(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で、放熱性に優れた半導体レーザ素子搭載用パッケージを提供する。【解決手段】半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、第１面２ａおよび第１面２ａに連続する第２面２ｂに開口する凹部３を有する基体２を備える。凹部３の内部に半導体レーザが搭載される搭載部４が設けられている。基体は第２面に連続する一対の第３面２ｃと、それを含む第１側壁部５、第２側壁部６を有し、第１側壁部、第２側壁部は、基体の第１面とは反対側の第４面に対して同一の角度で傾斜する第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａをそれぞれ有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および該第１面に連続する第２面に開口する凹部を有する基体を備え、
前記凹部の内部に半導体レーザ素子が搭載される搭載部が設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項２】
前記基体は、前記第２面に連続する一対の第３面と、前記一対の第３面の一方を含む第１側壁部と、前記一対の第３面の他方を含む第２側壁部とを有しており、
前記第１側壁部および前記第２側壁部は、前記基体の、前記第１面とは反対側の第４面に対して同一の角度で傾斜する、第１傾斜部および第２傾斜部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項３】
前記基体は、前記搭載部よりも前記第４面側に位置し、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを接続する接続部を有していることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項４】
前記接続部は、前記第２面に対して、前記第１傾斜部および前記第２傾斜部と同一の角度で傾斜することを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項５】
前記接続部は、窪み部を有しており、
前記窪み部は、前記第４面に対して、前記第１傾斜部および前記第２傾斜部と同一の角度で傾斜する内壁を有していることを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項６】
前記基体は、前記凹部の内部に設けられた段差部を有しており、
前記搭載部は、前記段差部の、前記第１面側の表面に配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項７】
前記凹部を塞ぐように前記基体に接合される、透光性の蓋体を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子搭載用パッケージと、
前記搭載部に搭載される端面発光型の半導体レーザ素子と、
前記凹部を塞ぐように前記基体に接合される透光性の蓋体と、
を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記蓋体の、前記半導体レーザ素子に対向する対向面に、前記半導体レーザ素子から出射された光を偏向させる光学部材が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子搭載用パッケージおよび半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子（Laser Diode）は、発光ダイオード素子（Light Emitting Diode）と比較して、波長や位相が揃った光を出射できる。そのため、半導体レーザ素子は、例えば、データプロジェクタ、ホームシアター、半導体レーザテレビ等の高輝度表示機、ヘッドマウントディスプレイ、携帯プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ等の走査型表示機等の画像表示分野で、発光ダイオード素子に対する優位性を有するとされている。
【０００３】
半導体レーザとして、例えば、端面発光型の半導体レーザ素子、面発光型の半導体レーザ素子等がある。端面発光型の半導体レーザ素子を搭載するための半導体レーザ素子搭載用パッケージとして、例えば、端面発光型の半導体レーザ素子が搭載されたサブマウントを、ステム（基体）に搭載し、サブマウントを封止する窓付のキャップを、ステムに取り付けてなる、所謂ＴＯ−ＣＡＮ型半導体レーザ素子搭載用パッケージが知られている（たとえば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＴＯ−ＣＡＮ型半導体レーザ素子搭載用パッケージでは、端面発光型の半導体レーザ素子から発生した熱は、サブマウントおよびステムを介して、ステムと接触して配置された外部の放熱体に放熱される。ＴＯ−ＣＡＮ型半導体レーザ素子搭載用パッケージでは、パッケージの大型化を抑制しつつ、ステムと外部の放熱体との接触面積を増大させることが難しく、それ故、半導体レーザ素子搭載用パッケージの小型化、および高い放熱性を両立させることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様の半導体レーザ素子搭載用パッケージは、第１面および該第１面に連続する第２面に開口する凹部を有する基体を備え、
前記凹部の内部に半導体レーザ素子が搭載される搭載部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一つの態様の半導体レーザ装置は、上記の半導体レーザ素子搭載用パッケージと、
前記搭載部に搭載される端面発光型の半導体レーザ素子と、
前記凹部を塞ぐように前記基体に接合される透光性の蓋体と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様の半導体レーザ素子搭載用パッケージによれば、小型で、放熱性に優れた半導体レーザ素子搭載用パッケージを提供することができる。
【０００９】
また、本発明の一つの態様の半導体レーザ装置によれば、上記の半導体レーザ素子搭載用パッケージを備えることにより、小型で、放熱性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージを示す平面図である。
