(57)【要約】【課題】  簡素な工程で作製可能であり、排熱性を向上させることが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。【解決手段】  ヒートシンク２０上に、サブマウント２１を間にして、複数のレーザダイオードチップを並設してなる半導体レーザ素子１０が配設されている。ヒートシンク２０上には、半導体レーザ素子１０に隣接して電極部材が配置され、その上に保護部材４０が設けられている。半導体レーザ素子１０の上面には、銅（Ｃｕ）などよりなる排熱部材６０の接合部６０Ａが固定され、排熱部材６０の支持部６０Ｂが保護部材４０に固定されている。半導体レーザ素子１０で発生した熱を排熱部材６０の支持部６０Ｂを介して保護部材４０へと放出させることができ、排熱性を高めることができる。支持部６０Ｂには、伸縮可能な高さ調整構造６０Ｄが形成されていることが好ましい。【選択図】図２
2006032408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体上に支持部材を間にして配設された半導体レーザ素子と、
前記基体上に前記半導体レーザ素子に隣接して配置された電極部材と、
前記電極部材に固定された固定部、および前記固定部から張り出すように設けられ、前記半導体レーザ素子を保護するための庇部を有する保護部材と、
前記半導体レーザ素子の上面に固定された接合部、および一端が前記接合部に固定されると共に他端が前記保護部材の庇部に固定された支持部を有する排熱部材と
を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記支持部の少なくとも一部に、前記半導体レーザ素子の厚みのばらつきを吸収するための高さ調整構造が形成されている
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】
前記高さ調整構造は、伸縮構造である
ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記高さ調整構造は、撓み構造である
ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記排熱部材の少なくとも接合部は、表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を有し、前記接合部は、前記薄膜を接着層として前記半導体レーザ素子の上面に接合されている
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６】
前記電極部材と前記半導体レーザ素子の上面とを電気的に接続するワイヤを備えた
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７】
基体上に支持部材を間にして半導体レーザ素子を配設する工程と、
前記基体上に前記半導体レーザ素子に隣接して電極部材を配置する工程と、
前記電極部材に固定するための固定部、および前記固定部から張り出すように設けられ、前記半導体レーザ素子を保護するための庇部を有する保護部材を形成する工程と、
前記半導体レーザ素子の上面に固定するための接合部、および一端が前記接合部に固定された支持部を有する排熱部材を形成する工程と、
前記排熱部材の接合部を前記半導体レーザ素子の上面に固定する工程と、
前記保護部材の固定部を前記電極部材に固定し、前記保護部材の庇部に前記排熱部材の支持部の他端を固定する工程と
を含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項８】
前記支持部の少なくとも一部に、前記半導体レーザ素子の厚みのばらつきを吸収するための高さ調整構造を形成する
ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
前記高さ調整構造として、伸縮構造を形成する
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記高さ調整構造として、撓み構造を形成する
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１１】
前記排熱部材の少なくとも接合部の表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を形成し、前記接合部に熱および圧力を加えることにより、前記薄膜を接着層として前記接合部を前記半導体レーザ素子の上面に固定する
ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１２】
前記排熱部材の少なくとも接合部の表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を形成し、前記接合部に超音波を加えることにより、前記薄膜を接着層として前記接合部を前記半導体レーザ素子の上面に固定する
ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱性を高めた半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザの発光領域は、現在、青紫色の短波長領域まで拡大されており、光通信、高密度光記録あるいはディスプレイへの応用が期待されている。このように発光領域が拡大する一方で、動作電流の低減化、低ノイズ化、低コスト化、さらに高出力、高速動作、且つ高温動作時の信頼性などの問題があり、既に半導体レーザが使用されている応用機器においても改善していかなければならない課題が多く残されている。特に、発熱に関連する問題については、半導体レーザの多方面にわたる利用を制限している。この発熱に関する問題は、半導体レーザの単位面積あたりの大きな発生熱と関連しており、熱循環によって接合温度の上昇および応力の発生などの現象が引き起こされる。接合部分の動作温度が上昇するに従って、発光出力、発光効率および半導体レーザの寿命などが低下し、さらに、半導体レーザから生じる光の波長を長波長化させるという問題がある。
【０００３】
これらの問題を引き起こす半導体レーザの発熱を制御する方法として、例えば、半導体レーザ素子をシリコン（Ｓｉ）などのサブマウント上に配設し、更にサブマウントの下面をヒートシンクに接合する方法が用いられている。また、半導体レーザ素子のｎ側およびｐ側の両電極にヒートシンクをそれぞれ接合して、発生する熱を放出させる方法もある。例えば特許文献１では、二つのヒートシンクの間にスペーサを挟んで隙間をつくり、この隙間にバー状の半導体レーザ素子を配置したのち、予めヒートシンクにコーティングしてあるはんだを融解させることにより、半導体レーザ素子に固有の湾曲形状があっても半導体レーザ素子とヒートシンクとを密着させて接合することができるようにしている。
【特許文献１】特開平１１−３４０５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、半導体レーザ素子をヒートシンクで両側から挟み込むことで排熱効果が高まることが明らかであるが、片側ずつヒートシンクを配設する場合には工程数が増加し、また融点の異なる２種類のはんだ材料が必要となるので、はんだ材料の選択に制約が多くなってしまっていた。一方、半導体レーザ素子の両側に同時にヒートシンクを配設する場合には、位置決め精度に問題が生じるおそれがあり、高精度な位置決め機構が必要になっていた。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な工程で作製可能であり、排熱性を向上させることが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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による半導体レーザ装置は、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の要件を備えることにより排熱性を高めたものである。
（Ａ）基体
（Ｂ）基体上に支持部材を間にして配設された半導体レーザ素子
（Ｃ）基体上に半導体レーザ素子に隣接して配置された電極部材
（Ｄ）電極部材に固定された固定部、および固定部から張り出すように設けられ、半導体レーザ素子を保護するための庇部を有する保護部材
（Ｅ）半導体レーザ素子の上面に固定された接合部、および一端が接合部に固定されると共に他端が保護部材の庇部に固定された支持部を有する排熱部材
【０００７】
本発明による半導体レーザ装置の製造方法は、以下の（Ｆ）〜（Ｋ）の工程を含むことにより、排熱性の高い半導体レーザ装置を簡素な工程で製造するものである。
（Ｆ）基体上に支持部材を間にして半導体レーザ素子を配設する工程
（Ｇ）基体上に半導体レーザ素子に隣接して電極部材を配置する工程
（Ｈ）電極部材に固定するための固定部、および固定部から張り出すように設けられ、半導体レーザ素子を保護するための庇部を有する保護部材を形成する工程と、
（Ｉ）半導体レーザ素子の上面に固定するための接合部、および一端が接合部に固定された支持部を有する排熱部材を形成する工程
（Ｊ）排熱部材の接合部を半導体レーザ素子の上面に固定する工程
（Ｋ）保護部材の固定部を電極部材に固定し、保護部材の庇部に排熱部材の支持部の他端を固定する工程
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体レーザ装置によれば、半導体レーザ素子の上面に排熱部材の接合部を固定すると共に、排熱部材の支持部の一端を接合部に固定し、他端を保護部材の庇部に固定するようにしたので、半導体レーザ素子で発生した熱を排熱部材の支持部を介して保護部材へと放出させることができる。よって、排熱性を高めることができ、高出力レーザに有利である。また、排熱部材を保護部材の庇部に固定することにより部材の安定性を高めることができる。
