(57)【要約】【課題】  例えばサブマウントのような素子搭載用基板の側面にメタライズ層が形成された半導体レーザー装置、ならびにその簡便な製法を提供すること。【解決手段】  素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、半導体レーザー素子の発光面と、素子搭載用基板の上面前端とが同一平面上にあり、素子搭載用基板の下面前端が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向に、突出してあり、素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面が形成されてなり、素子搭載用基板の前側面の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置【選択図】  図３
2006185931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、前記素子搭載用基板の、半導体レーザー素子との接合領域周縁の少なくとも一部の領域には、上面から下面の方向に向かった斜面が形成されており、当該斜面の上端は前記半導体レーザー素子の側面または端面と同一面上にあり、当該斜面にはメタライズ層が形成されてなることを特徴とする半導体レーザー装置。
【請求項２】
素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面と、素子搭載用基板の上面前端とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【請求項３】
素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面の側面直下において、素子搭載用基板に溝が形成されてなり、
該溝のレーザー素子側の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【請求項４】
素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面と、素子搭載用基板の上面前端とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面にメタライズ層が形成されてなり、
半導体レーザー素子の発光面の側面直下において、素子搭載用基板に溝が形成されてなり、
該溝のレーザー素子側の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【請求項５】
絶縁基板の片面にＸ軸方向に沿って、幅広の溝Ａを削成し、
溝Ａの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｘ軸方向に対しては溝Ａの中心線に沿って刃幅の狭いブレードで、Ｙ軸方向に対しては任意の刃幅のブレードで、絶縁基板をダイシングして、少なくとも一方の側面にメタライズ層を有する斜面が形成された素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上に位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁基板の片面にＹ軸方向に沿って溝Ｂを削成し、
溝Ｂの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｙ軸方向に対しては溝Ｂと平行にダイシングして、複数の溝が形成された表面にメタライズ層を有する素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、半導体レーザー素子の発光面の側面直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製
造方法。
【請求項７】
絶縁基板の片面にＸ軸方向に沿って幅広の溝Ａを削成し、Ｙ軸方向に沿って溝Ｂを削成し、
溝Ａ，Ｂの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｘ軸方向に対しては溝Ａの中心線に沿って刃幅の狭いブレードで、Ｙ軸方向に対しては溝Ｂと平行に、絶縁基板をダイシングして、少なくとも一方の側面にメタライズ層を有する斜面が形成され、複数の溝が形成された表面にメタライズ層を有する素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上に位置し、かつ半導体レーザー素子の発光面の側面直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製造方法。
【請求項８】
半導体レーザー素子を搭載するための素子搭載用基板であって、上面に素子載置面を有する絶縁基板からなり、当該絶縁基板の素子載置領域の周縁の少なくとも一部の領域には、搭載される半導体レーザー素子の側面または端面と同一面上になるような上端を有する、上面側から下面側に方向に向かった斜面が形成されており、当該斜面にはメタライズ層が形成されてなることを特徴とする素子接合用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＬＢＰ、ポインタ、バーコードスキャナ等に用いられる半導体レーザー装置に関し、特に半導体レーザー装置の素子搭載用基板の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザー素子は、その作動時に発熱を伴うため、窒化アルミニウムような熱伝導性のセラミックス材料からなる一般にサブマウントと呼ばれる素子搭載用基板にマウントされている。素子がマウントされたサブマウントは、通常は放熱用ブロックあるいはヒートシンクと呼ばれるアルミニウム、鉄、銅等の熱伝導性材料にダイボンドされて半導体レーザー装置を構成する。このようなサブマウントを用いることで、作動時の発熱が速やかにヒートシンクに放熱され、素子の動作が安定する。
