JP2010109397A - 半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光点相互の間隔を狭くしてもチップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したりして歩留まりを低下させることがなく、放熱が悪くなることもなく、複数のレーザビームの相対角度ずれが生ずることを抑えることができる半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ装置の製造方法において、へき開端面に垂直な方向の長さが異なる複数個の半導体レーザバーを、上下に重ね、上下に重ねられた複数個の半導体レーザバーの各へき開端面を、所定の位置にずらす。ここで、上下に重ねられる半導体レーザバーのうち、下側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さは、上側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さより長いものとする。
【選択図】図９

Description

本発明は半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置に関し、特に光ディスクシステムまたは光通信におけるハイブリッド型マルチビーム半導体レーザ装置の製造方法および当該半導体レーザ装置に関する。

従来、波長が７８０ｎｍ帯と６５０ｎｍ帯との２波長半導体レーザ装置は１００〜１５０ｎｍ程度のビーム間隔で横並びに配置して組み立てていた。図１１は、従来の２波長半導体レーザ装置について、Ｊ−Ｄｏｗｎ（ジャンクション−ダウン）組立の場合の構造の一例を示す。

図１１において、符号１はブロック材、２はサブマウント材であり熱伝導率が大きくて半導体レーザ装置に熱的ストレスがかからないように半導体レーザ装置と線膨張率がなるべく等しい材料が用いられる。符号３は半導体レーザ装置１、４は半導体レーザ装置２、５ａ、５ｂ、５ｃは半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）を配線するためのワイヤ、６は半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）から出射されるレーザ光のモードを安定化させるための幅狭い構造を有するストライプ、７は半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）の基板、８は半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）から出射されるレーザ光の発光点である。

図１１に示されるように、Ｊ−Ｄｏｗｎ（ジャンクション−ダウン）組立の場合、半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）の基板７側が図１上で上側になる。一方、ストライプ６側が図１上で下側となってサブマウント材２上に接着（ボンディング）される。したがって、発光点８の位置に示されるようにレーザ光は半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）の下側から出射される。基板７側の２つの素子のワイヤ５aはいずれも基板７側にボンディングされる。半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）のストライプ６側電極から引き出されたサブマウント材２上のパターニング・メタライズ部にワイヤボンドされたワイヤ５ｂ、５ｃは、各々パッケージの別のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。半導体レーザ装置１（３）と半導体レーザ装置２（４）との間隔Ｌ１、すなわちチップとチップとの間隔Ｌ１は最低でも２０〜３０μｍ必要であった。

図１２は、従来の２波長半導体レーザ装置について、Ｊ−Ｕｐ（ジャンクション−アップ）組立の場合の構造の一例を示す。図１２で図１１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図１２に示されるように、半導体レーザ装置１（３）と半導体レーザ装置２（４）との間隔、すなわちチップとチップとの間隔Ｌ１は最低でも２０〜３０μｍの間隔が必要であった。半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）のストライプ６側が図２上で上側になる。一方、基板７側が図２上で下側となってサブマウント材２上に接着（ボンディング）される。したがって、発光点８の位置に示されるようにレーザ光は半導体レーザ装置１（３）または半導体レーザ装置２（４）の上側から出射される。ストライプ６側の２つのワイヤ５ａは各々パッケージの別のピンに接続され、個別駆動できるようになっており、基板７側は共通の極性を有している。図２の場合も、半導体レーザ装置１（３）と半導体レーザ装置２（４）との間隔Ｌ１、すなわちチップとチップとの間隔Ｌ１は最低でも２０〜３０μｍ必要であった。

