JP2005005681A - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体発光素子を金属膜にダイボンドするための蝋材が、金属膜の表面が露出した領域に流動することを防止する。
【解決手段】 半導体発光装置は、非導電性のサブマウントと、サブマウント上に設けられた金属膜と、金属膜上に設けられた蝋材と、蝋材によって金属膜にダイボンドされた半導体発光素子とを備え、金属膜の表面は、蝋材が付着された蝋材付着領域と、金属膜の表面が露出された金属膜露出領域とを含み、蝋材付着領域は、金属膜露出領域と電気的に接続されており、蝋材付着領域は、半導体発光素子が金属膜にダイボンドされた領域よりも大きく、金属膜露出領域内に、サブマウントが露出された金属膜除去部が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。

光ディスク装置のための光源として使用される半導体レーザ装置では、通常、サブマウント上の金属膜に半導体レーザ素子がダイボンドされている。

図９（ａ）は、従来の半導体レーザ装置１００の模式的断面図、図９（ｂ）は、その模式的平面図である。

この半導体レーザ装置１００では、非導電性材料からなる直方体状のサブマウント１２２の表面上に、金属膜１２３Ａと金属膜１２３Ｂとを含む一対の金属膜１２３が設けられている。半導体レーザ素子１２１は、蝋材１２４Ａと蝋材１２４Ｂとによって金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂにダイボンドされている。

金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂは、それぞれ同様の長方形状に構成されており、サブマウント１２２の中央部に一定の幅寸法で直線状に形成された分離部１２９によって、相互に電気的に分離されている。金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂは、分離部１２９を除いて、サブマウント１２２の表面の全体を覆っており、分離部１２９では、サブマウント１２２の表面が露出されている。

蝋材付着領域１２３ａは、金属膜１２３Ａの長手方向に沿った一方の側部であって、かつ、分離部１２９に隣接した表面部分であり、蝋材付着領域１２３ａには蝋材１２４Ａが付着される。また、蝋材付着領域１２３ｂは、金属膜１２３Ｂの長手方向に沿った一方の側部であって、かつ、分離部１２９に隣接した表面部分であり、蝋材付着領域１２３ｂには蝋材１２４Ｂが付着される。蝋材付着領域１２３ａと蝋材付着領域１２３ｂとは、分離部１２９を挟んで互いに対向するように配置されている。

半導体レーザ素子１２１は、分離部１２９の長手方向に沿った一方の端部を跨ぐように架設され、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂ上に配置されている。

半導体レーザ素子１２１では、基板上に半導体層が積層され、その上方に２つの発光点１２１ａおよび発光点１２１ｂが設けられ、発光点１２１ａおよび発光点１２１ｂのそれぞれの上に、電源電圧を印加するための電極（図示せず）がさらに設けられている。半導体レーザ素子１２１では、発光点１２１ａおよび発光点１２１ｂ上の電極が、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂにそれぞれ接触し、半導体レーザ素子１２１の基板が半導体レーザ装置１００の上部に位置するように配置されている。また、半導体レーザ素子１２１の基板には、接地電圧を印加するための電極（図示せず）が設けられている。

半導体レーザ素子１２１の基板に設けられた電極には、グラウンド（接地電圧）と電気的に接続されたワイヤー（図示せず）がワイヤーボンドされている。また、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂには、電源電圧と電気的に接続されたワイヤー（図示せず）が、それぞれワイヤーボンドされている。

蝋材１２４Ａは、金属膜１２３Ａにおける分離部１２９に隣接した側部上であって、分離部１２９に沿った長方形状の蝋材付着領域１２３ａ上に配置され、蝋材１２４Ｂは、金属膜１２３Ｂにおける分離部１２９に隣接した側部上であって、分離部１２９に沿った長方形状の蝋材付着領域１２３ｂ上に配置される。蝋材付着領域１２３ａと蝋材付着領域１２３ｂとによって形成される面は、半導体レーザ素子１２１がダイボンドされるダイボンド領域よりも一回り大きくなっている。

半導体レーザ素子１２１は、以下のようにダイボンドされる。

まず、金属膜１２３Ａの蝋材付着領域１２３ａに蝋材１２４Ａを配置し、金属膜１２３Ｂの蝋材付着領域１２３ｂに蝋材１２４Ｂを配置する。次いで、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂ上に半導体レーザ素子１２１を配置する。次いで、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂをそれぞれ加熱すると、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂは溶融され、溶融された蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂによって、半導体レーザ素子１２１は、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂにダイボンドされる。