【０００３】
図１３は、従来の半導体レーザー装置の斜視図であり、図１４は図１３のIII−III線断面図を示す。図示したように、半導体レーザー素子１は、サブマウント２上にハンダ層３を介して接着されている。半導体レーザー素子１の接着は、サブマウント２上にハンダ層３を形成しておき、このハンダ層３上に半導体レーザー素子１を載置し、ハンダ層３を加熱溶融することで行われている。
【０００４】
しかし、加熱溶融時にハンダ層の一部が流れ出し、素子搭載部からはみ出して、図１５に示すように、サブマウント側面に突起物４を生じることがある。このような突起物４が半導体レーザー素子１の発光面側に生じると、レーザー光が遮られ、装置の品質が著しく損なわれる。
【０００５】
流れ出したハンダが突起物を生じる原因としては、ハンダに対するサブマウントの濡れ性が低いことが考えられる。すなわち、サブマウント側面に流れ出たハンダは、サブマウントに接触しても濡れ性が低いため容易には流下せず、サブマウントの上端で滞留し、温度の低下によって直ちに固化して突起物を形成することになる。
したがって、突起物の生成を抑えるためには、ハンダに対するサブマウント側面の濡れ性を向上させることが考えられる。
【０００６】
特許文献１には、かかる課題を解決する手段として、サブマウント側面にメタライズ層を形成することが提案されている。
【特許文献１】特開平５−２４３６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サブマウントのような素子搭載用基板は、通常は大型の絶縁基板（例えばセラミックス基板）をダイシングすることで製造される。したがって、素子搭載用基板の側面とはダイシング後の微小絶縁基板片の側面である。このような微小絶縁基板片の側面にメタライズ処理を施すことは、プロセス上煩雑であり、コストの高騰を招く。
【０００８】
したがって、微小絶縁基板片の側面に簡便にメタライズ層を形成する手段が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するものであり、以下の事項を要旨としている。
（１）素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レー
ザー素子とを含み、前記素子搭載用基板の、半導体レーザー素子との接合領域周縁の少なくとも一部の領域には、上面から下面の方向に向かった斜面が形成されており、当該斜面の上端は前記半導体レーザー素子の側面または端面と同一面上にあり、当該斜面にはメタライズ層が形成されてなることを特徴とする半導体レーザー装置。
【００１０】
（２）素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面と、素子搭載用基板の上面前端とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【００１１】
（３）素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面の側面直下において、素子搭載用基板に溝が形成されてなり、
該溝のレーザー素子側の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【００１２】
（４）素子搭載用基板と、ハンダ層を介して素子搭載用基板上に接着された半導体レーザー素子とを含み、
半導体レーザー素子の発光面と、素子搭載用基板の上面前端とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面にメタライズ層が形成されてなり、
半導体レーザー素子の発光面の側面直下において、素子搭載用基板に溝が形成されてなり、
該溝のレーザー素子側の斜面にメタライズ層が形成されてなる半導体レーザー装置。
【００１３】
（５）絶縁基板の片面にＸ軸方向に沿って、幅広の溝Ａを削成し、
溝Ａの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｘ軸方向に対しては溝Ａの中心線に沿って刃幅の狭いブレードで、Ｙ軸方向に対しては任意の刃幅のブレードで、絶縁基板をダイシングして、少なくとも一方の側面にメタライズ層を有する斜面が形成された素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上に位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製造方法。
【００１４】
（６）絶縁基板の片面にＹ軸方向に沿って溝Ｂを削成し、
溝Ｂの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｙ軸方向に対しては溝Ｂと平行にダイシングして、複数の溝が形成された表面にメタライズ層を有する素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、半導体レーザー素子の発光面の側面直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製造方法。
【００１５】
（７）絶縁基板の片面にＸ軸方向に沿って幅広の溝Ａを削成し、Ｙ軸方向に沿って溝Ｂ
を削成し、
溝Ａ，Ｂの削成面全面にメタライズ層を形成し、
