WO2023017632A1 - 半導体レーザ装置、はんだ付きサブマウント、はんだ付き集合サブマウント、及び、半導体レーザ装置の検査方法 - Google Patents

半導体レーザ装置、はんだ付きサブマウント、はんだ付き集合サブマウント、及び、半導体レーザ装置の検査方法 Download PDF

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Abstract

半導体レーザ装置(1)は、基台(3)と、はんだ(30)を介して基台(3)に接合されたサブマウント(10)と、サブマウント(10)に実装された半導体レーザ(20)と、を備え、半導体レーザ(20)が実装された側からサブマウント(10)を見るときを上面視とすると、上面視において、はんだ(30)は複数の凸部(31a)を有し、複数の凸部(31a)の各々は、サブマウント(10)の外側の基台(3)上に形成され、かつ、サブマウント(10)の内部と反対の方向に突出し且つ周期的に存在する。

Description

半導体レーザ装置、はんだ付きサブマウント、はんだ付き集合サブマウント、及び、半導体レーザ装置の検査方法
 本開示は、半導体レーザ装置、半導体レーザ装置を製造する際に用いられるはんだ付きサブマウント、はんだ付きサブマウントを製造するためのはんだ付き集合サブマウント、及び、半導体レーザ装置の検査方法に関する。
 従来、半導体レーザを備える半導体レーザ装置として、TO-CANパッケージを用いた光源モジュールが知られている。TO-CANパッケージは、円盤状のベースと、ベースに立設するポストと、ベースを貫通する一対のリードピンと、ポストを覆うようにベースに固定された金属製のキャップとを備える。
 TO-CANパッケージを用いた半導体レーザ装置では、基台となるポストにサブマウントを介して半導体レーザが実装されている。このように構成された半導体レーザ装置では、リードピンから半導体レーザに電力が供給されることで、半導体レーザからレーザ光が出射する。そして、半導体レーザから出射したレーザ光は、キャップの天面に設けられた透光窓から外部に出射する。
国際公開第2020/031944号
 サブマウントを介して半導体レーザを基台に実装する場合、サブマウントに予めはんだ層を形成しておいたはんだ付きサブマウントを用いることが考えられる。この場合、はんだ付きサブマウントを加熱してはんだ層を溶融することで、サブマウントと基台とをはんだで接合する。
 しかしながら、はんだ付きサブマウントを用いてサブマウントを基台に接合する際、溶融させたはんだ層のはんだがサブマウントの外縁からはみ出すことがある。はんだがサブマウントから大きく偏ってはみ出した時などは、サブマウントが基台に対して傾いてしまっていることが多い。この結果、サブマウントに実装された半導体レーザも傾いてしまい、半導体レーザ装置としての光学的精度が悪くなる。
 本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、サブマウントが基台に対して傾くことを抑制できる半導体レーザ装置等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、基台と、はんだを介して前記基台に接合されたサブマウントと、前記サブマウントに実装された半導体レーザと、を備え、前記半導体レーザが実装された側から前記サブマウントを見るときを上面視とすると、前記上面視において、前記はんだは、複数の凸部を有し、前記複数の凸部の各々は、前記サブマウントの外側の前記基台上に形成され、かつ、前記サブマウントの内部と反対の方向に突出し且つ周期的に存在する。
 また、本開示に係るはんだ付きサブマウントの一態様は、基台に設置されるはんだ付きサブマウントであって、絶縁性部材と、金属膜と、はんだ層と、を備え、前記はんだ付きサブマウントを前記基台に設置したときに前記基台側となる方向を下側とし、前記基台側とは反対側となる方向を上側とすると、前記金属膜は、前記絶縁性部材の下側の面に配置され、前記はんだ層は、前記金属膜の下側の面に配置され、前記金属膜の下側の面の外縁には、前記はんだ層が存在する第1領域と前記はんだ層が存在しない第2領域とが交互に存在する部分がある。
 また、本開示に係るはんだ付き集合サブマウントの一態様は、基台に設置されるはんだ付きサブマウントの集合体であるはんだ付き集合サブマウントであって、基板と、金属膜と、はんだ層と、を備え、前記基台側を下側とし、前記基台側とは反対側を上側とすると、前記金属膜は、前記基板の下側の面に配置され、前記はんだ層は、前記金属膜の下側の面に配置され、前記はんだ付き集合サブマウントの上側の面には格子状の溝が形成されており、又は、前記基板の内部に格子状の変質部が形成されており、前記溝又は前記変質部の直下の位置には、前記はんだ層が存在しない領域が周期的に存在する部分がある。
 また、本開示に係の検査方法の一態様は、半導体レーザ装置の検査方法であって、前記半導体レーザ装置は、基台と、はんだを介して前記基台に接合されたサブマウントと、前記サブマウントに実装された半導体レーザと、を備え、前記半導体レーザが実装された側から前記サブマウントを見るときを上面視とすると、前記上面視において、前記はんだは、前記サブマウントの外縁からはみ出したはみ出し領域を有し、前記はみ出し領域は、各々が外側に向かって突出する複数の凸部を有し、前記半導体レーザ装置の検査方法は、前記複数の凸部の状態を測定することで、前記サブマウントの傾きを評価する。
 本開示に係る半導体レーザ装置によれば、サブマウントが基台に対して傾くことを抑制することができる。また、本開示に係るはんだ付きサブマウントによれば、サブマウントを基台に接合したときにサブマウントが傾くことを抑制できる。また、本開示に係るはんだ付き集合サブマウントによれば、基台に接合したときに傾くことを抑制できるはんだ付きサブマウントを得ることができる。また、本開示に係る半導体レーザ装置の検査方法によれば、基台に接合されたサブマウントの傾きを評価することができる。
実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。 実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。 実施の形態に係る半導体レーザ装置において、サブマウント及び半導体レーザを取り外したときの基台及びはんだの構成を示す図である。 図4は、実施の形態に係る半導体レーザ装置におけるはんだとサブマウントと半導体レーザとの構成を示す図である。 図5は、実施の形態に係る半導体レーザ装置におけるはんだの構成を示す拡大図である。 図6は、実施の形態に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図7は、変形例1に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図8は、変形例2に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図9は、変形例3に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図10は、変形例4に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図11は、変形例5に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図12は、変形例6に係る半導体レーザ装置において、はんだがサブマウントからはみ出した状態を示す図である。 図13は、変形例7に係る半導体レーザ装置の断面図である。 図14は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウントの構成を示す図である。 図15は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウントの断面図である。 図16は、実施の形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示すフロー図である。 図17は、変形例1に係るはんだ付きサブマウントの背面図である。 図18は、変形例2に係るはんだ付きサブマウントの背面図である。 図19は、変形例3に係るはんだ付きサブマウントの背面図である。 図20は、変形例4に係るはんだ付きサブマウントの背面図である。 図21は、変形例5に係るはんだ付きサブマウントの背面図である。 図22は、実施の形態に係るはんだ付き集合サブマウントの構成を示す図である。 図23は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウントの製造方法を示すフロー図である。 図24は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウントの製造方法により得られるはんだ付きサブマウントの構成を示す図である。 図25は、変形例1に係るはんだ付き集合サブマウントの構成を示す図である。 図26は、変形例1に係るはんだ付き集合サブマウントにより得られるはんだ付きサブマウントの構成を示す図である。 図27は、はんだ付きサブマウントの製造方法の変形例を示すフロー図である。 図28は、変形例2に係るはんだ付き集合サブマウントの構成を示す図である。 図29は、変形例2に係るはんだ付き集合サブマウントにより得られるはんだ付きサブマウントの構成を示す図である。 図30は、変形例3に係るはんだ付き集合サブマウントの構成を示す図である。 図31は、変形例4に係るはんだ付き集合サブマウントの構成を示す図である。
 以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ(工程)及びステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
 (実施の形態)
 [半導体レーザ装置]
 まず、実施の形態に係る半導体レーザ装置1の構成について、図1~図4を用いて説明する。
 図1及び図2は、実施の形態に係る半導体レーザ装置1の断面図である。図1は、サブマウント10及び半導体レーザ20を上面視したときの断面を示しており、図2は、サブマウント10及び半導体レーザ20を側面視したときの断面を示している。
 図3は、半導体レーザ装置1において、サブマウント10及び半導体レーザ20を取り外したときの基台3及びはんだ30の構成を示す図である。なお、図3では、半導体レーザ装置1の一部の構成を示している。なお、図3に示されるはんだ30の形状は、サブマウント10を基台3に接合した後の形状(つまり、リフローにより溶融して押圧された後の形状)を示している。
 図4は、半導体レーザ装置1におけるはんだ30とサブマウント10と半導体レーザ20との構成を示す図である。図4において、(a)は側面図、(b)は上面図である。なお、図4では、(a)の側面図と(b)の上面図とにおける各部材の接続関係を分かりやすくするために、便宜上ハッチングを施している。
 図1及び図2に示すように、本実施の形態における半導体レーザ装置1は、半導体レーザ20がパッケージ化された発光モジュールである。具体的には、半導体レーザ装置1は、TO-CANパッケージタイプの光源モジュールである。
 半導体レーザ装置1は、TO-CANパッケージとして、円盤状のベース2と、ベース2に立設する基台3(ポスト)と、ベース2を貫通する一対のリードピン4と、基台3を覆うようにベース2上に配置された金属製のキャップ5とを備える。
 ベース2及び基台3は、電極端子付きのステムである。ベース2は、ステムベースであり、基台3は、ステムポストである。ベース2及び基台3は、金属材料によって構成されている。本実施の形態において、ベース2及び基台3は、銅(Cu)によって構成されているが、これに限らない。
 一対のリードピン4は、半導体レーザ20に電流を供給するための給電端子である。一対のリードピン4は、ベース2に設けられた貫通孔に挿通されてベース2に固定されている。ベース2に固定された一対のリードピン4は、絶縁部材6によってベース2と絶縁されている。一対のリードピン4は、半導体レーザ20の一対の電極に電流を供給する。一対のリードピン4の一方は、金ワイヤ7によって半導体レーザ20の一対の電極のうちの一方の電極に接続されている。また、一対のリードピン4の他方は、金ワイヤ7によってサブマウント10の第2金属膜13(上側金属層)に接続されている。サブマウント10の第2金属膜13は、半導体レーザの一対の電極の他方の電極と電気的に接続されている。なお、半導体レーザ20は、一対の電極として、p側電極及びn側電極を有する。
 キャップ5は、基台3と基台3に取り付けられたサブマウント10及び半導体レーザ20とを覆うカバーである。つまり、サブマウント10及び半導体レーザ20は、ベース2とキャップ5とで構成される密閉空間内に収納されている。キャップ5は、基台3、サブマウント10及び半導体レーザ20を覆うようにしてベース2に固定されている。ベース2とキャップ5とは、例えば溶接によって接合される。
 キャップ5の天面には、半導体レーザ20から出射する光が透過できるように透光窓(光取り出し窓)が設けられている。具体的には、キャップ5の天面には開口孔が設けられており、この開口孔を覆うように透明な板ガラス8が配置されている。板ガラス8は、半導体レーザ20の光出射面に対面するように配置されている。板ガラス8は、低融点ガラス等の接着剤9によってキャップ5に接合されている。
 半導体レーザ装置1は、サブマウント10と、半導体レーザ20とを備えており、TO-CANパッケージを用いてパッケージ化されている。
 サブマウント10は、基台3に実装されている。具体的には、サブマウント10は、基台3の上に実装されている。