【０００９】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法によれば、半導体レーザ素子の上面に固定するための接合部、および一端が接合部に固定された支持部を有する排熱部材を形成し、この排熱部材の接合部を半導体レーザ素子の上面に固定したのち、排熱部材の支持部の他端を保護部材の庇部に固定するようにしたので、排熱部材の接合部を半導体レーザ素子に簡便に接合させることができる。よって、簡単な工程で排熱性の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００１０】
特に、支持部の少なくとも一部に、半導体レーザ素子の厚みのばらつきを吸収するための高さ調整構造を形成すれば、半導体レーザ素子の微妙な厚さの違いを高さ調整構造により吸収することができる。よって、半導体レーザ素子に対して負荷がかかることを防ぎ、割れや欠けを抑制して信頼性を向上させることができる。また、半導体レーザ素子の厚さに合わせて排熱部材の寸法を厳密に決める必要をなくすことができ、製造工程を簡素化することができる。このような高さ調整構造としては、アコーディオン状に折り目が形成されることにより伸縮可能とされた伸縮構造、または、支持部の一部分を薄くして横方向に容易に膨らむことが可能な撓み構造などが好ましい。
【００１１】
また、特に、排熱部材の少なくとも接合部の表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を形成し、接合部に熱および圧力、または超音波を加えることにより、金（Ａｕ）の薄膜を接着層として接合部を半導体レーザ素子の上面に接合すれば、はんだを使用することなく、金（Ａｕ）の薄膜と半導体レーザ素子の電極の金（Ａｕ）層とを容易に接合させることができる。よって、はんだのはみ出し、精度悪化あるいは排熱効果の低下などをなくし、簡素な工程で位置精度を高くすることができる。更に、時間やコストの点でも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置に構成要素として含まれる半導体レーザ素子１０の概略構成を表すものである。この半導体レーザ素子１０は、例えば、複数のレーザダイオード（ＬＤ）チップ１１が並設されたレーザダイオードバーであり、その寸法は長さ約１０ｍｍ、共振器長２００μｍないし１．５ｍｍ、具体的には約７００μｍ程度、厚さ約１００μｍである。なお、ここで、長さとは、レーザダイオードチップ１１の配列方向における寸法であり、共振器長は、半導体レーザ素子１０からの光ＬＢの出射方向すなわち共振器方向における寸法であり、厚さは、レーザダイオードチップ１１の配列方向と共振器方向との両方に直交する方向における寸法である。
【００１４】
各レーザダイオードチップ１１は、基板１２上に、活性層を含む半導体層１３を有している。なお、半導体レーザ素子１０の構成材料および発振波長などは特に限定されないが、具体的な構成例としては、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）よりなる基板１２上に、ＡｌＧａＩｎＰ混晶，ＧａＩｎＰ混晶，ＡｌＩｎＰ混晶などのＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる半導体層１３を備えた赤色レーザが挙げられる。
【００１５】
半導体層１３の上には、例えば、各レーザダイオードチップ１１に対応して、ｐ側電極１４が形成されている。ｐ側電極１４は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層を半導体層１３の側から順に積層した構成を有している。また、基板１２の裏面には、例えば、各レーザダイオードチップ１１に対応して、ｎ側電極１５が設けられている。ｎ側電極１５は、例えば、金（Ａｕ）層，金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層および金（Ａｕ）層を基板１２の側から順に積層した構成を有している。
【００１６】
図２は、この半導体レーザ素子１０を備えた半導体レーザ装置の長さ方向における断面構造を表すものであり、図３は光ＬＢの出射方向に沿った断面構造を表すものである。この半導体レーザ装置は、レーザプロジェクタの光源などとして用いられるものであり、例えば、基体としてのヒートシンク２０上に、サブマウント２１を間にして半導体レーザ素子１０が配設された構成を有している。半導体レーザ素子１０は、ｐ側電極１４がサブマウント２１に対向するように配設されている。また、ヒートシンク２０上には、半導体レーザ素子１０に隣接して電極部材３０が配置され、その上に保護部材４０が設けられている。
【００１７】
ヒートシンク２０は、例えば、銅（Ｃｕ）などの電気的および熱的な伝導性を有する材料により構成されており、表面には金（Ａｕ）などよりなる薄膜が被着されている。熱伝導性は、半導体レーザ素子１０から発生する大量の強熱を放出させ、半導体レーザ素子１０を適当な温度に維持するために必要な特性であり、電気伝導性は、電流を半導体レーザ素子１０に効率よく伝導させるために必要な特性である。
