JP4165760B2

JP4165760B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法

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Publication number: JP4165760B2
Application number: JP2005003684A
Authority: JP
Inventors: 剛司山本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: TW200640098A; TWI300643B; CN101103502A; JP2006196506A; KR100903709B1; WO2006075544A1; KR20070087055A

Description

本発明は、たとえばＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの読み取り用光源、あるいは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ（Compact Disc Recordable / Rewritable）やＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（Digital Versatile Disc Recordable / Rewritable）などの書き込み光源に用いられる半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。

従来の半導体レーザ装置の一例としては、図８に示すものがある。本図に示された半導体レーザ装置Ｘは、ベース９１Ａおよびブロック９１Ｂからなるステム９１と、ブロック９１Ｂ上に搭載された半導体レーザ素子９２および受光素子９３を備えており、図中上方に向けてレーザ光を出射するものである。ベース９１Ａには、２つの孔９１Ａａが形成されており、これらの孔９１Ａａを貫通するようにリード９４Ａ，９４Ｂが設けられている。リード９４Ａは、ワイヤを介して半導体レーザ素子９２に導通しており、リード９４Ｂは、受光素子９３に導通している。リード９４Ｃは、ベース９１Ａの図中下面に接合されており、いわゆるコモン端子となっている。ブロック９１Ｂおよびリード９４Ａ，９４Ｂの図中上部を覆うように、キャップ９５が設けられている。キャップ９５の上部には開口９５ａが形成されており、この開口９５ａを遮蔽するガラス板９６が取り付けられている。ガラス板９６は、半導体レーザ素子９２から出射されるレーザ光に対して透光性を有する。また、キャップ９５の図中下端は、その全周においてベース９１Ａと抵抗溶接により接合されている。さらに、ベース９１Ａの孔９１Ａａは、リード９４Ａ，９４Ｂ以外の部分に低融点ガラス９７が充填されている。これらにより、半導体レーザ素子９２からのレーザ光を図中上方に向けて出射可能であるとともに、ベース９１Ａとキャップ９５とにより区画された空間は、この半導体レーザ装置Ｘ外の空間に対して気密されている。このような構成によれば、この半導体レーザ装置Ｘが湿度の高い環境において使用されても、半導体レーザ素子９２の周囲における湿度が高くなることを防止することが可能であり、半導体レーザ素子９２を保護するのに適している。

しかしながら、近年、ＣＤ−Ｒなどの記録媒体におけるアクセス速度の高速化に伴い、半導体レーザ装置Ｘとしても高出力化が必要とされている。特にＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷなどの書き込み用光源として用いられる場合には、高出力化の要請が顕著である。このような要請に応えるために半導体レーザ素子９２の高出力化を図ると、発熱量が増加する。半導体レーザ装置Ｘは、ベース９１Ａおよびキャップ９５により区画された高い気密性を有する空間に半導体レーザ素子９２が配置されているために、このような発熱量の増加に対して放熱性が十分でない。したがって、半導体レーザ素子９２の温度が過度に上昇するおそれが大きく、半導体レーザ素子９２から適切にレーザ光を出射することが妨げられる場合があった。

