WO2011096512A1 - 半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置 - Google Patents

半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置 Download PDF

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林 伸彦
畑 雅幸
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor light emitting device, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, and an optical device, and more particularly, a semiconductor light emitting device including a base portion to which a semiconductor light emitting element is attached and a cap portion covering the semiconductor light emitting element.
  • the present invention relates to a manufacturing method and an optical device.
  • semiconductor light emitting devices are widely used as light sources for optical disk systems, optical communication systems, and the like.
  • an infrared semiconductor laser element that emits a laser beam of about 780 nm has been put into practical use as a light source for reproducing a CD.
  • a red semiconductor laser element that emits a laser beam having a wavelength of about 650 nm has been put to practical use as a light source for DVD recording / reproduction.
  • a blue-violet semiconductor laser element that emits a laser beam of about 405 nm has been put into practical use as a light source for a Blu-ray disc.
  • a semiconductor light emitting device including a package having a base portion to which a semiconductor light emitting element is attached and a cap portion covering the semiconductor light emitting element is conventionally known.
  • a semiconductor light emitting device including a package having a base portion to which a semiconductor light emitting element is attached and a cap portion covering the semiconductor light emitting element is conventionally known.
  • JP-A-9-205251 JP-A-9-205251.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-205251 discloses a header (base portion) made of a resin molded product having a flange surface, and an Si submount (base) on an element installation portion formed integrally with the header.
  • a semiconductor laser plastic molding apparatus including a semiconductor laser element attached in this manner and a resin-made transparent cap covering the periphery of the semiconductor laser element is disclosed.
  • the open end of the transparent cap is joined to the flange surface of the header via an adhesive containing an epoxy-based material, thereby allowing the semiconductor
  • the laser element is hermetically sealed in a package surrounded by a header and a transparent cap.
  • the header and the transparent cap are formed of a resin material. Therefore, when volatile organic gas is generated from the resin material, the organic gas Is considered to fill the package. In addition, since an epoxy-based adhesive is used for joining the header and the transparent cap, it is considered that a large amount of organic gas is generated from this adhesive.
  • the blue-violet semiconductor laser element is operated with a large amount of organic gas filled in the package, the organic gas is excited by the laser beam emitted from the laser emission end face and decomposed in the vicinity of the laser emission end face. As a result, there is a risk that deposits may be formed on the laser emission end face. In this case, the adhering material absorbs the laser beam and causes a rise in the temperature of the laser emission end face, which disadvantageously degrades the laser element.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress the deterioration of the semiconductor light emitting element and to increase the size of the package. It is an object to provide a semiconductor light-emitting device, a method for manufacturing the semiconductor light-emitting device, and an optical device that can suppress the above.
  • a semiconductor light emitting device includes a semiconductor light emitting element and a package for sealing the semiconductor light emitting element.
  • the package is attached to the base part to which the semiconductor light emitting element is attached.
  • a cap portion that covers the light emitting element, and at least one of the base portion and the cap portion is formed of a mixture of a resin and a gas absorbent.
  • At least one of the base portion and the cap portion is formed of a mixture of a resin and a gas absorbent. Even when a resin is used as at least one of the constituent materials, the volatile organic gas generated from the resin can be absorbed by the gas absorbent mixed in the resin. As a result, it is possible to suppress the organic gas from being filled in the package for sealing the semiconductor light emitting device, so that it is excited or decomposed by the light emitted from the semiconductor light emitting device and is solid on the light emitting end face of the semiconductor light emitting device. It can suppress that it forms as a deposit
  • the gas absorbent is mixed in at least one of the base part and the cap part, it is not necessary to separately install a member containing the gas absorbent in the package. Thereby, since it is not necessary to enlarge the internal volume of a package, it can suppress that the size of a package becomes large.
  • the cap portion is formed of a mixture, has a light transmitting portion through which light emitted from the semiconductor light emitting element is transmitted outward, and the resin is light transmitting
  • the gas absorbent is mixed in the mixture constituting the cap part other than the light transmission part. If comprised in this way, since the cap part which has a light transmissive part can be formed using the same resin which has translucency, while being able to manufacture a cap part easily, the structure of a cap part Can be simplified. Further, since the gas absorbent is mixed in the resin constituting the cap part other than the light transmission part, light absorption or light scattering by the gas absorbent does not occur in the light transmission part. Thereby, it is possible to reliably emit the emitted light from the light transmitting portion, and it is possible to suppress the organic gas generated from the resin of the cap portion including the light transmitting portion from being filled in the package.
  • the gas absorbent is at least one of synthetic zeolite, silica gel, and activated carbon. If comprised in this way, while being able to fully absorb the organic gas emitted from resin, at least any one of a base part and a cap part is easily formed with the mixture of resin and the gas absorbent which consists of said material. can do.
  • a gas barrier layer is formed on the surface of at least one of the base portion and the cap portion formed of the mixture.
  • the gas barrier layer means a layer made of a material having a lower gas permeability than the resin constituting the base portion and the cap portion.
  • the semiconductor light emitting device is integrally formed with a plurality of lead terminals attached to the base portion and arranged on the same plane, and an element installation portion on which the semiconductor light emitting element is placed.
  • the heat dissipating part is further provided, and the heat dissipating part is disposed outside the plurality of lead terminals. That is, in the direction parallel to the plane in which the plurality of lead terminals are arranged, the lead terminal located on the outermost side of the plurality of lead terminals is sandwiched between the heat radiating portion and the other lead terminals.
  • the heat radiating portion is not disposed between the plurality of lead terminals.
  • fever from a semiconductor light-emitting element in the limited space between a 1st lead terminal and a 2nd lead terminal, the surface area of a thermal radiation part is reduced. Can be bigger. Thereby, the thermal radiation characteristic in a thermal radiation part can be improved.
  • the heat radiating part is arranged on the same plane. If comprised in this way, each lead terminal and a thermal radiation part can be easily formed with a lead frame etc., for example. Furthermore, when this semiconductor light emitting device is attached to a housing such as an optical pickup device, for example, the heat radiating portion and the housing can be easily fixed, so that the heat generated by the semiconductor light emitting element can be easily generated in the housing. Can dissipate heat.
  • the heat dissipating part and the element installation part are connected by a connecting part extending from the front side to the rear side of the base part, and the connection region between the heat dissipating part and the connecting part is: It is arranged on the rear surface side of the base part. If comprised in this way, since heat dissipation area can fully be ensured, the heat
  • connection region is disposed on the rear surface side of the base portion, preferably, at least a part of the connection region is exposed from the rear surface of the base portion. If comprised in this way, since a thermal radiation part can be easily exposed to the exterior of a base part, the thermal radiation characteristic in a thermal radiation part can be improved.
  • the heat radiating portion is preferably disposed outside the cap portion. If comprised in this way, a semiconductor laser element can be sealed easily in the state which maintained heat dissipation.
  • the heat radiating portion is disposed outside the plurality of lead terminals on at least one side of both sides of the base portion. That is, the heat radiating part is sandwiched between the one side surface of the base part and the lead terminal located on the outermost side of the plurality of lead terminals, and the heat radiating part is disposed between the plurality of lead terminals. Not placed. If comprised in this way, even if it has a heat radiating part only in one side of a base part, the heat which a semiconductor light emitting element emits can be radiated to the exterior from a heat radiating part via a connecting part. Thereby, the width
  • the lead terminal preferably includes a first lead terminal attached to the rear surface of the base portion, and the element installation portion is formed integrally with the first lead terminal. If comprised in this way, the role of a thermal radiation function can be combined also with a 1st lead terminal. Thereby, the heat dissipation of the semiconductor laser device can be further improved.
  • the lead terminal preferably includes a second lead terminal attached to the rear surface of the base portion, and the element installation portion and the second lead terminal are arranged on different planes. . If comprised in this way, the number of lead terminals can be increased easily, without reducing the width
  • At least a part of the connecting part and the heat dissipating part are bent. If comprised in this way, the surface area of a thermal radiation part can be enlarged further. Thereby, since the heat radiating part can be extended and arranged also in the bent direction, the heat radiating characteristics can be further improved.
  • At least a part of the connecting portion and the heat radiating portion are bent in a direction parallel to the rear surface of the base portion.
  • the width of the heat radiating portion is larger than the width of the lead terminal. If comprised in this way, the heat
  • the resin has stretchability, and the semiconductor light emitting element is sealed by fitting the base portion and the cap portion. If comprised in this way, since a base part and a cap part can be stuck closely, the inside of a package can be sealed easily. That is, since it is not necessary to further use an adhesive or the like for performing sealing, generation of organic gas can be suppressed.
  • the base portion and the cap portion are both formed of a mixture of a resin and a gas absorbent, and the gas mixed in the resin constituting the cap portion.
  • the ratio of the absorbent to the resin is smaller than the ratio of the gas absorbent mixed in the resin constituting the base portion to the resin. If comprised in this way, since the elasticity by the resin in a cap part can be maintained easily, a base part and a cap part can be made to fit reliably.
  • the base portion has an outer peripheral surface that tapers from the rear surface side to the front surface side of the base portion
  • the cap portion has an outer periphery that tapers the base portion. Mates to the surface. If comprised in this way, it will become easier to fit a cap part with respect to the outer peripheral surface of a base part.
  • the cap portion fits while expanding and contracting in accordance with the tapered shape of the outer peripheral surface. Thereby, the inside of the package in which the semiconductor light emitting element is placed can be hermetically sealed more reliably.
  • a method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of forming a base portion and a cap portion, a step of attaching a semiconductor light emitting element to the base portion, and fitting the base portion and the cap portion.
  • the step of forming the base portion and the cap portion is formed by molding a mixture of a resin and a gas absorbent, at least one of the base portion and the cap portion. The process of carrying out is included.
  • At least one of the base portion and the cap portion is formed by molding a mixture of a resin and a gas absorbent. Even when a resin is used as a constituent material of at least one of the base part and the cap part, the volatile organic gas generated from the resin is absorbed by the gas absorbent mixed in the resin. Can do. As a result, it is possible to suppress the organic gas from being filled in the package for sealing the semiconductor light emitting device, so that it is excited or decomposed by the light emitted from the semiconductor light emitting device and is solid on the light emitting end face of the semiconductor light emitting device. It can suppress that it forms as a deposit
  • the gas absorbent is mixed in at least one of the base part and the cap part, it is not necessary to separately install a member containing the gas absorbent in the package. Thereby, since it is not necessary to enlarge the internal volume of a package, it can suppress that the size of a package becomes large.
  • the base portion and the cap portion are both formed of a mixture of a resin and a gas absorbent, and the gas mixed in the resin constituting the cap portion.
  • the ratio of the absorbent to the resin is smaller than the ratio of the gas absorbent mixed in the resin constituting the base portion to the resin.
  • An optical device includes a semiconductor light emitting device including a semiconductor light emitting element, a package for sealing the semiconductor light emitting element, and an optical system for controlling light emitted from the semiconductor light emitting device. And a base part to which the semiconductor light emitting element is attached, and a cap part that is attached to the base part and covers the semiconductor light emitting element, and at least one of the base part and the cap part is made of a mixture of a resin and a gas absorbent. Is formed.
  • At least one of the base portion and the cap portion is formed of a mixture of a resin and a gas absorbent, thereby at least the base portion and the cap portion.
  • a resin is used as one of the constituent materials, volatile organic gas generated from the resin can be absorbed by the gas absorbent mixed in the resin.
  • the gas absorbent is mixed in at least one of the base part and the cap part, it is not necessary to separately install a member containing the gas absorbent in the package. Thereby, since it is not necessary to enlarge the internal volume of a package, it can suppress that the size of a package becomes large.
  • 1 is a longitudinal sectional view along a center line in a width direction of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. It is an expanded sectional view of the mixture of resin of this invention and a gas absorbent. 1 is a top view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. It is a front view when the semiconductor laser device by 1st Embodiment of this invention is seen from the emission direction of a laser beam in the state which removed the cap part. It is a top view for demonstrating the manufacturing process of the semiconductor laser apparatus by 1st Embodiment of this invention.
  • the semiconductor laser device 100 is an example of the “semiconductor light emitting device” in the present invention.
  • the semiconductor laser device 100 includes a blue-violet semiconductor laser element 20 having an oscillation wavelength of about 405 nm and a package 50 that seals the blue-violet semiconductor laser element 20.
  • the package 50 includes a base portion 10 to which the blue-violet semiconductor laser element 20 is attached and a cap portion 30 attached to the base portion 10 and covering the blue-violet semiconductor laser element 20.
  • the blue-violet semiconductor laser element 20 is an example of the “semiconductor light emitting element” in the present invention.
  • the base portion 10 has a substantially cylindrical header portion 10a having an outer diameter D1, and a lower half (entire surface 10h) on the front side 10c of the header portion 10a is forward (laser). And a pedestal portion 10b extending in the light emitting direction (A1 direction).
  • the base portion 10 is formed of a mixture of particulate gas absorbents 16 (synthetic zeolite) mixed in a predetermined ratio with respect to the epoxy resin 15.
  • the gas absorbent 16 is present in a state where individual particles have a particle diameter of several tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m.
  • the particulate gas absorbent 16 has a role of absorbing volatile organic gas generated by the resin 15.
  • the epoxy resin and the synthetic zeolite are examples of the “resin” and the “gas absorbent” in the present invention, respectively.
  • lead terminals 11, 12 and 13 made of a metal lead frame having a width W5 penetrate from the front surface 10c side (A1 side) to the rear surface 10d side (A2 side) of the base portion 10 in a state of being insulated from each other.
  • the lead terminal 11 penetrates substantially the center of the header portion 10a (front surface 10c) of the base portion 10.
  • the lead terminals 12 and 13 are arranged on the same plane on the outer side (B2 side and B1 side) in the width direction (B direction) of the lead terminal 11, respectively.
  • the lead terminals 11, 12 and 13 have rear end regions 11a, 12a and 13a extending rearward (A2 side), respectively.
  • the rear end regions 11a, 12a and 13a are exposed from the rear surface 10d of the base portion 10.
  • the lead terminal 11 is an example of the “first lead terminal” in the present invention.
  • the lead terminals 11, 12 and 13 have front (A1 side) front end regions 11b, 12b and 13b, respectively.
  • the front end regions 11b, 12b, and 13b are exposed from the front surface 10c of the header portion 10a and are disposed on the upper surface 10e of the pedestal portion 10b.
  • the front end region 11b of the lead terminal 11 extends in the B direction on the front side of the front end regions 12b and 13b of the lead terminals 12 and 13 on the base portion 10b, and has a width W1 (W1 ⁇ D1).
  • W1 width
  • the blue-violet semiconductor laser element 20 is fixed substantially at the center of the front end region 11b.
  • the front end region 11b is an example of the “element placement portion” in the present invention.
  • the front end region 11 b of the lead terminal 11 is approximately on both sides in the B direction with respect to the lead terminal 11 (on the opposite side (outside) of the lead terminals 12 and 13 from the lead terminal 11).
  • a pair of heat dissipating parts 11d arranged symmetrically is connected. More specifically, connection portions 11c extending rearward (A2 direction) from both ends in the width direction (B2 side and B1 side) of the front end region 11b of the lead terminal 11 are formed.
  • the connection portion 11c has a width W2.
  • the connection portion 11c extends rearward from the front end region 11b outside the lead terminals 12 and 13 (B2 side and B1 side) and penetrates from the front surface 10c of the base portion 10 to the rear surface 10d.
  • the heat radiating portion 11d is connected to the rear end region 11h of the connecting portion 11c exposed from the rear surface 10d of the base portion 10.
  • the rear end region 11h of the connection portion 11c is an example of the “connection region” in the present invention.
  • the heat radiating portion 11d has a first heat radiating portion 11f having one end connected to the rear end region 11h of the connecting portion 11c and a second width W4 connected to the other end of the first heat radiating portion 11f. 11g of heat dissipation parts.
  • the second heat radiating portion 11g is connected to the other end of the first heat radiating portion 11f.
  • the direction is changed from front to front (A1 direction). Therefore, as shown in FIG. 4, the second heat radiating portion 11g extends substantially parallel to the outer peripheral surface 10f with a distance W6 from the outer peripheral surface 10f of the base portion 10. That is, the connection part 11c and the heat radiating part 11d have a substantially U shape when seen in a plan view, and are formed on the same plane as the upper surface 10e of the pedestal part 10b.
  • width W2 of the connecting portion 11c and the width W4 of the second heat radiating portion 11g are both wider than the width W5 of the portion penetrating the base portion 10 of the lead terminal 11 (W2> W5 and W4> W5). Therefore, heat generated by the blue-violet semiconductor laser element 20 operating in the package 50 is radiated to the outside of the semiconductor laser device 100 through the submount 40, the front end region 11b, and the heat radiating portions 11d on both sides.
  • the cap portion 30 is formed of a mixture of a gas absorbent made of synthetic zeolite and a silicon resin having translucency and stretchability.
  • the side wall portion 30a is formed in a substantially cylindrical shape having a diameter D3, and the bottom surface portion 30b closes one side (A1 side) of the side wall portion 30a.
  • Silicon resin is an example of the “resin” in the present invention.
  • the side wall portion 30a has a thickness (wall thickness) t1 of about 0.5 mm.
  • the bottom surface portion 30b has a thickness t2 (t2 ⁇ t1) slightly larger than the thickness t1.
  • a light transmission part 35 through which the laser light emitted from the blue-violet semiconductor laser element 20 can be transmitted to the outside is formed at the center of the bottom part 30b having a substantially circular shape.
  • the light transmission part 35 does not contain a gas absorbent, it has translucency, whereas the side wall part 30a and the bottom part 30b contain a gas absorbent and thus are transparent. Not light.
  • the base portion 10 and the cap portion 30 are mixed with the particulate gas absorbent (synthetic zeolite) 16 at a predetermined ratio with respect to the resin (epoxy resin, silicon resin) 15. It is formed by a mixture.
  • the gas absorbent 16 is present in a state where individual particles have a particle diameter of several tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m.
  • the particulate gas absorbent 16 has a role of absorbing volatile organic gas generated by the resin 15.
  • the gas absorbent 16 is preferably mixed in a range of about 70 wt% to about 90 wt% with respect to the resin (epoxy resin) 15.
  • the proportion of the epoxy resin in the base portion 10 is reduced and the amount of organic gas generated from the epoxy resin is suppressed, and at the same time, the gas absorbent in which the proportion in the base portion 10 is relatively increased.
  • the gas absorbent 16 is preferably mixed in a range of about 40 wt% to about 70 wt% with respect to the resin (silicon resin) 15.
  • the stretchability of the cap part 30 by the silicon resin can be maintained.
  • the side wall portion 30a and the bottom surface portion 30b of the cap portion 30 are not light-transmitting because the gas absorbent is mixed therein, whereas the light transmitting portion 35 is light-transmitting because the gas absorbent is not mixed therein. have.
  • a pad electrode 41 for die-bonding the blue-violet semiconductor laser element 20 and the monitor PD (photodiode) 42 is formed on the upper surface of the submount 40.
  • the blue-violet semiconductor laser element 20 is bonded to a predetermined region on the upper surface in front of the pad electrode 41 (A1 side).
  • a monitoring PD 42 is joined to a predetermined region on the upper surface behind (A2 side) the pad electrode 41.
  • the submount 40 is bonded to the surface of the front end region 11b of the lead terminal 11 via the conductive adhesive layer 5 made of Au—Sn solder on the lower surface.
  • the monitoring PD 42 has a p-type region 42b and an n-type region 42c, and the n-type region 42c side is joined to the submount 40.
  • the laser light emitted to the light reflecting surface 20b side of the blue-violet semiconductor laser element 20 is incident on the upper surface (light receiving surface 42a) of the p-type region 42b of the monitoring PD 42.
  • the light emitting surface 20a of the blue-violet semiconductor laser device 20 is flush with the A1 side end surface 40a of the submount 40, the front end region 11b of the lead terminal 11, and the front surface 10h of the base portion 10b of the base portion 10. Yes.
  • the light emitting surface 20a and the light reflecting surface 20b have a magnitude relationship between the light intensities of the laser beams emitted from the respective end surfaces with respect to the pair of resonator end surfaces formed in the blue-violet semiconductor laser element 20. Differentiated. That is, the end surface with the relatively large light intensity of the emitted laser light is the light emitting surface 20a, and the end surface with the relatively small intensity is the light reflecting surface 20b.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 has a resonator length (A direction) of about 250 ⁇ m or more and about 400 ⁇ m or less and an element width (B direction) of about 100 ⁇ m or more and about 200 ⁇ m or less. is doing.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 has a thickness (maximum thickness) of about 100 ⁇ m.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 includes an n-type cladding layer 22 made of Si-doped n-type AlGaN and a quantum well made of InGaN having a high In composition on the upper surface of an n-type GaN substrate 21.
  • the p-type cladding layer 24 is formed with a ridge (projection) 25 having a width of about 1.5 ⁇ m extending along a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5 (direction A of FIG. 1).
  • a waveguide structure is formed.
  • a current blocking layer 26 made of SiO 2 is formed to cover the upper surface of the p-type cladding layer 24 other than the ridge 25 and both side surfaces of the ridge 25.
  • a p-side electrode 27 made of Au or the like is formed on the ridge 25 of the p-type cladding layer 24 and the upper surface of the current blocking layer 26.
  • an n-side electrode 28 in which an Al layer, a Pt layer, and an Au layer are stacked in this order from the side closer to the n-type GaN substrate 21 is formed in substantially the entire region on the lower surface of the n-type GaN substrate 21.
  • a dielectric multilayer film having a low reflectance and a high reflectance is formed, respectively.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 is sub-mounted by a junction-up method. 40 (see FIG. 5).
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 is connected to the front end face 12b of the lead terminal 12 through a metal wire 91 made of Au or the like wire-bonded to the p-side electrode 27.
  • the monitoring PD 42 is connected to the front end face 13b of the lead terminal 13 through a metal wire 92 made of Au or the like wire-bonded to the p-type region 42b.
  • Both the n-side electrode 28 of the blue-violet semiconductor laser device 20 and the n-type region 42 c of the monitoring PD 42 are electrically connected to the lead terminal 11 via the submount 40.
  • the blue-violet semiconductor laser device placed on the pedestal portion 10 b by the side wall portion 30 a of the cap portion 30 being slid and fitted into the header portion 10 a from the A1 side toward the A2 side. 20 is hermetically sealed in the package 50.
  • the inner diameter D2 (see FIG. 1) of the cap part 30 is smaller by about 1% than the outer diameter D1 (see FIG. 1) of the header part 10a. Is preferred.
  • the inner surface 30c of the side wall portion 30a of the cap portion 30 can be fitted to the outer peripheral surface 10f of the base portion 10 in a state of being almost completely adhered.
  • intersect is chamfered in the circumferential shape.
  • the cap part 30 since the side wall part 30a of the cap part 30 is fitted so as to be inserted between the base part 10 and the heat radiation part 11d, the cap part 30 is fitted to the header part 10a (see FIG. 2). ), The heat dissipating part 11d of the lead terminal 11 is disposed outside the cap part 30 (side wall part 30a).
  • a gas barrier layer 17 made of SiO 2 is continuously formed on the outer peripheral surface 10f of the base portion 10 and the rear surface 10d of the header portion 10a.
