JP2000004064A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体レーザ素子１６の所定位置に蒸着やフ
ォトリソグラフィ等のような高精度の薄膜形成技術を用
いて半田膜１４を形成する。そして、所定温度に加熱し
たサブマウント１２の上面に半田膜１４を接触させた状
態で半導体レーザ素子１６を位置決めする。すると、サ
ブマウント１２の熱で半田膜１４が溶融されて半導体レ
ーザ素子１６とサブマウント１２とが直ちに接合され
る。 【効果】 予備加熱による半田膜１４の酸化を防止でき
る。また、半導体レーザ素子１６の所定位置に半田膜１
４を精度よく形成できるので、溶融された半田膜１４が
半導体レーザ素子１６の側面にはみ出すのを防止でき
る。
ォトリソグラフィ等のような高精度の薄膜形成技術を用
いて半田膜１４を形成する。そして、所定温度に加熱し
たサブマウント１２の上面に半田膜１４を接触させた状
態で半導体レーザ素子１６を位置決めする。すると、サ
ブマウント１２の熱で半田膜１４が溶融されて半導体レ
ーザ素子１６とサブマウント１２とが直ちに接合され
る。 【効果】 予備加熱による半田膜１４の酸化を防止でき
る。また、半導体レーザ素子１６の所定位置に半田膜１
４を精度よく形成できるので、溶融された半田膜１４が
半導体レーザ素子１６の側面にはみ出すのを防止でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザ装置およ
びその製造方法に関し、特にたとえば、ＣＤ，ＤＶＤ，
ＬＢＰポインタまたはバーコードリーダ等に用いられる
ものであって、サブマウントの上に半導体レーザ素子を
半田膜で接合するようにした半導体レーザ装置およびそ
のような半導体レーザ装置の製造方法に関する。
びその製造方法に関し、特にたとえば、ＣＤ，ＤＶＤ，
ＬＢＰポインタまたはバーコードリーダ等に用いられる
ものであって、サブマウントの上に半導体レーザ素子を
半田膜で接合するようにした半導体レーザ装置およびそ
のような半導体レーザ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置の製造方法を図
４に示す。この従来技術では、まず、図４（Ａ）に示す
ように、上面に半田膜１が形成されたサブマウント２を
準備し、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中でサブマウント２および
半田膜１をヒ−タ３ａによって予備加熱する。続いて、
図４（Ｂ）に示すように、サブマウント２の半田膜１が
形成された部分に半導体レーザ素子４を位置決めし、サ
ブマウント２および半田膜１をヒ−タ３ｂによって本加
熱して半田膜１を溶融する。その後、サブマウント２を
冷却して半田膜１を固化する。
４に示す。この従来技術では、まず、図４（Ａ）に示す
ように、上面に半田膜１が形成されたサブマウント２を
準備し、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中でサブマウント２および
半田膜１をヒ−タ３ａによって予備加熱する。続いて、
図４（Ｂ）に示すように、サブマウント２の半田膜１が
形成された部分に半導体レーザ素子４を位置決めし、サ
ブマウント２および半田膜１をヒ−タ３ｂによって本加
熱して半田膜１を溶融する。その後、サブマウント２を
冷却して半田膜１を固化する。
【０００３】なお、この従来技術において予備加熱を行
うのは、本加熱に要する時間を短縮するためであり、窒
素（Ｎ2 ）雰囲気中で予備加熱を行うのは、予備加熱に
よる半田膜１の酸化（変質）を防止するためである。
うのは、本加熱に要する時間を短縮するためであり、窒
素（Ｎ2 ）雰囲気中で予備加熱を行うのは、予備加熱に
よる半田膜１の酸化（変質）を防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、窒素雰
囲気を作るために特別な装置を必要としていたため、製
造コストや維持コストが高くなるという問題点があっ
た。また、ミクロ単位の大きさで形成される半田膜１の
真上に半導体レーザ素子４を正確に位置決めするのが困
難なため、これらの間に位置ずれが生じる恐れがあっ