特開２００４−３１９００号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、半導体レーザ素子からの放熱性を高め、その高出力化を図ることが可能な半導体レーザ装置、およびその製造方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子が設けられたブロック、およびこのブロックに対して上記レーザ光の出射方向反対側に位置するベースを含むステムと、上記ベースを上記出射方向に貫通し、かつ上記半導体レーザ素子に導通するリードと、上記半導体レーザ素子および上記リードの一端部を囲うキャップと、を備えた半導体レーザ装置であって、上記キャップには、上記出射方向に挿通する開口が形成されており、上記半導体レーザ素子から上記出射方向に向けて開放した構造とされており、上記ステムは、上記ブロックと上記ベースとが一体成形された構造であり、上記リードは、樹脂を介して上記ベースに固着されており、上記ステムには、ともにＡｕ層の厚さが０．０１μｍ以下とされたＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ、またはＮｉ／Ａｕメッキが施されており、上記リードには、その厚さが０．１μｍ以上とされたＡｕメッキが施されており、上記半導体レーザ素子の出射端面はＴｉＯまたはＳｉＯ ₂ が混入されたＡｌ ₂ Ｏ ₃ からなるコーティングによって覆われていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記キャップおよび上記ベースにより囲まれた空間は、上記開口を通してこの半導体レーザ装置外と通じており、密閉された空間とはならない。このため、上記半導体レーザ装置の使用により上記半導体レーザ素子が発熱しても、これらの熱を上記開口から上記半導体レーザ装置外へと放散することが可能である。したがって、上記半導体レーザ素子が過度に高温となることを抑制可能であり、ＣＤ−Ｒ／ＲＷなどの書き込み用光源に用いられる場合に、アクセス速度の高速化などに対応して高出力化を適切に図ることができる。また、上記ブロックと上記ベースとの間の熱伝達性を高めることができる。これにより、上記半導体レーザ素子からの熱を上記開口を通じて放散するのみならず、上記ブロックを介して、上記ベースへと伝達させることが可能である。したがって、上記半導体レーザ素子の温度上昇を抑制するのに適している。また、上記リードと上記ベースとを機械的に接合しつつ、電気的に絶縁することが可能である。また、たとえばガラスにより固着する構成とした場合に、固着のための焼成温度として１，０００℃以上が必要となるのに対し、樹脂によれば、その焼成温度は２００〜３００℃と比較的低くすることが可能である。この焼成に先立って、上記ステムなどに、たとえばＡｕメッキを施
しておいても、このＡｕメッキが上記焼成により侵食されるおそれが無い。したがって、上記ステムなどの表面処理として、様々なメッキなどより多くの表面処理を採用することができる。また、上記ステムの酸化防止を図るのに好適である。また、上記半導体レーザ素子は、高耐湿型の半導体レーザ素子として構成されるため、比較的湿度の高い環境においてこの半導体レーザ素子を使用しても、上記半導体レーザ素子の出射端面などが侵食されるおそれが少なく、適切に作動させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ステムは、ＣｕまたはＣｕ合金からなる。このような構成によれば、上記ステムを、比較的熱伝導率の高いものとすることが可能であり、上記半導体レーザ素子の温度上昇を抑制するのに有利である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂である。このような構成によれば、焼成温度を比較的低温としつつ、機械的な接合や電気的な絶縁を確実化するのに適している。

本願発明の第２の側面により提供される半導体レーザ装置の製造方法は、ブロックおよびベースを有するステムを形成する工程と、上記ベースに設けた孔にリードを貫通させて固着する工程と、上記ブロックに半導体レーザ素子を搭載する工程と、上記半導体レーザ素子および上記リードの一端部を囲うようにキャップを上記ベースに接合する工程と、を有する半導体レーザ装置の製造方法であって、上記半導体レーザ素子として、出射端面がＴｉＯまたはＳｉＯ₂が混入されたＡｌ₂Ｏ₃からなるコーティングによって覆われたものを用い、上記ステムを形成する工程においては、上記ブロックと上記ベースとを一体成形し、上記リードを固着する工程は、あらかじめ上記リードにその厚さが０．１μｍ以上とされたＡｕメッキを施した後に樹脂を用いて行い、上記ステムを形成する工程の後、上記リードを固着する工程の前に、上記ステムにともにＡｕ層の厚さが０．０１μｍ以下とされたＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ、またはＮｉ／Ａｕメッキを施す工程を有し、上記キャップとして、上記レーザ素子の出射方向に挿通する開口が形成されたものを用いることを特徴としている。このような構成によれば、熱伝導性の良好なステムを形成することが可能であり、上記半導体レーザ素子の温度上昇を抑制することができる。また、樹脂を形成するための焼成過程において、その焼成温度を比較的低くすることができる。したがって、たとえば、上記ステムに施すメッキとしても、さほど耐高温性が高くないものを採用することができる。また、上記リードには、たとえばワイヤの接合性を高めるために０．１μｍ以上の厚さのＡｕメッキをあらかじめ施しておく一方、上記ステムには、たとえば、Ａｕメッキをまったく施さないか、酸化防止を目的として、０．０１μｍ以下程度の厚さのＡｕメッキを施すといった製造方法が可能である。したがって、比較的高価であるＡｕメッキの量を抑制して、コスト削減を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ステムを形成する工程は、Ｃｕ材料またはＣｕ合金材料を用いて冷間鍛造により行う。このような構成によれば、上記半導体レーザ素子の温度上昇を抑制するのに適している。また、これらの材料は比較的成形性が良好であるため、上記冷間鍛造における寸法精度を高めるのに有利である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂を用いる。このような構成によれば、これらの樹脂を形成するための焼成温度を、概ね２００〜３００℃程度とすることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１ないし図３は、本発明に係る半導体レーザ装置の一例を示している。図１に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置Ａは、ステム１、半導体レーザ素子２、受光素子３、リード４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、およびキャップ５を備えており、図中上方に向けてレーザ光を出射可能である。