  • a gas barrier layer 33 made of SiO 2 is continuously formed on the side wall portion 30a of the cap portion 30 and the outer surface 30d of the bottom surface portion 30b. That is, epoxy resin or silicon resin has high gas permeability because of its non-crystalline structure. Therefore, when the gas barrier layers 17 and 33 are not provided, the cap portion 30 is fitted to the header portion 10a to seal the package 50. Even if the operation is stopped, low molecular siloxane or volatile organic gas existing outside (in the atmosphere) of the semiconductor laser device 100 may permeate through the epoxy resin or silicon resin and enter the package 50.
  • the gas barrier layers 17 and 33 can be provided to prevent the organic gas from entering from the outside.
  • the gas barrier layers 17 and 33 may have a thickness of several tens of nm. Further, since the base portion 10 and the cap portion 30 contain a gas absorbent in the resin and the internal structure becomes a porous state, it is possible to provide the gas barrier layers 17 and 33 from the outside such as organic gas. It is very effective in blocking the intrusion of water.
  • the gas barrier layer 33 formed on the outer surface 30 d of the cap part 30 is also formed on the outer surface of the light transmission part 35.
  • the heat radiation portion 11 d and the connection portion 11 c are formed integrally with the front end region 11 b,
  • Lead terminals 12 and 13 arranged on both sides of the lead terminal 11 form a lead frame 105 that is repeatedly patterned in the lateral direction (B direction).
  • the lead terminals 12 and 13 are patterned in a state of being connected by the connecting portions 101 and 102 extending in the lateral direction (B direction).
  • each of the heat dissipating parts 11d is patterned in a state of being connected by a connecting part 103 extending in the lateral direction.
  • the base portion 10 for fixing the set of lead terminals 11 to 13 is molded.
  • the lead terminals 11 to 13 pass through the base portion 10 and are fixed so that the front end regions 11b to 13b and the rear end regions 11a to 13a are exposed from the base portion 10.
  • the base portion 10 is formed on the front end regions 11b to 13b side of the lead terminals 11 to 13, and includes the connection portion 11c. Further, on the lower side (C1 side in FIG. 2) of the front end regions 11b to 13b of the lead terminals 11 to 13, a pedestal portion 10b in which about half of the lower side of the front surface 10c of the base portion 10 extends forward is also formed.
  • the gas barrier layer 17 (see FIG. 2) made of SiO 2 is formed on the outer peripheral surface 10f of the header portion 10a and the pedestal portion 10b of the base portion 10 and on the rear surface 10d of the header portion 10a by using a vacuum deposition method. Form.
  • a mixture of an uncured silicone resin mixed with a silicone resin and a curing agent in a ratio of about 10 to 1 and a gas absorbent is poured into a mold (not shown) having a predetermined shape, and about 150 ° C.
  • the composition is cured by heating for about 30 minutes under the following temperature conditions.
  • the side wall part 30a of the cap part 30 and the bottom part 30b (refer FIG. 2) in which an opening part is formed in the approximate center part are shape
  • the absorption capacity of the synthetic zeolite can be improved.
  • the silicon resin before curing in which the gas absorbent is not mixed and the cap part 30 (parts of the side wall part 30a and the bottom face part 30b) molded in the above process are again formed into a mold having a predetermined shape (see FIG. (Not shown) and heated at about 150 ° C. for about 30 minutes.
  • the light transmission part 35 (refer FIG. 2) which has translucency is shape
  • the cap part 30 is taken out of the mold, and heated in an oven reduced in pressure by an oil-free pump for about two days under a temperature condition of about 240 ° C., so that the low molecular siloxane contained in the silicon resin is obtained. Remove. In addition, even if it heats for about 2 days, the low molecular siloxane in a silicon resin cannot be removed completely. However, the remaining low-molecular siloxane is reduced to an amount that can be absorbed by the gas absorbent mixed in the cap portion 30.
  • the cap part 30 is formed.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 and the monitor PD 42 are fabricated using a predetermined manufacturing process. Then, the blue-violet semiconductor laser device 20 and the monitor PD 42 chip are bonded to the submount 40 having the pad electrode 41 formed on one surface. At this time, the n-side electrode 28 side of the blue-violet semiconductor laser element 20 and the n-type region 42 c side of the monitoring PD 42 are joined to the pad electrode 41.
  • the submount 40 is joined to the front surface region 11 b (see FIG. 4) of the lead terminal 11 approximately at the center (lateral direction) through the conductive adhesive layer 5 (see FIG. 5). To do. At this time, the lower surface side of the submount 40 to which the blue-violet semiconductor laser device 20 and the monitor PD 42 are not bonded is bonded to the upper surface of the front end region 11b. Further, the submount 40 is bonded so that the light reflecting surface 20b of the blue-violet semiconductor laser element 20 faces the front surface 10c of the base portion 10.
  • the metal electrode 91 is used to connect the p-side electrode 27 of the blue-violet semiconductor laser device 20 and the front end region 12 b of the lead terminal 12. Further, the metal wire 92 is used to connect the p-type region 42 b of the monitoring PD 42 and the front end region 13 b of the lead terminal 13. In FIG. 7, the metal wires 91 and 92 are not shown.
  • the connecting portions 101, 102, and 103 are cut and removed by cutting along the separation lines 180 and 190.
  • the cap part 30 is put on the header part 10a of each separated base part 10 while fitting. In this way, the semiconductor laser device 100 (see FIG. 2) is formed.
  • the volatile organic gas generated from the resin of the base part 10 and the cap part 30 is removed from the gas absorbent. Can be absorbed by.
  • concentration in the package 50 can be made small.
  • the base portion 10 and the cap portion 30 are formed of the resin 15 mixed with the gas absorbent 16, there is no need to separately install a member containing the gas absorbent in the package 50. Thereby, since it is not necessary to increase the internal volume of the package 50, it is possible to suppress an increase in the size of the semiconductor laser device 100.
  • the size of the package 50 is substantially equal to the package size when formed without containing the gas absorbent 16, the resin 15 occupying the package 50 is contained by the amount contained in the package 50. Volume can be reduced. Thereby, since generation
  • the cap part 30 including the light transmission part 35 is made of a translucent silicon resin, the cap part 30 can be easily manufactured and the structure of the cap part 30 can be simplified. Can do.
  • a light transmitting portion 35 is formed of a silicon resin made of plate-like polydimethylsiloxane having a thickness of about 1 mm (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KE-106), and this is disposed at a distance of 1 mm from the light emitting surface 20a. did.
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  • the resin 15 has translucency, and the gas absorbent 16 is mixed into the mixture constituting the cap unit 30 other than the light transmission unit 35, whereby the cap unit 30 having the light transmission unit 35 is translucent. Therefore, the cap part 30 can be easily manufactured, and the structure of the cap part 30 can be simplified. Further, since the gas absorbent 16 is mixed in the resin 15 constituting the cap part 30 other than the light transmissive part 35, light absorption or light scattering by the gas absorbent 16 may occur in the light transmissive part 35. Absent. Thereby, it is possible to reliably emit the emitted light from the light transmitting portion 35 and to prevent the organic gas generated from the resin 15 of the cap portion 30 including the light transmitting portion 35 from being filled in the package 50. it can.
  • the organic gas generated from the resin 15 can be sufficiently absorbed, and the base portion 10 and the cap portion 30 are both made of the resin 15 and the gas absorbent 16. It can be easily formed with a mixture.
  • the gas barrier layer 17 is formed on the outer peripheral surface 10f of the base portion 10 formed by the mixture and the rear surface 10d of the header portion 10a, and on the outer surface 30d of the side wall portion 30a of the cap portion 30 and the bottom surface portion 30b.
  • low molecular siloxane, volatile organic gas, or the like existing outside (in the atmosphere) of the semiconductor laser device 100 permeates through the material of the base portion 10 or the cap portion 30 and is packaged. Since it can suppress entering into 50, degradation of the blue-violet semiconductor laser element 20 can further be suppressed.
  • the heat radiating part 11d extending outside the outer peripheral surface 10f of the base part 10, a sufficient heat radiating area can be secured, so that the heat generated by the blue-violet semiconductor laser element 20 is generated by the heat radiating part 11d. It is possible to sufficiently dissipate heat. Further, since the heat radiating portion 11d and the connecting portion 11c are connected at the rear surface 10d of the base portion 10, the blue-violet semiconductor laser device 20 is sealed on the front surface 10c side of the base portion 10 without interfering with the heat radiating portion 11d. The cap part 30 for doing can be attached.
  • the heat radiating portion 11d can be easily exposed to the outside of the base portion 10, so that the heat dissipation characteristics of the heat radiating portion 11d can be improved. Can be improved.
  • the heat dissipating part 11d is arranged outside the plurality of lead terminals 11 to 13 arranged on the same plane of the base part 10. That is, the lead terminal 12 or 13 located on the outermost side of the lead terminals 11 to 13 in the direction parallel to the same plane of the base portion 10 is sandwiched between the heat radiating portion 11d and the other lead terminals 11.
  • the heat dissipating part 11d is not arranged between the lead terminals 11-13.
  • the thermal radiation characteristic in the thermal radiation part 11d can be improved.
  • the lead terminals 11 to 13 and the heat radiating portion 11d are arranged in the same plane, for example, each lead terminal and the heat radiating portion 11d can be easily formed with a lead frame or the like.
  • the semiconductor laser device 100 is attached to a housing such as an optical pickup device, for example, the heat radiating portion 11d and the housing can be easily fixed, so that the heat generated by the blue-violet semiconductor laser device 20 is generated. The heat can be easily radiated to the housing.
  • the lead terminal 11 can also function as a heat dissipation function. Thereby, the heat dissipation of the semiconductor laser device 100 can be further improved.
  • the width W2 of the connecting portion 11c and the width W4 of the second heat radiating portion 11g are both wider than the width W5 of the portion penetrating the base portion 10 of the lead terminal 11 (W2> W5, W4> W5). .
  • the heat generated by the blue-violet semiconductor laser device 20 is transmitted to the front end region 11b of the lead terminal 11 via the submount 40, and then transmitted to the connecting portion 11c and the heat radiating portion 11d from the lead terminal 11 (heat). Easy to conduct). Thereby, the heat of the blue-violet semiconductor laser element 20 can be transmitted to each heat radiating portion 11d connected to the connecting portion 11c and reliably radiated to the outside of the semiconductor laser device 100.
  • the resin 15 has elasticity, and the blue-violet semiconductor laser element 20 is sealed by fitting the base portion 10 and the cap portion 30, whereby the inner side surface 30 c of the cap portion 30 is sealed with the base portion 10. Since it can be easily adhered to the outer peripheral surface 10f, the inside of the package 50 can be easily sealed. That is, since it is not necessary to further use an adhesive or the like for sealing, the generation of organic gas can be suppressed.
  • the ratio of the gas absorbent 16 mixed in the resin (silicon resin) 15 constituting the cap portion 30 to the silicon resin is such that the gas absorbent 16 mixed in the resin (epoxy resin) 15 constituting the base portion 10 Less than the ratio to the epoxy resin.
  • the base portion 110 is configured such that the outer diameter D1 of the outer peripheral surface 110f gradually decreases from the rear surface 110d of the header portion 110a toward the front surface 110c (110h) of the pedestal portion 110b.
  • the resin is molded to taper.
  • a claw portion 130e protruding inward from the inner side surface 130c of the side wall portion 130a is formed in a circumferential shape in the opening portion of the side wall portion 130a of the cap portion 130, and inside the bottom surface portion 130b of the cap portion 130.
  • a protruding portion 130f that protrudes toward the opening of the cap portion 130 is formed in a region facing the pedestal portion 110b.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 100a is the same as that of the first embodiment.
  • the cap is formed so that the outer peripheral surface 110f of the base portion 110 is resin-molded so as to have a tapered shape as shown in FIG. 8, and the claw portion 130e and the protruding portion 130f are provided.
  • the manufacturing process of the first embodiment is the same as that of the first embodiment except that the part 130 is resin-molded.
  • the inner side surface 130c of the cap portion 130 is more than the outer peripheral surface 110f of the base portion 110 (header portion 110a). Easy to fit.
  • the side wall portion 130a of the cap portion 130 can be fitted and expanded according to the taper shape of the outer peripheral surface 110f. As a result, the inside of the package on which the blue-violet semiconductor laser element 20 is placed can be more hermetically sealed.
  • the protruding portion 130f that protrudes toward the opening of the cap portion 130 is formed inside the bottom surface portion 130b of the cap portion 130, when the cap portion 130 is fitted into the base portion 110, the protruding portion 130f is By contacting the front surface 110c of the pedestal portion 110b, a gap having a predetermined interval can be reliably formed between the light emitting surface 20a of the blue-violet semiconductor laser device 20 and the light transmitting portion 135 of the cap portion 130. . Further, in this state, the claw portion 130e of the cap portion 130 can be engaged with the edge portion of the rear surface 110d of the header portion 110a while being elastically deformed, so that the cap portion 130 is forward (A1 direction) from the base portion 110. Can be prevented from falling off.
  • the remaining effects of the first modification of the first embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the lead terminal 11 and the front end region 11b are separated.
  • the front end region 11b and the front end portion 211b of the lead terminal 11 are electrically connected via a metal wire 93 made of Au or the like.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 100b is the same as that of the first embodiment.
  • the semiconductor laser device 100c according to the third modification of the first embodiment as shown in FIG. 10, unlike the first embodiment, the second heat radiation portion 11d disposed on both sides of the front end region 11b extends forward. It does not have the heat radiating part 11g.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Further, the illustration of the cap portion 30 fitted to the base portion 10 is omitted.
  • the heat radiating part 11d connected to the rear end region 11h of the connecting part 11c is composed of only the first heat radiating part 211f having a width W21 extending to the outside of the base part 10.
  • the width W21 is larger than the width W3 (see FIG. 4) of the first heat radiation part 11f of the first embodiment (W21> W3).
  • the remaining structure of the semiconductor laser device 100c according to the third modification of the first embodiment is similar to that of the first embodiment.
  • the first heat radiating portion 211f (see FIG. 10) is formed without forming the second heat radiating portion 11g in the first embodiment.
  • the manufacturing process other than the above is substantially the same as the manufacturing process of the first embodiment.
  • the semiconductor laser device 100c even if the second heat radiating part 11g is not provided, the heat radiating efficiency of the heat radiating part 11d can be easily maintained because the first heat radiating part 211f has the width W21.
  • the semiconductor laser device 100c since the second heat radiating portion 11g is not formed, the side of the base portion 10 is widely opened. Thereby, a structure like the cap part 30 (refer FIG. 1) which seals the blue-violet semiconductor laser element 20 can be combined more freely.
  • the remaining effects of the third modification example of the first embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • a semiconductor laser device 200 according to a second embodiment of the invention will be described.
  • the rear end region 11h of the connecting portion 11c exposed from the rear surface 10d of the base portion 10 is bent upward (C2 direction), which is a direction substantially parallel to the rear surface 10d.
  • C2 direction is a direction substantially parallel to the rear surface 10d.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 200 is the same as that of the third modification of the first embodiment. In the drawing, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the third modification of the first embodiment. It is illustrated.
  • the first heat radiating part 211f is substantially omitted from the top surface of the lead frame by using a press machine (not shown) with respect to the lead frame having the first heat radiating part 211f.
  • the manufacturing process is substantially the same as that of the third modified example of the first embodiment except that a step of bending vertically upward is added.
  • the heat radiating portion 11d (first heat radiating portion 211f) can be easily extended and arranged in the upward direction (C direction). Thereby, the surface area of the thermal radiation part 11d (1st thermal radiation part 211f) can be increased easily. Therefore, since the heat dissipation efficiency of the heat dissipation part 11d can be easily maintained, the heat dissipation characteristics can be further improved.
  • the rear end region 11h is bent upward, so that the heat radiating portion 11d extends substantially parallel to the rear surface 10d. That is, the surface area of the heat radiating part 11d (first heat radiating part 211f) can be easily increased without changing the length of the semiconductor laser device 200 in the full length direction (A direction).
  • the remaining effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • a semiconductor laser device 200a according to a modification of the second embodiment will be described.
  • a second heat radiating portion 211g extending forward from a first heat radiating portion 211f bent upward is formed as compared with the semiconductor laser device 200 of the second embodiment. Except that, it has the same configuration.
  • symbol is attached
  • a second heat radiating part 211g having a width W4 is connected to the first heat radiating part 211f of the heat radiating part 11d and the first heat radiating part 211f.
  • the second heat radiating portion 211g is connected to the end of the first heat radiating portion 211f opposite to the side to which the connecting portion 11c is connected.
  • the second heat radiating portion 211g is bent forward (A1 direction) in the connection region with the first heat radiating portion 211f.
  • the second heat radiating portion 211g extends forward (A1 direction) on the same plane as the front end region 11b and the connecting portion 11c of the lead terminal 11 so as to be separated from the outer peripheral surface 10f of the base portion 10 by a distance W6. Is arranged.
  • the manufacturing process of the semiconductor laser device 200a is not shown in the manufacturing process of the first embodiment after the width of the first heat radiation part 211f is increased to W21 and the lead frame as shown in FIG. 6 is manufactured. This is substantially the same as the manufacturing process of the second embodiment, except that a step of bending the first heat radiating portion 211f upward with respect to the upper surface of the lead frame is added using a press machine or the like.
  • the surface area of the heat radiating portion 11d is further increased than in the case of the second embodiment. Therefore, the heat radiation efficiency of the heat radiation part 11d can be further improved.
  • the remaining effects of the modification of the second embodiment are similar to those of the second embodiment.
  • the semiconductor laser device 300 has the same configuration as that of the semiconductor laser device 100 except that the end region of the connection portion 311c is bent upward (in the C2 direction).
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • connection portion 311c having a larger width than the connection portion 11c in the first embodiment is provided between the front end region 11b of the lead terminal 11 and each of the heat dissipation portions 11d.
  • an end region along the B direction of the connection portion 311c (a region on the B2 side or B1 side of each connection portion 311c) is substantially perpendicular to the upper surface of the front end region 11b (a blue-violet semiconductor laser element). 20 in the height direction (C2 direction).
  • the end portions (B2 side and B1 side) of the front end region 11b to which the connection portion 311c is connected are also bent in the C2 direction.
  • the connection portion 311c completely penetrates the base portion 10 in the A2 direction with the end region bent in the C2 direction.
  • the connecting portion 311c has a width W31 of the end region extending upward in addition to the width W2 (see FIG. 4) of the connecting portion 11c of the first embodiment, so that the total width W2 + W31 (the connecting portion 311c). (Perimeter along the upper surface).
  • the connection part 311c is seen along A2 direction in FIG. 13, the cross-sectional area has increased rather than the connection part 11c (refer FIG. 1).
  • a lead frame 305 in which a substantially L-shaped cutout line 390 is formed between the connection portion 311c and the heat dissipation portion 11d is formed.
  • a step of bending the front end region 11b and the end region of the connecting portion 311c upward with respect to the upper surface of the lead frame is added using a press machine (not shown).
  • Other manufacturing processes are substantially the same as the manufacturing process of the first embodiment.
  • connection portion 311c In the semiconductor laser device 300, the end region of the connection portion 311c is bent in the C2 direction. Thereby, since the cross-sectional area perpendicular to the A direction in which the connection portion 311c extends can be easily increased, the heat resistance inside the connection portion 311c is reduced, so that heat can be easily transmitted. As a result, the heat dissipation efficiency of the heat dissipation part 11d can be further improved.
  • connection portion 311c since the end region of the connection portion 311c is bent upward, the rigidity of the connection portion 311c can be improved.
  • the remaining effects of the third embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a view of the base unit 10 in a cross section taken along line 490-490 in FIG. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the lead terminals 12 and 13 are examples of the “second lead terminal” in the present invention.
  • the notched portion surrounded by the lead terminal 11, the connecting portion 11c, and the front end region 11b shown in the first embodiment is not formed. That is, as shown in FIG. 15, the lead terminal 11 of the semiconductor laser device 400 is formed with a substantially rectangular planar portion 401 including the front end region 11b and the connecting portion 11c. In addition, the heat radiating part 11 d is connected to the flat part 401 behind the flat part 401 (A2 direction). Further, as shown in FIG. 16, the lead terminals 12 and 13 have a height direction (C different from that of the lead terminal 11 (front end region 11b) through an insulating film 402 made of epoxy resin formed on the flat portion 401. Direction).
  • the flat portion 401 (lead terminal 11) and the lead terminals 12 and 13 are in a state of being insulated from each other and different in the height direction, and the base portion 10 is moved from the front (A1 side) to the rear (A2 side). Has penetrated.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 400 is the same as that of the first embodiment.
  • the lead terminal 11 is repeated in the lateral direction (B direction) by etching the strip-shaped metal plate.
  • a patterned lead frame 106 is formed.
  • the lead terminals 12 and 13 are not patterned.
  • the first heat radiating portion 11 f is patterned in a state where the first heat radiating portion 11 f is directly connected to the rear of the plane portion 401 without forming a notch portion surrounded by the lead terminal 11, the connecting portion 11 c and the front end region 11 b.
  • a lead frame 107 in which lead terminals 12 and 13 are repeatedly patterned in the lateral direction (B direction) is formed separately.
  • an insulating film 402 made of an epoxy resin is applied on a predetermined region of the flat portion 401 where the lead terminals 12 and 13 are disposed. Then, the epoxy resin is cured in a state where the lead frame 107 is disposed on the lead frame 106 so that the lead terminals 12 and 13 overlap the surface of the insulating film 402. As a result, the lead frame 106 and the lead frame 107 are bonded (see FIG. 17). Thereafter, as shown in FIGS. 15 and 16, the base portion 10 is molded so as to fix the lead terminals 11, 12 and 13. Other manufacturing processes of the fourth embodiment are substantially the same as those of the first embodiment.
  • the front end region 11b and the lead terminals 12 and 13 are arranged on different planes. Thereby, the number of lead terminals can be easily increased without reducing the width of the lead terminals. In addition, even when the number of lead terminals is increased, the width (cross-sectional area) of the flat portion 401 can be appropriately ensured, so that heat is dissipated when heat is radiated from the front end region 11b to the heat radiating portion 11d via the flat portion 401. It can suppress that a (heat transfer) characteristic falls.
  • the remaining effects of the fourth embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • one connecting portion 511c also serves as a lead terminal 511.
  • FIG. 18 in order to describe the detailed structure of the lead frame, the outer shape of the base portion 10 (see FIG. 19) to which the front end region 11b is attached is indicated by a broken line.
  • symbol is attached
  • the lead terminal 511 is an example of the “first lead terminal” in the present invention.
  • a lead terminal 511 having a width W5 extends backward from a rear end portion (A2 side) of the connection portion 511c having a width W2 on one side (B2 side). ing.
  • a heat radiating portion 511d is connected to the rear end portion of the connecting portion 511c.
  • Lead terminals 12 and 13 are provided between the connection portion 521c having the other (B1 side) width W52 and the connection portion 511c.
  • the width W52 of the connection part 521c is larger than the width W2 of the connection part 511c (W52> W2). That is, as shown in FIG. 19, the structure on the connection portion 511c side (B2 side) and the structure on the connection portion 521c side (B1 side) are asymmetric with respect to the blue-violet semiconductor laser element 20 as viewed in a plan view. is there.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 500 is the same as that of the first embodiment.
