JP2009176764A - Cap member and semiconductor device using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cap member for suppressing deterioration in reliability and improving production yield. <P>SOLUTION: The cap member 100 includes: a cylindrical sidewall portion 101; a top surface portion 102 closing one end of the sidewall portion 101 and having an emission hole 102a for extracting a laser light from a semiconductor laser element 30 to the outside; a light transmitting window 104 attached on the top surface portion 102 so as to seal the emission hole 102a; a low melting-point glass 105 bonded to the top surface portion 102 without bonded to the sidewall portion 101 and used to attach the light transmitting window 104 to the top surface portion 102; and a flange portion 103 disposed on the other end of the sidewall portion 101 and welded on the upper surface of a stem 1 having the semiconductor laser element 30 disposed thereon. A step difference shape is formed in the inside of a region of the top surface portion 102 where the low melting-point glass 105 is bonded. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体素子を覆うキャップ部材およびそれを用いた半導体装置に関する。   The present invention relates to a cap member that covers a semiconductor element and a semiconductor device using the cap member.

光ピックアップ装置などに用いられる半導体レーザ素子（半導体素子）のパッケージとして、従来、半導体レーザ素子を金属製のキャップ部材で封止するキャンパッケージ型の半導体レーザ装置（半導体装置）が知られている。このようなキャンパッケージ型の半導体レーザ装置では、搭載される半導体レーザ素子の種類によって、上記したキャップ部材で半導体レーザ素子が気密封止される場合がある。たとえば、窒化物系の半導体レーザ素子では、大気中で素子を駆動させた場合、レーザ光出射部に塵芥が付着したり、レーザ光出射部に有機物の焼き付きなどが発生したりするため、これによって特性が劣化するという不都合が生じる。このため、窒化物系の半導体レーザ素子は、一般的に、気密封止された状態でキャンパッケージに搭載されて、光ピックアップ装置などの光源として用いられる。   Conventionally, as a package of a semiconductor laser element (semiconductor element) used in an optical pickup device or the like, a can package type semiconductor laser apparatus (semiconductor device) in which the semiconductor laser element is sealed with a metal cap member is known. In such a can package type semiconductor laser device, the semiconductor laser element may be hermetically sealed with the above-described cap member depending on the type of the semiconductor laser element to be mounted. For example, in a nitride-based semiconductor laser element, when the element is driven in the atmosphere, dust adheres to the laser light emitting part or organic matter seizes on the laser light emitting part. There is a disadvantage that the characteristics deteriorate. For this reason, a nitride-based semiconductor laser element is generally mounted on a can package in a hermetically sealed state and used as a light source for an optical pickup device or the like.

なお、半導体レーザ素子を封止するキャップ部材には、レーザ光を取り出すための開口が設けられており、キャップ部材の開口の周縁部には、この開口を塞ぐようにガラスからなる光透過窓が低融点ガラスで封着されている。キャップ部材のこのような構成は、たとえば、特許文献１に記載されている。   The cap member for sealing the semiconductor laser element is provided with an opening for taking out the laser beam, and a light transmission window made of glass is provided at the peripheral portion of the opening of the cap member so as to close the opening. Sealed with low melting glass. Such a configuration of the cap member is described in Patent Document 1, for example.

また、近年、ノート型のパーソナルコンピュータなどの電子機器においては、小型化・薄型化が進展しており、これらの電子機器に光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブを搭載するために、光ディスクドライブの薄型化が要求されている。そして、それに伴い光ピックアップ装置の光源として用いられるキャンパッケージ型の半導体レーザ装置の小型化が要求されている。   In recent years, electronic devices such as notebook personal computers have been reduced in size and thickness. In order to mount an optical disc drive having an optical pickup device in these electronic devices, the optical disc drive has been made thinner. Is required. Accordingly, there is a demand for miniaturization of a can package type semiconductor laser device used as a light source of an optical pickup device.

しかしながら、キャンパッケージ型の半導体レーザ装置を小型化した場合には、放熱特性が低下するという不都合が生じる。放熱特性が低下した場合には、半導体レーザ素子の駆動時に生じる熱が放熱され難くなるため、半導体レーザ素子の素子温度が上昇する。これにより、半導体レーザ素子の素子特性や信頼性が低下するため、放熱特性の改善が要求される。   However, when the can package type semiconductor laser device is miniaturized, there arises a disadvantage that the heat dissipation characteristic is lowered. When the heat dissipation characteristic is deteriorated, the heat generated when the semiconductor laser element is driven is hardly dissipated, so that the element temperature of the semiconductor laser element rises. As a result, the device characteristics and reliability of the semiconductor laser device are lowered, so that improvement in heat dissipation characteristics is required.

そこで、従来、小型化した場合でも、放熱特性を改善することが可能なキャンパッケージ型の半導体レーザ装置の構造が知られている。図２８は、従来知られているキャンパッケージ型の半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。図２８を参照して、従来知られているキャンパッケージ型の半導体レーザ装置は、ステム１００１と、ステム１００１上に設けられたブロック部１００２と、ブロック部１００２の側面上にサブマウント１００３を介して取り付けられた半導体レーザ素子１００４と、半導体レーザ素子１００４に電力を供給するためのリードピン１００５と、半導体レーザ素子１００４を気密封止するキャップ部材１１００とを備えている。このキャンパッケージ型の半導体レーザ装置では、放熱特性を改善するために、半導体レーザ素子１００４が搭載されるブロック部１００２が出来るだけ大きく構成されている。すなわち、上記したブロック部１００２は、ヒートシンクとしての機能を有しており、このブロック部１００２を出来る限り大きく構成することによって、放熱性が確保されている。   Therefore, a structure of a can package type semiconductor laser device that can improve heat dissipation characteristics even when it is miniaturized is conventionally known. FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining the structure of a conventionally known can package type semiconductor laser device. Referring to FIG. 28, a conventionally known can package type semiconductor laser device includes a stem 1001, a block portion 1002 provided on the stem 1001, and a submount 1003 on a side surface of the block portion 1002. An attached semiconductor laser element 1004, a lead pin 1005 for supplying electric power to the semiconductor laser element 1004, and a cap member 1100 for hermetically sealing the semiconductor laser element 1004 are provided. In this can package type semiconductor laser device, the block portion 1002 on which the semiconductor laser element 1004 is mounted is made as large as possible in order to improve the heat dissipation characteristics. That is, the block unit 1002 described above has a function as a heat sink, and heat dissipation is ensured by configuring the block unit 1002 as large as possible.

また、キャップ部材１１００は、金属板をプレス加工することによって形成されており、円筒状の側壁部１１０１と、側壁部１１０１の一端に設けられた天面部１１０２と、側壁部１１０１の他端に設けられたフランジ部１１０３とを含んでいる。このキャップ部材１１００の天面部１１０２には、レーザ光を取り出すための開口１１０２ａが設けられており、キャップ部材１１００の開口１１０２ａは、半導体レーザ素子１００４を気密封止するために光透過窓１１０４によって覆われている。なお、光透過窓１１０４は、低融点ガラス１１０５によってキャップ部材１１００に取り付けられている。   The cap member 1100 is formed by pressing a metal plate. The cap member 1100 is provided with a cylindrical side wall portion 1101, a top surface portion 1102 provided at one end of the side wall portion 1101, and the other end of the side wall portion 1101. Flanged portion 1103. An opening 1102a for extracting laser light is provided in the top surface portion 1102 of the cap member 1100, and the opening 1102a of the cap member 1100 is covered with a light transmission window 1104 in order to hermetically seal the semiconductor laser element 1004. It has been broken. The light transmission window 1104 is attached to the cap member 1100 with a low melting point glass 1105.

一方、キャップ部材１１００のフランジ部１１０３は、金属板が所定の曲率半径で側壁部１１０１の外側に折り曲げられることによって、円筒状の側壁部１１０１の他端に形成されている。そして、フランジ部１１０３がステム１００１の上面に溶接されることによって、キャップ部材１１００が、半導体レーザ素子１００４やブロック部１００２などを覆うようにステム１００１の上面に固定されている。   On the other hand, the flange part 1103 of the cap member 1100 is formed at the other end of the cylindrical side wall part 1101 by bending the metal plate to the outside of the side wall part 1101 with a predetermined radius of curvature. The cap member 1100 is fixed to the upper surface of the stem 1001 so as to cover the semiconductor laser element 1004, the block portion 1002, and the like by welding the flange portion 1103 to the upper surface of the stem 1001.

ここで、図２８に示したキャンパッケージ型の半導体レーザ装置では、放熱特性を改善するために上記ブロック部１００２が出来るだけ大きく構成されているため、このブロック部１００２を覆うキャップ部材１１００の直径Ｄもブロック部１００２を覆うことが可能な大きさとなるように出来るだけ大きく構成されている。   Here, in the can package type semiconductor laser device shown in FIG. 28, since the block portion 1002 is made as large as possible in order to improve the heat dissipation characteristics, the diameter D of the cap member 1100 covering the block portion 1002 is formed. Also, it is configured to be as large as possible so as to have a size that can cover the block portion 1002.

図２９は、図２８に示したキャンパッケージ型の半導体レーザ装置のキャップ部材をステム上に固定する方法を説明するための断面図である。次に、図２９を参照して、キャップ部材１１００をステム１００１上に固定する方法について説明する。まず、キャップ部材１１００をブロック部１００２や半導体レーザ素子１００４などを覆うように、ステム１００１の上面に載置する。次に、ステム１００１の下面に第２電極１３００を当接させるとともに、第１電極１２００をステム１００１側（図２９の矢印Ｓ方向）に移動させることにより、第１電極１２００でキャップ部材１１００のフランジ部１１０３をステム１００１の上面に押圧する。そして、第１電極１２００と第２電極１３００との間に電流を流す。これにより、フランジ部１１０３の一部が電気抵抗による熱で溶けてキャップ部材１１００のフランジ部１１０３がステム１００１の上面に溶接される。このようにして、半導体レーザ素子１００４がキャップ部材１１００で気密封止される。
特開２００６−１８６１６６号公報 FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining a method of fixing the cap member of the can package type semiconductor laser device shown in FIG. 28 on the stem. Next, a method of fixing the cap member 1100 on the stem 1001 will be described with reference to FIG. First, the cap member 1100 is placed on the upper surface of the stem 1001 so as to cover the block portion 1002, the semiconductor laser element 1004, and the like. Next, the second electrode 1300 is brought into contact with the lower surface of the stem 1001 and the first electrode 1200 is moved toward the stem 1001 (in the direction of the arrow S in FIG. 29), whereby the flange of the cap member 1100 is moved by the first electrode 1200. The portion 1103 is pressed against the upper surface of the stem 1001. A current is passed between the first electrode 1200 and the second electrode 1300. Thereby, a part of the flange portion 1103 is melted by heat due to electric resistance, and the flange portion 1103 of the cap member 1100 is welded to the upper surface of the stem 1001. In this way, the semiconductor laser element 1004 is hermetically sealed with the cap member 1100.
JP 2006-186166 A

しかしながら、図２８に示したキャンパッケージ型の半導体レーザ装置では、キャップ部材１１００の直径Ｄを出来るだけ大きく構成したことによって、側壁部１１０１の外表面からフランジ部１１０３の一端までの距離ｂが小さくなっている。このため、第１電極１２００（図２９参照）でキャップ部材１１００のフランジ部１１０３をステム１００１の上面に押圧する際に、所定の曲率半径で折り曲げられた曲面部分（アール部分）１１０６が押圧されてしまうという不都合がある。これにより、第１電極１２００でフランジ部１１０３を押圧する際に、側壁部１１０１にひずみ（応力）が発生するという不都合がある。   However, in the can package type semiconductor laser device shown in FIG. 28, the distance b from the outer surface of the side wall portion 1101 to one end of the flange portion 1103 is reduced by making the diameter D of the cap member 1100 as large as possible. ing. Therefore, when the flange portion 1103 of the cap member 1100 is pressed against the upper surface of the stem 1001 by the first electrode 1200 (see FIG. 29), the curved surface portion (R-shaped portion) 1106 bent at a predetermined curvature radius is pressed. There is an inconvenience. Thereby, when pressing the flange part 1103 with the 1st electrode 1200, there exists a problem that distortion (stress) generate | occur | produces in the side wall part 1101.

そして、光透過窓１１０４を封着する低融点ガラス１１０５は比較的脆いため、キャップ部材１１００の側壁部１１０１にひずみ（応力）が発生すると、そのひずみ（応力）によって低融点ガラス１１０５が割れて光透過窓１１０４が脱落したり、低融点ガラス１１０５にひびが入ったりするという不都合が生じる。これにより、キャンパッケージの気密性が失われるため、半導体レーザ素子１００４の素子特性などが低下する。このように、上記した従来のキャンパッケージ型の半導体レーザ装置では、信頼性および製造歩留が低下するという問題点がある。   Since the low melting point glass 1105 that seals the light transmission window 1104 is relatively fragile, when strain (stress) occurs in the side wall portion 1101 of the cap member 1100, the low melting point glass 1105 is broken by the strain (stress) and light. There arises a disadvantage that the transmission window 1104 is dropped or the low melting point glass 1105 is cracked. Thereby, since the airtightness of the can package is lost, the element characteristics of the semiconductor laser element 1004 and the like are deteriorated. As described above, the above-described conventional can package type semiconductor laser device has a problem in that reliability and manufacturing yield are lowered.