た。そして、このような位置ずれが生じた場合には、図
５に示すように、溶融された半田膜１が半導体レーザ素
子４の側面にはみ出して、レーザ出射口５の閉塞や電流
経路（特にダブルヘテロ領域）の短絡を生じる恐れがあ
った。
囲気を作るために特別な装置を必要としていたため、製
造コストや維持コストが高くなるという問題点があっ
た。また、ミクロ単位の大きさで形成される半田膜１の
真上に半導体レーザ素子４を正確に位置決めするのが困
難なため、これらの間に位置ずれが生じる恐れがあっ
た。そして、このような位置ずれが生じた場合には、図
５に示すように、溶融された半田膜１が半導体レーザ素
子４の側面にはみ出して、レーザ出射口５の閉塞や電流
経路（特にダブルヘテロ領域）の短絡を生じる恐れがあ
った。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、製
造コストや維持コストを低減できるとともに、半田膜の
はみ出しや酸化を防止できる、半導体レーザ装置および
その製造方法を提供することである。
造コストや維持コストを低減できるとともに、半田膜の
はみ出しや酸化を防止できる、半導体レーザ装置および
その製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、サブマウ
ントの上に半導体レーザ素子を半田膜で接合するように
した、半導体レーザ装置において、半田膜を半導体レー
ザ素子に予め形成しておくようにしたことを特徴とす
る、半導体レーザ装置である。第２の発明は、(a) 半導
体レーザ素子の表面に半田膜を形成し、(b) 半田膜の溶
融温度よりも高い所定温度に加熱したサブマウントを準
備し、(c) サブマウントの上面に半田膜を接触させた状
態で上面に半導体レーザ素子を位置決めする、半導体レ
ーザ装置の製造方法である。
ントの上に半導体レーザ素子を半田膜で接合するように
した、半導体レーザ装置において、半田膜を半導体レー
ザ素子に予め形成しておくようにしたことを特徴とす
る、半導体レーザ装置である。第２の発明は、(a) 半導
体レーザ素子の表面に半田膜を形成し、(b) 半田膜の溶
融温度よりも高い所定温度に加熱したサブマウントを準
備し、(c) サブマウントの上面に半田膜を接触させた状
態で上面に半導体レーザ素子を位置決めする、半導体レ
ーザ装置の製造方法である。
【０００７】
【作用】サブマウントの上面に半導体レーザ素子を位置
決めして、サブマウントの上面と半導体レーザ素子の表
面に形成された半田膜とを接触させると、サブマウント
の熱で半田膜が溶融されて半導体レーザ素子とサブマウ
ントとが直ちに接合される。したがって、半田膜を予備
加熱する必要はない。また、半田膜は予め半導体レーザ
素子側に形成されるため、サブマウントを予備加熱して
もその熱は半田膜へは伝わらない。さらに、半導体レー
ザ素子の表面の所定位置に半田膜を形成する際には、蒸
着やフォトリソグラフィ等のような高精度の薄膜形成技
術を用いることができる。
決めして、サブマウントの上面と半導体レーザ素子の表
面に形成された半田膜とを接触させると、サブマウント
の熱で半田膜が溶融されて半導体レーザ素子とサブマウ
ントとが直ちに接合される。したがって、半田膜を予備
加熱する必要はない。また、半田膜は予め半導体レーザ
素子側に形成されるため、サブマウントを予備加熱して
もその熱は半田膜へは伝わらない。さらに、半導体レー
ザ素子の表面の所定位置に半田膜を形成する際には、蒸
着やフォトリソグラフィ等のような高精度の薄膜形成技
術を用いることができる。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、予備加熱による半田
膜の酸化を防止できる。したがって、従来のように窒素
雰囲気を作るための装置を設ける必要がないため、製造
コストや維持コストを低減できる。また、半導体レーザ
素子の所定位置に半田膜を精度よく形成できるので、半
田膜が半導体レーザ素子の側面にはみ出すのを防止で
き、半田膜のはみ出しによるレーザ出射口の閉塞や電流
経路の短絡を防止できる。
膜の酸化を防止できる。したがって、従来のように窒素
雰囲気を作るための装置を設ける必要がないため、製造
コストや維持コストを低減できる。また、半導体レーザ