  • the manufacturing process of the first embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, except that a lead frame patterned so that the lead terminals 12 and 13 are arranged on each other is formed.
  • connection part 511c on one side (B2 side) and the lead terminal 511 are formed together, the width W52 of the connection part 521c of the heat radiation part 521d on the other side (B1 side) can be configured wider. As a result, the heat dissipation efficiency of the heat dissipation part 521d can be improved.
  • the remaining effects of the fifth embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the semiconductor laser device 500a according to the modified example of the fifth embodiment has the same configuration as that of the semiconductor laser device 500 of the fifth embodiment except that the heat radiation part 511d is not formed.
  • the same components as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the heat radiation part 511d (see FIG. 18) shown in the fifth embodiment is not formed on the lead terminal 511, and only the heat radiation part 521d is formed on one side (B1 side).
  • the other configuration of the semiconductor laser device 500a is the same as that of the fifth embodiment.
  • the manufacturing process of the semiconductor laser device 500a is the same as that of the semiconductor laser device 500a except that a lead frame having a heat radiating portion 521d including only the connecting portion 521c, the first heat radiating portion 11f, and the second heat radiating portion 11g is formed on one side. This is substantially the same as the manufacturing process of the fifth embodiment.
  • the heat radiation part 521d is provided only on one side (B1 side) of the lead terminal 511 as in the semiconductor laser device 500a, the heat generated by the blue-violet semiconductor laser element 20 is externally transmitted from the heat radiation part 521d via the connection part 521c. Can dissipate heat. Thereby, the width (B direction) of the semiconductor laser device 500a can be easily reduced.
  • the heat radiation part 521d is formed only on one side by configuring the connection part 521c to which the heat radiation part 521d is connected to be wider than the connection part 11c of the first embodiment. Can also sufficiently dissipate heat.
  • the remaining effects of the modification of the fifth embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the inner surface of the bottom surface portion 630b and the side wall portion 630a extending in a cylindrical shape from the bottom surface portion 630b has a cross section corresponding to the cross sectional shape (oval shape) of the base portion 610 (header portion 610a).
  • the cap portion 630 is formed of a mixture of a gas absorbent made of particulate synthetic zeolite and a thermoplastic fluororesin having elasticity.
  • the gas absorbent is preferably mixed in the range of about 40 wt% to about 70 wt% with respect to the thermoplastic fluororesin.
  • the thermoplastic fluororesin is an example of the “resin” in the present invention.
  • a light transmitting portion 635 capable of transmitting the laser light emitted from the blue-violet semiconductor laser element 20 toward the outside is formed integrally with the cap portion 630 at the center portion of the bottom surface portion 630b having an oval shape.
  • the light transmitting portion 635 does not contain a gas absorbent and thus has translucency, whereas the side wall portion 630a and the bottom surface portion 630b contain a gas absorbent and thus transmit light. Does not have sex.
  • the gas barrier layer 17 (see FIG. 2) for blocking the ingress of gas from the outside is formed on the outer peripheral surface 610f and the rear surface 610d of the base portion 610, and the cap The gas barrier layer 33 is formed on the side wall portion 630a of the portion 630 and the outer surface 630d of the bottom surface portion 630b.
  • the ratio of the gas absorbent to the thermoplastic fluororesin is preferably about 40% or more and about 70% or less.
  • the kneaded product of the thermoplastic fluororesin and the gas absorbent is poured into a mold (not shown) having a predetermined shape and is cured by heating.
  • a mold not shown
  • the side wall part 630a of the cap part 630 and the bottom face part 630b in which an opening is formed in the substantially central part are molded.
  • the absorption capacity of the gas absorbent is improved.
  • thermoplastic fluororesin in which the gas absorbent is not mixed and the cap part 630 (parts of the side wall part 630a and the bottom face part 630b) molded in the above process are again formed into a mold having a predetermined shape (not shown). And heating under a temperature condition of about 170 ° C. Thereby, the light transmission part 635 (refer FIG. 21) which has translucency is shape
  • the volatile gas from a thermoplastic fluororesin does not form a deposit
  • the other configuration of the semiconductor laser device 600 is the same as that of the first embodiment.
  • the base portion 610 in which the header portion 610a and the base portion 610b are extended in the width direction (B direction) so as to correspond to the cross-sectional shape (long round shape) of the cap portion 630. Is substantially the same as that of the first embodiment except that resin molding is performed.
  • the base portion 610 and the cap portion 630 are formed of a mixture of an epoxy resin, a thermoplastic fluororesin, and a gas absorbent, respectively. Thereby, the volatile organic gas generated from the resin of the base portion 610 and the cap portion 630 can be absorbed by the gas absorbent.
  • a light transmitting portion 635 is formed from a thermoplastic fluororesin (manufactured by 3M: THV500G) made of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and vinylidene fluoride having a thickness of about 1 mm, and this is formed at a distance of 1 mm from the light emitting surface 20a. Were spaced apart.
  • laser light adjusted to an output of 10 mW by APC from the blue-violet semiconductor laser element 20 under the condition of 70 ° C. was irradiated to the light transmitting portion 635 for 1000 hours. As a result, the transmittance of the light transmitting portion 635 was increased. It was confirmed that there was no change. From this result, the usefulness of using a thermoplastic fluororesin for the cap part 630 was confirmed.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 was attached to a metal stem (base portion) having a diameter (outer diameter) of 9 mm.
  • a thermoplastic fluororesin made by 3M: cut into a size of 2 mm x 2 mm x 0.1 mm (length x width x thickness) in the package) THV500G was added and sealed.
  • an operation test was performed by emitting laser light adjusted to an output of 10 mW by APC from the blue-violet semiconductor laser element 20 for 250 hours.
  • an operation test was performed after sealing an acrylic plate cut into the same size as the above in the same package. In this case, the operating current began to increase in 140 hours, and the laser element was damaged.
  • the semiconductor laser device 600 in which the cap portion 630 is formed using this thermoplastic fluororesin the blue-violet semiconductor laser element 20 Deterioration can be further suppressed. Further, since it is not necessary to perform degassing for the thermoplastic fluororesin, the semiconductor laser device 600 having excellent characteristics can be easily manufactured. The remaining effects of the semiconductor laser device 600 according to the sixth embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 22 and 23.
  • a plurality of semiconductor laser elements that emit laser beams having different wavelengths are mounted to constitute an integrated semiconductor laser device.
  • the same components as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the sixth embodiment.
  • the three-wavelength semiconductor laser device 700 includes the blue-violet semiconductor laser element 20 of the first embodiment, the red semiconductor laser element 70 having an oscillation wavelength of about 650 nm, and an infrared having an oscillation wavelength of about 780 nm.
  • each of the conductive submounts 740 made of AlN via the pad electrode 741 It has a structure bonded on the surface. Further, the submount 740 is bonded to the surface of the lead terminal 711 (front end region 711 b) exposed from the base portion 610 through the conductive adhesive layer 5.
  • the cap portion 630 is fitted and covered with the base portion 610 so that the package is hermetically sealed.
  • the three-wavelength semiconductor laser device 700 is an example of the “semiconductor light emitting device” in the present invention.
  • the two-wavelength semiconductor laser element 60, the red semiconductor laser element 70, and the infrared semiconductor laser element 80 are examples of the “semiconductor light emitting element” in the present invention.
  • lead terminals 711, 712, 713, 714, and 715 made of a metal lead frame are the same so as to penetrate the header portion 610a in a state of being insulated from each other. It is arranged on a plane.
  • the lead terminal 711 passes through substantially the center of the header portion 610a.
  • Lead terminals 712 and 713 and lead terminals 714 and 715 are arranged on the outer side (B2 side and B1 side) in the width direction (B direction) of the lead terminal 711, respectively.
  • the lead terminals 711 to 715 have front (A1 side) front end regions 711b to 715b, respectively.
  • the front end regions 711b to 715b are exposed from the front surface 610c of the header portion 610a and disposed on the upper surface 610e of the pedestal portion 610b.
  • the front end region 711b of the lead terminal 711 extends in the B direction on the pedestal portion 610b. Further, the blue-violet semiconductor laser element 20 and the two-wavelength semiconductor laser element 60 are fixed substantially at the center of the front end region 711b.
  • the front end region 711b is an example of the “element placement portion” in the present invention.
  • the lead terminal 711 has a header portion 610a on the rear side (B2 side and B1 side) of the lead terminals 712 and 715 on the same plane as the lead terminals 711 to 715 from the both ends in the B direction of the front end region 711b.
  • a pair of heat dissipating portions 711d extending in the (A2 direction), extending to the B2 side and the B1 side, away from the outer peripheral surface 610f of the base portion 610, and extending toward the front (A1 direction) again is formed.
  • the width in the B direction of the heat radiating portion 711d is formed wider than the width in the B direction of the portion of the lead terminal 711 that penetrates the header portion 610a.
  • the heat generated by the blue-violet semiconductor laser device 20 and the two-wavelength semiconductor laser device 60 operating in the package is external to the three-wavelength semiconductor laser device 700 through the submount 740, the front end region 711b, and the heat radiation portions 711d on both sides. To dissipate heat.
  • the two-wavelength semiconductor laser element 60 includes a common n-type GaAs substrate 71 with a red semiconductor laser element 70 and an infrared semiconductor laser element 80 separated by a recess 65 having a predetermined groove width. It is formed on the surface.
  • the red semiconductor laser device 70 has an n-type cladding layer 72 made of AlGaInP, a quantum well layer made of GaInP, and a barrier layer made of AlGaInP alternately stacked on the upper surface of an n-type GaAs substrate 71.
  • An active layer 73 having an MQW structure and a p-type cladding layer 74 made of AlGaInP are formed.
  • a current blocking layer 76 made of SiO 2 is formed to cover the upper surface of the p-type cladding layer 74 other than the ridge 75 and both side surfaces of the ridge 75.
  • a p-side electrode 77 in which a Pt layer having a thickness of about 200 nm and an Au layer having a thickness of about 3 ⁇ m are stacked is formed on the top surfaces of the ridge 75 and the current blocking layer 76. Further, on the lower surface of the n-type GaAs substrate 71, an n-side electrode 78 is formed in which an AuGe layer, a Ni layer, and an Au layer are stacked in this order from the n-type GaAs substrate 71.
  • the n-side electrode 78 is provided as a common n-side electrode for the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80.
  • the infrared semiconductor laser device 80 includes an n-type cladding layer 82 made of AlGaAs, a quantum well layer made of AlGaAs with a low Al composition, and a barrier layer made of AlGaAs with a high Al composition on the upper surface of the n-type GaAs substrate 71.
  • an active layer 83 having an MQW structure and a p-type cladding layer 84 made of AlGaAs are formed.
  • a current blocking layer 86 made of SiO 2 is formed to cover the upper surface of the p-type cladding layer 84 other than the ridge 85 and both side surfaces of the ridge 85.
  • a p-side electrode 87 is formed on the top surfaces of the ridge 85 and the current blocking layer 86.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 is connected to the front end region 714 b of the lead terminal 714 through a metal wire 791 wire-bonded to the p-side electrode 27.
  • the red semiconductor laser element 70 is connected to the front end region 713 b of the lead terminal 713 through a metal wire 792 that is wire-bonded to the p-side electrode 77.
  • the infrared semiconductor laser element 80 is connected to the front end region 712 b of the lead terminal 712 via a metal wire 793 wire-bonded to the p-side electrode 87.
  • the monitor PD 742 formed so as to be able to receive the laser light from the light reflection surface of each laser element is connected to the front end region 715b of the lead terminal 715 via a metal wire 794 wire-bonded to the p-type region 742b.
  • the n-side electrode 28 of the blue-violet semiconductor laser device 20, the n-side electrode 78 of the two-wavelength semiconductor laser device 60, and the n-type region (not shown) of the monitoring PD 742 are both connected via the submount 740.
  • the lead terminal 711 is electrically connected.
  • the blue-violet semiconductor laser device 20 and the two-wavelength semiconductor laser device 60 are arranged on the submount 740 in a state of being arranged in the horizontal direction (direction B in FIG. 23). This is substantially the same as the sixth embodiment except that it is joined to the first embodiment.
  • the effects of the three-wavelength semiconductor laser device 700 are the same as in the sixth embodiment.
  • the lead terminal 711 and the lead terminals 712 to 715 are formed at different height positions. That is, the lead terminals 712 to 715 are formed on a plane in the height direction (C direction) different from the lead terminal 711 (front end region 711b) through the insulating film 402 made of epoxy resin formed on the flat portion 401. Has been.
  • the flat portion 401 (lead terminal 711) and the lead terminals 712 to 715 are insulated from each other and at different positions in the height direction, the base portion 610 is moved from the front (A1 side) to the rear ( (A2 side).
  • the lead terminals 712 to 715 are examples of the “second lead terminal” in the present invention.
  • one (B2 side) connection portion 711c also serves as the lead terminal 711.
  • the outer shape of the base portion 610 to which the front end region 711b is attached is indicated by a broken line.
  • the other configuration of the semiconductor laser device 705 is the same as that of the seventh embodiment.
  • the manufacturing process in the modification of the seventh embodiment is substantially the same as the manufacturing process of the seventh embodiment.
  • the front end region 711b and the lead terminals 712 to 715 are arranged on different planes. Thereby, it is possible to obtain a three-wavelength semiconductor laser device 705 capable of easily increasing the number of lead terminals without reducing the width of the lead terminals.
  • the remaining effects of the modification of the seventh embodiment are similar to those of the seventh embodiment.
  • optical pickup device 850 is an example of the “optical device” in the present invention.
  • the optical pickup device 850 includes a three-wavelength semiconductor laser device 700 (see FIG. 23) according to the seventh embodiment, and an optical system 820 that adjusts the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700. And a light detection unit 830 that receives the laser beam.
  • the optical system 820 includes a polarization beam splitter (PBS) 821, a collimator lens 822, a beam expander 823, a ⁇ / 4 plate 824, an objective lens 825, a cylindrical lens 826, and an optical axis correction element 827.
  • PBS polarization beam splitter
  • the PBS 821 totally transmits the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700 and totally reflects the laser light returning from the optical disk 835.
  • the collimator lens 822 converts the laser light from the three-wavelength semiconductor laser device 700 that has passed through the PBS 821 into parallel light.
  • the beam expander 823 includes a concave lens, a convex lens, and an actuator (not shown). The actuator has a function of correcting the wavefront state of the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700 by changing the distance between the concave lens and the convex lens in accordance with a servo signal from a servo circuit described later.
  • the ⁇ / 4 plate 824 converts the linearly polarized laser light converted into substantially parallel light by the collimator lens 822 into circularly polarized light.
  • the ⁇ / 4 plate 824 converts the circularly polarized laser beam returned from the optical disk 835 into linearly polarized light.
  • the polarization direction of the linearly polarized light is orthogonal to the direction of the linearly polarized light of the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700.
  • the laser beam returning from the optical disk 835 is substantially totally reflected by the PBS 821.
  • the objective lens 825 converges the laser light transmitted through the ⁇ / 4 plate 824 onto the surface (recording layer) of the optical disk 835.
  • the objective lens 825 is moved in the focus direction, tracking direction, and tilt direction by an objective lens actuator (not shown) in accordance with servo signals (tracking servo signal, focus servo signal, and tilt servo signal) from a servo circuit described later. It has been made movable.
  • a cylindrical lens 826, an optical axis correction element 827, and a light detection unit 830 are arranged along the optical axis of the laser light totally reflected by the PBS 821.
  • the cylindrical lens 826 imparts astigmatism to the incident laser light.
  • the optical axis correction element 827 is configured by a diffraction grating, and a spot of 0th-order diffracted light of each of blue-violet, red, and infrared laser light that has passed through the cylindrical lens 826 is on a detection region of the light detection unit 830 described later. They are arranged to match.
  • the light detection unit 830 outputs a reproduction signal based on the intensity distribution of the received laser beam.
  • the light detection unit 830 has a detection area of a predetermined pattern so that a focus error signal, a tracking error signal, and a tilt error signal can be obtained together with the reproduction signal.
  • the optical pickup device 850 including the three-wavelength semiconductor laser device 700 is configured.
  • the three-wavelength semiconductor laser device 700 is configured to apply a voltage independently between the lead terminal 711 and the lead terminals 712 to 714, thereby providing the blue-violet semiconductor laser device 20, the red semiconductor laser.
  • the element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 are configured to be capable of independently emitting blue-violet, red, and infrared laser beams.
  • the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700 was adjusted by the PBS 821, the collimator lens 822, the beam expander 823, the ⁇ / 4 plate 824, the objective lens 825, the cylindrical lens 826, and the optical axis correction element 827. Thereafter, the light is irradiated onto the detection region of the light detection unit 830.
  • the laser power emitted from the blue-violet semiconductor laser element 20, the red semiconductor laser element 70, and the infrared semiconductor laser element 80 is made constant. In this way, it is possible to irradiate the recording layer of the optical disc 835 with laser light and to obtain a reproduction signal output from the light detection unit 830. Further, feedback control of the actuator of the beam expander 823 and the objective lens actuator that drives the objective lens 825 can be performed by the focus error signal, the tracking error signal, and the tilt error signal that are simultaneously output.
  • the laser power emitted from the blue-violet semiconductor laser element 20 and the red semiconductor laser element 70 (infrared semiconductor laser element 80) is controlled based on the information to be recorded.
  • the optical disk 835 is irradiated with laser light. Thereby, information can be recorded on the recording layer of the optical disc 835.
  • feedback control of the actuator of the beam expander 823 and the objective lens actuator that drives the objective lens 825 can be performed by the focus error signal, tracking error signal, and tilt error signal output from the light detection unit 830. it can.
  • recording and reproduction on the optical disk 835 can be performed using the optical pickup device 850 including the three-wavelength semiconductor laser device 700.
  • the optical pickup device 850 includes the three-wavelength semiconductor laser device 700 according to the seventh embodiment, the individual semiconductors mounted on the three-wavelength semiconductor laser device 700 due to the favorable heat dissipation of the three-wavelength semiconductor laser device 700.
  • a highly reliable optical pickup device 850 that can withstand long-term use in which degradation of the laser element is suppressed can be obtained.
  • optical disk apparatus 900 With reference to FIGS. 25 and 26, an optical disc apparatus 900 according to a ninth embodiment of the present invention will be described.
  • the optical disk device 900 is an example of the “optical device” in the present invention.
  • the optical disk device 900 includes an optical pickup device 850 according to the eighth embodiment, a controller 901, a laser drive circuit 902, a signal generation circuit 903, a servo circuit 904, and a disk drive motor 905. I have.
  • the controller 901 receives recording data S1 generated based on information to be recorded on the optical disk 835. Further, the controller 901 outputs signals S2 and S7 to the laser driving circuit 902 and the servo circuit 904, respectively, in response to the recording data S1 and a signal S5 from a signal generation circuit 903 described later. Further, as will be described later, the controller 901 outputs the reproduction data S10 based on the signal S5. Further, the laser drive circuit 902 outputs a signal S3 for controlling the laser power emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700 in the optical pickup device 850 in accordance with the signal S2. That is, the controller 901 and the laser drive circuit 902 drive the three-wavelength semiconductor laser device 700.
  • the optical disc 835 is irradiated with a laser beam controlled according to the signal S3.
  • a signal S 4 is output from the light detection unit 830 in the optical pickup device 850 toward the signal generation circuit 903.
  • the optical system 820 (the actuator of the beam expander 823 and the objective lens actuator that drives the objective lens 825) in the optical pickup device 850 is controlled by a servo signal S8 from a servo circuit 904 described later.
  • the signal generation circuit 903 amplifies and calculates the signal S4 output from the optical pickup device 850, outputs the first output signal S5 including the reproduction signal to the controller 901, and performs feedback control of the optical pickup device 850.
  • a second output signal S6 for controlling the rotation of the optical disk 835 described later is output to the servo circuit 904.
  • the servo circuit 904 includes a servo signal S8 for controlling the optical system 820 in the optical pickup device 850 and the disk in accordance with the second output signal S6 and the signal S7 from the signal generation circuit 903 and the controller 901.
  • a motor servo signal S9 for controlling the drive motor 905 is output.
  • the disk drive motor 905 controls the rotation speed of the optical disk 835 according to the motor servo signal S9.
  • a laser having a wavelength to be irradiated by means for identifying the type (CD, DVD, BD, etc.) of the optical disk 835, which is not described here. Light is selected.
  • a signal S2 is output from the controller 901 to the laser driving circuit 902 so that the intensity of the laser beam having a wavelength to be emitted from the three-wavelength semiconductor laser device 700 in the optical pickup device 850 is constant.
  • the three-wavelength semiconductor laser device 700, the optical system 820, and the light detection unit 830 of the optical pickup device 850 function, so that a signal S4 including a reproduction signal is output from the light detection unit 830 to the signal generation circuit 903.
  • the signal generation circuit 903 outputs a signal S5 including a reproduction signal to the controller 901.
  • the controller 901 extracts the reproduction signal recorded on the optical disc 835 by processing the signal S5, and outputs it as reproduction data S10.
  • reproduction data S10 for example, information such as video and audio recorded on the optical disc 835 can be output to a monitor or a speaker. Further, feedback control of each unit is also performed based on the signal S4 from the light detection unit 830.
  • laser light having a wavelength to be irradiated is selected by means for identifying the type (CD, DVD, BD, etc.) of the optical disk 835.
  • a signal S2 is output from the controller 901 to the laser driving circuit 902 in accordance with the recording data S1 corresponding to the information to be recorded.
  • the three-wavelength semiconductor laser device 700, the optical system 820, and the light detection unit 830 of the optical pickup device 850 function, so that information is recorded on the optical disk 835 and each unit is based on the signal S4 from the light detection unit 830. Perform feedback control.
  • the optical disk device 900 includes the optical pickup device 850 according to the eighth embodiment, the individual semiconductor laser elements mounted on the optical pickup device 850 are deteriorated by the good heat dissipation of the three-wavelength semiconductor laser device 700. Accordingly, it is possible to obtain a highly reliable optical disc apparatus 900 that can withstand long-term use in which the above-described suppression is suppressed. In addition, it is possible to obtain an optical disc device 900 in which an increase in the size of the optical pickup device 850 is suppressed.
  • FIGS. 10th Embodiment A configuration of a projector device 950 according to the tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • projector device 950 an example will be described in which individual semiconductor laser elements constituting RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 are turned on substantially simultaneously.
  • the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is an example of the “semiconductor light emitting device” in the present invention
  • the projector device 950 is an example of the “optical device” in the present invention.
  • the projector device 950 includes an RGB three-wavelength semiconductor laser device 910, an optical system 920 composed of a plurality of optical components, and a control unit 990 that controls the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 and the optical system 920. ing. As a result, the laser light emitted from the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is modulated by the optical system 920 and then projected onto an external screen 995 or the like.
  • the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 includes a green semiconductor laser element 660 having a green (G) oscillation wavelength of about 530 nm and a blue semiconductor laser element having a blue (B) wavelength of about 480 nm.
  • a red semiconductor laser element 670 having a red (R) oscillation wavelength of about 655 nm is joined to the two-wavelength semiconductor laser element 650 in which 665 is monolithically formed, and laser light having three wavelengths of RGB is emitted.
