JP3229695B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Description
流を確保し易い半導体レーザ装置に関する。
なされているが、その中で例えば本出願人が特願平4−
138696号にて出願した半導体レーザ装置を図6に
示す。この図に於て、リード31上に受光素子32が載
置され、その上に半導体レーザ素子33が載置されてい
る。半導体レーザ素子33の後面と受光素子32のP型
拡散領域34を透光性樹脂35が覆っている。他のリー
ド36がリード31と離れて設けられている。半導体レ
ーザ素子33と他のリード36との間に、金属細線37
が配線されている。この半導体レーザ装置が支持具38
に固定され、その上に光学部品39が固定されている。
レーザ装置に於ては、P型拡散領域34への受光量がば
らつくという第1の欠点がある。本発明者がその原因を
究明したところ、絶縁枠の内壁40が他のリード36に
対して垂直に形成されているからである。すなわち半導
体レーザ素子33の後面からの出射光の1部が透光性樹
脂35を貫き、絶縁枠の内壁40で略水平に反射され、
この反射光41の1部が再び透光性樹脂35に入り、P
型拡散領域34に入る。しかし透光性樹脂35の樹脂形
状により、反射光41が透光性樹脂35内に入る光量が
ばらつくので、P型拡散領域34への受光量がばらつ
く。その他の原因として、半導体レーザ素子33の後面
からの出射光の1部は透光性樹脂35の表面で反射さ
れ、この反射光42がP型拡散領域34に入るが、透光
性樹脂35の表面の形状がばらつくので、反射量も不均
一になるから受光量がばらつくためである。図7に於
て、上述の半導体レーザ装置を14個製造し、3mWの
光出力で動作させた時の後方の出射光によるモニタ電流
値の分布を示すが、電流値のばらつきが大きいことがわ
かる。
あるので、水平方向に傾いた光があるから、反射光41
も水平より傾いて進行するものもある。この光が光学部
品39へ進入するため、半導体レーザ素子33の前面か
らの出射光の邪魔になるという第2の欠点がある。本発
明はかかる従来の欠点に鑑みてなされたものであり、受
光量のばらつきの少ないかつ全面からの出射光のみ光学
部品に入る半導体レーザ装置を提供するものである。
めに第1の本発明は、位置決め手段を有するリード上に
載置された受光素子と、受光素子の受光面より高い位置
に光軸中心が位置する様にリードの上方に配置された半
導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の光出射面と受光
面を一体に覆う透光性樹脂と、少なくともリードの周辺
に形成された絶縁枠とを具備し、絶縁枠は前記半導体レ
ーザ素子の光出射側に於て外向きに傾斜した内壁を有す
る様に設けるものである。
ード上に載置された受光素子と、受光素子の受光面より
高い位置に光軸中心が位置する様にリードの上方に配置
された半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の光出射
面と受光面を一体に覆い、かつ拡散剤を混合された透光
性樹脂又は拡散剤を混合された紫外線硬化樹脂からなる
モールド樹脂と、少なくともリードの周辺に形成された
絶縁枠とを設けるものである。
より上に設けているので、半導体レーザ素子の出射光は
受光面上を進行する。そして、半導体レーザ素子の出射
側に於て外向きに傾斜した絶縁枠の内壁を設けるので、
半導体レーザ素子の後面からの略水平な出射光は1部、
透光性樹脂を貫いて絶縁枠の内壁で反射され斜め上方に
進行する。故にこの反射光は受光面と光学部品に進入し
ない。
光出射面と受光面を一体に覆う様に拡散剤を混合された
透光性樹脂又は拡散剤を混合された紫外線硬化樹脂から
なるモールド樹脂を設ける。故に、半導体レーザ素子か
らの出射光は、ばらつきの大きい樹脂形状による界面で
の反射量よりも、樹脂内の拡散剤での反射量が多くな
る。また拡散剤の種類と粒径と混合量は制御し易いの
で、拡散剤による反射量のばらつきは少ないから、この
反射量による受光量のばらつきも少なくなる。
い説明する。図1は本実施例に係る半導体レーザ装置の
側面断面図であり、図2はその半導体レーザ装置の平面
図である。これらの図に於て、リード1は厚みが0.2
乃至1.0mmの銅等の金属材料からなり矩形部2と切
欠部3と端子部4からできている。リード1は端面5に
形成されたV字状溝の様な位置決め手段6を有してい
る。その他に位置決め手段6はU字状溝でも、断面略コ
字状の凹部に形成しても良く、またはV字状、U字状、
断面略コ字状の凸部に形成しても良い。
るシリコン系結晶に表面電極8、9と裏面電極10を設
けられたものである。表面電極9はP型拡散領域からな
る受光面11とオーミック接触して形成されている。受
光素子7は銀ペースト等の導電性接着剤を介してリード
1上に固着されている。
それを挟むクラッド層からなるGaAlAsの発光層か
らなる。半導体レーザ素子12の両端は劈開されその上
に反射膜が形成されている。半導体レーザ素子12は、
前方に出射面が位置する様に受光素子7の表面電極8上