特開平１１−３１７５６５号公報 特開平１１−１１２０９１号公報

上述のように、従来の組立方法では、半導体レーザ装置（チップ）と半導体レーザ装置（チップ）との間隔は最低でも２０〜３０μｍ必要であるため、発光点８相互の間隔Ｌ２を狭くしようとすればするほど発光点８の位置をチップ分離端近くに置かざるを得なかった。この結果、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したりして歩留まりを低下させる要因となっていた。放熱が悪くなるため、発光点８相互の間隔Ｌ２を狭くすることが困難であるという問題があった。さらに、１チップずつボンディングするため、２つのレーザビームの相対角度ずれが生じやすいという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、発光点相互の間隔を狭くしてもチップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したりして歩留まりを低下させることがなく、放熱が悪くなることもない半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置を提供することにある。

さらに本発明の目的は、２つのレーザビームの相対角度ずれが生ずることを抑えることができる半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するため、半導体レーザ装置の製造方法であって、へき開端面に垂直な方向の長さが異なる複数個の半導体レーザバーを、上下に重ねる重ね工程と、上下に重ねられた複数個の半導体レーザバーの各へき開端面を、所定の位置にずらすずらし工程とを備える。ここで、重ね工程で重ねられる上下の半導体レーザバーのうち、下側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さが、上側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さより長いことを特徴とする。

この発明の半導体レーザ装置の製造方法の重ね工程における重ね方法は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を上側または下側の一方に揃えて重ねるものとすることができる。

この発明の半導体レーザ装置の製造方法の重ね工程における重ね方法は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を向き合わせて重ねるものとすることができる。

この発明の半導体レーザ装置の製造方法のずらし工程における所定の位置は、重ね工程において重ねられる側の半導体レーザバーの電極パターンに予めパターニングされたアライメントマークにより示されるものとすることができる。

この発明の半導体レーザ装置の製造方法の重ね工程は、各半導体レーザバーの間に所定の放熱材を挟んだ後に、複数個の半導体レーザバーを所定の重ね方法で上下に重ねるものとすることができる。

この発明において、半導体レーザ装置の製造方法のずらし工程における所定の位置は、重ね工程における所定の放熱材に予め設けられたアライメントマークにより示されるものとすることができる。

また、この発明は、上記の目的を達成するため、半導体レーザ装置であって、へき開端面に垂直な方向の長さが異なる複数個の半導体レーザを、へき開端面が所定の位置にずれるようにして上下に重ねて相互にボンディングした重ね構造を備える。ここで、重ね構造の下側の半導体レーザーのへき開端面に垂直な方向の長さが、重ね構造の上側の半導体レーザのへき開端面に垂直な方向の長さよりも長いことを特徴とする。

この発明において、半導体レーザ装置の重ね構造は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を上側または下側の一方に揃えて重ねられた構造とすることができる。

この発明において、半導体レーザ装置の重ね構造は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を向き合わせて重ねられた構造とすることができる。

この発明において、半導体レーザ装置における所定の位置は、重ね構造における重ねられる側の半導体レーザバーの電極パターンに予めパターニングされたアライメントマークにより示されるものとすることができる。

この発明において半導体レーザ装置は、各半導体レーザバーの間に所定の放熱材を挟んだものとすることができる。

この発明において、半導体レーザ装置の所定の位置は、所定の放熱材に予め設けられたアライメントマークにより示されるものとすることができる。

この発明において、半導体レーザ装置は、重ね構造の下側の半導体レーザの上面に電極を有し、電極の直上に重ね構造の上側の半導体レーザが重ねられたものとすることができる。ここで、電極は下側の半導体レーザと上側の半導体レーザの共通電極とし、共通電極の、上側の半導体レーザが重ねられていない部分にワイヤがボンディングされるものとすることができる。

本発明の半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置によれば、半導体レーザバーを相互にz軸方向へずらして実装することによって、発光点相互の間隔を狭くしてもチップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したりして歩留まりを低下させることがなく、放熱が悪くなることもなく、複数のレーザビームの相対角度ずれが生ずることを抑えることができる半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置を提供することができる。