Ｘ軸方向に対しては溝Ａの中心線に沿って刃幅の狭いブレードで、Ｙ軸方向に対しては溝Ｂと平行に、絶縁基板をダイシングして、少なくとも一方の側面にメタライズ層を有する斜面が形成され、複数の溝が形成された表面にメタライズ層を有する素子接合用基板を製造し、
該素子接合用基板の上面に、斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上に位置し、かつ半導体レーザー素子の発光面の側面直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する工程を含む半導体レーザー装置の製造方法。
【００１６】
（８）半導体レーザー素子を搭載するための素子搭載用基板であって、上面に素子載置面を有する絶縁基板からなり、当該絶縁基板の素子載置領域の周縁の少なくとも一部の領域には、搭載される半導体レーザー素子の側面または端面と同一面上になるような上端を有する、上面側から下面側に方向に向かった斜面が形成されており、当該斜面にはメタライズ層が形成されてなることを特徴とする素子接合用基板。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱溶融時にはみ出したハンダがサブマウントのような素子搭載用基板の前側面から流下するので、レーザー発光素子の近傍、特に発光面近傍にハンダ突起物を生じることのない、品質の安定した半導体レーザー装置が提供される。
また、従来の素子搭載用基板の多くは直方体であるのに対し、本発明の好ましい態様では、素子搭載用基板が略台形型の断面形状を有する。これは半導体レーザー素子からヒートシンクに至る熱伝導経路の断面積が増大することを意味し、半導体レーザー素子で発生した熱がヒートシンクへ効率よく伝えられ、熱によるレーザー素子の特性劣化を防止できる。
【００１８】
さらに、本発明の製法によれば、上記のような半導体レーザー装置を簡便に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明についてさらに具体的に説明する。
本発明に係る半導体レーザー装置は、素子搭載用基板２と、ハンダ層３を介して素子搭載用基板２上に接着された半導体レーザー素子１とを含み、前記素子搭載用基板２の、半導体レーザー素子１との接合領域周縁の少なくとも一部の領域には、上面から下面の方向に向かった斜面７，９が形成されており、当該斜面７，９の上端は前記半導体レーザー素子１の側面または端面と同一面上にあり、当該斜面にはメタライズ層が形成されてなることを特徴としている。
【００２０】
このような本発明の半導体レーザー装置は、３つの好ましい態様を含む。以下、それぞれ第１、第２、第３の半導体レーザー装置とよび詳述する。
図１Ａ、１Ｂに本発明に係る第１の半導体レーザー装置１０の具体例を示し、図２Ａ、２Ｂに本発明に係る第２の半導体レーザー装置２０の具体例を示し、図３に本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０の具体例を示す。なお、図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ線断面図であり、図２Ｂは、図２ＡのII−II線断面図である。
【００２１】
図示したように、本発明に係る半導体レーザー装置１０、２０、３０は、素子搭載用基板２と、ハンダ層３を介して素子搭載用基板２上に接着された半導体レーザー素子１とを含む。なお図示はしていないが、素子１が接着された素子搭載用基板２は、通常は放熱用ブロックあるいはヒートシンクと呼ばれる鉄、銅等の熱伝導性材料にダイボンドされて半導体レーザー装置を構成する。
【００２２】
本発明に係る第１の半導体レーザー装置１０は、図１Ａ，Ｂに示したように、
半導体レーザー素子１の発光面６と、素子搭載用基板２の上面前端（図中の直線Ｘ1−Ｘ1により定義される）とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端（図中の直線Ｘ2−Ｘ2により定義される）が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向（図中Ｙ軸方向）に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面７が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面７にメタライズ層５が形成されてなる。
【００２３】
半導体レーザー素子１としては、ＬＤチップとも呼ばれ、各種の発光素子が特に制限されることなく用いられ、その大きさも特に制限はされない。この素子は、電圧の印加を受けるとレーザー発振が始まり、素子の発光面６から図１Ａ中の矢印に示すようにレーザー光が放射される。なお、本明細書では、図中の矢印で示したレーザー光の進行方向を「Ｙ軸方向」あるいは「レーザー光進行方向」と記載する。また、素子搭載基板の表面により定義される平面内でＹ軸と直交する方向を「Ｘ軸方向」と記載する。
【００２４】
素子搭載用基板２は、窒化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素などの各種の熱伝導性絶縁材料からなり、材質は特に限定はされず、またその大きさも特に制限はない。素子搭載用基板２の上面の前端、すなわち素子搭載用基板２上面のレーザー光進行方向側の１辺は、半導体レーザー素子１の発光面６と同一平面上にある。素子搭載用基板２の上面前端は、図中ではＸ1−Ｘ1で定義される直線の一部として示される素子搭載用基板の一辺である。