半導体レーザ装置１００では、より高い温度においても半導体レーザ素子１２１が安定的に動作することが求められる。半導体レーザ素子１２１が高温でも安定的に動作するためには、サブマウント１２２によって熱を効率よく拡散させることが必要である。サブマウント１２２による熱の拡散をさらに良好にするためには、例えば、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂの量を増やして、半導体レーザ素子１２１とサブマウント１２２との間の接着性をさらに向上させ、それにより、半導体レーザ素子１２１とサブマウント１２２との間の熱抵抗を低くする方法が考えられる。

しかしながら、蝋材１２４Ａおよび蝋材１２４Ｂの量を増加させると、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、半導体レーザ素子１２１と金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂとのダイボンド時に、溶融された蝋材１２４Ａ’および蝋材１２４Ｂ’が蝋材付着領域１２３ａおよび蝋材付着領域１２３ｂの周囲に流動し、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂの表面の広い領域が、溶融された蝋材１２４Ａ’および蝋材１２４Ｂ’によって覆われることになる。この場合、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂの表面においてワイヤーボンドすることができる領域が小さくなり、ワイヤーボンディング作業が困難になる。

また、半導体レーザ装置１００をピックアップする際には、半導体レーザ素子１２１が嵌合される凹部を有するコレットが用いられる。このようなコレットをげた型コレットともよぶ。

このようなコレットによって半導体レーザ装置１００をピックアップする場合には、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂの表面にコレットをそれぞれ密着させる必要がある。しかしながら、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂの表面が、広い範囲にわたって蝋材１２４Ａ’および蝋材１２４Ｂ’によって覆われていると、コレットを金属膜１２３Ａおよび金属膜１２３Ｂの表面に密着させることができず、半導体レーザ装置１００をピックアップすることができなくなるおそれがある。

特許文献１には、サブマウントに半導体レーザチップを融着金属（蝋材）によってダイボンドする際に、サブマウントのダイボンド面の融着領域以外の領域に、融着金属（蝋材）に対して濡れ性が無い材料を用い、その融着領域が半導体レーザチップ（半導体レーザ素子）のダイボンド面からはみ出さないようにした半導体レーザ装置が開示されている。

また、特許文献２には、蝋材の付着領域を、レーザチップとサブマウントとのダイボンド面積よりも小さくすることによって、蝋材がレーザチップのダイボンド面からはみ出さないようにした半導体レーザ装置が開示されている。
特開平４−１８６６８８号公報 特開平１１−２８４０９８号公報

特許文献１および特許文献２に開示されている半導体レーザ装置では、蝋材が半導体レーザ素子のダイボンド領域からはみ出さないように配置されている。しかしながら、このように、蝋材が配置される領域をダイボンド領域よりも小さくすると、前述したように、蝋材量を増加させることができず、従って、半導体レーザ素子とサブマウントとの間の熱抵抗を低下させることができなくなり、半導体レーザ素子を高温で動作させることができないという問題がある。

なお、特許文献２には、レーザチップの外周辺よりも内側において、蝋材の付着領域を取り囲むように溝を設ける構成が開示されているが、この場合にも、蝋材が配置される領域は、レーザチップのダイボンド領域内に限られるために、蝋材量を増加させることができず、従って、レーザチップを高温にて安定的に動作させることができない。

本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、サブマウント上に設けられた金属膜と半導体発光素子とをダイボンドするための蝋材量を増加させることによって、高温においても安定的に動作することができ、しかも、蝋材量を増加することに起因する悪影響を防止することができる半導体発光装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の半導体発光装置は、非導電性のサブマウントと、前記サブマウント上に設けられた金属膜と、前記金属膜上に設けられた蝋材と、前記蝋材によって前記金属膜にダイボンドされた半導体発光素子とを備え、前記金属膜の表面は、前記蝋材が付着された蝋材付着領域と、前記金属膜の表面が露出された金属膜露出領域とを含み、前記蝋材付着領域は、前記金属膜露出領域と電気的に接続されており、前記蝋材付着領域は、前記半導体発光素子が前記金属膜にダイボンドされた領域よりも大きく、前記金属膜露出領域内に、前記サブマウントが露出された金属膜除去部が設けられている。

前記蝋材付着部は、前記金属膜除去部と、所定の距離以上離れていてもよい。

前記金属膜除去部の形状が、Ｌ字、Ｉ字、コの字、くの字または円状であってもよい。

前記金属膜露出領域にワイヤーボンド部によってワイヤーボンドされたワイヤーであって、前記金属膜除去部が前記ワイヤーボンド部と前記蝋材付着領域との間に配置されるように、設けられたワイヤーをさらに備えてもよい。

