(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレ−ザ発光部を一体に備えるモノリシックタイプの半導体レーザ素子をサブマウント上にジャンクションダウンで装着した半導体レーザ装置において、前記サブマウントは、前記複数のレーザ発光部に対応した複数の個別電極と前記各レーザ発光部に共通の共通電極を同一面に配置し、前記共通電極は、前記サブマウントを貫通する金属ビアホールによって前記サブマウント裏面の金属製ステムに接続し、前記金属ビアホールは、前記各レーザ発光部の光軸と平面的に重なる位置を避けて前記サブマウントに形成していることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子から前記共通電極に接続するワイヤボンド配線の位置を前記金属ビアホールと平面的に重なる位置を避けた位置としたことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記共通電極は、前記各レーザ発光部の光軸と平面的に重なる寸法が同じになるように形成していることを特徴とする請求項１〜２記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のレ−ザ発光部を一体に備えるモノリシックタイプの半導体レーザ素子をステム上にサブマウントを介して装着した半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の放熱特性を向上させるために、発光領域（活性層）が下に位置するジャンクションダウンの形態で使用される場合が多い（例えば特開平６―２１６４６８号公報）。図４は、この様なジャンクションダウンの形態で半導体レーザ素子１００を用いる場合の断面図を示している。この図に示すように、サブマウント１０１の上面には各レーザ発光部１００ａ、１００ｂに対応した個別の電極１０２ａ，１０２ｂが形成され、これらの電極とリード（図示せず）間にワイヤボンド配線１０３ａ，１０３ｂが施されている。また、半導体レーザ素子１００の基板側に設けた共通の電極１００ｃとステム１０４の段差１０５上面の間にワイヤボンド配線１０３ｃが施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の最上部からステムの段差上面にワイヤボンド配線を施すので、ワイヤボンド配線の引き回し長さが長くなり、近接した他のワイヤボンド配線やサブマウントの角などと接触する危険性が高い。また、ステムにワイヤボンド用と位置決め用を兼ねる段差構造１０５を必要とし、その形成のための別の加工工程が必要となる。段差構造を設けない場合は、ステム１０４にワイヤボンド用の平面領域を別途必要とするので、小型化を図りにくいなどの課題が有った。
【０００４】
そこで本発明は、ワイヤの引き回しによる短絡事故の発生を防止することを課題の1つとする。また、ステムの加工工数の削減や形状の小型化を図ることを課題の1つとする。また、光学特性の安定化を図ることを課題の1つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザ装置は請求項１に記載のように、複数のレ−ザ発光部を一体に備えるモノリシックタイプの半導体レーザ素子をサブマウント上にジャンクションダウンで装着した半導体レーザ装置において、前記サブマウントは、前記複数のレーザ発光部に対応した複数の個別電極と前記各レーザ発光部に共通の共通電極を同一面に配置し、前記共通電極は、前記サブマウントを貫通する金属ビアホールによって前記サブマウント裏面の金属製ステムに接続し、前記金属ビアホールは、前記各レーザ発光部の光軸と平面的に重なる位置を避けて前記サブマウントに形成していることを特徴とする。
【０００６】
本発明の半導体レーザ装置は請求項２に記載のように、前記半導体レーザ素子から前記共通電極に接続するワイヤボンド配線の位置を前記金属ビアホールと平面的に重なる位置を避けた位置としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の半導体レーザ装置は請求項３に記載のように、前記共通電極は、前記各レーザ発光部の光軸と平面的に重なる寸法が同じになるように形成していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図１は半導体レーザ装置の要部斜視図、図２は図１の要部の平面図である。
【００１１】
この実施例の半導体レーザ装置１は、ステム２の上面にサブマウント３を配置固定し、このサブマウント３の上面にモノリシックタイプの半導体レーザ素子４を配置固定して構成している。
【００１２】
ステム２は、熱伝導性、導電性が良い金属製で、銅や鉄やその合金などを加工して柱状に形成している。このステム２の近傍には、ステム２を挟むように複数のリードピン５を配置している。
【００１３】
サブマウント３は、絶縁性の材料、例えば窒化アルミニウム、炭化珪素，シリコンなどから選択した材料を用いることができ、中でも、熱伝導性が良い窒化アルミニウムを用いるのが好ましい。このサブマウント３の上面には、上面前半部分に個別電極６，７を左右に区分けして形成し、上面後半部分に共通電極８を個別電極６，７に跨るような長さをもって形成している。このサブマウント３の下面には、下面を覆うように下面電極９を形成している。
【００１４】
前記サブマウント３には、その上下を貫通するように金属ビアホール１０を形成している。この金属ビアホール１０は。サブマウント内に形成したスルーホールを金属で充填したもので、モリブデン、タングステン、金、銀、銅、ニッケルなどの金属を充填金属として用いることができる。この金属ビアホール１０は、共通電極８と下面電極９の電気的な接続を行なうために、共通電極８と平面的な重なりを持った位置に形成している。このサブマウント３は、金錫、鉛錫等の半田材を用いてステム２の所定位置に固定される。
