(57)【要約】【課題】  フレームタイプの半導体レーザ装置であって、半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光をモニタ用受光素子に多く、かつ安定して受けることができるものを提供すること。【解決手段】  板状の搭載部１ａを含む第１リードと、第１リード１とは別体の第２リード２１，２２，２３と、それらを一体に保持する絶縁性材料からなる保持部３を備える。搭載部１ａの前部に搭載され、前方および後方へレーザ光を出射する半導体レーザチップ５を備える。搭載部１ａのうち半導体レーザチップ５よりも後方に配置されたモニタ用受光素子１５を備える。保持部３とは別体で、搭載部１ａのうちモニタ用受光素子１５よりも後方に配置された光反射体１６を備える。光反射体１６は、半導体レーザチップ５が後方へ出射したレーザ光の少なくとも一部を受けてモニタ用受光素子１５へ向けて反射する。【選択図】図１
2006202955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の搭載部を含む第１リードと、
上記第１リードとは別体の第２リードと、
上記第１リードおよび第２リードを一体に保持する絶縁性材料からなる保持部と、
上記搭載部の前部に搭載され、前方および後方へレーザ光を出射する半導体レーザチップと、
上記搭載部のうち上記半導体レーザチップよりも後方に配置されたモニタ用受光素子と、
上記保持部とは別体で、上記搭載部のうち上記モニタ用受光素子よりも後方に配置され、上記半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光の少なくとも一部を受けて上記モニタ用受光素子へ向けて反射する光反射体を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記光反射体は白色の樹脂からなることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記光反射体は金属メッキが施された樹脂からなることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記光反射体は金属からなることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記光反射体は、上記半導体レーザチップからの上記レーザ光を上記モニタ用受光素子へ向けて反射するように上記半導体レーザチップのレーザ光出射方向に対して傾斜した反射面を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記半導体レーザチップは上記搭載部上に板状のサブマウントを介して搭載され、上記サブマウントのうち上記半導体レーザチップよりも後方に延在する部分に上記モニタ用受光素子が内蔵されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体レーザ装置を作製する半導体レーザ装置の製造方法であって、
上記搭載部上に少なくとも上記モニタ用受光素子と上記光反射体とを同時に接着することを特徴とする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】
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、より詳しくは、フレームタイプの半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。典型的には、この種の半導体レーザ装置は、光記録媒体に記録された情報を読み取る光ピックアップ装置等に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク−読出専用メモリ）やＭＤ（ミニディスク）などの情報記録媒体に記録された情報を読み取るために、光ピックアップ装置の部品として半導体レーザ装置が広く使用されている。半導体レーザ装置の中には、特許文献１（特開２００２−４３６７９号公報）に示されているようなフレームタイプのレーザ装置がある。このフレームタイプのレーザ装置は、金属のリードフレームと電極となる複数のリードとが樹脂（外囲器）により一体成形されたパッケージを備えている。リードフレームの素子搭載部（チップを搭載する部分）にサブマウントを介して半導体レーザチップが搭載され、その半導体レーザチップと電極リードとはワイヤにより電気的に接続されている。特許文献１（特開２００２−４３６７９号公報）の例では、サブマウントはモニタ用受光素子を内蔵したＳｉ基板からなり、その上に半導体レーザチップが半田等により取り付けられている。動作時には、半導体レーザチップが前方へレーザ光を出射するとともに後方へもレーザ光を出射する。後方へ出射されたレーザ光の一部が上記モニタ用受光素子に入射し、上記モニタ用受光素子の出力に基づいて上記半導体レーザチップが前方へ出射するレーザ光が制御される。
