JP2007088114A - 窒化物半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マウント時にサブマウントと窒化物半導体レーザチップとの間からはみ出したハンダが窒化物半導体レーザチップの側面に這い上がるのを抑制する窒化物半導体レーザ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 チップ用コレット４２が吸着した窒化物半導体レーザチップ２０を、サブマウント１５の窒化物半導体レーザチップ２０を搭載する面に対して垂直に移動させる時のチップ搬送速度を、少なくとも窒化物半導体レーザチップ２０とサブマウント１５上のチップ接合用ハンダ１７とが接触する瞬間に２０００μｍ／秒以下とする。これにより、窒化物半導体レーザチップ２０とサブマウント１５との間からはみ出したチップ接合用ハンダ１７が窒化物半導体レーザチップの側面に這い上がるのを抑制することができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、窒化物半導体レーザ装置の製造方法に関する。

近年、記録メディアへの記録および再生用途として、青〜紫の短い波長帯で高出力のレーザ光が得られる窒化物半導体レーザチップを用いた窒化物半導体レーザ装置の量産化が行われつつある。

この窒化物半導体レーザチップを、サブマウントなどのマウント部材またはステムのブロック部などの支持基体にマウントする際には、例えば特許文献１に提案された窒化物半導体レーザ装置のように、コレットを用いて窒化物半導体レーザチップを吸着し、マウント部材上の溶融したハンダの上に載置して押さえつける方法が用いられる。
特開２００４−４７６７５号公報（第６頁、第７頁、図３）

しかし、特許文献１に提案された窒化物半導体レーザ装置のようにハンダで窒化物半導体レーザチップをマウントする場合、窒化物半導体レーザチップを押しつけるコレットの速度、ハンダの厚さによってはハンダが窒化物半導体レーザチップとマウント部材との間からはみ出し、窒化物半導体レーザチップの側面を這い上がり、レーザ光の出射位置近傍まで達することがある。出射位置近傍のハンダの有無は目視や光学顕微鏡では確認が困難であるが、をＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；エネルギー分散型Ｘ線分光法）や、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；二次イオン質量分析法）などによって検出できる。窒化物半導体レーザチップから出射されるレーザ光の発振波長が４０５ｎｍ付近であるため、このレーザ光による光ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）効果によって、窒化物半導体レーザチップの側面のうち、レーザ光出射側端面を這い上がったハンダは出射位置付近に凝集し、レーザ光の発光特性が急激に低下する。

本発明は、上記の問題点に鑑み、窒化物半導体レーザチップのマウント時にはみ出したハンダの窒化物半導体レーザチップの側面への這い上がりを抑制し、レーザ光の発光特性を長期間維持可能な窒化物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。

上記目的を達成するために本発明は、窒化物半導体レーザチップをコレットによって、接着材料を介してマウント部材または保持体に設けられた支持基体にマウントする窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、前記窒化物半導体レーザチップを吸着したコレットが、前記マウント部材または前記支持基体の前記窒化物半導体レーザチップを搭載する面に垂直な方向に移動するチップ搬送速度が、少なくとも前記窒化物半導体レーザチップと前記マウント部材または前記支持基体とが前記接着材料を介して接触する瞬間に２０００μｍ／秒以下であることを特徴とする。

また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、前記チップ搬送速度が、少なくとも前記窒化物半導体レーザチップと前記マウント部材または前記支持基体とが前記接着材料を介して接触する瞬間に２５μｍ／秒以上であることを特徴とする。このとき、チップ搬送速度は、コレットが静止状態から動き始めた時点からできる限り早く２５μｍ／秒以上になることが好ましい。

また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、前記窒化物半導体レーザチップをマウントする前に、厚さが０．５μｍ以上２．４μｍ以下の前記接着材料を前記マウント部材または前記支持基体上に配置することを特徴とする。

また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、基部がＳｉＣ、ＡｌＮ、ダイヤモンドまたはＣｕからなるマウント部材に前記窒化物半導体レーザチップをマウントすることを特徴とする。

また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、前記窒化物半導体レーザ素子の、レーザ光の出射端面および反射端面に酸化物がコーティングされていることを特徴とする。