【００２５】
また、素子搭載用基板２の下面の前端、すなわち素子搭載用基板２下面のレーザー光進行方向側の１辺は、素子搭載用基板２の上面前端よりも、レーザー光進行方向（図中Ｙ軸方向）に、突出してなる。素子搭載用基板２の下面前端は、図中ではＸ2−Ｘ2で定義される直線の一部として示される素子搭載用基板の一辺である。素子搭載用基板２は、下面前端が上面前端よりもＹ軸方向に突出してなり、したがって、その断面（図１Ｂ）は、略台形状であり、上面よりも下面の面積が広い。この結果、素子搭載用基板２の前側面、すなわちレーザー光進行方向側の面には、少なくとも一部に、素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて斜面７が形成されることになる。斜面７の傾斜角qは、好ましくは
１０〜８０°、さらに好ましくは３０〜６０°である。また、斜面７は、曲面であってもよく、階段状に形成してもよい。斜面７の形状は後述するダイシングブレードの刃先の形状により決定される。
【００２６】
素子搭載用基板２の前側面の斜面７には、メタライズ層５が形成されている。メタライズ層の表面層は、ハンダに対して濡れ性を有する金、白金、ニッケル、銅等であることが望ましく、またハンダ自体もメタライズ層として用いることができる。この場合、メタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
【００２７】
メタライズ層５は、上記のような金属または合金を蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、メッキ法等一般的な方法を用いて形成される。メタライズ層５の厚みは特に限定はされないが、一般的には０．１〜１０μｍ程度である。メタライズ層５は、斜面７にのみ形成されていてもよいが、素子搭載用基板２の上面全面にも形成されていてもよい。特に後述する製法によれば、メタライズ層５は、素子搭載用基板の斜面７および上面全面に形成される。
【００２８】
このような本発明に係る第１の半導体レーザー装置１０では、ハンダ層３を介して半導
体レーザー素子１が素子搭載用基板２上面に接着される。接着の際には、ハンダ層を加熱溶融させるためハンダが流動化し、素子の搭載部からハンダがはみ出すことがある。素子搭載用基板前側面の斜面にハンダに対して濡れ性のあるメタライズ層を形成しておくことで、はみ出したハンダがサブマウント前側面から流下するので、レーザー発光素子の発光面近傍にハンダ突起物を生じることを防止でき、品質の安定した半導体レーザー装置が提供される。
【００２９】
また、従来の素子搭載用基板の多くは直方体であるのに対し、本発明では、素子搭載用基板が略台形型の断面形状を有する。これは半導体レーザー素子からヒートシンクに至る熱伝導経路の断面積が増大することを意味し、半導体レーザー素子で発生した熱がヒートシンクへ効率よく伝えられ、熱によるレーザー素子の特性劣化を防止できるという効果もある。
【００３０】
次に本発明に係る第１の半導体レーザー装置１０の製法について説明する。図５〜図７は、図４のＸ軸方向から見た断面図である。
まず、図４、図５に示すように、例えばセラミックス基板からなる絶縁基板１１の片面にＸ軸方向に沿って、幅広の溝Ａを削成する。なお、図４中の破線は、切断予定ラインであり、最終的にはこの切断予定ラインに沿って絶縁基板をフルカットダイシングして個片化し、素子搭載用基板２を製造する。
【００３１】
溝Ａは、比較的幅の広いダイシングブレードで、絶縁基板１１をハーフカットすることで形成される。絶縁基板１１は、前記した素子搭載用基板２と同様の材料からなり、その厚みは目的とする素子搭載用基板２の厚みと同一である。溝Ａの深さは、絶縁基板１１の厚み以下であり、特に限定はされないが、溝Ａが深すぎるとハンドリング時に絶縁基板が破損しやすくなるため、絶縁基板の厚みのうち、１００μｍ程度以上を残すことが好ましい。また、溝Ａの幅は、後の工程でフルカットダイシングに使用するダイシングブレードの幅より広ければ充分であるが、好ましくは後の工程で使用するブレード幅の１．５〜１０倍であり、具体的には１００〜１０００μｍ程度であることが好ましい。溝Ａの片側の斜面が、前記した本発明の半導体レーザー装置１０における斜面７となる。溝Ａの断面形状は、溝Ａの削成に使用したダイシングブレードの刃先の形状により決定される。すなわち刃先の形状が直線的なダイシングブレードを用いることで、図５に示したような直線的なテーパが形成される。また、丸みを帯びた形状の刃先を使用することで、溝Ａの斜面、すなわち斜面７を曲面にできる。さらに、階段状の刃先を使用することで、溝Ａの斜面、すなわち斜面７を階段状にできる。
【００３２】
次いで、溝Ａの削成面全面にメタライズ層５を形成する（図６参照）。メタライズ層は、前記した金属または合金を蒸着等の手段により膜化することで得られる。メタライズ層の厚みは前記のとおりである。
【００３３】
次いで、図７に示すように、絶縁基板１１を切断予定ラインに沿ってフルカットダイシングすることで素子搭載用基板２が得られる。絶縁基板１１のＸ軸方向に対してダイシングする際には、溝Ａの幅よりも刃幅の狭いブレードでダイシングを行う。この際に、用いるブレードの幅は溝Ａの幅の１０〜５０％程度が好ましく、具体的には５０〜３００μｍ程度である。ダイシングは、切断予定ラインに沿って行われ、溝Ａと重複する切断予定ラインにおいては、溝Ａの底部を切断するように行うことが好ましい。Ｙ軸方向のダイシングに使用するブレードは特に限定はされないが、Ｘ軸方向のダイシングと同様のブレードを用いることがプロセス上簡便である。
【００３４】