重ね方法としては、ストライプ側を下にしてｙ軸方向に上下に重ねる方法またはストライプ側が接着面となるようにｙ軸方向に上下に重ねる方法等を用いることができる。さらに、放熱を良くするために半導体レーザバーと半導体レーザバーとの間にサブマウント材を挟んだ構造を用いることができる。以上により、発光点相互の間隔を狭くしてもチップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したりして歩留まりを低下させることがなく、放熱が悪くなることもなく、複数のレーザビームの相対角度ずれが生ずることを抑えることができる半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるチップ分離後の構造を例示する図である。 本発明の実施の形態２における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２におけるチップ分離後の構造を例示する図である。 本発明の実施の形態３における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３におけるチップ分離後の構造を例示する図である。 本発明の実施の形態４における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４におけるチップ分離後の構造を例示する図である。 本発明の実施の形態５における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の実施の形態５における半導体レーザ装置の構造の一例を示す図である。 従来の２波長半導体レーザ装置について、Ｊ−Ｄｏｗｎ（ジャンクション−ダウン）組立の場合の構造の一例を示す図である。 従来の２波長半導体レーザ装置について、Ｊ−Ｕｐ（ジャンクション−アップ）組立の場合の構造の一例を示す図である。

以下、各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図１において、符号２１、２２は半導体レーザバー、２３は半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２とのへき開端面（ｃｌｅａｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）である。ここで半導体レーザバーとは、複数個の半導体レーザチップを個々に切り出さないまま隣合わせて端面へき開を行ったバー状態の半導体レーザ装置のことである。符号２５、２５ａおよび２５ｂはストライプ、８は発光点、複数個示される２６は各々半導体レーザチップのチップ分離位置、２７は電極、２８は半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とから射出されるレーザ光のビーム間隔である。図１上で、半導体レーザバー２２が積み重ねられている方向をｙ軸方向にとり、へき開端面をｘｙ平面にとり、レーザ光の光軸をｚ軸にとっている。

図１に示されるように、まず重ね工程において、半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とを所定の重ね方法でｙ軸方向に上下に重ねる。次に、結晶のへき開端面２３を基準にして壁面に当てて、光軸であるｚ軸と平行なｘｙ面がフラットになるように所定の平面に角度調整して揃える。最後に半田材（不図示）でボンディングする工程を行う。へき開端面２３は半導体レーザバー２１のストライプ２５ａまたは半導体レーザバー２２のストライプ２５ｂに対して鉛直な面（ｘｙ面）である。ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のへき開端面２３全体を壁面に当てるため、２つの半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のストライプ２５ａまたはストライプ２５ｂは相対角度ずれが小さくなる。ｘ軸方向の位置合わせは電極（パターン）２７でアライメントすることができる。ビーム間隔２８は、ウェーハ（基板）の厚さまたはストライプ２５ａ等の電極２７からの厚さで決まり、数１０〜１００μｍ程度となる。半導体レーザバー２２の電極２７に半田材を蒸着しておくことで、ボンディングの際に昇降温するだけで接着することができる。

図２は、本発明の実施の形態１におけるチップ分離後の構造を例示する。図２において図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図２において、符号２はサブマウント材、５はワイヤ、２７ａは電極である。図１に示されるようにボンディングされた後、図２に示されるように、カッティングソーでチップ分離して、１チップの時と同様にサブマウント材２上にボンディングし、各電極２７、２７ａ上にワイヤ５でワイヤボンドを行う。この時の共通電極は２つの半導体レーザ装置の間の接着された電極２７ａである。ワイヤ５は各々パッケージの別々のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。必要に応じて絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングし、一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。

以上より、実施の形態１によれば、上述の半導体レーザ装置の製造方法を用いて組立ることにより、発光点８相互の間隔２８が狭い場合でも発光点８をチップ分離端近くにする必要がなくなるため、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したり放熱が悪くなるという問題を生じなくさせることができる。さらに、ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバーの全体のへき開端面で角度調整するため、２つのレーザビームの相対角度ずれを抑えることができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図３で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図３において、符号３０ａ、３０ｂは各々基板の厚さである。