 サブマウント10は、はんだ30を介して基台3に接合されている。つまり、サブマウント10と基台3とは、はんだ30によって接合されている。したがって、サブマウント10と基台3との間には、はんだ30が介在している。はんだ30は、接合材の一例である。本実施の形態では、はんだ30としてAuSnはんだ(金スズはんだ)を用いている。サブマウント10は、半導体レーザ20を支持する支持部材として機能するとともに、半導体レーザ20の熱を放熱する放熱部材として機能する。したがって、サブマウント10は、熱伝導性に優れた材料によって構成されているとよい。
 図3及び図4に示すように、サブマウント10は、絶縁性部材11と、絶縁性部材11の下側(基台3側)に位置する第1金属膜12と、絶縁性部材11の上側に位置する第2金属膜13及びバリア膜14とを備える。
 絶縁性部材11は、絶縁性材料によって構成されたサブマウント本体である。絶縁性部材11は、ダイヤモンド、SiC又はAlN等の高熱伝導材料によって構成されているとよい。本実施の形態において、絶縁性部材11は、ダイヤモンドによって構成されている。また、絶縁性部材11の形状は、おおむね直方体である。具体的には、絶縁性部材11は、矩形の板状である。つまり、絶縁性部材11の上面視形状は、矩形である。
 本実施の形態において、サブマウント10の外縁(外周縁)は、絶縁性部材11の外縁(外周縁)である。したがって、サブマウント10の上面視形状は、矩形である。具体的には、サブマウント10及び絶縁性部材11の各々の上面視形状は、長方形である。
 第1金属膜12は、絶縁性部材11の下面(基台3側の面)のほぼ全面に配置されている。つまり、第1金属膜12は、絶縁性部材11の下側に位置する下側金属層であり、基台3側(つまり半導体レーザ20側とは反対側)に設けられている。一例として、第1金属膜12は、絶縁性部材11の下面に形成されたチタン層(Ti層)と、チタン層の下面に形成された白金層(Pt層)と、白金層の下面に形成された金層(Au層)との3層構造(Ti/Pt/Au)になっており、第1金属膜12の表面ははんだに対する濡れ性が高い。なお、第1金属膜12の平面視形状は、矩形である。
 第2金属膜13は、絶縁性部材11の上面(半導体レーザ20側の面)のほぼ全面に配置されている。つまり、第2金属膜13は、絶縁性部材11の上側に位置する上側金属層であり、半導体レーザ20側(つまり基台3側とは反対側)に設けられている。一例として、第2金属膜13は、絶縁性部材11の上面に形成されたチタン層(Ti層)と、チタン層の上に形成された白金層(Pt層)と、白金層の上面に形成された金層(Au層)との3層構造(Ti/Pt/Au)になっている。なお、第2金属膜13の平面視形状は、矩形である。
 バリア膜14は、第2金属膜13の上面(半導体レーザ20側の面)に形成されている。バリア膜14は、半導体レーザ20とサブマウント10とを接合する際のはんだ40の元素が拡散することを抑制するはんだバリア膜である。一例として、バリア膜14は、白金層(Pt層)である。なお、バリア膜14の平面視形状は、矩形である。また、バリア膜14の幅は、第2金属膜13の幅よりも小さい。
 半導体レーザ20は、サブマウント10に実装されている。具体的には、半導体レーザ20は、サブマウント10の上に実装されている。サブマウント10は基台3の上に位置しているので、サブマウント10は半導体レーザ20と基台3との間に位置することになる。
 なお、半導体レーザ20の実装形態は、ジャンクションダウン実装及びジャンクションアップ実装のいずれであってもよいが、本実施の形態では、半導体レーザ20は、ジャンクションダウン実装によってサブマウント10に実装されている。
 半導体レーザ20とサブマウント10とは、はんだ40を介して接合されている。つまり、半導体レーザ20とサブマウント10とは、はんだ40によって接合されている。したがって、半導体レーザ20とサブマウント10との間には、はんだ40が介在している。本実施の形態において、はんだ40は、半導体レーザ20とサブマウント10のバリア膜14との間に介在しており、半導体レーザ20とバリア膜14とを接合している。はんだ40は、接合材の一例である。本実施の形態では、はんだ40としてAuSnはんだを用いている。
 なお、はんだ30は、基台3とサブマウント10の第1金属膜12との間に介在しており、基台3と第1金属膜12とを接合している。
 また、半導体レーザ20は、サブマウント10の短手方向(幅方向)の一方側に片寄せて配置されている。つまり、半導体レーザ20は、サブマウント10の幅方向の中心に対してオフセットした位置に配置されている。具体的には、図3及び図4では、半導体レーザ20の位置は、サブマウント10の幅方向の中心から左側に寄っている。
 半導体レーザ20は、レーザ光を出射する半導体レーザチップである。半導体レーザ20は、一対のリードピン4から供給される電流によってレーザ光を出射する。半導体レーザ20から出射したレーザ光は、キャップ5の天面に設けられた板ガラス8(透光窓)から外部に出射する。半導体レーザ20は、所定の波長のレーザ光を出射する。具体的には、半導体レーザ20は、紫外光、可視光又は赤外光のレーザ光を出射する。半導体レーザ20は、例えば窒化物半導体材料によって構成されたGaN系半導体レーザであるが、半導体レーザ20を構成する半導体材料は、これに限らない。
 半導体レーザ20とサブマウント10とを基台3に実装する際、半導体レーザ20とサブマウント10とをはんだ40によって接合するとともに、サブマウント10と基台3とをはんだ30によって接合する。このとき、サブマウント10と基台3とは、溶融させたはんだで接合することになるが、サブマウント10を基台3に向けて押し付けることになるので、このときの押圧力によって、図1~図4に示すように、サブマウント10と基台3との間に存在する溶融状態のはんだ30(つまり溶融前のはんだ30)がサブマウント10からはみ出すことになる。具体的には、溶融状態のはんだ30は、サブマウント10の外縁から外側に向かって広がっていくとともに、サブマウント10の厚み方向にも広がっていく。
 図3及び図4に示すように、半導体レーザ20が実装された側からサブマウント10を見るときを「上面視」とすると、その上面視において、はんだ30は、サブマウント10の外縁から(サブマウント10の内部と反対の方向に)はんだ30がはみ出した領域であるはみ出し領域31を有する。本実施の形態では、絶縁性部材11の外縁がサブマウント10の外縁であるので、はみ出し領域31は、はんだ30のうち絶縁性部材11からはみ出した部分である。
 上面視において、はんだ30のはみ出し領域31は、各々が外側に向かって突出する複数の凸部31aを有する。本実施の形態において、複数の凸部31aの各々は、サブマウント10の外縁から突出する突出部である。また、複数の凸部31aは、サブマウント10の全周にわたって断続的に存在している。複数の凸部31aの各々は、略球形の一部をなす形状である。したがって、上面視において、複数の凸部31aの各々は、略円形の一部をなす形状になっている。具体的には、複数の凸部31aの各々は、上面視において、サブマウント10の外縁から膨らむように形成された膨出部であり、円形のうち半円以上部分を有する形状になっている。なお、複数の凸部31aの各々は、略半球(つまり上面視で略半円)であってもよいし、球のうち半球よりも小さい形状(つまり上面視で半円よりも小さい形状)であってもよい。
 一例として、複数の凸部31aを構成する球の平均直径は60μmであり、複数の凸部31aの高さ(サブマウント10の厚み方向の高さ)の平均高さは30μmである。また、サブマウント10と基台3との間のはんだ30の厚さ(サブマウント10と基台3との距離)は、一例として2.5μmである。
 他の一例として、複数の凸部31aを構成する球の平均直径は120μmであり、複数の凸部31aの高さ(サブマウント10の厚み方向の高さ)の平均高さは60μmである。また、サブマウント10と基台3との間のはんだ30の厚さ(サブマウント10と基台3との距離)は、一例として3.5μmである。
 はみ出し領域31の複数の凸部31aは、上面視形状が矩形のサブマウント10において、4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。本実施の形態において、複数の凸部31aは、4辺全てに存在している。
 はみ出し領域31における全ての凸部31aの中には、複数の凸部31aが周期的に存在するものが含まれる。つまり、サブマウント10の外縁からはんだ30が周期的にはみ出している部分が存在している。例えば、上面視形状が矩形のサブマウント10において、周期的に存在する複数の凸部31aは、4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。
 また、周期的に存在する複数の凸部31aは、1辺の中の全ての凸部31aであってもよいし、1辺の中の全ての凸部31aのうちのいくつかであってもよい。このように、周期的に存在する複数の凸部31aは、サブマウント10の全周のうちの少なくとも一部に存在していればよい。
 なお、複数の凸部31aが周期的に存在するとは、複数の凸部31aが一定の間隔で存在する場合だけではなく、複数の凸部31aが規則的な間隔(例えば一定の法則にしたがった間隔)で存在する場合等も含まれる。
 このように、はんだ30のはみ出し領域31における複数の凸部31aが周期的に存在していることで、はんだ30が偏らずにサブマウント10からはみ出していることになり、サブマウント10が基台3に対して傾くことを抑制することができる。例えば、はんだ30によって基台3とサブマウント10とが平行に接合される。これにより、サブマウント10に実装された半導体レーザ20から出射するレーザ光の光学的精度を向上させることができる。
 特に、周期的に存在する複数の凸部31aが同じ大きさで均一に形成されていることによって、サブマウント10が傾くことを効果的に抑制することができる。また、上面視形状が長方形のサブマウント10では短手方向にサブマウント10が傾きやすい。このため、サブマウント10の短手方向において複数の凸部31aが対称に形成されているとよい。これにより、サブマウント10が傾くことをさらに効果的に抑制することができる。
 また、本実施の形態において、はんだ30は、サブマウント10の外縁の全周(全外周縁)からはみ出しておらず、サブマウント10の外縁から断続的にはみ出している。したがって、サブマウント10の外側における周辺領域には、サブマウント10の外縁からはんだ30がはみ出していない領域である複数の非はみ出し領域32が存在する。非はみ出し領域32は、隣り合う2つの凸部31aの間の領域である。上面視において、複数の非はみ出し領域32の各々は、サブマウント10の内側に窪んだ凹形状の領域である。
 このように、本実施の形態では、サブマウント10の外側の周辺領域には非はみ出し領域32として複数の凹部が存在するので、複数の凸部31aが周期的に存在することによって、サブマウント10と複数の凸部31aとの境界が周期的に存在することになる。
 また、サブマウント10の外縁の全周にわたって複数の凸部31aが存在する場合ではなくても、サブマウント10が傾くことを抑制できる。具体的には、本願発明者らの実験によれば、上面視形状が長方形のサブマウント10において、サブマウント10の短辺にはみ出し領域31(凸部31a)が存在せずに、サブマウント10の長辺にしかはみ出し領域31(凸部31a)が存在しない場合でも、サブマウント10の傾きを抑制できることが確認できた。
 なお、本実施の形態では、サブマウント10の全ての辺にはみ出し領域31(凸部31a)が存在しており、サブマウント10には、はみ出し領域31が存在しない辺はない。つまり、はみ出し量がゼロとなる辺は存在しない。これにより、サブマウント10が傾くことを確実に抑制することができる。
 ここで、はんだ30のはみ出し領域31の複数の凸部31aの好ましい形態について、図5及び6を用いて説明する。図5は、実施の形態に係る半導体レーザ装置1におけるはんだ30の構成を示す拡大図である。図6は、そのはんだ30がサブマウント10からはみ出した状態を示す図である。なお、図5において、サブマウント10の外縁を破線で示している。つまり、図5の破線で囲まれる領域は、サブマウント10が存在するサブマウント領域10aである。
 図5に示すように、はんだ30の上面視において、サブマウント10と複数の凸部31aのうちの一つとの境界の長さをL1とすると、長さL1は、20μm以上200μm以下であるとよい。つまり、長さL1は、サブマウント10の外縁上における各凸部31aの長さであり、各凸部31aの根元の幅である。
 このように、長さL1を20μm以上200μm以下にすることで、サブマウント10が傾くことを抑制しつつ、サブマウント10及びはんだ30を介して半導体レーザ20で発生する熱を効果的に放熱することができる。この点について、以下説明する。
 詳細は後述するが、本実施の形態では、はんだ30となるはんだ層が予め形成されたはんだ付きサブマウントを用いることで、サブマウント10を基台3に接合している。この場合、はんだ層を加熱溶融してサブマウント10に押圧を付与することになるが、このサブマウント10に付与した押圧によって、基台3とサブマウント10との間に存在する溶融したはんだ層がサブマウント10の外縁(サブマウント領域10a)からはみ出すことになる。これにより、サブマウント10と基台3との間にはみ出し領域31(凸部31a)を有するはんだ30が形成される。