【００１５】
前記半導体レーザ素子４は、共通の基板に形成した複数の発光領域を溝によって分離することにより形成した複数（この例では２つ）のレーザ発光部４ａ，４ｂを一体に備えるモノリシックタイプの素子で、共通基板が上に位置し、発光領域が下に位置するジャンクションダウンの形態で用いられている。このレーザ素子４の共通基板側の一方の面には、共通電極１１が形成され、反対側の面にはレーザ発光部４ａ，４ｂに対応した個別電極１２，１３を形成している。この半導体レーザ素子４は、その個別電極１２，１３がサブマウント３の個別電極６，７と対面するように位置決めされ、金錫、鉛錫等の半田材を用いてサブマウント３の上面に固定される。
【００１６】
上記のようにステム２上に固定されたサブマウント３、このサブマウント３上に固定された半導体レーザ素子４に対して、金線を用いたワイヤボンド配線１４が施される。まず、サブマウント３の個別電極６とリードピン５の間にワイヤボンド配線１４ａが施され、個別電極７とリードピン５の間にワイヤボンド配線１４ｂが施される。また、レーザ素子４の共通電極１１とサブマウント３の共通電極８の間にワイヤボンド配線１４ｃが施される。
【００１７】
ここで、ワイヤボンド配線１４ｃは、半導体レーザ素子４の光軸Ｘ１，Ｘ２をワイヤボンド配線１４ｃが遮らないように光軸Ｘ１，Ｘ２の上方を迂回して配置している。そのために、ワイヤボンド配線１４ｃと共通電極８の接点を、光軸Ｘ１，Ｘ２との平面的な重なりを避けて共通電極８の左右方向（光軸Ｘ１と直交する方向）の端に配置している。共通電極８に対するワイヤボンドは、金属ビアホール１０の真上に位置するように行なっても良いが、この実施例では、共通電極８と金属ビアホール１０の接触状態に前記ワイヤボンドが悪影響を与えないように、金属ビアホール１０との平面的な重なりを避けて、共通電極８に対するワイヤボンド配線を行なっている。
【００１８】
また、前記金属ビアホール１０の上に位置する電極８の表面は、金属ビアホール１０の伸縮などの影響を受けて凸凹面となりやすく、この凸凹面が後方レーザ光に乱反射などの悪影響を与える可能性が有る。そこで、金属ビアホール１０も光軸Ｘ１，Ｘ２との平面的な重なりを避けて共通電極８の左右方向の端に配置している。
【００１９】
上記構成の半導体レーザ装置は、リードピン５，５に選択的に所定の電圧を印加することによって動作を開始する。すなわち、リードピン５に駆動電圧を加えると、ワイヤボンド配線１４ａ、個別電極６、１２、レーザ発光部４ａ、共通電極１１、ワイヤボンド配線１４ｃ、共通電極８、金属ビアホール１０、下面電極９、ステム２を通る経路で電流が流れて光軸Ｘ１に沿ったレーザ光がレーザ発光部４ａから出力する。レーザ発光部４ｂも同様で、リードピン５、ワイヤボンド配線１４ｂを経た経路で電流が流れて光軸Ｘ２に沿ったレーザ光がレーザ発光部４ｂから出力する。レーザ素子４の前方レーザ出力に比べて低出力の後方レーザ出力は、共通電極８の上方空間を通ってモニター用の受光素子（図示せず）に入射する。ここで、共通電極８は、光軸Ｘ１，Ｘ２と平面的に重なる寸法が同じになるように、左右方向に同一の幅を持って形成しているので、共通電極８による後方モニター用光の反射状態を各レーザ発光部４ａ、４ｂで共通な状態に保つことができる。
【００２０】
また、サブマウント３の同一面上に個別電極６，７と共通電極８を配置しているので、半導体レーザ素子４の最上部に位置する電極１１に対するワイヤボンド配線１４ｃの引き回し距離を短く設定することができる。加えて、絶縁性サブマウント３の上下を金属ビアホール１０によって貫通して共通電極８とステム２との導通を図っているので、ワイヤボンド配線１４の接触事故の発生を未然に防止することができる。また、同一面上に電極６，７，８を形成しているので、検査針を当てての通電テストを事前に行なって半導体レーザ素子４の特性検査を行ない易くすることができる。
【００２１】
上記実施例は、サブマウント３として絶縁性の材料を用い、その上下の導通を金属ビアホール１０を用いて行なう場合を示したが、サブマウントの上下の導通を図るためにサブマウント材料に導電性のものを用いても良い。例えばサブマウントとして良導電性のシリコンや金属を材料として用いることができ、この場合の半導体レーザ装置は、図３に示すような構成となる。
【００２２】
すなわち、導電性材料からなるサブマウント２０の上面前半部には絶縁膜２１が形成され、この絶縁膜２１の上に、個別電極６，７が形成される。サブマウント２０の前記絶縁膜２１が形成されていない領域が共通電極８として機能する。下面電極は設けても良いが、共通電極８と同様にサブマウント２０の下面自体を前記電極９として機能させる場合は省略することができる。その他の構成は、図１，２に示した先の実施例と同様の構成とすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ワイヤボンド用の配線の引き回し長さを短く設定でき、配線の接触による短絡事故の発生を防止することができる。また、ステムの加工工数の削減や形状の小型化を図ることができる。また、複数のレーザ発光部の出力状態を均一化して光学特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す要部斜視図である。
【図２】サブマウント周辺部分の拡大図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部斜視図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  半導体レーザ装置
２  ステム
３  サブマウント
４  半導体レーザ素子
１０  金属ビアホール
【図１】
0003639497.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003639497.tif 000005