【図３】図２の切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージを示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージを示す断面図である。
【図６】（ａ）は、半導体レーザ装置の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、半導体レーザ装置の他の例を示す断面図である。
【図７】半導体レーザ装置のさらに他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ（以下、パッケージとも言う）、および半導体レーザ装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、半導体レーザ素子搭載用パッケージ、および半導体レーザ装置は、いずれの方向が上方または下方とされて使用されてもよいものであるが、本明細書では、便宜的に、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義するとともに、Ｚ軸方向の正側を上方として、上面または下面等の語を用いるものとする。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１を示す斜視図であり、図２は、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１を示す平面図であり、図３は、図２の切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。
【００１３】
第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、基体２を備えている。基体２は、第１面２ａ、および第１面２ａに連続する第２面２ｂに開口する凹部３を有している。凹部３の内部には搭載部４が設けられており、搭載部４には半導体レーザ素子が搭載される。凹部３は、基体２に接合される蓋体によって塞がれる。
【００１４】
基体２は、平面視したときの形状が、例えば、矩形状、正方形状、円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。本実施形態では、例えば図２に示すように、基体２は、平面視したときの形状が、矩形状とされている。
【００１５】
凹部３の開口は、平面視したときの形状が、例えば、矩形状、正方形状、円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。本実施形態では、例えば図２に示すように、凹部３の開口は、平面視において、矩形状とされている。凹部３の開口の大きさは、搭載しようとする半導体レーザ素子の大きさに応じて適宜設定すればよく、例えば、半導体レーザ素子として、端面発光型の半導体レーザ素子を用いる場合、その大きさは、例えば、縦方向（Ｙ方向）長さが1,000μｍ〜8,000μｍ、横方向（Ｘ方向）長さが1,000μｍ〜8,000μｍである。また、凹部３の深さ、すなわち高さ方向（Ｚ方向）における、第１面２ａを含む仮想平面と凹部３の底面３ａとの距離は、例えば、500μｍ〜5,000μｍである。
【００１６】
基体２は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。基体２は、このようなセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されて形成されていてもよいし、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形されてもよい。
【００１７】
基体２が、樹脂材料を用いて作製される場合は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、または四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等を用いることができる。
【００１８】
基体２が、例えば窒化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、主成分として窒化アルミニウムと、焼結助剤としてイットリア、エルビア等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層して基体２用の生積層体を形成し、高温（約１８００℃）で焼成することによって作製される。なお、主成分の窒化アルミニウムとは、基体２全体の質量を１００質量％とした際に、基体２中に窒化アルミニウムの質量が８０質量％以上含むことをいう。基体２中の窒化アルミニウムは９５質量％以上含有されていてもよい。窒化アルミニウムが９５質量％以上含まれていると、基体２の熱伝導率を１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上としやすいため、放熱性に優れた半導体レーザ素子搭載用パッケージ１とすることができる。
【００１９】
従来のＴＯ−ＣＡＮ型半導体レーザ素子搭載用パッケージは、端面発光型の半導体レーザ素子を、サブマウントを介して、ステム（基体）に搭載して、半導体レーザ素子の出射端面とステムの表面とを平行にすることによって、半導体レーザ素子から出射された光を、ステムの表面に垂直な方向に取り出している。これに対して、本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、半導体レーザ素子の出射端面を含む仮想平面が、凹部３の底面３ａに交差する場合であっても、半導体レーザ素子から出射された光を、第１面２ａおよび第２面２ｂに開口する凹部３の開口から効率的に取り出すことができる。それ故、本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１によれば、端面発光型の半導体レーザ素子の表面実装が可能になる。その結果、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１の高さ方向（Ｚ方向）の寸法を低減できるため、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１を小型化できる。
【００２０】
また、本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、半導体レーザ素子が搭載される搭載部４から基体２の第４面２ｄへ短い距離で伝熱でき、効率よく外部へ放熱し易くなるため、放熱性に優れたものとなる。