本発明によると、コレットによって窒化物半導体レーザチップが接着材料を介してマウント部材または支持基体に接触したときの勢いで接着材料がはみ出して窒化物半導体レーザチップの側面に這い上がったり、側面に跳ね返ったりすることを抑制できるため、レーザ光の発光特性を長期間維持可能な窒化物半導体レーザ装置の製造方法を提供することができる。

また、本発明によると、窒化物半導体レーザ装置の量産性を低下させることがない。

また、本発明によると、窒化物半導体レーザチップが接着材料を介してマウント部材または支持基体に接触したときに、窒化物半導体レーザチップの側面に接着材料が這い上がるのを抑制することができる。

また、本発明によると、マウント部材の熱伝導率が良好であるため、駆動中に発熱する窒化物半導体レーザチップの寿命を向上させることができ、ひいては窒化物半導体レーザ装置の寿命および信頼性を向上させることができる。

また、本発明によると、窒化物半導体レーザ素子の、レーザ光の出射端面および反射端面に、ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ；瞬時光学損傷）などが発生することを抑制するために酸化物をコーティングした場合に、コーティングと窒化物半導体レーザ素子本体との間にできる隙間に接着材料が毛細管現象によって這い上がることを抑制することができる。

以下において、本発明の実施形態を説明するにあたり、幾つかの用語の意味を予め明らかにしておく。本明細書に記載の「窒化物半導体」は、Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されるものとする。ただし、窒化物半導体の窒素原子のうち、その約２０％以下がＡｓ、ＰまたはＳｂのいずれかの原子で置換されてもよい。また、この窒化物半導体中に、Ｓｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＭｇまたはＢｅがドーピングされても構わない。

「窒化物半導体レーザチップ」は、基板と窒化物半導体成長層とで構成されているものとし、基板または窒化物半導体成長層に電極や金属多層膜が形成されている場合は、これらの電極や金属多層膜も含むものとする。

「窒化物半導体レーザ装置」とは、支持基体またはマウント部材に窒化物半導体レーザチップを搭載し、レーザ光を所望の向きに出射できるようにした装置をいうものとする。

また、「マウント部材」は、半導体レーザチップを搭載する、サブマウントなどの部材である。「保持体」は、ステム、フレームもしくはパッケージに相当し、「支持基体」は、窒化物半導体レーザチップが設置されたサブマウントまたは直接窒化物半導体レーザチップを搭載するものであり、保持体の一部分であるブロック部に相当する。

「マウント面」は、窒化物半導体レーザチップの、接着材料を介してマウント部材に対向する面に相当する。

「マウント」とは、半導体レーザチップをマウント部材または支持基体に接着材料を用いて接合することであり、「ダイボンド」とは、マウント部材を保持体はたは支持基体に接着材料を用いて接合することである。「接着材料」とは、ロウ材、ハンダ、または例えばＡｇペーストのように金属粉体を混入したペーストなどである。

＜窒化物半導体レーザチップ＞
図１は本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザチップの正面図、図２はその平面図である。窒化物半導体レーザチップ２０は、図面下側のマウント面側から順に、ｎ電極側金属層２７、ｎ電極２６、ｎ型ＧａＮ基板２１、窒化物半導体成長層２２が設けられている。窒化物半導体成長層２２はリッジ形状に成形されており、リッジ部の上面にはｐ電極２３、リッジ部の両側にはＳｉＯ₂からなる絶縁体埋め込み層２４が設けられている。ｐ電極２３および絶縁体埋め込み層２４の上面にはｐ電極側金属層２５が設けられている。なお、ジャンクションダウン方式でマウントする場合は、図面上側がマウント面となる。

窒化物半導体レーザチップ２０のレーザ光の出射側端面２０ａには１層のＳｉＯ₂薄膜からなるＡＲ（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング２８が形成され、出射側端面２０ａと対向するレーザ光の反射側端面２０ｂにはＳｉＯ₂およびＴｉＯ₂層が交互に合計９層積層されたＨＲ（ｈｉｇｈ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング２９が形成されている。これらのコーティングを施すことにより、窒化物半導体レーザチップ２０がレーザ光を出射している際に、ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ；瞬時光学損傷）などが発生することを抑制することができる。