このようなダイシングを行うことで、少なくとも一方の側面にメタライズ層５を有する斜面７が形成された素子搭載用基板２が得られる。
最後に、素子搭載用基板２の上面に、半導体レーザー素子１を接着することで、半導体レーザー装置１０が製造される。この際、素子搭載用基板２の前側面に形成された斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上の位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する。接着は通常はハンダ層を介して行われるが、メタライズ層をハンダ材で形成した場合には、このメタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
【００３５】
次に本発明に係る第２の半導体レーザー装置２０について説明する。
第２の半導体レーザー装置２０は、素子搭載用基板２と、ハンダ層３を介してサブマウント２上に接着された半導体レーザー素子１とを含み、図２Ａ，図２Ｂに示したように、
半導体レーザー素子１の発光面６の側面８直下において、素子搭載用基板２に溝Ｂが形成されてなり、
該溝Ｂのレーザー素子側の斜面９にメタライズ層５が形成されてなる。
半導体レーザー素子１、素子搭載用基板２、ハンダ層３、メタライズ層５の材質等は、前記第１の装置１０に関して説明したものと同様である。
【００３６】
素子搭載用基板２には、レーザー光進行方向（Ｙ軸方向）に沿って複数の溝Ｂが形成されている。溝Ｂは、素子１の発光面６に対する側面８の直下に形成されている。したがって、溝Ｂのピッチは、素子１の幅とほぼ等しい。溝Ｂの深さは、素子搭載用基板２の厚み以下であり、特に限定はされないが、溝Ｂが深すぎるとサブマウントの強度が低下し、破損しやすくなるため、絶縁基板の厚みのうち、１００μm程度以上を残すことが好ましい
。また、溝Ｂの幅は、特に限定はされないが、１０〜５００μｍ程度であることが好ましい。溝Ｂの断面形状は、溝Ｂの削成に使用したダイシングブレードの刃先の形状により決定される。すなわち刃先の形状が直線的なダイシングブレードを用いることで、図２Ａ、Ｂに示したような直線的なテーパが形成される。また、丸みを帯びた形状の刃先を使用することで、溝Ｂの断面形状を半円形にできる。さらに、階段状の刃先を使用することで、溝Ｂの断面形状を階段状にできる。
【００３７】
溝Ｂの半導体レーザー素子側の斜面９には、メタライズ層５が形成されている。メタライズ層の材質、厚み、形成法は、前記と同様であり、またハンダ自体もメタライズ層として用いることができる。この場合、メタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、
メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
メタライズ層５は、素子側の斜面９にのみ形成されていてもよいが、素子搭載用基板２の上面全面にも形成されていてもよい。特に後述する製法によれば、メタライズ層５は、溝Ｂの斜面および素子搭載用基板２上面全面に形成される。
【００３８】
このような本発明に係る第２の半導体レーザー装置２０では、ハンダ層３を介して半導体レーザー素子が素子搭載用基板上面に接着される。接着の際には、ハンダ層を加熱溶融させるためハンダが流動化し、素子の搭載部からハンダがはみ出すことがある。このとき、はみ出したハンダは、露出した絶縁基板の表面上よりも濡れやすいメタライズ層上を流れるので、はみ出したハンダを溝Ｂの中に流下させることで、レーザー発光素子の発光面の周辺部にハンダ突起物を生じることを防止でき、品質の安定した半導体レーザー装置が提供される。
【００３９】
次に本発明に係る第２の半導体レーザー装置２０の製法について説明する。図９〜図１１は、図８のＹ軸方向から見た断面図である。
まず、図８、図９に示すように、絶縁基板１１の片面にＹ軸方向に沿って、溝Ｂを削成する。なお、図８中の破線は、切断予定ラインであり、最終的にはこの切断予定ラインに沿って絶縁基板をフルカットダイシングして個片化し、素子搭載用基板２を製造する。
溝Ｂは、ダイシングブレードで、絶縁基板１１をハーフカットすることで形成される。絶
縁基板１１は、前記した素子搭載用基板２と同様の材料からなり、その厚みは目的とする素子搭載用基板２の厚みと同一である。溝Ｂの深さ、幅、断面形状は前記と同様である。次いで、溝Ｂの削成面全面にメタライズ層５を形成する（図１０参照）。メタライズ層は、前記した金属または合金を蒸着等の手段により膜化することで得られる。メタライズ層の厚みは前記のとおりである。
【００４０】
次いで、図１１に示すように、絶縁基板１１を切断予定ラインに沿ってフルカットダイシングすることで、メタライズ化された斜面を有する溝Ｂが形成された素子搭載用基板２が得られる。
【００４１】
最後に、素子搭載用基板２の上面に、半導体レーザー素子１を接着することで、半導体レーザー装置１０が製造される。この際、半導体レーザー発光素子１の側面８の直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する。接着は通常はハンダ層を介して行われるが、メタライズ層をハンダ材で形成した場合には、このメタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
【００４２】
次に本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０について説明する。本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０は、前記した第１の装置１０および第２の装置２０の特徴的構成を兼ね備える。したがって、図３におけるＩ−Ｉ線断面図は図１Ｂと同一であり、またII−II線断面図は図２Ｂと同一である。
