructed as described above, the semiconductor laser element 10 and the waveguide-type optical wavelength conversion element 15 are temperature-controlled by a Peltier and a thermistor, not shown, and are maintained at a constant temperature. ing.
【0030】本実施の形態による導波路型波長変換装置
をパッケージに密封した場合、半導体レーザ素子10の光
出射側端面は、導波路型波長変換素子と直接結合されて
いるため、パッケージ内の汚染物質が堆積することはほ
とんどないが、導波路型光波長変換素子の光出射端面18
b側に汚染物質が堆積しやすい。When the waveguide-type wavelength converter according to the present embodiment is sealed in a package, the light emitting side end face of the semiconductor laser device 10 is directly coupled to the waveguide-type wavelength converter, so that contamination in the package is prevented. The substance hardly accumulates, but the light emitting end face 18 of the waveguide type optical wavelength conversion element
Contaminants easily accumulate on the b side.
【0031】次に、本発明による撥水撥油性の化合物で
の処理について説明する。Next, the treatment with the water / oil repellent compound according to the present invention will be described.
【0032】上記の部材をパッケージに配置する前に、
パーフルオロアルキルカルボン酸(アルキル部分の炭素
鎖中の炭素数は7から13)を含有する。水−イソプロ
パノール溶液中に、数分から数十分置くことにより、共
振器端面に形成された誘電体膜表面にパーフルオロアル
キルカルボン酸(アルキル部分の炭素鎖中の炭素数は7
から13)を付着させる。Before placing the above members in a package,
It contains a perfluoroalkylcarboxylic acid (the number of carbon atoms in the carbon chain of the alkyl moiety is 7 to 13). By placing the solution in a water-isopropanol solution for several minutes to several tens of minutes, the surface of the dielectric film formed on the end face of the resonator becomes perfluoroalkylcarboxylic acid (the number of carbon atoms in the carbon chain of the alkyl portion is 7 to 7).
To 13) are applied.
【0033】なお、上述したパーフルオロアルキルカル
ボン酸(アルキル部分の炭素鎖中の炭素数は7から1
3)を含有する水−イソプロパノール溶液中に置く処理
の代わりに、パーフルオロアルキルカルボン酸(アルキ
ル部分の炭素鎖中の炭素数は7から13)の蒸気雰囲気
中に置く処理方法を用いてもよい。The above-mentioned perfluoroalkylcarboxylic acid (the carbon number in the carbon chain of the alkyl portion is 7 to 1)
Instead of the treatment in a water-isopropanol solution containing 3), a treatment method in a vapor atmosphere of perfluoroalkylcarboxylic acid (the carbon number in the carbon chain of the alkyl portion is 7 to 13) may be used. .
【0034】なお、本実施の形態では、部材をパッケー
ジ内に設置する前に半導体発光素子や波長変換チップや
ペルチェ、サーミスタなどの部材に処理を行ったが、こ
れらの部材をパッケージ内に設置完了後に蒸気雰囲気中
に入れる方法でもよい。In this embodiment, the members such as the semiconductor light emitting element, the wavelength conversion chip, the Peltier, and the thermistor are processed before the members are placed in the package. A method of putting in a steam atmosphere later may be used.
【0035】このように、ある意味では最初から汚染物
質を光学部材表面に作成することにより、密封されたパ
ッケージ内部に発生する汚染物の堆積を妨げることがで
きることがわかった。As described above, in a sense, it has been found that the formation of contaminants on the surface of the optical member from the beginning can prevent the accumulation of contaminants generated inside the sealed package.
【0036】本処理方法を用いることにより、パッケー
ジの密封工程を経た後にも、光路上でのSiO2などの
堆積が生じなくなり、光出力の低下などの経時劣化が生
じにくくなる。By using this processing method, deposition of SiO 2 or the like on the optical path does not occur even after the package sealing step, and deterioration over time such as a decrease in optical output hardly occurs.