図３に示されるように、まず重ね工程において、半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とを２個ともストライプ２５ａ、２５ｂ側を図３上の下にしてｙ軸方向に上下に重ねる。次に、結晶のへき開端面２３を基準にして壁面に当てて、光軸であるｚ軸と平行なｘｙ面がフラットになるように所定の平面に角度調整して揃える。最後に半田材（不図示）でボンディングする工程を行う。実施の形態１と同様に、へき開端面２３は半導体レーザバー２１のストライプ２５ａまたは半導体レーザバー２２のストライプ２５ｂに対して鉛直な面（ｘｙ面）である。ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のへき開端面２３全体を壁面に当てるため、２つの半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のストライプ２５ａまたはストライプ２５ｂは相対角度ずれが小さくなる。ｘ軸方向の位置合わせは電極（パターン）２７でアライメントすることができる。２つのレーザ光のビーム間隔２８は、半導体レーザ装置の基板の厚さ３０ａまたは３０ｂ（１００μｍ前後）で決まり、精度は１０μｍ程度である。半導体レーザバー２２の電極２７に半田材を蒸着しておくことで、ボンディングの際に昇降温するだけで接着することができる。

図４は、本発明の実施の形態２におけるチップ分離後の構造を例示する。図４において図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図３に示されるようにボンディングされた後、図４に示されるように、カッティングソーでチップ分離して、１チップの時と同様にサブマウント材２上にボンディングする。この時、２つをワイヤボンドすることを考慮して、共振器長の短いレーザ光が上になるようにする。次に、各電極２７、２７ａ上にワイヤ５でワイヤボンドを行う。この時の共通電極は２つの半導体レーザ装置の間の接着された電極２７ａである。ワイヤ５は各々パッケージの別々のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。２つのレーザについて厚さ３０ａ等の基板側とストライプ２５ｂ等側との極性の関係が同じである場合、この２つのレーザは直列に接続される。一方、厚さ３０ａ等の基板側とストライプ２５ｂ側の極性の関係が逆の場合、この２つのレーザは並列に接続される。必要に応じて絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングし、一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。

以上より、実施の形態２によれば、上述の半導体レーザ装置の製造方法を用いて組立ることにより、発光点８相互の間隔２８が狭い場合でも発光点８をチップ分離端近くにする必要がなくなるため、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したり放熱が悪くなるという問題を生じなくさせることができる。さらに、ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバーの全体のへき開端面で角度調整するため、２つのレーザビームの相対角度ずれを抑えることができる。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図５で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。

図５に示されるように、まず重ね工程において、半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とを各々ストライプ２５ａ、２５ｂ側が接着面となるようにｙ軸方向に上下に重ねる。次に、結晶のへき開端面２３を基準にして壁面に当てて、光軸であるｚ軸と平行なｘｙ面がフラットになるように所定の平面に角度調整して揃える。最後に半田材（不図示）でボンディングする工程を行う。実施の形態１と同様に、へき開端面２３は半導体レーザバー２１のストライプ２５ａまたは半導体レーザバー２２のストライプ２５ｂに対して鉛直な面（ｘｙ面）である。ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のへき開端面２３全体を壁面に当てるため、２つの半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のストライプ２５ａまたはストライプ２５ｂは相対角度ずれが小さくなる。ｘ軸方向の位置合わせは電極（パターン）２７でアライメントすることができる。この２つのレーザ光のビーム間隔は半導体レーザ装置のストライプ２５等の厚さで決まり、１０〜２０μｍ程度となる。実施の形態２の場合は、ビーム間隔２８はウェーハ厚に依存し、そのウェーハ厚は研磨精度によって決定される。しかし、本実施の形態３のストライプ２５等の厚さは研磨に比べて精度よく、１μｍ以下程度である。半導体レーザバー２２の電極２７に半田材を蒸着しておくことで、ボンディングの際に昇降温するだけで接着することができる。