ｎ電極２６は層構造であり、例えばｎ型ＧａＮ基板２１側から順にＨｆ／Ａｌを積層することによって形成される。また、ｎ電極側金属層２７も積層構造であり、例えばｎ型ＧａＮ基板２１側から順にＭｏ／Ｐｔ／Ａｕを積層することによって形成される。

同様に、ｐ電極２３およびｐ電極側金属層も層構造であり、それぞれｎ型ＧａＮ基板２１側から順に、ｐ電極２３は例えばＰｄ／Ｍｏを、ｐ電極側金属層２５は例えばＰｔ／Ａｕを積層することによって形成される。

また、窒化物半導体レーザチップ２０の幅Ｗは４００μｍ、出射側端面２０ａと反射側端面２０ｂとの間隔すなわち共振器長Ｌは６００μｍである。

＜窒化物半導体レーザ装置＞
図３は本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置の正面図、図４はその平面図、図５はキャップを取り付けていない状態の窒化物半導体レーザ装置の平面図、図６はサブマウントの正面図、図７はその平面図である。

窒化物半導体レーザ装置１０は、ステム１１のブロック部１２にサブマウント１５を搭載し、サブマウント１５に窒化物半導体レーザチップ２０をマウントした後、キャップ３０をステム１１に取り付けることによって、窒化物半導体レーザチップ２０を封じたものである。

サブマウント１５は、図６、図７に示すように、絶縁性のＳｉＣからなる基部１５ａの対向する両面に、基部１５ａ側から順にＴｉ（１００ｎｍ）／Ｐｔ（２００ｎｍ）／Ａｕ（２００ｎｍ）の積層構造の金属膜１５ｂおよび金属膜１５ｃが形成されている。サブマウント１５は、窒化物半導体レーザチップ２０のレーザ出射位置の調整だけでなく、窒化物半導体レーザチップ２０で発生した熱を放散させる役割も有している。サブマウント１５は、Ａｕ７０％−３０％Ｓｎのブロック部接合用ハンダ１６を介してブロック部１２にダイボンドされている。また、サブマウント１５には窒化物半導体レーザチップ２０が、Ａｕ７０％−３０％Ｓｎのチップ接合用ハンダ１７を介してｎ電極２６がサブマウント１５に対向するようにマウントされている。

ブロック部１２は、銅や鉄などの金属からなり、ステム１１と一体成形されている。キャップ３０には、キャップ３０内の窒化物半導体レーザチップ２０から出射されたレーザ光を外部に取り出すための窓３１が設けられている。窓３１は、レーザ光を透過することのできるガラスやプラスチックなどからなり、波長選択性のコーティングがなされる場合もある。

ステム１１には、ブロック部１２が設けられている面に垂直にピン１３およびピン１４が設けられている。ピン１３およびピン１４は銅や鉄などの金属からなり、その表面には金（Ａｕ）などの薄膜によるコーティングが施されている。なお、ステム１１と、ピン１３およびピン１４とはそれぞれガラスなどの絶縁体からなる絶縁リング１３ａおよび絶縁リング１４ａによって電気的に絶縁されている。

ピン１３と窒化物半導体レーザチップ２０のｐ電極側金属層２５とは金ワイヤ１８によって電気的に接続されている。また、ピン１４は、サブマウント１５の表面の金属膜１５ｃと金ワイヤ１９で接合され、窒化物半導体レーザチップ２０のｎ電極２６と電気的に接続されている。

＜製造方法＞
次に、窒化物半導体レーザ装置１０の製造方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る同時ダイボンド装置の概略図である。同時ダイボンド装置４０は、ステム１１上のブロック部１２にサブマウント１５をダイボンドし、さらに連続してこのサブマウント１５に窒化物半導体レーザチップ２０をマウントするものである。