なお、第１電極１２００でフランジ部１１０３を押圧した際に、低融点ガラス１１０５が割れなかったり、低融点ガラス１１０５にひびが入らなかったりしたとしても、低融点ガラス１１０５（キャップ部材１１００）に応力が残ってしまう。このため、このような応力が残るキャップ部材１１００に外部から力が加わると、容易に低融点ガラス１１０５が割れたり、容易に低融点ガラス１１０５にひびが入ったりするという不都合が生じる。   Even when the low melting point glass 1105 is not broken or cracked in the low melting point glass 1105 when the flange 1103 is pressed by the first electrode 1200, stress is applied to the low melting point glass 1105 (cap member 1100). Will remain. For this reason, when a force is applied from the outside to the cap member 1100 in which such stress remains, there is a problem that the low-melting glass 1105 is easily broken or the low-melting glass 1105 is easily cracked.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、信頼性の低下を抑制することが可能であり、かつ、製造歩留を向上させることが可能なキャップ部材を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to be able to suppress a decrease in reliability and to improve manufacturing yield. It is providing the cap member which can do.

この発明のもう１つの目的は、信頼性の低下を抑制することが可能な半導体装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing a decrease in reliability.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるキャップ部材は、筒状の側壁部と、側壁部の一端を閉じるとともに所定領域に開口が形成された天面部と、開口を塞ぐように天面部に取り付けられた透光性を有する窓部材と、側壁部に接着することなく天面部に接着するとともに、窓部材を天面部に取り付ける接着部材と、側壁部の他端に配設され、半導体素子が設置された支持基体上に固定される取付部とを備えている。そして、天面部の接着部材が接着される側の表面には、段差形状が形成されている。   In order to achieve the above object, a cap member according to a first aspect of the present invention closes an opening of a cylindrical side wall portion, a top surface portion that closes one end of the side wall portion and has an opening formed in a predetermined area. A translucent window member attached to the top surface portion, an adhesive member for attaching the window member to the top surface portion without being adhered to the side wall portion, and an adhesive member for attaching the window member to the top surface portion; And a mounting portion fixed on the support base on which the semiconductor element is installed. A step shape is formed on the surface of the top surface where the adhesive member is bonded.

この第１の局面によるキャップ部材では、上記のように、側壁部に接着することなく天面部に接着するとともに、窓部材を天面部に取り付ける接着部材を設けることによって、キャップ部材を固定（溶接）する際にキャップ部材の側壁部にひずみ（応力）が発生したとしても、接着部材は、側壁部に接着することなく天面部に接着しているので、側壁部で発生したひずみ（応力）が接着部材に直接的に伝わるのを抑制することができる。これにより、天面部の開口を塞ぐ窓部材が比較的脆い低融点ガラス（接着部材）で封着されている場合でも、低融点ガラス（接着部材）が割れて窓部材が脱落したり、低融点ガラス（接着部材）にひびが入ったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。したがって、このキャップ部材を用いて半導体装置を組み立てることにより、半導体装置の製造歩留を向上させることができる。また、半導体装置の気密性が失われるのを抑制することができるので、半導体装置の信頼性が低下するのを抑制することができる。   In the cap member according to the first aspect, as described above, the cap member is fixed (welded) by providing an adhesive member for attaching the window member to the top surface portion while adhering to the top surface portion without adhering to the side wall portion. Even when strain (stress) is generated in the side wall portion of the cap member, the adhesive member is bonded to the top surface portion without being bonded to the side wall portion, so the strain (stress) generated in the side wall portion is bonded. Propagation directly to the member can be suppressed. As a result, even when the window member that closes the opening on the top surface is sealed with a relatively fragile low-melting glass (adhesive member), the low-melting glass (adhesive member) breaks and the window member falls off, It is possible to suppress the occurrence of inconvenience that the glass (adhesive member) is cracked. Therefore, by assembling a semiconductor device using this cap member, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved. In addition, since loss of the airtightness of the semiconductor device can be suppressed, it is possible to suppress a decrease in reliability of the semiconductor device.

また、第１の局面によるキャップ部材では、上記のように構成することによって、側壁部で発生したひずみ（応力）が接着部材に伝わるのを抑制することができるので、接着部材が割れなかったり、接着部材にひびが入らなかった場合にも、接着部材に応力が残るのを抑制することができる。これにより、キャップ部材を固定（溶接）した後に、このキャップ部材に外部から力が加わった場合でも、窓部材を封着する接着部材が割れたり、接着部材にひびが入ったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。   Further, in the cap member according to the first aspect, by configuring as described above, it is possible to suppress the strain (stress) generated in the side wall portion from being transmitted to the adhesive member, so that the adhesive member is not cracked, Even when the adhesive member is not cracked, it is possible to suppress the stress from remaining in the adhesive member. As a result, after the cap member is fixed (welded), even when an external force is applied to the cap member, the adhesive member for sealing the window member is cracked or the adhesive member is cracked. Can be suppressed.

また、第１の局面によるキャップ部材では、上記のように、天面部の接着部材が接着される側の表面に、段差形状を形成することによって、接着部材を用いて窓部材を天面部に取り付ける際に、接着部材が天面部の表面上を流れる（拡がる）のを抑制することができる。これにより、接着部材を、容易に、側壁部に接着させることなく天面部に接着させることができるので、側壁部で発生したひずみ（応力）が接着部材に伝わるのを、容易に、抑制することができる。   In the cap member according to the first aspect, as described above, the window member is attached to the top surface portion using the adhesive member by forming a step shape on the surface of the top surface portion to which the adhesive member is bonded. In this case, it is possible to suppress the adhesive member from flowing (expanding) on the surface of the top surface portion. As a result, the adhesive member can be easily adhered to the top surface portion without being adhered to the side wall portion, so that the strain (stress) generated in the side wall portion is easily suppressed from being transmitted to the adhesive member. Can do.

上記第１の局面によるキャップ部材において、好ましくは、天面部には、開口の周縁部の少なくとも一部に段差部が形成されており、この段差部が天面部に形成されることによって、段差形状が天面部に形成されている。このように構成すれば、天面部の接着部材が接着される側の表面に、容易に、段差形状を形成することができる。   In the cap member according to the first aspect described above, preferably, the top surface portion has a stepped portion formed on at least a part of the peripheral edge portion of the opening, and the stepped portion is formed on the top surface portion, thereby forming a stepped shape. Is formed on the top surface. If comprised in this way, a level | step difference shape can be easily formed in the surface of the side by which the adhesive member of a top | upper surface part is adhere | attached.

この場合において、好ましくは、段差部は、開口の周縁部の全周にわたって形成されている。このように構成すれば、接着部材を用いて窓部材を天面部に取り付ける際に、接着部材が天面部の表面上を流れる（拡がる）のを、より抑制することができる。これにより、接着部材を、より容易に、側壁部に接着させることなく天面部に接着させることができる。   In this case, the stepped portion is preferably formed over the entire periphery of the peripheral edge of the opening. If comprised in this way, when attaching a window member to a top | upper surface part using an adhesive member, it can suppress more that an adhesive member flows on the surface of a top | upper surface part (expands). As a result, the adhesive member can be more easily adhered to the top surface portion without being adhered to the side wall portion.

上記第１の局面によるキャップ部材において、好ましくは、天面部の所定領域には、溝部が形成されており、溝部によって、段差形状が天面部に形成されている。このように構成すれば、天面部の接着部材が接着される側の表面に、容易に、段差形状を形成することができる。   In the cap member according to the first aspect, preferably, a groove portion is formed in a predetermined region of the top surface portion, and a step shape is formed on the top surface portion by the groove portion. If comprised in this way, a level | step difference shape can be easily formed in the surface of the side by which the adhesive member of a top | upper surface part is adhere | attached.

この場合において、好ましくは、溝部は、平面的に見て開口を囲むように周状に形成されている。このように構成すれば、接着部材を用いて窓部材を天面部に取り付ける際に、接着部材が天面部の表面上を流れる（拡がる）のを、より抑制することができる。これにより、接着部材を、より容易に、側壁部に接着させることなく天面部に接着させることができる。   In this case, the groove is preferably formed in a circumferential shape so as to surround the opening when seen in a plan view. If comprised in this way, when attaching a window member to a top | upper surface part using an adhesive member, it can suppress more that an adhesive member flows on the surface of a top | upper surface part (expands). As a result, the adhesive member can be more easily adhered to the top surface portion without being adhered to the side wall portion.

上記第１の局面によるキャップ部材において、好ましくは、天面部には、窓部材の延びる方向に沿って延びる第１の面と、第１の面に交差するように第１の面の外側の部分に接続された第２の面とが形成されており、第１の面および第２の面は、天面部の段差形状を構成し、接着部材は、天面部の第２の面に接着することなく、第１の面に接着している。このように構成すれば、接着部材が割れたり、接着部材にひびが入ったりするという不都合が生じるのを、より抑制することができる。これは、外部から力（衝撃など）が加わった場合や、温度変化があった場合、第１の面と第２の面との接続部分に応力（ひずみ）が集中しやすくなるので、接着部材が第１の面と第２の面との両方に接着していると、接着部材が割れやすくなったり、接着部材にひびが入りやすくなる場合があるためである。   In the cap member according to the first aspect, preferably, the top surface portion includes a first surface extending along a direction in which the window member extends, and a portion outside the first surface so as to intersect the first surface. The first surface and the second surface constitute a step shape of the top surface portion, and the adhesive member is bonded to the second surface of the top surface portion. There is no adhesion to the first surface. If comprised in this way, it can suppress more that the problem that an adhesive member cracks or an adhesive member cracks arises arises more. This is because when a force (such as an impact) is applied from the outside, or when there is a change in temperature, stress (strain) tends to concentrate on the connecting portion between the first surface and the second surface. This is because if the adhesive is bonded to both the first surface and the second surface, the adhesive member may be easily cracked or the adhesive member may be easily cracked.

この発明の第２の局面による半導体装置は、半導体素子と、半導体素子が設置される支持基体と、上記第１の局面によるキャップ部材とを備えている。そして、キャップ部材は、半導体素子を覆うように支持基体上に固定されている。このように構成すれば、容易に、半導体装置の信頼性が低下するのを抑制することができるとともに、半導体装置の製造歩留を向上させることができる。   A semiconductor device according to a second aspect of the present invention includes a semiconductor element, a support base on which the semiconductor element is installed, and a cap member according to the first aspect. The cap member is fixed on the support base so as to cover the semiconductor element. If comprised in this way, while being able to suppress the reliability of a semiconductor device falling easily, the manufacturing yield of a semiconductor device can be improved.

上記第２の局面による半導体装置において、キャップ部材を支持基体上に固定することによって、容易に、半導体素子をキャップ部材で気密封止することができる。   In the semiconductor device according to the second aspect, the semiconductor element can be easily hermetically sealed with the cap member by fixing the cap member on the support base.

上記第２の局面による半導体装置において、好ましくは、半導体素子は、窒化物系半導体レーザ素子である。このように構成すれば、容易に、素子特性の低下、および、信頼性の低下を抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ装置を得ることができる。   In the semiconductor device according to the second aspect, preferably, the semiconductor element is a nitride semiconductor laser element. With this configuration, it is possible to easily obtain a nitride-based semiconductor laser device capable of suppressing deterioration of element characteristics and reliability.

上記第２の局面による半導体装置において、好ましくは、支持基体の最大幅は、３．８ｍｍ以下である。このような構成を上記第２の局面による半導体装置に適用することによって、信頼性の高い小型パッケージ（小型半導体装置）を容易に得ることができる。これにより、容易に、半導体装置の小型化に対応することが可能となる。なお、支持基体の最大幅が３．８ｍｍ以下の半導体装置としては、たとえば、支持基体の直径（最大幅）がφ３．８ｍｍ、φ３．３ｍｍなどのパッケージサイズの半導体装置（パッケージ）があげられる。   In the semiconductor device according to the second aspect, preferably, the maximum width of the support base is 3.8 mm or less. By applying such a configuration to the semiconductor device according to the second aspect, a highly reliable small package (small semiconductor device) can be easily obtained. Thereby, it is possible to easily cope with the downsizing of the semiconductor device. Examples of the semiconductor device having a maximum support base width of 3.8 mm or less include a semiconductor device (package) having a package size such as a support base diameter (maximum width) of φ3.8 mm or φ3.3 mm.

以上のように、本発明によれば、信頼性の低下を抑制することが可能であり、かつ、製造歩留を向上させることが可能なキャップ部材を容易に得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily obtain a cap member that can suppress a decrease in reliability and can improve the manufacturing yield.