図６は、本発明の実施の形態３におけるチップ分離後の構造を例示する。図６において図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図５に示されるようにボンディングされた後、図６に示されるように、カッティングソーでチップ分離して、１チップの時と同様にサブマウント材２上にボンディングする。この時、２つをワイヤボンドすることを考慮して、共振器長の短いレーザ光が上になるようにする。次に、各電極２７、２７ａ上にワイヤ５でワイヤボンドを行う。この時の共通電極は２つの半導体レーザ装置の間の接着された電極２７ａである。ワイヤ５は各々パッケージの別々のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。２つのレーザについて基板側と結晶成長側との極性の関係が同じである場合、この２つのレーザは並列に接続される。一方、基板側と結晶成長側との極性の関係が逆の場合、この２つのレーザは直列に接続される。必要に応じて絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングし、一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。

以上より、実施の形態３によれば、上述の半導体レーザ装置の製造方法を用いて組立ることにより、発光点８相互の間隔２８が狭い場合でも発光点８をチップ分離端近くにする必要がなくなるため、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したり放熱が悪くなるという問題を生じなくさせることができる。さらに、ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバーの全体のへき開端面で角度調整するため、２つのレーザビームの相対角度ずれを抑えることができる。

実施の形態４．
上述の実施の形態１ないし３に加えて、放熱を良くするために半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２との間にサブマウント材を挟んだ構造を用いる。

図７は、本発明の実施の形態４における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図７で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図７において、符号２９はサブマウント材、３１はサブマウント材２９の厚さ、３２は電極２７とストライプ２５ｂ等との間の厚さである。

図７に示されるように、まず重ね工程において、半導体レーザバー２１、サブマウント材２９、半導体レーザバー２２の順で各々ストライプ２５ａ、２５ｂ側がサブマウント材２９に接着されるようにｙ軸方向に上下に重ねる。次に、結晶のへき開端面２３を基準にして壁面に当てて、光軸であるｚ軸と平行なｘｙ面がフラットになるように所定の平面に角度調整して揃える。最後に半田材（不図示）でボンディングする工程を行う。実施の形態１と同様に、へき開端面２３は半導体レーザバー２１のストライプ２５ａまたは半導体レーザバー２２のストライプ２５ｂに対して鉛直な面（ｘｙ面）である。ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のへき開端面２３全体を壁面に当てるため、２つの半導体レーザバー２１または半導体レーザバー２２のストライプ２５ａまたはストライプ２５ｂは相対角度ずれが小さくなる。ｘ軸方向の位置合わせは電極（パターン）２７でアライメントすることができる。この２つのレーザ光のビーム間隔２８は半導体レーザ装置の電極とストライプとの間の厚さ（例えば電極２７とストライプ２５ｂとの間の厚さ３２）と中央のサブマウント材２９の厚さ３１とで決まる。このため、サブマウント材２９の厚さ３１を調節することにより、ビーム間隔２８を自由に調節できるというメリットがある。精度は、電極２７とストライプ２５ｂ等との間の厚さ３２とサブマウント材２９の厚さ３１との精度で決まり数μｍ程度である。中央のサブマウント材２９の表面に半田材を蒸着しておくことで、ボンディングの際に昇降温するだけで接着することができる。

図８は、本発明の実施の形態４におけるチップ分離後の構造を例示する。図８において図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図８において、符号２９はサブマウント材である。図７に示されるようにボンディングされた後、図８に示されるように、チップは、カッティングソーでチップ分離され、１チップの時と同様にサブマウント材２上にボンディングする。次に、各電極２７、２７ａ上と中央のサブマウント材２９上にワイヤ５でワイヤボンドを行う。この時、ストライプ２５側を共通電極としたい場合は、導電性サブマウントを用いるか、または絶縁性サブマウントの周囲にメタライズしておくと中央のサブマウント材２９に少なくとも一箇所のワイヤボンドをするだけで良い。共通電極としない場合は絶縁性サブマウントの上下にワイヤボンドをする必要がある。ワイヤ５は各々パッケージの別々のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。必要なら絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングして一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。必要に応じて絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングし、一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。