【００４３】
すなわち、本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０は、図３、図１Ｂ、図２Ｂに示したように、
半導体レーザー素子１の発光面６と、素子搭載用基板２の上面前端（図中の直線Ｘ1−Ｘ1により定義される）とが同一平面上にあり、
素子搭載用基板の下面前端（図中の直線Ｘ2−Ｘ2により定義される）が、素子搭載用基板の上面前端よりも、レーザー光進行方向（図中Ｙ軸方向）に、突出してあり、
素子搭載用基板の上面前端から下面前端方向に向けて素子搭載用基板の前側面の少なくとも一部に斜面７が形成されてなり、
素子搭載用基板の前側面の斜面７にメタライズ層５が形成されてなり、
半導体レーザー素子１の発光面６の側面８直下において、素子搭載用基板２に溝Ｂが形成されてなり、
該溝Ｂのレーザー素子側の斜面９にメタライズ層５が形成されてなる。
上記構成要素の具体例、好適例は、素子１０、２０に関して説明したものと同様である。たとえば、斜面７は、図示したように直線形状であってよく、また、曲面状、階段状に形成してもよい。また溝Ｂも同様である。
【００４４】
さらに、斜面７および溝Ｂの半導体レーザー素子側の斜面９には、メタライズ層５が形成されている。メタライズ層の材質、厚み、形成法は、前記と同様であり、またハンダ自体もメタライズ層として用いることができる。この場合、メタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
【００４５】
メタライズ層５は、斜面７および斜面９にのみ形成されていてもよいが、素子搭載用基板２の上面全面にも形成されていてもよい。特に後述する製法によれば、メタライズ層５は、斜面７、溝Ｂの斜面および素子搭載用基板２上面全面に形成される。
【００４６】
このような本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０では、ハンダ層３を介して半導体レーザー素子が素子搭載用基板上面に接着される。接着の際には、ハンダ層を加熱溶融させるためハンダが流動化し、素子の搭載部からハンダがはみ出すことがある。素子搭載
用基板側面の斜面にハンダに対して濡れ性のあるメタライズ層を形成しておくことで、はみ出したハンダがサブマウント前側面から流下するので、レーザー発光素子の発光面近傍にハンダ突起物を生じることを防止でき、さらに素子の周辺部にメタライズ処理された溝Ｂを形成し、はみ出したハンダを溝Ｂの中に流下させることで、レーザー発光素子の周辺部にハンダ突起物を生じることを防止でき、品質の安定した半導体レーザー装置が提供される。
【００４７】
また、従来の素子搭載用基板の多くは直方体であるのに対し、本発明では、素子搭載用基板が略台形型の断面形状を有する。これは半導体レーザー素子からヒートシンクに至る熱伝導経路の断面積が増大することを意味し、半導体レーザー素子で発生した熱がヒートシンクへ効率よく伝えられ、熱によるレーザー素子の特性劣化を防止できるという効果もある。
【００４８】
次に本発明に係る第３の半導体レーザー装置３０の製法について説明する。図５〜図７は、図１２のＸ軸方向から見た断面図であり、図９〜図１１は、図１２のＹ軸方向から見た断面図である。
【００４９】
まず、図１２、図５、図９に示したように、絶縁基板１１の片面にＸ軸方向に沿って幅広の溝Ａを削成し、Ｙ軸方向に沿って溝Ｂを削成する。なお、図１２中の破線は、切断予定ラインであり、最終的にはこの切断予定ラインに沿って絶縁基板をフルカットダイシングして個片化し、素子搭載用基板２を製造する。
【００５０】
溝Ａの削成は、前記第１の装置１０の製法に関して述べたとおりであり、溝Ｂの削成は、前記第２の装置２０の製法に関して述べたとおりである。
次いで、溝Ａ，Ｂの削成面全面にメタライズ層５を形成する（図６、図１０参照）。メタライズ層は、前記した金属または合金を蒸着等の手段により膜化することで得られる。メタライズ層の厚みは前記のとおりである。
【００５１】
次いで、図７、図１１に示すように、絶縁基板１１を切断予定ラインに沿ってフルカットダイシングすることで、表面にメタライズ化された斜面９を有する溝Ｂが形成され、前側面にメタライズ化された斜面７が形成された素子搭載用基板２が得られる。絶縁基板１１のＸ軸方向に対してダイシングする際には、溝Ａの幅よりも刃幅の狭いブレードでダイシングを行う。この際に用いるブレードの幅は前述のとおりである。ダイシングは、切断予定ラインに沿って行われ、溝Ａと重複する切断予定ラインにおいては、溝Ａの底部を切断するように行うことが好ましい。Ｙ軸方向のダイシングに使用するブレードは特に限定はされないが、Ｘ軸方向のダイシングと同様のブレードを用いることがプロセス上簡便である。
【００５２】
最後に、素子搭載用基板２の上面に、半導体レーザー素子１を接着することで、半導体レーザー装置１０が製造される。この際、素子搭載用基板２の前側面に形成された斜面上端と半導体レーザー素子の発光面下端とが同一平面上の位置し、かつ、半導体レーザー発光素子１の側面８の直下に溝Ｂが位置するように半導体レーザー素子を位置合わせして接着する。接着は通常はハンダ層を介して行われるが、メタライズ層をハンダ材で形成した場合には、このメタライズ層がハンダ層としての機能を有するので、メタライズ層をハンダ層として素子の接着を行ってもよい。
（実施例）