ダイボンドする前のサブマウント１５には、図６および図７に示すように金属膜１５ｂおよび金属膜１５ｃの表面にそれぞれＡｕ７０％−３０％Ｓｎからなるブロック部接合用ハンダ１６およびチップ接合用ハンダ１７が蒸着されている。ブロック部１２に接する側のブロック部接合用ハンダ１６は厚さ５．０μｍで、金属膜１５ｂの前面に蒸着されており、窒化物半導体レーザチップ２０が搭載される側のチップ接合用ハンダ１７は厚さ１．５μｍで窒化物半導体レーザチップ２０の幅Ｗよりも広い幅で蒸着されている。

同時ダイボンド装置４０は図８に示すように、サブマウント用コレット４１およびチップ用コレット４２を備え、さらにステム１１を載置する不図示のヒータを備えるものである。サブマウント用コレット４１はサブマウント１５専用であり、チップ用コレットは窒化物半導体レーザチップ２０専用である。

サブマウント用コレット４１およびチップ用コレット４２は中空で、サブマウント１５または窒化物半導体レーザチップ２０に接する部分に孔が開けられ、もう一端には中空部分の空気を抜くことができるように真空ポンプ（不図示）に接続されているため、この真空ポンプの制御によりサブマウント１５または窒化物半導体レーザチップ２０を吸着および解放することができる。また、サブマウント用コレット４１およびチップ用コレット４２はいずれも図面に対して上下方向、左右方向、紙面に対して手前、奥方向に稼働可能である。

同時ダイボンド装置４０のヒータ（不図示）上にステム１１を載置し、サブマウント用コレット４１によってサブマウント１５をブロック部１２上に載置する。次にヒータによって、ブロック部１２が３１０℃となるようにステム１１を加熱し、ブロック部接合用ハンダ１６およびチップ接合用ハンダ１７を溶融させる。これによってサブマウント１５がダイボンドされる。続いてチップ用コレット４２によって窒化物半導体レーザチップ２０を吸着し、チップ接合用ハンダ１７が溶融した状態のサブマウント１５上にマウントする。

ここで、窒化物半導体レーザチップ２０をサブマウント１５にマウントする際に、チップ接合用ハンダ１７が、窒化物半導体レーザチップ２０とサブマウント１５との間に均一な厚さで全体的に広がることが、熱の放散および接合強度の観点から好ましい。
その後、窒化物半導体レーザチップ２０に荷重をかけ、全体を室温まで冷却する。以上の操作により、窒化物半導体レーザチップ２０をサブマウント１５を介してステム１１のブロック部１２に接合する。

次に、ｐ電極側金属層２５とピン１３との間に金ワイヤ１８を接合し、サブマウント１５の表面の金属膜１５ｃとピン１４との間に金ワイヤ１９を接合し、窒化物半導体レーザチップ２０を封じるようにステム１１にキャップ３０を取り付けて窒化物半導体レーザ装置１０が完成する。

本発明の実施形態において、チップ用コレット４２が窒化物半導体レーザチップ２０を、サブマウント１５の窒化物半導体レーザチップ２０を搭載する面に垂直に移動させる時のチップ搬送速度を、少なくとも窒化物半導体レーザチップ２０とサブマウント１５上のチップ接合用ハンダ１７とが接触する瞬間に２０００μｍ／秒以下とする。これは、チップ搬送速度が２０００μｍ／秒よりも速い場合、サブマウント１５と窒化物半導体レーザチップ２０との間からはみ出したチップ接合用ハンダ１７が窒化物半導体レーザチップ２０の側面を這い上がり、また窒化物半導体レーザチップ２０の側面へ跳ね返るチップ接合用ハンダ１７の量が増加するためである。窒化物半導体レーザチップ２０の側面のうち、出射側端面２０ａに形成されたＡＲコーティング２８上に這い上がったもしくは跳ね返ったチップ接合用ハンダ１７は、窒化物半導体レーザ装置１０を駆動した際に、発振波長が４０５ｎｍ付近のレーザ光による光ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）効果によって、レーザ光の出射位置付近に凝集し、レーザ光の発光特性が急激に低下するため、窒化物半導体レーザチップ２０の寿命を短くする原因となる。またチップ搬送速度は、少なくとも窒化物半導体レーザチップ２０とサブマウント１５上のチップ接合用ハンダ１７とが接触する瞬間に２５μｍ／秒以上であることが好ましく、チップ用コレット４２が静止状態から動き始めた時点からできる限り早く２５μｍ／秒以上になることがより好ましい。これは、チップ搬送速度が２５μｍ／秒未満である場合、処理時間が増加して量産性が低下するためである。