また、本発明によれば、信頼性の低下を抑制することが可能な半導体装置を容易に得ることができる。   Further, according to the present invention, a semiconductor device capable of suppressing a decrease in reliability can be easily obtained.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の半導体装置の一例であるキャンパッケージ型の半導体レーザ装置に本発明を適用した場合について説明する。また、以下の説明では、パッケージサイズがφ３．３ｍｍである半導体レーザ装置について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the case where the present invention is applied to a can package type semiconductor laser device which is an example of the semiconductor device of the present invention will be described. In the following description, a semiconductor laser device having a package size of φ3.3 mm will be described.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の断面図である。図２は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の全体斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の分解斜視図である。図４〜図８は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造を説明するための図である。まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の構造について説明する。なお、半導体レーザ装置は、本発明の「半導体装置」の一例である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall perspective view of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. 4 to 8 are views for explaining the structure of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. First, the structure of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. The semiconductor laser device is an example of the “semiconductor device” in the present invention.

第１実施形態による半導体レーザ装置は、キャンパッケージ型に構成されており、図１〜図３に示すように、ステム１と、ステム１の上面上に設けられたブロック部２（図１および図３参照）と、ブロック部２の側面上に取り付けられたサブマウント１０と、サブマウント１０上に実装された半導体レーザ素子３０と、ステム１の上面に半導体レーザ素子３０などを覆うように溶接（固定）されたキャップ部材１００と、３本のリードピン３、４および５とを備えている。なお、ステム１は、本発明の「支持基体」の一例であり、半導体レーザ素子３０は、本発明の「半導体素子」の一例である。   The semiconductor laser device according to the first embodiment is configured in a can package type. As shown in FIGS. 1 to 3, the stem 1 and a block portion 2 provided on the upper surface of the stem 1 (FIGS. 1 and 3). 3), the submount 10 attached on the side surface of the block portion 2, the semiconductor laser element 30 mounted on the submount 10, and the upper surface of the stem 1 so as to cover the semiconductor laser element 30 and the like (see FIG. A fixed cap member 100 and three lead pins 3, 4 and 5 are provided. The stem 1 is an example of the “support base” in the present invention, and the semiconductor laser element 30 is an example of the “semiconductor element” in the present invention.

ステム１は、銅または鉄などの金属材料から構成されており、図３に示すように、円板状に形成されている。このステム１の外径（最大幅）は、φ３．３ｍｍであり、ステム１の表面には、金メッキなどのメッキ処理が施されている。また、ステム１の上面には、半導体レーザ素子３０で発生した熱を放熱するためのヒートシンクとして機能するブロック部２が設けられている。このブロック部２は、ステム１と同一材料から構成されており、ステム１に一体的に形成されている。また、ブロック部２は、放熱性を確保するためにできるだけ大きく構成されている。なお、ブロック部２の表面にも、金メッキなどのメッキ処理が施されている。また、図１および図３に示すように、ステム１の所定領域には、リードピン４および５がそれぞれ接続される貫通孔１ａおよび１ｂ（図１参照）が設けられている。   The stem 1 is made of a metal material such as copper or iron, and is formed in a disk shape as shown in FIG. The outer diameter (maximum width) of the stem 1 is φ3.3 mm, and the surface of the stem 1 is subjected to a plating process such as gold plating. Further, on the upper surface of the stem 1, a block portion 2 that functions as a heat sink for dissipating heat generated in the semiconductor laser element 30 is provided. The block portion 2 is made of the same material as the stem 1 and is formed integrally with the stem 1. The block portion 2 is configured as large as possible in order to ensure heat dissipation. The surface of the block part 2 is also subjected to a plating process such as gold plating. As shown in FIGS. 1 and 3, through holes 1 a and 1 b (see FIG. 1) to which lead pins 4 and 5 are connected are provided in a predetermined region of the stem 1.

サブマウント１０は、図８に示すように、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ、または、ダイヤモンドなどから構成される絶縁性の基材部１１と、この基材部１１の上面および下面の各々に形成された金属膜１２および１３とを含んでいる。金属膜１２および１３の各々は、たとえば、基材部１１側から順次積層されたＴｉ（チタン）層（図示せず）、Ｐｔ（白金）層（図示せず）およびＡｕ（金）層（図示せず）から構成されている。また、サブマウント１０は、図１、図３および図７に示すように、ブロック部２の先端側一側面の所定領域に、ＡｕＳｎ半田層６（図７参照）を介して固定されている。このサブマウント１０は、ブロック部２とともに半導体レーザ素子３０で発生した熱を放熱する機能を有している。   As shown in FIG. 8, the submount 10 is formed on each of the insulating base material portion 11 made of SiC, AlN, Si, diamond, or the like, and the upper surface and the lower surface of the base material portion 11. Metal films 12 and 13 are included. Each of the metal films 12 and 13 includes, for example, a Ti (titanium) layer (not shown), a Pt (platinum) layer (not shown), and an Au (gold) layer (see FIG. (Not shown). Further, as shown in FIGS. 1, 3, and 7, the submount 10 is fixed to a predetermined region on the one side surface of the block portion 2 via an AuSn solder layer 6 (see FIG. 7). The submount 10 has a function of radiating heat generated in the semiconductor laser element 30 together with the block portion 2.

半導体レーザ素子３０は、窒化物半導体を含む窒化物系半導体レーザ素子から構成されている。この半導体レーザ素子３０は、図８に示すように、上面側および下面側に、それぞれ、ｐ側電極３８およびｎ側電極３９を有している。そして、ｎ側電極３９がサブマウント１０側となるように配置された状態で、ＡｕＳｎ半田層７を介してサブマウント１０上に固定されている。ここで、窒化物半導体とは、少なくともＡｌxＧａyＩｎzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で構成されるものとする。このとき、窒化物半導体の窒素元素のうち、約２０％以下がＡｓ、ＰおよびＳｂのいずれかの元素と置換されていても構わない。また、窒化物半導体中に、Ｓｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｂｅがドーピングされていても構わない。なお、半導体レーザ素子３０の詳細は後述する。 The semiconductor laser element 30 is composed of a nitride semiconductor laser element containing a nitride semiconductor. As shown in FIG. 8, the semiconductor laser element 30 has a p-side electrode 38 and an n-side electrode 39 on the upper surface side and the lower surface side, respectively. The n-side electrode 39 is fixed on the submount 10 via the AuSn solder layer 7 with the n-side electrode 39 disposed on the submount 10 side. Here, the nitride semiconductor is composed of at least Al x Ga y In z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1). At this time, about 20% or less of the nitrogen element of the nitride semiconductor may be substituted with any element of As, P, and Sb. The nitride semiconductor may be doped with Si, O, Cl, C, Ge, Zn, Cd, Mg, and Be. Details of the semiconductor laser element 30 will be described later.

また、図１〜図３に示すように、３本のリードピン３、４および５は、それぞれ、銅や鉄などの金属材料から構成されており、その表面には金メッキなどのメッキ処理が施されている。また、３本のリードピン３、４および５の内、リードピン３は、ステム１の裏面（下面）側の所定領域に直接取り付けられている。一方、３本のリードピン３、４および５の内、リードピン４および５は、その一方端部がステム１の上面側に突出するように、貫通孔１ａおよび１ｂに通されて、ガラスなどの絶縁性リング２０を介して、ステム１に絶縁固定されている。また、図１、図３、図７および図８に示すように、リードピン５の一方端部は、ボンディングワイヤ８を介して、半導体レーザ素子３０のｐ側電極３８（図８参照）と電気的に接続されている。一方、リードピン４の一方端部は、ボンディングワイヤ９およびＡｕＳｎ半田層７（図８参照）を介して半導体レーザ素子３０のｎ側電極３９と電気的に接続されている。   Moreover, as shown in FIGS. 1-3, the three lead pins 3, 4 and 5 are each comprised from metal materials, such as copper and iron, and the plating process, such as gold plating, is given to the surface. ing. Of the three lead pins 3, 4 and 5, the lead pin 3 is directly attached to a predetermined region on the back surface (lower surface) side of the stem 1. On the other hand, of the three lead pins 3, 4 and 5, the lead pins 4 and 5 are passed through the through holes 1 a and 1 b so that one end of the lead pins 4 protrudes to the upper surface side of the stem 1. It is insulated and fixed to the stem 1 via the sex ring 20. As shown in FIGS. 1, 3, 7, and 8, one end of the lead pin 5 is electrically connected to the p-side electrode 38 (see FIG. 8) of the semiconductor laser element 30 through the bonding wire 8. It is connected to the. On the other hand, one end of the lead pin 4 is electrically connected to the n-side electrode 39 of the semiconductor laser element 30 through the bonding wire 9 and the AuSn solder layer 7 (see FIG. 8).

また、図２に示すように、ステム１の上面に固定（封着）されたキャップ部材１００は、コバール（Ｋｏｖａｒ）、４５アロイ（４５Ａｌｌｏｙ）または鉄などの金属材料からなる金属板をプレス加工することによって形成されている。また、キャップ部材１００は、円筒状の側壁部１０１と、この側壁部１０１の一端に一体的に設けられた天面部１０２と、側壁部１０１の他端に一体的に設けられた（配設された）フランジ部１０３とを含んでいる。また、キャップ部材１００の表面には、ニッケルメッキなどのメッキ処理が施されている。また、図４〜図６に示すように、キャップ部材１００の天面部１０２には、半導体レーザ素子３０から出射されたレーザ光を外部に取り出すための出射孔１０２ａが設けられている。この出射孔１０２ａは、図５に示すように、平面的に見て円形状に形成されており、天面部１０２の略中央部に配置されている。また、出射孔１０２ａは、半導体レーザ素子３０を気密封止するために、レーザ光を透過することが可能なガラスやプラスチックなどからなる光透過窓１０４によって塞がれている。具体的には、図６に示すように、キャップ部材１００の内側から低融点ガラス１０５で光透過窓１０４が封着されることによって、天面部１０２の出射孔１０２ａが光透過窓１０４で塞がれている。なお、フランジ部１０３は、本発明の「取付部」の一例であり、光透過窓１０４は、本発明の「透光性を有する窓部材」の一例である。また、出射孔１０２ａは、本発明の「開口」の一例であり、低融点ガラス１０５は、本発明の「接着部材」の一例である。   As shown in FIG. 2, the cap member 100 fixed (sealed) to the upper surface of the stem 1 presses a metal plate made of a metal material such as Kovar, 45 Alloy or iron. It is formed by. Further, the cap member 100 is integrally provided (disposed) on the cylindrical side wall portion 101, the top surface portion 102 provided integrally with one end of the side wall portion 101, and the other end of the side wall portion 101. A) flange portion 103. Further, the surface of the cap member 100 is subjected to a plating process such as nickel plating. 4 to 6, the top surface portion 102 of the cap member 100 is provided with an emission hole 102a for taking out the laser light emitted from the semiconductor laser element 30 to the outside. As shown in FIG. 5, the emission hole 102 a is formed in a circular shape when seen in a plan view, and is disposed at a substantially central portion of the top surface portion 102. Further, the emission hole 102a is closed by a light transmission window 104 made of glass, plastic or the like capable of transmitting laser light in order to hermetically seal the semiconductor laser element 30. Specifically, as shown in FIG. 6, the light transmission window 104 is sealed with the low melting point glass 105 from the inside of the cap member 100, so that the emission hole 102 a of the top surface portion 102 is blocked with the light transmission window 104. It is. The flange portion 103 is an example of the “mounting portion” in the present invention, and the light transmission window 104 is an example of the “translucent window member” in the present invention. The exit hole 102a is an example of the “opening” in the present invention, and the low melting point glass 105 is an example of the “adhesive member” in the present invention.

また、キャップ部材１００のフランジ部１０３は、側壁部１０１に対して所定の曲率半径Ｒ１で側壁部１０１の外側に折り曲げられることにより、側壁部１０１の他端に一体的に形成されている。また、キャップ部材１００は、ブロック部２（図１参照）を覆うことができるように、円筒状の側壁部１０１の直径（外径）Ｄ１１が約２．２８ｍｍに構成されている。そして、キャップ部材１００のフランジ部１０３は、その外径Ｄ１２が約２．６１ｍｍとなるように構成されている。また、フランジ部１０３の曲率半径Ｒ１は、０．２５ｍｍ（ｍａｘ）に構成されている。なお、第１実施形態では、側壁部１０１の外表面からフランジ部１０３の端部１０３ａまでの距離Ｗ１１が約０．１７ｍｍ（＝（２．６１−２．２８）／２）であるとともに、曲率半径Ｒ１が０．２５ｍｍ（ｍａｘ）であるため、フランジ部１０３は、曲面状となっている。また、第１実施形態では、キャップ部材１００を断面的に見た場合に、フランジ部１０３の底面に沿った線ａ１１と側壁部１０１に沿った線ａ１２との交差する角度θ１が鈍角（９０°以上）となるようにキャップ部材１００のフランジ部１０３が構成されている。   Further, the flange portion 103 of the cap member 100 is integrally formed at the other end of the side wall portion 101 by being bent to the outside of the side wall portion 101 with a predetermined curvature radius R1 with respect to the side wall portion 101. The cap member 100 is configured such that the diameter (outer diameter) D11 of the cylindrical side wall portion 101 is about 2.28 mm so as to cover the block portion 2 (see FIG. 1). And the flange part 103 of the cap member 100 is comprised so that the outer diameter D12 may be about 2.61 mm. Further, the radius of curvature R1 of the flange portion 103 is configured to be 0.25 mm (max). In the first embodiment, the distance W11 from the outer surface of the side wall portion 101 to the end portion 103a of the flange portion 103 is about 0.17 mm (= (2.61-2.28) / 2) and the curvature. Since the radius R1 is 0.25 mm (max), the flange portion 103 has a curved surface shape. In the first embodiment, when the cap member 100 is viewed in cross section, the angle θ1 at which the line a11 along the bottom surface of the flange portion 103 and the line a12 along the side wall portion 101 intersect is an obtuse angle (90 °). Thus, the flange portion 103 of the cap member 100 is configured.