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
５０ｍｍ×５０ｍｍ×ｔ０．３ｍｍ（５０ｍｍ角で厚さ０．３ｍｍ）のＡｌＮ基板の表
面を鏡面研磨し、その表面粗さをＲａ≦０．０５μｍにした。次いで、４５度の角度のついた切断ブレードを用いて、図４に示すように、該基板に幅５００μｍの溝Ａをピッチ（溝の中心間距離）が１．２ｍｍとなるように形成した。
【００５３】
その後、この基板を洗浄後スパッタ装置に投入し、メタライズ層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕをそれぞれ０．０６／０．２／０．６μｍを表裏両面の全面に成膜した。次いで、溝Ａのピッチ部分の非切削部分の表面上に形成されたメタライズ層上に、その全面を被覆するようにはんだ層を形成した。
【００５４】
はんだ層形成後、刃厚１００μｍの切断ブレードで切断予定ライン｛溝Ａの中心線及び該中心線と直交するライン（ピッチ１．３ｍｍ）｝に沿って切断し、素子搭載用基板を作成した。
【００５５】
このようにして製造した素子搭載用基板１００個について、そのハンダ層上に幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍのＬＤを、その発光面が溝Ａの縁と同一面となるように載置し、３５０℃に加熱することによりはんだ付けした。その後、得られた基板をステム上に位置を合わせながらはんだで接合し、さらにＬＤ上にワイヤボンドで電気配線を接続し、通電することにより発光性能を測定したところ、歩留まり（全試験品中に占める合格品の割合）は８０％であった。なお、ＬＤの発光強度及び発光形状が規定値を満足したものを合格とした。主な不良は、ＬＤ側面にハンダが這い上がりショートしたことによる。
（実施例２）
５０ｍｍ×５０ｍｍ×ｔ０．３ｍｍのＡｌＮ基板の表面を鏡面研磨し、その表面粗さをＲａ≦０．０５μｍにした。次いで、４５度の角度のついた切断ブレードを用いて幅１００μｍの溝Ｂを、図８に示すように、広いピッチ（０．７ｍｍ）と狭いピッチ（０．６ｍｍ）が交互に繰り返されるように形成した。
【００５６】
その後、この基板を洗浄後スパッタ装置に投入し、メタライズ層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕをそれぞれ０．０６／０．２／０．６μｍを表裏両面の全面に成膜した。次いで、所定のパターンのクロムマスクを用意し、フォトリソ法にて基板の上面上に、レジストパターンを形成し、溝Ｂの狭いピッチの非切削部分（幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の上面上、及び溝Ｂの内壁面上のメタライズ層が残るように、ミリング装置にて、溝Ｂの広いピッチ部分の非切削部分（幅０．６ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の上面に形成されたメタライズ層を取り除いた。ミリング処理終了後、溝Ｂの狭いピッチの非切削部分（幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の表面上に形成されたメタライズ層上に、その全面を被覆するようにはんだ層を形成した。
【００５７】
はんだ層形成後、刃厚１００μｍの切断ブレードで断予定ライン｛溝Ｂの広いピッチの中心線及び該中心線と直交するライン（ピッチ１．２ｍｍ）｝に沿って切断し、素子搭載用基板を作成した。
【００５８】
このようにして製造した素子搭載用基板１００個について、そのハンダ層上に幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍのＬＤを、その側面が溝Ｂの縁と同一面となり、且つ発光面が基板端面と同一面となるように載置し、３５０℃に加熱することによりはんだ付けした。その後、得られた基板をステム上に位置を合わせながらはんだで接合し、さらにＬＤ上にワイヤボンドで電気配線を接続し、通電することにより発光性能を測定したところ、歩留まり（全試験品中に占める合格品の割合）は７８％であった。主な不良は、ＬＤ側面にハンダ突起物が形成し光路障害が起こたことによる。
（実施例３）
５０ｍｍ×５０ｍｍ×ｔ０．３ｍｍのＡｌＮ基板の表面を鏡面研磨し、その表面粗さをＲａ≦０．０５μｍにした。次いで、４５度の角度のついた切断ブレードを用いて、図１
２に示すように、該基板に幅５００μｍの溝Ａをピッチ（溝の中心間距離）が１．２ｍｍとなるように形成した。その後、基板を９０°回転させて幅１００μｍの溝Ｂを、図１２に示すように、広いピッチ（０．７ｍｍ）と狭いピッチ（０．６ｍｍ）が交互に繰り返されるように形成した。
【００５９】
その後、この基板を洗浄後スパッタ装置に投入し、メタライズ層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕをそれぞれ０．０６／０．２／０．６μｍを表裏両面の全面に成膜した。次いで、所定のパターンのクロムマスクを用意し、フォトリソ法にて基板の上面上に、レジストパターンを形成し、溝Ｂの狭いピッチの非切削部分（幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の上面上、溝Ａの内壁面上及び溝Ｂの内壁面上のメタライズ層が残るように、ミリング装置にて、溝Ｂの広いピッチ部分の非切削部分（幅０．６ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の上面に形成されたメタライズ層を取り除いた。ミリング処理終了後、溝Ｂの狭いピッチの非切削部分（幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの島状の部分）の表面上に形成されたメタライズ層上に、その全面を被覆するようにはんだ層を形成した。
