JP6920609B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置に関し、特に半導体レーザを備える光源装置に関する。

半導体レーザを備えた光源装置の中には、半導体レーザが載置された基板表面に対して傾斜した反射面を有し、半導体レーザから出射された光を略垂直方向に反射する光源装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−１６５６１３号公報

特許文献１に記載の光源装置では、基板に形成された斜面に、スパッタリングや蒸着で、金属膜や誘電体膜による反射膜を形成することにより、反射面を形成している。更に、反射膜が、基板の斜面だけでなく基板の上面にまで続いているので、斜面の上端部まで確実に反射面として利用でき、反射率を向上させることができる。

このような傾斜した反射面を有する光源装置において、基板の上面に透光性を有するリッドを接合して、半導体レーザをパッケージ内に気密に収納することが望まれている。しかし、特許文献１に記載の光源装置では、光反射膜が基板の上面にまで形成されているため、基板の上面及びリッドの下面を適切に接合することができない。一方、基板及びリッドを接合するために、基板の上面に光反射膜を形成しないようにした場合には、光反射膜の形成精度に起因する端部の位置のばらつきにより、傾斜面の上端付近で光反射膜が形成されない領域が生じ、光の反射率が低下する問題が起こる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、透光性を有するリッドにより半導体レーザをパッケージ内に気密に収納可能であるとともに、半導体レーザから出射された光をリッドの方向に反射する高い反射率の反射面を有する光源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光源装置は、
基板と、
前記基板上に配置された半導体レーザと、
前記半導体レーザを囲むように形成された側壁部と、
前記基板及び前記側壁部で囲まれた空間を覆う透光性を有するリッドと、
前記側壁部の全周に渡って、前記側壁部の上面及び前記リッドの下面の間を気密に接続する接続部材と、
を備え、
前記側壁部が、前記上面と繋がった内側面であって、前記半導体レーザから出射された光を前記リッドの方向に反射するように傾斜した反射面を有し、
前記反射面及び前記上面に、誘電体膜が連続して形成されており、
前記接続部材の高さが、前記上面に形成された誘電体膜の高さより高くなっている。

上記の態様によれば、透光性を有するリッドにより半導体レーザをパッケージ内に気密に収納可能であるとともに、半導体レーザから出射された光をリッドの方向に反射する高い反射率の反射面を有する光源装置を提供することができる。

本発明の１つの実施形態に係る光源装置の概要を示す模式的な側面断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図（平面図）である。 図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第1の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。 図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第２の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。 図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第３の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。 本発明に係る光源装置の製造方法の一例における１つの工程を示す模式図である。 本発明に係る光源装置の製造方法の一例における１つの工程を示す模式図である。 本発明に係る光源装置の製造方法の一例における１つの工程を示す模式図である。 本発明に係る光源装置の製造方法の一例における１つの工程を示す模式図である。 本発明に係る光源装置の製造方法の一例における１つの工程を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための様々な実施形態を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しないものとする。
基板が水平面上に載置され、基板が下側、リッドが上側に配置された前提で下記の記載を行う。

（１つの実施形態に係る光源装置）
はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の概要を説明する。図１は、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の概要を示す模式的な側面断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図（平面図）である。

本実施形態に係る光源装置２は、基板４と、基板４上に配置された半導体レーザ６と、半導体レーザ６を囲むように形成された側壁部８と、基板４及び側壁部８で囲まれた空間を覆う透光性を有するリッド１０とを備える。側壁部８は、上面８Ｂと繋がった内側面８Ａであって、半導体レーザ６から出射された光を、リッド１０の方向に反射するように傾斜した反射面を有する（図１の点線の矢印参照）。後述するように、内側面８Ａには、金属膜が形成されており、これにより反射面を形成している。なお、リッド１０の方向に反射された光とは、リッドへ向かう垂直上向きのベクトル成分を含む任意の方向に進む反射光を意味する。

側壁部８の上面８Ｂの全周に渡って、側壁部８の上面８Ｂ及びリッド１０の下面１０Ａの間を気密に接続するための接続部材１２が配置されている。基板４及び側壁部８も気密に接合されており、基板４及び側壁部８から構成されるパッケージに実装された半導体レーザ６を、リッド１０により気密に収納することができる。