前記サブマウントが、熱伝導性が高く、前記蝋材に対する濡れ性が低い材料によって構成されていてもよい。

前記サブマウントの材料は、ＳｉＣ、ＡｌＮまたはサファイアであってもよい。

前記金属膜は、前記サブマウントの表面から、Ｔｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順、または、Ｔｉ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されていてもよい。

前記半導体発光素子は、発光点を１つ以上有する半導体レーザ素子であってもよい。

前記半導体発光装置はさらなる半導体発光素子をさらに備えてもよい。

本発明の半導体発光装置の製造方法は、表面に金属膜が設けられた非導電性のサブマウントを提供する工程であって、前記金属膜の表面は、金属膜露出領域と蝋材付着領域とを含み、前記金属膜露出領域内に前記サブマウントが露出された金属膜除去部が設けられている、工程と、前記金属膜の前記蝋材付着領域に蝋材を付着する工程と、前記蝋材によって前記金属膜に半導体発光素子をダイボンドする工程とを包含する。

前記半導体発光素子をダイボンドした後に、ワイヤーをワイヤーボンド部によってワイヤーボンドする工程であって、前記金属膜除去部が前記ワイヤーボンド部と前記蝋材付着領域との間に配置される、工程をさらに包含してもよい。

前記ワイヤーボンドする工程は、画像認識において、前記金属膜除去部によって前記金属膜の位置を検出して、前記ワイヤーの位置を調整する工程を含んでもよい。

前記ダイボンドする工程の後に、画像認識において、前記金属膜除去部によって前記金属膜の位置を検出して、前記サブマウントの位置を調整する工程をさらに包含してもよい。

前記ダイボンドする工程の後に、前記半導体発光素子が嵌合される凹部を有するコレットの表面を前記金属膜露出領域に密着させて前記半導体発光装置をピックアップする工程をさらに包含してもよい。

本発明では、非導電性のサブマウントの表面に設けられた金属膜の蝋材付着領域が、半導体発光素子のダイボンド領域よりも大きく形成されているために、半導体発光素子を金属膜にダイボンドする蝋材量を増加させることができる。これにより、半導体発光素子とサブマウントとの間の金属膜を介した熱抵抗を低下させることができ、半導体発光素子を高温においても動作させることができる。

また、単に蝋材量を増加すると、半導体発光素子を金属膜にダイボンドする際に、蝋材が広範囲にわたって流動するおそれがあるが、金属膜露出領域内に、サブマウント表面を露出させる金属膜除去部を設けることによって、蝋材が流動することが防止される。その結果、金属膜露出領域を、ワイヤーボンド、コレットによるピックアップ等に有効に利用することができる。

本発明の半導体発光装置およびその製造方法は、蝋材付着領域が、半導体発光素子のダイボンド領域よりも大きく形成されているために、半導体発光素子を金属膜にダイボンドする蝋材量を増加させることができ、これにより、半導体発光素子とサブマウントとの間の金属膜を介した熱抵抗を低下させることができて、半導体発光素子を高温においても安定的に動作させることができる。しかも、金属膜除去部によって蝋材が広範囲にわたって流動することが防止され、ワイヤーボンディング作業、コレットによるピックアップ作業等に支障を来たすおそれがない。

以下に、本発明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、以下の説明では、半導体発光装置の一例として、半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置について説明するが、本発明は、半導体レーザ装置に限定されない。本発明は、半導体発光素子を蝋材によって金属膜にダイボンドする任意の半導体発光装置に適用可能である。

図１（ａ）は、本発明のある実施形態による半導体レーザ装置１０の模式的断面図、図１（ｂ）は、その模式的平面図、図１（ｃ）は、その模式的斜視図である。

この半導体レーザ装置１０では、非導電性材料からなる直方体状のサブマウント２の表面上に、金属膜３Ａと金属膜３Ｂとを含む一対の金属膜３が設けられている。半導体レーザ素子１は、蝋材４Ａと蝋材４Ｂとによって金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂにダイボンドされている。

金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂは、それぞれ同様の長方形状に構成されており、サブマウント２の中央部に一定の幅寸法で直線状に形成された分離部９によって、相互に電気的に分離されている。金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂは、分離部９と金属膜除去部８Ａと金属膜除去部８Ｂとを除いて、サブマウント２の表面の全体を覆っており、分離部９、金属膜除去部８Ａ、金属膜除去部８Ｂのそれぞれでは、サブマウント２の表面が露出されている。