【0037】なお、上記の実施の形態では導波路型波長
変換装置について説明したが、本発明は、YAG等のレ
ーザ結晶を用いた波長変換装置および半導体レーザ装置
から発せられる光を波長変換しないで用いる半導体レー
ザ装置にも適用することができ、上記実施の形態と同様
の効果を得ることができる。In the above embodiments, the waveguide type wavelength converter has been described. However, the present invention does not perform wavelength conversion on light emitted from a wavelength converter using a laser crystal such as YAG or a semiconductor laser device. The present invention can be applied to the semiconductor laser device to be used, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【0038】次に、本発明の第2に実施の形態による発
振波長530nm帯の導波路型波長変換素子の製造方法
について説明する。Next, a description will be given of a method of manufacturing a waveguide type wavelength conversion device having an oscillation wavelength of 530 nm according to a second embodiment of the present invention.
【0039】この波長変換素子の構成は、上記第1の実
施の形態による波長変換素子と同一であり、図1に示す
とおりの構成である。しかしながら、撥水撥油性の化合
物による処理方法は、上記の第1の実施の形態とは異な
っているので、この処理方法のみ説明する。The structure of this wavelength conversion element is the same as that of the wavelength conversion element according to the first embodiment, and is as shown in FIG. However, the processing method using the water- and oil-repellent compound is different from that of the first embodiment, and only this processing method will be described.
【0040】この波長変換素子を構成する部材をパッケ
ージに配置する前に、フルオロアルキルカルボン酸(ア
ルキル部分の炭素鎖中の炭素数は2から10)を含有す
る、水−イソプロパノール溶液中に数分から数十分置く
ことにより、共振器端面に形成された誘電体膜表面にフ
ルオロアルキルカルボン酸(アルキル部分の炭素鎖中の
炭素数は2から10)を付着させる。Before arranging the members constituting the wavelength conversion element in a package, a water-isopropanol solution containing a fluoroalkylcarboxylic acid (the number of carbon atoms in the carbon chain of the alkyl portion is 2 to 10) is contained for several minutes. By placing it for several tens of minutes, fluoroalkylcarboxylic acid (the number of carbon atoms in the carbon chain of the alkyl portion is 2 to 10) is adhered to the surface of the dielectric film formed on the end face of the resonator.
【0041】本処理方法を用いることにより、パッケー
ジの密封工程を経た後にも、光路上でのSiO2などの
堆積が生じなくなり、光出力の低下などの経時劣化が生
じにくくなる。[0041] By using this processing method, even after a package sealing process, deposition of SiO 2 or the like of the optical path is no longer occurs, deterioration over time, such as reduction in light output is less likely to occur.
【0042】次に本発明の第3の実施の形態による発振
波長530nmの導波路型波長変換素子の製造方法につ
いて説明する。Next, a method of manufacturing a waveguide type wavelength conversion device having an oscillation wavelength of 530 nm according to a third embodiment of the present invention will be described.
【0043】この波長変換素子の構成は、上記第1の実
施の形態による波長変換素子と同一であり、図1に示す
とおりの構成である。しかしながら、撥水撥油性の化合
物による処理方法は、上記の第1の実施の形態とは異な
っているので、この処理方法のみ説明する。The configuration of this wavelength conversion element is the same as that of the wavelength conversion element according to the first embodiment, and is as shown in FIG. However, the processing method using the water- and oil-repellent compound is different from that of the first embodiment, and only this processing method will be described.
【0044】この波長変換素子を構成する部材をパッケ
ージに配置する前に、パーフルオロアルキルトリメチル
アンモニウム塩(アルキル部分の炭素鎖中の炭素数は6
から13)を含有する、水−イソプロパノール溶液中に
数分から数十分置くことにより、共振器端面に形成され
た誘電体膜表面にパーフルオロアルキルトリメチルアン
モニウム塩(アルキル部分の炭素鎖中の炭素数は6から
13)を付着させる。Before disposing the members constituting the wavelength conversion element in a package, the perfluoroalkyltrimethylammonium salt (the carbon number in the carbon chain of the alkyl portion is 6
To 13) in a water-isopropanol solution containing several minutes to several tens of minutes to form a perfluoroalkyltrimethylammonium salt (the number of carbon atoms in the carbon chain of the alkyl portion on the surface of the dielectric film formed on the resonator end face). Apply 6 to 13).