【００１８】
サブマウント２１は、例えばシリコンカーバイト（ＳｉＣ）などにより構成され、寸法は、例えば、長さ約１１ｍｍ、奥行き約２ｍｍ、厚さ約３００μｍである。ここで、奥行きは、半導体レーザ素子１０からの光ＬＢの出射方向すなわち共振器方向における寸法である。サブマウント２１とヒートシンク２０との間、およびサブマウント２１と半導体レーザ素子１０との間には、図示しないが、はんだ等よりなる溶着層がそれぞれ設けられている。
【００１９】
電極部材３０は、例えば、ヒートシンク２０と同一材料により構成されている。ヒートシンク２０と電極部材３０との間には例えばガラスエポキシ材よりなる絶縁板３１が設けられており、ヒートシンク２０と電極部材３０とは電気的に絶縁されている。また、電極部材３０には、半導体レーザ素子１０側の一方の角に段部３０Ａが設けられており、この段部３０Ａには、例えば太さが２００μｍの金（Ａｕ）よりなるワイヤ５０の一端部が接合されている。ワイヤ５０の他端部は半導体レーザ素子１０の上面に接合され、ワイヤ５０を介して電極部材３０と半導体レーザ素子１０の上面とが電気的に接続されている。
【００２０】
保護部材４０は、例えばヒートシンク２０と同一材料により構成されている。保護部材４０は、電極部材３０に固定された固定部４０Ａと、固定部４０Ａから張り出すように設けられ、半導体レーザ素子１０およびワイヤ５０を保護するための庇部４０Ｂとを有している。固定部４０Ａと庇部４０Ｂとは必ずしも図３に示したように同じ厚みである必要はなく、庇部４０Ｂが固定部４０Ａよりも薄くされていてもよい。また、固定部４０Ａは、必ずしも電極部材３０の上面全面を覆っている必要はない。
【００２１】
更に、この半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子１０の上面に、排熱部材６０を有している。排熱部材６０は、例えば銅（Ｃｕ）により構成され、その表面には金（Ａｕ）よりなる薄膜（図示せず）が形成されている。また、排熱部材６０は、半導体レーザ素子１０の上面に固定された接合部６０Ａと、一端が接合部６０Ａに固定されると共に他端が保護部材４０の庇部４０Ｂに固定された支持部６０Ｂとを有している。これにより、この半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子１０で発生した熱を排熱部材６０の支持部６０Ｂを介して保護部材４０へと放出させることができ、排熱性を高めることができるようになっている。
【００２２】
接合部６０Ａは、排熱部材６０の表面に形成されている金（Ａｕ）の薄膜を接着層６０Ｃとして、半導体レーザ素子１０の上面に接着されていることが好ましい。熱および圧力を加えることにより、ｎ側電極１５の最表面に形成されている金（Ａｕ）層と容易に接着させることができるからである。その際、良好な密着性を得るためには、金（Ａｕ）の薄膜の厚みおよびｎ側電極１５の金（Ａｕ）層の厚みは、それぞれ例えば０．５μｍないし０．１μｍ程度であることが好ましい。なお、金（Ａｕ）の薄膜は、必ずしも排熱部材６０の全体に形成する必要はなく、少なくとも接合部６０Ａに設けられていればよい。また、接着層６０Ｃは、はんだにより構成された層であってもよい。はんだとしては、例えば、スズ（Ｓｎ）を主成分とするもの等、鉛を含まないはんだ（鉛フリーはんだ）が好ましいが、鉛系はんだでもよい。
【００２３】
支持部６０Ｂは、接合部６０Ａの長さ方向両端からほぼ鉛直上方に延びており、保護部材４０の庇部４０Ｂの上面にネジまたは接着剤等により固定されている。なお、支持部６０Ｂは、必ずしも庇部４０Ｂの上面全面を覆う必要はなく、たとえば図４に示したように庇部４０Ｂの上面の一部のみを覆っていてもよい。あるいは、支持部６０Ｂは、図５に示したように庇部４０の下面に固定されていてもよい。この場合にも、図示しないが、庇部４０Ｂの下面の一部のみを覆っていてもよい。更に、図６に示したように、庇部４０Ｂの側面に固定されているようにしてもよい。この場合、例えば、庇部４０Ｂに設けるネジ孔（図示せず）は楕円形としておいて、支持部６０Ｂの長さを調節可能とすることが望ましい。
【００２４】
支持部６０Ｂの一部には、半導体レーザ素子１０の厚みのばらつきを吸収するための高さ調整構造６０Ｄが形成されていることが好ましい。半導体レーザ素子１０の微妙な厚さの違いを高さ調整構造６０Ｄにより吸収することができ、これにより、半導体レーザ素子１０に対して負荷がかかることを防ぎ、割れや欠けを抑制して信頼性を向上させることができるからである。また、半導体レーザ素子１０の厚さに合わせて排熱部材６０の寸法を厳密に決める必要をなくすことができ、製造工程を簡素化することができるからである。このような高さ調整構造６０Ｄとしては、例えば、アコーディオン状に折り目が形成されることにより伸縮可能とされた伸縮構造が好ましい。あるいは、図７に示したように、一部を薄くすることにより横方向に容易に膨らむことが可能な撓み構造も好ましい。