 このとき、はんだのはみ出しは、サブマウント10の外縁における溶融押圧前のはんだ層のある一点から開始することになる。このはんだのはみ出しが進むにしたがってサブマウント10とはみ出し領域31(凸部31a)との境界の長さL1が大きくなっていくが、溶融したはんだの表面張力によって、サブマウント10の外縁における溶融前のはんだ層の配置領域以外からサブマウント10の外側にはんだがはみ出すことが抑制される。したがって、長さL1が長いということは、その部分におけるはんだのはみ出し量(凸部31aの突出量)が多いことと同義であり、サブマウント10の外縁においてはんだの量が局所的に多くなりすぎた(つまり十分にはんだが制御されていなかった)ということになる。この結果、サブマウント10の傾きの度合が大きくなってしまう。そこで、このようなはんだの量が局所的に多くなりすぎることを抑制するために、長さL1は200μm以下であるとよい。
 一方、長さL1が短いということは、サブマウント10の外縁においてはんだの量が局所的に少なかったことになる。この結果、実装後のサブマウント10と基台3との間に隙間が存在する可能性が高くなり、半導体レーザ20で発生する熱の放熱性が低下する。そこで、サブマウント10と基台3との間に隙間が生じることを抑制するには、長さL1は20μm以上にするとよい。
 一例として、サブマウント10の短辺における長さL1は、80μmであり、サブマウント10の長辺における長さL1は、80μmである。
 また、図5に示すように、はんだ30の上面視において、はんだ30は、サブマウント10の外縁からはみ出さずに当該はんだ30の外縁がサブマウント10の外縁と一致する部分の長さをL2とすると、長さL2は、200μm以下であるとよい。長さL2は、隣り合う2つの凸部31aの間の領域である非はみ出し領域32におけるはんだ30の外縁に沿った長さである。つまり、長さL2は、サブマウント10の外縁のうちはみ出し領域31(凸部31a)と接していない部分(はみ出し非起点領域)の長さである。
 このように、長さL2を200μm以下にすることで、はみ出し領域31における複数の凸部31aが離散的になりすぎないので、サブマウント10が傾くことを効果的に抑制することができる。なお、長さL2の下限は特に限定されるものではないが、長さL2は、20μm以上であるとよい。
 本実施の形態において、長さL2は、長さL1よりも短い。一例として、サブマウント10の短辺における長さL2は、50μmであり、サブマウント10の長辺における長さL1は、60μmである。
 また、図5においては、はみ出し領域31における複数の凸部31aのサイズ(大きさ)は、サブマウント10の全周において同じであり、複数の凸部31aのはみ出し量(突出量)が揃っていたが、これに限らない。具体的には、図6に示すように、複数の凸部31aには、異なるサイズ(大きさ)の凸部31aが含まれていてもよく、複数の凸部31aのはみ出し量は、揃っていなくてもよい。
 この場合、上面視形状が矩形のサブマウント10において、矩形の1辺における複数の凸部31aの個数をnとし、複数の凸部31aの各々におけるサブマウント10の外縁からのはみ出し量をDi(iは整数、1≦i≦n)としたときに、矩形の1辺において、Diの標準偏差は、Diの平均値の50%以下であるとよい。
 この構成により、複数の凸部31aのはみ出し量を揃えることができ、複数の凸部31aのサイズのバラツキを抑制することができる。これにより、サブマウント10の傾きを抑制することができる。なお、Diの標準偏差は、より好ましくは、Diの平均値の20%以下である。
 具体的には、図6に示すように、矩形のサブマウント10の一対の短辺のうちの一方(図6の上辺)における複数の凸部31aのはみ出し量をDTi(1≦i≦n)とすると、当該一方の短辺において、DTiの標準偏差は、DTiの平均値の50%以下であるとよい。一例として、n=3であって、DT1=30μm、DT2=80μm、DT3=40μmであり、この場合の平均値は50μm、標準偏差は22μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の短辺のうちの他方(図6の下辺)における複数の凸部31aのはみ出し量をDBi(1≦i≦n)とすると、当該他方の短辺において、DBiの標準偏差は、DBiの平均値の50%以下であるとよい。一例として、n=3であって、DB1=30μm、DB2=50μm、DB3=40μmであり、この場合の平均値は40μm、標準偏差は8μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の長辺のうちの一方(図6の左辺)における複数の凸部31aのはみ出し量をDLi(1≦i≦n)とすると、当該一方の長辺において、DLiの標準偏差は、DLiの平均値の50%以下であるとよい。一例として、n=5であって、DL1=60μm、DL2=80μm、DL3=50μm、DL4=50μm、DL5=80μmであり、この場合の平均値は64μm、標準偏差は14μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の長辺のうちの一方(図6の右辺)における複数の凸部31aのはみ出し量をDRi(1≦i≦n)とすると、当該他方の長辺において、DRiの標準偏差は、DRiの平均値の50%以下であるとよい。一例として、n=5であって、DR1=80μm、DR2=60μm、DR3=60μm、DR4=80μm、DR5=70μmであり、この場合の平均値は70μm、標準偏差は9μmである。
 なお、複数の凸部31aのはみ出し量Di(1≦i≦n)については、矩形の1辺において、Diの最大値及びDiの最小値は、Diの最大値/Diの最小値≦3の関係を満たしているとよく、より好ましくは、Diの最大値/Diの最小値≦1.5である。この場合も、複数の凸部31aのはみ出し量を揃えることができ、複数の凸部31aのサイズのバラツキを抑制することができる。この場合、さらに、サブマウント10の矩形の1辺において、複数の凸部31aのはみ出し量が揃っていることで、サブマウント10の傾きを一層抑制することができる。
 また、本実施の形態のようにサブマウント10の上面視形状が長方形である場合において、長方形の長辺における複数の凸部31aの個数をmとし、半導体レーザ20のレーザ光の出射方向に対して右側の長辺において、複数の凸部31aの各々におけるサブマウント10の外縁からのはみ出し量をDRi(iは整数、1≦i≦m)とし、半導体レーザ20のレーザ光の出射方向に対して左側の長辺において、複数の凸部31aの各々におけるサブマウント10の外縁からのはみ出し量をDLi(iは整数、1≦i≦m)としたときに、DRiの平均値及びDLiの平均値は、1/3≦DRiの平均値/DLiの平均値≦3の関係を満たしているとよい。
 これにより、複数の凸部31aのサイズのバラツキを抑制することができるので、サブマウント10の傾きを効果的に抑制することができる。なお、DRiの平均値及びDLiの平均値は、より好ましくは、1/2≦DRiの平均値/DLiの平均値≦2の関係を満たすとよい。さらに、この場合も、サブマウント10の矩形の1辺において、複数の凸部31aのはみ出し量が揃っているとさらによい。
 また、図3及び図4に示すように、半導体レーザ20がサブマウント10の左側に寄って配置されている場合は、半導体レーザ20が配置されたサブマウント10をはんだによって基台3に実装する際に、半導体レーザ20を介してサブマウント10を押さ付けるときの押圧が左側に片寄ることになる。これにより、サブマウント10と基台3との間のはんだのはみ出しは、右側よりも左側の方が大きくなる傾向にある。つまり、左側の凸部31aのはみ出し量が右側の凸部31aのはみ出し量よりも大きくなる傾向にある。この結果、左側の凸部31aと右側の凸部31aとのサイズのバラツキが大きくなるおそれがある。
 そこで、半導体レーザ20が左側に寄っている場合、DRiの平均値及びDLiの平均値は、1/3≦DRiの平均値/DLiの平均値≦1の関係を満たすとよく、より好ましくは、1/3≦DRiの平均値/DLiの平均値≦3/4である。これにより、左側の凸部31aと右側の凸部31aとのはみ出し量の差を小さくすることができるので、サブマウント10の傾きを効果的に抑制することができる。
 逆に、半導体レーザ20がサブマウント10の右側に寄っている場合は、DRiの平均値及びDLiの平均値は、1≦DRiの平均値/DLiの平均値≦3の関係を満たすとよく、より好ましくは、4/3≦DRiの平均値/DLiの平均値≦3である。これにより、半導体レーザ20がサブマウント10の右側に寄っていても、左側の凸部31aと右側の凸部31aとのはみ出し量の差を小さくすることができるので、サブマウント10の傾きを効果的に抑制することができる。
 また、上面視形状が矩形のサブマウント10において、矩形の1辺における複数の凸部31aの個数をnとし、複数の凸部31aの間隔をPi(iは整数、1≦i≦n-1)としたときに、Piの標準偏差は、Piの平均値の20%以下であるとよい。
 この構成により、複数の凸部31aの間隔を揃えることができるので、複数の凸部31aの間隔のバラツキを抑制して複数の凸部31aの対称性を向上させることができる。これにより、サブマウント10の傾きをさらに抑制することができる。なお、Piの標準偏差は、より好ましくは、Piの平均値の10%以下である。
 具体的には、図6に示すように、矩形のサブマウント10の一対の短辺のうちの一方(図6の上辺)における複数の凸部31aの間隔をPTi(1≦i≦n-1)とすると、当該一方の短辺において、PTiの標準偏差は、DTiの平均値の20%以下であるとよい。一例として、n=3であって、PT1=PT2=130μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の短辺のうちの他方(図6の下辺)における複数の凸部31aの間隔をPBi(1≦i≦n-1)とすると、当該他方の短辺において、PBiの標準偏差は、PBiの平均値の20%以下であるとよい。一例として、n=3であって、PB1=PB2=130μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の長辺のうちの一方(図6の左辺)における複数の凸部31aの間隔をPLi(1≦i≦n-1)とすると、当該一方の長辺において、PLiの標準偏差は、PLiの平均値の20%以下であるとよい。一例として、n=5であって、PL1=PL2=PL3=PL4=140μmである。
 また、矩形のサブマウント10の一対の長辺のうちの一方(図6の右辺)における複数の凸部31aの間隔をPRi(1≦i≦n-1)とすると、当該他方の長辺において、PRiの標準偏差は、PRiの平均値の20%以下であるとよい。一例として、n=5であって、PR1=PR2=PR3=PR4=140μmである。
 なお、複数の凸部31aの間隔Pi(1≦i≦n-1)については、矩形の1辺において、Piの最大値及びPiの最小値は、Piの最大値/Diの最小値≦3の関係を満たしているとよく、より好ましくは、Piの最大値/Piの最小値≦1.5である。これにより、複数の凸部31aの間隔をさらに揃えることができるので、複数の凸部31aの間隔のバラツキを一層抑制することができる。さらに、サブマウント10の矩形の1辺において、複数の凸部31aのはみ出し量が揃っているとよい。
 また、図6では、全ての凸部31aの中には、隣り合う2つの凸部31aが合体した部分は存在していなかったが、図7及び図8に示ように、隣り合う2つの凸部31aが合体した凸部31aが存在する場合がある。
 この場合、サブマウント10の一辺において、複数の凸部31aの間隔は、標準偏差が10%以内の第1の間隔からなる群と、標準偏差が10%以内の第2の間隔からなる群とを含み、第2の間隔は、第1の間隔の1.5倍以下であるとよい。
 これにより、図6のように、隣り合う2つの凸部31aが合体していない場合よりもサブマウント10の傾きを抑制できる効果は小さくなったものの、図7及び図8のように、隣り合う2つの凸部31aが合体してしまった場合でも、サブマウント10の傾きを抑制できる効果は一定程度あることが確認できた。
 なお、図7において、隣り合う2つの凸部31aが合体した1つの凸部31aは、全体として回転楕円体を二分したような突出形状であり、図8において、隣り合う2つの凸部31aが合体した1つの凸部31aは、接する半球と半球との間の部分が滑らかにつながったような形状になっている。図7及び図8において、隣り合う2つの凸部31aが合体した1つの凸部31aの一辺(図では長辺)における中心位置は、合体する前の2つの凸部31aの中心間の中点付近となる。一例として、図7及び図8に示される複数の凸部31aの間隔は、PT1=PT2=130μm、PB1=PB2=130μm、PL1=PL2=210μm、PL3=140μm、PR1=PR2=140μm、PR3=210μmである。
 また、図7及び図8では、隣り合う2つの凸部31aが合体して1つの凸部31aとなった部分が複数存在しているが、それぞれの合体部分どうしは隣り合って存在していなかったが、図9に示すように、隣り合う2つの凸部31aが合体して1つの凸部31aとなった合体部分どうしが隣り合って存在している場合もある。
 この場合、サブマウント10の一辺において、複数の凸部31aの間隔は、さらに、上記第1の間隔及び上記第2の間隔とは異なる間隔で且つ標準偏差が10%以内の第3の間隔からなる群を含むことになりうるが、この第3の間隔は、第1の間隔の2倍以下であるとよい。
 これにより、図9に示すように、隣り合う2つの凸部31aが合体して1つの凸部31aになった合体部分どうしが隣り合って存在している場合であっても、サブマウント10の傾きを抑制することができる。一例として、図9において、PL1=210μmであり、PL2=280μmである。
 また、半導体レーザ20の発光点E(レーザ光が出射する箇所)は発熱量が多くて高温になるので、図10に示すように、上面視において、複数の凸部31aの少なくとも一つは、半導体レーザ20の光軸L上に位置するとよい。