このように構成することにより、サブマウント１５と窒化物半導体レーザチップ２０との間からはみ出したチップ接合用ハンダ１７が窒化物半導体レーザチップ２０の側面への這い上がりを抑制し、かつチップ接合用ハンダ１７の窒化物半導体レーザチップ２０の側面へ跳ね返りを抑制することができ、チップ接合用ハンダ１７がレーザ光の出射位置に凝集することを抑制することができるため、窒化物半導体レーザチップ２０の寿命を向上させ、ひいては窒化物半導体レーザ装置１０の寿命、信頼性を向上させることができる。

ここで、サブマウント１５の金属膜１５ｃ上に蒸着されたチップ接合用ハンダ１７の厚さは、０．５μｍ以上２．５μｍ以下が好ましい。これは、チップ接合用ハンダ１７の厚さが０．５μｍ未満である場合、サブマウント１５と窒化物半導体レーザチップ２０との接合強度が低く、一方２．５μｍよりも厚い場合、チップ用コレット４２によって窒化物半導体レーザチップ２０が押さえられた際に、サブマウント１５と窒化物半導体レーザチップ２０との間からはみ出して側面を這い上がるチップ接合用ハンダ１７が多くなり、チップ接合用ハンダ１７がレーザ光の出射位置で凝集する可能性が高くなるためである。

これによって、サブマウント１５上にマウントした窒化物半導体レーザチップ２０の接合強度を保ちつつ、窒化物半導体レーザチップ２０の側面へのチップ接合用ハンダ１７の這い上がりを抑制することができ、窒化物半導体レーザ装置１０の寿命、信頼性を向上させることができる。さらに、窒化物半導体レーザ装置１０を駆動させていると、窒化物半導体レーザチップ２０の窒化物半導体成長層２２とＡＲコーティング２８およびＨＲコーティング２９とでは熱膨張係数の差が大きいため、出射側端面２０ａまたは反射側端面２０ｂに隙間ができるが、この隙間にチップ接合用ハンダ１７が毛細管現象によって這い上がることも抑制することができる。

＜実施例１＞
第１の実施形態において、サブマウント１５の金属膜１５ｃ上に蒸着されたチップ接合用ハンダ１７の厚さを３．０μｍとし、チップ用コレット４２が吸着した窒化物半導体レーザチップ２０がチップ接合用ハンダ１７と接する瞬間のチップ搬送速度を５００μｍ／秒として、窒化物半導体レーザ装置１０を作製した。

このようにして作製した５０台の窒化物半導体レーザ装置１０を、雰囲気温度７０℃、パルス幅３０ｎｓｅｃ、デューティー５０％の８０ｍＷのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動出力制御）で、寿命試験にかけたところ、ＭＴＴＦ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ ＴｏＦａｉｌｕｒｅｓ；平均寿命）は３８５２時間であった。

また、寿命試験にかけたものとは別の、同様の構成の窒化物半導体レーザ装置１０の窒化物半導体レーザチップ２０を駆動させる前に、ＡＲコーティング２８をＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；エネルギー分散型Ｘ線分光法）によって観察したところ、ｎ電極２６側の端部から５０μｍの領域ではチップ接合用ハンダ１７の成分であるＡｕ、Ｓｎはいずれも検出限界以下であった。

このように、サブマウント１５と窒化物半導体レーザチップ２０との間からはみ出したチップ接合用ハンダ１７の出射側端面２０ａ上への這い上がりを抑制することによって、レーザ光の光ＣＶＤ効果によって出射位置付近にハンダ成分が凝集してレーザ光の発光特性が急激に低下することを抑制することができる。