  • An RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is provided.
  • the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 refers to the three-wavelength semiconductor laser device 705 of the modified example of the seventh embodiment shown in FIG. 24, and replaces the blue-violet semiconductor laser device 20 with the upper surface of the n-type GaAs substrate 71.
  • a red semiconductor laser element 670 (see FIG. 27) formed thereon is provided, and a green semiconductor laser element 660 is used instead of the two-wavelength semiconductor laser element 60 in which the red semiconductor laser element 70 and the infrared semiconductor laser element 80 are monolithically formed.
  • the blue semiconductor laser element 665 includes a two-wavelength semiconductor laser element 650 (see FIG. 27) monolithically formed on the lower surface of the n-type GaN substrate 21. Each semiconductor laser element is bonded to the surface of the submount 740 via the pad electrode 741.
  • the red semiconductor laser element 670 is connected to the front end region 714b (see FIG. 24) of the lead terminal 714 through a metal wire 791 wire-bonded to the p-side electrode 77.
  • the blue semiconductor laser element 665 is connected to the front end region 713b (see FIG. 24) of the lead terminal 713 through a metal wire 792 wire-bonded to the p-side pad electrode 666.
  • the green semiconductor laser element 660 is connected to the front end region 712b (see FIG. 24) of the lead terminal 712 through a metal wire 793 wire-bonded to the p-side pad electrode 661.
  • the monitor PD 742 formed so as to be able to receive the laser light from the light reflection surface of each laser element has a lead terminal 715 connected via a metal wire 794 wire-bonded to the p-type region 742b (see FIG. 23). It is connected to the front end region 715b (see FIG. 24).
  • the n-side electrode 678 of the red semiconductor laser element 670, the n-side electrode 658 of the two-wavelength semiconductor laser element 650, and the n-type region (not shown) of the monitoring PD 742 are both read through the submount 740.
  • a cathode common connection is realized.
  • RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 are the same as those of the three-wavelength semiconductor laser device 700 of the seventh embodiment.
  • the laser light emitted from the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is converted into parallel light having a predetermined beam diameter by a dispersion angle control lens 922 composed of a concave lens and a convex lens. After that, the light enters the fly eye integrator 923.
  • the fly-eye integrator 923 two fly-eye lenses made up of a lens group having an eyelet shape face each other, and the dispersion angle control is performed so that the light quantity distribution when entering the liquid crystal panels 929, 933, and 940 is uniform.
  • a lens action is given to the light incident from the lens 922. That is, the light transmitted through the fly-eye integrator 923 is adjusted so as to be incident with a spread of an aspect ratio (for example, 16: 9) corresponding to the size of the liquid crystal panels 929, 933, and 940.
  • the light transmitted through the fly eye integrator 923 is condensed by the condenser lens 924.
  • the condenser lens 924 Of the light transmitted through the condenser lens 924, only red light is reflected by the dichroic mirror 925, while green light and blue light are transmitted through the dichroic mirror 925.
  • the red light is incident on the liquid crystal panel 929 via the incident side polarizing plate 928 after being collimated by the lens 927 through the mirror 926.
  • the liquid crystal panel 929 modulates red light by being driven according to a red image signal (R image signal).
  • dichroic mirror 930 only green light out of the light transmitted through the dichroic mirror 925 is reflected, while blue light passes through the dichroic mirror 930.
  • the green light is incident on the liquid crystal panel 933 via the incident-side polarizing plate 932 after being collimated by the lens 931.
  • the liquid crystal panel 933 modulates green light by being driven according to a green image signal (G image signal).
  • the blue light transmitted through the dichroic mirror 930 passes through the lens 934, the mirror 935, the lens 936, and the mirror 937, and is further collimated by the lens 938 and then enters the liquid crystal panel 940 through the incident-side polarizing plate 939. Is done.
  • the liquid crystal panel 940 is driven in accordance with a blue image signal (B image signal) to modulate blue light.
  • red light, green light, and blue light modulated by the liquid crystal panels 929, 933, and 940 are combined by the dichroic prism 941 and then incident on the projection lens 943 through the output side polarizing plate 942.
  • the projection lens 943 adjusts zoom and focus of the projected image by displacing a lens group for forming an image of projection light on the projection surface (screen 995) and a part of the lens group in the optical axis direction.
  • steady voltage as R signal related to driving red semiconductor laser element 670, G signal related to driving green semiconductor laser element 660, and B signal related to driving blue semiconductor laser element 665 is controlled by control unit 990.
  • R signal related to driving red semiconductor laser element 670, G signal related to driving green semiconductor laser element 660, and B signal related to driving blue semiconductor laser element 665 is controlled by control unit 990.
  • the red semiconductor laser element 670, the green semiconductor laser element 660, and the blue semiconductor laser element 665 of the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 oscillate substantially simultaneously.
  • the control unit 990 controls the light intensity of each of the red semiconductor laser element 670, the green semiconductor laser element 660, and the blue semiconductor laser element 665, thereby controlling the hue and brightness of the pixels projected on the screen 995. The As a result, a desired image is projected on the screen 995 by the control unit 990.
  • the projector device 950 on which the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is mounted is configured.
  • FIG. 27 With reference to FIG. 27, FIG. 29 and FIG. 30, the configuration of a projector apparatus 980 according to the eleventh embodiment of the present invention will be described.
  • projector device 980 an example in which individual semiconductor laser elements constituting RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 are lit in time series will be described.
  • the projector device 980 is an example of the “optical device” in the present invention.
  • the projector device 980 includes the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 and the optical system 970 used in the tenth embodiment, and a control unit 991 that controls the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 and the optical system 970. ing. As a result, the laser light from the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is modulated by the optical system 970 and then projected onto the screen 995 or the like.
  • the laser light emitted from the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is converted into parallel light by the lens 972 and then incident on the light pipe 974.
  • the inner surface of the light pipe 974 is a mirror surface, and the laser light travels in the light pipe 974 while being repeatedly reflected by the inner surface of the light pipe 974. At this time, the intensity distribution of the laser light of each color emitted from the light pipe 974 is made uniform by the multiple reflection action in the light pipe 974. Further, the laser light emitted from the light pipe 974 is incident on a digital micromirror device (DMD) 976 via a relay optical system 975.
  • DMD digital micromirror device
  • DMD976 consists of a group of minute mirrors arranged in a matrix. Further, the DMD 976 expresses (modulates) the gradation of each pixel by switching the reflection direction of the light at each pixel position between a first direction A toward the projection lens 980 and a second direction B deviating from the projection lens 980. ) Function. Of the laser light incident on each pixel position, the light reflected in the first direction A (ON light) is incident on the projection lens 980 and projected onto the projection surface (screen 995). The light (OFF light) reflected by the DMD 976 in the second direction B is not incident on the projection lens 980 but is absorbed by the light absorber 977.
  • the control unit 991 controls the pulse power supply to be supplied to the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910, whereby the red semiconductor laser element 670 and the green semiconductor laser element 660 of the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 are controlled.
  • the blue semiconductor laser element 665 is divided in time series and is periodically driven one by one.
  • the control unit 991 causes the DMD 976 of the optical system 970 to synchronize with the driving states of the red semiconductor laser element 670, the green semiconductor laser element 660, and the blue semiconductor laser element 665, respectively. Modulates light according to gradation.
  • an R signal relating to driving of the red semiconductor laser element 670 (see FIG. 27), a G signal relating to driving of the green semiconductor laser element 660 (see FIG. 27), and a blue semiconductor laser element 665.
  • the B signal related to the driving of (see FIG. 27) is supplied to each laser element of the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 by the control unit 991 (see FIG. 29) in a state of being divided in time series so as not to overlap each other.
  • the control unit 991 In synchronization with the B signal, G signal, and R signal, the control unit 991 outputs the B image signal, the G image signal, and the R image signal to the DMD 976, respectively.
  • the blue light of the blue semiconductor laser element 665 is emitted based on the B signal in the timing chart shown in FIG. 30, and at this timing, the blue light is modulated by the DMD 976 based on the B image signal.
  • the green light of the green semiconductor laser element 660 is emitted based on the G signal output next to the B signal, and at this timing, the green light is modulated by the DMD 976 based on the G image signal.
  • red light from the red semiconductor laser element 670 is emitted based on the R signal output next to the G signal, and at this timing, the red light is modulated by the DMD 976 based on the R image signal.
  • the blue light from the blue semiconductor laser element 665 is emitted based on the B signal output next to the R signal, and at this timing, the blue light is again modulated by the DMD 976 based on the B image signal.
  • an image by laser light irradiation based on the B image signal, the G image signal, and the R image signal is projected onto the projection surface (screen 995).
  • the projector device 980 on which the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is mounted is configured.
  • the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 (see FIG. 27) is mounted inside the projector apparatus.
  • the highly reliable projector devices 950 and 980 that can withstand long-term use in which deterioration of the red semiconductor laser element 670, the green semiconductor laser element 660, and the blue semiconductor laser element 665 are suppressed due to the heat dissipation are easily obtained. be able to.
  • projector devices 950 and 980 can be obtained in which an increase in the size of the RGB three-wavelength semiconductor laser device 910 is suppressed.
  • the semiconductor laser device may be configured by using a resin material in which the gas absorbent is mixed only in the base portion and using a resin material in which the gas absorbent is not mixed in the cap portion.
  • the semiconductor laser device package may be configured using a resin material in which a gas absorbent is mixed only in the cap portion and using a resin material in which the gas absorbent is not mixed in the base portion.
  • the present invention is not limited to this.
  • particulate silica gel or activated carbon pulverized to have a particle diameter of several tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m or less may be used as a gas absorbent, and any of synthetic zeolite, silica gel, and activated carbon may be used. It may be used.
  • the cap portion is formed of a stretchable silicon resin or thermoplastic fluororesin, and the cap portion is fitted to the base portion to constitute the semiconductor laser device package.
  • the base portion of the lead frame is formed using a stretchable silicon resin or thermoplastic fluororesin, and the base portion is fitted to the cap portion to constitute a package of the semiconductor laser device. Also good.
  • the base part and the cap part are shown as being formed of a mixture of resin and gas absorbent, but the present invention is not limited to this.
  • one of the base portion and the cap portion may be formed using a metal material, and the other may be formed of a mixture of a resin and a gas absorbent.
  • the base portion is formed by mixing a gas absorbent (synthetic zeolite) pulverized into a resin (epoxy resin), but the present invention is not limited thereto. Not limited.
  • a plurality of pellet-shaped (columnar) gas absorbents 116 may be embedded in the base portion 115 without being crushed.
  • most of the pellet-shaped gas absorbent 116 is embedded in the resin 15 (for example, epoxy resin), and one end portion 116a of the plurality of embedded pellets is the end surface (front surface 115c) of the base portion 115. Exposed from.
  • the organic gas generated in the resin 15 is absorbed by the gas absorbent 116 embedded in the base portion 115, and the organic gas leaking into the package is also detected in the base. It is absorbed by one end portion 116a exposed at the end surfaces (front surfaces 115c and 115h) of the portion 115. Further, compared with the internal structure of the base portion 10 shown in FIG. 2, the vicinity of the outer peripheral surface 115f of the base portion 115 has a region constituted only by the resin 15 without the gas absorbent 116. Accordingly, it is possible to suppress the entry of low molecular siloxane and volatile organic gas from the outside (in the atmosphere) into the resin 15. Note that the formation of a gas barrier layer on the outer peripheral surface 115f can further enhance the effect of suppressing gas intrusion from the outside.
  • the base portion is formed by uniformly mixing a gas absorbent (synthetic zeolite) pulverized into a resin (epoxy resin). Is not limited to this.