【００２５】
この半導体レーザ装置は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００２６】
まず、例えば、上述した材料よりなる基板１２の表側に、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法またはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；電子ビーム蒸着）法により、上述した材料よりなる半導体層１３を形成する。次いで、ｐ側電極１４およびｎ側電極１５を形成し、基板１２を所定の大きさに整える。これにより、図１に示したバー状の半導体レーザ素子１０が形成される。
【００２７】
続いて、上述した寸法および材料よりなるサブマウント２１を用意し、このサブマウント２１の半導体レーザ素子１０が設けられる面に、例えば真空蒸着法により、金（Ａｕ）層およびスズ（Ｓｎ）層を順に積層することにより、図示しない溶着層を形成する。そののち、半導体レーザ素子１０の下面とサブマウント２１の溶着層とを対向させ、位置合わせを精度よく行い、サブマウント２１の上に半導体レーザ素子１０を載せる。続いて、このサブマウント２１に対して加熱処理を施すことにより、図８（Ａ）に示したように、半導体レーザ素子１０をサブマウント２１に溶着させる。
【００２８】
半導体レーザ素子１０をサブマウント２１に溶着させたのち、サブマウント２１を、例えばはんだよりなる溶着層（図示せず）を間にしてヒートシンク２０に載せ、加熱処理を施す。これにより、図８（Ｂ）に示したように、ヒートシンク２０上にサブマウント２１を間にして半導体レーザ素子１０を配設する。
【００２９】
ヒートシンク２０上に半導体レーザ素子１０を配設したのち、図９（Ａ）に示したように、ヒートシンク２０上に半導体レーザ素子１０に隣接して、絶縁板３１および電極部材３０を配置する。ヒートシンク２０上に電極部材３０を配置したのち、同じく図９（Ａ）に示したように、上述した太さおよび材料よりなるワイヤ５０の一端を電極部材３０の段部３０Ａに接合し、ワイヤ５０の他端を半導体レーザ素子１０の上面に接合する。
【００３０】
一方、図９（Ｂ）に示したように、電極部材３０に固定するための固定部４０Ａ、および固定部４０Ａから張り出すように設けられ、半導体レーザ素子１０を保護するための庇部４０Ｂを有する保護部材４０を形成する。
【００３１】
また、図１０（Ａ）に示したように、半導体レーザ素子１０の上面に固定するための接合部６０Ａ、および一端が接合部６０Ａに固定された支持部６０Ｂを有する排熱部材６０を形成する。排熱部材６０の少なくとも接合部６０Ａには、表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を形成する。
【００３２】
保護部材４０および排熱部材６０を形成したのち、図１０（Ｂ）に示したように、排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定する。その際、接合部６０Ａを図示しないコテで矢印Ａ方向に押しつけて熱および圧力を加えることにより、排熱部材６０に形成された金（Ａｕ）の薄膜を接着層６０Ｃとして接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定する。これにより、はんだを使用することなく、金（Ａｕ）の薄膜と半導体レーザ素子の電極の金（Ａｕ）層とを容易に接合させることができる。よって、はんだのはみ出し、精度悪化あるいは排熱効果の低下などをなくし、簡素な工程で位置精度を高くすることができる。更に、時間やコストの点でも有利である。
【００３３】
加える熱は、接合部６０Ａ側、半導体レーザ素子側のいずれも、例えば１００度ないし３００度程度とすることが好ましい。更に、１００度ないし２００度の低めの温度とすればより好ましい。温度が高すぎると半導体レーザ素子１０を固定している溶着層のはんだが溶けてしまうおそれがあるからである。また、熱および圧力と共に超音波を加えるようにしてもよい。
【００３４】
排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定したのち、保護部材４０の固定部４０Ａを電極部材３０に固定し、保護部材４０の庇部４０Ｂに排熱部材６０の支持部６０Ｂの他端を固定する。その際、高さ調整構造６０Ｄを用いて半導体レーザ素子１０の微妙な厚さの違いを吸収させることが好ましい。これにより、半導体レーザ素子１０に対して負荷がかかることを防ぎ、割れや欠けを抑制して信頼性を向上させることができる。また、半導体レーザ素子１０の厚みに合わせて予め排熱部材６０の寸法を厳密に決める必要がなく、製造工程を簡素化することができる。以上により、図２および図３に示した半導体レーザ装置が完成する。
【００３５】
また、この半導体レーザ装置は、次のようにして製造することもできる。なお、この製造方法は、例えば図６に示したように支持部６０Ｂが庇部４０Ｂの側面に固定されている場合に対応するものである。