ステム１は、ベース１Ａとブロック１Ｂとを有している。本実施形態においては、ステム１は、図３に示すように、ベース１Ａとブロック１Ｂとが一体的に成形された構造とされている。ステム１は、ＣｕまたはＣｕ合金からなり、その表面にＮｉ／Ｐｄ／ＡｕメッキまたはＮｉ／Ａｕメッキが施されている。Ａｕメッキの厚さは、たとえば０．０１μｍ程度以下とされる。図１に示すように、ベース１Ａは、円形板状である。ブロック１Ｂは、直方体形状であり、ベース１Ａの図中上方において、ベース１Ａの中心からその半径方向外方にシフトした位置に配置されている。ベース１Ａは、たとえば厚さが１．２ｍｍ程度、直径が５．６ｍｍ程度とされる。

ブロック１Ｂの図中側面には、サブマウント１１を介して半導体レーザ素子２が搭載されている。半導体レーザ素子２は、レーザ光を出射するものであり、たとえば２５０μｍ角から２５０μｍ×８００μｍ角程度とされる。サブマウント１１は、たとえばシリコン基板またはＡＩＮ（アルミナイトライド）からなり、通常０．８ｍｍ×１．０ｍｍ角程度とされる。本実施形態においては、半導体レーザ素子２として、比較的湿度が高い環境に置かれても出射面などが侵されにくい、いわゆる高耐湿型の半導体レーザ素子が用いられている。高耐湿型の半導体レーザ素子としては、たとえば、出射端面にＴｉＯまたはＳｉＯ₂が混入されたＡｌ₂Ｏ₃からなるコーティングをスパッタ法などにより施された半導体レーザ素子を用いればよい。

ベース１Ａの図中上面には、ピンフォトダイオードなどの受光素子３が設けられている。受光素子３は、受けた光の光度に応じた大きさの信号を出力するものである。半導体レーザ素子２から出射される光のうち、図中下方へと向かう光が受光素子３により受光されると、この光の大きさをあらわす信号が出力される。この信号の大きさから、半導体レーザ素子２への指令値としての光度と実際の光度とを比較することにより、半導体レーザ素子２をいわゆるフィードバック制御することが可能である。

リード４Ａ，４Ｂは、それぞれ半導体レーザ素子２および受光素子３に電源供給するために用いられる。図２に示すように、リード４Ａ，４Ｂは、ベース１Ａに形成された孔１Ａａを貫通しており、ベース１Ａから図中上下方向に突出している。リード４Ａ，４Ｂは、たとえばＦｅ−Ｎｉ合金からなりＡｕメッキが施されている。このＡｕメッキは、後述するワイヤボンディングを施した後に、ワイヤを適切に接合させておくためのものであり、たとえば０．１μｍ程度以上の厚さとされる。リード４Ａ，４Ｂは、樹脂６を介してベース１Ａに固着されている。樹脂６は、たとえば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂である。この樹脂６により、リード４Ａ，４Ｂは、ベース１Ａと機械的に接合されているとともに、電気的に絶縁されている。

一方、ベース１Ａの図中下面には、リード４Ｃが設けられている。リード４Ｃは、上端部４Ｃａにおいてベース１Ａに対してたとえばろう付けにより接合されており、ベース１Ａと電気的に導通している。リード４Ｃは、Ｆｅ−Ｎｉ合金からなるが、ステム１と同様に、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ、またはＮｉ／Ａｕメッキが施されている点が、リード４Ａ，４Ｂとは異なる。リード４Ｃにおいても、Ａｕメッキの厚さは、たとえば０．０１μｍ程度とされる。