蝋材付着領域３ａは、金属膜３Ａの長手方向に沿った一方の側部であって、かつ、分離部９に隣接した表面部分であり、蝋材付着領域３ａには、蝋材４Ａが付着されている。また、蝋材付着領域３ｂは、金属膜３Ｂの長手方向に沿った一方の側部であって、かつ、分離部９に隣接した表面部分であり、蝋材付着領域３ｂには、蝋材４Ｂが付着されている。蝋材付着領域３ａと蝋材付着領域３ｂとは、分離部９を挟んで互いに対向するように配置されている。

半導体発光素子として機能する半導体レーザ素子１は、分離部９の長手方向に沿った一方の端部を跨ぐように架設され、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂ上に配置されている。

半導体レーザ素子１では、基板上に半導体層が積層され、その上方に２つの発光点１ａおよび発光点１ｂが設けられ、発光点１ａおよび発光点１ｂのそれぞれの上に、電源電圧を印加するための電極（図示せず）がさらに設けられている。半導体レーザ素子１では、発光点１ａおよび発光点１ｂ上の電極が、蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂにそれぞれ接触し、半導体レーザ素子１の基板が半導体レーザ装置１０の上部に位置するように配置されている。半導体レーザ素子１の基板には、また、接地電圧を印加するための電極（図示せず）が設けられている。

蝋材４Ａは、金属膜３Ａにおける分離部９に隣接した側部上であって、分離部９に沿った長方形状の蝋材付着領域３ａ上に配置され、蝋材４Ｂは、金属膜３Ｂにおける分離部９に隣接した側部上であって、分離部９に沿った長方形状の蝋材付着領域３ｂ上に配置される。

蝋材付着領域３ａと蝋材付着領域３ｂとによって形成される面は、半導体レーザ素子１がダイボンドされるダイボンド領域よりも一回り大きくなっている。蝋材付着領域３ａおよび蝋材付着領域３ｂのそれぞれの長手方向の長さは、分離部９の長手方向の長さの１／２程度、すなわち、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂの長手方向の長さの１／２程度、また、蝋材付着領域３ａおよび蝋材付着領域３ｂのそれぞれの幅方向の長さは、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂの幅方向の長さの１／２程度になっている。

金属膜３Ａには、蝋材付着領域３ａの周囲に、金属膜３Ａの表面が露出した金属膜露出領域３ｃが設けられている。金属膜露出領域３ｃは、蝋材付着領域３ａと電気的に接続されている。

また、同様に、金属膜３Ｂには、蝋材付着領域３ｂの周囲に、金属膜３Ｂの表面が露出した金属膜露出領域３ｄが設けられている。金属膜露出領域３ｄは、蝋材付着領域３ｂと電気的に接続されている。

半導体レーザ素子１の基板に設けられた電極には、グラウンド（接地電圧）と電気的に接続されたワイヤー６が、端部のワイヤーボンド部６ａによってワイヤーボンドされている。

金属膜３Ａの金属膜露出領域３ｃには、電源電圧と電気的に接続されたワイヤー５が、ワイヤーボンド部５ａによってワイヤーボンドされている。金属膜３Ｂの金属膜露出領域３ｄには、電源電圧と電気的に接続されたワイヤー７が、ワイヤーボンド部７ａによってワイヤーボンドされている。

金属膜露出領域３ｃに接続されたワイヤーボンド部５ａは、金属膜３Ａの長手方向の中央部に位置する蝋材付着領域３ａのコーナー部の近傍に配置されている。同様に、金属膜露出領域３ｄに接続されたワイヤーボンド部７ａは、金属膜３Ｂの長手方向の中央部に位置する蝋材付着領域３ｂのコーナー部の近傍に配置されている。

金属膜３Ａの金属膜露出領域３ｃ内であって、ワイヤーボンド部５ａの近傍に、金属膜部分を除去することによって形成された金属膜除去部８Ａが形成されている。また、同様に、金属膜３Ｂの金属膜露出領域３ｄ内であって、ワイヤーボンド部７ａの近接に、金属膜部分を除去することによって形成された金属膜除去部８Ｂが形成されている。

金属膜除去部８Ａは、ワイヤーボンド部５ａと、ワイヤーボンド部５ａに近接した蝋材付着領域３ａのコーナー部との間に分離部９と平行になるように設けられた第１直線部分８ａと、この第１直線部分８ａの一方の端部に連続して分離部９から離れる方向に直角に延出した第２直線部分８ｂとを含み、それにより、「Ｌ」字状に形成されている。