また、フランジ部１０３は、その底面に天面部１０２と反対方向に突出する（ステム１側に突出する）突起状のプロジェクション部１０６を有している。このプロジェクション部１０６は、約０．１ｍｍの幅Ｗ１２を有しており、図５に示すように、フランジ部１０３の周方向に一周するように形成されている。また、プロジェクション部１０６は、フランジ部１０３の端部１０３ａに沿うように平面的に見て円形（円周）状に形成されている。さらに、プロジェクション部１０６は、図５および図６に示すように、その外周部がフランジ部１０３の端部１０３ａと一致するように、フランジ部１０３の端部１０３ａ側（側壁部１０１とは反対側の端部）に配設されている。   The flange portion 103 has a projection-like projection portion 106 that protrudes in the opposite direction to the top surface portion 102 (projects toward the stem 1 side) on the bottom surface. The projection part 106 has a width W12 of about 0.1 mm, and is formed so as to make one round in the circumferential direction of the flange part 103 as shown in FIG. Further, the projection part 106 is formed in a circular (circumferential) shape when seen in a plan view along the end part 103 a of the flange part 103. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the projection unit 106 has an end portion 103 a side (an opposite side to the side wall portion 101) of the flange portion 103 so that the outer peripheral portion thereof coincides with the end portion 103 a of the flange portion 103. At the end).

ここで、第１実施形態では、図１および図６に示すように、キャップ部材１００の天面部１０２の所定領域に、天面部１０２の他の部分よりも厚みの小さい部分１１０が設けられている。具体的には、図６に示すように、天面部１０２の内面（キャップ部材１００の内側の面）の所定領域に、プレス加工などによって溝部１１１が形成されている。そして、この溝部１１１によって、厚みの小さい部分１１０が天面部１０２に形成されているとともに、天面部１０２の内面に、段差形状が形成されている。また、天面部１０２には、光透過窓１０４の延びる方向（天面部１０２の外側の表面の延びる方向）に沿って延びる平面部１０２ｂと、平面部１０２ｂに交差するように平面部１０２ｂの外側の部分（外周部分）に接続され、溝部１１１の内面を構成する曲面部１０２ｃとが形成されている。そして、平面部１０２ｂおよび曲面部１０２ｃによって、天面部１０２の段差形状が構成されている。なお、キャップ部材１００の厚み（側壁部１０１の厚みおよび天面部１０２の他の部分の厚み）ｔ１１は、約０．１ｍｍであり、厚みの小さい部分１１０の厚みｔ１２は、約０．０７ｍｍである。また、図５に示すように、溝部１１１は、平面的に見て出射孔１０２ａを囲むように円形（円周）状に形成されており、これによって、上記した厚みの小さい部分１１０（段差形状）も平面的に見て出射孔１０２ａを囲むように円形（円周）状に形成されている。なお、平面部１０２ｂは、本発明の「第１の面」の一例であり、曲面部１０２ｃは、本発明の「第２の面」の一例である。   Here, in the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 6, a portion 110 having a smaller thickness than other portions of the top surface portion 102 is provided in a predetermined region of the top surface portion 102 of the cap member 100. . Specifically, as shown in FIG. 6, a groove portion 111 is formed in a predetermined region of the inner surface of the top surface portion 102 (the inner surface of the cap member 100) by pressing or the like. The groove portion 111 forms a portion 110 having a small thickness on the top surface portion 102, and a step shape is formed on the inner surface of the top surface portion 102. Further, the top surface portion 102 includes a planar portion 102b extending along a direction in which the light transmission window 104 extends (a direction in which the outer surface of the top surface portion 102 extends), and an outer surface of the planar portion 102b so as to intersect the planar portion 102b. A curved surface portion 102c that is connected to the portion (outer peripheral portion) and forms the inner surface of the groove portion 111 is formed. The stepped shape of the top surface portion 102 is constituted by the flat surface portion 102b and the curved surface portion 102c. In addition, the thickness (the thickness of the side wall portion 101 and the thickness of the other portion of the top surface portion 102) t11 of the cap member 100 is about 0.1 mm, and the thickness t12 of the small thickness portion 110 is about 0.07 mm. . Further, as shown in FIG. 5, the groove 111 is formed in a circular (circumferential) shape so as to surround the emission hole 102a when seen in a plan view. ) Is also formed in a circular (circumferential) shape so as to surround the emission hole 102a when seen in a plan view. The flat surface portion 102b is an example of the “first surface” in the present invention, and the curved surface portion 102c is an example of the “second surface” in the present invention.

また、第１実施形態では、図６に示すように、低融点ガラス１０５は、側壁部１０１に接着することなく天面部１０２のみに接着している。また、低融点ガラス１０５は、天面部１０２の曲面部１０２ｃに接着することなく、平面部１０２ｂのみに接着している。   In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the low melting point glass 105 is bonded only to the top surface portion 102 without bonding to the side wall portion 101. In addition, the low melting point glass 105 is bonded only to the flat surface portion 102 b without bonding to the curved surface portion 102 c of the top surface portion 102.

図９および図１０は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の構造を説明するための図である。次に、図９および図１０を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子３０の構造について説明する。   9 and 10 are views for explaining the structure of the semiconductor laser element mounted on the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. Next, the structure of the semiconductor laser element 30 mounted on the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

この半導体レーザ素子３０は、上述したように、窒化物系半導体レーザ素子から構成されている。具体的には、図９に示すように、約４０μｍ〜約１５０μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板３１の上面上に、ｎ型ＧａＮ基板３１側から順次積層されたｎ型クラッド層３２、ＩｎＧａＮ活性層３３、ｐ型クラッド層３４を含む窒化物半導体層３５が形成されている。また、ｐ型クラッド層３４は、凸部と、凸部以外の平坦部とを有しており、この凸部によってストライプ状（細長状）のリッジ部３６が構成されている。また、リッジ部３６の両脇におけるｐ型クラッド層３４の平坦部上には、酸化シリコンからなる絶縁性の埋め込み層３７が形成されている。   As described above, the semiconductor laser element 30 is composed of a nitride-based semiconductor laser element. Specifically, as shown in FIG. 9, an n-type clad layer 32 sequentially stacked from the n-type GaN substrate 31 side on the upper surface of an n-type GaN substrate 31 having a thickness of about 40 μm to about 150 μm, InGaN active A nitride semiconductor layer 35 including the layer 33 and the p-type cladding layer 34 is formed. The p-type cladding layer 34 has a convex portion and a flat portion other than the convex portion, and a striped (elongated) ridge portion 36 is constituted by the convex portion. An insulating buried layer 37 made of silicon oxide is formed on the flat portion of the p-type cladding layer 34 on both sides of the ridge portion 36.

また、リッジ部３６の上面上および埋め込み層３７の上面上には、ｐ側電極３８が形成されている。このｐ側電極３８は、たとえば、ｐ型クラッド層３４側から順にＰｄ（パラジウム）およびＭｏ（モリブデン）が積層された積層体３８ａと、積層体３８ａ上に形成され、積層体３８ａ側から順にＰｔ（白金）およびＡｕ（金）が積層された積層体３８ｂとから構成されている。一方、ｎ型ＧａＮ基板３１の裏面（下面）上には、ｎ側電極３９が形成されている。このｎ側電極３９は、ｎ型ＧａＮ基板３１側から順にＨｆ（ハフニウム）およびＡｌ（アルミニウム）が積層された積層体３９ａと、積層体３９ａ上に形成され、積層体３９ａ側から順にＭｏ（モリブデン）、Ｐｔ（白金）およびＡｕ（金）が積層された積層体３９ｂとから構成されている。   A p-side electrode 38 is formed on the upper surface of the ridge portion 36 and the upper surface of the buried layer 37. The p-side electrode 38 is formed on, for example, a stacked body 38a in which Pd (palladium) and Mo (molybdenum) are stacked in this order from the p-type cladding layer 34 side, and Pt in order from the stacked body 38a side. (Platinum) and Au (gold). On the other hand, an n-side electrode 39 is formed on the back surface (lower surface) of the n-type GaN substrate 31. The n-side electrode 39 is formed on a stacked body 39a in which Hf (hafnium) and Al (aluminum) are stacked in this order from the n-type GaN substrate 31 side, and formed on the stacked body 39a. ), Pt (platinum) and Au (gold), and a laminate 39b.

また、半導体レーザ素子３０は、図１０に示すように、約８００μｍの共振器長Ｌ１を有しているとともに、約４００μｍの共振器幅Ｗ１を有している。また、半導体レーザ素子３０の光出射端面４０には、光出射端面４０側から窒化アルミニウム層（図示せず）および酸化アルミニウム層（図示せず）が積層された２層からなるＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層４２が形成されている。一方、光出射端面４０と反対側の共振器端面４１には、酸化シリコン層（図示せず）と酸化チタン層（図示せず）とが交互に全９層積層されたＨＲ（Ｈｉｇｈ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層４３が形成されている。   As shown in FIG. 10, the semiconductor laser element 30 has a resonator length L1 of about 800 μm and a resonator width W1 of about 400 μm. The light emitting end face 40 of the semiconductor laser element 30 has an AR (anti-reflection) composed of two layers in which an aluminum nitride layer (not shown) and an aluminum oxide layer (not shown) are stacked from the light emitting end face 40 side. ) A coating layer 42 is formed. On the other hand, the resonator end surface 41 opposite to the light emitting end surface 40 is an HR (High-Reflection) in which nine silicon oxide layers (not shown) and titanium oxide layers (not shown) are alternately stacked. A coating layer 43 is formed.

図１１および図１２は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。次に、図９〜図１２を参照して、半導体レーザ素子３０の製造方法について説明する。   11 and 12 are perspective views for explaining a method of manufacturing the semiconductor laser device mounted on the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. Next, a method for manufacturing the semiconductor laser element 30 will be described with reference to FIGS.

まず、約３５０μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板３１の上面上に、エピタキシャル成長法などを用いて、ｎ型クラッド層３２、ＩｎＧａＮ活性層３３、ｐ型クラッド層３４を順次形成する。次に、ｐ型クラッド層３４の所定領域をエッチングにより除去することによって、リッジ部３６を形成する。これにより、図９に示したように、ｎ型ＧａＮ基板３１上に、ｎ型クラッド層３２、ＩｎＧａＮ活性層３３、ｐ型クラッド層３４を含む窒化物半導体層３５が形成される。続いて、リッジ部３６の両脇に酸化シリコンからなる埋め込み層３７を形成する。次に、リッジ部３６上および埋め込み層３７上にｐ側電極３８を形成する。   First, an n-type cladding layer 32, an InGaN active layer 33, and a p-type cladding layer 34 are sequentially formed on the upper surface of an n-type GaN substrate 31 having a thickness of about 350 μm by using an epitaxial growth method or the like. Next, the ridge portion 36 is formed by removing a predetermined region of the p-type cladding layer 34 by etching. As a result, a nitride semiconductor layer 35 including an n-type cladding layer 32, an InGaN active layer 33, and a p-type cladding layer 34 is formed on the n-type GaN substrate 31, as shown in FIG. Subsequently, a buried layer 37 made of silicon oxide is formed on both sides of the ridge portion 36. Next, a p-side electrode 38 is formed on the ridge portion 36 and the buried layer 37.

そして、ｎ型ＧａＮ基板３１の裏面側から、研磨またはエッチングを行うことにより、ｎ型ＧａＮ基板３１の厚みを当初の約３５０μｍから４０μｍ〜１５０μｍ程度の厚みまで薄くする。その後、ｎ型ＧａＮ基板３１の裏面上にｎ側電極３９を形成する。これにより、窒化物半導体層３５、ｐ側電極３８およびｎ側電極３９が形成されたウエハ（図示せず）が得られる。次に、このウエハ（図示せず）をバー状に劈開する。そして、真空蒸着法、スパッタ蒸着法またはＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタ法などを用いて、図１０に示したように、光出射端面４０となる一方の劈開面にＡＲコーティング層４２を形成するとともに、他方の劈開面（共振器端面４１）にＨＲコーティング層４３を形成する。なお、ウエハの劈開の代わりにエッチングによって端面の形成を行ってもよい。このようにして形成されたバー状の素子４５が図１１に示されている。   Then, polishing or etching is performed from the back side of the n-type GaN substrate 31 to reduce the thickness of the n-type GaN substrate 31 from about 350 μm to about 40 μm to 150 μm. Thereafter, an n-side electrode 39 is formed on the back surface of the n-type GaN substrate 31. Thereby, a wafer (not shown) on which the nitride semiconductor layer 35, the p-side electrode 38, and the n-side electrode 39 are formed is obtained. Next, the wafer (not shown) is cleaved into a bar shape. Then, an AR coating layer 42 is formed on one of the cleaved surfaces to be the light emitting end face 40 as shown in FIG. 10 by using a vacuum deposition method, a sputter deposition method, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) sputtering method, or the like. The HR coating layer 43 is formed on the other cleaved surface (resonator end surface 41). Note that the end face may be formed by etching instead of cleaving the wafer. A bar-like element 45 formed in this way is shown in FIG.