【0045】本処理方法を用いることにより、パッケー
ジの密封工程を経た後にも、光路上でのSiO2等の堆
積が生じなくなり、光出力の低下などの経時劣化が生じ
にくくなる。[0045] By using this processing method, even after a package sealing process, deposition of SiO 2 or the like in the optical path is no longer occurs, deterioration over time, such as reduction in light output is less likely to occur.
【0046】次に、本発明の第4の実施の形態による発
振波長530nm帯の導波路型波長変換素子の製造方法
について説明する。Next, a description will be given of a method of manufacturing a waveguide type wavelength conversion element having an oscillation wavelength of 530 nm according to a fourth embodiment of the present invention.
【0047】この波長変換素子の構成は、上記第1の実
施の形態による波長変換素子と同一であり、図1に示す
とおりの構成である。しかしながら、撥水撥油性の化合
物による処理方法は上記の第1の実施の形態と異なるの
で、この処理方法のみ説明する。The configuration of this wavelength conversion element is the same as that of the wavelength conversion element according to the first embodiment, and is as shown in FIG. However, since the treatment method using the water- and oil-repellent compound is different from that of the first embodiment, only this treatment method will be described.
【0048】部材をパッケージに配置する前に、フッ素
系シランカップリング剤の蒸気雰囲気中に数分から数十
分置くことにより、共振器面に形成された誘電体膜表面
にフッ素系シランカップリング剤を付着させる。このフ
ッ素シランカップリング剤の耐久性はガラス表面にvan
der waals力により吸着しているだけでは非常に低く、
ガラス表面とシロキサン結合を形成するようにすること
が重要である。さらに、そのフッ素系シランカップリン
グ剤の付着密度もその効果を左右するため、X線電子分
光法で付着条件の最適化を行う。Before disposing the member in the package, the member is placed in a vapor atmosphere of a fluorine-based silane coupling agent for several minutes to several tens of minutes so that the surface of the dielectric film formed on the resonator surface has a fluorine-based silane coupling agent. To adhere. The durability of this fluorine silane coupling agent is
It is very low only by adsorbing by der waals force,
It is important to form siloxane bonds with the glass surface. Further, since the adhesion density of the fluorine-based silane coupling agent also affects the effect, the adhesion conditions are optimized by X-ray electron spectroscopy.
【0049】なお、本実施の形態では、部材をパッケー
ジ内に設置する前に半導体発光素子や波長変換チップや
ペルチェ、サーミスタなどの部材に処理を行ったが、こ
れらの部材をパッケージ内に設置完了後に蒸気雰囲気中
に入れる方法でもよい。In this embodiment, the members such as the semiconductor light emitting element, the wavelength conversion chip, the Peltier, and the thermistor are processed before the members are installed in the package. However, these members are completely installed in the package. A method of putting in a steam atmosphere later may be used.
【0050】このように、ある意味では最初から汚染物
質を光学部材表面に作成することにより、密封されたパ
ッケージ内部に発生する汚染物の堆積を妨げることがで
きることがわかった。As described above, it has been found that, in a sense, the formation of contaminants on the surface of the optical member from the beginning can prevent the accumulation of contaminants generated inside the sealed package.
【0051】本処理方法を用いることにより、パッケー
ジの密封工程を経た後にも、光路上でのSiO2などの
堆積が生じなくなり、光出力の低下などの経時劣化が生
じにくくなる。By using the present processing method, deposition of SiO 2 or the like on the optical path does not occur even after the package sealing step, and deterioration with time such as a decrease in optical output hardly occurs.
【0052】特に、一般式が、RfaRbSiX
4-a-b(但し、Rfはフルオロアルキル基、Rはアルキ
ル基、Siはシリコン、Xはアルコキシル基、ハロゲン
基あるいはアミノ基であり、1≦a≦3、0≦b≦2で
ある。)で表されるフッ素系シランカップリング剤を用
いると、光出力の低下などの経時劣化がさらに生じにく
くなる。[0052] In particular, the general formula, Rf a R b SiX
4-ab (where Rf is a fluoroalkyl group, R is an alkyl group, Si is silicon, X is an alkoxyl group, a halogen group or an amino group, and 1 ≦ a ≦ 3 and 0 ≦ b ≦ 2). When the represented fluorine-based silane coupling agent is used, deterioration over time, such as a decrease in optical output, is more unlikely to occur.