＜実施例２＞
第１の実施形態において、サブマウント１５の金属膜１５ｃ上に蒸着されたチップ接合用ハンダ１７の厚さを０．８μｍ、チップ用コレット４２が吸着した窒化物半導体レーザチップ２０がチップ接合用ハンダ１７と接する瞬間のチップ搬送速度を５００μｍ／秒として、さらに窒化物半導体レーザチップ２０を、窒化物半導体成長層２２のリッジ形状部分がサブマウント１５に対向するように、すなわちジャンクションダウン方式でマウントし、窒化物半導体レーザ装置１０を作製した。このようにして作製した５０台の窒化物半導体レーザ装置１０について、実施例１と同様に、雰囲気温度７０℃、パルス幅３０ｎｓｅｃ、デューティー５０％の８０ｍＷのＡＰＣで、寿命試験にかけたところ、ＭＴＴＦは４１５２時間であった。

また、寿命試験にかけたものとは別の、同様に作製した窒化物半導体レーザ装置１０の窒化物半導体レーザチップ２０を駆動させる前に、ＡＲコーティング２８をＥＤＸによって観察したところ、ｐ電極２３側の端部から５μｍの領域ではチップ接合用ハンダ１７の成分であるＡｕ、Ｓｎはいずれも検出限界以下であった。この結果から、ジャンクションダウン方式でマウントした場合でも、本発明を適用できることがわかる。

＜比較例＞
第１の実施形態において、サブマウント１５の金属膜１５ｃ上に蒸着されたチップ接合用ハンダ１７の厚さを１．５μｍとし、チップ用コレット４２が吸着した窒化物半導体レーザチップ２０がチップ接合用ハンダ１７と接する瞬間のチップ搬送速度を３０００μｍ／秒として、窒化物半導体レーザ装置１０を作製した。このようにして作製した５０台の窒化物半導体レーザ装置１０について、実施例１と同様に、雰囲気温度７０℃、パルス幅３０ｎｓｅｃ、デューティー５０％の８０ｍＷのＡＰＣで、寿命試験にかけたところ、ＭＴＴＦは１０３２時間であった。

また、寿命試験にかけたものとは別の、同様に作製した窒化物半導体レーザ装置１０の窒化物半導体レーザチップ２０を駆動させる前に、ＡＲコーティング２８をＥＤＸによって観察したところ、ｎ電極２６側の端部から１３０μｍの領域（レーザ光出射位置から３μｍ離れた位置）でもチップ接合用ハンダ１７の成分であるＡｕおよびＳｎが原子濃度で合計９％程度検出された。この結果から、窒化物半導体レーザチップ２０の側面に這い上がり、もしくは跳ね返ったチップ接合用ハンダ１７が、レーザ光の光ＣＶＤ効果によってレーザ光出射位置周辺に凝集したことや、ＡＲコーティング２８と出射側端面２０ａとの間またはＨＲコーティング２９と反射側端面２０ｂとの間に生じた隙間に毛細管現象でハンダが這い上がったことによって、レーザ光の発光特性が低下しているものと考えられる。

なお、本発明の実施形態において、ブロック部接合用ハンダ１６、チップ接合用ハンダ１７として例えばＡｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｇａ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｂ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−ＩｎまたはＡｕ−Ａｇ−Ｓｎを用いることができる。これらの材料からなるハンダは接合強度が高いが、融点が高いため、これらの材料からなるハンダで窒化物半導体レーザチップ２０をマウントした場合、マウント後の熱膨張係数の差から発生する歪み応力によってＡＲコーティング２８と出射側端面２０ａとの間またはＨＲコーティング２９と反射側端面２０ｂとの間に隙間が生じやすい。しかし、本発明を適用すると、チップ用コレット４２が吸着した窒化物半導体レーザチップ２０がチップ接合用ハンダ１７と接する瞬間のチップ搬送速度が抑えられることで、ハンダへの圧力が減少するため、前記隙間へ入り込むハンダ量が減る。この結果、前記隙間に毛細管現象でハンダが這い上がることを防ぐという本発明の効果を大きく得ることができる。

また、ＡＲコーティング２８またはＨＲコーティング２９の材質として、ＳｉＯ₂またはＴｉＯ₂の他、Ａｌ₂Ｏ₃を用いてもよい。

また、サブマウント１５の基部１５ａとして、上述したＳｉＣの他に、ＳｉＣと同様に熱伝導性の良好なＡｌＮ、ダイヤモンド（Ｃ）、Ｃｕを用いた場合、窒化物半導体レーザ装置１０を駆動させた場合に窒化物半導体レーザチップ２０から発生する熱を放散させやすく、窒化物半導体レーザチップ２０の寿命を向上させることができる。