図１に示すように、半導体レーザ素子２は、その表面がワイヤ７によりサブマウント１１を介してリード４Ａの上端部４Ａａと導通している。また、半導体レーザ素子２の裏面は、サブマウント１１を介してブロック１Ｂに導通している。図３に示すように、ブロック１Ｂは、ベース１Ａを介してリード４Ｃと導通している。これらにより、半導体レーザ素子２は、リード４Ａとリード４Ｃとに導通しており、これらを利用して発光駆動される。一方、受光素子３は、図２に示すように、その図中上面がワイヤ７によりリード４Ｂの上端部４Ｂａと接続されているとともに、その図中下面がベース１Ａを介してリード４Ｃに導通している。これらにより、受光素子３からの信号が検出可能となっている。このように、リード４Ｃは、いわゆるコモンリードとして用いられる。リード４Ａ，４Ｂ，４Ｃの下端部は、それぞれ端子部４Ａｂ，４Ｂｂ，４Ｃｂとされており、この半導体レーザ装置Ａを電子機器などに電気的および機械的に接続するために用いられる部分となっている。

図１に示すように、キャップ５は、フランジ５ａ、円筒５ｂ、および天板５ｃからなり、ベース１Ａの図中上面にもうけられている。キャップ５は、半導体レーザ素子２、受光素子３や、これらの導通を図るためのワイヤ７などが不当な外力を受けて破損することを防止すべく、これらを保護するためのものである。このため、円筒５ｂは、ブロック１Ｂよりも図中上下方向において高いものとされている。キャップ５は、たとえばコバール（登録商標）などのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる。キャップ５とベース１Ａとの接合は、たとえば抵抗溶接によりなされているが、これ以外にたとえばエポキシ系接着剤を用いて行っても良い。天板５ｃには、開口５ｄが形成されている。開口５ｄは、半導体レーザ素子２から図中上方へと出射されたレーザ光を通過させて、半導体レーザ装置Ａ外へと出射させるために設けられている。開口５ｄは、たとえばガラスなどに遮蔽されていない。このため、図２および図３に示すように、半導体レーザ装置Ａは、半導体レーザ素子２から図中上方に向けて開放された構造となっている。

次に、半導体レーザ装置Ａの製造方法の一例について、図４〜図７を参照しつつ、以下に説明する。

まず、図４に示すように、ステム１を形成する。ステム１の形成は、Ｃｕ材料またはＣｕ合金材料を準備し、これらの材料に冷間鍛造を施すことにより行う。この冷間鍛造により、ベース１Ａとブロック１Ｂとが、図３に示したように一体的に成形される。また、ベース１Ａには、リード４Ａ，４Ｂを貫通させるための２つの孔１Ａａを形成する。なお、ステム１の形成は、冷間鍛造によることが寸法精度や製造効率といった点において好ましいが、これに限定されず、冷間鍛造と同程度の寸法精度で形成可能な方法を採用しても良い。

次に、図５に示すように、ベース１Ａの図中下面にリード４Ｃを接合する。リード４Ｃの接合は、たとえばろう付けにより行う。これにより、リード４Ｃとベース１Ａとを導通させることができる。なお、リード４Ｃの接合は、ベース１Ａと導通させることが可能な方法であれば、ろう付け以外の方法であっても良い。リード４Ｃを接合した後は、ステム１とリード４Ｃとにメッキを施す。このメッキ処理においては、Ｎｉメッキ８ＣおよびＰｄメッキ８Ｂを施し、これらのメッキの上からさらにＡｕメッキ８Ａａを施す。上述した通り、Ａｕメッキ８Ａａは、ステム１やリード４Ｃの酸化防止が可能となるように、０．０１μｍ以下程度の厚さとする。なお、上記メッキ処理は、半導体レーザ装置Ａの使用環境などに応じて、Ｐｄメッキ８Ｂを省いて、Ｎｉメッキ８ＣおよびＡｕメッキ８Ａａのみを施してもよい。

メッキ８Ａａ，８Ｂ，８Ｃを施した後は、図６に示すように、リード４Ａ，４Ｂを孔１Ａａにそれぞれ挿入する。この挿入に先立ち、リード４Ａ，４Ｂには、Ａｕメッキ８Ａｂを施しておく。Ａｕメッキ８Ａｂは、リード４Ａ，４ＢにたとえばＡｕ製のワイヤを接合しやすくするためのものであり、たとえば０．１μｍ以上の厚さとする。リード４Ａ，４Ｂを孔１Ａａに挿入させた状態でこれらを保持するために、孔１Ａａ内に樹脂ペースト６’を充填する。樹脂ペースト６’としては、たとえば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂を含有するペーストを用いる。樹脂ペースト６’の充填は、リード４Ａ，４Ｂの挿入前に行っても良いし、これらを孔１Ａａに挿入した後に行っても良い。