【００２１】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、半導体レーザ素子に駆動信号を供給するための接続端子を有する。接続端子は、例えば、半導体レーザ素子が搭載される搭載部４に配設されてもよい。この場合、半導体レーザ素子と接続端子とを、ボンディングワイヤ等の接続部材を用いて、容易に接続することが可能になる。
【００２２】
本実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、例えば図１，３に示すように、基体２が、第２面２ｂに連続する一対の第３面２ｃをさらに有している。基体２は、一対の第３面２ｃの一方を含む第１側壁部５と、一対の第３面２ｃの他方を含む第２側壁部６とを有している。
【００２３】
第１側壁部５は、基体２の、第１面２ａとは反対側の第４面２ｄに対して傾斜する第１傾斜部５ａを有し、第２側壁部６は、第４面２ｄに対して傾斜する第２傾斜部６ａを有している。第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａは、第４面２ｄに対して、同一の角度で傾斜している。換言すると、第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａは、第１傾斜部５ａの上面と第２傾斜部６ａの上面とが、同一平面上に位置するように構成されている。このような構成によれば、基体２の少なくとも一部において、高さ方向（Ｚ方向）の寸法を低減できるため、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１を小型化できる。また、例えば平板状である蓋体を基体２に接合する際、蓋体と基体２との面合わせが容易になる。
【００２４】
第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａは、例えば図１，３に示すように、基体２の、第２面２ｂとは反対側の第５面２ｅからの距離が大きくなるにつれて、基体２の底面（第４面２ｄ）からの高さが低くなるように構成されていてもよい。このような構成によれば、半導体レーザ素子から出射された光が、凹部３の内壁で散乱または吸収されることが抑制できるため、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１の光取り出し効率を向上させることができる。
【００２５】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、基体２が、搭載部４よりも第４面２ｄ側に位置し、第１傾斜部５ａと第２傾斜部６ａとを接続する第１接続部７をさらに有している。
【００２６】
第１接続部７は、第４面２ｄに対して、第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａと同一の角度で傾斜している。すなわち、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ａおよび第１接続部７は、それらの上面が、同一平面上に位置するように構成されている。このような構成によれば、例えば平板状である蓋体を基体２に接合する際、蓋体と基体２との面合わせが容易になる。その結果、蓋体と基体２とを精度よく位置決めすることが可能になり、ひいては、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、基体２が、搭載部４よりも第１面２ａ側に位置し、第１傾斜部５ａと第２傾斜部６ａとを接続する第２接続部８をさらに有している。第２接続部８は、第４面２ｄに対して、第１傾斜部５ａおよび第２傾斜部６ａと同一の角度で傾斜している。換言すると、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ａ、第１接続部７および第２接続部８は、それらの上面が、同一平面上に位置するように構成されている。このような構成によれば、例えば平板状である蓋体を基体２に接合する際に、蓋体と基体２との面合わせが容易になる。その結果、蓋体と基体２とを精度よく位置決めすることが可能になり、ひいては、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、例えば図１〜３に示すように、凹部３の内部に段差部９が設けられている。段差部９は、第１面２ａの面方向（ＸＹ方向）に延びる表面９ａと、第２面２ｂの面方向（ＹＺ方向）に延び、表面９ａに連続する側面９ｂとを有している。半導体レーザが搭載される搭載部４は、段差部９の表面９ａに設けられている。なお、図１，２では、段差部９と、第１側壁部５および第２側壁部６の各々との間に隙間が形成されている例を図示しているが、段差部９は、第１側壁部５および第２側壁部６に接触するように設けられていてもよい。
【００２９】
上記のような、段差部９が設けられた凹部３は、基体２用のセラミックグリーンシートにレーザ加工や金型による打ち抜き加工等によって、凹部３および段差部９となる切り欠きを複数のセラミックグリーンシートに形成し、これらのセラミックグリーンシートを、切り欠きを形成していないセラミックグリーンシートに積層することで形成できる。また、基体２の厚みが薄い場合には、凹部３および段差部９となる切り欠きは、セラミックグリーンシートを積層した後、レーザ加工や金型による打ち抜き加工等によって形成すると精度よく加工できる。
【００３０】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１は、例えば図３に示すように、基体２が、接続端子１０と、外部接続端子１１と、ビア導体１２とをさらに有している。接続端子１０、外部接続端子１１およびビア導体１２は、外部実装基板から供給される半導体レーザ素子の駆動信号が伝送される。
【００３１】
接続端子１０は、搭載部４が配設されている面と同一面である、段差部９の表面９ａに配設されている。接続端子１０と半導体レーザ素子とは、例えばボンディングワイヤによって、容易に接続することができる。本実施形態では、例えば図２に示すように、接続端子１０は、平面視したときの形状が、矩形状であり、その大きさは、例えば、縦方向（Ｙ方向）長さが50μｍ〜500μｍ、横方向（Ｘ方向）長さが50μｍ〜500μｍである。
【００３２】
外部接続端子１１は、基体２の第１面２ａ、第２面２ｂ、第３面２ｃ、第４面２ｄおよび第５面２ｅのうちの、少なくとも１つの面に配設されていればよい。本実施形態では、外部接続端子１１は、例えば図３に示すように、基体２の第４面２ｄに配設されている。外部接続端子１１は、はんだ等の接合材料によって、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１が実装される外部実装基板の接続端子と電気的に接続される。本実施形態では、例えば図２に示すように、外部接続端子１１は、平面視したときの形状が、矩形状であり、その大きさは、例えば、縦方向（Ｙ方向）長さが300μｍ〜2,000μｍ、横方向（Ｘ方向）長さが300μｍ〜2,000μｍである。