図２に示すように、パッケージを上方から見た平面視において、パッケージを構成する基板４は略長方形の形状を有し、側壁部８には、基板４とともに、半導体レーザ６が収納される凹部を構成する４つの内側面８Ａが形成されている。側壁部８の内側面８Ａ及び上面８Ｂの境界となる４つの上辺が略長方形の形状を形成する。同様に、側壁部８の内側面８Ａ及び基板４の境界である４つの下辺が略長方形の形状を形成する。よって、基板４及び側壁部８の４つの内側面（反射面）８Ａにより、上辺よりも下辺が短い下側が狭まった略四角錐状の凹部が形成されている。
このような構造により、側壁部８がパッケージの一部としても機能するため、別途立ち上げミラー等を用いる必要がなく、光源装置を小型化することができる。

本実施形態では、基板４及び側壁部８の４つの内側面８Ａにより略四角錐状の凹部が形成されているが、これに限られるものではなく、三角錐、五角錐以上の任意の多角錐状の凹部や円錐状の凹部の場合もあり得る。また、本実施形態では、基板４の外縁側に側壁部８が形成され、基板４の外形と側壁部８の外形が一致しているが、これに限られるものではない。側壁部８が半導体レーザ６を囲むように形成されれば、基板４が側壁部８の外形の更に外側にまで伸びている場合もあり得る。また、１つの基板４に複数の側壁部８が形成されている場合もあり得る。

本実施形態では、基板４及び側壁部８が個別の部材で形成されているので、それぞれの用途に応じた最適な材料を採用することができる。基板４の材料として、本実施形態では、窒化アルミニウムが用いられている。ただし、これに限られるものではなく、アルミナ、アルミナジルコニア、窒化ケイ素等のその他のセラミック材料や、樹脂材料、シリコン等の単結晶、絶縁層を備えた金属材料等を用いることもできる。

側壁部８の材料として、本実施形態ではシリコンが用いられている。この場合、内側面８Ａの角度をシリコンの結晶方位で画定することができるので、正確な傾斜角度を有する反射面を容易に形成することができる。例えば、異方性エッチングで単結晶シリコンの（１００）面をエッチングすると、５４．７°の角度をもった（１１１）面が現れ、これを内側面８Ａとすることができる。

以上のように、本実施形態では、側壁部８がシリコンから構成されるので、高い精度で所望の傾斜角を有する反射面を形成できる。ただし、側壁部８の材料として、シリコンに限られるものではなく、樹脂材料やその他のセラミック材料、ガラス等を用いることもできる。

透光性を有するリッドの材料として、本実施形態では、透光性を有するガラスが用いられているが、これに限られるものではなく、石英やサファイア等を用いることもできる。
接続部材１２の材料として、本実施形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられている。ただし、これに限られるものではなく、チタンをはじめとするその他の金属材料、樹脂材料、セラミック材料や共晶材等を用いることもできる。なお、金属材料を用いた場合には、内面側を補助反射面として利用することができる。
半導体レーザ６の材料として、本実施形態では窒化物半導体レーザが用いられており、発振波長は紫外から緑色が挙げられる。ただし、これに限られるものではなく、赤色や赤外の半導体レーザを用いることもできる。

（第１の実施形態に係るリッドの接合構造）
次に、図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係るリッドの接合構造を説明する。図３は、図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第１の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。図３では、図１に比べ、更に、基板４及び側壁部８を気密に接合するために形成された接合膜３０、３２及び金属接合材、並びに側壁部８の内側面８Ａを反射面として機能させるために形成された反射膜２０及び誘電体膜２２が示されている。

＜基板及び側壁部の接合＞
接合膜３０、３２は、異なる金属膜からなる積層構造であってもよい。例えば、基板４及び側壁部８を接合するため、基板４の上面の側壁部８の取り付け領域に、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（第２層がない場合もあり得る）から構成される下地層と、その上の金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層（接合層）とで構成された接合膜３０が形成されている。

側壁部８の下面にも、同様に、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（第２層がない場合もあり得る）から構成された下地層と、その上の金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層（接合層）とで構成された接合膜３２が形成されている。
これらの接合膜３０、３２の厚みとして、０．３〜２μｍ程度を例示することができる。