以上より、実施の形態４によれば、上述の半導体レーザ装置の製造方法を用いて組立ることにより、発光点８相互の間隔２８が狭い場合でも発光点８をチップ分離端近くにする必要がなくなるため、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したり放熱が悪くなるという問題を生じなくさせることができる。さらに、ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバーの全体のへき開端面で角度調整するため、２つのレーザビームの相対角度ずれを抑えることができる。レーザ光のビーム間隔２８は中央のサブマウント材２９の厚さ３１で決まり、サブマウント材２９の厚さ３１を調節することによってビーム間隔２８を自由に調節できるというメリットがある。

実施の形態５．
上述の実施の形態１ないし４において、波長の異なる２つの半導体レーザ装置では同一のレンズで集光する場合にビームの焦点距離が異なる。本実施の形態５はこれを補正して、半導体レーザバーを相互にz軸方向へずらして実装する方法について説明する。

図９は、本発明の実施の形態５における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図９で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図９において、符号３５はアライメントマークである。

実施の形態１を例にして説明すると、まず重ね工程において、半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とを所定の重ね方法でｙ軸方向に上下に重ねる。次に、へき開端面２３ｂがｚ軸方向で前方になる半導体レーザバー２１については、へき開端面２３ａをｚ軸方向でずらして重ねる位置に電極２７のパターンにアライメントマーク３５をパターニングしておく。そのアライメントマーク３５の位置に他方の半導体レーザバー２２のへき開端面２３ａの位置を合わせて接着する。

または、半導体レーザバー２１と半導体レーザバー２２とをｙ軸方向で上下に重ね、へき開端面２３ｂが前方になる半導体レーザバー２１のへき開端を基準としてカメラ等でモニターすることによってもアライメントすることができる。ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバー２１、２２の両端でへき開端面２３ａのアライメントを行うことにより、相対誤差を小さくでき、ビームの相対角度ずれも小さくすることができる。ｘ軸方向の位置合わせは電極２７のパターンでアライメントすることができる。半導体レーザ装置の電極２７メッキに半田材を蒸着しておくことにより、ボンディングの際に昇降温するだけで接着することができる。

図９に示されるようにボンディングされた後、カッティングソーでチップ分離して、１チップの時と同様にサブマウント材上にボンディングし、各電極上にワイヤボンドを行う。ワイヤは各々パッケージの別々のピンに接続され、個別駆動できるようになっている。必要に応じて絶縁性サブマウント上にワイヤボンド用パッドをパターニングし、一度そこにワイヤを打ってからパッケージに接続してもよい。

上述の方法は実施の形態１を例にして説明したが、当該方法は実施の形態２と３とにおいても同様に適用することができる。

上述の方法を実施の形態４においても適用することができる。図１０は、本発明の実施の形態５における半導体レーザ装置の構造の一例を示す。図１０で図７と同じ符号を付した箇所は同じ要素を指すため説明は省略する。図１０において、符号３５はアライメントマークである。上述の方法を実施の形態４に対して適用する場合は、図１０に示すようにサブマウント材２９にアライメントマーク３５を入れておき、そのアライメントマーク３５の位置に他方の半導体レーザバー２２のへき開端面２３ａの位置を合わせて接着する。

以上より、実施の形態５によれば、上述の半導体レーザ装置の製造方法を用いて組立ることにより、発光点８相互の間隔２８が狭い場合でも発光点８をチップ分離端近くにする必要がなくなるため、チップ分離の際にチップが欠けたりクラックが発生したり放熱が悪くなるという問題を生じなくさせることができる。さらに、ｘ軸方向の長さが数ｃｍ程度の半導体レーザバーの両端で角度調整するため、２つのレーザビームの相対角度ずれを抑えることができ、焦点距離を補正することができる。レーザ光のビーム間隔２８は中央のサブマウント材２９の厚さ３１で決まり、サブマウント材２９の厚さ３１を調節することによってビーム間隔２８を自由に調節できるというメリットがある。