  • a region P where the gas absorbent pulverized into particles in the epoxy resin is not mixed is formed in the vicinity of the outer peripheral surface 120f of the base portion 120.
  • the base portion 120 may be molded so as to have it. Even when configured as in the fifth modification, the resin 15 does not exist in the vicinity of the outer peripheral surface 120f of the base portion 120 as compared with the internal structure of the base portion 10 shown in FIG.
  • the low molecular weight siloxane and the volatile organic gas from the outside are prevented from entering the resin 15.
  • a gas barrier layer on the outer peripheral surface 120f in the same manner as in the first embodiment, the effect of suppressing gas intrusion from the outside of the package can be further enhanced.
  • the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, the gas barrier layer may be provided only on either the base portion or the cap portion.
  • the gas barrier layer 17 is provided on the outer surface of the base portion.
  • the present invention is not limited to this.
  • the gas barrier layer may be provided on the surface of the base portion that contacts the space in the package (the front surface of the header portion and the front surface and the upper surface of the pedestal portion).
  • a gas barrier layer may be provided on the surface of the cap portion on the side in contact with the space in the package (the inner surface of the cap portion).
  • the gas barrier layer is made of SiO 2.
  • the present invention is not limited to this.
  • the gas barrier layer may be formed using a dielectric film such as Al 2 O 3 or ZrO 2 .
  • the metal oxide film also serving as the gas barrier layer 33 serves as an antireflection layer.
  • the gas barrier layer 33 is composed of a metal oxide film as an antireflection layer, it is preferably formed on both the inner surface and the outer surface of the light transmitting portion 35 of the cap portion 30 shown in FIG. .
  • the present invention in addition to using the base portion and the cap portion in which the gas absorbent is mixed into the resin, the gas absorbent may be installed in an empty space in the package.
  • the present invention is not limited to this.
  • a part (front end side) of the first heat radiating portion 11f is outward from the outer peripheral surface 10f of the base portion 10 (B2 side or B1 side). It may protrude and extend.
  • the width of the first heat radiating portion 11f is W9 (W9> W3 (see FIG. 4)).
  • the first heat radiating portion 11f is not exposed behind the rear surface 10d, and all the portions extend from the inside of the base portion 10 to the outer side through the outer peripheral surface 10f in the lateral direction (B direction). Also good.
  • the cap portion 30 can be fitted as in the first embodiment by leaving a region where the heat radiating portion is not formed on the front side of the outer peripheral surface 10f of the base portion 10. Thereby, the blue-violet semiconductor laser device 20 can be sealed.
  • the example in which the first heat radiating portion 211f is bent upward (C2 direction in FIG. 11) is shown.
  • the first heat radiating portion 211f is bent downward (C1 direction) to radiate heat.
  • the part 11d may be configured.
  • connection portion 311c In the third embodiment, an example in which the end portion of the connection portion 311c is bent upward (C2 direction in FIG. 13) is shown. However, in the present invention, the end region of the connection portion 311c is downward (C1 direction).
  • the connecting portion may be formed by bending.
  • the connecting portion is bent and the heat radiating portion is extended upward.
  • the heat radiating portion may be bent and extended in the direction in which the heat radiating portion is bent.
  • the lead terminals 712 to 715 are arranged side by side on the same surface on the surface of the lead frame (planar portion 401) having the lead terminals 711. Then, for example, the lead terminals 714 and 715 may be further laminated on the lead terminals 712 and 713. Accordingly, since the plurality of lead terminals are not arranged so as to extend in the width direction of the semiconductor laser device, the width of the three-wavelength semiconductor laser device can be reduced.
  • the base part 10 is a substantially disc in which the base part 10b does not protrude. It may have a shape.
  • the semiconductor laser device may be configured without covering the base portion with the cap portion.

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Abstract

 半導体発光素子が劣化するのを抑制することが可能で、かつ、パッケージのサイズが大きくなるのを抑制することが可能な半導体発光装置が得られる。この半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を封止するパッケージとを備え、パッケージは、半導体発光素子が取り付けられるベース部と、ベース部に取り付けられ、半導体発光素子を覆うキャップ部とを含み、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方は、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されている。

Description

半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置
 本発明は、半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置に関し、特に、半導体発光素子が取り付けられるベース部と、半導体発光素子を覆うキャップ部とを備えた半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置に関する。
 従来、半導体発光素子は、光ディスクシステムや光通信システムなどの光源として広く用いられている。たとえば、約780nmのレーザ光を出射する赤外半導体レーザ素子は、CDの再生用の光源として実用化されている。約650nmのレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子は、DVDの記録・再生用の光源として実用化されている。また、約405nmのレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子は、ブルーレイディスクの光源として実用化されている。
 このような光源装置を実現するために、従来、半導体発光素子が取り付けられるベース部と、半導体発光素子を覆うキャップ部とを有するパッケージを備えた半導体発光装置が知られている。たとえば、特開平9-205251号公報に開示されている。
 特開平9-205251号公報には、フランジ面が形成された樹脂成型品からなるヘッダ(ベース部)と、ヘッダに一体的に形成された素子設置部上にSiサブマウント(基台)を介して取り付けられた半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の周囲を覆う樹脂製の透明キャップとを備えた半導体レーザのプラスチックモールド装置が開示されている。この特開平9-205251号公報に記載の半導体レーザのプラスチックモールド装置では、透明キャップの開口端部が、エポキシ系材料を含有する接着剤を介してヘッダのフランジ面に接合されることにより、半導体レーザ素子が、ヘッダと透明キャップとによって取り囲まれたパッケージ内に気密封止されている。
 また、半導体発光素子を封止するパッケージ内に、活性炭やゼオライトなどを用いた吸収剤が別途設置されている半導体発光装置も知られている。たとえば、特開2008-147205号公報に開示されている。
特開平9-205251号公報 特開2008-147205号公報
 しかしながら、特開平9-205251号公報に開示された半導体レーザのプラスチックモールド装置では、ヘッダおよび透明キャップが樹脂材料により形成されているため、樹脂材料から揮発性の有機ガスが発生した場合、有機ガスがパッケージ内に充満すると考えられる。また、ヘッダと透明キャップとの接合にエポキシ系接着剤が用いられているため、この接着剤からも多量の有機ガスが発生すると考えられる。そして、多量の有機ガスがパッケージ内に充満した状態で青紫色半導体レーザ素子を動作させた場合、有機ガスが、レーザ出射端面から出射されるレーザ光により励起されるとともにレーザ出射端面近傍で分解されることに起因して、レーザ出射端面にの付着物を形成してしまう虞がある。この場合、付着物がレーザ光を吸収してレーザ出射端面の温度上昇を引き起こしてしまい、レーザ素子が劣化するという不都合がある。
 また、特開2008-147205号公報に開示された半導体発光装置では、パッケージ内の限られた空間に吸収剤を設置するため、吸収剤の大きさに合わせてパッケージの内容積を大きく構成する必要がある。したがって、半導体発光装置のサイズが大きくなるという問題点がある。
 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、半導体発光素子が劣化するのを抑制することが可能で、かつ、パッケージのサイズが大きくなるのを抑制することが可能な半導体発光装置、半導体発光装置の製造方法および光装置を提供することである。
 この発明の第1の局面による半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を封止するパッケージとを備え、パッケージは、半導体発光素子が取り付けられるベース部と、ベース部に取り付けられ、半導体発光素子を覆うキャップ部とを含み、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方は、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されている。
 この発明の第1の局面による半導体発光装置では、上記のように、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成することによって、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方の構成材料に樹脂を用いた場合であっても、樹脂から発生する揮発性の有機ガスを、樹脂中に混入されているガス吸収剤によって吸収することができる。これにより、半導体発光素子を封止するパッケージ内に有機ガスが充満することを抑制することができるので、半導体発光素子から出射される光により励起あるいは分解されて半導体発光素子の光出射端面に固体の付着物として形成されることを抑制することができる。その結果、半導体発光素子が劣化することを抑制することができる。
 また、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方に、ガス吸収剤が混入されているので、ガス吸収剤を含む部材をパッケージ内部に別途設置する必要がない。これにより、パッケージの内容積を大きくする必要がないので、パッケージのサイズが大きくなることを抑制することができる。
 上記第1の局面による半導体発光装置において、好ましくは、キャップ部は、混合物により形成され、半導体発光素子から出射された光が外部に向けて透過する光透過部を有し、樹脂は、透光性を有し、ガス吸収剤は、光透過部以外のキャップ部を構成する混合物中に混入されている。このように構成すれば、光透過部を有するキャップ部を、透光性を有する同じ樹脂を使用して形成することができるので、キャップ部を容易に製造することができるとともに、キャップ部の構造を簡素化することができる。また、ガス吸収剤は、光透過部以外のキャップ部を構成する樹脂中に混入されているので、光透過部において、ガス吸収剤による光吸収あるいは光散乱が生じることがない。これにより、光透過部から出射光を確実に出射させることができるとともに、光透過部を含むキャップ部の樹脂から発生する有機ガスがパッケージ内に充満することを抑制することができる。
 上記第1の局面による半導体発光装置において、好ましくは、ガス吸収剤は、合成ゼオライト、シリカゲルおよび活性炭の少なくともいずれかである。このように構成すれば、樹脂から発生する有機ガスを十分吸収することができるとともに、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂と上記材料からなるガス吸収剤との混合物により容易に形成することができる。
 上記第1の局面による半導体発光装置において、好ましくは、混合物により形成されているベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方の表面に、ガスバリア層が形成されている。なお、本発明において、ガスバリア層とは、ベース部およびキャップ部を構成する樹脂よりもガス透過性の低い材料からなる層を意味している。このように構成すれば、半導体発光装置の外部(大気中)に存在する低分子シロキサンや揮発性の有機ガスなどがベース部またはキャップ部の材料中を透過してパッケージ内に浸入することを抑制することができるので、半導体発光素子の劣化をさらに抑制することができる。
 上記第1の局面による半導体発光装置において、好ましくは、ベース部に取り付けられ、同一平面上に配置された複数のリード端子と、半導体発光素子が載置される素子設置部と一体的に形成された放熱部とをさらに備え、放熱部は、複数のリード端子の外側に配置されている。即ち、複数のリード端子が配置された平面に平行な方向において、複数のリード端子のうちの最外側に位置するリード端子は、放熱部と他のリード端子との間に挟み込まれて配置されており、放熱部は、複数のリード端子の間には配置されていない。このように構成すれば、半導体発光素子からの発熱を放熱する放熱部を、第1リード端子と第2リード端子との間の限られたスペースに配置する必要がないので、放熱部の表面積を大きくすることができる。これにより、放熱部における放熱特性を向上させることができる。
 この場合、好ましくは、放熱部は、同一平面上に配置されている。このように構成すれば、たとえば、各リード端子と放熱部とをリードフレームなどで容易に形成することができる。さらに、この半導体発光装置を、たとえば光ピックアップ装置などの筐体に取り付ける際にも、放熱部と筐体とを容易に固定することができるので、半導体発光素子が発する熱を、筐体に容易に放熱することができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、放熱部と素子設置部とは、ベース部の前面側から後面側に延びる接続部によって接続されており、放熱部と接続部との接続領域は、ベース部の後面側に配置されている。このように構成すれば、放熱面積を十分に確保することができるので、半導体レーザ素子が発する熱を放熱部を介して十分に放熱することができる。また、ベース部の後面で、放熱部と接続部とが接続されているので、ベース部の前面側に放熱部と干渉することなく半導体レーザ素子を封止するためのキャップを取り付けることができる。
 上記接続領域がベース部の後面側に配置される構成において、好ましくは、接続領域は、少なくとも一部がベース部の後面から露出している。このように構成すれば、放熱部をベース部の外部に容易に露出させることができるので、放熱部における放熱特性を向上させることができる。
 上記接続領域がベース部の後面側に配置される構成において、好ましくは、放熱部は、キャップ部の外側に配置されている。このように構成すれば、放熱性を維持した状態で半導体レーザ素子の封止を容易に行うことができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、放熱部は、ベース部の両側方のうちの少なくとも一方側方において、複数のリード端子の外側に配置されている。即ち、放熱部は、ベース部の一方側面と複数のリード端子のうちの最外側に位置するリード端子との間に挟み込まれて配置されており、放熱部は、複数のリード端子の間には配置されていない。このように構成すれば、ベース部の一方側方にのみ放熱部を備えていても、半導体発光素子が発する熱を接続部を介して放熱部から外部に放熱することができる。これにより、半導体発光装置の幅を容易に小さくすることができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、リード端子は、ベース部の後面に取り付けられた第1リード端子を含み、素子設置部は、第1リード端子と一体的に形成されている。このように構成すれば、第1リード端子にも放熱機能の役割を兼用させることができる。これにより、半導体レーザ装置の放熱性をさらに向上させることができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、リード端子は、ベース部の後面に取り付けられた第2リード端子を含み、素子設置部と第2リード端子とは、異なる平面上に配置されている。このように構成すれば、リード端子の幅を小さくすることなく、リード端子の数を容易に増やすことができる。また、リード端子の数を増やした場合でも、接続部の幅(断面積)を適切に確保することができるので、接続部を介して素子設置部から放熱部に放熱する際に放熱(伝熱)特性が低下することを抑制することができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、接続部および放熱部の少なくとも一部が折り曲げられている。このように構成すれば、放熱部の表面積をさらに大きくすることができる。これにより、折り曲げられた方向にも放熱部を延ばして配置することができるので、放熱特性をさらに向上させることができる。
 この場合、好ましくは、接続部および放熱部の少なくとも一部は、ベース部の後面と平行な方向に折り曲げられている。このように構成すれば、折り曲げられた後の放熱部をベース部の後面と平行な方向に延ばすことができるので、リード端子が取り付けられたベース部の寸法が増大することを抑制しつつ、放熱特性を効果的に向上させることができる。
 上記放熱部をさらに備える構成において、好ましくは、放熱部の幅は、リード端子の幅よりも大きい。このように構成すれば、半導体発光素子が発する熱を、リード端子よりも放熱部の方に優先的に伝達(熱伝導)させることができる。これにより、半導体発光素子の熱を、放熱部を介して半導体発光装置の外部に確実に放熱させることができる。
 上記第1の局面による半導体発光装置において、好ましくは、樹脂は、伸縮性を有し、半導体発光素子は、ベース部とキャップ部とが嵌合することにより、封止されている。このように構成すれば、ベース部とキャップ部とを容易に密着させることができるので、パッケージ内を容易に封止することができる。すなわち、封止を行うための接着剤などをさらに使用する必要がないので、有機ガスの発生を抑制することができる。
 上記ベース部とキャップ部とが嵌合する構成において、好ましくは、ベース部およびキャップ部は、共に樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されており、キャップ部を構成する樹脂に混入されるガス吸収剤の樹脂に対する割合は、ベース部を構成する樹脂に混入されるガス吸収剤の樹脂に対する割合よりも小さい。このように構成すれば、キャップ部における樹脂による伸縮性を容易に維持することができるので、ベース部とキャップ部とを確実に嵌合させることができる。
 上記ベース部とキャップ部とが嵌合する構成において、好ましくは、ベース部は、ベース部の後面側から前面側に向かって先細りする外周面を有し、キャップ部は、ベース部の先細りする外周面に嵌合する。このように構成すれば、ベース部の外周面に対してキャップ部がより嵌合しやすくなる。この際、外周面の先細り(テーパ)形状に合わせてキャップ部が伸縮しながら嵌合する。これにより、半導体発光素子が載置されるパッケージ内部をより確実に気密封止することができる。
 この発明の第2の局面による半導体発光装置の製造方法は、ベース部およびキャップ部を形成する工程と、半導体発光素子をベース部に取り付ける工程と、ベース部とキャップ部とを嵌合することにより、半導体発光素子を封止する工程とを備え、ベース部およびキャップ部を形成する工程は、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂とガス吸収剤との混合物を成型することにより形成する工程を含む。
 この発明の第2の局面による半導体発光装置の製造方法では、上記のように、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂とガス吸収剤との混合物を成型することにより形成することによって、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方の構成材料に樹脂を用いた場合であっても、樹脂から発生する揮発性の有機ガスを、樹脂中に混入されているガス吸収剤によって吸収することができる。これにより、半導体発光素子を封止するパッケージ内に有機ガスが充満することを抑制することができるので、半導体発光素子から出射される光により励起あるいは分解されて半導体発光素子の光出射端面に固体の付着物として形成されることを抑制することができる。その結果、半導体発光素子が劣化することを抑制することが可能な半導体発光装置を得ることができる。
 また、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方に、ガス吸収剤が混入されているので、ガス吸収剤を含む部材をパッケージ内部に別途設置する必要がない。これにより、パッケージの内容積を大きくする必要がないので、パッケージのサイズが大きくなることを抑制することができる。
 上記第2の局面による半導体発光装置の製造方法において、好ましくは、ベース部およびキャップ部は、共に樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されており、キャップ部を構成する樹脂に混入されるガス吸収剤の樹脂に対する割合は、ベース部を構成する樹脂に混入されるガス吸収剤の樹脂に対する割合よりも小さい。このように構成すれば、樹脂による伸縮性が容易に維持されたキャップ部を形成することができるので、ベース部とキャップ部とを確実に嵌合させてパッケージを封止することができる。
 この発明の第3の局面による光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を封止するパッケージとを含む半導体発光装置と、半導体発光装置の出射光を制御する光学系とを備え、パッケージは、半導体発光素子が取り付けられるベース部と、ベース部に取り付けられ、半導体発光素子を覆うキャップ部とを有し、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方は、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されている。
 この発明の第3の局面による光装置では、上記のように、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成することによって、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方の構成材料に樹脂を用いた場合であっても、樹脂から発生する揮発性の有機ガスを、樹脂中に混入されているガス吸収剤によって吸収することができる。これにより、半導体発光素子を封止するパッケージ内に有機ガスが充満することを抑制することができるので、半導体発光素子から出射される光により励起あるいは分解されて半導体発光素子の光出射端面に固体の付着物として形成されることを抑制することができる。その結果、半導体発光素子が劣化することを抑制することができる。
 また、ベース部およびキャップ部の少なくともいずれか一方に、ガス吸収剤が混入されているので、ガス吸収剤を含む部材をパッケージ内部に別途設置する必要がない。これにより、パッケージの内容積を大きくする必要がないので、パッケージのサイズが大きくなることを抑制することができる。
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とベース部とが分離された状態を示した分解斜視図である。 本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置の幅方向の中心線に沿った縦断面図である。 本発明の樹脂とガス吸収剤との混合物の拡大断面図である。 本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置の上面図である。 本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置を、キャップ部を外した状態でレーザ光の出射方向から見たときの正面図である。 本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための上面図である。 本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための上面図である。 本発明の第1実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置の幅方向の中心線に沿った縦断面図である。 本発明の第1実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置の上面図である。 本発明の第1実施形態の第3変形例による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した斜視図である。 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を外した状態を示した斜視図である。 本発明の第2実施形態の変形例による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した斜視図である。 本発明の第3実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した斜視図である。 本発明の第3実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための上面図である。 本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した斜視図である。 本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置を、キャップ部を外した状態でレーザ光の出射方向から見たときの断面図である。 本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置の製造プロセスを説明するための上面図である。 本発明の第5実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した斜視図である。 本発明の第5実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した上面図である。 本発明の第5実施形態の変形例による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した上面図である。 本発明の第6実施形態による半導体レーザ装置のキャップ部とベース部とが分離された状態を示した分解斜視図である。 本発明の第7実施形態による3波長半導体レーザ装置を、キャップ部を外した状態でレーザ光の出射方向から見たときの正面図である。 本発明の第7実施形態による3波長半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した上面図である。 本発明の第7実施形態の変形例による3波長半導体レーザ装置のキャップ部とベース部とが分離された状態を示した分解斜視図である。 本発明の第8実施形態による3波長半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置の構成を示した概略図である。 本発明の第9実施形態による3波長半導体レーザ装置が実装された光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置の構成図である。 本発明の第10実施形態によるRGB3波長半導体レーザ装置を、キャップ部を外した状態でレーザ光の出射方向から見たときの正面図である。 本発明の第10実施形態によるRGB3波長半導体レーザ装置を備えたプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第11実施形態によるRGB3波長半導体レーザ装置を備えたプロジェクタ装置の構成図である。 本発明の第11実施形態によるRGB3波長半導体レーザ装置を備えたプロジェクタ装置において、制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。 本発明の第1実施形態の第4変形例による半導体レーザ装置を構成するベース部の幅方向の中心線に沿った縦断面図である。 本発明の第1実施形態の第5変形例による半導体レーザ装置を構成するベース部の幅方向の中心線に沿った縦断面図である。 本発明の第1実施形態の第6変形例による半導体レーザ装置のキャップ部を外した状態を示した上面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 (第1実施形態)