【０００３】
しかしながら、この例では、半導体レーザチップとサブマウントとの配置の制約から、半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光の大部分はモニタ用受光素子に入射しない。このため、モニタ用受光素子への入射光量が少なくて、半導体レーザチップが前方へ出射するレーザ光の制御に不都合が生じることがある。
【０００４】
特許文献２（特開２００３−３１８８５号公報）に記載のフレームタイプの半導体レーザ装置では、半導体レーザチップ及びモニタ用受光素子の周囲を取り囲む外囲器を設け、その外囲器の内面の一部に光反射面を設けている。半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光は、上記光反射面によって反射されて、大部分が上記モニタ用受光素子に入射する。
【０００５】
しかしながら、特許文献２（特開２００３−３１８８５号公報）の例では、半導体レーザ装置を光ピックアップ装置などの電子機器に実装する際に上記外囲器に応力が加わると、上記光反射面が歪む。この結果、上記モニタ用受光素子に入射する光量が安定しないという不具合が生ずる。
【特許文献１】特開２００２−４３６７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光をモニタ用受光素子に多く、かつ安定して受け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】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の半導体レーザ装置は、
板状の搭載部を含む第１リードと、
上記第１リードとは別体の第２リードと、
上記第１リードおよび第２リードを一体に保持する絶縁性材料からなる保持部と、
上記搭載部の前部に搭載され、前方および後方へレーザ光を出射する半導体レーザチップと、
上記搭載部のうち上記半導体レーザチップよりも後方に配置されたモニタ用受光素子と、
上記保持部とは別体で、上記搭載部のうち上記モニタ用受光素子よりも後方に配置され、上記半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光の少なくとも一部を受けて上記モニタ用受光素子へ向けて反射する光反射体を備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記半導体レーザチップが前方へ出射するレーザ光は、この半導体レーザ装置の本来の用途に用いられる。例えばこの発明の半導体レーザ装置が光ピックアップ装置に実装される場合は、光ディスクを照射するのに用いられる。
【０００９】
この発明の半導体レーザ装置では、上記光反射体は、上記半導体レーザチップが後方へ出射したレーザ光の少なくとも一部を受けて上記モニタ用受光素子へ向けて反射する。したがって、光反射体を設けない場合に比して、上記モニタ用受光素子への入射光量が多くなる。しかも、上記光反射体は上記保持部とは別体であるから、この半導体レーザ装置を光ピックアップ装置などの電子機器に実装する際に上記保持部に応力が加わったとしても、上記光反射体は歪むことがない。したがって、上記モニタ用受光素子への入射光量が安定する。これらの結果、上記半導体レーザチップが前方へ出射するレーザ光は、上記モニタ用受光素子の出力に基づいて良好に制御される。
【００１０】
なお、上記第１リードは金属からなり、上記搭載部の底面部がリード固定樹脂から露出しているのが望ましい。その場合、動作時に上記半導体レーザチップが発生した熱は、上記搭載部の底面部を通して効率良く放熱される。
【００１１】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は白色の樹脂からなることを特徴とする。
【００１２】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は白色であるから、受けた光を殆ど吸収せずに反射する。したがって、上記モニタ用受光素子への入射光量が多くなる。しかも、上記光反射体は樹脂からなるので、反射に適した形状に容易に加工される。
【００１３】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は金属メッキが施された樹脂からなることを特徴とする。
【００１４】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は金属メッキを有するので、受けた光を殆ど吸収せずに反射する。したがって、上記モニタ用受光素子への入射光量が多くなる。