金属膜除去部８Ａは、ワイヤーボンド部５ａと蝋材付着領域３ａとの間に設けられている。

第１直線部分８ａは、蝋材付着領域３ａと金属膜露出領域３ｃのワイヤーボンド部５ａが設けられた部分とが電気的に接続されるように、金属膜３Ａの周縁部分に達していない。

金属膜除去部８Ｂは、ワイヤーボンド部７ａと、ワイヤーボンド部７ａに近接した蝋材付着領域３ｂのコーナー部との間に分離部９と平行になるように設けられた第１直線部分８ｃと、この第１直線部分８ｃの一方の端部に連続して分離部９から離れる方向に直角に延出した第２直線部分８ｄとを含み、それにより、「Ｌ」字状に形成されている。

金属膜除去部８Ｂは、ワイヤーボンド部７ａと蝋材付着領域３ｂとの間に設けられている。

また、第２直線部分８ｂは、蝋材付着領域３ｂと金属膜露出領域３ｄのワイヤーボンド部７ａが設けられた部分とが電気的に接続されるように、金属膜３Ｂの周縁部分に達していない。

サブマウント２は、例えば、熱伝導性が高く、蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂに対する濡れ性が低い材料であるＳｉＣによって構成されている。

また、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂは、例えば、サブマウント２の表面から、サブマウント２との密着性が良好なＴｉ層、耐熱性が良好なＰｔ層および蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂとの濡れ性が良好なＡｕ層の順に積層されて形成されている。あるいは、Ｐｔ層の代わりに、廉価なＮｉ層を用いて、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂを、サブマウント２の表面から、Ｔｉ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層してもよい。

半導体レーザ素子１は、以下のようにダイボンドされる。

まず、サブマウント２の表面に、Ｌ字状の金属膜除去部８Ａおよび金属膜除去部８Ｂがそれぞれ設けられた金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂを含む一対の金属膜３を、分離部９によって相互に分離された状態で形成する。次いで、金属膜３Ａの蝋材付着領域３ａに蝋材４Ａを配置し、金属膜３Ｂの蝋材付着領域３ｂに蝋材４Ｂを配置する。次いで、蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂ上に半導体レーザ素子１を配置する。次いで、蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂをそれぞれ加熱すると、蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂは溶融され、溶融された蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂによって、半導体レーザ素子１は、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂにダイボンドされる。

金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂに対して半導体レーザ素子１を蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂによってダイボンドする際には蝋材４Ａおよび４Ｂが加熱される。これにより蝋材４Ａおよび４Ｂは溶融して周囲に流動する。この場合、溶融した蝋材４Ａおよび４Ｂが、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂに設けられた金属膜除去部８Ａおよび金属膜除去部８Ｂに達する。サブマウント２の表面が露出した金属膜除去部８Ａでは、サブマウント２の表面が蝋材４Ａに対して濡れ性がないために、金属膜除去部８Ａにおいて、蝋材４Ａがさらに周囲へ流動することが防止され、これにより、溶融された蝋材４Ａが、ワイヤーボンド部５ａが形成される領域３ｃに流動することが防止される。同様に、金属膜除去部８Ｂでも、サブマウント２の表面が蝋材４Ｂに対して濡れ性がないために、蝋材４Ｂがさらに周囲へ流動することが防止され、これにより、溶融された蝋材４Ｂが、ワイヤーボンド部７ａが形成される領域に流動することが防止される。

このようにして、半導体レーザ素子１が、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂに蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂによってダイボンドされた後、ワイヤー５を、金属膜３Ａの金属膜露出領域３ｃにおける金属膜除去部８Ａに近接した所定の領域にワイヤーボンド部５ａによってワイヤーボンドする。この場合、ワイヤーボンド部５ａが接続される金属膜露出領域３ｃの表面部分には、溶融した蝋材４Ａが流動していないために、金属膜３Ａの表面に対して、ワイヤー５を、ワイヤーボンド部５ａによって確実にワイヤーボンドすることができる。

同様に、半導体レーザ素子１がダイボンドされた後、ワイヤー７を、金属膜３Ｂの金属膜露出領域３ｄにおける金属膜除去部８Ｂに近接した所定の領域にワイヤーボンド部７ａによってワイヤーボンドする。この場合、ワイヤーボンド部７ａが接続される金属膜露出領域３ｄの表面部分には、溶融した蝋材４Ｂが流動していないために、金属膜３Ｂの表面に対して、ワイヤー７を、ワイヤーボンド部７ａによって確実にワイヤーボンドすることができる。