【００６０】
はんだ層形成後、刃厚１００μｍの切断ブレードで溝Ａの中心線及び溝Ｂの中心線に沿って切断し、素子搭載用基板を作成した。
このようにして製造した素子搭載用基板１００個について、そのハンダ層上に幅０．５ｍｍ、長さ０．５ｍｍのＬＤを、その側面が溝Ｂの縁と同一面となり、且つ発光面が溝Ａの縁と同一面となるように載置し、３５０℃に加熱することによりはんだ付けした。その後、得られた基板をステム上に位置を合わせながらはんだで接合し、さらにＬＤ上にワイヤボンドで電気配線を接続し、通電することにより発光性能を測定したところ、歩留まり（全試験品中に占める合格品の割合）は９１％であった。
【００６１】
比較例１
実施例１において、表面研磨した基板に溝Ａを設けない他は同様にして、メタイズおよびハンダ層の形成を行なった後、該基板を格子状に切断し、実施例１の素子接合基板と同じ大きさの素子接合用基板を製造した。このようにして製造した１００個の基板にＬＤの発光面が基板端面と同一面となるように、実施例１と同様にしてはんだ付けをし、評価を行なったところ、歩留まりは６４％であった。主な不良は、ＬＤ側面にハンダが這い上がりショートしたものや、ＬＤの発光面側にハンダ突起物が発生し光路障害が起きたことによる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、加熱溶融時にはみ出したハンダが素子搭載用基板前側面から流下するので、レーザー発光素子の近傍、特に発光面近傍にハンダ突起物を生じることのない、品質の安定した半導体レーザー装置が提供される。
【００６３】
また、従来の素子搭載用基板の多くは直方体であるのに対し、本発明の好ましい態様では、素子搭載用基板が略台形型の断面形状を有する。これは半導体レーザー素子からヒートシンクに至る熱伝導経路の断面積が増大することを意味し、半導体レーザー素子で発生した熱がヒートシンクへ効率よく伝えられ、熱によるレーザー素子の特性劣化を防止できる。
【００６４】
さらに、本発明の製法によれば、上記のような半導体レーザー装置を簡便に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】本発明に係る第１の半導体レーザー装置の代表的な態様の斜視図を示す。
【図１Ｂ】図１Ａおよび図３のＩ−Ｉ線断面図を示す。
【図２Ａ】本発明に係る第２の半導体レーザー装置の代表的な態様の斜視図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図３のII−II線断面図を示す。
【図３】本発明に係る第３の半導体レーザー装置の代表的な態様の斜視図を示す。
【図４】第１の装置の製造方法の１工程を示す。
【図５】第１および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図６】第１および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図７】第１および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図８】第２の装置の製造方法の１工程を示す。
【図９】第２および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図１０】第２および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図１１】第２および第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図１２】第３の装置の製造方法の１工程を示す。
【図１３】従来の半導体レーザー装置の斜視図を示す。
【図１４】図１３のIII−III線断面図を示す。
【図１５】ハンダ突起物が生成した状態を示す。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ、Ｂ…溝
１…半導体レーザー素子
２…素子搭載用基板（サブマウント）
３…ハンダ層
４…ハンダ突起物
５…メタライズ層
６…素子発光面
７…サブマウント前側面の斜面
８…素子発光面の側面
９…溝Ｂの素子側斜面
１０…第１の半導体レーザー装置
１１…絶縁基板（セラミックス基板）
２０…第２の半導体レーザー装置
３０…第３の半導体レーザー装置
【図１Ａ】
2006185931.tif 000003
【図１Ｂ】
2006185931.tif 000004
【図２Ａ】
2006185931.tif 000005
【図２Ｂ】
2006185931.tif 000006
【図３】
2006185931.tif 000007
【図４】
2006185931.tif 000008
【図５】
2006185931.tif 000009
【図６】
2006185931.tif 000010
【図７】
2006185931.tif 000011
【図８】
2006185931.tif 000012
【図９】
2006185931.tif 000013
【図１０】
2006185931.tif 000014
【図１１】
2006185931.tif 000015
【図１２】
2006185931.tif 000016
【図１３】
2006185931.tif 000017
【図１４】
2006185931.tif 000018
【図１５】
2006185931.tif 000019