 この構成により、半導体レーザ20の発光点Eの直下に凸部31aが存在することになるので、半導体レーザ20で発生する熱をはんだ30を介して効率よく放熱することができる。これにより、半導体レーザ装置の熱的信頼性を向上させることができる。
 また、図6~図10では、はんだ30のはみ出し領域31には、サブマウント10の外縁からはんだ30がはみ出していない領域である非はみ出し領域32が存在していたが、これに限らない。具体的には、図11に示すように、はんだ30のはみ出し領域31に非はみ出し領域32が存在せずに、はみ出し領域31は、サブマウント10の外縁の全周の全てにわたって存在していてもよい。つまり、はんだ30は、サブマウント10の外縁の全周の全てからはみ出していてもよい。この場合、はみだし領域31は複数の凸部31aと外周部31bとから構成され、複数の凸部31aはサブマウント10の内部と反対の方向に突出し且つ周期的に存在する。
 また、はんだ30における複数の凸部31aのはみ出し量は、揃っているとよいが、揃っていなくてもよい。この場合、図12に示すように、複数の凸部31aのはみ出し量は、上面視で、破線矢印で示すサブマウント10の中心からの距離が遠いほどは小さくなっているとよい。
 また、本実施の形態における半導体レーザ装置1では、はんだ30における複数の凸部31aの形状が球の一部を構成していたが、これに限らない。例えば、図13に示される半導体レーザ装置1Aのように、はんだ30の複数の凸部31aは、不規則な形状をしていてもよい。
 [半導体レーザ装置の製造方法]
 次に、図1及び図2に示される半導体レーザ装置1の製造方法について説明する。
 本実施の形態における半導体レーザ装置1では、図14及び図15に示されるはんだ付きサブマウント10Aを用いて、サブマウント10を基台3に接合する。サブマウント10を基台3に接合する際、はんだ付きサブマウント10Aを基台3に設置する。本実施の形態では、はんだ付きサブマウント10Aを基台3に設置したときに基台3側となる方向を下側(下方)とし、基台3側とは反対側(つまり半導体レーザ20側)となる方向を上側(上方)としている。
 図14は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウント10Aの構成を示す図である。図14において、(a)は、はんだ付きサブマウント10Aを第2はんだ層40A側(オモテ側:上側)から見たときの平面図であり、(b)は、はんだ付きサブマウント10Aを第1はんだ層30A側(ウラ側:下側)から見たときの平面図であり、(c)は、はんだ付きサブマウント10Aの断面図である。また、図15は、図14のはんだ付きサブマウント10Aの断面図である。図15の(a)は、図14の(b)のXVa-XVa線における断面図、図15の(b)は、図14の(b)のXVb-XVb線における断面図、図15の(c)は、図14の(b)のXVc-XVc線における断面図である。
 はんだ付きサブマウント10Aは、サブマウント10に予めはんだ層が形成されたものである。図14及び図15に示すように、本実施の形態におけるはんだ付きサブマウント10Aは、サブマウント10と、第1はんだ層30Aと、第2はんだ層40Aとを備える。
 第1はんだ層30Aは、半導体レーザ装置1を製造する際に、加熱により溶融することで、サブマウント10と基台3とを接合する。つまり、第1はんだ層30Aは、図1に示される半導体レーザ装置1のはんだ30になる。
 第2はんだ層40Aは、半導体レーザ装置1を製造する際に、加熱により溶融することで、サブマウント10と半導体レーザ20とを接合する。つまり、第2はんだ層40Aは、図1に示される半導体レーザ装置1のはんだ40になる。
 第1はんだ層30Aは、サブマウント10の下側の面(下面)に配置されている。第2はんだ層40Aは、サブマウント10の上側の面(上面)に配置されている。つまり、サブマウント10は、第1はんだ層30Aと第2はんだ層40Aとに挟まれている。第1はんだ層30A及び第2はんだ層40Aは、はんだによって構成された厚さが一定のはんだ層である。本実施の形態において、第1はんだ層30A及び第2はんだ層40Aは、いずれもAuSnはんだによって構成されている。
 はんだ付きサブマウント10Aにおけるサブマウント10は、上述のとおり、絶縁性部材11と、第1金属膜12と、第2金属膜13と、バリア膜14とを備える。
 絶縁性部材11は、上記のように、ダイヤモンド等の絶縁性材料によって構成されている。本実施の形態において、絶縁性部材11の端面の上部には、段差部50が形成されている。したがって、絶縁性部材11の下側の面の幅は、絶縁性部材11の上側の面の幅より広くなっている。
 第1金属膜12は、絶縁性部材11の下側の面に配置されている。一方、第2金属膜13は、絶縁性部材11の上側の面に配置されている。バリア膜14は、第2金属膜13の上側の面に形成されている。第1金属膜12及び第2金属膜13としては、上記のように、Ti/Pt/Auの積層膜を用いることができる。なお、第1金属膜12及び第2金属膜13の平面視形状は、矩形である。また、バリア膜14としては、Pt膜を用いることができる。
 第1はんだ層30Aは、サブマウント10の絶縁性部材11の下側に配置されている。本実施の形態において、第1はんだ層30Aは、第1金属膜12の下側の面(下面)に配置されている。このように、第1金属膜12の下面に第1はんだ層30Aを形成することで、第1はんだ層30Aが溶融したときにはんだの濡れ性を向上させることができるとともに、サブマウント10と基台3との密着性を向上させることができる。
 第2はんだ層40Aは、サブマウント10の絶縁性部材11の上側に配置されている。本実施の形態において、第2はんだ層40Aは、バリア膜14の上側の面(上面)に配置されている。このように、金属膜であるバリア膜14の上面に第2はんだ層40Aを形成することで、第2はんだ層40Aが溶融したときにはんだの濡れ性を向上させることができるとともに、サブマウント10と半導体レーザ20との密着性を向上させることができる。また、バリア膜14を設けることで、AuSnはんだからなる第2はんだ層40Aが溶融した時に、第2金属膜13の表面層をAu層がSnで侵食されることを抑制できる。
 なお、はんだ付きサブマウント10Aのサイズの一例は、以下のとおりである。サブマウント10(絶縁性部材11)の下面における長手方向の長さ(長辺の長さ)W1は、400μm~4000μmであり、具体的には、1200μmとした。また、はんだ付きサブマウント10Aの端面の上部には段差部50が形成されているので、サブマウント10(絶縁性部材11)の上面における長手方向の長さW2は、長さW1よりも短い(W2<W1)。例えば、長さW2は、1150μmである。サブマウント10(絶縁性部材11)の下面における短手方向の長さ(短辺の長さ)W3は、200μm~600μmであり、具体的には、300μmとした。
 絶縁性部材11の厚さHは、270μm~330μmであり、具体的には、300μmとした。第1はんだ層30Aの厚さT1は、実装前が4.5μm~8.0μmで、実装後が2.0μm~3.5μmであり、具体的には、実装前が6.0μmで実装後が3.0μmであった。第1金属膜12の厚さT2は、0.56μm~0.84μmであり、具体的には、0.70μmとした。第2金属膜13の厚さT3は、0.56μm~0.84μmであり、具体的には、0.70μmとした。バリア膜14の厚さT4は、0.24μm~0.36μmであり、具体的には、0.30μmとした。第2はんだ層40Aの厚さT5は、実装前が2.0μm~3.0μmで、実装後が1.0μm~2.0μmであり、具体的には、実装前が2.5μmで実装後が1.5μmであった。
 そして、本実施の形態におけるはんだ付きサブマウント10Aでは、第1はんだ層30Aの外周端部には、開口部33が形成されている。開口部33は、第1はんだ層30Aが存在しない領域である。つまり、開口部33は、第1はんだ層30Aの開口孔である。開口部33は、第1はんだ層30Aの外縁に沿って複数形成されている。
 各開口部33は、第1はんだ層30Aの外周端部を切り欠くように形成されている。つまり、前記はんだ層の平面視において、各開口部33は、絶縁性部材11の外周端部から内側に向かって後退するように切り欠かれている。具体的には、開口部33は、第1はんだ層30Aの平面視において、第1はんだ層30Aの辺の一部を窪ませるように形成されている。本実施の形態において、第1はんだ層30Aの一辺に形成された開口部33の形状は、三角形である。一例として、第1はんだ層30Aの一辺に形成された開口部33の形状は、第1はんだ層30Aの平面視において、開口部33の底(辺から最も後退した箇所)が直角の頂角となる二等辺三角形であり、また、第1はんだ層30Aの角に形成された開口部33の形状は、第1はんだ層30Aの平面視において、面取りするように形成された二等辺三角形である。なお、開口部33を有する第1はんだ層30Aは、レジストによってはんだをリフトオフすることで形成することができる。
 第1はんだ層30Aに開口部33が形成されることで、開口部33からは第1金属膜12が露出することになる。したがって、第1はんだ層30Aの外周端部に複数の開口部33が断続的に存在することで、第1金属膜12の下側の面(下面)の外縁には、第1はんだ層30Aが存在する第1領域34aと、第1はんだ層30Aが存在しない第2領域34bとが交互に存在する部分がある。つまり、第1金属膜12の外縁には、複数の第1領域34aと複数の第2領域34bとが存在している。開口部33における第1金属膜12の下側の面の外縁が第2領域34bである。
 開口部33は、第1はんだ層30Aの4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。したがって、開口部33に対応する第2領域34bも、第1金属膜12の外縁の4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。本実施の形態において、開口部33及び第2領域34bは、第1はんだ層30A及び第1金属膜12の4辺の全てに形成されている。
 そして、第1はんだ層30Aに形成された全ての開口部33の中には、複数の開口部33が周期的に存在するものが含まれる。開口部33は、第1はんだ層30Aが存在しない第2領域34bに対応するので、第1金属膜12の下面の外縁に存在する全ての第2領域34bの中には、複数の第2領域34bが周期的に存在するものが含まれることになる。
 周期的に存在する複数の開口部33は、第1はんだ層30Aの4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。つまり、周期的に存在する複数の第2領域34bは、第1金属膜12の下面の外縁の4辺の全てに存在していてもよいし、4辺のうちの1辺、2辺又は3辺に存在していてもよい。
 また、周期的に存在する複数の開口部33(第2領域34b)は、1辺の中の全ての開口部33(第2領域34b)であってもよいし、1辺の中の全ての開口部33(第2領域34b)のうちのいくつかであってもよい。このように、周期的に存在する複数の開口部33(第2領域34b)は、第1はんだ層30A又は第1金属膜12の全周のうちの少なくとも一部に存在していればよい。
 なお、複数の開口部33(第2領域34b)が周期的に存在するとは、複数の開口部33(第2領域34b)が一定の間隔で存在する場合だけではなく、複数の開口部33(第2領域34b)が規則的な間隔で存在する場合等も含まれる。
 次に、はんだ付きサブマウント10Aを用いて、半導体レーザ装置1を製造する方法について、図1~図4及び図14等を参照しながら、図16を用いて説明する。図16は、実施の形態に係る半導体レーザ装置1の製造方法を示すフロー図である。
 まず、図1及び図2に示されるリードピン4及び基台3が取り付けられたベース2からなる電極端子付きのステムの基台3に、はんだ付きサブマウント10Aを設置する(ステップS11)。このとき、第1はんだ層30Aが基台3に向くようにしてはんだ付きサブマウント10Aを基台3に設置する。具体的には、第1はんだ層30Aが基台3に接するようにしてはんだ付きサブマウント10Aを設置する。
 次に、図14に示されるはんだ付きサブマウント10Aに半導体レーザ20を設置する(ステップS12)。具体的には、はんだ付きサブマウント10Aの第2はんだ層40Aの上に半導体レーザ20を設置する。なお、本実施の形態では、半導体レーザ20は、ジャンクションダウン実装となるようにはんだ付きサブマウント10Aに設置した。
 次に、加熱することではんだ付きサブマウント10Aのはんだを溶融させる(ステップS13)。具体的には、はんだ付きサブマウント10Aの上に配置された半導体レーザ20を上から押さえ付けながら、はんだ付きサブマウント10Aを加熱する。一例として、330℃の温度で約10秒間加熱する。
 このように、はんだ付きサブマウント10Aが加熱されることで、第1はんだ層30Aと第2はんだ層40Aとが溶融する。これにより、溶融した第1はんだ層30Aのはんだによって基台3とサブマウント10とが接合されるとともに、溶融した第2はんだ層40Aのはんだによって半導体レーザ20とサブマウント10とが接合される。
 本実施の形態では、第1はんだ層30Aと第2はんだ層40Aとが同じはんだ材料で構成されているので、半導体レーザ20とサブマウント10と基台3とを同時に接合することができる。