【００１５】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は金属からなることを特徴とする。
【００１６】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は金属からなるので、受けた光を殆ど吸収せずに反射する。したがって、上記モニタ用受光素子への入射光量が多くなる。
【００１７】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は、上記半導体レーザチップからの上記レーザ光を上記モニタ用受光素子へ向けて反射するように上記半導体レーザチップのレーザ光出射方向に対して傾斜した反射面を有することを特徴とする。
【００１８】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記光反射体は、上記半導体レーザチップからの上記レーザ光を上記モニタ用受光素子へ向けて反射するように上記半導体レーザチップのレーザ光出射方向に対して傾斜した反射面を有する。したがって、上記モニタ用受光素子への入射光量が多くなる。
【００１９】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記半導体レーザチップは上記搭載部上に板状のサブマウントを介して搭載され、上記サブマウントのうち上記半導体レーザチップよりも後方に延在する部分に上記モニタ用受光素子が内蔵されていることを特徴とする。
【００２０】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記半導体レーザチップは上記搭載部上に板状のサブマウントを介して搭載され、上記サブマウントのうち上記半導体レーザチップよりも後方に延在する部分に上記モニタ用受光素子が内蔵されている。したがって、上記サブマウントとモニタ用受光素子とを互いに別体で設ける場合に比して、部品点数が減少する。
【００２１】
この発明の半導体レーザ装置の製造方法は、上記半導体レーザ装置を作製する半導体レーザ装置の製造方法であって、上記搭載部上に少なくとも上記モニタ用受光素子と上記光反射体とを同時に接着することを特徴とする。
【００２２】
この発明の半導体レーザ装置の製造方法は、上記搭載部上に少なくとも上記モニタ用受光素子と上記光反射体とを同時に接着するので、上記半導体レーザ装置が簡単に作製される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２４】
図１はこの発明の一実施形態のフレームタイプの半導体レーザ装置４０を斜めから見たところを示している。また、図２（ａ）はその半導体レーザ装置４０を上方からみたところ、図２（ｂ）は図２（ａ）のものを右側からみたところ、図２（ｃ）は図２（ａ）のものを下方から見たところをそれぞれ示している。なお、この実施形態における半導体レーザ装置４０の上下左右の向きは、説明のための便宜上のものである。
【００２５】
図１および図２（ａ）に示すように、このフレームタイプの半導体レーザ装置４０は、半導体レーザチップ５を搭載する搭載部１ａを有する第１リード１と、信号入出力用の複数の第２リード２１，２２，２３と、第１リード１および第２リード２１，２２，２３を一体に保持する保持部としての樹脂部３とを備えている。
【００２６】
具体的には、第１リード１は、略矩形の板状の搭載部１ａと、この搭載部１ａに連なって細長く延びるリード部１ｂと、搭載部１ａの裏面１ｃに沿って搭載部１ａから突出したタイバー部６ａ，６ｂとを有している。搭載部１ａには、矩形の板状のサブマウント部材４を介して半導体レーザチップ５が搭載されている。この半導体レーザチップ５は、光軸方向に細長い直方体状の外形を有しており、前方（図２（ａ）における上方）へ向けてレーザ光を出射する。サブマウント部材４はこの例では金属からなる。
【００２７】
搭載部１ａ上の半導体レーザチップ５よりも後方の位置には、サブマウント部材４とは別体のモニタ用受光素子１５が搭載されている。さらに搭載部１ａ上のモニタ用受光素子１５よりも後方の位置には、モニタ用受光素子１５や樹脂部３に対して別体の光反射体１６が搭載されている。
【００２８】
モニタ用受光素子１５は、この例ではＳｉ基板に不純物を拡散させて形成された略直方体状のフォトダイオードチップからなる。
【００２９】
光反射体１６は、この例では略直方体状に成形された白色の樹脂からなる。光反射体１６は、金型を用いた樹脂成形によって容易に形成される。この光反射体１６は、半導体レーザチップ５のレーザ光出射方向（図２（ａ）における上下方向）に対して垂直な反射面をもち、半導体レーザチップ５が後方へ出射したレーザ光の一部を受けてモニタ用受光素子１５へ向けて反射する働きをする。
【００３０】