そして、基板４側に形成された接合膜３０及び側壁部８側に形成された接合膜３２が、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）からなる金属接合材（無鉛半田）３４により金属溶融接合されている。これにより、基板４及び側壁部８を気密に堅固に接合することができる。なお、金属接合材３４として、金スズ（ＡｕＳｎ）や、その他の半田材料を用いることもできる。

＜反射膜＞
側壁部８の内側面８Ａには、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（第２層がない場合もあり得る）から構成される下地層と、その上の銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層（反射層）とで構成された反射膜２０が形成されている。つまり、側壁部８の内側面８Ａに形成された反射膜２０の外表面が反射面２０Ａとなる。反射膜２０の厚みとして、０．３〜２μｍ程度を例示することができる。

本実施形態では、反射膜２０として銀を含む膜が形成されているので、高い反射率の反射面２０Ａが得られる。ただし、反射面を形成する第３層として、銀（Ag）に限られるものではなく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む金属膜を用いることもできる。

更に、反射膜２０の反射面２０Ａの上に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）や二酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる誘電体膜２２が形成されている。誘電体膜２２は、単層の場合もあり得るし、屈折率の異なる層を積層させた多層膜の場合もあり得る。誘電体膜２２は、積層する材料及び膜厚を適切に設定することにより、優れた反射膜として機能させることも、優れた反射防止膜（無反射膜ともいう）として機能させることもできる。ここでは、反射膜として機能する誘電体膜２２により、反射面の反射率を効果的に高めることができる。

反射面に誘電体膜２２を形成する場合、通常、印刷等により誘電体膜を形成しない領域にマスクを施し、スパッタリングや蒸着で誘電体膜２２を形成する。このとき、印刷等によるマスクの形成精度には限界があり、形成されたマスクの端部の位置にばらつきが生じる。よって、仮に、側壁部８の内側面８Ａ及び上面８Ｂの境界である反射面２０Ａの上端部まで誘電体膜２２を形成するようにした場合、マスクの端部の位置のばらつきにより、反射面２０Ａの上端の近傍で誘電体膜２２が形成されない領域が生じる場合がある。これにより、反射面２０Ａの反射率の向上が十分に図れない問題が生じる。

そこで、本実施形態では、図３に示すように、誘電体膜２２が、側壁部８の反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）だけでなく、更に側壁部８の上面８Ｂにまで連続して形成されている。側壁部８の上面８Ｂ側に伸びた誘電体膜２２の長さＤ２を、マスク形成時のばらつきの範囲よりも大きくとることにより、常に、反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）の全面に誘電体膜２２を形成して、確実に反射面の反射率の向上を図ることができる。側壁部８の上面８Ｂ側に伸びた誘電体膜２２の長さＤ２を更に詳細に述べれば、誘電体膜２２の外側の端部及び反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）との境界である内側の端部の間の距離を意味する。以下においては、距離Ｄ２と記載する。

＜側壁部及びリッドの接合＞
次に、側壁部８の上面８Ｂ及びリッド１０の下面１０Ａの接合について説明する。
本実施形態では、側壁部８の上面８Ｂの誘電体膜２２が形成されていない領域に、スパッタリングや蒸着により、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される接続部材１２が形成されている。そして、形成された接続部材１２の上面及びリッド１０の下面１０Ａが、陽極接合で接合されている。

陽極接合は、ガラス及び金属またはガラス及びシリコンを接触させ，金属側を陽極として、両者の間に所定の電圧を加えながら加熱することにより接合を行うものである。この陽極接合により、ガラスと金属という大きく性質の異なる材料どうしを、半田や接着剤のような介在物を用いることなく接合することができる。なお、接続部材１２の材料として、アルミニウムやアルミニウム合金の代わりにチタンやチタン合金を用いて、陽極接合により接合することもできる。
以上のように、接続部材１２及びリッド１０が陽極接合で接合されるので、気密性の高い堅固な接続が可能になる。

＜接続部材の高さ＞
上記のように、誘電体膜２２が反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）及び上面８Ｂに連続して形成されているので、誘電体膜２２がリッド１０の下面１０Ａと接触する可能性がある。仮に、誘電体膜２２がリッド１０と接触した場合、陽極接合で接続部材１２及びリッド１０を適切に接合することができなくなる。
そこで本実施形態では、図３に示すように、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２より高くなっている。つまり、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有する。