 また、本実施の形態では、半導体レーザ20を押さえ付けながらはんだ付きサブマウント10Aを加熱しているので、サブマウント10が基台3に向けて押し付けられることになる。つまり、サブマウント10が基台3に向けて押圧力を付与する。このため、このサブマウント10の押圧力によって、サブマウント10と基台3との間に存在する溶融した第1はんだ層30Aのはんだがサブマウント10からはみ出すことになる。具体的には、溶融した第1はんだ層30Aのはんだは、サブマウント10の外縁から外側に向かって広がっていくとともに、サブマウント10厚み方向にも広がっていく。つまり、溶融した第1はんだ層30Aのはんだは、基台3におけるサブマウント2の設置面の水平方向に沿って広がっていくとともに、サブマウント10の側方において基台3の上方にも広がっていく。
 このとき、溶融した第1はんだ層30Aのはんだは、第1はんだ層30Aの外周端部ではんだが存在する領域を起点としてサブマウント10の外縁からはみ出していくことになるが、本実施の形態では、第1はんだ層30Aの外周端部には開口部33が断続的に形成されているので、第1はんだ層30Aの外周端部には、はんだが存在する領域とはんだが存在しない領域とが存在することになる。
 具体的には、図14に示すように、第1金属膜12の下面の外縁には、第1はんだ層30Aが存在する第1領域34aと、第1はんだ層30Aが存在しない第2領域34bとが交互に存在する部分がある。このため、溶融した第1はんだ層30Aのはんだは、第1はんだ層30Aが存在する第1領域34aを起点としてサブマウント10の外縁からはみ出していくことになる。
 そして、このはんだのはみ出しが進むにしたがって、サブマウント10の外縁に沿った第1はんだ層30Aが存在しない第2領域34bの長さが小さくなっていく(つまり、開口部33がはんだで徐々に埋められていく)が、溶融したはんだの表面張力によって、溶融前の第1はんだ層30Aが存在しない第2領域34b(開口部33)から、溶融したはんだがサブマウント10から外側にはみ出すことが抑制される。つまり、サブマウント10の外縁における溶融前の第1はんだ層30Aの配置領域以外からサブマウント10の外側にはんだがはみ出すことが抑制される。この結果、サブマウント10の外縁からはみ出した第1はんだ層30Aのはんだは、図3及び図4に示される形状のはみ出し領域31となる。具体的には、第1はんだ層30Aの溶融したはんだは、冷却後に、図3及び図4に示されるように、はみ出し領域31に複数の凸部31aが形成された形状のはんだ30になる。
 このとき、本実施の形態では、図14に示すように、第1はんだ層30Aの開口部33の中には、複数の開口部33が周期的に存在するものが含まれる。つまり、第1金属膜12の下面の外縁に存在する第2領域34b(第1はんだ層30Aが存在しない領域)の中には、複数の第2領域34bが周期的に存在するものが含まれる。これにより、はんだ30のはみ出し領域31は、周期的に存在する複数の凸部31aを有することになる。複数の凸部31aが周期的に存在することで、はんだ30が偏らずにはみ出していることになり、サブマウント10が傾くことなくサブマウント10を基台3に接合することができる。
 なお、サブマウント10の傾きについては、はんだ30における複数の凸部31aの状態を測定することで評価することができる。したがって、このときに、サブマウント10の傾きを評価することで、良・不良の判定をする検査を行ってもよい。この検査方法の詳細については後述する。
 次に、半導体レーザ20とリードピン4とをワイヤボンディングする(ステップS14)。具体的には、半導体レーザ20の一対の電極の一方と一対のリードピン4の一方とを金ワイヤ7によって接続するとともに、サブマウント10の第2金属膜13と一対のリードピン4の他方とを金ワイヤ7によって接続する。
 次に、ベース2にキャップ5を溶接する(ステップS15)。具体的には、半導体レーザ20とリードピン4とをワイヤボンディングした後、UV照射オゾン洗浄し、その後、キャップ5をベース2に配置して、ベース2とキャップ5とを溶接することで接合する。
 これにより、図1及び図2に示されるTO-CANパッケージタイプの半導体レーザ装置1が完成する。
 ここで、はんだ付きサブマウント10Aにおける第1はんだ層30Aの好ましい形態について、図14を参照して説明する。
 まず、図14の(b)に示すように、第1はんだ層30Aの平面視において、第1金属膜12の下側の面の外縁における第1領域34aの長さ(図14のd2、d5)は、20μm以上200μm以下であるとよい。
 第1領域34aは、第1はんだ層30Aが存在する領域であるので、第1はんだ層30Aのはんだが溶融したときに、溶融したはんだがサブマウント10からはみ出していくときに起点となる領域である。
 このとき、第1領域34aの長さが長くなりすぎると、第1はんだ層30Aのはんだが溶融してサブマウント10の外側に広がっていくときに、サブマウント10とはんだのはみ出し領域(凸部31a)との境界の長さが長くなり過ぎるおそれがある。つまり、はんだ30の凸部31aの根元の幅が長くなり過ぎるおそれがあり、その凸部31aのはんだのはみだし量が部分的に多くなりすぎるおそれがある。このように、凸部31aの根元の幅が長くなり過ぎると、はんだ30のはみ出し領域31(凸部31a)の対称性が崩れてしまい、はんだ30で接合されるサブマウント10が傾いてしまうおそれがある。そこで、第1領域34aの長さは、200μm以下であるとよい。これにより、凸部31aの根元の幅が長くなり過ぎることを抑制でき、サブマウント10が傾くことを抑制できる。
 一方、第1領域34aの長さが短すぎると、第1はんだ層30Aのはんだが溶融したときに、溶融したはんだがサブマウント10の第1領域34aからはみ出しにくくなり、溶融したはんだの行き場が制限されるおそれがある。このとき、行き場が制限されたはんだは、第2領域34b(第1はんだ層30Aが存在しない領域)に広がっていき、溶融したはんだは、第1領域34a(第1はんだ層30Aが存在する領域)からサブマウント10の外側にはみ出すのではなく、第2領域34bからサブマウント10の外側にはみ出すおそれがある。このように、第2領域34bからはんだがはみ出してしまうと、はんだ30のはみ出し領域31(凸部31a)の対称性が崩れてしまい、はんだ30で接合されるサブマウント10が傾くおそれがある。そこで、第1領域34aの長さは、20μm以上であるとよい。これにより、溶融したはんだが第2領域34bから外側にはみ出すことを抑制でき、サブマウント10が傾くことを抑制できる。
 一例として、矩形のサブマウント10において、長辺の第1領域34aの長さd2は、80μmであり、短辺の第1領域34aの長さd5は、80μmである。なお、本実施の形態において、長辺の第1領域34aの長さd2と短辺の第1領域34aの長さd5とは同じであるが、これに限らない。この場合、短辺の第1領域34aの長さd5が、長辺の第1領域34aの長さd2よりも大きいとよい(d5>d2)。これにより、長辺からはみ出した凸部31aのはみ出し量と短辺からはみ出した凸部31aのはみ出し量とを均等にすることができる。
 また、図14の(b)に示すように、第1はんだ層30Aの平面視において、第1金属膜12の下側の面の外縁における第2領域34bの長さ(図14のd1、d4)は、20μm以上200μm以下であるとよい。
 このように、第2領域34bの長さを200μm以下にすることで、第1はんだ層30Aのはんだが溶融して複数の第1領域34aからサブマウント10の外側にはみ出すときに、複数の第1領域34aの各々からはみ出したはんだ(複数の凸部31a)が離散的になり過ぎることを抑制できる。はみ出したはんだが離散的になった場合は、はみ出す箇所の個数が少なくなり、各凸部31aの大きさの差がはみだし量の均等性を崩しやすい。よって、はみ出したはんだが過度に離散的にならない場合は、はんだ30で接合されるサブマウント10が傾くことを抑制できる。また、第2領域34bの長さを20μm以上にすることで、第1はんだ層30Aのはんだが溶融して複数の第1領域34aからサブマウント10の外側にはみ出すときに、複数の第1領域34aの各々からはみ出したはんだが接触して一体化することを抑制できる。つまり、隣り合う2つの凸部31a同士が接触して一体化することを抑制できる。
 一例として、矩形のサブマウント10において、長辺の第2領域34bの長さd1は、60μmであり、短辺の第2領域34bの長さd4は、50μmである。なお、本実施の形態において、長辺の第2領域34bの長さd1と短辺の第2領域34bの長さd4とは異なっているが、同じであってもよい。また、長辺の第2領域34bの長さd1と短辺の第2領域34bの長さd4とが異なる場合、本実施の形態のように、長辺の第2領域34bの長さd1が、短辺の第2領域34bの長さd5よりも大きいとよい。これにより、長辺からはみ出した凸部31aのはみ出し量と短辺からはみ出した凸部31aのはみ出し量とを均等にすることができる。
 また、図14の(b)に示すように、第1はんだ層30Aの平面視において、絶縁性部材11の外周端部における開口部33の一端部と一端部とは反対側の他端部との長さ(図14のd3、d6)は、20μm以上100μm以下であるとよい。つまり、絶縁性部材11の外周端部から内側に向かって後退するように切り欠かれた開口部33の後退量は、20μm以上100μm以下であるとよい。
 このように、開口部33の後退量を20μm以上にすることで、第1はんだ層30Aのはんだが溶融したときに、溶融したはんだが、第2領域34b(第1はんだ層30Aが存在しない領域)からサブマウント10の外側にはみ出してしまうことを抑制できる。また、開口部33の後退量を100μm以下にすることで、サブマウント10(絶縁性部材11)の内側領域において、サブマウント10と基台3との間にはんだが存在しなくなる部分(ボイド)が発生することを抑制できる。これにより、はんだ30にボイドが発生することを抑制できるので、半導体レーザ20で発生する熱の放熱性が低下することを抑制できる。
 一例として、矩形のサブマウント10において、開口部33における長辺からの後退量の長さd3は、30μmであり、開口部33における短辺からの後退量の長さd6は、30μmである。なお、本実施の形態において、長さd3と長さd6とは同じであるが、長さd3と長さd6とは異なっていてもよい。
 また、図14の(b)に示すように、矩形のサブマウント10(絶縁性部材11)の外縁の1辺において、当該1辺の中央部における第1領域34aの長さは、当該1辺の端部に最も近い部分の第1領域34aの長さよりも短くなっているとよい。
 サブマウント10と基台3及び半導体レーザ20とを接合する際に、半導体レーザ20の中央に荷重をかける。このとき、第1はんだ層30Aの一辺における複数の第1領域34aの長さが同じで、第2領域34bが等間隔であると、サブマウント10の端部に近いほど、サブマウント10からはみ出したはんだ(凸部31a)の大きさが小さくなる。そこで、第1はんだ層30Aの1辺において、中央部に位置する第1領域34aの長さを端部に最も近い部分に位置する第1領域34aの長さよりも短くすることで、サブマウント10からはみ出したはんだ(凸部31a)の大きさを均一にすることができる。これにより、サブマウント10の1辺において、サブマウント10からはみ出した複数の凸部31aのはみ出し量を均一にすることができる。したがって、はんだ30で接合されるサブマウント10の傾きを抑制することができる。
 この場合、第1はんだ層30Aの1辺における複数の第1領域34aの長さを、中央部から端部に近づくにしたがって徐々に長くするとよい。例えば、図14の(a)では、第1はんだ層30Aの長辺に5つの第1領域34aが存在するが、中央の第1領域34aの長さを最も短くし(例えば40μm)、両端の2つの第1領域34aの長さを最も長くし(例えば80μm)、中央の第1領域34aと両端の第1領域34aの間の中間の2つの第1領域34aの長さをその中間の長さ(例えば60μm)にするとよい。
 なお、本実施の形態におけるはんだ付きサブマウント10Aでは、第1はんだ層30Aに形成された開口部33の形状(開口形状)を三角形としたが、これに限らない。
 例えば、図17に示されるはんだ付きサブマウント10Bのように、第1はんだ層30Aに形成された開口部33の形状は、半円形であってもよい。このように開口部33の形状を半円形にすることで、はんだのレジストのリフトオフを容易にすることができる。
 また、図18に示されるはんだ付きサブマウント10Cのように、第1はんだ層30Aに形成された開口部33の形状は、矩形であってもよい。このように開口部33の形状を矩形にすることで、後述するように、はんだ付き集合サブマウントを分割してはんだ付きサブマウント10Aを作製する際に、分割時の位置ずれに対する開口幅の変動を抑制することができ、はんだ付きサブマウントの素子ばらつきを抑制することができる。
 なお、はんだ30の複数の凸部31aを周期的に形成するとの観点では、第1はんだ層30Aの開口部33の形状は、三角形であるとよい。溶融した第1はんだ層30Aのはんだがサブマウント10の外側にはみ出すときのはみ出しにくさについては、開口部33の形状に依存することになるが、開口部33の形状を三角形にすることで、開口部33の形状が半円形及び矩形の場合と比べて、溶融したはんだが開口部33を埋めて第2領域34bからサブマウント10の外側からはみ出してしまうこがを抑制された。この結果、周期的な凸部31aを安定して形成することができた。
 また、第1はんだ層30Aの開口部33の位置についても、図14の(b)に示される位置に限らない。
 例えば、図19に示されるはんだ付きサブマウント10Dのように、第1はんだ層30Aの開口部33は、短辺及び長辺のうち長辺にのみ形成されていてもよい。サブマウント10は短手方向に傾きやすいので、短辺に凸部31aが形成されていなくても、長辺にさえ周期的な凸部31aが形成されていれば、サブマウント10の傾きを抑制することができる。