また、サブマウント１５の表面の金属膜１５ｂおよび金属膜１５ｃとしては、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの他に、例えばＮｉ／Ａｕ、Ｍｏ／Ａｕからなる２層膜や、Ｍｏ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕからなる３層膜などの多層膜を用いてもよい。金属膜１５ｂ、金属膜１５ｃとしては、これらの他にサブマウント１５の基部１５ａの材料、ブロック部接合用ハンダ１６およびチップ接合用ハンダ１７と接着性が良好な材料を広く用いることができる。

また、ｐ電極２３の層構造としては、Ｐｄ／Ｍｏ／Ｐｔ／ＡｕまたはＮｉ／Ａｕからなるものを用いてもよい。また、Ｐｄ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕにおいて、Ｐｄに代えてＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよく、Ｍｏ／ＰｔまたはＰｔに代えてＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｌａ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよい。また、Ｐｄ／Ｍｏ／Ｐｔ／ＡｕまたはＮｉ／Ａｕにおいて、Ａｕに代えてＮｉ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよい。

また、ｎ電極２６の層構造としては、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／ＡｕまたはＨｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕからなるものを用いてもよい。また、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／ＡｕにおけるＴｉに代えて、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよい。また、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／ＡｕまたはＨｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕにおいて、Ａｌに代えてＡｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇｅまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよく、Ｍｏ／ＰｔまたはＰｔに代えてＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｌａ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよく、Ａｕに代えてＮｉ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌまたはこれらの化合物もしくは合金を用いてもよい。

また、窒化物半導体レーザチップ２０を、マウント部材であるサブマウント１５を用いず、直接支持基体であるブロック部１２に接着材料によってマウントしてもよい。

なお、今回開示した上記実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザチップの正面図 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザチップの平面図 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置の正面図 本発明の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置の平面図 本発明の実施形態に係るキャップを取り付けていない状態の窒化物半導体レーザ装置の平面図 本発明の実施形態に係るサブマウントの正面図 本発明の実施形態に係るサブマウントの平面図 本発明の実施形態に係る同時ダイボンド装置の概略図

符号の説明

１１ ステム
１２ ブロック部
１５ サブマウント
１５ａ 基部
１７ チップ接合用ハンダ
２０ 窒化物半導体レーザチップ
２８ ＡＲコーティング
２９ ＨＲコーティング
４２ チップ用コレット

Claims (6)

1. 窒化物半導体レーザチップをコレットによって、接着材料を介してマウント部材または保持体に設けられた支持基体にマウントする窒化物半導体レーザ装置の製造方法において、
   前記窒化物半導体レーザチップを吸着したコレットが、前記マウント部材または前記支持基体の前記窒化物半導体レーザチップを搭載する面に垂直な方向に移動するチップ搬送速度が、少なくとも前記窒化物半導体レーザチップと前記マウント部材または前記支持基体とが前記接着材料を介して接触する瞬間に２０００μｍ／秒以下であることを特徴とする、窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
2. 前記チップ搬送速度が、少なくとも前記窒化物半導体レーザチップと前記マウント部材または前記支持基体とが前記接着材料を介して接触する瞬間に２５μｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
3. 前記窒化物半導体レーザチップをマウントする前に、厚さが０．５μｍ以上２．４μｍ以下の前記接着材料を前記マウント部材または前記支持基体上に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
4. 基部がＳｉＣ、ＡｌＮ、ダイヤモンドまたはＣｕからなるマウント部材に前記窒化物半導体レーザチップをマウントすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
5. 前記接着材料が、Ａｕ−Ｓｉ，Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｇａ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｂ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−ＩｎおよびＡｕ−Ａｇ−Ｓｎのうち１種類以上を含む合金からなるハンダであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
6. 前記窒化物半導体レーザ素子の、レーザ光の出射端面および反射端面に酸化物がコーティングされていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。

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