以上のように、本実施形態では、反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）及び上面８Ｂに誘電体膜２２が連続して形成されているので、確実に反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）の全面に誘電体膜２２を形成することができ、高い反射率を有する反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）が得られる。これとともに、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２より高いので、接続部材１２だけがリッド１０と接触し、確実に気密性の高い接合構造が得られる。

上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の厚みに対応する高さ（寸法）Ｈ２は、ある程度のばらつきが考えられるが、高さ（寸法）Ｈ２に多少のばらつきがあっても、確実に接続部材１２だけがリッド１０と接触するようにする必要がある。これを実現するため、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１は、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２の１．５〜２．５倍の範囲内にあることが好ましく、１．８〜２．２倍の範囲内にあることが更に好ましい。
仮に、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２が０．４〜１．０μｍとすれば、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１は、０．６〜２．５μｍ程度とするのが好ましいといえる。

以上のように、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が誘電体膜２２の高さの１．５〜２．５倍の範囲内にある場合には、誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２にばらつきがあったとしても、確実に接続部材１２のみがリッド１０と接触する構造を形成できる。これにより、確実に気密性の高い接合構造が得られる。

上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の上端とリッド１０の下面１０Ａの間の”Ｈ１−Ｈ２”で示される高さの隙間が生じるので、そこに半導体レーザ６から出射された光が入り込む可能性がある。しかし、本実施形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された接続部材１２の内側面１２Ｂが、補助反射面として機能することができる。

以上のように、本実施形態では、接続部材１２の内側面１２Ｂが補助反射面として機能するので、リッド１０の直下まで反射面を有する構造が得られ、光の取り出し効率を高めることができる。特に、本実施形態では、接続部材１２がアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されるので、陽極接合により気密性の高い堅固な接続が可能になるとともに、補助反射面として機能することができる。

＜接続部材及び誘電体膜の間隔＞
図３を参照しながら更に詳細に説明すると、接続部材１２の内側面１２Ｂと、側壁部８の上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部との間に間隔Ｄ１を有する。つまり、上方からの平面視において、側壁部８の全周で、接続部材１２の内側面１２Ｂと、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部との間に所定の間隔（Ｄ１）を有しているということができる。

上記のように、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部の位置にばらつきが生じるが、本実施形態では、接続部材１２の内側面１２Ｂと、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部との間に間隔Ｄ１を有するので、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部の位置がばらついても、確実に、誘電体膜２２との干渉なく、接続部材１２を側壁部８の上面８Ｂに配置することができる。

上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の距離Ｄ２は、ある程度のばらつきが考えられるが、Ｄ２に多少のばらつきがあっても、確実に誘電体膜２２との干渉なく接続部材１２を側壁部８の上面８Ｂに配置する必要がある。これを実現するため、間隔Ｄ１が、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部及び反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）との境界である内側の端部の間の距離Ｄ２の０．５〜２倍の範囲内にあることが好ましく、０．８〜１．５倍の範囲内にあることが更に好ましい。
仮に、誘電体膜２２の距離Ｄ２が０．８〜２μｍ程度とすれば、間隔Ｄ１が、０．４〜４μｍ程度とするのが好ましいといえる。

以上のように、接続部材１２の内側面１２Ｂ及び誘電体膜２２の外側の端部の間隔Ｄ１が、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の外側の端部及び内側の端部の間の距離Ｄ２の０．５〜２倍の範囲内にある場合には、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の距離Ｄ２がばらついたとしても、誘電体膜２２との干渉なく、確実に接続部材１２を側壁部８の上面８Ｂに配置できる。

（第２の実施形態に係るリッドの接合構造の説明）
次に、図４を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係るリッドの接合構造を説明する。図４は、図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第２の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。