【0053】次に、本発明の第5の実施の形態による発
振波長530nm帯の導波路型波長変換素子の製造方法
について説明する。この波長変換素子の構成は、上記第
1の実施の形態による波長変換素子と同一であり、図1
に示すとおりの構成である。しかしながら、撥水撥油性
の化合物として、ジメチルシリコーン系化合物、フルオ
ロアルキルシラン化合物、テトラフルオロエチレン、フ
ッ化炭素、または、フッ化ピッチを用いて処理をした点
が、上記第1の実施の形態とは異なっている。Next, a description will be given of a method of manufacturing a waveguide type wavelength conversion element having an oscillation wavelength of 530 nm according to a fifth embodiment of the present invention. The configuration of this wavelength conversion element is the same as that of the wavelength conversion element according to the first embodiment, and FIG.
The configuration is as shown in FIG. However, the first embodiment differs from the first embodiment in that the treatment is performed using a dimethyl silicone compound, a fluoroalkylsilane compound, tetrafluoroethylene, fluorocarbon, or pitch fluoride as a water- and oil-repellent compound. Are different.
【0054】本処理方法を用いることにより、パッケー
ジの密封工程を経た後にも、光路上でのSiO2などの
堆積が生じなくなり、光出力の低下などの経時劣化が生
じにくくなる。By using this treatment method, deposition of SiO 2 or the like on the optical path does not occur even after the package sealing step, and deterioration over time such as a decrease in optical output hardly occurs.
【図1】本発明の第1の実施の形態による導波路型波長
変換装置を示す図FIG. 1 is a diagram showing a waveguide type wavelength conversion device according to a first embodiment of the present invention.
10 半導体レーザ素子 12,21 コリメータレンズ 13 集光レンズ 14 バンドパスフィルター 15 導波路型光波長変換素子 16 基板 17 ドメイン反転部 18 光導波路 20 ミラー 10 Semiconductor laser element 12,21 Collimator lens 13 Condensing lens 14 Bandpass filter 15 Waveguide type optical wavelength conversion element 16 Substrate 17 Domain inversion section 18 Optical waveguide 20 Mirror
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/312 H01L 21/312 C Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/312 H01L 21/312 C
Claims (4)
学部材を密封する半導体発光装置の製造方法において、 前記半導体発光素子および光学部材の表面を、撥水撥油
性の化合物にて処理することを特徴とする半導体発光装
置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device in which a semiconductor light emitting element and an optical member are sealed in a package, wherein the surfaces of the semiconductor light emitting element and the optical member are treated with a water / oil repellent compound. Of manufacturing a semiconductor light emitting device.
ルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸
塩、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、
ジメチルシリコーン系化合物、フルオロアルキルシラン
化合物、フッ素化合物およびフッ素系シランカップリン
グ剤からなる群より選ばれる一つ以上であることを特徴
とする請求項1記載の半導体発光装置の製造方法。2. The water- and oil-repellent compound is a fluoroalkyl carboxylic acid, a perfluoroalkyl carboxylate, a perfluoroalkyl trimethyl ammonium salt,
2. The method according to claim 1, wherein the method is at least one selected from the group consisting of a dimethyl silicone-based compound, a fluoroalkylsilane compound, a fluorine compound, and a fluorine-based silane coupling agent.
チレン、フッ化炭素、フッ化ピッチおよびフルオロアル
キレートポリマーからなる群より選ばれる一つ以上であ
ることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置の製
造方法。3. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the fluorine compound is one or more selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, carbon fluoride, pitch fluoride, and fluoroalkylate polymer. Manufacturing method.
一般式がRfaRbSiX4-a-bで表される化合物である
ことを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置の製造
方法。(但し、Rfはフルオロアルキル基、Rはアルキ
ル基、Siはシリコン、Xはアルコキシル基、ハロゲン
基あるいはアミノ基であり、1≦a≦3、0≦b≦2で
ある。)4. The method according to claim 1, wherein the fluorine-based silane coupling agent is
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the general formula is a compound represented by Rf a R b SiX 4-ab . (However, Rf is a fluoroalkyl group, R is an alkyl group, Si is silicon, X is an alkoxyl group, a halogen group or an amino group, and 1 ≦ a ≦ 3 and 0 ≦ b ≦ 2.)
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