続いて、バー状の素子４５を粘着シート５０上に貼り付ける。次に、図示しないスクライブ装置を用いて、スクライブ装置内のダイヤモンドスクライバ（図示せず）でバー状の素子４５にスクライブライン４６を形成する。そして、図１２に示すように、粘着シート５０をスクライブライン４６と直交する方向（矢印Ａ１方向および矢印Ａ２方向）に引き伸ばすことにより、バー状の素子４５（図１１参照）を個々の半導体レーザ素子３０に分割する。分割された半導体レーザ素子３０は、粘着シート５０に貼り付けられているため、分散することがない。なお、半導体レーザ素子３０への分割は、ダイヤモンドスクライバを用いないダイシング法やレーザアブレーション法などによって行ってもよい。このようにして得られた半導体レーザ素子３０をパルス電流駆動による特性評価を行うことにより、閾値電流値が基準値よりも小さい良品を選別し、キャンパッケージ型の半導体レーザ装置に搭載する。   Subsequently, the bar-shaped element 45 is stuck on the adhesive sheet 50. Next, a scribe line 46 is formed on the bar-shaped element 45 using a diamond scriber (not shown) in the scribe device using a scribe device (not shown). Then, as shown in FIG. 12, the bar-shaped element 45 (see FIG. 11) is made to be an individual semiconductor laser element by stretching the adhesive sheet 50 in a direction (arrow A1 direction and arrow A2 direction) orthogonal to the scribe line 46. Divide into 30. The divided semiconductor laser elements 30 are not dispersed because they are attached to the adhesive sheet 50. The division into the semiconductor laser elements 30 may be performed by a dicing method without using a diamond scriber or a laser ablation method. The semiconductor laser device 30 obtained in this way is subjected to characteristic evaluation by pulse current driving, whereby a non-defective product having a threshold current value smaller than a reference value is selected and mounted on a can package type semiconductor laser device.

図１３は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置における半導体レーザ素子の搭載方法を説明するための図である。続いて、図７〜図９および図１３を参照して、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置における半導体レーザ素子３０の搭載方法（ダイボンディング方法）について説明する。   FIG. 13 is a diagram for explaining a mounting method of the semiconductor laser element in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. Subsequently, a mounting method (die bonding method) of the semiconductor laser element 30 in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図１３に示すように、ステム１をダイボンディング装置（図示せず）の支持台６０にセットする。次に、ＡｕＳｎ半田層６および７が予め形成されたサブマウント１０をブロック部２の側面上に載置する。そして、上述した製造方法により得られた半導体レーザ素子３０をコレット６５で吸引し、サブマウント１０のＡｕＳｎ半田層７の上まで移動させる。その後、半導体レーザ素子３０をサブマウント１０のＡｕＳｎ半田層７上に載置し、コレット６５の吸引を停止する。なお、ＡｕＳｎ半田層６および７は、それぞれ、ＡｕとＳｎとの割合が７０％：３０％（重量比）であり、融点は約２８０℃である。次に、コレット６５により半導体レーザ素子３０に荷重Ｆを加え、約３１０℃で５秒間加熱することにより、ＡｕＳｎ半田層６および７を溶融させる。これにより、半導体レーザ素子３０のｎ側電極３９（図８および図９参照）に含まれるＡｕがＡｕＳｎ半田層７に溶け出すとともに、サブマウント１０の金属膜１３（図８参照）に含まれるＡｕがＡｕＳｎ半田層６に溶け出す。したがって、ＡｕＳｎ半田層６およびＡｕＳｎ半田層７の各々のＡｕとＳｕとの割合が７０％：３０％（重量比）よりＡｕの比率（割合）が大きくなり、共晶ができる。その後、室温まで冷却することにより、ＡｕＳｎ半田層６および７を固化させる。これにより、同時ダイボンディング（半導体レーザ素子３０およびサブマウント１０がステム１のブロック部２に同時に固着されること）が行われる。   First, as shown in FIG. 13, the stem 1 is set on a support base 60 of a die bonding apparatus (not shown). Next, the submount 10 on which the AuSn solder layers 6 and 7 are formed in advance is placed on the side surface of the block portion 2. Then, the semiconductor laser element 30 obtained by the manufacturing method described above is sucked by the collet 65 and moved onto the AuSn solder layer 7 of the submount 10. Thereafter, the semiconductor laser element 30 is placed on the AuSn solder layer 7 of the submount 10 and the suction of the collet 65 is stopped. The AuSn solder layers 6 and 7 each have a ratio of Au and Sn of 70%: 30% (weight ratio) and a melting point of about 280 ° C. Next, a load F is applied to the semiconductor laser element 30 by the collet 65, and the AuSn solder layers 6 and 7 are melted by heating at about 310 ° C. for 5 seconds. As a result, Au contained in the n-side electrode 39 (see FIGS. 8 and 9) of the semiconductor laser element 30 melts into the AuSn solder layer 7 and Au contained in the metal film 13 (see FIG. 8) of the submount 10. Melts into the AuSn solder layer 6. Accordingly, the Au ratio (ratio) of Au and Su in each of the AuSn solder layer 6 and AuSn solder layer 7 is larger than 70%: 30% (weight ratio), and eutectic is formed. Thereafter, the AuSn solder layers 6 and 7 are solidified by cooling to room temperature. Thus, simultaneous die bonding (the semiconductor laser element 30 and the submount 10 are simultaneously fixed to the block portion 2 of the stem 1) is performed.

なお、ＡｕＳｎ半田層６および７に、たとえば、ＡｕとＳｎとの割合が１０％：９０％（重量比）で融点が約２１７℃のＡｕＳｎ半田を用いることもできる。Ｓｎの組成比率としては、１５ｗｔ％以上であれば実用的な融点になるため、Ｓｎの組成比率としては１５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が好適であり、特に、ＡｕとＳｎとの共晶点である１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％および８０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、高融点が得られる３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％が好適である。   For the AuSn solder layers 6 and 7, for example, AuSn solder having a ratio of Au to Sn of 10%: 90% (weight ratio) and a melting point of about 217 ° C. can be used. The Sn composition ratio is 15 wt% or more, so that a practical melting point is obtained. Therefore, the Sn composition ratio is preferably 15 wt% or more and 90 wt% or less, and is particularly a eutectic point of Au and Sn. 15 wt% to 30 wt% and 80 wt% to 90 wt% are preferable, and 30 wt% to 40 wt% at which a high melting point is obtained are suitable.

続いて、ワイヤボンディング装置（図示せず）を用いて、図７および図８に示したように、半導体レーザ素子３０のｐ側電極３８（図８参照）とリードピン５との間にボンディングワイヤ８を接続するとともに、サブマウント１０の金属膜１２（図８参照）とリードピン４との間にボンディングワイヤ９を接続する。このようにして、半導体レーザ素子３０がキャンパッケージのステム１（ブロック部２）に搭載される。   Subsequently, using a wire bonding apparatus (not shown), as shown in FIGS. 7 and 8, the bonding wire 8 is interposed between the p-side electrode 38 (see FIG. 8) of the semiconductor laser element 30 and the lead pin 5. And a bonding wire 9 is connected between the metal film 12 (see FIG. 8) of the submount 10 and the lead pin 4. In this way, the semiconductor laser element 30 is mounted on the stem 1 (block portion 2) of the can package.

図１４および図１５は、キャップ部材で半導体レーザ素子を気密封止する方法を説明するための断面図である。次に、図１４および図１５を参照して、キャップ部材１００で半導体レーザ素子３０を気密封止する方法について説明する。   14 and 15 are cross-sectional views for explaining a method of hermetically sealing a semiconductor laser element with a cap member. Next, a method for hermetically sealing the semiconductor laser element 30 with the cap member 100 will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

まず、上述のようにして半導体レーザ素子３０が搭載されたステム１とキャップ部材１００とをオーブン付の気密封止装置（図示せず）内に導入する。その際、気密封止装置内には大気圧の乾燥空気を導入し、装置内の露点を−４０℃に保っておく。次に、オーブン内の温度を約２６０℃にして、上記したステム１（半導体レーザ素子３０が搭載されたステム１）およびキャップ部材１００を約３０分間加熱処理する。そして、処理を終えたステム１（半導体レーザ素子３０が搭載されたステム１）およびキャップ部材１００を、オーブンから取り出し、大気に曝すことなく気密封止装置（図示せず）内に導入する。続いて、図１４に示すように、露点−４０℃の雰囲気下において、半導体レーザ素子３０を覆うようにキャップ部材１００をステム１の上面に載置する。   First, the stem 1 on which the semiconductor laser element 30 is mounted and the cap member 100 are introduced into an airtight sealing device (not shown) with an oven as described above. At this time, dry air at atmospheric pressure is introduced into the hermetic sealing device, and the dew point in the device is kept at -40 ° C. Next, the temperature in the oven is set to about 260 ° C., and the above-described stem 1 (the stem 1 on which the semiconductor laser element 30 is mounted) and the cap member 100 are heat-treated for about 30 minutes. Then, the treated stem 1 (stem 1 on which the semiconductor laser element 30 is mounted) and the cap member 100 are taken out of the oven and introduced into an airtight sealing device (not shown) without being exposed to the atmosphere. Subsequently, as shown in FIG. 14, the cap member 100 is placed on the upper surface of the stem 1 so as to cover the semiconductor laser element 30 in an atmosphere having a dew point of −40 ° C.

次に、ステム１の下面に第２電極８０を当接させるとともに、第１電極７０をステム１側（矢印Ｂ方向）に移動させる。そして、図１５に示すように、第１電極７０でキャップ部材１００のフランジ部１０３を矢印Ｂ方向に押圧することにより、プロジェクション部１０６（図１４参照）をステム１の上面にくい込ませる。その状態で第１電極７０と第２電極８０との間に電圧を印加することによって、プロジェクション部１０６に電流を集中させ、その電気抵抗による熱でプロジェクション部１０６の一部を溶融させる。これにより、キャップ部材１００のフランジ部１０３とステム１とが抵抗溶接される。その際、キャップ部材１００の表面に被着されたニッケルメッキ被膜が溶接時に溶融して凝固することにより、フランジ部１０３とステム１とが効果的に気密封止される。このようにして、キャップ部材１００がステム１上に固定（溶接）され、キャップ部材１００で半導体レーザ素子３０が気密に封止される。   Next, the second electrode 80 is brought into contact with the lower surface of the stem 1 and the first electrode 70 is moved to the stem 1 side (arrow B direction). Then, as shown in FIG. 15, the projection portion 106 (see FIG. 14) is made to be hard to be inserted into the upper surface of the stem 1 by pressing the flange portion 103 of the cap member 100 in the arrow B direction with the first electrode 70. In this state, a voltage is applied between the first electrode 70 and the second electrode 80 to concentrate a current on the projection unit 106, and a part of the projection unit 106 is melted by heat generated by the electric resistance. As a result, the flange portion 103 of the cap member 100 and the stem 1 are resistance-welded. At that time, the nickel plating film deposited on the surface of the cap member 100 is melted and solidified during welding, so that the flange portion 103 and the stem 1 are effectively hermetically sealed. In this way, the cap member 100 is fixed (welded) on the stem 1, and the semiconductor laser element 30 is hermetically sealed with the cap member 100.

第１実施形態では、上記のように、光透過窓１０４を天面部１０２に取り付ける低融点ガラス１０５を、側壁部１０１に接着することなく天面部１０２のみに接着することによって、キャップ部材１００を抵抗溶接する際にキャップ部材１００の側壁部１０１にひずみ（応力）が発生したとしても、低融点ガラス１０５は、側壁部１０１に接着することなく天面部１０２のみに接着しているので、側壁部１０１で発生したひずみ（応力）が低融点ガラス１０５に直接的に伝わるのを抑制することができる。これにより、低融点ガラス１０５が割れて光透過窓１０４が脱落したり、低融点ガラス１０５にひびが入ったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。したがって、このキャップ部材１００を用いて半導体レーザ装置を組み立てることにより、半導体レーザ装置の製造歩留を向上させることができる。また、半導体レーザ装置の気密性が失われるのを抑制することができるので、半導体レーザ装置の信頼性が低下するのを抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, the low melting point glass 105 that attaches the light transmission window 104 to the top surface portion 102 is bonded to only the top surface portion 102 without bonding to the side wall portion 101, so that the cap member 100 is resisted. Even if distortion (stress) occurs in the side wall portion 101 of the cap member 100 during welding, the low melting point glass 105 is bonded only to the top surface portion 102 without being bonded to the side wall portion 101. It is possible to suppress the distortion (stress) generated in step 1 from being directly transmitted to the low melting point glass 105. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience that the low melting point glass 105 is broken and the light transmission window 104 is dropped or the low melting point glass 105 is cracked. Therefore, by assembling the semiconductor laser device using the cap member 100, the manufacturing yield of the semiconductor laser device can be improved. Moreover, since loss of the airtightness of the semiconductor laser device can be suppressed, it is possible to suppress a decrease in reliability of the semiconductor laser device.