素子の所定位置に半田膜を精度よく形成できるので、半
田膜が半導体レーザ素子の側面にはみ出すのを防止で
き、半田膜のはみ出しによるレーザ出射口の閉塞や電流
経路の短絡を防止できる。
【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】図１に示すこの実施例の半導体レーザ装置１
０は、ＣＤ，ＤＶＤまたはバーコードリーダ等に組み込
まれるものであり、シリコン（Ｓｉ），炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）またはダイヤモン
ド等からなる直方体状のサブマウント１２を含む。そし
て、サブマウント１２の上面には、金（Ａｕ）−スズ
（Ｓｎ）合金，鉛（Ｐｂ）−スズ（Ｓｎ）合金またはイ
ンジウム（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）合金等からなる半田膜
１４を介して半導体レーザ素子１６が接合される。
０は、ＣＤ，ＤＶＤまたはバーコードリーダ等に組み込
まれるものであり、シリコン（Ｓｉ），炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）またはダイヤモン
ド等からなる直方体状のサブマウント１２を含む。そし
て、サブマウント１２の上面には、金（Ａｕ）−スズ
（Ｓｎ）合金，鉛（Ｐｂ）−スズ（Ｓｎ）合金またはイ
ンジウム（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）合金等からなる半田膜
１４を介して半導体レーザ素子１６が接合される。
【００１１】半導体レーザ素子１６は基板１８を含み、
基板１８の一方主面には第１電極２０ａが形成され、他
方主面には第１クラッド層２２，活性層２４，第２クラ
ッド層２６，コンタクト層２８および第２電極２０ｂが
形成される。そして、活性層２４で発生した熱をサブマ
ウント１２へ効率よく伝えるために、活性層２４を含む
ダブルヘテロ部からの距離が短い側の電極すなわち第２
電極２０ｂがサブマウント１２に接合される。
基板１８の一方主面には第１電極２０ａが形成され、他
方主面には第１クラッド層２２，活性層２４，第２クラ
ッド層２６，コンタクト層２８および第２電極２０ｂが
形成される。そして、活性層２４で発生した熱をサブマ
ウント１２へ効率よく伝えるために、活性層２４を含む
ダブルヘテロ部からの距離が短い側の電極すなわち第２
電極２０ｂがサブマウント１２に接合される。
【００１２】以下には、図２に従って、半導体レーザ装
置１０の製造方法を説明する。まず、図２（Ａ）に示す
ように、基板１８を構成するＧａＡｓウェハ３０の上
に、複数の半導体レーザ素子１６ａを作り込む。すなわ
ち、ＧａＡｓウェハ３０の上に、図１に示した第１クラ
ッド層２２，活性層２４，第２クラッド層２６およびコ
ンタクト層２８をＣＶＤ法によって順次エピタキシャル
結晶成長させて形成し、ＧａＡｓウェハ３０の下面およ
びコンタクト層２８の上面に第１電極２０ａおよび第２
電極２０ｂをスパッタリングによって形成する。
置１０の製造方法を説明する。まず、図２（Ａ）に示す
ように、基板１８を構成するＧａＡｓウェハ３０の上
に、複数の半導体レーザ素子１６ａを作り込む。すなわ
ち、ＧａＡｓウェハ３０の上に、図１に示した第１クラ
ッド層２２，活性層２４，第２クラッド層２６およびコ
ンタクト層２８をＣＶＤ法によって順次エピタキシャル
結晶成長させて形成し、ＧａＡｓウェハ３０の下面およ
びコンタクト層２８の上面に第１電極２０ａおよび第２
電極２０ｂをスパッタリングによって形成する。
【００１３】そして、第２電極２０ｂの全面に半田膜１
４を蒸着した後、図２（Ｂ）に示すように、半田膜１４
の不要部分をフォトリソグラフィによって除去する。す
なわち、半田膜１４をパターン形成したフォトレジスト
でマスクし、不要部分をエッチングにより除去すること
によって半導体レーザ素子１６ａの所定位置に半田膜１
４を形成する。ここで、半田膜１４の膜厚や形成位置
は、溶融された半田膜１４が半導体レーザ素子１６の側
面にはみ出すのを防止できるように設定する必要があ
る。そのため、この実施例では、半田膜１４の膜厚を３
μｍ以下に設定するとともに、その形成位置を半導体レ