本実施形態では、図３に示す第１の実施形態に比べて、更に、接続部材１２と接触する領域を除くリッド１０の下面１０Ａに、反射防止膜として機能する誘電体膜２４が形成されている点で異なる。誘電体膜２４の形成時にマスクを施すことにより、誘電体膜２４の外側の端部と接続部材１２の内側面１２Ｂとの間に、間隔Ｄ１を有するようになっている。ただし、誘電体膜２４の外側の端部及び接続部材１２の内側面１２Ｂの間の間隔は、形成されるマスクの端部の位置のばらつきに応じて、Ｄ１と異なるようにすることもできる。仮に、誘電体膜２４の外側の端部及び接続部材１２の内側面１２Ｂの間の間隔がＤ１より大きい場合、リッド１０における反射防止機能を考慮すると、Ｄ１＋Ｄ２よりも小さいことが好ましい。図４には、リッド１０の上面１０Ｂにも、反射防止膜として機能する誘電体膜２６が形成されているが、リッド１０の下面１０Ａにだけ誘電体膜が形成されている場合もあり得る。

積層する材料及び膜厚を適切に設定することにより、誘電体膜２４、２６によりリッド１０の上下面１０Ａ、Ｂの反射を抑制することができ、リッド１０から出射される光の取り出し効率を高めることができる。

接続部材１２と接触する領域を除くリッド１０の下面１０Ａに誘電体膜２４が形成されているが、その場合であっても、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法）Ｈ３の合計より大きくなっている。つまり、Ｈ１＞Ｈ２＋Ｈ３の関係を有する。

本実施形態では、少なくともリッド１０の下面１０Ａに反射防止膜として機能する誘電体膜２４が形成されているので、リッド１０の上面１０Ｂからの光取り出し効率を高めることができる。これとともに、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法）Ｈ３の合計より大きいので、接続部材１２だけがリッド１０と接触し、確実に気密性の高い接合構造が得られる。

上面８Ｂに形成された誘電体膜２２高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法）Ｈ３は、ある程度のばらつきが考えられるが、高さ（寸法）Ｈ２及びＨ３に多少のばらつきがあっても、確実に接続部材１２だけがリッド１０と接触するようにする必要がある。これを実現するため、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１は、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法)Ｈ３の合計の１．５〜２．５倍の範囲内にあることが好ましく、１．８〜２．２倍の範囲内にあることが更に好ましい。

仮に、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法)Ｈ３が、それぞれ０．４〜１μｍ程度とすれば、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１は、１．２〜５μｍ程度とするのが好ましいといえる。

以上のように、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、上面８Ｂに形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ寸法Ｈ２の合計の１．５〜２倍の範囲内にある場合には、仮に誘電体膜２２、２４の高さ(寸法）にばらつきがあったとしても、確実に接続部材１２のみがリッド１０と接触する構造を形成できる。これにより、確実に気密性の高い接合構造が得られる。
その他の点については、上記の第１の実施形態と同様であるので、更なる説明は省略する。

（第３の実施形態に係るリッドの接合構造の説明）
次に、図５を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係るリッドの接合構造を説明する。図５は、図１のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、本発明の第３の実施形態に係るリッドの接合構造を示す図である。

本実施形態では、図３に示す第１の実施形態に比べて、側壁部８の内側面８Ａに形成された反射膜２０が、側壁部８の内側面８Ａだけでなく、更に側壁部８の上面８Ｂにまで連続して形成されている点で異なる。これにより、確実に側壁部８の内側面８Ａの全面に反射膜２０を形成することができるので、反射面２０Ａの反射率を向上させることができる。

この場合、側壁部８の上面８Ｂに形成された反射膜２０の高さ（寸法）をＨ４、その上に形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）をＨ２とすると、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された反射膜２０の高さ（寸法）Ｈ４及びこの反射膜２０の上に形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２の合計より大きくなっている。つまり、Ｈ１＞Ｈ２＋Ｈ４の関係を有する。

本実施形態では、側壁部８の側壁部８の上面８Ｂにまで反射膜２０が連続して形成されているので、反射面２０Ａ（内側面８Ａの領域）の反射率を向上させることができる。これとともに、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された反射膜２０の高さ（寸法）Ｈ４及びこの反射膜２０の上に形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２の合計より大きいので、接続部材１２だけがリッド１０と接触し、確実に気密性の高い接合構造が得られる。