次いで、半導体レーザ素子１の基板（図示せず）に、ワイヤー６がワイヤーボンド部６ａによってワイヤーボンドされる。

このようなワイヤーボンディング作業に際して、画像認識によってワイヤーボンドの位置を検出することがしばしば行われている。この場合、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂにそれぞれ設けられた金属膜除去部８Ａまたは金属膜除去部８Ｂをワイヤーボンドの位置を検出するためのマークとして使用することができる。これにより、各ワイヤー５、６、７を、それぞれ所定の位置に正確にかつ容易に調整することができる。

また、画像認識によってサブマウント２を位置を調整する場合にも、金属膜除去部８Ａまたは金属膜除去部８Ｂをサブマウント２の位置を検出するためのマークとして使用することができる。

いずれの場合にも、金属膜除去部８Ａまたは金属膜除去部８Ｂをそれぞれ大きく形成することにより、画像認識による位置の検出等を容易に行うことができる。

図２は、本発明の実施形態の半導体レーザ装置１０をコレット１１によってピックアップする形態を説明するための模式的断面図である。

図２に示されるように、半導体レーザ素子１が嵌合される凹部を有するコレット１１を用いて半導体レーザ装置１０をピックアップして移動させる場合にも、金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂの広い範囲の金属膜露出領域３ｃおよび金属膜露出領域３ｄに溶融された蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂが流動していないために、金属膜露出領域３ｃおよび金属膜露出領域３ｄにコレット１１の表面を密着させることができ、従って、コレット１１によって半導体レーザ装置１０をピックアップして移動させることができる。

なお、蝋材付着領域３ａは金属膜除去部８Ａとある一定以上の距離を有し、蝋材付着領域３ｂは金属膜除去部８Ｂとある一定以上の距離を有することが望ましい。

図３は、本発明の比較例による半導体レーザ装置１０’の模式的平面図である。半導体レーザ装置１０’では、蝋材付着領域３ａ’と金属膜除去部８Ａ’との間の距離が短く、かつ、蝋材付着領域３ｂ’と金属膜除去部８Ｂ’との間の距離が短くなっている。このように、蝋材付着領域３ａ’と金属膜除去部８Ａ’との間の距離が短いと、溶融した蝋材４Ａ’が流動するスペースが得られないために、蝋材４Ａ’が金属膜３Ａ’の表面で盛り上がったり、金属膜除去部８Ａ’を乗り越えて流れ出す可能性がある。

図４は、この比較例による半導体レーザ装置１０’の模式的断面図である。

図４では、発光点１ｂから出射される光１５は正常に伝達されるが、発光点１ａから出射される光１５’は、盛り上がった蝋材４’によって、意図しない方向に反射されてしまう。

図５は、さらなる比較例による半導体レーザ装置１０’’の模式的断面図である
図５では、盛り上がった蝋材４’が、半導体発光素子１に付着しており、この場合、半導体発光素子１において、互いに絶縁している部分が、蝋材４’によって導通してしまい、電気的に短絡するおそれがある。

したがって、蝋材付着領域３ａと金属膜除去部８Ａとの間の距離が所定の距離より長く、かつ、蝋材付着領域３ｂと金属膜除去部８Ｂとの間の距離が所定の距離より長いことが好ましい。

なお、上記実施形態では、２つの発光点１ａおよび１ｂを有する半導体レーザ素子１を用いたが、本発明はこれに限定されない。本発明において用いられる半導体レーザ素子は、発光点が１つ、あるいは、３つ以上の半導体レーザ素子であってもよい。また、半導体レーザ素子に限定されず、光を発する任意の半導体発光素子であっても本発明を同様に適用することができる。

図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の異なる実施形態による半導体レーザ装置の模式的断面図である。

図６（ａ）は、本発明の別の実施の形態による半導体レーザ装置１０Ａの模式的断面図である。

半導体レーザ装置１０Ａは、１つの発光点１ａを有する半導体レーザ素子１を含む点を除いて、図１に示した半導体レーザ装置１０と同様の構成を有している。

図６（ｂ）は、本発明の別の実施の形態による半導体レーザ装置１０Ｂの模式的断面図である。

半導体レーザ装置１０Ｂは、１つの発光点１ａを有する半導体レーザ素子１Ａと１つの発光点１ｂを有する半導体レーザ素子１Ｂとを含み、半導体レーザ素子１Ａが蝋材４Ａによって金属膜３Ａにダイボンドされ、半導体レーザ素子１Ｂが蝋材４Ｂによって金属膜３Ｂにダイボンドされる点を除いて、図１に示した半導体レーザ装置１０と同様の構成を有している。