 また、図20に示されるはんだ付きサブマウント10Eのように、第1はんだ層30Aの開口部33は、第1はんだ層30Aの角部に形成されていなくてもよい。溶融した第1はんだ層30Aのはんだは、中心から最も遠い角部からはみ出すことになるので、第1はんだ層30Aの角部に開口部33が形成されていなくても、全体としてサイズが揃った複数の凸部31aを形成することができる。さらに、はんだ付き集合サブマウントを分割してはんだ付きサブマウント10Eを作製する場合、第1はんだ層30Aの角部分にはんだが存在しない方が分割面の形状を直線的にすることができた。
 また、図21に示されるはんだ付きサブマウント10Fのように、第1はんだ層30Aの複数の角部において、開口部33が形成された角部と開口部33が形成された角部とが交互に存在するように構成されていてもよい。この構成により、半導体レーザ20がサブマウント10の幅方向の中心に対してオフセットした位置に実装される場合に、半導体レーザ20の発光点の直下に第1領域34aを配置することが容易となり、この構成において半導体レーザ20で発生する熱の放熱性を向上させることができる。
 なお、図19~図21では、第1はんだ層30Aの開口部33が左右対称又は上下対称に形成されていないが、これらのはんだ付きサブマウント10Fを用いて半導体レーザ装置を作製することで、サブマウント10の傾きを抑制することができた。
 [はんだ付き集合サブマウント]
 上記のはんだ付きサブマウント10A~10Fについては、1つ1つ個別に作製することもできるが、1つのはんだ付き集合サブマウントを複数に分割することによって、はんだ付きサブマウント10A~10Fを作製することもできる。
 以下、そのようなはんだ付き集合サブマウント10Xについて、図22を用いて説明する。図22は、実施の形態に係るはんだ付き集合サブマウント10Xの構成を示す図である。図22において、(a)は上面図、(b)及び(c)は側面図、(d)は背面図である。
 はんだ付き集合サブマウント10Xは、はんだ付きサブマウントの集合体である。はんだ付き集合サブマウント10Xを複数に分割することで、複数のはんだ付きサブマウントを得ることができる。
 図22に示すように、はんだ付き集合サブマウント10Xは、基板11Xと、第1金属膜12Xと、第2金属膜13Xと、バリア膜14Xと、第1はんだ層30Xと、第2はんだ層40Xとを備える。
 はんだ付き集合サブマウント10Xの上側の面には、格子状の溝50Xが形成されている。溝50Xは、基板11Xに形成されている。具体的には、溝50Xは、基板11Xの上面から下面に向かって掘り込むように形成されている。
 基板11Xは、絶縁性材料によって構成された絶縁基板である。基板11Xは、サブマウント10の絶縁性部材11となる。したがって、基板11Xは、絶縁性部材11と同じ材料によって構成されている。
 第1金属膜12Xは、基板11Xの下側の面に配置されている。第1金属膜12Xは、格子状の溝50Xをまたいで基板11Xの下側の面の全面に形成されている。第1金属膜12Xは、サブマウント10の第1金属膜12と同じ材料によって構成されている。
 第2金属膜13Xは、基板11Xの上側の面に配置されている。上面視において、第2金属膜13Xは、格子状の溝50Xの複数の枠ごとに形成されている。第2金属膜13Xは、サブマウント10の第2金属膜13と同じ材料によって構成されている。
 バリア膜14Xは、各第2金属膜13Xの上側の面に形成されている。上面視において、バリア膜14Xは、格子状の溝50Xの複数の枠ごとに形成されている。バリア膜14Xは、サブマウント10のバリア膜14と同じ材料によって構成されている。
 第1はんだ層30Xは、基板11Xの下側に配置されている。本実施の形態において、第1はんだ層30Xは、第1金属膜12Xの下側の面に配置されている。第1はんだ層30Xは、第1金属膜12Xと同様に、格子状の溝50Xをまたいで第1金属膜12Xの下側の面の全面にわたって形成されている。第1はんだ層30Xは、はんだ付きサブマウント10Aの第1はんだ層30Aと同じ材料によって構成されている。つまり、第1はんだ層30Xは、半導体レーザ装置1のはんだ30と同じ材料によって構成されている。
 第2はんだ層40Xは、基板11Xの上側に配置されている。本実施の形態において、第2はんだ層40Xは、各バリア膜14Xの上側の面に配置されている。上面視において、第2はんだ層40Xは、格子状の溝50Xの複数の枠ごとに形成されている。第2はんだ層40Xは、はんだ付きサブマウント10Aの第2はんだ層40Aと同じ材料によって構成されている。つまり、第2はんだ層40Xは、半導体レーザ装置1のはんだ40と同じ材料によって構成されている。
 はんだ付き集合サブマウント10Xでは、第1はんだ層30Xに複数の開口部33Xが形成されている。複数の開口部33Xの各々は、第1はんだ層30Xが存在しない領域である。複数の開口部33Xは、溝50Xの直下の位置に形成される。また、複数の開口部33Xは、周期的に形成されている。したがって、溝50Xの直下の位置には、第1はんだ層30Xが存在しない領域が周期的に存在する部分がある。具体的には、複数の開口部33Xは、格子状の溝50Xに対応して、ミシン目状の複数の直線(破線)が直交するようにして形成されている。なお、1つの開口部33Xの形状は、一例として、矩形状である。この場合、複数の開口部33Xは、隣り合う2つの開口部33Xの矩形の角部同士が対向するようにして配列されている。
 第1はんだ層30Xに開口部33Xが形成されることで、開口部33Xからは第1金属膜12Xが露出することになる。したがって、溝50Xの直下の位置において、第1はんだ層30Xに複数の開口部33Xが周期的に存在することで、第1金属膜12Xの下側の面には、第1はんだ層30Xが存在する領域と、第1はんだ層30Xが存在しない領域とが周期的に交互に存在することになる。
 次に、図22を参照しながら、図22に示されるはんだ付き集合サブマウント10Xを用いてはんだ付きサブマウント10Aを作製する方法について、図23を用いて説明する。図23は、実施の形態に係るはんだ付きサブマウント10Aの製造方法を示すフロー図である。
 まず、基板11Xに格子状の溝50Xを形成する(ステップS21)。具体的には、図22に示されるように、基板11Xの上面から下面に向かって掘り込むように溝50Xを形成する。基板11Xとしては、ダイヤモンド基板、SiC基板又はAlN基板を用いることができる。この場合、レーザ加工、回転刃加工又はエッチング(ウェットエッチング、ドライエッチング)によって、基板11Xに格子状の溝50Xを形成することができる。なお、溝50Xは、連続した直線状で形成されているが、破線状に形成されていてもよい。
 次に、基板11Xに裏面金属膜を形成する(ステップS22)。具体的には、図22に示すように、基板11Xの下側の面に裏面金属膜として第1金属膜12Xを形成する。一例として、第1金属膜12XとしてT1/Pt/Auの3層の積層膜を蒸着によって形成する。第1金属膜12Xは、第1はんだ層30Xのはんだ下地層となる。
 次に、裏面金属膜に裏面はんだを形成する(ステップS23)。具体的には、図22に示すように、裏面金属膜である第1金属膜12Xの下側の面に裏面はんだとして第1はんだ層30Xを形成する。このとき、図22に示されるように、格子状の溝50Xの直下に位置する複数の開口部33Xを有する第1はんだ層30Xを形成する。
 この場合、例えば、第1金属膜12Xの表面に裏面レジストをパターン形成し、AuSnはんだ等のはんだを蒸着によって形成し、その後、裏面レジストを剥離する。これにより、複数の開口部33Xを有する第1はんだ層30Xを形成することができる。
 次に、基板11Xに表面金属膜を形成する(ステップS24)。具体的には、図22に示すように、基板11Xの上側の面に表面金属膜として第2金属膜13Xを形成する。一例として、第2金属膜13XとしてT1/Pt/Auの3層の積層膜を蒸着によって形成する。第2金属膜13Xは、第2はんだ層40Xのはんだ下地層となる。
 次に、表面金属膜にバリア膜14Xを形成する(ステップS25)。具体的には、図22に示すように、表面金属膜である第2金属膜13Xの上側の面にバリア膜14Xを形成する。一例として、表面レジストをパターン形成し、白金膜を蒸着によって形成し、その後、表面レジストを剥離する。これにより、格子状の溝50Xの枠ごとにバリア膜14Xを形成することができる。
 次に、バリア膜14Xに表面はんだを形成する(ステップS26)。具体的には、図22に示すように、バリア膜14Xの上側の面に表面はんだとして第2はんだ層40Xを形成する。具体的には、バリア膜14Xを覆うように基板11Xの全面に表面レジストをパターン形成し、AuSnはんだ等のはんだを蒸着によって形成し、その後、表面レジストを剥離する。これにより、格子状の溝50Xの枠ごとに第2はんだ層40Xを形成することができる。
 以上により、図22に示すように、溝50Xが形成されたはんだ付き集合サブマウント10Xを作製することができる。
 次に、はんだ付き集合サブマウント10Xをエキスパンドシートに貼付する(ステップS27)。エキスパンドシートは粘着性を有する伸縮性シートである。具体的には、エキスパンドシートの上にはんだ付き集合サブマウント10Xを配置する。これにより、エキスパンドシートの粘着層によりはんだ付き集合サブマウント10Xがエキスパンドシートに貼り付けられる。
 次に、はんだ付き集合サブマウント10Xの溝50Xを押圧してブレイキングする(ステップS28)。具体的には、エキスパンドシートの裏面から溝50Xを押圧する。これにより、溝50Xが分割線となって溝50Xに沿ってはんだ付き集合サブマウント10Xが複数に分割される。この場合、例えば、まず、長辺側の溝50Xを押圧し、その後、短辺側の溝50Xを押圧する。なお、短辺側の受け台としてはゴム部材を用い、長辺側の受け台としてはステンレス部材を用いるとよい。
 また、このときに、溝50Xの直下に位置する複数の開口部33Xも分割されることになる。具体的には、矩形状の開口部33Xが2つに分割されて、三角形の開口部33となる。
 このように、格子状の溝50X(分割線)を形成しておくことで、複数の開口部33Xを有する第1はんだ層30Xを容易に分割することができる。つまり、溝50Xを形成することなく第1はんだ層30Xを分割しようとすると、第1はんだ層30Xにおけるはんだの柔らかさが影響して基板11Xのみが分割して第1はんだ層30Xが分割されないおそれがある。これに対して、複数の開口部33Xに対向するように溝50Xを形成しておくことで、はんだ付き集合サブマウント10Xをブレイキングすることによって、溝50Xに沿って第1はんだ層30Xを容易に分割することができる。
 なお、溝50Xの深さは、基板11Xの厚さの1/4以上3/4以下であるとよい。溝50Xの深さが基板11Xの厚さの1/4未満であると、はんだ付き集合サブマウント10Xがうまく分割できないおそれがある。一方、溝50Xの深さが基板11Xの厚さの3/4を超えると、はんだ付き集合サブマウント10Xの取り扱い時にはんだ付き集合サブマウント10Xが割れてしまうおそれがある。つまり、はんだ付き集合サブマウント10Xのハンドリング性が低下する。本実施の形態では、溝50Xの深さは、基板11Xの厚さの1/2程度とした。
 次に、エキスパンドシートをエキスパンドして個々のはんだ付きサブマウント10Aに分離する(ステップS29)。これにより、溝50Xに沿って分割されたはんだ付き集合サブマウント10Xは、複数のはんだ付きサブマウント10Aに分離される。
 なお、はんだ付き集合サブマウント10Xのブレイキング時に第1はんだ層30Xに分割されていない箇所があったとしても、はんだ付き集合サブマウント10Xが貼付されたエキスパンドシートをエキスパンドすることで、ブレイキング時に分割されていなかった箇所を分割することもできる。これにより、分離すべきはんだ付きサブマウント10Aが分離せずに残るということ(いわゆる双子の発生)を抑制することができる。
 次に、はんだ付きサブマウント10Aをピックアップする(ステップS30)。例えば、エキスパンドシート上において複数に分離されたはんだ付きサブマウント10Aの1つ1つをエキスパンドシートの裏側から突き上げピンで突き上げることではんだ付きサブマウント10Aをピックアップする。
 以上により、図24に示されるはんだ付きサブマウント10Aを得ることができる。具体的には、溝50Xに対応する段差部50を有するはんだ付きサブマウント10Aを得ることができる。つまり、はんだ付き集合サブマウント10Xの溝50Xは2つに分断されて、段差部50としてはんだ付きサブマウント10Aに側面に残ることになる。
 ここで、はんだ付き集合サブマウント10Xにおける第1はんだ層30Xの好ましい形態について、図22を参照して説明する。
 まず、図22の(d)に示すように、溝50Xの長手方向の中央部の直下の位置において、溝50Xの長手方向に沿って第1はんだ層30Xが存在する領域の長さ(図22のD2、D5)は、200μm以下であるとよい。つまり、溝50Xの直下の位置において、第1はんだ層30Xにおける隣り合う2つの開口部33X間の距離は、200μm以下であるとよい。
 はんだ付き集合サブマウント10Xの分割予定箇所(格子状の溝50X)の直下の位置において、隣り合う2つの開口部33Xの距離が長くなりすぎると、第1はんだ層30Xが多く存在することになって、エキスパンドシートをエキスパンドする時に第1はんだ層30Xを分離しにくくなるが、隣り合う2つの開口部33Xの距離を200μm以下にすることで、複数の開口部33Xに沿って第1はんだ層30Xを容易に分割することができる。
 なお、第1はんだ層30Xにおいて、長辺側における隣り合う2つの開口部33Xの距離D2は、短辺側における隣り合う2つの開口部33Xの距離52よりも大きいとよい(D2>D5)。これにより、短手方向に傾きやすいサブマウント10の傾きを効果的に抑制することができる。また、分割後のサブマウントの使用形態を考えると、D2およびD5は、20μm以上200μm以下であるとよい。