【００３６】
まず、上述した方法と同様にして、図１に示したバー状の半導体レーザ素子１０を形成する。次いで、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示した工程により、上述した方法と同様にして、ヒートシンク２０上にサブマウント２１を間にして半導体レーザ素子１０を配設する。
【００３７】
続いて、図９（Ａ）に示した工程により、上述した方法と同様にして、ヒートシンク２０上に絶縁板３１および電極部材３０を配置し、ワイヤ５０の接合を行う。
【００３８】
そののち、図９（Ｂ）に示した工程により、上述した方法と同様にして、保護部材４０を形成する。
【００３９】
また、図１１（Ａ）に示したように、半導体レーザ素子１０の上面に固定するための接合部６０Ａ、および一端が接合部６０Ａに固定され、他端が自由端とされた支持部６０Ｂを有する排熱部材６０を形成する。
【００４０】
保護部材４０および排熱部材６０を形成したのち、図１１（Ｂ）に示したように、上述した方法と同様にして、排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定する。
【００４１】
排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定したのち、保護部材４０の固定部４０Ａを電極部材３０に固定し、保護部材４０の庇部４０Ｂに排熱部材６０の支持部６０Ｂの他端を固定する。その際、高さ調整構造６０Ｄを用いて半導体レーザ素子１０の微妙な厚さの違いを吸収させることが好ましい。これにより、半導体レーザ素子１０に対して負荷がかかることを防ぎ、割れや欠けを抑制して信頼性を向上させることができる。また、半導体レーザ素子１０の厚みに合わせて予め排熱部材６０の寸法を厳密に決める必要がなく、製造工程を簡素化することができる。以上により、図６に示した半導体レーザ装置が完成する。
【００４２】
なお、上述した製造方法では、接合部６０Ａに熱および圧力を加えることにより、排熱部材６０に形成された金（Ａｕ）の薄膜を接着層６０Ｃとして接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定する場合について説明したが、はんだよりなる接着層６０Ｃを間にして接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定するようにしてもよい。その場合も、加える熱は、半導体レーザ素子１０側は、使用するはんだの融点以上の温度、例えば１００度ないし３００度程度とすることが好ましく、１００度ないし２００度の低めの温度とすればより好ましい。また、接合部６０Ａ側は、圧力および熱をバランスよくかけることにより密着させることが好ましい。
【００４３】
また、接合部６０Ａの接合方法としては、上述したような熱および圧力を加える方法に限定されない。例えば、熱および超音波を加える方法、圧力のみを加える方法、あるいは、超音波のみを加える方法でもよい。
【００４４】
この半導体レーザ装置では、各レーザダイオードチップ１１のｎ側電極１５とｐ側電極１４との間に所定の電圧が印加されると、半導体層１３の活性層に電流が注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。ここでは、半導体レーザ素子１０の上面に排熱部材６０の接合部６０Ａが固定されていると共に、排熱部材６０の支持部６０Ｂが保護部材４０の庇部４０Ｂに固定されているので、半導体レーザ素子１０で発生した熱は排熱部材６０の支持部６０Ｂを介して保護部材４０へと放出される。よって、排熱性が向上する。
【００４５】
このように本実施の形態の半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子１０の上面に排熱部材６０の接合部６０Ａを固定すると共に、排熱部材６０の支持部６０Ｂを保護部材４０の庇部４０Ｂに固定するようにしたので、半導体レーザ素子１０で発生した熱を排熱部材６０の支持部６０Ｂを介して保護部材４０へと放出させることができる。よって、排熱性を高めることができ、高出力レーザに有利である。また、排熱部材６０を保護部材４０の庇部４０Ｂに固定することにより部材の安定性を高めることができる。
【００４６】
本実施の形態の半導体レーザ装置の製造方法では、排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に固定したのち、排熱部材６０の支持部６０Ｂの他端を保護部材４０の庇部４０Ｂに固定するようにしたので、排熱部材６０の接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０に簡便に接合させることができる。よって、簡単な工程で排熱性の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００４７】