また、第１実施形態では、キャップ部材１００を上記のように構成することによって、側壁部１０１で発生したひずみ（応力）が低融点ガラス１０５に伝わるのを抑制することができるので、低融点ガラス１０５が割れなかったり、低融点ガラス１０５にひびが入らなかった場合にも、低融点ガラス１０５に応力が残るのを抑制することができる。これにより、キャップ部材１００をステム１に固定（抵抗溶接）した後に、このキャップ部材１００に外部から何らかの力が加わった場合でも、低融点ガラス１０５が割れたり、低融点ガラス１０５にひびが入ったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。   Moreover, in 1st Embodiment, since it can suppress that the distortion | strain (stress) which generate | occur | produced in the side wall part 101 is transmitted to the low melting glass 105 by comprising the cap member 100 as mentioned above, low melting glass Even when the 105 does not break or the low melting point glass 105 does not crack, it is possible to suppress the stress from remaining in the low melting point glass 105. Thereby, after the cap member 100 is fixed to the stem 1 (resistance welding), even when some force is applied to the cap member 100 from the outside, the low melting point glass 105 is cracked or the low melting point glass 105 is cracked. It is possible to suppress the occurrence of inconvenience.

また、第１実施形態では、天面部１０２の低融点ガラス１０５が接着される側の表面（内面）に、段差形状を形成することによって、低融点ガラス１０５を用いて光透過窓１０４を天面部１０２に取り付ける際に、低融点ガラス１０５が天面部１０２の内面上を外側に流れる（拡がる）のを抑制することができる。これにより、低融点ガラス１０５を、容易に、側壁部１０１に接着させることなく天面部１０２のみに接着させることができる。   Further, in the first embodiment, a step shape is formed on the surface (inner surface) of the top surface portion 102 to which the low melting point glass 105 is bonded, whereby the light transmission window 104 is formed using the low melting point glass 105. When attaching to 102, the low melting point glass 105 can be prevented from flowing (expanding) outward on the inner surface of the top surface portion 102. Thereby, the low melting glass 105 can be easily adhered only to the top surface portion 102 without being adhered to the side wall portion 101.

また、第１実施形態では、天面部１０２の内面に溝部１１１を形成することによって、この溝部１１１により、天面部１０２の内面に、容易に、段差形状を形成することができる。   In the first embodiment, by forming the groove 111 on the inner surface of the top surface 102, a step shape can be easily formed on the inner surface of the top surface 102 by the groove 111.

また、第１実施形態では、溝部１１１を、平面的に見て出射孔１０２ａを囲むように円周状に形成することによって、低融点ガラス１０５を用いて光透過窓１０４を天面部１０２に取り付ける際に、低融点ガラス１０５が天面部１０２の内面上を外側に流れる（拡がる）のを、より抑制することができる。これにより、低融点ガラス１０５を、より容易に、側壁部１０１に接着させることなく天面部１０２のみに接着させることができる。   Further, in the first embodiment, the light transmission window 104 is attached to the top surface portion 102 using the low melting point glass 105 by forming the groove portion 111 so as to surround the emission hole 102a when seen in a plan view. At this time, it is possible to further suppress the low melting point glass 105 from flowing (expanding) on the inner surface of the top surface portion 102 to the outside. As a result, the low melting point glass 105 can be more easily adhered only to the top surface portion 102 without being adhered to the side wall portion 101.

また、第１実施形態では、低融点ガラス１０５を、天面部１０２の曲面部１０２ｃに接着することなく、平面部１０２ｂのみに接着させることによって、低融点ガラス１０５が割れたり、低融点ガラス１０５にひびが入ったりするという不都合が生じるのを、より抑制することができる。これは、外部から力（衝撃など）が加わった場合や、温度変化があった場合、平面部１０２ｂと曲面部１０２ｃとの接続部分に応力（ひずみ）が集中しやすくなるので、低融点ガラス１０５が平面部１０２ｂと曲面部１０２ｃとの両方に接着していると、低融点ガラス１０５が割れやすくなったり、低融点ガラス１０５にひびが入りやすくなる場合があるためである。   In the first embodiment, the low melting point glass 105 is broken or bonded to the low melting point glass 105 by adhering the low melting point glass 105 only to the flat surface part 102 b without adhering to the curved surface part 102 c of the top surface part 102. It is possible to further suppress the occurrence of inconveniences such as cracks. This is because when a force (such as an impact) is applied from the outside or when there is a temperature change, stress (strain) tends to concentrate on the connecting portion between the flat surface portion 102b and the curved surface portion 102c. Is attached to both the flat surface portion 102b and the curved surface portion 102c, the low melting point glass 105 may be easily broken or the low melting point glass 105 may be easily cracked.

続いて、上記第１実施形態の効果を確認するために行った検査について説明する。この検査では、上記した第１実施形態によるキャップ部材１００がステムに溶接された半導体レーザ装置を実施例１とし、天面部に溝部が形成されておらず、かつ、低融点ガラスが天面部と側壁部との両方に接着しているキャップ部材２００がステムに溶接された半導体レーザ装置を比較例として、各々の半導体レーザ装置について、光透過窓の脱落および気密不良の検査を行った。なお、実施例１による半導体レーザ装置と比較例による半導体レーザ装置とは、キャップ部材のみが異なり、その他の構成は同じとした。また、キャップ部材のステム１への抵抗溶接は、上記した第１実施形態と同様の方法で行った。   Next, an inspection performed to confirm the effect of the first embodiment will be described. In this inspection, the semiconductor laser device in which the cap member 100 according to the first embodiment described above is welded to the stem is taken as Example 1, the groove portion is not formed on the top surface portion, and the low melting point glass is formed on the top surface portion and the side wall. As a comparative example, the semiconductor laser device in which the cap member 200 bonded to both of the parts was welded to the stem was used as a comparative example, and each of the semiconductor laser devices was inspected for dropout of the light transmission window and airtight defects. Note that the semiconductor laser device according to Example 1 and the semiconductor laser device according to the comparative example differ only in the cap member, and the other configurations are the same. Further, the resistance welding of the cap member to the stem 1 was performed by the same method as in the first embodiment.

図１６および図１７は、比較例による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。図１６および図１７を参照して、比較例による半導体レーザ装置では、従来の半導体レーザ装置と同様の構成とするために、半導体レーザ素子３０を気密封止するキャップ部材２００を、天面部２０２に溝部が設けられておらず、低融点ガラス１０５が天面部２０２と側壁部１０１との両方に接着している構成とした。また、比較例のその他の構成は、実施例１（または、第１実施形態）による半導体レーザ装置と同様とした。   16 and 17 are cross-sectional views for explaining the structure of a semiconductor laser device according to a comparative example. Referring to FIGS. 16 and 17, in the semiconductor laser device according to the comparative example, a cap member 200 that hermetically seals the semiconductor laser element 30 is formed on the top surface portion 202 so as to have the same configuration as the conventional semiconductor laser device. The groove portion was not provided, and the low melting point glass 105 was bonded to both the top surface portion 202 and the side wall portion 101. The other configurations of the comparative example were the same as those of the semiconductor laser device according to Example 1 (or the first embodiment).

また、実施例１による半導体レーザ装置および比較例による半導体レーザ装置は、それぞれ、１０００個ずつ検査に供した。そして、これらの半導体レーザ装置について、まず、顕微鏡を用いた目視観察（外観観察）により、光透過窓の脱落の有無を検査した。その後、外観観察による不良品を除外した残りの半導体レーザ装置について、気密検査を行った。その結果を表１に示す。なお、表１中における検査結果の分母は、検査個数を示しており、分子は、不良個数を示している。   In addition, the semiconductor laser device according to Example 1 and the semiconductor laser device according to the comparative example were each inspected for 1000 pieces. And about these semiconductor laser apparatuses, the presence or absence of omission of the light transmission window was first examined by visual observation (appearance observation) using a microscope. Thereafter, an airtight inspection was performed on the remaining semiconductor laser devices excluding defective products by appearance observation. The results are shown in Table 1. In Table 1, the denominator of the inspection result indicates the number of inspections, and the numerator indicates the number of defects.

Figure 2009176764
Figure 2009176764

上記表１に示すように、比較例による半導体レーザ装置では、検査数１０００個に対して、光透過窓の脱落が認められた半導体レーザ装置が１個あり、また、気密不良が認められた半導体レーザ装置も１個あった。これに対して、実施例１による半導体レーザ装置では、検査数１０００個に対して、光透過窓の脱落が認められた半導体レーザ装置は１つもなく、また、気密不良が認められた半導体レーザ装置も１つもなかった。   As shown in Table 1 above, in the semiconductor laser device according to the comparative example, there is one semiconductor laser device in which the light transmission window is dropped for the number of inspections of 1000, and the semiconductor in which the airtight defect is recognized. There was also one laser device. On the other hand, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, for the number of inspections of 1000, there is no semiconductor laser device in which the light transmission window is dropped, and the semiconductor laser device in which the airtight defect is recognized. There was no one.

これより、実施例１による半導体レーザ装置では、信頼性の低下を抑制することが可能であり、かつ、製造歩留を向上させることが可能であることが確認された。なお、所定の検査数に対して不良数が１個でもある場合は、品質管理上、全数検査を実施しなければならなくなる可能性があり、量産化された場合に全数検査をしなければならなくなると、製造効率が著しく低下する。このため、実施例１による半導体レーザ装置は、比較例に比べて、良好な効果を有するものと考えられる。   Thus, it was confirmed that the semiconductor laser device according to Example 1 can suppress a decrease in reliability and can improve the manufacturing yield. If the number of defects is even one for a given number of inspections, it may be necessary to carry out a total inspection for quality control. If it disappears, manufacturing efficiency will fall remarkably. For this reason, the semiconductor laser device according to Example 1 is considered to have a better effect than the comparative example.

次に、キャップ部材に外部から力が加わった際の低融点ガラスの壊れやすさを確認するために、実施例１による半導体レーザ装置および比較例による半導体レーザ装置を用いて、キャップ部材に外部から力を加えた際の耐荷重を評価した。耐荷重の測定は、天面部に荷重を加えた場合と、側壁部に荷重を加えた場合との２種類行った。図１８は、キャップ部材の天面部に荷重を加えることにより耐荷重を測定する方法を説明するための図である。図１８を参照して、天面部への荷重の負荷は、半導体レーザ装置のキャップ部材の天面部１０２（２０２）に金属板９０を載置し、この金属板９０に荷重装置９５で所定の荷重を加えることによって行った。そして、上記の方法により所定の荷重を加えた後に荷重を除荷し、負荷された荷重が異なる複数の半導体レーザ装置を作製した。なお、キャップ部材に負荷する荷重は、０．２５ｋｇｆピッチで変化させた。そして、荷重が負荷された半導体レーザ装置の各々について外観検査と気密検査を行い、低融点ガラスに割れが発生しているか否かを確認した。低融点ガラスに割れが発生している半導体レーザ装置に加えられた荷重を、そのキャップ部材の耐荷重とした。図１９は、キャップ部材の側壁部に荷重を加えることにより耐荷重を測定する方法を説明するための図である。図１９を参照して、側壁部への荷重の負荷は、半導体レーザ装置のキャップ部材の側壁部１０１に金属板９０を載置し、この金属板９０に荷重装置９５で所定の荷重を加えることによって行った。なお、負荷する荷重および耐荷重の評価は、上記天面部に荷重を加える場合と同様とした。その結果（１０個の耐荷重の平均値）を表２に示す。   Next, in order to confirm the fragility of the low melting point glass when an external force is applied to the cap member, the cap member is externally applied to the cap member using the semiconductor laser device according to Example 1 and the semiconductor laser device according to the comparative example. The load resistance when force was applied was evaluated. The load resistance was measured in two ways: when a load was applied to the top surface portion and when a load was applied to the side wall portion. FIG. 18 is a diagram for explaining a method of measuring the load resistance by applying a load to the top surface portion of the cap member. Referring to FIG. 18, the load applied to the top surface portion is such that a metal plate 90 is placed on the top surface portion 102 (202) of the cap member of the semiconductor laser device, and a predetermined load is applied to the metal plate 90 by the load device 95. Was done by adding And after applying a predetermined load by said method, the load was unloaded and the several semiconductor laser apparatus from which the loaded load differs was produced. The load applied to the cap member was changed at a pitch of 0.25 kgf. Then, an appearance inspection and an airtight inspection were performed on each of the semiconductor laser devices loaded, and it was confirmed whether or not the low melting point glass was cracked. The load applied to the semiconductor laser device in which the low melting point glass was cracked was defined as the load resistance of the cap member. FIG. 19 is a diagram for explaining a method of measuring a load resistance by applying a load to the side wall portion of the cap member. Referring to FIG. 19, the load on the side wall is applied by placing a metal plate 90 on the side wall 101 of the cap member of the semiconductor laser device and applying a predetermined load to the metal plate 90 with the load device 95. Went by. Note that the evaluation of the load to be applied and the load resistance was the same as the case of applying a load to the top surface portion. The results (average value of 10 load resistances) are shown in Table 2.