図６（ｃ）は、本発明の別の実施の形態による半導体レーザ装置１０Ｃの模式的断面図である。

半導体レーザ装置１０Ｃは、２つの発光点１ａおよび発光点１ｂを有する半導体レーザ素子１を含み、半導体レーザ装置１０Ｃは、図１に示した半導体レーザ装置１０と同様の構成を有している。

図６（ｄ）は、本発明の別の実施の形態による半導体レーザ装置１０Ｄの模式的断面図である。

半導体レーザ装置１０Ｄは、２つの発光点１ａおよび発光点１ｂを有する半導体レーザ素子１Ａに加えて、発光点１ｃを有する半導体レーザ素子１Ｂを含み、半導体レーザ素子１Ａが蝋材４Ａおよび蝋材４Ｂによって金属膜３Ａおよび金属膜３Ｂにダイボンドされ、半導体レーザ素子１Ｂが蝋材４Ｃによって金属膜３Ｃにダイボンドされる点を除いて、図１に示した半導体レーザ装置１０と同様の構成を有している。

また、本発明における半導体レーザ装置の半導体レーザ素子は、１つに限定されるものではなく図６（ｄ）に示した半導体レーザ装置１０Ｄのように、複数の半導体レーザ素子を有していてもよい。

さらに、本実施形態では、サブマウント２の材料として、ＳｉＣを用いたが、その材料が特に限定されるものではなく、サブマウント２の材料は、非導電性材料であればよい。特に、良好な熱拡散性を得るためには熱伝導性が高いことが好ましく、また、蝋材の流動を防ぐためには蝋材に対する濡れ性が低い材料が好ましい。このような材料としては、例えば、ＡｌＮ、サファイア等がある。

また、本実施形態では、金属膜３として、サブマウント２の表面から、Ｔｉ層、Ｐｔ層（またはＮｉ層）、およびＡｕ層がこの順に積層されたものを用いたが、金属膜３は、このような構成に限定されるものではなく、他の材料を用いてもよい。

さらに、本実施形態では、金属膜露出領域内に設けられた金属膜除去部の形状をＬ字状としたが、本発明はこれに限定されない。金属膜除去部の形状は、直線状、曲線状等、金属膜除去部を越えて溶融された蝋材が流動しない構成であれば、どのような形状であってもよい。

図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の異なる実施形態による金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。

図７（ａ）は、本発明のある実施形態の金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。金属膜除去部の形状は、図７（ａ）に示されるように、Ｌ字状でもよい。

図７（ｂ）は、本発明の別の実施形態の金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。金属膜除去部の形状は、図７（ｂ）に示されるように直線状またはＩ字状でもよい。

図７（ｃ）は、本発明のさらに別の実施形態の金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。金属膜除去部の形状は、図７（ｃ）に示されるように、コの字状またはＵ字状でもよい。

図７（ｄ）は、本発明のさらに別の実施形態の金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。金属膜除去部の形状は、図７（ｄ）に示されるように、くの字またはＶ字状でもよい。

図７（ｅ）は、本発明のさらに別の実施形態の金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。金属膜除去部の形状は、図７（ｅ）に示されるように曲線（例えば、円状またはＣ字状）でもよい。

図８（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態による半導体レーザ装置１０Ｅの模式的断面図、図８（ｂ）は、その模式的平面図、図８（ｃ）は、その模式的斜視図である。

半導体レーザ装置１０Ｅは、分離部９が設けられていない点を除いて、図１に示した半導体レーザ装置１０と同様の構成を有している。

なお、以上の説明では、半導体レーザ装置は左右対称の構成を有する形態について、説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明における半導体発光装置は、２つの金属膜除去部が左右対称の位置に配置されていなくてもよく、さらには、金属膜除去部が１つの構成であってもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明によれば、蝋材付着領域が、半導体発光素子のダイボンド領域よりも大きく形成されているために、半導体発光素子を金属膜にダイボンドする蝋材量を増加させることができ、これにより、半導体発光素子とサブマウントとの間の金属膜を介した熱抵抗を低下させることができて、半導体発光素子を高温においても安定的に動作させることができる。さらに、金属膜除去部によって蝋材が広範囲にわたって流動することが防止される。