に銀ペースト又は半田を介して固着されている。半導体
レーザ素子12は後方にモニター用の出射が行われる様
に、後面の反射膜の反射率が前面のそれよりも高い様に
形成されている。また用途によっては後面の反射率を前
面より低く形成しても良い。上述の様に半導体レーザ素
子12の光軸中心からの出射光12aは、受光素子7の
受光面11より高い位置にある様に設けられている。
らなり、リード1の切欠き部3に位置し、半導体レーザ
素子12の前面の出射方向と逆に延びている。金属細線
15と他の金属細線16は共に金等からなり、それぞれ
半導体レーザ素子12と他のリード13との間、および
受光素子7の表面電極9と他のリード14との間を接続
する様に配線されている。他の金属細線17は受光素子
7の表面電極8とリード1との間を接続する様に配線さ
れている。
らなり、半導体レーザ素子12の後面近傍から受光素子
7の受光面11を一体に覆う様に形成されている。モー
ルド樹脂18は望ましくは、酸化珪素(SiO2)や酸
化アルミニウム(Al2O3)などの拡散剤を10〜50
重量%の比率で混合された透光性樹脂が良い。透光性樹
脂としてはエポキシ樹脂やシリコン樹脂やアクリル樹脂
が用いられる。また、モールド樹脂18として、上述の
拡散剤を混合された紫外線硬化樹脂を用いても良い。紫
外線硬化樹脂はエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂やアク
リル系樹脂が用いられる。また拡散剤入りの透光性樹脂
はポッティングした後に加熱器まで移動されるので、そ
の間に樹脂形状が変わることがあるが、拡散剤入りの紫
外線硬化樹脂はポッティングした場所に於て、硬化でき
るので樹脂形状が変わらないという利点がある。
脂又はエポキシ樹脂等からなり、半導体レーザ素子12
の出射面を露出する様に平面略コ字状に、かつリード1
と、他のリード13と14の各表面と裏面を挟む様に、
トランスファーモールドによって形成されている。絶縁
枠19は受光素子7の後方に於て、すなわち半導体レー
ザ素子12の後方の出射側に於て、外向きに傾斜した内
壁20が形成されている。すなわち内壁20はリード1
との角度が鈍角になる様に、上方に行く程、空間が広が
る方向に傾斜している。これらの部品により半導体レー
ザ装置21は構成されている。
ために、通常はワイヤボンダーのキャピラリ22により
ワイヤボンディングされている。本実施例の様に絶縁枠
の内壁20が外向きに傾斜しているので、キャピラリ2
2の先端の傾斜部と接触せずにかつ近接してボンディン
グできる。故にキャピラリ22の入る空間を従来より狭
くできるので、半導体レーザ装置21の小型化が計れ
る。
部とリード1の端面5に形成された位置決め手段6、す
なわち凹部又は凸部をはめ合う様に、半導体レーザ装置
21が支持具23に固定されている。回折格子やハーフ
ミラーや対物レンズ等の光学部品24が半導体レーザ素
子12の前方の出射方向に設けられている。
於て、受光素子7の略真下にて、絶縁枠19に孔25と
支持具23に孔26を設けると良い。この孔25と26
により温度上昇した受光素子7が放熱し易くなるからで
ある。
にくい透光性樹脂の表面で反射されその反射光が受光面
に進入しているので、モニタ光量の制御が困難である。
これに対して本実施例では、モールド樹脂18の中に拡
散剤を混合することにより、半導体レーザ素子12の後
面からの副出射光が拡散剤で反射され、受光面11に進
入する。故に拡散剤の種類と粒径と混合量は制御し易い
ので、モニタ光量の制御も容易である。
電流値を図3に従い説明する。14個の半導体レーザ装
置をそれぞれ3mWの出力で動作させた時のモニタ電流
値を測定する。この図の横軸はモニタ電流値(mA)で
あり、縦軸は装置の個数である。この図により、図7の
従来品に比べてモニタ電流値のばらつきが少ないことが
わかる。
ーザ装置では、モールド樹脂18aは金属細線15aを
含めて、絶縁枠19の凹部を略覆う様に形成されてい
る。これにより、金属細線15aを電気的に保護すると
共に、製造中又は検査中に金属細線15aが損傷されな
い。
が低くなる第3実施例を図5の断面図に従い説明する。
受光素子7aは例えばP−I−N構造からなるシリコン
系結晶に表面電極9aと裏面電極10aを設けられたも
のである。表面電極9aはP型拡散領域からなる受光面
11aとオーミック接触して形成されている。受光素子
7aは導電性接着剤を介してリード1上に固着されてい
る。
なり表面電極8aと裏面電極(図示せず)を設けられた
ものであり、導電性接着剤によりリード1上に固着され
ている。半導体レーザ素子12はサブマウント27の表
面電極8aと合金化することにより固定されている。こ
の様に、半導体レーザ素子12は受光素子7aの前方の
リード1上にサブマウント27を介して載置され、その
光軸中心からの出射光12aはaは受光面11aより高
い位置にありかつ前方に出射面を有している。
2の後面近傍から受光面11aまで覆う様に形成されて
いる。図5の番号と図1、図2の番号と同じものは同じ
部品である事を示す。上述の様に、半導体レーザ素子1