Figure 2009176764
Figure 2009176764

上記表２に示すように、天面部に荷重を加えた場合の耐荷重は、比較例では２．２ｋｇｆであったのに対して、実施例１では、４．５ｋｇｆと比較例よりも２倍以上高い結果となった。また、側壁部に荷重を加えた場合の耐荷重は、比較例では７．２ｋｇｆであったのに対して、実施例１では、８．５ｋｇｆと比較例よりも高い結果となった。これより、天面部に溝部（段差形状）を形成するとともに、低融点ガラスを、側壁部に接着することなく天面部のみに接着することによって、天面部に外部から力が加わった場合および側壁部に外部から力が加わった場合のいずれにおいても、低融点ガラスが割れにくくなることが確認された。   As shown in Table 2 above, the load resistance when a load was applied to the top surface portion was 2.2 kgf in the comparative example, whereas in Example 1, 4.5 kgf was twice that of the comparative example. The result was higher. In addition, the load resistance when a load was applied to the side wall portion was 7.2 kgf in the comparative example, whereas in Example 1, 8.5 kgf was higher than the comparative example. As a result, when a groove (step shape) is formed on the top surface portion and the low melting point glass is adhered only to the top surface portion without adhering to the side wall portion, when the external force is applied to the top surface portion and the side wall portion It was confirmed that the low-melting-point glass is difficult to break in any case where external force is applied.

（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の断面図である。図２１は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の全体斜視図である。図２２は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の全体斜視図である。図２３および図２４は、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の構造を説明するための図である。次に、図２０〜図２４を参照して、本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の構造について説明する。なお、キャップ部材３００以外の構成については、上記した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 20 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 21 is an overall perspective view of the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 22 is an overall perspective view of the cap member of the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 23 and 24 are views for explaining the structure of the cap member of the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. Next, the structure of the semiconductor laser device according to the second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. Note that the configuration other than the cap member 300 is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

この第２実施形態による半導体レーザ装置では、図２０〜図２２に示すように、出射孔１０２ａの周縁部にプレス加工などによって段差部３１１が形成されている。この段差部３１１は、図２３に示すように、出射孔１０２ａの周縁部の全周にわたって形成されている。すなわち、段差部３１１は、天面部３０２の出射孔１０２ａの周縁部に沿うように、平面的見て円周（円形）状に形成されている。そして、図２４に示すように、この段差部３１１によって、天面部３０２に、天面部３０２の他の部分よりも厚みの小さい部分３１０（厚みｔ３２）が設けられているとともに、天面部３０２の内面に、段差形状が形成されている。また、天面部３０２には、光透過窓１０４の延びる方向に沿って延びる平面部３０２ｂと、平面部３０２ｂに直交（交差）するように平面部３０２ｂの外側の部分（外周部分）に接続された垂直面部３０２ｃと、垂直面部３０２ｃに直交するように垂直面部３０２ｃに接続された平面部３０２ｄとが形成されている。そして、平面部３０２ｂ、垂直面部３０２ｃおよび平面部３０２ｄによって、天面部３０２の段差形状が構成されている。なお、上記厚みの小さい部分３１０は、出射孔１０２ａの周縁部に沿うように平面的に見て円周（円形）状に形成されている。なお、平面部３０２ｂは、本発明の「第１の面」の一例であり、垂直面部３０２ｃは、本発明の「第２の面」の一例である。   In the semiconductor laser device according to the second embodiment, as shown in FIGS. 20 to 22, a stepped portion 311 is formed on the peripheral portion of the emission hole 102a by press working or the like. As shown in FIG. 23, the step 311 is formed over the entire circumference of the peripheral edge of the emission hole 102a. That is, the stepped portion 311 is formed in a circumferential (circular) shape in plan view so as to be along the peripheral portion of the emission hole 102 a of the top surface portion 302. Then, as shown in FIG. 24, the stepped portion 311 provides the top surface portion 302 with a portion 310 (thickness t32) having a smaller thickness than the other portions of the top surface portion 302, and the inner surface of the top surface portion 302. In addition, a step shape is formed. Further, the top surface portion 302 is connected to a flat surface portion 302b extending along the direction in which the light transmission window 104 extends, and to an outer portion (outer peripheral portion) of the flat surface portion 302b so as to be orthogonal to (intersect) the flat surface portion 302b. A vertical surface portion 302c and a flat surface portion 302d connected to the vertical surface portion 302c are formed so as to be orthogonal to the vertical surface portion 302c. A stepped shape of the top surface portion 302 is configured by the flat surface portion 302b, the vertical surface portion 302c, and the flat surface portion 302d. The small thickness portion 310 is formed in a circumferential (circular) shape as seen in a plan view along the peripheral edge of the emission hole 102a. The flat surface portion 302b is an example of the “first surface” in the present invention, and the vertical surface portion 302c is an example of the “second surface” in the present invention.

また、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、低融点ガラス１０５は、側壁部１０１に接着することなく天面部３０２のみに接着している。また、低融点ガラス１０５は、天面部３０２の垂直面部３０２ｃおよび平面部３０２ｄに接着することなく、平面部３０２ｂのみに接着している。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the low melting point glass 105 is bonded only to the top surface portion 302 without bonding to the side wall portion 101. The low melting point glass 105 is bonded only to the flat surface portion 302b without being bonded to the vertical surface portion 302c and the flat surface portion 302d of the top surface portion 302.

なお、第２実施形態のキャップ部材３００のその他の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。また、第２実施形態のキャップ部材３００は、上記第１実施形態と同様の方法により、半導体レーザ素子３０（図２０参照）を気密封止するようにステム１の上面に抵抗溶接されている。   In addition, the other structure of the cap member 300 of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment. Further, the cap member 300 of the second embodiment is resistance-welded to the upper surface of the stem 1 so as to hermetically seal the semiconductor laser element 30 (see FIG. 20) by the same method as that of the first embodiment.

第２実施形態では、上記のように、天面部３０２の出射孔１０２ａの周縁部に段差部３１１を形成することによって、この段差部３１１により、容易に、天面部３０２の内面に段差形状を形成することができる。これにより、低融点ガラス１０５を用いて光透過窓１０４を天面部３０２に取り付ける際に、低融点ガラス１０５が天面部３０２の内面上を外側に流れる（拡がる）のを、容易に抑制することができるので、低融点ガラス１０５を、容易に、側壁部１０１に接着させることなく天面部３０２のみに接着させることができる。   In the second embodiment, as described above, the stepped portion 311 is formed at the peripheral portion of the emission hole 102a of the top surface portion 302, so that the stepped portion 311 can easily form a step shape on the inner surface of the top surface portion 302. can do. Accordingly, when the light transmission window 104 is attached to the top surface portion 302 using the low melting point glass 105, it is possible to easily suppress the low melting point glass 105 from flowing (expanding) on the inner surface of the top surface portion 302. Therefore, the low melting point glass 105 can be easily adhered only to the top surface portion 302 without being adhered to the side wall portion 101.

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。   The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

続いて、上記第２実施形態の効果を確認するために行った検査について説明する。この検査は、上記第１実施形態と同様の方法を用いて行った。また、上記した第２実施形態による半導体レーザ装置を実施例２とし、比較例には、上記第１実施形態で行った検査の結果を用いた。その結果を表３に示す。   Subsequently, an inspection performed to confirm the effect of the second embodiment will be described. This inspection was performed using the same method as in the first embodiment. Further, the semiconductor laser device according to the second embodiment described above was taken as Example 2, and the result of the inspection performed in the first embodiment was used as a comparative example. The results are shown in Table 3.

Figure 2009176764
Figure 2009176764

上記表３に示すように、実施例２では、検査数１０００個に対して、光透過窓の脱落が認められた半導体レーザ装置は１つもなく、また、気密不良が認められた半導体レーザ装置も１つもなかった。これより、上記した実施例１（第１実施形態）と同様、実施例２（第２実施形態）による半導体レーザ装置でも、比較例に比べて、優位性があることが確認された。   As shown in Table 3 above, in Example 2, for a number of inspections of 1000, there was no semiconductor laser device in which the light transmission window was dropped, and there was also a semiconductor laser device in which an airtight defect was found. There was no one. From this, it was confirmed that the semiconductor laser device according to Example 2 (second embodiment) is superior to the comparative example as in Example 1 (first embodiment) described above.

次に、キャップ部材に外部から力が加わった際の低融点ガラスの壊れやすさを確認するために耐荷重を測定した。耐荷重の測定は、上記第１実施形態と同様の方法で行った。また、耐荷重の測定は、天面部に荷重を加えた場合と側壁部に荷重を加えた場合との２種類行った。なお、比較例には、上記第１実施形態で行った測定結果を用いた。その結果（１０個の耐荷重の平均値）を表４に示す。   Next, the load resistance was measured in order to confirm the fragility of the low melting point glass when an external force was applied to the cap member. The load resistance was measured by the same method as in the first embodiment. Further, the load resistance was measured in two types: when a load was applied to the top surface portion and when a load was applied to the side wall portion. In addition, the measurement result performed in the said 1st Embodiment was used for the comparative example. The results (average value of 10 load bearings) are shown in Table 4.

Figure 2009176764
Figure 2009176764

上記表４に示すように、天面部に荷重を加えた場合の耐荷重は、比較例では２．２ｋｇｆであったのに対して、実施例２では、４．８ｋｇｆと比較例よりも２倍以上高い結果が得られた。また、側壁部に荷重を加えた場合の耐荷重は、比較例では７．２ｋｇｆであったのに対して、実施例２では、８．７ｋｇｆとこちらも比較例より高い結果が得られた。これより、天面部に段差部（段差形状）を形成するとともに、低融点ガラスを、側壁部に接着することなく天面部のみに接着することによって、天面部に外部から力が加わった場合および側壁部に外部から力が加わった場合のいずれにおいても、低融点ガラスが割れにくくなることが確認された。   As shown in Table 4 above, the load resistance when a load is applied to the top surface portion was 2.2 kgf in the comparative example, whereas in Example 2, it was 4.8 kgf, which is twice that of the comparative example. High results were obtained. In addition, the load resistance when a load was applied to the side wall portion was 7.2 kgf in the comparative example, whereas in Example 2, 8.7 kgf, which is also higher than the comparative example, was obtained. As a result, a step portion (step shape) is formed on the top surface portion, and the low melting point glass is bonded only to the top surface portion without being bonded to the side wall portion. It was confirmed that the low melting point glass is difficult to break in any case where force is applied to the part from the outside.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第１および第２実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子が搭載された窒化物系の半導体レーザ装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体レーザ素子以外の半導体素子が搭載された半導体装置にも本発明を適用することができる。たとえば、有機半導体や酸化亜鉛系半導体を用いたレーザ素子、現在開発中であって将来窒化物系半導体レーザ素子を超える、優れた特性が得られることが期待される他のレーザ素子を搭載した半導体装置においても本発明を適用することができる。また、窒化物系半導体レーザ素子の代わりに、ＳＬＤ（スーパールミネッセンスダイオード）や、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体素子を搭載することもできる。なお、窒化物系半導体レーザ素子が搭載される半導体レーザ装置において、搭載される窒化物系半導体レーザ素子は、上記第１および第２実施形態に示した構成以外の構成であってもよい。   For example, in the first and second embodiments, the example in which the present invention is applied to the nitride-based semiconductor laser device on which the nitride-based semiconductor laser element is mounted has been described. The present invention can also be applied to a semiconductor device on which a semiconductor element other than a physical semiconductor laser element is mounted. For example, a laser element using an organic semiconductor or a zinc oxide-based semiconductor, or a semiconductor equipped with another laser element that is currently being developed and is expected to obtain superior characteristics that exceed the nitride-based semiconductor laser element in the future The present invention can also be applied to an apparatus. Further, a semiconductor element such as an SLD (super luminescence diode) or an LED (light emitting diode) can be mounted instead of the nitride semiconductor laser element. In the semiconductor laser device in which the nitride-based semiconductor laser element is mounted, the mounted nitride-based semiconductor laser element may have a configuration other than the configurations shown in the first and second embodiments.

また、上記第１および第２実施形態では、天面部に溝部または段差部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、図２５に示した本発明の第１変形例によるキャップ部材４００のように、天面部４０２に段差部４１１と溝部４２１とを形成してもよい。また、天面部に、複数の溝部または複数の段差部を形成してもよい。   Moreover, although the example which formed the groove part or the level | step-difference part in the top | upper surface part was shown in the said 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to this, For example, the 1st modification of this invention shown in FIG. A step 411 and a groove 421 may be formed on the top surface 402 as in the cap member 400. Moreover, you may form a some groove part or several level | step-difference part in a top | upper surface part.