特に、支持部６０Ｂの少なくとも一部に、半導体レーザ素子１０の厚みのばらつきを吸収するための高さ調整構造６０Ｄを形成すれば、半導体レーザ素子１０の微妙な厚さの違いを高さ調整構造６０Ｄにより吸収することができる。よって、半導体レーザ素子１０に対して負荷がかかることを防ぎ、割れや欠けを抑制して信頼性を向上させることができる。また、半導体レーザ素子１０の厚さに合わせて排熱部材６０の寸法を厳密に決める必要をなくすことができ、製造工程を簡素化することができる。
【００４８】
また、特に、排熱部材６０の少なくとも接合部６０Ａの表面に金（Ａｕ）よりなる薄膜を形成し、接合部６０Ａに熱および圧力、または超音波を加えることにより、薄膜を接着層６０Ｃとして接合部６０Ａを半導体レーザ素子１０の上面に接合すれば、はんだを使用することなく、金（Ａｕ）の薄膜と半導体レーザ素子１０のｎ側電極１５の金（Ａｕ）層とを容易に接合させることができる。よって、はんだのはみ出し、精度悪化あるいは排熱効果の低下などをなくし、簡素な工程で位置精度を高くすることができる。更に、時間やコストの点でも有利である。
【００４９】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ装置がバー状の半導体レーザ素子１０を備えた場合について説明したが、半導体レーザ素子１０はレーザダイオードチップでもよい。
【００５０】
また、例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ素子１０が、ｐ側電極１４をサブマウント２１に対向させるようにして配設されている場合について説明したが、ｎ側電極１５をサブマウント２１に対向させるようにして配設されていてもよい。
【００５１】
更に、例えば、上記実施の形態では、支持部６０Ｂの一部に高さ調整構造６０Ｄが形成されている場合について説明したが、高さ調整構造６０Ｄは必ずしも設ける必要はない。
【００５２】
加えて、例えば、上記実施の形態では、二本の支持部６０Ｂを接合部６０Ａの長さ方向両側に形成し、共振器方向に対向する二面は吹き抜けとした場合について説明したが、例えば、半導体レーザ素子１０の主出射側端面に対応して第３の支持部を設ければ、主出射側端面に生じる強熱を第３の支持部を伝って放出させることができる。
【００５３】
更にまた、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００５４】
加えてまた、上記実施の形態および実施例では、半導体レーザを例として説明したが、本発明は半導体レーザ以外にも、スーパールミネッセントダイオードなどの他の半導体発光素子にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明による半導体レーザ装置は、例えば、レーザプロジェクタに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図２に示した半導体レーザ素子の一部を拡大して表す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置の長さ方向における構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置の光の出射方向における構成を表す断面図である。
【図４】図２に示した半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。
【図５】図２に示した半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。
【図６】図２に示した半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。
【図７】図２に示した半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。
【図８】図２および図３に示した半導体レーザ装置の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図９】図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】図９に続く工程を表す断面図である。
【図１１】図２および図３に示した半導体レーザ装置の他の製造方法を工程順に表す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…半導体レーザ素子、１１…レーザダイオードチップ、１２…基板、１３…半導体層、１４…ｐ側電極、１５…ｎ側電極、２０…ヒートシンク、２１…サブマウント、３０…電極部分、３１…絶縁板、４０…保護部材、４０Ａ…固定部、４０Ｂ…庇部、５０…ワイヤ、６０…排熱部材、６０Ａ…接合部、６０Ｂ…支持部、６０Ｃ…接着層、６０Ｄ…高さ調整構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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