上述の実施の形態では、半導体レーザバー２１を下側、半導体レーザバー２２を上側にして組立てられた構造を示したが、半導体レーザバー２１と２２とは上下どちらの側であってもよい。上述の実施の形態では、半導体レーザバーが２個の場合、すなわち２ビーム半導体レーザ装置の場合について説明した。しかしこれはあくまでも説明のためであって、半導体レーザバーが３個以上ある場合、すなわち複数ビームのマルチビーム半導体レーザ装置の場合であっても本発明を適用できることはいうまでもない。

１ ブロック材、 ２，２９ サブマウント材、 ３ 半導体レーザ装置１、 ４ 半導体レーザ装置２、 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ ワイヤ、 ６ ストライプ、 ７ 基板、 ８ 発光点、 ２１，２２ 半導体レーザバー、 ２３，２３ａ，２３ｂ へき開端面、 ２５，２５ａ，２５ｂ ストライプ、 ２６ チップ分離位置、 ２７，２７ａ 電極、 ２８ ビーム間隔、 ３０ａ，３０ｂ 基板の厚さ、 ３１ サブマウント材２９の厚さ、 ３２ 電極−ストライプ間の厚さ、 ３５ アライメントマーク。

Claims (13)

1. 半導体レーザ装置の製造方法であって、
   へき開端面に垂直な方向の長さが異なる複数個の半導体レーザバーを、上下に重ねる重ね工程と、
   上下に重ねられた複数個の半導体レーザバーの各へき開端面を、所定の位置にずらすずらし工程と、を備え、
   前記重ね工程で重ねられる上下の半導体レーザバーのうち、下側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さが、上側の半導体レーザバーのへき開端面に垂直な方向の長さより長いことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
2. 前記重ね工程における重ね方法は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を上側または下側の一方に揃えて重ねるものであることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
3. 前記重ね工程における重ね方法は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を向き合わせて重ねるものであることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
4. 前記ずらし工程における所定の位置は、前記重ね工程において重ねられる側の半導体レーザバーの電極パターンに予めパターニングされたアライメントマークにより示されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
5. 前記重ね工程は、各半導体レーザバーの間に所定の放熱材を挟んだ後に、複数個の半導体レーザバーを所定の重ね方法で上下に重ねることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
6. 前記ずらし工程における所定の位置は、前記重ね工程における所定の放熱材に予め設けられたアライメントマークにより示されることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザ装置の製造方法。
7. へき開端面に垂直な方向の長さが異なる複数個の半導体レーザを、前記へき開端面が所定の位置にずれるようにして上下に重ねて相互にボンディングした重ね構造を備え、
   前記重ね構造の下側の半導体レーザのへき開端面に垂直な方向の長さが、前記重ね構造の上側の半導体レーザがのへき開端面に垂直な方向の長さよりも長いことを特徴とする半導体レーザ装置。
8. 前記重ね構造は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を上側または下側の一方に揃えて重ねられた構造であることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置。
9. 前記重ね構造は、各半導体レーザバーのストライプが形成された側の面を向き合わせて重ねられた構造であることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置。
10. 前記所定の位置は、前記重ね構造における重ねられる側の半導体レーザバーの電極パターンに予めパターニングされたアライメントマークにより示されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
11. 各半導体レーザバーの間に所定の放熱材を挟んだことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
12. 前記所定の位置は、前記所定の放熱材に予め設けられたアライメントマークにより示されることを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
13. 前記重ね構造の下側の半導体レーザの上面に電極を有し、
    前記電極の直上に前記重ね構造の上側の半導体レーザが重ねられ、
    前記電極は前記下側の半導体レーザと前記上側の半導体レーザの共通電極であり、
    前記共通電極の、前記上側の半導体レーザが重ねられていない部分にワイヤがボンディングされることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置。

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