樹脂部３は、この例では黒色の絶縁性樹脂材料、例えばエポキシ樹脂からなる。したがって、樹脂部３は、金型を用いた樹脂成形によって容易に形成される。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、搭載部１ａの裏面１ｃが樹脂部３から露出している。また、第２リード２１，２２，２３は、第１リード１のリード部１ｂに沿って細長く延びている。図１中に示すように、第２リード２１，２２，２３の内端２１ａ，２２ａ，２３ａは、枠状に成形された樹脂部３内に露出している。そして、図示しないＡｕ線からなるワイヤが半導体レーザチップ５およびモニタ用受光素子１５から第２リード２１，２２，２３の内端２１ａ，２２ａ，２３ａへ配線されている。
【００３２】
なお、図１および図２（ａ）に示すように、第１リード１は搭載部１ａの前縁１ｅに、半導体レーザチップ５の搭載位置を示すように後退した凹部７を有している。これにより、製造段階で搭載部１ａ上にサブマウント部材４と半導体レーザチップ５を取り付ける時、サブマウント部材４や半導体レーザチップ５の位置決めを行うことが容易となる。例えばサブマウント部材４の前縁を上記凹部７の縁に沿って位置合わせすれば良い。
【００３３】
図３に示すように、半導体レーザチップ５が前方（図３における上方）へ出射するレーザ光Ｌ１は、この半導体レーザ装置４０の本来の用途に用いられる。例えばこの半導体レーザ装置４０が光ピックアップ装置（図示せず）に組み込まれる場合は、光ディスクを照射するのに用いられる。
【００３４】
半導体レーザチップ５が後方へ出射したレーザ光Ｌ２の一部は、直接モニタ用受光素子１５に入射する。しかし、半導体レーザチップ５が後方へ出射したレーザ光Ｌ２の大部分は、光反射体１６に入射する。光反射体１６は、入射したレーザ光をモニタ用受光素子１５へ向けて反射する。したがって、光反射体１６を設けない場合に比して、モニタ用受光素子１５への入射光量が多くなる。特に、この例では、光反射体１６は白色であるから、受けた光を殆ど吸収せずに反射する。したがって、モニタ用受光素子１５への入射光量がさらに多くなる。しかも、光反射体１６は樹脂部３とは別体であるから、例えばこの半導体レーザ装置４０を光ピックアップ装置に実装する際に樹脂部３に応力が加わったとしても、光反射体１６は歪むことがない。したがって、モニタ用受光素子１５への入射光量が安定する。これらの結果、半導体レーザチップ５が前方へ出射するレーザ光Ｌ１は、モニタ用受光素子１５の出力に基づいて良好に制御される。
【００３５】
なお、光反射体１６を構成する樹脂自体が白色以外の色（例えば黒色）であっても、その表面に銀等の金属メッキを施しておけば、上記と同様に、モニタ用受光素子１５への入射光量を多くでき、かつ安定させることができる。また、光反射体１６は金属製であっても、同様の効果を奏することができる。
【００３６】
なお、上述のように、この半導体レーザ装置４０では、第１リード１の搭載部１ａの裏面１ｃが樹脂部３から露出している。したがって、この半導体レーザ装置を例えば光ピックアップ装置に実装する段階で、光ピックアップ装置のハウジングに第１リード１の搭載部１ａを接触させれば、半導体レーザチップ５の動作時に搭載部１ａが放熱のために働く。つまり、半導体レーザチップ５が発生した熱が搭載部１ａを通してハウジングに放熱される。
【００３７】
上記半導体レーザ装置４０は次のようにして作製される。
【００３８】
まず、図４に示すように、Ｃｕからなるフレーム９０を用意する。このフレーム９０では、それぞれ半導体レーザ装置４０を構成するための第１リード１および第２リード２１，２２，２３の組が、図４において左右方向に延びるバー９１，９２に沿って２列で複数並んでいる。バー９１，９２は連結バー９３で連結されている。また、隣り合う第１リード１の搭載部１ａ同士はタイバー６を介して連結されている。そして、金型を用いた樹脂成形によって、第１リード１および第２リード２１，２２，２３の組毎に樹脂部３が設けられている。
【００３９】
この状態で、第１リード１の搭載部１ａ上にサブマウント部材４を介して半導体レーザチップ５が搭載されるとともに、モニタ用受光素子１５と光反射体１６とが搭載される（ダイボンディング工程）。工程の簡素化のため、サブマウント部材４、モニタ用受光素子１５および光反射体１６は、搭載部１ａ上に同時に接着されるのが望ましい。
【００４０】
次に、半導体レーザチップ５およびモニタ用受光素子１５から第２リード２１，２２，２３の内端２１ａ，２２ａ，２３ａへＡｕ線からなるワイヤが配線される（ワイヤボンディング工程）。
【００４１】
なお、この段階で、樹脂部３上に半導体レーザチップ５を保護するための蓋を設けるのが望ましい。
【００４２】
次に、第１リード１のリード部１ｂおよび第２リード２１，２２，２３のバー９１，９２近傍部分と、タイバー６とを切断して、個々の半導体レーザ装置４０を得る（タイバーカット工程）。
【００４３】
このようにして、半導体レーザ装置４０が簡単に製造される。