リード４Ａ，４Ｂを挿入した後は、樹脂ペースト６’を焼成して、図７に示すように樹脂６によりリード４Ａ，４Ｂをベース１Ａに固着する。樹脂ペースト６’は、上述したような材質からなるため、上記焼成温度としては、２００〜３００℃程度とすれば十分である。この焼成に際しては、ステム１およびリード４Ａ，４Ｂ，４Ｃが樹脂ペースト６’とともに焼成される。ステム１やリード４Ａ，４Ｂ，４Ｃに施されたＡｕメッキ８Ａａ，８Ａｂは、たとえば１，０００℃以上の高温にさらされると溶融したり剥離したりといった不具合が生じやすい。しかしながら、樹脂ペースト６’の焼成温度は、２００〜３００℃程度と比較的低いため、Ａｕメッキ８Ａａ，８Ａｂが高温により侵食されることを防止可能である。樹脂６が焼成されると、リード４Ａ，４Ｂがベース１Ａに対して固着されるとともに、樹脂６により電気的に絶縁される。

リード４Ａ，４Ｂをステム１に固着した後は、図１に示すサブマウント１１の形成、半導体レーザ素子２および受光素子３の搭載、ワイヤボンディングによる接続、キャップ５の接合などを経て、半導体レーザ装置Ａを製造することができる。キャップ５の接合は、たとえば抵抗溶接によれば、接合作業の効率を高めるのに適している。また、キャップ５の接合は、フランジ５ａの全周にわたって行う必要は無く、キャップ５がベース１Ａか容易に外れない程度に、フランジ５ａの数箇所について抵抗溶接を施しても良い。

次に、半導体レーザ装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、図１に示すように、キャップ５およびベース１Ａにより囲まれた空間は、開口５ｄを通してこの半導体レーザ装置Ａ外と通じており、密閉された空間とはならない。本実施形態とは異なり、たとえば、図８に示した従来例においては、半導体レーザ素子９２が密閉された空間に置かれており、この半導体レーザ素子９２から生じた熱がキャップ９５内にこもってしまう。本実施形態においては、図１に示すように、半導体レーザ素子２から発熱した場合に、開口５ｄを通した伝熱や対流などにより、これらの熱を開口５ｄから半導体レーザ装置Ａ外へと放散することが可能である。したがって、半導体レーザ素子２が過度に高温となることを抑制可能であり、ＣＤ−Ｒ／ＲＷなどの書き込み用光源として用いられる場合に、アクセス速度の高速化に対応して高出力化を図るのに適している。

また、ステム１は、ベース１Ａとブロック１Ｂとが一体成形されていることにより、熱伝達性の良好な構造となっている。このため、半導体レーザ素子２からの熱を、ブロック１Ｂを介してベース１Ａへと伝達させることが可能である。したがって、開口５ｄを通した放散に加えて、半導体レーザ素子２からの抜熱をさらに促進可能であり、半導体レーザ装置Ａの高出力化に好適である。特に、ステム１は、比較的熱伝導率の高いＣｕまたはＣｕ合金からなるため、半導体レーザ素子２の抜熱に有利である。

リード４Ａ，４Ｂは、樹脂６を介してベース１Ａに固着されていることにより、ベース１Ａに対する機械的接合強度を高めるとともに、電気的に適切に絶縁することが可能である。また、本実施形態の樹脂６に用いられた材質は、焼成温度が２００℃〜３００℃程度と比較的低い。このため、図６に示すように、樹脂ペースト６’を焼成してリード４Ａ，４Ｂを固着する工程の前に、あらかじめステム１、リード４Ａ，４Ｂ，４ＣなどにＡｕメッキを施しておくことが可能である。このうち、リード４Ａ，４Ｂは、半導体レーザ素子２や受光素子３とワイヤ７により接続されるために、０．１μｍ以上の厚さのＡｕメッキを施すことが必要である。一方、ステム１やリード４Ｃは、酸化防止を図るために、せいぜい０．０１μｍ以下の厚さのＡｕメッキを施せば十分である。このように、各部材に必要とされるＡｕメッキを合理的に選択することが可能であり、比較的高価であるＡｕメッキの量を抑制して、コスト削減を図ることができる。