ーザ素子１６の周縁から１０μｍ以上内側に設定する。
４を蒸着した後、図２（Ｂ）に示すように、半田膜１４
の不要部分をフォトリソグラフィによって除去する。す
なわち、半田膜１４をパターン形成したフォトレジスト
でマスクし、不要部分をエッチングにより除去すること
によって半導体レーザ素子１６ａの所定位置に半田膜１
４を形成する。ここで、半田膜１４の膜厚や形成位置
は、溶融された半田膜１４が半導体レーザ素子１６の側
面にはみ出すのを防止できるように設定する必要があ
る。そのため、この実施例では、半田膜１４の膜厚を３
μｍ以下に設定するとともに、その形成位置を半導体レ
ーザ素子１６の周縁から１０μｍ以上内側に設定する。
【００１４】続いて、図２（Ｃ）に示すように、ＧａＡ
ｓウェハ３０の上に作り込んだ半導体レーザ素子１６ａ
のそれぞれを劈開することによって半導体レーザ素子１
６を得る。一方、図３（Ｄ）に示すように、直方体状に
形成したサブマウント１２をヒータ３２で加熱すること
によって、その温度を半田膜１４の溶融温度よりも高い
所定温度に設定する。たとえば、半田膜１４を金（Ａ
ｕ）−すず（Ｓｎ）合金（Ａｕ／Ｓｎ＝７０wt./% ３
０wt./% ）で形成した場合には、その溶融温度は３００
℃程度であるため、サブマウント１２の温度を３１０〜
３５０℃程度に設定する。
ｓウェハ３０の上に作り込んだ半導体レーザ素子１６ａ
のそれぞれを劈開することによって半導体レーザ素子１
６を得る。一方、図３（Ｄ）に示すように、直方体状に
形成したサブマウント１２をヒータ３２で加熱すること
によって、その温度を半田膜１４の溶融温度よりも高い
所定温度に設定する。たとえば、半田膜１４を金（Ａ
ｕ）−すず（Ｓｎ）合金（Ａｕ／Ｓｎ＝７０wt./% ３
０wt./% ）で形成した場合には、その溶融温度は３００
℃程度であるため、サブマウント１２の温度を３１０〜
３５０℃程度に設定する。
【００１５】そして、図３（Ｅ）に示すように、サブマ
ウント１２の上面に半田膜１４を接触させた状態で半導
体レーザ素子１６を図示しないマウント装置によって位
置決めする。そして、半田膜１４が完全に溶融されるの
に必要な時間が経過すると、ヒータ３２による加熱を停
止して、サブマウント１２を冷却する。この実施例によ
れば、半田膜１４の溶融温度よりも高い温度に加熱され
たサブマウント１２によって半田膜１４が瞬時に溶融さ
れ得るので、半田膜１４を予備加熱する必要はない。し
たがって、予備加熱による半田膜１４の酸化を確実に防
止できる。
ウント１２の上面に半田膜１４を接触させた状態で半導
体レーザ素子１６を図示しないマウント装置によって位
置決めする。そして、半田膜１４が完全に溶融されるの
に必要な時間が経過すると、ヒータ３２による加熱を停
止して、サブマウント１２を冷却する。この実施例によ
れば、半田膜１４の溶融温度よりも高い温度に加熱され
たサブマウント１２によって半田膜１４が瞬時に溶融さ
れ得るので、半田膜１４を予備加熱する必要はない。し
たがって、予備加熱による半田膜１４の酸化を確実に防
止できる。
【００１６】また、半導体レーザ素子１６ａの所定位置
に半田膜１４を形成する際には、蒸着やフォトリソグラ
フィ等のような周知の薄膜形成技術によって精度よく形
成できる。したがって、半田膜１４の膜厚や形成位置を
適切に設定することによって、溶融された半田膜１４が
半導体レーザ素子１６の側面にはみ出すのを防止でき、
レーザ出射口の閉塞や電流経路の短絡を防止できる。
に半田膜１４を形成する際には、蒸着やフォトリソグラ
フィ等のような周知の薄膜形成技術によって精度よく形
成できる。したがって、半田膜１４の膜厚や形成位置を
適切に設定することによって、溶融された半田膜１４が
半導体レーザ素子１６の側面にはみ出すのを防止でき、
レーザ出射口の閉塞や電流経路の短絡を防止できる。
【００１７】なお、上述の実施例では、サブマウント１
２を予備加熱しない場合を示したが、図３（Ｄ）工程の
前にサブマウント１２を予備加熱するようにしてもよ
い。この場合でも、半田膜１４は予め半導体レーザ素子
１６側に形成されるので、サブマウント１２の熱が半田
膜１４へ伝わることはなく、この予備加熱による半田膜
１４の酸化は生じない。