 また、図22の(d)に示すように、溝50Xの長手方向の中央部の直下の位置において、溝50Xの長手方向に沿って第1はんだ層30Xが存在しない領域の長さ(図22のD1、D4)は、20μm以上であるとよい。つまり、溝50Xの直下の位置において、溝50Xに沿った開口部33Xの長さが20μm以上であるとよい。
 これにより、はんだ付き集合サブマウント10Xを分割する際に分割阻害要因となる第1はんだ層30Xの存在領域が減ることになるので、第1はんだ層30Xを容易に分割することができる。また、分割後のサブマウントの使用形態を考えると、D1およびD4は、20μm以上200μm以下であるとよい。
 また、図22の(d)に示すように、溝50Xの長手方向において、溝50Xの中心線と、第1はんだ層30Xが存在しない領域の端との距離(図22のD6)は、20μm以上であるとよい。つまり、溝50Xの直下の位置において、溝50Xの中心線と開口部33Xの端との距離は、20μm以上であるとよい。
 物理的応力によってはんだ付き集合サブマウント10Xを分割する際、分割面は必ずしも分割主面に対して垂直になるとは限らず、分割面がずれることがある。このとき、溝50Xの残し厚から基板11Xの表面までの距離が100μm程度である場合、分割面のずれは溝50Xの中心線から20μm未満であった。そこで、溝50Xの中心線と開口部33Xの端との距離D6を20μm以上にすることで、溝50Xの中心線から20μm以上離れた箇所まで開口部33Xが存在することになる。これにより、分割面の端が開口部33Xと重なるので、エキスパンドシートをエキスパンドする時に第1はんだ層30Xが分離されなくなること(いわゆる双子が発生すること)を抑制することができる。この距離D6が大きすぎると、上面に半導体レーザを実装するスペースが少なくなる。よって、例えばこの距離D6は200μm以下であると良い。また、分割後のサブマウントの使用形態を考えると、D6は、d3およびd6の倍である40μm以上200μm以下であるとよい。
 なお、図22に示されるはんだ付き集合サブマウント10Xでは、複数の開口部33Xは、第1はんだ層30Xの外周端部に形成されていなかったが、これに限らない。例えば、図25に示される変形例1に係るはんだ付き集合サブマウント10Yのように、複数の開口部33Xは、格子状の溝50Xの直下に位置するように断続的に形成されるとともに、第1はんだ層30Xの外周端部に沿って断続的に形成されていてもよい。この場合、第1はんだ層30Xの外周端部に位置する複数の開口部33Xの各々は、第1はんだ層30Xの外周端部を切り欠くように形成されている。図25は、変形例1に係るはんだ付き集合サブマウント10Yの構成を示す図である。図25において、(a)は上面図、(b)及び(c)は側面図、(d)は背面図である。
 図25に示されるはんだ付き集合サブマウント10Yについても、図22に示されるはんだ付き集合サブマウント10Xと同様にして作製することができる。例えば、基板11Xの溝50Xは、レーザ光を照射する等して形成することができる。
 また、図25に示されるはんだ付き集合サブマウント10Yについても、物理的応力を加えてブレイキングすることで格子状の溝50Xに沿ってはんだ付き集合サブマウント10Yを複数に分割し、その後、エキスパンドシートでエキスパンドすることで個々のはんだ付きサブマウント10Aに分離することができる。
 このとき、図25に示されるはんだ付き集合サブマウント10Yを用いた場合は、図26に示すように、幅方向の両端部に段差部50が形成されたはんだ付きサブマウント10Aが得られるだけではなく、幅方向の両端部の一方のみに段差部50が形成されたはんだ付きサブマウント10Aも得られる。つまり、左右非対称のはんだ付きサブマウント10Aも作製される。
 このように、上記の図22のはんだ付き集合サブマウント10Xを分割して複数のはんだ付きサブマウント10Aを作製した場合は、分割線となる溝50Xが基板11Xの端部ではなく端部から内側に入った箇所に形成されているので分割ロスが発生するものの、作製される複数のはんだ付きサブマウント10Aは左右対称なものになる。
 一方、図25のはんだ付き集合サブマウント10Yを分割して複数のはんだ付きサブマウント10Aを作製した場合は、分割線となる溝50Xが基板11Xの端部に形成されていないので分割ロスが発生しないものの、作製される複数のはんだ付きサブマウント10Aには左右非対称のものが混じることになる。
 また、図22に示されるはんだ付き集合サブマウント10Xでは、分割用の溝50Xを形成することで、複数のはんだ付きサブマウント10Aを作製したが、これに限らない。つまり、基板11Xに溝50Xを形成することなく、はんだ付き集合サブマウントを複数に分割してもよい。例えば、基板11XがSiC基板又はAlN基板であれば、基板11Xに溝50Xを形成しなくても、はんだ付き集合サブマウントを複数に分割することができる。
 この場合、図27に示される方法によって、はんだ付き集合サブマウントを複数に分割することができる。図27は、はんだ付きサブマウントの製造方法の変形例を示すフロー図である。
 まず、基板11Xに裏面金属膜を形成する(ステップS31)。具体的には、図23のステップS22と同様に、基板11Xの下側の面に裏面金属膜として第1金属膜12Xを形成する。
 次に、裏面金属膜に裏面はんだを形成する(ステップS32)。具体的には、図23のステップS23と同様に、裏面金属膜である第1金属膜12Xの下側の面に裏面はんだとして第1はんだ層30Xを形成する。このとき、格子状の複数の開口部33Xを有する第1はんだ層30Xを形成する。
 次に、基板11Xに表面金属膜を形成する(ステップS33)。具体的には、図23のステップS24と同様に、基板11Xの上側の面に表面金属膜として第2金属膜13Xを形成する。
 次に、表面金属膜にバリア膜14Xを形成する(ステップS34)。具体的には、図23のステップ25と同様に、表面金属膜である第2金属膜13Xの上側の面にバリア膜14Xを形成する。
 次に、バリア膜14Xに表面はんだを形成する(ステップS35)。具体的には、図23のステップ26と同様に、バリア膜14Xの上側の面に表面はんだとして第2はんだ層40Xを形成する。
 以上により、溝50Xが形成されていないはんだ付き集合サブマウントを作製することができる。
 次に、はんだ付き集合サブマウントをエキスパンドシートに貼付する(ステップS36)。具体的には、図23のステップS27と同様に、エキスパンドシートの上にはんだ付き集合サブマウントを配置する。
 次に、はんだ付き集合サブマウントをダイシングする(ステップS37)。具体的には、エキスパンドシートの裏面からはんだ付き集合サブマウントをダイシングする。このとき、枠状に形成された複数の開口部33Xに沿ってはんだ付き集合サブマウントをダイシングする。これにより、はんだ付き集合サブマウントが複数のはんだ付きサブマウントに分割される。
 次に、エキスパンドシートをエキスパンドして個々のはんだ付きサブマウントに分離する(ステップS38)。具体的には、図23のステップ39と同様に、エキスパンドシートをエキスパンドする。
 次に、はんだ付きサブマウントをピックアップする(ステップS39)。具体的には、図23のステップ30と同様に、はんだ付きサブマウントをピックアップする。
 以上により、複数のはんだ付きサブマウントを得ることができる。このようにして得られたはんだ付きサブマウントは、はんだ付き集合サブマウントに溝50Xが形成されていないので、溝50Xに対応する段差部が形成されていない。
 また、他の変形例として、図28に示されるはんだ付き集合サブマウント10Zを用いて、複数のはんだ付きサブマウント10Aを作製してもよい。図28は、変形例2に係るはんだ付き集合サブマウント10Zの構成を示す図である。図28において、(a)は上面図、(b)及び(c)は側面図、(d)は背面図であり、(e)は(d)のe-e線における断面図である。
 図28に示されるはんだ付き集合サブマウント10Zでは、基板11Xに溝50Xを形成しておらず、溝50Xの代わりに、基板11Xの内部に格子状の変質部50Zを形成している。
 この場合、例えば、基板11Xとしてダイヤモンド基板を用いて、基板11Xに格子状にレーザ光を照射することで基板11Xの内部に格子状の変質部50Zを形成することができる。基板11Xにレーザ光を照射すると、レーザ光によってダイヤモンドが溶融し、基板11Xの内部が導電性カーボンからなる変質部50Zに変質する。
 このようにして得られたはんだ付き集合サブマウント10Zについても、物理的応力を加えてブレイキングすることで格子状の変質部50Zに沿ってはんだ付き集合サブマウント10Zを複数に分離し、その後、エキスパンドシートでエキスパンドすることで個々のはんだ付きサブマウント10Aに分離することができる。このとき、図29に示すように、絶縁性部材11(基板11X)の側面に変質部50Zが存在するはんだ付きサブマウント10Aが作製される。
 なお、その他の変形例として、図30に示されるはんだ付き集合サブマウント10Pを用いてもよい。図30は、変形例3に係るはんだ付き集合サブマウント10Pの構成を示す図である。図30において、(a)は背面図であり、(b)は(a)のb-b線における断面図である。
 図30に示されるはんだ付き集合サブマウント10Pでは、格子状の溝50Xの直下に位置する格子状の複数の開口部33Xの枠の各々の中央部(つまり分割に寄与しない箇所)に、さらに、第1金属膜12Xが露出した開口部33Pが形成されている。つまり、分割後には、はんだ付きサブマウント10Aとなる絶縁性部材11の中央部に、第1はんだ層30Xが存在しない領域がある。
 このように、格子状の溝50Xの直下以外に開口部33Pを別途形成することで、エキスパンドシートとはんだ付き集合サブマウント10Pとの接触面積を減少させることができるので、はんだ付きサブマウント10Aを容易にピックアップすることができる。つまり、エキスパンドシート上のはんだ付きサブマウント10Aを突き上げピンによって容易に突き上げることができ、ピックックアップ性を向上させることができる。しかも、開口部33Pは、分割線となる溝50Xと交わることのない箇所に形成されているので、開口部33Pによってはんだ付き集合サブマウント10Pを分割することに影響を与えることはない。なお、開口部33Pを複数形成することで、エキスパンドシートとはんだ付き集合サブマウント10Pとの接触面積をさらに減少させることができるので、ピックアップ性をさらに向上させることができる。さらに開口による露出部が半田に対する濡れ性の高い第1金属膜12Xであることにより、実装時のはんだの拡がりを良くすることができる。
 また、図31に示されるはんだ付き集合サブマウント10Qをも用いてもよい。図31は、変形例4に係るはんだ付き集合サブマウント10Qの構成を示す図である。図31において、(a)は背面図であり、(b)は(a)のb-b線における断面図である。
 図31に示されるはんだ付き集合サブマウント10Qでは、複数の第1金属膜12Xが露出した開口部33Xで構成される格子状の枠の各々に(つまり分割に寄与しない箇所に)、サブマウント10の長手方向に平行な帯状の開口部33Qが1つ又は複数本形成されている。
 この構成により、はんだ付き集合サブマウント10Qが貼付されたエキスパンドシートをエキスパンドすることで複数のはんだ付きサブマウント10Aに分離する際に、エキスパンドによる分離性を向上させることができる。さらに、エキスパンドシートとはんだ付き集合サブマウント10Qとの接触面積を減少させることもできるので、はんだ付きサブマウント10Aを容易にピックアップすることもできる。
 [半導体レーザ装置の検査方法]
 次に、図1及び図2に示される半導体レーザ装置1の検査方法について、図1~図4を参照して説明する。
 上記のように、ステムの基台3にはんだ付きサブマウント10Aと半導体レーザ20とを設置して加熱することで、サブマウント10と基台3とをはんだ30で接合することができる。このとき、はんだ30の複数の凸部31aの状態を測定することで、サブマウント10の傾き(平行性)を評価することができる。
 具体的には、カメラを用いた画像認識による外観検査によって、はんだ30の複数の凸部31aの数、位置、サイズ及び/又は形状等を測定し、均一性を評価することで、サブマウント10の傾きを評価することができる。例えば、サブマウント10の一対の長辺又は一対の短辺において凸部31aの数が同じである場合には、左右又は上下のはんだ30の状態が均一になっていると判断することができ、サブマウント10が傾いていないと評価することができる。なお、サブマウント10の傾きの度合いによって、半導体レーザ装置1の選別を行うことができる。
 なお、半導体レーザ装置1の検査方法は、上記の半導体レーザ装置1の製造方法における検査工程として実現することができる。また、半導体レーザ装置1の検査方法は、半導体レーザ装置1の評価方法としても実現することができる。
 (変形例)
 以上、本開示に係る半導体レーザ装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
 例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ20とサブマウント10と基台3との接合は同時に行ったが、これに限らない。例えば、半導体レーザ20を予めサブマウント10に実装しておき、半導体レーザ20が実装されたサブマウント10を基台3に設置して、加熱して第1はんだ層30aを溶融することでサブマウント10と基台3とをはんだ30で接合してもよい。
 なお、その他に、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態1及び2における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