【００４４】
上の例では、保持部の材料が絶縁性樹脂であるものとしたが、セラミックであっても良い。保持部の材料がセラミックであれば、さらに放熱性を向上させることができる。
【００４５】
図５は、上記半導体レーザ装置４０を変形した別の実施形態の半導体レーザ装置５０を示している。なお、図１におけるのと同一の構成要素には同一の符号を付して個々の説明を省略する。
【００４６】
この半導体レーザ装置５０では、上記半導体レーザ装置４０に対して、モニタ用受光素子１８を、単独の部品としてではなく、Ｓｉからなる板状のサブマウント１９に内蔵した点が異なっている。詳しくは、半導体レーザチップ５はサブマウント１９の前部に搭載され、サブマウント１９のうち半導体レーザチップ５よりも後方に延在する部分の表面にモニタ用受光素子１８が形成されている。このような受光素子１８は、公知の手法により、Ｓｉ基板の表面に不純物を拡散することにより形成される。
【００４７】
この半導体レーザ装置５０でも、光反射体１６のお蔭で、モニタ用受光素子１８への入射光量が多くなる。しかも、光反射体１６は樹脂部３とは別体であるから、例えばこの半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に実装する際に樹脂部３に応力が加わったとしても、光反射体１６は歪むことがなく、モニタ用受光素子１８への入射光量が安定する。これらの結果、半導体レーザチップ５が前方へ出射するレーザ光Ｌ１は、モニタ用受光素子１８の出力に基づいて良好に制御される。しかも、サブマウントとモニタ用受光素子とを互いに別体で設ける場合に比して、部品点数を減少させることができる。
【００４８】
図６は、図５の半導体レーザ装置５０を変形したさらに別の半導体レーザ装置６０を示している。
【００４９】
この半導体レーザ装置６０では、図５の半導体レーザ装置５０に対して、光反射体１６は、半導体レーザチップ５からのレーザ光Ｌ２をモニタ用受光素子１８へ向けて反射するように半導体レーザチップ５のレーザ光出射方向（図６における上下方向）に対して傾斜した反射面１７を有する点が異なっている。この反射面１７のお蔭で、モニタ用受光素子１８への入射光量を増やすことができる。また、傾斜の角度に応じて、モニタ用受光素子１８への入射光量を調整することができる。
【００５０】
図７は、図６の半導体レーザ装置６０において、第１リード１の搭載部１ａに光反射体１６を接着するための接着剤として銀ペースト２０を用いた変形例７０を示している。この変形例７０では、モニタ用受光素子１８を内蔵し、かつ半導体レーザチップ５を搭載したＳｉからなる板状のサブマウント１９と、光反射体１６とが、層状の銀ペースト２０を介して搭載部１ａに接着されている。
【００５１】
この構成によれば、サブマウント１９と光反射体１６とを搭載部１ａに同時に接着することが可能となる。詳しくは、ダイボンディング工程において、第１リード１の搭載部１ａに銀ペースト２０をディスペンサー等により一定量塗布し、その銀ペースト２０上にサブマウント１９と光反射体１６とを載せる。その後、それらをオーブン等に入れて加熱し、同時に硬化させる。このようにした場合、搭載部１ａ上にサブマウント１９と光反射体１６とを別々に搭載する場合に比して、半導体レーザ装置７０を簡単に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の一実施形態の半導体レーザ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれこの発明の半導体レーザ装置の正面図、側面図、底面図である。
【図３】上記半導体レーザ装置の断面図である。
【図４】上記半導体レーザ装置を作製するのに用いられる樹脂成型状態のフレームを示す図である。
【図５】受光素子を内蔵したサブマウントを備えた別の実施形態の半導体レーザ装置を示す図である。
【図６】図５の半導体レーザ装置において、光反射体に傾斜面を設けた変形例を示す図である。
【図７】図５の半導体レーザ装置のさらなる変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  第１リード
１ａ  搭載部
１ｂ  リード部
２１，２２，２３  第２リード
３  保持部
４，１９  サブマウント
５  半導体レーザチップ
１５，１８  モニタ用受光素子
１６  光反射体
１７  傾斜した反射面
【図１】
2006202955.tif 000003
【図２】
2006202955.tif 000004
【図３】
2006202955.tif 000005
【図４】
2006202955.tif 000006
【図５】
2006202955.tif 000007
【図６】
2006202955.tif 000008
【図７】
2006202955.tif 000009