 まず、図1~図5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100の構造について説明する。なお、半導体レーザ装置100は、本発明の「半導体発光装置」の一例である。
 半導体レーザ装置100は、図1および図2に示すように、約405nmの発振波長を有する青紫色半導体レーザ素子20と、青紫色半導体レーザ素子20を封止するパッケージ50とを備えている。また、パッケージ50は、青紫色半導体レーザ素子20が取り付けられるベース部10と、ベース部10に取り付けられ、青紫色半導体レーザ素子20を覆うキャップ部30とを有している。なお、青紫色半導体レーザ素子20は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
 また、図1および図5に示すように、ベース部10は、外径D1を有する略円柱状のヘッダ部10aと、ヘッダ部10aの前面10cの下側約半分(全面10h)が前方(レーザ光出射方向(A1方向))に延びる台座部10bとを有する。また、図3に示すように、ベース部10は、エポキシ樹脂15に対して所定の割合で混入された粒子状のガス吸収剤16(合成ゼオライト)の混合物により形成されている。また、ガス吸収剤16は、個々の粒子が、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有した状態で存在している。この粒子状のガス吸収剤16は、樹脂15が発生する揮発性の有機ガスを吸収する役割を有する。なお、エポキシ樹脂と合成ゼオライトは、それぞれ、本発明の「樹脂」および「ガス吸収剤」の一例である。
 また、幅W5を有する金属製のリードフレームからなるリード端子11、12および13が、互いに絶縁された状態でベース部10の前面10c側(A1側)から後面10d側(A2側)に貫通して配置されている。リード端子11は、ベース部10のヘッダ部10a(前面10c)の略中心を貫通している。リード端子12および13は、リード端子11の幅方向(B方向)の外側(B2側およびB1側)の同一平面上にそれぞれ配置されている。また、リード端子11、12および13は、後方(A2側)に延びた後端領域11a、12aおよび13aをそれぞれ有する。後端領域11a、12aおよび13aは、ベース部10の後面10dから露出している。なお、リード端子11は、本発明の「第1リード端子」の一例である。
 また、図4および図5に示すように、リード端子11、12および13は、前方(A1側)の前端領域11b、12bおよび13bをそれぞれ有する。前端領域11b、12bおよび13bは、ヘッダ部10aの前面10cから露出するとともに、台座部10bの上面10e上に配置されている。また、リード端子11の前端領域11bは、台座部10b上におけるリード端子12、13の前端領域12bおよび13bよりも前方側でB方向に広がっており、幅W1(W1<D1)を有する。また、前端領域11bの略中央に、青紫色半導体レーザ素子20が固定されている。なお、前端領域11bは、本発明の「素子設置部」の一例である。
 ここで、図4に示すように、リード端子11の前端領域11bには、リード端子11を中心としてB方向の両側(リード端子12および13のリード端子11とは反対側(外側))に略対称に配置された一対の放熱部11dが接続されている。詳細に説明すると、リード端子11の前端領域11bの幅方向(B2側およびB1側)の両端部から後方(A2方向)に延びる接続部11cが形成されている。この接続部11cは、幅W2を有している。また、接続部11cは、前端領域11bからリード端子12および13よりも外側(B2側およびB1側)を後方に延びるとともに、ベース部10の前面10cから後面10dに貫通している。そして、放熱部11dは、ベース部10の後面10dから露出した接続部11cの後端領域11hに接続されている。なお、接続部11cの後端領域11hは、本発明の「接続領域」の一例である。また、放熱部11dは、一端が接続部11cの後端領域11hに接続される幅W3を有する第1放熱部11fと、第1放熱部11fの他端に接続される幅W4を有する第2放熱部11gとを含んでいる。この際、第1放熱部11fが、ベース部10の外周面10fよりも外側(B2方向またはB1方向)に距離W6だけ延びた後、第2放熱部11gが、第1放熱部11fの他端から前方(A1方向)に向きを変えて延びている。したがって、図4に示すように、第2放熱部11gは、ベース部10の外周面10fに対して距離W6の間隔を隔てて外周面10fと略平行に延びている。つまり、接続部11cおよび放熱部11dは、平面的に見て略U字形状を有しており、台座部10bの上面10eと同一平面上に形成されている。
 また、接続部11cの幅W2および第2放熱部11gの幅W4は、共にリード端子11のベース部10を貫通する部分の幅W5よりも広い(W2>W5かつW4>W5)。したがって、パッケージ50内で動作する青紫色半導体レーザ素子20が発する熱が、サブマウント40、前端領域11b、両側の放熱部11dを介して、半導体レーザ装置100の外部に放熱される。
 また、キャップ部30は、合成ゼオライトからなるガス吸収剤と、透光性および伸縮性を有するシリコン樹脂(silicone resin)との混合物により形成されており、図1に示すように、内径D2および外径D3を有する略円筒状に形成された側壁部30aと、側壁部30aの一方側(A1側)を塞ぐ底面部30bとによって構成されている。なお、シリコン樹脂は、本発明の「樹脂」の一例である。また、側壁部30aは、約0.5mmの厚み(肉厚)t1を有する。底面部30bは、厚みt1よりも若干大きな厚みt2(t2≧t1)を有している。また、略円形状を有する底面部30bの中央部には、青紫色半導体レーザ素子20から出射されたレーザ光が外部に向けて透過可能である光透過部35が形成されている。ここで、光透過部35は、ガス吸収剤を含有していないので透光性を有しているのに対して、側壁部30aおよび底面部30bは、ガス吸収剤を含有しているので透光性を有していない。
 ここで、図3に示すように、ベース部10およびキャップ部30は、樹脂(エポキシ樹脂、シリコン樹脂)15に対して所定の割合で粒子状のガス吸収剤(合成ゼオライト)16が混入された混合物により形成されている。また、ガス吸収剤16は、個々の粒子が、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有した状態で存在している。この粒子状のガス吸収剤16は、樹脂15が発生する揮発性の有機ガスを吸収する役割を有する。ここで、ベース部10においては、ガス吸収剤16は、樹脂(エポキシ樹脂)15に対して約70重量%以上約90重量%以下の範囲で混入されるのが好ましい。これにより、ベース部10に占めるエポキシ樹脂の割合が低下してエポキシ樹脂から発生する有機ガスの発生量が抑制されるのと同時に、ベース部10に占める割合が相対的に増加されたガス吸収剤によって、有機ガスを確実に吸収することが可能となる。また、キャップ部30においては、ガス吸収剤16は、樹脂(シリコン樹脂)15に対して約40重量%以上約70重量%以下の範囲で混入されるのが好ましい。これにより、ベース部10と同様に、シリコン樹脂から発生する有機ガスの発生量が抑制されるのと同時に、有機ガスを確実に吸収することが可能となる。なお、キャップ部30に混入されるガス吸収剤16の割合が、ベース部10に混入されるガス吸収剤16よりも少ないので、キャップ部30におけるシリコン樹脂による伸縮性を維持することができる。また、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bは、ガス吸収剤が混入されているので透光性を有しない一方、光透過部35は、ガス吸収剤が混入されていないので透光性を有している。
 また、図2に示すように、サブマウント40の上面上には、青紫色半導体レーザ素子20およびモニタ用PD(フォトダイオード)42をダイボンディングするためのパッド電極41が形成されている。なお、パッド電極41の前方(A1側)の上面の所定領域に青紫色半導体レーザ素子20が接合される。パッド電極41の後方(A2側)の上面の所定領域にモニタ用PD42が接合されている。また、サブマウント40は、下面がAu-Sn半田からなる導電性接着層5を介してリード端子11の前端領域11bの表面に接合されている。
 また、図2に示すように、モニタ用PD42は、p型領域42bとn型領域42cとを有しており、n型領域42cの側がサブマウント40に接合されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子20の光反射面20b側に出射されたレーザ光が、モニタ用PD42のp型領域42bの上面(受光面42a)に入射する。また、青紫色半導体レーザ素子20の光出射面20aは、サブマウント40のA1側の端面40a、リード端子11の前端領域11bおよびベース部10の台座部10bの前面10hと同一面上に揃っている。
 ここで、光出射面20aおよび光反射面20bは、青紫色半導体レーザ素子20に形成されている一対の共振器端面に対して、それぞれの端面から出射されるレーザ光の光強度の大小関係により区別される。すなわち、出射されるレーザ光の光強度が相対的に大きい方の端面が光出射面20aであり、相対的に小さい方の端面が光反射面20bである。
 また、図1に示すように、青紫色半導体レーザ素子20は、約250μm以上約400μm以下の共振器長(A方向)を有するとともに、約100μm以上約200μm以下の素子幅(B方向)を有している。また、青紫色半導体レーザ素子20は、約100μmの厚み(最大厚み)を有している。
 また、図5に示すように、青紫色半導体レーザ素子20は、n型GaN基板21の上面上に、Siドープのn型AlGaNからなるn型クラッド層22、In組成の高いInGaNからなる量子井戸層とGaNからなる障壁層とが交互に積層されたMQW構造を有する活性層23、および、Mgドープのp型AlGaNからなるp型クラッド層24がこの順に形成されている。
 また、p型クラッド層24には、図5の紙面に対して垂直な方向(図1のA方向)に沿って延びる約1.5μmの幅を有するリッジ(凸部)25が形成されることにより導波路構造が形成されている。また、p型クラッド層24のリッジ25以外の上面とリッジ25の両側面とを覆うSiOからなる電流ブロック層26が形成されている。また、p型クラッド層24のリッジ25および電流ブロック層26の上面上には、Auなどからなるp側電極27が形成されている。
 また、n型GaN基板21の下面上の略全領域には、n型GaN基板21に近い側から順に、Al層、Pt層およびAu層の順に積層されたn側電極28が形成されている。また、青紫色半導体レーザ素子20の光出射面20aと光反射面20b(図2参照)とには、それぞれ、低反射率および高反射率の誘電体多層膜が形成されている。
 青紫色半導体レーザ素子20のn側電極28とパッド電極41とが、導電性接着層(図示せず)を介して接合されることにより、青紫色半導体レーザ素子20は、ジャンクションアップ方式によりサブマウント40上に接合されている(図5参照)。
 また、図1に示すように、青紫色半導体レーザ素子20は、p側電極27にワイヤボンディングされたAuなどからなる金属線91を介してリード端子12の前端面12bに接続されている。また、モニタ用PD42は、p型領域42bにワイヤボンディングされたAuなどからなる金属線92を介してリード端子13の前端面13bに接続されている。青紫色半導体レーザ素子20のn側電極28およびモニタ用PD42のn型領域42cは、共に、サブマウント40を介してリード端子11に電気的に接続されている。
 図2に示すように、キャップ部30の側壁部30aが、ヘッダ部10aにA1側からA2側に向かってスライドして嵌め込まれることにより、台座部10b上に載置された青紫色半導体レーザ素子20が、パッケージ50内に気密封止されている。なお、キャップ部30とヘッダ部10aとを嵌合しない状態では、ヘッダ部10aの外径D1(図1参照)よりもキャップ部30の内径D2(図1参照)が、約1%程度小さくなるのが好ましい。これにより、ベース部10の外周面10fに対してキャップ部30の側壁部30aの内側面30cを略完全に密着させた状態で嵌合させることが可能となる。なお、ベース部10の外周面10fと前面10cとが交わる縁部10gには、周状に面取り加工が施されている。これにより、キャップ部30がヘッダ部10aに嵌め込まれる際、ベース部10の外周面10fに対してキャップ部30の内側面30cが滑らかに嵌合する。
 ここで、キャップ部30の側壁部30aは、ベース部10と放熱部11dとの間に挿入されるように嵌合されるので、キャップ部30がヘッダ部10aに嵌合した状態(図2参照)では、キャップ部30(側壁部30a)の外側にリード端子11の放熱部11dが配置される。
 また、図2に示すように、ベース部10の外周面10f上と、ヘッダ部10aの後面10d上とに、SiOからなるガスバリア層17が連続して形成されている。また、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bの外表面30d上に、SiOからなるガスバリア層33が連続して形成されている。すなわち、エポキシ樹脂やシリコン樹脂は、非結晶構造のためガス透過性が高いので、ガスバリア層17や33を設けていない場合、ヘッダ部10aに対してキャップ部30を嵌合させてパッケージ50を封止しても、半導体レーザ装置100の外部(大気中)に存在する低分子シロキサンや揮発性の有機ガスが、エポキシ樹脂中やシリコン樹脂中を透過してパッケージ50内に浸入する虞がある。これに対して、ガスバリア層17や33を設けて、有機ガスの外部からの浸入を防止することができる。なお、ガスバリア層17および33は、数十nmの厚みを有していればよい。また、ベース部10やキャップ部30は、樹脂中にガス吸収剤を含有しており、内部構造が多孔質の状態となるため、ガスバリア層17や33を設けることは、有機ガスなどの外部からの浸入を遮断する上で非常に有効である。なお、キャップ部30の外表面30dに形成されるガスバリア層33は、光透過部35の外側の表面上にも形成されている。
 次に、図1~図7を参照して、半導体レーザ装置100の製造プロセスについて説明する。
 まず、図6に示すように、鉄や銅などの帯状の薄板からなる金属板をエッチングすることにより、放熱部11dおよび接続部11cが前端領域11bと一体的に形成されたリード端子11と、リード端子11の両側に配置されたリード端子12および13とが、横方向(B方向)に繰り返しパターニングされたリードフレーム105を形成する。この際、各リード端子12および13は、横方向(B方向)に延びる連結部101および102により連結された状態でパターニングされる。また、各放熱部11dは、横方向に延びる連結部103により連結された状態でパターニングされる。
 その後、エポキシ樹脂とガス吸収剤との混合物を用いて、図1および図7に示すように、一組のリード端子11~13を固定するベース部10をモールド成型する。この際、各リード端子11~13は、ベース部10を貫通するとともに、各前端領域11b~13bおよび後端領域11a~13aがベース部10から露出するように固定される。また、ベース部10は、リード端子11~13の前端領域11b~13b側に形成され、接続部11cも内部に含む。また、リード端子11~13の前端領域11b~13bの下側(図2のC1側)には、ベース部10の前面10cの下側約半分が前方に延びる台座部10bも形成される。
 その後、真空蒸着法を用いて、ベース部10のヘッダ部10aおよび台座部10bの外周面10f上と、ヘッダ部10aの後面10d上とに、SiOからなるガスバリア層17(図2参照)を形成する。
 一方、シリコン樹脂と硬化剤とを約10対1の割合で混ぜ合わせた硬化前のシリコン樹脂と、ガス吸収剤との混合物を所定の形状を有する型(図示せず)に流し込み、約150℃の温度条件下で約30分間加熱することにより硬化させる。これにより、キャップ部30の側壁部30a、および、略中央部に開口部が形成される底面部30b(図2参照)が成型される。この際、合成ゼオライトをシリコン樹脂に混合する前に、合成ゼオライトに対して熱処理を行うことがより好ましい。これにより、合成ゼオライトの吸収能力を向上させることができる。
 その後、ガス吸収剤が混入されていない硬化前のシリコン樹脂と、上記工程で成型されたキャップ部30(側壁部30aおよび底面部30bの部分)とを、再度、所定の形状を有する型(図示せず)に入れて、約150℃の温度条件下で約30分間加熱する。これにより、底面部30bの略中央部に形成されていた開口部に、透光性を有する光透過部35(図2参照)を成型する。
 その後、型からキャップ部30を取り出し、オイルフリーポンプにより減圧状態にしたオーブン内で、約240℃の温度条件下で約2日間加熱することにより、シリコン樹脂中に含有している低分子シロキサンを除去する。なお、約2日間加熱しても、シリコン樹脂中の低分子シロキサンは完全には除去できない。しかし、残留する低分子シロキサンは、キャップ部30に混入されているガス吸収剤によって吸収可能な量にまで減じられている。
 その後、真空蒸着法を用いて、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bの外表面30d上に、SiOからなるガスバリア層33(図2参照)を形成する。このようにして、キャップ部30が形成される。
 また、所定の製造プロセスを用いて、青紫色半導体レーザ素子20およびモニタ用PD42のチップを作製する。そして、一方の表面上にパッド電極41が形成されたサブマウント40に対して、青紫色半導体レーザ素子20およびモニタ用PD42のチップを接合する。この際、青紫色半導体レーザ素子20のn側電極28側と、モニタ用PD42のn型領域42c側とが、パッド電極41に接合される。
 その後、図7に示すように、導電性接着層5(図5参照)を介して、リード端子11の前端領域11b(図4参照)の上面略中央(横方向)に、サブマウント40を接合する。この際、青紫色半導体レーザ素子20およびモニタ用PD42が接合されていないサブマウント40の下面側が前端領域11bの上面に接合される。また、青紫色半導体レーザ素子20の光反射面20bがベース部10の前面10cと対向するようにサブマウント40が接合される。
 その後、図1に示すように、金属線91を用いて青紫色半導体レーザ素子20のp側電極27とリード端子12の前端領域12bとを接続する。また、金属線92を用いてモニタ用PD42のp型領域42bとリード端子13の前端領域13bとを接続する。なお、図7では、金属線91および92の記載を省略している。
 その後、図7に示すように、分離線180および190に沿って切断することにより、連結部101、102および103を切断除去する。最後に、分離された個々のベース部10のヘッダ部10aに対してキャップ部30を嵌合しながら被せる。このようにして、半導体レーザ装置100(図2参照)が形成される。
 ベース部10およびキャップ部30を、エポキシ樹脂およびシリコン樹脂と、ガス吸収剤との混合物により形成することによって、ベース部10およびキャップ部30の樹脂から発生する揮発性の有機ガスを、ガス吸収剤によって吸収することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子20を封止するパッケージ50内に有機ガスが充満することを抑制することができるので、パッケージ50内の有機ガス濃度を小さくすることができる。その結果、青紫色半導体レーザ素子20から出射されるレーザ光により励起あるいは分解されて光出射面20aに固体の付着物として形成されることを抑制することができるので、青紫色半導体レーザ素子20が劣化するのを抑制することができる。
 また、ベース部10およびキャップ部30を、ガス吸収剤16が混入された樹脂15により形成しているので、ガス吸収剤を含む部材を、パッケージ50内に別途設置する必要がない。これにより、パッケージ50の内容積を大きくする必要がないので、半導体レーザ装置100のサイズが大きくなることを抑制することができる。
 また、パッケージ50のサイズを、ガス吸収剤16を含有せずに形成した場合のパッケージサイズと略等しくしているので、ガス吸収剤16を含有している分、パッケージ50中に占める樹脂15の体積を減らすことができる。これにより、有機ガスの発生を抑制することができるので、青紫色半導体レーザ素子20が劣化するのを抑制することができる。
 また、光透過部35を含むキャップ部30を、透光性を有するシリコン樹脂を使用しているので、キャップ部30を容易に製造することができるとともに、キャップ部30の構造を簡素化することができる。
 ここで、光透過部35にシリコン樹脂を用いることの有用性を確認するため、以下の実験を行った。まず、約1mmの厚みを有する板状のポリジメチルシロキサンからなるシリコン樹脂(信越化学製:KE-106)により光透過部35を形成し、これを光出射面20aから1mmの距離を隔てて配置した。次に、70℃の条件で、青紫色半導体レーザ素子20から、Auto Power Control(APC)により、10mWの出力に調整されたレーザ光を光透過部35に1000時間照射した。この結果、光透過部35の透過率に変化がないことを確認した。なお、比較例として、1mmの厚みを有するPMMA(透明アクリル樹脂)で形成した光透過部に対して同じ条件でレーザ光を照射した場合には、レーザ光の照射領域が劣化により不透明になった。この結果から、キャップ部30にシリコン樹脂を用いることの有用性が確認された。
 また、樹脂15が透光性を有し、ガス吸収剤16を光透過部35以外のキャップ部30を構成する混合物中に混入することによって、光透過部35を有するキャップ部30を、透光性を有する同じ樹脂15を使用して形成することができるので、キャップ部30を容易に製造することができるとともに、キャップ部30の構造を簡素化することができる。また、ガス吸収剤16は、光透過部35以外のキャップ部30を構成する樹脂15中に混入されているので、光透過部35において、ガス吸収剤16による光吸収あるいは光散乱が生じることがない。これにより、光透過部35から出射光を確実に出射させることができるとともに、光透過部35を含むキャップ部30の樹脂15から発生する有機ガスがパッケージ50内に充満することを抑制することができる。
 また、ガス吸収剤16に合成ゼオライトを用いることによって、樹脂15から発生する有機ガスを十分吸収することができるとともに、ベース部10およびキャップ部30を、共に、樹脂15とガス吸収剤16との混合物により容易に形成することができる。
 また、混合物により形成されているベース部10の外周面10fと、ヘッダ部10aの後面10dとに、ガスバリア層17を形成するとともに、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bの外表面30d上に、ガスバリア層33を形成することによって、半導体レーザ装置100の外部(大気中)に存在する低分子シロキサンや揮発性の有機ガスなどがベース部10またはキャップ部30の材料中を透過してパッケージ50内に浸入することを抑制することができるので、青紫色半導体レーザ素子20の劣化をさらに抑制することができる。
 また、ベース部10の外周面10fよりも外側の領域を延びる放熱部11dを備えることによって、放熱面積を十分に確保することができるので、青紫色半導体レーザ素子20が発する熱を放熱部11dを介して十分に放熱することができる。また、ベース部10の後面10dで、放熱部11dと接続部11cとが接続されているので、ベース部10の前面10c側に放熱部11dと干渉することなく青紫色半導体レーザ素子20を封止するためのキャップ部30を取り付けることができる。
 また、接続部11cの後端領域11hを、ベース部10の後面10dから露出させることによって、放熱部11dをベース部10の外部に容易に露出させることができるので、放熱部11dにおける放熱特性を向上させることができる。
 また、放熱部11dを、ベース部10の同一平面上に配置された複数のリード端子11~13の外側に配置する。即ち、ベース部10の同一平面に平行な方向において、リード端子11~13のうちの最外側に位置するリード端子12または13は、放熱部11dと他のリード端子11との間に挟みこまれて配置されており、放熱部11dは、リード端子11~13の間には配置されていない。このように構成することによって、青紫色半導体レーザ素子20からの発熱を放熱する放熱部11dを、リード端子11およびリード端子12(13)の間の限られたスペースに配置する必要がないので、放熱部11dの表面積を大きくすることができる。これにより、放熱部11dにおける放熱特性を向上させることができる。また、リード端子11~13と放熱部11dとが同一平面内に配置されていることにより、たとえば、各リード端子と放熱部11dとをリードフレームなどで容易に形成することができる。さらに、この半導体レーザ装置100を、たとえば光ピックアップ装置などの筐体に取り付ける際にも、放熱部11dと筐体とを容易に固定することができるので、青紫色半導体レーザ素子20が発する熱を、筐体に容易に放熱することができる。
 また、前端領域11bをリード端子11と一体的に形成することによって、リード端子11にも放熱機能の役割を兼用させることができる。これにより、半導体レーザ装置100の放熱性をさらに向上させることができる。なお、接続部11cの幅W2および第2放熱部11gの幅W4は、共にリード端子11のベース部10を貫通する部分の幅W5よりも広く(W2>W5、W4>W5)形成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子20が発する熱は、サブマウント40を介してリード端子11の前端領域11bへ伝わった後、リード端子11よりも接続部11cおよび放熱部11dの方に伝達(熱伝導)されやすい。これにより、青紫色半導体レーザ素子20の熱を、接続部11cに繋がる各々の放熱部11dに伝達されて半導体レーザ装置100の外部に確実に放熱させることができる。
 また、樹脂15が伸縮性を有し、青紫色半導体レーザ素子20を、ベース部10とキャップ部30とが嵌合することにより封止することによって、キャップ部30の内側面30cをベース部10の外周面10fに容易に密着させることができるので、パッケージ50内を容易に封止することができる。すなわち、封止のための接着剤などをさらに使用する必要がないので、有機ガスの発生を抑制することができる。
 また、キャップ部30を構成する樹脂(シリコン樹脂)15に混入されるガス吸収剤16のシリコン樹脂に対する割合は、ベース部10を構成する樹脂(エポキシ樹脂)15に混入されるガス吸収剤16のエポキシ樹脂に対する割合よりも小さい。これにより、キャップ部30におけるシリコン樹脂による伸縮性を容易に維持することができるので、ベース部10とキャップ部30とを確実に嵌合させることができる。
 (第1実施形態の第1変形例)
 図8を参照して、第1実施形態の第1変形例について説明する。この第1実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置100aでは、第1実施形態と異なり、キャップ部130と嵌合する部分のベース部110の外周面110fが、後方から前方に向かって先細りするテーパ形状を有している。また、図中において、第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
 ベース部110は、図8に示すように、ヘッダ部110aの後面110dから台座部110bの前面110c(110h)に向かって外周面110fの外径D1が徐々に小さくなることによってベース部110の外形が先細りするように樹脂成型されている。また、キャップ部130の側壁部130aの開口部には、側壁部130aの内側面130cから内側に突出する爪部130eが周状に形成されるとともに、キャップ部130の底面部130bの内側であって、台座部110bと対向する領域には、キャップ部130の開口部に向かって突出する突出部130fが形成されている。
 なお、半導体レーザ装置100aのその他の構成は、第1実施形態と同様である。また、半導体レーザ装置100aの製造プロセスについては、ベース部110の外周面110fが図8に示すようなテーパ形状を有するように樹脂成型する点と、爪部130eおよび突出部130fを有するようにキャップ部130を樹脂成型する点とを除いて、第1実施形態の製造プロセスと同様である。
 ベース部110の外周面110fが、後方から前方に向かって先細りするテーパ形状を有しているので、ベース部110(ヘッダ部110a)の外周面110fに対してキャップ部130の内側面130cがより嵌め込みやすくなる。また、外周面110fのテーパ形状に合わせてキャップ部130の側壁部130aを伸縮させながら嵌合することができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子20が載置されるパッケージ内部をより確実に気密封止することができる。
 また、キャップ部130の底面部130bの内側にキャップ部130の開口部に向かって突出する突出部130fが形成されているので、キャップ部130がベース部110に嵌め込まれた際、突出部130fが台座部110bの前面110cに当接することにより、青紫色半導体レーザ素子20の光出射面20aとキャップ部130の光透過部135との間に所定の間隔を有する隙間を確実に形成することができる。また、この状態で、キャップ部130の爪部130eは、ヘッダ部110aの後面110dの縁部に弾性変形しながら係合することができるので、キャップ部130がベース部110から前方(A1方向)に抜け落ちることを抑制することができる。なお、第1実施形態の第1変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第1実施形態の第2変形例)
 次に、第1実施形態の第2変形例について説明する。この第1実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置100bでは、図9に示すように、第1実施形態と異なり、前端領域11bとリード端子11とが分離されている。なお、図中において、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
 半導体レーザ装置100bでは、リード端子11と前端領域11bとは、分離している。また、前端領域11bとリード端子11の前端部211bとは、Auなどからなる金属線93を介して電気的に接続されている。なお、半導体レーザ装置100bのその他の構成は、第1実施形態と同様である。
 また、半導体レーザ装置100bの製造プロセスについては、図6において前端領域11bがリード端子11と分離されるようにパターニングされたリードフレームを用いる点と、金属線91および92のボンディングの際に、金属線93を用いて前端領域11bとリード端子11の前端部211b(図9参照)とを接続する工程を含む点とを除いて、第1実施形態の第1変形例における製造プロセスと同様である。なお、第1実施形態の第2変形例の効果は、第1実施形態の第1変形例と同様である。
 (第1実施形態の第3変形例)
 次に、第1実施形態の第3変形例について説明する。この第1実施形態の第3変形例による半導体レーザ装置100cでは、図10に示すように、第1実施形態と異なり、前端領域11bの両側に配置された放熱部11dが前方に延びた第2放熱部11gを有していない。なお、図中において、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。また、ベース部10に嵌合するキャップ部30の図示を省略している。
 すなわち、接続部11cの後端領域11hに接続される放熱部11dは、ベース部10の外側に延びる幅W21を有する第1放熱部211fのみから構成されている。ここで、幅W21は、第1実施形態の第1放熱部11fの幅W3(図4参照)よりも大きい(W21>W3)。なお、第1実施形態の第3変形例による半導体レーザ装置100cのその他の構成は、第1実施形態と同様である。
 また、半導体レーザ装置100cの製造プロセスについては、図6のようなリードフレームを作製する際、第1実施形態における第2放熱部11gを形成することなく、第1放熱部211f(図10参照)を直接連結部103によって連結するようにパターニングする。なお、上記以外の製造プロセスについては、第1実施形態の製造プロセスと略同様である。