２を予備加熱しない場合を示したが、図３（Ｄ）工程の
前にサブマウント１２を予備加熱するようにしてもよ
い。この場合でも、半田膜１４は予め半導体レーザ素子
１６側に形成されるので、サブマウント１２の熱が半田
膜１４へ伝わることはなく、この予備加熱による半田膜
１４の酸化は生じない。
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例の製造方法を示す図解図である。
【図３】図１実施例の製造方法を示す図解図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を示す図解図であ
る。
る。
【図５】従来技術において半田膜が半導体レーザ素子の
側面にはみ出した状態を示す図解図である。
側面にはみ出した状態を示す図解図である。
１０ …半導体レーザ装置 １２ …サブマウント １４ …半田材 １６ …半導体レーザ素子
Claims (5)
- 【請求項１】サブマウントの上に半導体レーザ素子を半
田膜で接合するようにした、半導体レーザ装置におい
て、 前記半田膜を前記半導体レーザ素子に予め形成しておく
ようにしたことを特徴とする、半導体レーザ装置。 - 【請求項２】(a) 半導体レーザ素子の表面に半田膜を形
成し、 (b) 前記半田膜の溶融温度よりも高い所定温度に加熱し
たサブマウントを準備し、 (c) 前記サブマウントの上面に前記半田膜を接触させた
状態で前記上面に前記半導体レーザ素子を位置決めす
る、半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項３】前記半田膜の膜厚を３μｍ以下にした、請
求項２記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項４】前記半田膜を前記半導体レーザ素子の周縁
から１０μｍ以上内側に形成するようにした、請求項２
または３記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項５】前記(a) 工程は、半導体レーザ素子の表面
に半田膜を形成する工程と、この半田膜をレジストでマ
スクして不要部分をエッチングにより除去する工程とを
含む、請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体レー
ザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16821598A JP2000004064A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16821598A JP2000004064A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000004064A true JP2000004064A (ja) | 2000-01-07 |
Family
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010034396A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Denso Corp | 半導体レーザ装置の製造方法及び半導体レーザ装置 |
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-
1998
- 1998-06-16 JP JP16821598A patent/JP2000004064A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2010034396A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Denso Corp | 半導体レーザ装置の製造方法及び半導体レーザ装置 |
| US8625646B2 (en) | 2010-04-07 | 2014-01-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device |
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