更に、本実施形態に、上記の第２の実施形態を組み合わせることもあり得る。つまり、本実施形態において、更に、接続部材１２と接触する領域を除くリッド１０の下面１０Ａに反射防止膜として機能する誘電体膜２４が形成されている場合もあり得る。この場合、リッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法）をＨ３とすると、接続部材１２の高さ（寸法）Ｈ１が、側壁部８の上面８Ｂに形成された反射膜２０の高さ（寸法）Ｈ４、その上に形成された誘電体膜２２の高さ（寸法）Ｈ２及びリッド１０の下面１０Ａに形成された誘電体膜２４の高さ（寸法）Ｈ３の合計より大きくなっている。つまり、Ｈ１＞Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４の関係を有する。これにより、接続部材１２だけがリッド１０と接触し、確実に気密性の高い接合構造が得られる。

（光源装置の製造方法）
次に、図６Ａ〜図６Ｅを参照しながら、本発明に係る光源装置の製造方法の一例を示す。図６Ａ〜図６Ｅは、本発明に係る光源装置の製造方法の一例における各工程を示す模式図である。以下の説明では、図３に示す第１の実施形態に係るリッドの接合構造を有する場合を例にとって説明する。

図６Ａに示すように、窒化アルミニウムからなる基板にパターニングして、半導体レーザの正極及び負極と電気的に繋がる配線層を有する基板４を準備する。配線層が形成されている基板４を購入して使用してもよい。そして、基板４の側壁部８の取り付け領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる下地層と、接合層である第３層とから構成される接合膜３０を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の下地層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。

次に、図６Ｂに示すように、シリコンの異方性エッチングにより、傾斜した内側面８Ａを有する側壁部８を準備する。傾斜した内側面が形成された側壁部を購入して使用してもよい。そして、側壁部８の内側面８Ａを除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる下地層と、反射層である第３層とから構成される反射膜２０を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の下地層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。

更に、側壁部８の内側面８Ａ及びそれに連続する上面８Ｂの一部の領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、誘電体膜を形成する。これにより、側壁部８の内側面Ａに形成された反射膜２０及び側壁部８の上面８Ｂに反射率を向上させる誘電体膜２２を連続して形成することができる。

更に、側壁部８の下面を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、側壁部８の下面に、第１層及び第２層からなる下地層と、接合層である３層とから構成される接合膜３２を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の下地層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層だけを側壁部８の下面に直接形成することもできる。

更に、側壁部８の上面８Ｂの接続部材取り付け領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される接続部材１２を形成する。これにより、側壁部８の上面８Ｂに接続部材１２を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、接合膜３０、３２の製造プロセスと同様に、下地層を側壁部８の上面８Ｂに形成した後、その上に接続部材１２を形成することもできる。

次に、図６Ｃに示すように、ガラスからなるリッド１０を準備し、側壁部８に形成された接続部材１２の上面１２Ａ及びリッド１０の下面１０Ａを接触させた状態で、接続部材１２側を陽極として、両者の間に所定の電圧を加えながら加熱することにより、陽極接合を行う。これにより、接続部材１２及びリッド１０の気密性の高い接合構造が得られる。

次に、図６Ｄに示すように、このパッケージの基板４上に半導体レーザ６を実装する。実装方法の一例として、半導体レーザ６の底面側のｎ電極及び基板４に設けられた配線層をバンプ等の接合部材を介して接合し、半導体レーザ６の上面側のｐ電極及び基板４に設けられた配線層をワイヤボンディングすることが挙げられる。また、他の一例としては、同一面側にｎ電極及びｐ電極を有する半導体レーザ６を用いて、ｎ電極及びｐ電極の双方と配線層とを接合部材を介して接合してもよい。
また、半導体レーザ６は、サブマウントを介して基板４上に実装することもできる。サブマウントは、典型的には、電気絶縁性が高く、熱伝導率の高い材質である。例えば、窒化アルミニウムや炭化ケイ素が挙げられる。

次に、図６Ｅに示すように、基板４に形成された接合膜３０の接合面、及び側壁部８の下面に形成された接合膜３２の接合面の間を、例えば、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）からなる金属接合材３４を用いて、金属溶融接合で接合する。これにより、金属接合材３４による、基板４及び側壁部８の気密性の高い接合構造が得られる。
ただし、金属接合材３４を用いた接合プロセスだけでなく、例えば、接合膜３２の接合面及び接合膜３２の接合面を加熱、加圧することにより、拡散接合で接合することもできる。