 半導体レーザ装置100cでは、第2放熱部11gを有しない場合であっても、第1放熱部211fが幅W21を有しているので、放熱部11dの放熱効率を容易に維持することができる。また、半導体レーザ装置100cでは、第2放熱部11gが形成されていないので、ベース部10の側方が広く開放されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子20を封止するキャップ部30(図1参照)のような構成をより自由に組み合わせることができる。なお、第1実施形態の第3変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態による半導体レーザ装置200について説明する。この半導体レーザ装置200では、図11に示すように、ベース部10の後面10dから露出した接続部11cの後端領域11hが、後面10dと略平行な方向である上方(C2方向)に折り曲げられて配置されている。また、半導体レーザ装置200のその他の構成は、第1実施形態の第3変形例と同様であって、図中において、第1実施形態の第3変形例と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
 また、半導体レーザ装置200の製造プロセスについては、第1放熱部211fを有するリードフレームに対して、図示しないプレス機などを用いて、第1放熱部211fの部分をリードフレームの上面に対して略垂直な上方に折り曲げる工程が加わる以外は、第1実施形態の第3変形例の製造プロセスと略同様である。
 接続部11cの後端領域11hが上方(C2方向)に折り曲げられているので、上方向(C方向)にも放熱部11d(第1放熱部211f)を容易に延ばして配置することができる。これにより、放熱部11d(第1放熱部211f)の表面積を容易に増加させることができる。したがって、放熱部11dの放熱効率を容易に維持することができるので、放熱特性をさらに向上させることができる。
 また、後端領域11hが上方に折り曲げられることにより、放熱部11dが後面10dと略平行に延びている。つまり、半導体レーザ装置200の全長方向(A方向)の長さを変更することなく、放熱部11d(第1放熱部211f)の表面積を容易に増加させることができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第2実施形態の変形例)
 次に、第2実施形態の変形例による半導体レーザ装置200aについて説明する。この半導体レーザ装置200aでは、図12に示すように、第2実施形態の半導体レーザ装置200と比べて、上方に折り曲げられた第1放熱部211fから前方に延びる第2放熱部211gが形成されている以外は、同様の構成を備えている。なお、図中において、第2実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
 すなわち、放熱部11dの第1放熱部211fと、第1放熱部211fには、幅W4を有する第2放熱部211gが接続されている。この第2放熱部211gは、接続部11cが接続されている側とは反対側の第1放熱部211fの端部に接続されている。また、第2放熱部211gは、第1放熱部211fとの接続領域で前方(A1方向)に折り曲げられている。さらに、第2放熱部211gは、ベース部10の外周面10fから距離W6だけ隔てられるように、リード端子11の前端領域11bおよび接続部11cと同一平面上において、前方(A1方向)に延びるように配置されている。
 また、半導体レーザ装置200aの製造プロセスについては、上記第1実施形態の製造プロセスにおいて、第1放熱部211fの幅をW21に大きくするとともに、図6のようなリードフレームを作製した後に、図示しないプレス機などを用いて、第1放熱部211fの部分をリードフレームの上面に対して上方に折り曲げる工程が加わる以外は、第2実施形態の製造プロセスと略同様である。
 上方に延びる第1放熱部211fに加えて前方に延びる第2放熱部211gが形成されることによって、放熱部11dの表面積が上記第2実施形態の場合よりもさらに増加される。したがって、放熱部11dの放熱効率をより一層向上させることができる。なお、第2実施形態の変形例のその他の効果は、第2実施形態と同様である。
 (第3実施形態)
 次に、第3実施形態による半導体レーザ装置300について説明する。この半導体レーザ装置300では、図13に示すように、接続部311cの端部領域が上方(C2方向)に折り曲げられている以外は、半導体レーザ装置100と同様の構成を備えており、図中において、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
 半導体レーザ装置300では、リード端子11の前端領域11bと各々の放熱部11dとの間に、第1実施形態における接続部11cよりも大きな幅を有する接続部311cが設けられている。具体的には、接続部311cのB方向に沿った端部領域(各々の接続部311cのB2側またはB1側の領域)が、前端領域11bの上面と略直交する方向(青紫色半導体レーザ素子20の高さ方向(C2方向))に折り曲げられている。この際、接続部311cが接続されている前端領域11bの端部(B2側およびB1側)もC2方向に折り曲げられている。また、接続部311cは、端部領域がC2方向に折り曲げられた状態でベース部10をA2方向に完全に貫通している。
 したがって、接続部311cは、第1実施形態の接続部11cの幅W2(図4参照)に加えて、上方に延びる端部領域の幅W31を有することにより、合計でW2+W31の幅(接続部311cの上面に沿った周長)を有している。これにより、接続部311cを図13においてA2方向に沿って見た場合、その断面積は、接続部11c(図1参照)よりも増加している。
 また、半導体レーザ装置300の製造プロセスについては、図14に示すように、接続部311cと放熱部11dとの間に略L字状の切り欠き線390を形成したリードフレーム305を形成するとともに、図示しないプレス機などを用いて、前端領域11bおよび接続部311cの端部領域をリードフレームの上面に対して上方に折り曲げる工程が加わる。なお、これ以外の製造プロセスについては、第1実施形態の製造プロセスと略同様である。
 半導体レーザ装置300では、接続部311cの端部領域はC2方向に折り曲げられている。これにより、接続部311cの延びるA方向に垂直な断面積を容易に増加することができるので、接続部311c内部の熱抵抗が減少することにより、熱を伝達しやすくすることができる。この結果、放熱部11dの放熱効率をより向上させることができる。
 また、接続部311cの端部領域が上方に折り曲げられているので、接続部311cの剛性を向上させることができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第4実施形態)
 図15~図17を参照して、第4実施形態について説明する。この第4実施形態による半導体レーザ装置400では、第1実施形態と異なり、リード端子11とリード端子12および13とが異なる高さ位置に形成されている場合について説明する。なお、図15では、リードフレームの詳細な構造を説明するために、ベース部10(図16参照)の外形形状を破線で示している。また、図16は、図15の490-490線に沿った断面においてベース部10を見た図である。なお、図中において、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。なお、リード端子12および13は、本発明の「第2リード端子」の一例である。
 半導体レーザ装置400では、図1を参照して、第1実施形態で示したリード端子11、接続部11cおよび前端領域11bで囲まれた切り欠き部が形成されていない。すなわち、半導体レーザ装置400のリード端子11には、図15に示すように、前端領域11bと接続部11cとを含む略矩形状の平面部401が形成されている。また、平面部401の後方(A2方向)において、放熱部11dが平面部401に接続されている。また、図16に示すように、リード端子12および13は、平面部401上に形成されたエポキシ樹脂からなる絶縁膜402を介してリード端子11(前端領域11b)とは異なる高さ方向(C方向)の平面上に形成されている。したがって、平面部401(リード端子11)とリード端子12および13とは、互いに絶縁された状態かつ高さ方向にも異なった位置で、ベース部10を前方(A1側)から後方(A2側)に貫通している。なお、半導体レーザ装置400のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
 また、半導体レーザ装置400の製造プロセスでは、まず、図17に示すように、第1実施形態と同様に、帯状の金属板をエッチングすることにより、リード端子11が横方向(B方向)に繰り返しパターニングされたリードフレーム106を形成する。この際、図6を参照して、リード端子12および13についてはパターニングを行わない。また、リード端子11、接続部11cおよび前端領域11bで囲まれた切り欠き部を形成せずに、平面部401の後方に第1放熱部11fが直接接続された状態にパターニングされる。また、図6を参照して、リード端子12および13が横方向(B方向)に繰り返しパターニングされたリードフレーム107を別途形成する。
 その後、平面部401の、リード端子12および13が配置される所定領域上に、エポキシ樹脂からなる絶縁膜402(図16参照)を塗布する。そして、絶縁膜402の表面上に、リード端子12および13が重なるようにリードフレーム107をリードフレーム106上に配置した状態でエポキシ樹脂を硬化させる。これにより、リードフレーム106とリードフレーム107とを接着する(図17参照)。その後、図15および図16に示すように、リード端子11、12および13を固定するようにベース部10をモールド成型する。なお、第4実施形態のその他の製造プロセスについては、第1実施形態の製造プロセスと略同様である。
 前端領域11bとリード端子12および13とが、異なる平面上に配置されている。これにより、リード端子の幅を小さくすることなく、リード端子の数を容易に増やすことができる。また、リード端子の数を増やした場合でも、平面部401の幅(断面積)を適切に確保することができるので、平面部401を介して前端領域11bから放熱部11dに放熱する際に放熱(伝熱)特性が低下することを抑制することができる。なお、第4実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第5実施形態)
 図18および図19を参照して、第5実施形態について説明する。この第5実施形態による半導体レーザ装置500では、第1実施形態と異なり、一方の接続部511cがリード端子511を兼用している。なお、図18では、リードフレームの詳細な構造を説明するために、前端領域11bが取り付けられるベース部10(図19参照)の外形形状を破線で示している。また、図中において、第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。なお、リード端子511は、本発明の「第1リード端子」の一例である。
 半導体レーザ装置500では、図18および図19に示すように、一方(B2側)の幅W2を有する接続部511cの後端部(A2側)から、幅W5を有するリード端子511が後方に延びている。また、接続部511cの後端部には、放熱部511dが接続されている。そして、他方(B1側)の幅W52を有する接続部521cと、接続部511cとの間に、リード端子12および13が設けられている。
 また、図19に示すように、接続部521cの幅W52は、接続部511cの幅W2よりも大きい(W52>W2)。すなわち、図19に示すように、平面的に見て、青紫色半導体レーザ素子20を中心として、接続部511c側(B2側)の構造と接続部521c側(B1側)の構造とが非対称である。なお、半導体レーザ装置500のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
 また、半導体レーザ装置500の製造プロセスについては、前端領域11bの略中心に対して横方向に非対称に配置された接続部511cおよび521cを有するリード端子511と、接続部511cおよび521cの間の領域にリード端子12および13とが配置されるようにパターニングされたリードフレームを形成する点を除いて、第1実施形態の製造プロセスと略同様である。
 片側(B2側)の接続部511cとリード端子511とが兼用して形成されているので、他方(B1側)の放熱部521dの接続部521cの幅W52をより広く構成することができる。この結果、放熱部521dの放熱効率を向上させることができる。なお、第5実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第5実施形態の変形例)
 次に、第5実施形態の変形例について説明する。この第5実施形態の変形例による半導体レーザ装置500aでは、図20に示すように、第5実施形態の半導体レーザ装置500と比べて放熱部511dが形成されていない以外は同様の構成を備えており、図中において、第5実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
 図20に示すように、リード端子511には第5実施形態で示した放熱部511d(図18参照)が形成されずに、放熱部521dのみが片側(B1側)に形成されている。なお、半導体レーザ装置500aのその他の構成は、第5実施形態と同様である。また、半導体レーザ装置500aの製造プロセスについては、片側に接続部521c、第1放熱部11fおよび第2放熱部11gのみからなる放熱部521dが形成されたリードフレームを作製する点を除いて、第5実施形態の製造プロセスと略同様である。
 半導体レーザ装置500aのように、リード端子511の片側(B1側)にのみ放熱部521dを備えていても、青紫色半導体レーザ素子20が発する熱は、接続部521cを介して放熱部521dから外部に放熱することができる。これにより、半導体レーザ装置500aの幅(B方向)を容易に小さくすることができる。この場合、放熱部521dが接続されている接続部521cの幅(B方向の幅)を第1実施形態の接続部11cよりも広く構成することにより、片側にのみ放熱部521dを形成していても十分放熱することができる。なお、第5実施形態の変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
 (第6実施形態)
 図21を参照して、第6実施形態について説明する。この第6実施形態による半導体レーザ装置600では、第1実施形態と異なり、ヘッダ部610aおよび台座部610bの断面が幅方向(B方向)に引き延ばされた長丸形状を有するベース部610を有し、ベース部610のB方向の両端部における外周面610fには、エッジ(角部)などが形成されていない。また、キャップ部630についても、底面部630bおよび底面部630bから筒状に延びる側壁部630aの内周が、ベース部610(ヘッダ部610a)の断面形状(長丸形状)に対応した断面を有するように樹脂成型されている。これにより、キャップ部630の内側面630cが、ベース部610の外周面610fを完全に取り囲んだ状態で嵌合する。また、図中において、第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
 また、キャップ部630は、粒子状の合成ゼオライトからなるガス吸収剤と、伸縮性を有する熱可塑性フッ素樹脂との混合物により形成されている。なお、ガス吸収剤は、熱可塑性フッ素樹脂に対して約40重量%以上約70重量%以下の範囲で混入されるのが好ましい。なお、熱可塑性フッ素樹脂は、本発明の「樹脂」の一例である。
 また、長丸形状を有する底面部630bの中央部には、青紫色半導体レーザ素子20から出射されたレーザ光が外部に向けて透過可能である光透過部635がキャップ部630と一体的に形成されている。また、光透過部635は、ガス吸収剤を含有していないので透光性を有しているのに対して、側壁部630aおよび底面部630bは、ガス吸収剤を含有しているので透光性を有しない。
 なお、第6実施形態においても、ベース部610の外周面610f上と後面610d上とに、外部からのガスの浸入を遮断するためのガスバリア層17(図2参照)が形成されており、キャップ部630の側壁部630aおよび底面部630bの外表面630dに、ガスバリア層33が形成されている。
 また、キャップ部630の製造プロセスについて説明すると、ペレット(約3~5mm程度の長さを有する円柱状の粒子)状の熱可塑性フッ素樹脂に対して、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有するように粉砕した合成ゼオライトからなるガス吸収剤を混合する。熱可塑性フッ素樹脂とガス吸収剤の混合物を、混練機を用いて約170℃の温度条件下で加熱しながら混練する。この際、熱可塑性フッ素樹脂に対するガス吸収剤の割合を約40%以上約70%以下にするのが好ましい。
 その後、熱可塑性フッ素樹脂とガス吸収剤との混練物を所定の形状を有する型(図示せず)に流し込んで除温することにより硬化させる。これにより、キャップ部630の側壁部630a、および、略中央部に開口部が形成された底面部630b(図21参照)が成型される。この際、ガス吸収剤を熱可塑性フッ素樹脂に混合する前に、ガス吸収剤に対して熱処理を行うことがより好ましい。これにより、ガス吸収剤の吸収能力が向上される。
 その後、ガス吸収剤が混入されていない熱可塑性フッ素樹脂と、上記工程で成型されたキャップ部630(側壁部630aおよび底面部630bの部分)とを、再度、所定の形状を有する型(図示せず)に入れて、約170℃の温度条件下で加熱する。これにより、上記底面部630bの略中央部に形成されていた開口部に、透光性を有する光透過部635(図21参照)を成型する。なお、熱可塑性フッ素樹脂からの揮発性ガスは端面に付着物を形成しないので、第1実施形態のキャップ部30の製造プロセスで行った脱ガス処理を行う必要はない。
 なお、半導体レーザ装置600のその他の構成については、第1実施形態と同様である。また、半導体レーザ装置600のその他の製造プロセスについては、キャップ部630の断面形状(長丸形状)に対応するようにヘッダ部610aおよび台座部610bを幅方向(B方向)に引き延ばしたベース部610を樹脂成型する点を除いて、第1実施形態と略同様である。
 ベース部610およびキャップ部630を、それぞれ、エポキシ樹脂および熱可塑性フッ素樹脂と、ガス吸収剤との混合物により形成している。これにより、ベース部610およびキャップ部630の樹脂から発生する揮発性の有機ガスを、ガス吸収剤によって吸収することができる。
 ここで、キャップ部に熱可塑性フッ素樹脂を用いることの有用性を確認するため、以下の実験を行った。まず、約1mmの厚みを有するテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびビニリデンフロライドからなる熱可塑性フッ素樹脂(3M製:THV500G)により光透過部635を形成し、これを光出射面20aから1mmの距離を隔てて配置した。次に、70℃の条件で、青紫色半導体レーザ素子20から、APCにより、10mWの出力に調整されたレーザ光を上記光透過部635に1000時間照射したところ、光透過部635の透過率に変化がないことを確認した。この結果から、キャップ部630に熱可塑性フッ素樹脂を用いることの有用性が確認された。
 また、9mmの直径(外径)を有する金属製のステム(ベース部)に青紫色半導体レーザ素子20のみを取り付けた。金属製のキャップ部(ガラス窓付き)を被せて封止を行う際に、パッケージ内に2mm×2mm×0.1mm(縦×横×厚み)のサイズにカットした熱可塑性フッ素樹脂(3M製:THV500G)を入れて封止した。そして、70℃の条件で、青紫色半導体レーザ素子20から、APCにより、10mWの出力に調整されたレーザ光を250時間出射して動作試験を行った。この結果、250時間経過後においても動作電流に顕著な変化は生じなかった。なお、比較例として、同じパッケージ内に上記と同じサイズにカットしたアクリル板を入れて封止した後に動作試験を行った。この場合、140時間で動作電流が上昇し始め、レーザ素子が破損した。
 熱可塑性フッ素樹脂からの揮発性ガスによっては、光出射端面に付着物は形成されないので、この熱可塑性フッ素樹脂を用いてキャップ部630を形成した半導体レーザ装置600では、青紫色半導体レーザ素子20の劣化をさらに抑制することができる。また、熱可塑性フッ素樹脂については、脱ガス処理を行う必要がないので、優れた特性を備えた半導体レーザ装置600を容易に製造することができる。なお、第6実施形態による半導体レーザ装置600のその他の効果については、第1実施形態と同様である。
 (第7実施形態)
 まず、図22および図23を参照して、第7実施形態について説明する。この第7実施形態による3波長半導体レーザ装置700では、第6実施形態と異なり、互いに異なる波長のレーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子を搭載して集積型の半導体レーザ装置を構成している。また、図中において、第6実施形態と同様の構成には、第6実施形態と同じ符号を付して図示している。
 3波長半導体レーザ装置700は、図22に示すように、第1実施形態の青紫色半導体レーザ素子20と、約650nmの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子70と約780nmの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子80とがモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子60とが、横方向(B方向)に隣接した状態で、各々がパッド電極741を介してAlNからなる導電性のサブマウント740の表面上に接合された構造を有している。また、サブマウント740は、ベース部610から露出するリード端子711(前端領域711b)の表面上に導電性接着層5を介して接合されている。そして、キャップ部630がベース部610に嵌合されて被せられてパッケージが気密封止されるように構成されている。なお、3波長半導体レーザ装置700は、本発明の「半導体発光装置」の一例である。また、2波長半導体レーザ素子60、赤色半導体レーザ素子70および赤外半導体レーザ素子80は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
 また、図23に示すように、ベース部610には、金属製のリードフレームからなるリード端子711、712、713、714および715が、互いに絶縁された状態でヘッダ部610aを貫通するように同一平面上に配置されている。また、リード端子711は、ヘッダ部610aの略中心を貫通する。リード端子711の幅方向(B方向)の外側(B2側およびB1側)に、それぞれ、リード端子712および713、および、リード端子714および715が配置されている。また、リード端子711~715は、前方(A1側)の前端領域711b~715bをそれぞれ有する。前端領域711b~715bは、ヘッダ部610aの前面610cから露出するとともに、台座部610bの上面610e上に配置されている。また、リード端子711の前端領域711bは、台座部610b上でB方向に広がっている。また、前端領域711bの略中央に、青紫色半導体レーザ素子20および2波長半導体レーザ素子60が固定されている。なお、前端領域711bは、本発明の「素子設置部」の一例である。
 また、リード端子711には、前端領域711bのB方向の両端部から、リード端子711~715と同一平面上において、リード端子712および715の外側(B2側およびB1側)でヘッダ部610aを後方(A2方向)に貫通し、さらに、B2側およびB1側に延びてベース部610の外周面610fから離れた後、再度前方(A1方向)に向かって延びる一対の放熱部711dが形成されている。また、放熱部711dのB方向の幅は、リード端子711のヘッダ部610aを貫通する部分のB方向の幅よりも広く形成されている。したがって、パッケージ内で動作する青紫色半導体レーザ素子20および2波長半導体レーザ素子60が発する熱が、サブマウント740、前端領域711b、両側の放熱部711dを介して、3波長半導体レーザ装置700の外部に放熱する。
 また、2波長半導体レーザ素子60は、図22に示すように、赤色半導体レーザ素子70と赤外半導体レーザ素子80とが所定の溝幅を有する凹部65を隔てて共通のn型GaAs基板71の表面上に形成されている。
 具体的には、赤色半導体レーザ素子70は、n型GaAs基板71の上面上に、AlGaInPからなるn型クラッド層72と、GaInPからなる量子井戸層とAlGaInPからなる障壁層とが交互に積層されたMQW構造を有する活性層73と、AlGaInPからなるp型クラッド層74とが形成されている。また、p型クラッド層74のリッジ75以外の上面とリッジ75の両側面とを覆うSiOからなる電流ブロック層76が形成されている。また、リッジ75および電流ブロック層76の上面上に、約200nmの厚みを有するPt層と約3μmの厚みを有するAu層とが積層されたp側電極77が形成されている。また、n型GaAs基板71の下面上に、n型GaAs基板71から近い順に、AuGe層、Ni層およびAu層の順に積層されたn側電極78が形成されている。また、n側電極78は、赤色半導体レーザ素子70と赤外半導体レーザ素子80とに共通のn側電極として設けられている。
 また、赤外半導体レーザ素子80は、n型GaAs基板71の上面上に、AlGaAsからなるn型クラッド層82と、Al組成の低いAlGaAsからなる量子井戸層とAl組成の高いAlGaAsからなる障壁層とが交互に積層されたMQW構造を有する活性層83と、AlGaAsからなるp型クラッド層84とが形成されている。また、p型クラッド層84のリッジ85以外の上面とリッジ85の両側面とを覆うSiOからなる電流ブロック層86が形成されている。また、リッジ85および電流ブロック層86の上面上に、p側電極87が形成されている。
 また、図23に示すように、青紫色半導体レーザ素子20は、p側電極27にワイヤボンディングされた金属線791を介してリード端子714の前端領域714bに接続されている。また、赤色半導体レーザ素子70は、p側電極77にワイヤボンディングされた金属線792を介してリード端子713の前端領域713bに接続される。赤外半導体レーザ素子80は、p側電極87にワイヤボンディングされた金属線793を介してリード端子712の前端領域712bに接続されている。また、各々のレーザ素子の光反射面からのレーザ光を受光可能に形成されたモニタ用PD742は、p型領域742bにワイヤボンディングされた金属線794を介してリード端子715の前端領域715bに接続されている。また、青紫色半導体レーザ素子20のn側電極28、2波長半導体レーザ素子60のn側電極78、および、モニタ用PD742のn型領域(図示せず)は、共に、サブマウント740を介してリード端子711に電気的に接続されている。
 なお、3波長半導体レーザ装置700のその他の構造および製造プロセスについては、青紫色半導体レーザ素子20および2波長半導体レーザ素子60を横方向(図23のB方向)に並べた状態でサブマウント740上に接合する点を除いて、第6実施形態と略同様である。また、3波長半導体レーザ装置700の効果については、第6実施形態と同様である。
 (第7実施形態の変形例)
 図22および図24を参照して、第7実施形態の変形例について説明する。この第7実施形態の変形例による3波長半導体レーザ装置705では、第7実施形態と異なり、リード端子711とリード端子712~715とが異なる高さ位置に形成されている。つまり、リード端子712~715は、平面部401上に形成されたエポキシ樹脂からなる絶縁膜402を介してリード端子711(前端領域711b)とは異なる高さ方向(C方向)の平面上に形成されている。したがって、平面部401(リード端子711)とリード端子712~715とは、互いに絶縁された状態で、かつ、高さ方向にも異なった位置で、ベース部610を前方(A1側)から後方(A2側)に貫通している。なお、リード端子712~715は、本発明の「第2リード端子」の一例である。
 また、図24に示すように、一方(B2側)の接続部711cがリード端子711を兼用している。ここで、図24では、リードフレーム上に接着されたリード端子の詳細な構造を説明するために、前端領域711bが取り付けられるベース部610の外形形状を破線で示している。なお、半導体レーザ装置705のその他の構成は、第7実施形態と同様である。
 また、第7実施形態の変形例における製造プロセスについては、第7実施形態の製造プロセスと略同様である。
 前端領域711bとリード端子712~715とが、異なる平面上に配置されている。これにより、リード端子の幅を小さくすることなく、リード端子の数を容易に増やすことが可能な3波長半導体レーザ装置705を得ることができる。なお、第7実施形態の変形例のその他の効果は、第7実施形態と同様である。
 (第8実施形態)
 図23および図25を参照して、本発明の第8実施形態による光ピックアップ装置850について説明する。なお、光ピックアップ装置850は、本発明の「光装置」の一例である。
 光ピックアップ装置850は、図25に示すように、第7実施形態による3波長半導体レーザ装置700(図23参照)と、3波長半導体レーザ装置700から出射されたレーザ光を調整する光学系820と、レーザ光を受光する光検出部830とを備えている。
 また、光学系820は、図25に示すように、偏光ビームスプリッタ(PBS)821、コリメータレンズ822、ビームエキスパンダ823、λ/4板824、対物レンズ825、シリンドリカルレンズ826および光軸補正素子827を有している。
 また、PBS821は、3波長半導体レーザ装置700から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク835から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ822は、PBS821を透過した3波長半導体レーザ装置700からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ823は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ(図示せず)から構成されている。アクチュエータは後述するサーボ回路からのサーボ信号に応じて、凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させることにより、3波長半導体レーザ装置700から出射されたレーザ光の波面状態を補正する機能を有している。
 また、λ/4板824は、コリメータレンズ822によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ/4板824は光ディスク835から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、3波長半導体レーザ装置700から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。これにより、光ディスク835から帰還するレーザ光は、PBS821によって略全反射される。対物レンズ825は、λ/4板824を透過したレーザ光を光ディスク835の表面(記録層)上に収束させる。なお、対物レンズ825は、対物レンズアクチュエータ(図示せず)により、後述するサーボ回路からのサーボ信号(トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号およびチルトサーボ信号)に応じて、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に移動可能にされている。
 また、PBS821により全反射されるレーザ光の光軸に沿うように、シリンドリカルレンズ826、光軸補正素子827および光検出部830が配置されている。シリンドリカルレンズ826は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子827は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ826を透過した青紫色、赤色および赤外の各レーザ光の0次回折光のスポットが後述する光検出部830の検出領域上で一致するように配置されている。
 また、光検出部830は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。ここで、光検出部830は再生信号とともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号が得られるように所定のパターンの検出領域を有する。このようにして、3波長半導体レーザ装置700を備えた光ピックアップ装置850が構成される。
 この光ピックアップ装置850では、3波長半導体レーザ装置700は、リード端子711と、リード端子712~714との間に、独立して電圧を印加することによって、青紫色半導体レーザ素子20、赤色半導体レーザ素子70および赤外半導体レーザ素子80から、青紫色、赤色および赤外のレーザ光を独立的に出射することが可能に構成されている。また、3波長半導体レーザ装置700から出射されたレーザ光は、PBS821、コリメータレンズ822、ビームエキスパンダ823、λ/4板824、対物レンズ825、シリンドリカルレンズ826および光軸補正素子827により調整された後、光検出部830の検出領域上に照射される。
 ここで、光ディスク835に記録されている情報を再生する場合には、青紫色半導体レーザ素子20、赤色半導体レーザ素子70および赤外半導体レーザ素子80から出射される各々のレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスク835の記録層にレーザ光を照射するとともに、光検出部830から出力される再生信号を得ることができる。また、同時に出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ823のアクチュエータと対物レンズ825を駆動する対物レンズアクチュエータとを、フィードバック制御することができる。