また、上記第１および第２実施形態では、低融点ガラス１０５を曲面部１０２ｃや垂直面部３０２ｃに接着することなく、平面部１０２ｂや３０２ｂのみに接着させる例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、上記した本発明の第１変形例によるキャップ部材４００（図２５参照）のように、低融点ガラス１０５を平面部４０２ｂ、垂直面部４０２ｃ、平面部４０２ｄおよび曲面部４０２ｅなどに接着させてもよい。この場合、低融点ガラス１０５の一部を、段差部４１１（平面部４０２ｂ）の外側の、垂直面部４０２ｃおよび平面部４０２ｄで形成される部分や、溝部４２１（曲面部４０２ｅ）に収納することができる。これにより、低融点ガラス１０５を用いて光透過窓１０４を天面部４０２に取り付ける際に、低融点ガラス１０５の量が多い場合にも、低融点ガラス１０５が天面部４０２の内面上を外側に流れる（拡がる）のを抑制することができ、側壁部１０１に接着（到達）するのを抑制することができる。   In the first and second embodiments, the low melting point glass 105 is bonded to only the flat surface portions 102b and 302b without being bonded to the curved surface portion 102c and the vertical surface portion 302c. For example, the low melting point glass 105 is bonded to the flat surface portion 402b, the vertical surface portion 402c, the flat surface portion 402d, and the curved surface portion 402e as in the cap member 400 (see FIG. 25) according to the first modification of the present invention described above. You may let them. In this case, a part of the low melting point glass 105 can be accommodated in a portion formed by the vertical surface portion 402c and the flat surface portion 402d outside the step portion 411 (the flat surface portion 402b), or in the groove portion 421 (curved surface portion 402e). it can. Accordingly, when the light transmission window 104 is attached to the top surface portion 402 using the low melting point glass 105, the low melting point glass 105 flows outwardly on the inner surface of the top surface portion 402 even when the amount of the low melting point glass 105 is large. (Spreading) can be suppressed, and adhesion (arrival) to the side wall portion 101 can be suppressed.

また、上記第１および第２実施形態では、天面部に溝部または段差部を形成することにより、天面部の内面の側壁部側（外側）の部分が出射孔側（内側）の部分よりも上側に凹むように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、図２６に示した本発明の第２変形例によるキャップ部材５００のように、天面部５０２の出射孔５０２ａ側の部分の厚みを小さくすることにより、天面部５０２の内面の出射孔５０２ａ側（内側）の部分を側壁部１０１側（外側）の部分よりも上側に凹むように構成してもよい。また、図２７に示した本発明の第３変形例によるキャップ部材６００のように、天面部６０２に、上側に突出する段差部６１１を形成することにより、天面部６０２の内面の出射孔１０２ａ側（内側）の部分を側壁部１０１側（外側）の部分よりも上側に凹むように構成してもよい。これら第２および第３変形例によるキャップ部材５００および６００では、低融点ガラス１０５の一部を、段差形状の出射孔側（内側）の部分に収納することができるので、低融点ガラス１０５の量が多い場合にも、低融点ガラス１０５が側壁部１０１側（外側）に流れる（拡がる）のを抑制することができる。   Further, in the first and second embodiments, by forming a groove or a step in the top surface portion, the side wall portion side (outside) portion of the inner surface of the top surface portion is higher than the exit hole side (inside) portion. However, the present invention is not limited to this. For example, like the cap member 500 according to the second modification of the present invention shown in FIG. By reducing the thickness of this portion, the portion of the inner surface of the top surface portion 502 on the emission hole 502a side (inner side) may be recessed above the side wall portion 101 side (outer side) portion. Further, like the cap member 600 according to the third modification of the present invention shown in FIG. 27, a stepped portion 611 protruding upward is formed on the top surface portion 602, so that the inner surface of the top surface portion 602 is on the emission hole 102a side. You may comprise so that the (inner side) part may be dented above the side wall part 101 side (outer side) part. In the cap members 500 and 600 according to the second and third modifications, a part of the low melting point glass 105 can be accommodated in the step-shaped exit hole side (inside) portion. Even when there are many, it can suppress that the low melting glass 105 flows (expands) to the side wall part 101 side (outside).

また、上記第１および第２実施形態では、パッケージサイズがφ３．３ｍｍのキャンパッケージ型の半導体レーザ装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、φ３．３ｍｍ以外のパッケージサイズの半導体装置に本発明を適用してもよい。たとえば、φ３．８ｍｍのパッケージサイズの半導体装置や、φ３．３ｍｍより小さいパッケージサイズの半導体装置に本発明を適用してもよい。また、φ３．８ｍｍよりも大きいパッケージサイズの半導体装置に本発明を適用することもできる。   In the first and second embodiments, an example in which the present invention is applied to a can package type semiconductor laser device having a package size of φ3.3 mm is shown. However, the present invention is not limited to this, and other than φ3.3 mm. The present invention may be applied to a semiconductor device having the following package size. For example, the present invention may be applied to a semiconductor device having a package size of φ3.8 mm or a semiconductor device having a package size smaller than φ3.3 mm. Further, the present invention can also be applied to a semiconductor device having a package size larger than φ3.8 mm.

また、上記第１および第２実施形態では、キャップ部材を略円筒形に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、キャップ部材は円筒形以外の、例えば直方体であってもよい。   Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the example which formed the cap member in the substantially cylindrical shape was shown, this invention is not restricted to this, For example, a rectangular parallelepiped other than a cylindrical shape may be sufficient as a cap member. .

また、キャップ部材のフランジ部の曲率半径を、上記第１および第２実施形態と異なる大きさにしてもよい。この場合、キャップ部材のフランジ部の曲率半径を、上記第１および第２実施形態よりも小さくするのが望ましい。   Further, the radius of curvature of the flange portion of the cap member may be different from those in the first and second embodiments. In this case, it is desirable to make the radius of curvature of the flange portion of the cap member smaller than in the first and second embodiments.

本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a cap member of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の平面図である。It is a top view of the cap member of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図５の２０００−２０００線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the 2000-2000 line of FIG. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材を取り外した状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state which removed the cap member of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の一部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed a part of semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor laser element mounted in the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor laser element mounted on a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor laser element mounted in the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor laser element mounted in the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置における半導体レーザ素子の搭載方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mounting method of the semiconductor laser element in the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention. キャップ部材で半導体レーザ素子を気密封止する方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the method of airtightly sealing a semiconductor laser element with a cap member. キャップ部材で半導体レーザ素子を気密封止する方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the method of airtightly sealing a semiconductor laser element with a cap member. 比較例による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the semiconductor laser apparatus by a comparative example. 比較例による半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the semiconductor laser apparatus by a comparative example. キャップ部材の天面部に荷重を加えることにより耐荷重を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure a load resistance by applying a load to the top | upper surface part of a cap member. キャップ部材の側壁部に荷重を加えることにより耐荷重を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure a load resistance by applying a load to the side wall part of a cap member. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the cap member of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部材の平面図である。It is a top view of the cap member of the semiconductor laser apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 図２３の２１００−２１００線に沿った断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line 2100-2100 in FIG. 23. 本発明の第１変形例によるキャップ部材の断面図である。It is sectional drawing of the cap member by the 1st modification of this invention. 本発明の第２変形例によるキャップ部材の断面図である。It is sectional drawing of the cap member by the 2nd modification of this invention. 本発明の第３変形例によるキャップ部材の断面図である。It is sectional drawing of the cap member by the 3rd modification of this invention. 従来知られているキャンパッケージ型の半導体レーザ装置の構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the conventionally known can package type semiconductor laser apparatus. 図２８に示した従来知られているキャンパッケージ型の半導体レーザ装置のキャップ部材をステム上に固定する方法を説明するための断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining a method of fixing a cap member of the conventionally known can package type semiconductor laser device shown in FIG. 28 on a stem.

符号の説明Explanation of symbols

１ ステム（支持基体）
２ ブロック部
３、４、５ リードピン
６、７ ＡｕＳｎ半田層
１０ サブマウント
２０ 絶縁性リング
３０ 半導体レーザ素子（半導体素子）
３１ ｎ型ＧａＮ基板
３２ ｎ型クラッド層
３３ ＩｎＧａＮ活性層
３４ ｐ型クラッド層
３５ 窒化物半導体層
３６ リッジ部
３７ 埋め込み層
３８ ｐ側電極
３９ ｎ側電極
４０ 光出射端面
４１ 共振器端面
４２ ＡＲコーティング層
４３ ＨＲコーティング層
１００、３００、４００、５００、６００ キャップ部材
１０１ 側壁部
１０２、３０２、４０２、５０２、６０２ 天面部
１０２ａ、５０２ａ 出射孔（開口）
１０２ｂ、３０２ｂ、４０２ｂ 平面部（第１の面）
１０２ｃ 曲面部（第２の面）
１０３ フランジ部（取付部）
１０４ 光透過窓（透光性を有する窓部材）
１０５ 低融点ガラス（接着部材）
１０６ プロジェクション部
１１０、３１０ 厚みの小さい部分
１１１、４２１ 溝部
３０２ｃ、４０２ｃ 垂直面部（第２の面）
３１１、４１１、６１１ 段差部 1 Stem (support base)
2 Block part 3, 4, 5 Lead pin 6, 7 AuSn solder layer 10 Submount 20 Insulating ring 30 Semiconductor laser element (semiconductor element)
31 n-type GaN substrate 32 n-type cladding layer 33 InGaN active layer 34 p-type cladding layer 35 nitride semiconductor layer 36 ridge portion 37 buried layer 38 p-side electrode 39 n-side electrode 40 light emitting end face 41 resonator end face 42 AR coating layer 43 HR coating layer 100, 300, 400, 500, 600 Cap member 101 Side wall portion 102, 302, 402, 502, 602 Top surface portion 102a, 502a Outgoing hole (opening)
102b, 302b, 402b Plane portion (first surface)
102c Curved surface (second surface)
103 Flange (mounting part)
104 Light transmission window (translucent window member)
105 Low melting point glass (adhesive member)
106 Projection portion 110, 310 Thin portion 111, 421 Groove portion 302c, 402c Vertical surface portion (second surface)
311 411 611 Stepped portion

Claims (10)

筒状の側壁部と、
前記側壁部の一端を閉じるとともに所定領域に開口が形成された天面部と、
前記開口を塞ぐように前記天面部に取り付けられた透光性を有する窓部材と、
前記側壁部に接着することなく前記天面部に接着するとともに、前記窓部材を前記天面部に取り付ける接着部材と、
前記側壁部の他端に配設され、半導体素子が設置された支持基体上に固定される取付部とを備え、
前記天面部の前記接着部材が接着される側の表面には、段差形状が形成されていることを特徴とする、キャップ部材。 A cylindrical side wall,
A top surface part in which an opening is formed in a predetermined region while closing one end of the side wall part,
A translucent window member attached to the top surface so as to close the opening;
Adhering to the top surface portion without adhering to the side wall portion, and an adhesive member for attaching the window member to the top surface portion;
An attachment portion disposed on the other end of the side wall portion and fixed on a support base on which a semiconductor element is installed;
A cap member having a step shape formed on a surface of the top surface portion to which the adhesive member is bonded. 前記天面部には、前記開口の周縁部の少なくとも一部に段差部が形成されており、
前記段差部が前記天面部に形成されることによって、前記段差形状が前記天面部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のキャップ部材。 A stepped portion is formed on at least a part of the peripheral edge of the opening on the top surface portion,
2. The cap member according to claim 1, wherein the step shape is formed on the top surface portion by forming the step portion on the top surface portion. 前記段差部は、前記開口の周縁部の全周にわたって形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のキャップ部材。   The said step part is formed over the perimeter of the peripheral part of the said opening, The cap member of Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記天面部の所定領域には、溝部が形成されており、
前記溝部によって、前記段差形状が前記天面部に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャップ部材。 A groove is formed in a predetermined region of the top surface,
The cap member according to any one of claims 1 to 3, wherein the step shape is formed on the top surface portion by the groove portion. 前記溝部は、平面的に見て前記開口を囲むように周状に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のキャップ部材。   The cap member according to claim 4, wherein the groove portion is formed in a circumferential shape so as to surround the opening when seen in a plan view. 前記天面部には、前記窓部材の延びる方向に沿って延びる第１の面と、前記第１の面に交差するように前記第１の面の外側の部分に接続された第２の面とが形成されており、
前記第１の面および前記第２の面は、前記天面部の段差形状を構成し、
前記接着部材は、前記天面部の前記第２の面に接着することなく、前記第１の面に接着していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャップ部材。 The top surface portion includes a first surface extending along a direction in which the window member extends, and a second surface connected to a portion outside the first surface so as to intersect the first surface. Is formed,
The first surface and the second surface constitute a step shape of the top surface portion,
The cap according to any one of claims 1 to 5, wherein the adhesive member is bonded to the first surface without bonding to the second surface of the top surface portion. Element. 半導体素子と、
前記半導体素子が設置される支持基体と、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のキャップ部材とを備え、
前記キャップ部材は、前記半導体素子を覆うように前記支持基体上に固定されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor element;
A support base on which the semiconductor element is installed;
The cap member according to any one of claims 1 to 6,
The said cap member is being fixed on the said support base so that the said semiconductor element may be covered, The semiconductor device characterized by the above-mentioned. 前記キャップ部材が前記支持基体上に固定されることによって、前記半導体素子が前記キャップ部材で気密封止されていることを特徴とする、請求項７に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor element is hermetically sealed with the cap member by fixing the cap member on the support base. 前記半導体素子は、窒化物系半導体レーザ素子であることを特徴とする、請求項７または８に記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor element is a nitride semiconductor laser element. 前記支持基体の最大幅は、３．８ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。   10. The semiconductor device according to claim 7, wherein the maximum width of the support base is 3.8 mm or less. 11.
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