以上のような製造プロセスにより、図１に示すような、半導体レーザ６がパッケージ内に気密に収納された光源装置２を製造することができる。
なお、図６Ｄに示す工程は、図６Ａに示す工程の後であって、図６Ｅに示す工程の前であれば、図６Ｂ、Ｃの工程とは個別に、任意のタイミングで行うことができる。更に、上記の製造プロセスの各工程の順番は任意に変更することができる。このとき、後の工程により先の工程の材料が溶融しないようにするため、融点の高いものを先につけるように各工程の順番を定めるのが好ましい。

（その他の実施形態）
上記の実施形態では１つの光源装置を例に説明しているが、基板４や側壁部８が複数連結された状態で製造し、適当なところで分割してもよい。これにより複数の光源装置を効率よく製造することができる。
上記の実施形態では、基板４及び側壁部８が別部材で構成されているが、これに限られるものではなく、基板と側壁部が一体的に形成されたパッケージ部材を用いることもできる。
上記の実施形態では、陽極接合を用いて、接続部材１２及びリッド１０を接合しているが、これに限られるものではなく、溶接、半田付け、接着をはじめとするその他の接合手段を用いることもできる。この場合には、接続部材１２の材料として、アルミニウムやチタン以外の金属材料や、樹脂材料、セラミック材料等を用いることもできる。
また、半導体レーザ６が収納される凹部内に、フォトダイオードやツェナーダイオードが収納されていてもよい。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

２ 光源装置
４ 基板
６ 半導体レーザ
８ 側壁部
８Ａ 内側面
８Ｂ 上面
１０ リッド
１０Ａ 下面
１０Ｂ 上面
１２ 接続部材
１２Ａ 上面
１２Ｂ 内側面
２０ 反射膜
２０Ａ 反射面
２２ 誘電体膜
２４ 誘電体膜
２６ 誘電体膜
３０ 接合膜
３２ 接合膜
３４ 金属接合材

Claims (12)

1. 基板と、
   前記基板上に配置された半導体レーザと、
   前記半導体レーザを囲むように形成された側壁部と、
   前記基板及び前記側壁部で囲まれた空間を覆う透光性を有するリッドと、
   前記側壁部の全周に渡って、前記側壁部の上面及び前記リッドの下面の間を気密に接続する接続部材と、
   を備え、
   前記側壁部が、前記上面と繋がった内側面であって、前記半導体レーザから出射された光を前記リッドの方向に反射するように傾斜した反射面を有し、
   前記反射面及び前記上面に、誘電体膜が連続して形成されており、
   前記側壁部の上面が段差を有さない平面であり、
   前記接続部材の高さ寸法が、前記上面に形成された誘電体膜の高さ寸法より大きいことを特徴とする光源装置。
2. 前記接続部材の高さ寸法が、前記上面に形成された誘電体膜の高さ寸法の１．５〜２．５倍の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記接続部材と接触する領域を除く前記リッドの下面に誘電体膜が形成されており、
   前記接続部材の高さ寸法が、前記上面に形成された誘電体膜の高さ寸法及び前記リッドの下面に形成された誘電体膜の高さ寸法の合計より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記接続部材の高さ寸法が、前記上面に形成された誘電体膜の高さ寸法及び前記リッドの下面に形成された誘電体膜の高さ寸法の合計の１．５〜２倍の範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 上方からの平面視において、前記接続部材の内側面と、前記上面に形成された前記誘電体膜の外側の端部との間に所定の間隔を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光源装置。
6. 前記所定の間隔が、前記上面に形成された前記誘電体膜の前記外側の端部及び前記反射面との境界である内側の端部の間の距離の０．５〜２倍の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記接続部材の内側面が補助反射面として機能することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光源装置。
8. 前記接続部材がアルミニウムもしくはアルミニウム合金、またはチタンもしくはチタン合金から構成されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の光源装置。
9. 前記リッドがガラスから形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の光源装置。
10. 前記接続部材及び前記リッドが陽極接合で接合されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光源装置。
11. 前記反射面の前記誘電体膜の下側に、銀を含む膜が形成されていることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の光源装置。
12. 前記側壁部がシリコンで構成されることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の光源装置。

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