 また、光ディスク835に情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、青紫色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子70(赤外半導体レーザ素子80)から出射されるレーザパワーを制御しながら、光ディスク835にレーザ光を照射する。これにより、光ディスク835の記録層に情報を記録することができる。また、上記同様、光検出部830から出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ823のアクチュエータと対物レンズ825を駆動する対物レンズアクチュエータとを、フィードバック制御することができる。
 このようにして、3波長半導体レーザ装置700を備えた光ピックアップ装置850を用いて、光ディスク835への記録および再生を行うことができる。
 光ピックアップ装置850では、第7実施形態における3波長半導体レーザ装置700を備えているので、3波長半導体レーザ装置700が有する良好な放熱性によって、3波長半導体レーザ装置700に搭載された個々の半導体レーザ素子が劣化するのが抑制された長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光ピックアップ装置850を得ることができる。加えて、3波長半導体レーザ装置700のサイズが大きくなるのが抑制された光ピックアップ装置850を得ることができる。
 (第9実施形態)
 図25および図26を参照して、本発明の第9実施形態による光ディスク装置900について説明する。なお、光ディスク装置900は、本発明の「光装置」の一例である。
 光ディスク装置900は、図26に示すように、第8実施形態による光ピックアップ装置850と、コントローラ901と、レーザ駆動回路902と、信号生成回路903と、サーボ回路904と、ディスク駆動モータ905とを備えている。
 コントローラ901には、光ディスク835に記録すべき情報に基づいて生成された記録データS1が入力される。また、コントローラ901は、記録データS1および後述する信号生成回路903からの信号S5に応じて、レーザ駆動回路902とサーボ回路904に向けて、それぞれ、信号S2とS7を出力する。また、コントローラ901は、後述するように、信号S5を基に再生データS10を出力する。また、レーザ駆動回路902は、信号S2に応じて、光ピックアップ装置850内の3波長半導体レーザ装置700から出射されるレーザパワーを制御する信号S3を出力する。すなわち、コントローラ901およびレーザ駆動回路902が、3波長半導体レーザ装置700を駆動する。
 光ピックアップ装置850では、図26に示すように、信号S3に応じて制御されたレーザ光を光ディスク835に照射する。また、光ピックアップ装置850内の光検出部830から、信号生成回路903に向けて信号S4が出力される。また、後述するサーボ回路904からのサーボ信号S8により、光ピックアップ装置850内の光学系820(ビームエキスパンダ823のアクチュエータおよび対物レンズ825を駆動する対物レンズアクチュエータ)が制御される。信号生成回路903は、光ピックアップ装置850から出力された信号S4を増幅および演算処理して、再生信号を含む第1出力信号S5をコントローラ901に向けて出力するとともに、光ピックアップ装置850のフィードバック制御および後述する光ディスク835の回転制御を行う第2出力信号S6をサーボ回路904に向けて出力する。
 サーボ回路904は、図26に示すように、信号生成回路903およびコントローラ901からの第2出力信号S6および信号S7に応じて、光ピックアップ装置850内の光学系820を制御するサーボ信号S8およびディスク駆動モータ905を制御するモータサーボ信号S9を出力する。また、ディスク駆動モータ905は、モータサーボ信号S9に応じて、光ディスク835の回転速度を制御する。
 ここで、光ディスク835に記録されている情報を再生する場合には、まず、ここでは説明を省略する光ディスク835の種類(CD、DVD、BDなど)を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、光ピックアップ装置850内の3波長半導体レーザ装置700から出射されるべき波長のレーザ光強度が一定になるように、コントローラ901からレーザ駆動回路902に向けて信号S2が出力される。さらに、光ピックアップ装置850の3波長半導体レーザ装置700、光学系820および光検出部830が機能することにより、光検出部830から再生信号を含む信号S4が信号生成回路903に向けて出力され、信号生成回路903は、再生信号を含む信号S5をコントローラ901に向けて出力する。コントローラ901は、信号S5を処理することにより、光ディスク835に記録されていた再生信号を抽出し、再生データS10として出力する。この再生データS10を用いて、たとええば、光ディスク835に記録されている映像、音声などの情報を、モニタやスピーカなどに出力することができる。また、光検出部830からの信号S4を基に、各部のフィードバック制御も行う。
 また、光ディスク835に情報を記録する場合には、まず、光ディスク835の種類(CD、DVD、BDなど)を識別する手段により、照射すべき波長のレーザ光が選択される。次に、記録される情報に応じた記録データS1に応じて、コントローラ901からレーザ駆動回路902に向けて信号S2が出力される。さらに、光ピックアップ装置850の3波長半導体レーザ装置700、光学系820および光検出部830が機能することにより、光ディスク835に情報を記録するとともに、光検出部830からの信号S4を基に、各部のフィードバック制御を行う。
 このようにして、光ディスク装置900を用いて、光ディスク835への記録および再生を行うことができる。
 光ディスク装置900では、第8実施形態における光ピックアップ装置850を備えているので、3波長半導体レーザ装置700が有する良好な放熱性によって、光ピックアップ装置850に搭載された個々の半導体レーザ素子が劣化するのが抑制された長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光ディスク装置900を得ることができる。加えて、光ピックアップ装置850のサイズが大きくなるのが抑制された光ディスク装置900を得ることができる。
 (第10実施形態)
 図23、図27および図28を参照して、本発明の第10実施形態によるプロジェクタ装置950の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置950では、RGB3波長半導体レーザ装置910を構成する個々の半導体レーザ素子が略同時に点灯される例について説明する。なお、RGB3波長半導体レーザ装置910は、本発明の「半導体発光装置」の一例であり、プロジェクタ装置950は、本発明の「光装置」の一例である。
 プロジェクタ装置950は、図28に示すように、RGB3波長半導体レーザ装置910と、複数の光学部品からなる光学系920と、RGB3波長半導体レーザ装置910および光学系920を制御する制御部990とを備えている。これにより、RGB3波長半導体レーザ装置910から出射されたレーザ光が、光学系920により変調された後、外部のスクリーン995などに投影される。
 また、RGB3波長半導体レーザ装置910は、図27に示すように、約530nmの緑色(G)の発振波長を有する緑色半導体レーザ素子660および約480nmの青色(B)の波長を有する青色半導体レーザ素子665がモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子650に対して、約655nmの赤色(R)の発振波長を有する赤色半導体レーザ素子670が接合され、RGBの3つの波長を有するレーザ光を出射することができるRGB3波長半導体レーザ装置910を備えている。
 ここで、RGB3波長半導体レーザ装置910は、図24に示す第7実施形態の変形例の3波長半導体レーザ装置705を参照して、青紫色半導体レーザ素子20の代わりにn型GaAs基板71の上面上に形成された赤色半導体レーザ素子670(図27参照)を備え、赤色半導体レーザ素子70および赤外半導体レーザ素子80がモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子60の代わりに緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665がn型GaN基板21の下面上にモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子650(図27参照)を備えている。また、各々の半導体レーザ素子は、パッド電極741を介してサブマウント740の表面上に接合されている。
 また、図27に示すように、赤色半導体レーザ素子670は、p側電極77にワイヤボンディングされた金属線791を介してリード端子714の前端領域714b(図24参照)に接続されている。また、青色半導体レーザ素子665は、p側パッド電極666にワイヤボンディングされた金属線792を介してリード端子713の前端領域713b(図24参照)に接続される。緑色半導体レーザ素子660は、p側パッド電極661にワイヤボンディングされた金属線793を介してリード端子712の前端領域712b(図24参照)に接続されている。また、各々のレーザ素子の光反射面からのレーザ光を受光可能に形成されたモニタ用PD742は、p型領域742b(図23参照)にワイヤボンディングされた金属線794を介してリード端子715の前端領域715b(図24参照)に接続されている。また、赤色半導体レーザ素子670のn側電極678、2波長半導体レーザ素子650のn側電極658、および、モニタ用PD742のn型領域(図示せず)は、共に、サブマウント740を介してリード端子711に電気的に接続されることにより、RGB3波長半導体レーザ装置910では、カソードコモンの結線が実現されている。
 なお、RGB3波長半導体レーザ装置910のその他の構成および製造プロセスは、第7実施形態の3波長半導体レーザ装置700の場合と同様である。
 また、図28に示すように、光学系920において、RGB3波長半導体レーザ装置910から出射されたレーザ光は、凹レンズと凸レンズとからなる分散角制御レンズ922により所定ビーム径を有する平行光に変換された後、フライアイインテグレータ923に入射される。また、フライアイインテグレータ923では、蝿の目状のレンズ群からなる2つのフライアイレンズが向き合っており、液晶パネル929、933および940に入射する際の光量分布が均一となるように分散角制御レンズ922から入射される光に対してレンズ作用を付与する。すなわち、フライアイインテグレータ923を透過した光は、液晶パネル929、933および940のサイズに対応したアスペクト比(たとえば16:9)の広がりをもって入射できるように調整されている。
 また、フライアイインテグレータ923を透過した光は、コンデンサレンズ924によって集光される。また、コンデンサレンズ924を透過した光のうち、赤色光のみがダイクロイックミラー925によって反射される一方、緑色光および青色光はダイクロイックミラー925を透過する。
 そして、赤色光は、ミラー926を経てレンズ927による平行化の後に入射側偏光板928を介して液晶パネル929に入射される。この液晶パネル929は、赤色用の画像信号(R画像信号)に応じて駆動されることにより赤色光を変調する。
 また、ダイクロイックミラー930では、ダイクロイックミラー925を透過した光のうちの緑色光のみが反射される一方、青色光はダイクロイックミラー930を透過する。
 そして、緑色光は、レンズ931による平行化の後に入射側偏光板932を介して液晶パネル933に入射される。この液晶パネル933は、緑色用の画像信号(G画像信号)に応じて駆動されることにより緑色光を変調する。
 また、ダイクロイックミラー930を透過した青色光は、レンズ934、ミラー935、レンズ936およびミラー937を経て、さらにレンズ938によって平行化がなされた後、入射側偏光板939を介して液晶パネル940に入射される。この液晶パネル940は、青色用の画像信号(B画像信号)に応じて駆動されることにより青色光を変調する。
 その後、液晶パネル929、933および940によって変調された赤色光、緑色光および青色光は、ダイクロイックプリズム941により合成された後、出射側偏光板942を介して投写レンズ943へと入射される。また、投写レンズ943は、投写光を被投写面(スクリーン995)上に結像させるためのレンズ群と、レンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズームおよびフォーカスを調整するためのアクチュエータを内蔵している。
 また、プロジェクタ装置950では、制御部990によって赤色半導体レーザ素子670の駆動に関するR信号、緑色半導体レーザ素子660の駆動に関するG信号および青色半導体レーザ素子665の駆動に関するB信号としての定常的な電圧が、RGB3波長半導体レーザ装置910の各レーザ素子に供給されるように制御される。これによって、RGB3波長半導体レーザ装置910の赤色半導体レーザ素子670、緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665は、実質的に同時に発振する。また、制御部990によって赤色半導体レーザ素子670、緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665の各々の光の強度を制御することによって、スクリーン995に投写される画素の色相や輝度などが制御される。これにより、制御部990によって所望の画像がスクリーン995に投写される。
 このようにして、RGB3波長半導体レーザ装置910が搭載されたプロジェクタ装置950が構成されている。
 (第11実施形態)
 図27、図29および図30を参照して、本発明の第11実施形態によるプロジェクタ装置980の構成について説明する。なお、プロジェクタ装置980では、RGB3波長半導体レーザ装置910を構成する個々の半導体レーザ素子が時系列的に点灯される例について説明する。なお、プロジェクタ装置980は、本発明の「光装置」の一例である。
 プロジェクタ装置980は、図29に示すように、第10実施形態で用いたRGB3波長半導体レーザ装置910と光学系970と、RGB3波長半導体レーザ装置910および光学系970を制御する制御部991とを備えている。これにより、RGB3波長半導体レーザ装置910からのレーザ光が、光学系970により変調された後、スクリーン995などに投影される。
 また、光学系970において、RGB3波長半導体レーザ装置910から出射されたレーザ光は、各々、レンズ972により平行光に変換された後、ライトパイプ974に入射される。
 ライトパイプ974は内面が鏡面となっており、レーザ光は、ライトパイプ974の内面で反射を繰り返しながらライトパイプ974内を進行する。この際、ライトパイプ974内での多重反射作用によって、ライトパイプ974から出射される各色のレーザ光の強度分布が均一化される。また、ライトパイプ974から出射されたレーザ光は、リレー光学系975を介してデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)976に入射される。
 DMD976は、マトリクス状に配置された微小なミラー群からなる。また、DMD976は、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ980に向かう第1の方向Aと投写レンズ980から逸れる第2の方向Bとに切り替えることにより各画素の階調を表現(変調)する機能を有している。各画素位置に入射されるレーザ光のうち第1の方向Aに反射された光(ON光)は、投写レンズ980に入射されて被投写面(スクリーン995)に投写される。また、DMD976によって第2の方向Bに反射された光(OFF光)は、投写レンズ980には入射されずに光吸収体977によって吸収される。
 また、プロジェクタ装置980では、制御部991によりパルス電源がRGB3波長半導体レーザ装置910に供給されるように制御されることによって、RGB3波長半導体レーザ装置910の赤色半導体レーザ素子670、緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665は、時系列的に分割されて1素子ずつ周期的に駆動されるように構成されている。また、制御部991によって、光学系970のDMD976は、赤色半導体レーザ素子670、緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665の駆動状態とそれぞれ同期しながら、各画素(R、GおよびB)の階調に合わせて光を変調する。
 具体的には、図30に示すように、赤色半導体レーザ素子670(図27参照)の駆動に関するR信号、緑色半導体レーザ素子660(図27参照)の駆動に関するG信号、および青色半導体レーザ素子665(図27参照)の駆動に関するB信号が、互いに重ならないように時系列的に分割された状態で、制御部991(図29参照)によって、RGB3波長半導体レーザ装置910の各レーザ素子に供給される。また、このB信号、G信号およびR信号に同期して、制御部991からB画像信号、G画像信号、R画像信号がそれぞれDMD976に出力される。
 これにより、図30に示したタイミングチャートにおけるB信号に基づいて、青色半導体レーザ素子665の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、B画像信号に基づいて、DMD976により青色光が変調される。また、B信号の次に出力されるG信号に基づいて、緑色半導体レーザ素子660の緑色光が発光されるとともに、このタイミングで、G画像信号に基づいて、DMD976により緑色光が変調される。さらに、G信号の次に出力されるR信号に基づいて、赤色半導体レーザ素子670の赤色光が発光されるとともに、このタイミングで、R画像信号に基づいて、DMD976により赤色光が変調される。その後、R信号の次に出力されるB信号に基づいて、青色半導体レーザ素子665の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、再度、B画像信号に基づいて、DMD976により青色光が変調される。上記の動作が繰り返されることによって、B画像信号、G画像信号およびR画像信号に基づいたレーザ光照射による画像が、被投写面(スクリーン995)に投写される。
 このようにして、RGB3波長半導体レーザ装置910が搭載されたプロジェクタ装置980が構成されている。
 第10実施形態および第11実施形態におけるプロジェクタ装置950および980では、プロジェクタ装置の内部にRGB3波長半導体レーザ装置910(図27参照)が実装されているので、RGB3波長半導体レーザ装置910が有する良好な放熱性によって、赤色半導体レーザ素子670、緑色半導体レーザ素子660および青色半導体レーザ素子665が劣化するのが抑制された長時間の使用にも耐え得る信頼性の高いプロジェクタ装置950および980を容易に得ることができる。加えて、RGB3波長半導体レーザ装置910のサイズが大きくなるのが抑制されたプロジェクタ装置950および980を得ることができる。
 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。
 たとえば、第1~第11実施形態では、ベース部およびキャップ部の各々に対してガス吸収剤が混入された樹脂材料を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明では、ベース部にのみガス吸収剤が混入された樹脂材料を用いるとともに、キャップ部にガス吸収剤が混入されていない樹脂材料を用いて半導体レーザ装置を構成してもよい。あるいは、キャップ部にのみガス吸収剤が混入された樹脂材料を用いるとともに、ベース部にガス吸収剤が混入されていない樹脂材料を用いて半導体レーザ装置のパッケージを構成してもよい。
 また、第1~第11実施形態では、ガス吸収剤として合成ゼオライトを用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有するように粉砕された粒子状のシリカゲルや活性炭を、ガス吸収剤として用いてもよく、合成ゼオライト、シリカゲルおよび活性炭のいずれを用いてもよい。
 また、第1~第11実施形態では、キャップ部を、伸縮性を有するシリコン樹脂または熱可塑性フッ素樹脂により形成し、かつ、キャップ部をベース部に嵌合させて半導体レーザ装置のパッケージを構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リードフレームのベース部を、伸縮性を有するシリコン樹脂または熱可塑性フッ素樹脂などを用いて形成し、かつ、ベース部をキャップ部に嵌合させて半導体レーザ装置のパッケージを構成してもよい。
 また、第1~第11実施形態では、ベース部およびキャップ部を、共に樹脂とガス吸収剤との混合物により形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ベース部およびキャップ部の一方を金属材料を用いて形成し、他方を樹脂とガス吸収剤との混合物により形成してもよい。
 また、第1~第11実施形態では、樹脂(エポキシ樹脂)に粒子状に粉砕されたガス吸収剤(合成ゼオライト)を混入してベース部を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図31に示す第1実施形態の第4変形例のように、複数のペレット状(円柱状)のガス吸収剤116を粉砕することなくベース部115に埋め込んで形成してもよい。この場合、ペレット状のガス吸収剤116のほとんどの部分が樹脂15(たとえばエポキシ樹脂など)中に埋め込まれるとともに、埋め込まれた複数のペレットの一方端部116aがベース部115の端面(前面115c)から露出する。この第4変形例のように構成すれば、樹脂15内部において発生した有機ガスが、ベース部115に埋め込まれたガス吸収剤116により吸収されるとともに、パッケージ内に漏れた有機ガスについても、ベース部115の端面(前面115cおよび115h)に露出する一方端部116aにより吸収される。また、図2に示したベース部10の内部構造と比較して、ベース部115の外周面115fの近傍は、ガス吸収剤116が存在せずに樹脂15のみによって構成される領域を有するので、その分、外部(大気中)からの低分子シロキサンや揮発性の有機ガスが樹脂15中に浸入することを抑制することができる。なお、外周面115fにガスバリア層を形成することにより、外部からのガス浸入に対する抑制効果をさらに高めることができる。
 また、第1~第11実施形態では、樹脂(エポキシ樹脂)に粒子状に粉砕されたガス吸収剤(合成ゼオライト)を一様に混入してベース部を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図32に示す第1実施形態の第5変形例のように、ベース部120の外周面120fの近傍に、エポキシ樹脂に粒子状に粉砕されたガス吸収剤が混入されない領域Pを有するようにベース部120をモールド成型してもよい。この第5変形例のように構成しても、図2に示したベース部10の内部構造と比較して、ベース部120の外周面120fの近傍は、ガス吸収剤が存在せずに樹脂15のみによって形成される領域Pを有するので、外部(大気中)からの低分子シロキサンや揮発性の有機ガスが樹脂15中に浸入するのが抑制される。なお、外周面120fに、上記第1実施形態と同様にガスバリア層を形成することによって、パッケージ外部からのガス浸入抑制効果をさらに高めることができる。
 また、第1~第11実施形態では、ベース部およびキャップ部の各々に対してガスバリア層を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明では、ベース部またはキャップ部のいずれか一方にのみガスバリア層を設けてもよい。
 また、第1~第11実施形態では、ベース部の外表面にガスバリア層17を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明では、パッケージ内の空間に接する側のベース部の表面(ヘッダ部の前面と台座部の前面および上面と)にガスバリア層を設けてもよい。また、キャップ部についても同様に、パッケージ内の空間に接する側のキャップ部の表面(キャップ部の内面)にガスバリア層を設けてもよい。
 また、第1~第11実施形態では、ガスバリア層を、SiOからなる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、AlやZrOなどの誘電体膜を用いてガスバリア層を形成してもよい。なお、キャップ部に形成されるガスバリア層33を、AlやZrOなどからなる多層の金属酸化膜によって構成する場合、このガスバリア層33を兼ねる金属酸化膜が、反射防止層の役割を有する。なお、ガスバリア層33を反射防止層としての金属酸化膜により構成する場合、図2に示したキャップ部30の光透過部35の内表面および外表面の両方の表面上に形成されるのが好ましい。
 また、第1~第11実施形態では、樹脂にガス吸収剤を混入したベース部およびキャップ部を用いてパッケージを構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、樹脂にガス吸収剤を混入したベース部およびキャップ部を用いることに加えて、パッケージ内の空いたスペースに、ガス吸収剤を設置してもよい。
 また、第1実施形態では、放熱部11dにおける第1放熱部11fをベース部10の後面10dよりも若干後方の位置から外側に延びる例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図33に示す第6変形例の半導体レーザ装置100fのように、第1放熱部11fの一部分(前端側)がベース部10の外周面10fから外側(B2側またはB1側)に突出して延びていてもよい。この場合、第1放熱部11fの幅はW9(W9>W3(図4参照))である。さらに、本発明では、第1放熱部11fが後面10dの後方に露出することなく、全ての部分がベース部10内から外周面10fを横方向(B方向)に貫通して外側に延びていてもよい。この場合、ベース部10の外周面10fの前方側に放熱部が形成されていない領域を残しておくことによって、上記第1実施形態のように、キャップ部30を嵌合させることができる。これにより、青紫色半導体レーザ素子20を封止することができる。
 また、第2実施形態では、第1放熱部211fを上方(図11のC2方向)に折り曲げた例について示したが、本発明では、第1放熱部211fを下方(C1方向)に折り曲げて放熱部11dを構成してもよい。
 また、第3実施形態では、接続部311cの端部を上方(図13のC2方向)に折り曲げた例について示したが、本発明では、接続部311cの端部領域を下方(C1方向)に折り曲げて接続部を構成してもよい。
 また、第2実施形態では、接続部を折り曲げて放熱部を上方に延ばしたが、本発明では、放熱部を折り曲げて放熱部を折り曲げた方向に延ばしてもよい。
 また、第7実施形態の変形例では、リード端子711を有するリードフレーム(平面部401)の表面上にリード端子712~715を同一面上に横に並べて配置した例について示したが、本発明では、たとえば、リード端子714および715を、リード端子712および713の上にさらに積層してもよい。これにより、複数のリード端子が半導体レーザ装置の幅方向に広がって配置されないので、3波長半導体レーザ装置の幅を小さくすることができる。
 また、上記各実施形態では、ベース部10には前方に突出する台座部10bが形成されている例について示したが、本発明では、ベース部10は、台座部10bが突出していない略円板状の形状を有していてもよい。
 また、第1~第11実施形態では、ベース部とキャップ部とを嵌合してパッケージ50を封止した例について示したが、これに限られない。参考例として、ベース部にキャップ部を被せることなく半導体レーザ装置を構成してもよい。

Claims (20)

  1.  半導体発光素子と、
     前記半導体発光素子を封止するパッケージとを備え、
     前記パッケージは、前記半導体発光素子が取り付けられるベース部と、前記ベース部に取り付けられ、前記半導体発光素子を覆うキャップ部とを含み、
     前記ベース部および前記キャップ部の少なくともいずれか一方は、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されている、半導体発光装置。
  2.  前記キャップ部は、前記混合物により形成され、前記半導体発光素子から出射された光が外部に向けて透過する光透過部を有し、
     前記樹脂は、透光性を有し、
     前記ガス吸収剤は、前記光透過部以外の前記キャップ部を構成する前記混合物中に混入されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
  3.  前記ガス吸収剤は、合成ゼオライト、シリカゲルおよび活性炭の少なくともいずれかである、請求項1に記載の半導体発光装置。
  4.  前記混合物により形成されている前記ベース部および前記キャップ部の少なくともいずれか一方の表面に、ガスバリア層が形成されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
  5.  前記ベース部に取り付けられ、同一平面上に配置された複数のリード端子と、
     前記半導体発光素子が載置される素子設置部と一体的に形成された放熱部とをさらに備え、
     前記放熱部は、前記複数のリード端子の外側に配置されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
  6.  前記放熱部は、前記同一平面上に配置されている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  7.  前記放熱部と前記素子設置部とは、前記ベース部の前面側から後面側に延びる接続部によって接続されており、
     前記放熱部と前記接続部との接続領域は、前記ベース部の後面側に配置されている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  8.  前記接続領域は、少なくとも一部が前記ベース部の後面から露出している、請求項7に記載の半導体発光装置。
  9.  前記放熱部は、前記キャップ部の外側に配置されている、請求項7に記載の半導体発光装置。
  10.  前記放熱部は、前記ベース部の両側方のうちの少なくとも一方側方において、前記複数のリード端子の外側に配置されている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  11.  前記リード端子は、前記ベース部の後面に取り付けられた第1リード端子を含み、
     前記素子設置部は、前記第1リード端子と一体的に形成されている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  12.  前記リード端子は、前記ベース部の後面に取り付けられた第2リード端子を含み、
     前記素子設置部と前記第2リード端子とは、異なる平面上に配置されている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  13.  前記接続部および前記放熱部の少なくとも一部が折り曲げられている、請求項5に記載の半導体発光装置。
  14.  前記接続部および前記放熱部の少なくとも一部は、前記ベース部の後面と平行な方向に折り曲げられている、請求項13に記載の半導体発光装置。
  15.  前記放熱部の幅は、前記リード端子の幅よりも大きい、請求項5に記載の半導体発光装置。
  16.  前記樹脂は、伸縮性を有し、
     前記半導体発光素子は、前記ベース部と前記キャップ部とが嵌合することにより、封止されている、請求項1に記載の半導体発光装置。
  17.  前記ベース部および前記キャップ部は、共に前記樹脂と前記ガス吸収剤との混合物により形成されており、
     前記キャップ部を構成する樹脂に混入される前記ガス吸収剤の前記樹脂に対する割合は、前記ベース部を構成する樹脂に混入される前記ガス吸収剤の前記樹脂に対する割合よりも小さい、請求項16に記載の半導体発光装置。
  18.  前記ベース部は、前記ベース部の後面側から前面側に向かって先細りする外周面を有し、
     前記キャップ部は、前記ベース部の先細りする前記外周面に嵌合する、請求項16に記載の半導体発光装置。
  19.  ベース部およびキャップ部を形成する工程と、
     半導体発光素子を前記ベース部に取り付ける工程と、
     前記ベース部と前記キャップ部とを嵌合することにより、前記半導体発光素子を封止する工程とを備え、
     前記ベース部および前記キャップ部を形成する工程は、前記ベース部および前記キャップ部の少なくともいずれか一方を、樹脂とガス吸収剤との混合物を成型することにより形成する工程を含む、半導体発光装置の製造方法。
  20.  半導体発光素子と、前記半導体発光素子を封止するパッケージとを含む半導体発光装置と、
     前記半導体発光装置の出射光を制御する光学系とを備え、
     前記パッケージは、前記半導体発光素子が取り付けられるベース部と、前記ベース部に取り付けられ、前記半導体発光素子を覆うキャップ部とを有し、
     前記ベース部および前記キャップ部の少なくともいずれか一方は、樹脂とガス吸収剤との混合物により形成されている、光装置。
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