本発明に係る半導体レーザ装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体レーザ装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

ステム１としては、ＣｕまたはＣｕ合金からなることが好ましいが、これに限定されず、半導体レーザ素子２の温度上昇を適切に抑制可能であれば、たとえばＦｅなどを用いても良い。

キャップ５としては、半導体レーザ素子２から出射方向に向けて開放された構造とするための開口５ｄが設けられていれば良く、たとえば、フランジ５ａ、円筒５ｂのみからなり、天板５ｃの外径と同程度の開口を有する構造としても良い。

受光素子３を有する構成は、たとえばフィードバック制御による半導体レーザ素子２の安定的な発光に有利であるが、やはり本発明はこれに限定されず、別の手法により半導体レーザ素子２の出力制御を実現することなどにより、受光素子３を備えない構成としても良い。

本発明に係る半導体レーザ装置Ａは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどの読み取り用光源、あるいは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷなどの書き込み用光源などに用いられるのに適しているが、これに限定されず広く電子機器などに搭載されるレーザ光の発光源として用いることができる。

本発明に係る半導体レーザ装置の一例の全体斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を説明する断面図である。本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を説明する断面図である。本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を説明する断面図である。本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法の一例を説明する断面図である。従来の半導体レーザ装置の一例の断面図である。

符号の説明

Ａ半導体レーザ装置
１ステム
１Ａベース
１Ｂブロック
２半導体レーザ素子
３受光素子
４Ａ，４Ｂ，４Ｃリード
５キャップ
６樹脂
７ワイヤ
８Ａａ，８ＡｂＡｕメッキ
８ＢＰｄメッキ
８ＣＮｉメッキ
１１サブマウント

Claims

レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
上記半導体レーザ素子が設けられたブロック、およびこのブロックに対して上記レーザ光の出射方向反対側に位置するベースを含むステムと、
上記ベースを上記出射方向に貫通し、かつ上記半導体レーザ素子に導通するリードと、
上記半導体レーザ素子および上記リードの一端部を囲うキャップと、を備えた半導体レーザ装置であって、
上記キャップには、上記出射方向に挿通する開口が形成されており、
上記半導体レーザ素子から上記出射方向に向けて開放した構造とされており、
上記ステムは、上記ブロックと上記ベースとが一体成形された構造であり、
上記リードは、樹脂を介して上記ベースに固着されており、
上記ステムには、ともにＡｕ層の厚さが０．０１μｍ以下とされたＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ、またはＮｉ／Ａｕメッキが施されており、
上記リードには、その厚さが０．１μｍ以上とされたＡｕメッキが施されており、
上記半導体レーザ素子の出射端面はＴｉＯまたはＳｉＯ₂が混入されたＡｌ₂Ｏ₃からなるコーティングによって覆われていることを特徴とする、半導体レーザ装置。
上記ステムは、ＣｕまたはＣｕ合金からなる、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
上記樹脂は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂である、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
ブロックおよびベースを有するステムを形成する工程と、
上記ベースに設けた孔にリードを貫通させて固着する工程と、
上記ブロックに半導体レーザ素子を搭載する工程と、
上記半導体レーザ素子および上記リードの一端部を囲うようにキャップを上記ベースに接合する工程と、を有する半導体レーザ装置の製造方法であって、
上記半導体レーザ素子として、出射端面がＴｉＯまたはＳｉＯ₂が混入されたＡｌ₂Ｏ₃からなるコーティングによって覆われたものを用い、
上記ステムを形成する工程においては、上記ブロックと上記ベースとを一体成形し、
上記リードを固着する工程は、あらかじめ上記リードにその厚さが０．１μｍ以上とされたＡｕメッキを施した後に樹脂を用いて行い、
上記ステムを形成する工程の後、上記リードを固着する工程の前に、上記ステムにともにＡｕ層の厚さが０．０１μｍ以下とされたＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ、またはＮｉ／Ａｕメッキを施す工程を有し、
上記キャップとして、上記レーザ素子の出射方向に挿通する開口が形成されたものを用いることを特徴とする、半導体レーザ装置の製造方法。
上記ステムを形成する工程は、Ｃｕ材料またはＣｕ合金材料を用いて冷間鍛造により行う、請求項４に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
上記樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂を用いる、請求項４または５に記載の半導体レーザ装置の製造方法。