2と受光素子7aを離してリード1上に載置するので、
半導体レーザ素子12の温度上昇により受光素子7aの
温度が余り上がらない。故に受光素子7aの受光特性
(受光量に対するモニタ電流値)が安定するのでモニタ
電流も安定する。また第1実施例と同じ様に、サブマウ
ント27と受光素子7aの略真下に於て、絶縁枠19と
支持具23に孔を設けても良い。
の凹部上に受光素子を載置し、その前方のリード上に直
接に半導体レーザ素子を載置し、光軸中心が受光面より
高い位置にある様に設けても良い。
を受光面より上に設け、半導体レーザ素子の後面から受
光面までを透光性樹脂で覆うので、受光面への受光量を
十分に確保できる。そして、受光素子の後方に於て外向
きに傾斜した絶縁枠の内壁を設けるので、半導体レーザ
素子の後面からの副出射光は1部、透光性樹脂を貫いた
後、略水平に内壁にあたり、傾斜した内壁に反射して斜
め上方に進行する。故にこの反射光は受光面と光学部品
に進入しないので、受光面への受光量がばらつかずに安
定する。従って、受光素子による安定したモニタ電流が
得られるので、半導体レーザ素子の出力制御が正確とな
る。又、この反射光は光学部品に進入しなく、出射光の
みが光学部品に進入するので、所定の出射光を光学部品
に正確に供給できる。
斜しているので、内壁がワイヤボンダーのキャピラリの
先端の傾斜部と接触せずに、かつ近接してボンディング
できる。故にキャピラリの入る空間を従来より狭くでき
るので、半導体レーザ装置の小型化が計れる。更に半導
体レーザ装置のリードに設けられた位置決め手段と支持
具の凸部又は凹部をはめ合わす事により、半導体レーザ
装置の位置ずれを防止し、出射ビームと光学部品の関係
位置を正確に保持することができる。
剤を混合することにより、半導体レーザ素子の後面から
の出射光が拡散剤で反射され、受光面に進入する。故に
拡散剤の種類と粒径と混合量は制御し易いので、モニタ
光量の制御も容易である。故に受光量のばらつきが少な
い。
断面図である。
図である。
タ電流値の分布図である。
側面断面図である。
側面断面図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 位置決め手段を有するリード上に載置さ
れた受光素子と、その受光素子の受光面より高い位置に
光軸中心が位置する様にリードの上方に配置された半導
体レーザ素子と、その半導体レーザ素子の光出射面と前
記受光面を一体に覆う透光性樹脂と、少なくとも前記リ
ードの周辺に形成された絶縁枠とを具備し、その絶縁枠
は前記半導体レーザ素子の光出射側に於て外向きに傾斜
した内壁を有する事を特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 位置決め手段を有するリード上に載置さ
れた受光素子と、その受光素子の受光面より高い位置に
光軸中心が位置する様にリードの上方に配置された半導
体レーザ素子と、その半導体レーザ素子の光出射面と前
記受光面を一体に覆い、かつ拡散剤を混合された透光性
樹脂又は拡散剤を混合された紫外線硬化樹脂からなるモ
ールド樹脂と、少なくとも前記リードの周辺に形成され
た絶縁枠とを具備する事を特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03668193A JP3229695B2 (ja) | 1992-07-29 | 1993-02-25 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20237792 | 1992-07-29 | ||
JP4-202377 | 1992-07-29 | ||
JP03668193A JP3229695B2 (ja) | 1992-07-29 | 1993-02-25 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697595A JPH0697595A (ja) | 1994-04-08 |
JP3229695B2 true JP3229695B2 (ja) | 2001-11-19 |
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ID=26375762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03668193A Expired - Fee Related JP3229695B2 (ja) | 1992-07-29 | 1993-02-25 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3229695B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP03668193A patent/JP3229695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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