（ａ）は、本発明のある実施形態による半導体レーザ装置の模式的断面図であり、（ｂ）は、その模式的平面図であり、（ｃ）はその模式的斜視図である。 本発明のある実施形態による半導体レーザ装置をコレットにてピックアップする形態を説明するための模式的断面図である。 本発明の比較例の半導体レーザ装置の模式的平面図である。 本発明の比較例の半導体レーザ装置の模式的断面図である。 本発明の別の比較例の半導体レーザ装置の模式的断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の異なる実施形態による半導体レーザ装置の模式的断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の異なる実施形態による金属膜除去部の形状を示す模式的平面図である。 （ａ）は、本発明のさらに別の実施形態による半導体レーザ装置の模式的断面図、（ｂ）は、その模式的平面図、（ｃ）は、その模式的斜視図である。 （ａ）は、従来の半導体レーザ装置の模式的断面図であり、（ｂ）は、その模式的平面図である。 （ａ）は、従来の半導体レーザ装置において、蝋材が広がった様子の模式的断面図であり、（ｂ）は、その模式的平面図である。

符号の説明

１ 半導体発光素子
１ａ、１ｂ 発光点
２ サブマウント
３Ａ，３Ｂ 金属膜
３ａ，３ｂ 蝋材付着領域
３ｃ，３ｄ 金属膜露出領域
４Ａ、４Ｂ 蝋材
５、６、７ ワイヤー
５ａ、６ａ、７ａ ワイヤーボンド部
８Ａ，８Ｂ 金属膜除去部
９ 分離部
１１ コレット

Claims (14)

1. 非導電性のサブマウントと、
   前記サブマウント上に設けられた金属膜と、
   前記金属膜上に設けられた蝋材と、
   前記蝋材によって前記金属膜にダイボンドされた半導体発光素子と
   を備え、
   前記金属膜の表面は、前記蝋材が付着された蝋材付着領域と、前記金属膜の表面が露出された金属膜露出領域とを含み、
   前記蝋材付着領域は、前記金属膜露出領域と電気的に接続されており、
   前記蝋材付着領域は、前記半導体発光素子が前記金属膜にダイボンドされた領域よりも大きく、
   前記金属膜露出領域内に、前記サブマウントが露出された金属膜除去部が設けられている、半導体発光装置。
2. 前記蝋材付着部は、前記金属膜除去部と、所定の距離以上離れている、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記金属膜除去部の形状が、Ｌ字、Ｉ字、コの字、くの字または円状である、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 前記金属膜露出領域にワイヤーボンド部によってワイヤーボンドされたワイヤーであって、前記金属膜除去部が前記ワイヤーボンド部と前記蝋材付着領域との間に配置されるように、設けられたワイヤーをさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体発光装置。
5. 前記サブマウントが、熱伝導性が高く、前記蝋材に対する濡れ性が低い材料によって構成されている、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の半導体発光装置。
6. 前記サブマウントの材料は、ＳｉＣ、ＡｌＮまたはサファイアである、請求項５に記載の半導体発光装置。
7. 前記金属膜は、前記サブマウントの表面から、Ｔｉ層、Ｐｔ層およびＡｕ層の順、または、Ｔｉ層、Ｎｉ層およびＡｕ層の順に積層されている、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の半導体発光装置。
8. 前記半導体発光素子は、発光点を１つ以上有する半導体レーザ素子である、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の半導体発光装置。
9. さらなる半導体発光素子をさらに備える、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の半導体発光装置。
10. 表面に金属膜が設けられた非導電性のサブマウントを提供する工程であって、前記金属膜の表面は、金属膜露出領域と蝋材付着領域とを含み、前記金属膜露出領域内に前記サブマウントが露出された金属膜除去部が設けられている、工程と、
    前記金属膜の前記蝋材付着領域に蝋材を付着する工程と、
    前記蝋材によって前記金属膜に半導体発光素子をダイボンドする工程と
    を包含する、半導体発光装置の製造方法。
11. 前記半導体発光素子をダイボンドした後に、ワイヤーをワイヤーボンド部によってワイヤーボンドする工程であって、前記金属膜除去部が前記ワイヤーボンド部と前記蝋材付着領域との間に配置される、工程をさらに包含する、請求項１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
12. 前記ワイヤーボンドする工程は、画像認識において、前記金属膜除去部によって前記金属膜の位置を検出して、前記ワイヤーの位置を調整する工程を含む、請求項１１に記載の半導体発光装置の製造方法。
13. 前記ダイボンドする工程の後に、画像認識において、前記金属膜除去部によって前記金属膜の位置を検出して、前記サブマウントの位置を調整する工程をさらに包含する、請求項１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
14. 前記ダイボンドする工程の後に、前記半導体発光素子が嵌合される凹部を有するコレットの表面を前記金属膜露出領域に密着させて前記半導体発光装置をピックアップする工程をさらに包含する、請求項１０に記載の半導体発光装置の製造方法。

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