 本開示に係る半導体レーザ装置は、プロジェクタ等の画像表示装置、車載用ヘッドランプ等の自動車用部品、スポットライト等の照明器具、又は、レーザ加工装置等の産業用機器等の様々な分野の製品の光源として有用である。
 1、1A 半導体レーザ装置
 2 ベース
 3 基台
 4 リードピン
 5 キャップ
 6 絶縁部材
 7 金ワイヤ
 8 板ガラス
 9 接着剤
 10 サブマウント
 10a サブマウント領域
 10A、10B、10C、10D、10E、10F はんだ付きサブマウント
 10X、10Y、10Z、10P、10Q はんだ付き集合サブマウント
 11 絶縁性部材
 11X 基板
 12、12X 第1金属膜
 13、13X 第2金属膜
 14、14X バリア膜
 20 半導体レーザ
 30 はんだ
 30A、30X 第1はんだ層
 31 はみ出し領域
 31a 凸部
 31b 外周部
 32 非はみ出し領域
 33、33X、33P、33Q 開口部
 34a 第1領域
 34b 第2領域
 40 はんだ
 40A、40X 第2はんだ層
 50 段差部
 50X 溝
 50Z 変質部

Claims (23)

  1.  基台と、
     はんだを介して前記基台に接合されたサブマウントと、
     前記サブマウントに実装された半導体レーザと、を備え、
     前記半導体レーザが実装された側から前記サブマウントを見るときを上面視とすると、
     前記上面視において、
     前記はんだは、複数の凸部を有し、
     前記複数の凸部の各々は、前記サブマウントの外側の前記基台上に形成され、かつ、前記サブマウントの内部と反対の方向に突出し且つ周期的に存在する、
     半導体レーザ装置。
  2.  前記上面視において、前記サブマウントと前記複数の凸部との境界が周期的に存在している、
     請求項1に記載の半導体レーザ装置。
  3.  前記はんだは、前記サブマウントの外縁からはみ出した外周部を有し、
     前記複数の凸部は、前記外周部から前記サブマウントの内部と反対の方向に突出する、
     請求項1に記載の半導体レーザ装置。
  4.  前記上面視において、前記複数の凸部の少なくとも一つは、前記半導体レーザの光軸上に位置する、
     請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  5.  前記上面視において、前記サブマウントと前記複数の凸部のうちの一つとの境界の長さは、20μm以上200μm以下である、
     請求項1、2、4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  6.  前記上面視において、前記はんだは、前記サブマウントの外縁からはみ出さずに当該はんだの外縁が前記サブマウントの外縁と一致する部分の長さは、200μm以下である、
     請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  7.  前記サブマウントの上面視形状が矩形であり、
     前記矩形の1辺における前記複数の凸部の個数をnとし、前記複数の凸部の各々における前記サブマウントの外縁からのはみ出し量をDi(iは整数、1≦i≦n)としたときに、
     前記矩形の1辺において、Diの標準偏差は、Diの平均値の50%以下である、
     請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  8.  前記サブマウントの上面視形状が長方形であり、
     前記長方形の長辺における前記複数の凸部の個数をmとし、
     前記半導体レーザのレーザ光の出射方向に対して右側の長辺において、前記複数の凸部の各々における前記サブマウントの外縁からのはみ出し量をDRi(iは整数、1≦i≦m)とし、
     前記半導体レーザのレーザ光の出射方向に対して左側の長辺において、前記複数の凸部の各々における前記サブマウントの外縁からのはみ出し量をDLi(iは整数、1≦i≦m)としたときに、
     1/3≦DRiの平均値/DLiの平均値≦3の関係を満たす、
     請求項1~7のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  9.  前記サブマウントの上面視形状が矩形であり、
     前記矩形の1辺における前記複数の凸部の個数をnとし、前記複数の凸部の間隔をPi(iは整数、1≦i≦n-1)としたときに、
     Piの標準偏差は、Piの平均値の20%以下である、
     請求項1~8のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  10.  前記サブマウントの上面視形状が矩形であり、
     前記矩形の1辺において、前記複数の凸部の間隔は、標準偏差が10%以内の第1の間隔からなる群と、標準偏差が10%以内の第2の間隔からなる群とを含み、
     前記第2の間隔は、第1の間隔の1.5倍以下である、
     請求項9に記載の半導体レーザ装置。
  11.  前記矩形の1辺において、前記複数の凸部の間隔は、さらに、前記第1の間隔及び前記第2の間隔とは異なる間隔で且つ標準偏差が10%以内の第3の間隔からなる群を含み、
     前記第3の間隔は、前記第1の間隔の2倍以下である、
     請求項10に記載の半導体レーザ装置。
  12.  基台に設置されるはんだ付きサブマウントであって、
     絶縁性部材と、
     金属膜と、
     はんだ層と、を備え、
     前記はんだ付きサブマウントを前記基台に設置したときに前記基台側となる方向を下側とし、前記基台側とは反対側となる方向を上側とすると、
     前記金属膜は、前記絶縁性部材の下側の面に配置され、
     前記はんだ層は、前記金属膜の下側の面に配置され、
     前記金属膜の下側の面の外縁には、前記はんだ層が存在する第1領域と前記はんだ層が存在しない第2領域とが交互に存在する部分がある、
     はんだ付きサブマウント。
  13.  前記絶縁性部材の下側の面の幅は、前記絶縁性部材の上側の面の幅より広い、
     請求項12に記載のはんだ付きサブマウント。
  14.  前記絶縁性部材の側面に変質部が存在する、
     請求項12に記載のはんだ付きサブマウント。
  15.  前記はんだ層の平面視において、前記金属膜の下側の面の外縁における前記第1領域の長さの各々は、20μm以上200μm以下である、
     請求項12~14のいずれか1項に記載のはんだ付きサブマウント。
  16.  前記はんだ層の平面視において、前記金属膜の下側の面の外縁における前記第2領域の各々の長さは、20μm以上200μm以下である、
     請求項12~15のいずれか1項に記載のはんだ付きサブマウント。
  17.  前記はんだ層の外周端部には、開口部が形成されており、
     前記はんだ層の平面視において、前記開口部は、前記絶縁性部材の外周端部から内側に向かって後退するように切り欠かれており、
     前記開口部における前記金属膜の下側の面の外縁が前記第2領域であり、
     前記はんだ層の平面視において、前記絶縁性部材の外周端部における前記開口部の一端部と前記一端部とは反対側の他端部との長さは、20μm以上100μm以下である、
     請求項12~16のいずれか1項に記載のはんだ付きサブマウント。
  18.  前記絶縁性部材の外縁の1辺において、当該1辺の中央部における前記第1領域の長さは、当該1辺の端部に最も近い部分の前記第1領域の長さよりも短い、
     請求項12~17のいずれか1項に記載のはんだ付きサブマウント。
  19.  基台に設置されるはんだ付きサブマウントの集合体であるはんだ付き集合サブマウントであって、
     基板と、
     金属膜と、
     はんだ層と、を備え、
     前記基台側を下側とし、前記基台側とは反対側を上側とすると、
     前記金属膜は、前記基板の下側の面に配置され、
     前記はんだ層は、前記金属膜の下側の面に配置され、
     前記はんだ付き集合サブマウントの上側の面には格子状の溝が形成されており、又は、前記基板の内部に格子状の変質部が形成されており、
     前記溝又は前記変質部の直下の位置には、前記はんだ層が存在しない領域が周期的に存在する部分がある、
     はんだ付き集合サブマウント。
  20.  前記溝又は前記変質部の長手方向の中央部の直下の位置において、前記長手方向に沿って前記はんだ層が存在する領域の長さは、200μm以下である、
     請求項19に記載のはんだ付き集合サブマウント。
  21.  前記溝又は前記変質部の長手方向の中央部の直下の位置において、前記長手方向に沿って前記はんだ層が存在しない領域の長さは、20μm以上200μm以下である、
     請求項19又は20に記載のはんだ付き集合サブマウント。
  22.  前記溝又は前記変質部の長手方向において、前記溝又は前記変質部の中心線と、前記はんだ層が存在しない領域の端との距離は、20μm以上200μm以下である、
     請求項19~21のいずれか1項に記載のはんだ付き集合サブマウント。
  23.  半導体レーザ装置の検査方法であって、
     前記半導体レーザ装置は、
     基台と、
     はんだを介して前記基台に接合されたサブマウントと、
     前記サブマウントに実装された半導体レーザと、を備え、
     前記半導体レーザが実装された側から前記サブマウントを見るときを上面視とすると、
     前記上面視において、
     前記はんだは、前記サブマウントの外縁からはみ出したはみ出し領域を有し、
     前記はみ出し領域は、各々が外側に向かって突出する複数の凸部を有し、
     前記半導体レーザ装置の検査方法は、前記複数の凸部の状態を測定することで、前記サブマウントの傾きを評価する、
     半導体レーザ装置の検査方法。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09260429A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Toshiba Corp 半導体素子搭載用基板
US6115262A (en) * 1998-06-08 2000-09-05 Ford Motor Company Enhanced mounting pads for printed circuit boards
JP2001298235A (ja) * 2000-02-10 2001-10-26 Nec Corp 電子部品の搭載装置
JP2011192742A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Tdk Corp 表面実装型電子部品
JP2016529729A (ja) * 2013-08-28 2016-09-23 キュベイコン リミテッド 半導体ダイおよびパッケージジグソーサブマウント
JP2017228718A (ja) * 2016-06-24 2017-12-28 ファナック株式会社 半導体レーザ素子のハンダ付けシステム
JP2018101731A (ja) * 2016-12-21 2018-06-28 スタンレー電気株式会社 基板
JP2021044468A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 シチズンファインデバイス株式会社 サブマウント
WO2021111536A1 (ja) * 2019-12-04 2021-06-10 三菱電機株式会社 半導体レーザ素子およびその製造方法、半導体レーザ装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09260429A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Toshiba Corp 半導体素子搭載用基板
US6115262A (en) * 1998-06-08 2000-09-05 Ford Motor Company Enhanced mounting pads for printed circuit boards
JP2001298235A (ja) * 2000-02-10 2001-10-26 Nec Corp 電子部品の搭載装置
JP2011192742A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Tdk Corp 表面実装型電子部品
JP2016529729A (ja) * 2013-08-28 2016-09-23 キュベイコン リミテッド 半導体ダイおよびパッケージジグソーサブマウント
JP2017228718A (ja) * 2016-06-24 2017-12-28 ファナック株式会社 半導体レーザ素子のハンダ付けシステム
JP2018101731A (ja) * 2016-12-21 2018-06-28 スタンレー電気株式会社 基板
JP2021044468A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 シチズンファインデバイス株式会社 サブマウント
WO2021111536A1 (ja) * 2019-12-04 2021-06-10 三菱電機株式会社 半導体レーザ素子およびその製造方法、半導体レーザ装置

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