【００３３】
ビア導体１２は、基体２の内部に配設され、接続端子１０と外部接続端子１１とを電気的に接続する。ビア導体１２は、例えば図３に示すように、接続端子１０の直下から基体２の第４面２ｄにまで一直線状に延び、接続端子１０と外部接続端子１１とを電気的に接続してもよい。ビア導体１２の直径は、例えば、50μｍ〜200μｍである。
【００３４】
接続端子１０および外部接続端子１１は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。例えば、基体２が窒化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、Ｗ、ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得られた導体ペーストを、基体２となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、基体２となるセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、基体２の所定位置に被着形成される。ビア導体１２は、金型やパンチングによる打ち抜き加工やレーザ加工によってグリーンシートに貫通孔を形成して、この貫通孔に印刷法によって導体ペーストを充填しておくことによって形成される。
【００３５】
接続端子１０および外部接続端子１１の露出する表面には、さらに電解めっき法または無電解めっき法によってめっき層が被着されていてもよい。めっき層は、ニッケル、銅、金または銀等の耐食性やボンディングワイヤとの接続性に優れる金属から成るものであり、厚さ1μｍ〜10μｍ程度のニッケルめっき層と0.5μｍ〜2μｍ程度の金めっき層とが順次被着されていてもよい。これによって、接続端子１０および外部接続端子１１が腐食することを効果的に抑制できるとともに、接続端子１０とボンディングワイヤとの接合や、外部接続端子１１と外部実装基板の接続端子との接合を強固にできる。なお、めっき層は、ニッケルめっき層／金メッキ層に限られるものではなく、ニッケルめっき層／パラジウムめっき層／金めっき層等を含むその他のめっき層であってもよい。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａについて説明する。図４は、図３に示した断面図に対応する、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａの断面図である。第２実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａは、第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１に対して、第１接続部７の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には半導体レーザ素子搭載用パッケージ１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａは、第１接続部７が、窪み部１３を有している。窪み部１３は、例えば図４に示すように、第３面２ｃに垂直な方向（Ｙ方向）に視たときの断面形状が、Ｖ字形状である。窪み部１３は、第１内壁１３ａと第２内壁１３ｂとを有している。第１内壁１３ａは、第４面２ｄに対して、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ｂ、および第２接続部８と同一の角度で傾斜している。換言すると、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ｂ、第２接続部８、および第１内壁１３ａは、それらの上面が同一平面上に位置するように構成されている。第２内壁１３ｂは、第１内壁１３ａに対して傾斜している。第２内壁１３ｂの、第１内壁１３ａに対する傾斜角度は、例えば、90度〜110度である。
【００３８】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａは、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ｂ、第２接続部８、および第１内壁１３ａが、第４面２ｄに対して、同一の角度で傾斜していることにより、例えば板状である蓋体を基体２に接合する際、蓋体と基体２との面合わせが容易になる。その結果、蓋体と基体２とを精度よく位置決めすることが可能になり、ひいては、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａによれば、蓋体を基体２に接合する際、蓋体を第２内壁１３ｂに当接させることによって、蓋体と基体２との位置合わせを行うことが可能になる。その結果、蓋体と基体２とを精度よく位置決めすることが可能になり、ひいては、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。また、蓋体と第２内壁１３ｂとを接合すれば、蓋体と基体２との接合面積を増大させることができ、その結果、蓋体と基体２との接合を強固にできる。ひいては、半導体レーザ装置の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂについて説明する。図５は、図３に示した断面図に対応する、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂの断面図である。第３実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂは、第１実施形態に係る半導体レーザ素子搭載用パッケージ１に対して、外部接続端子およびビア導体の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には半導体レーザ素子搭載用パッケージ１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４１】
本実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂでは、外部接続端子１１が、基体２の第１面２ａに配設され、ビア導体１２が、段差部９の表面９ａに配設された接続端子１０と、基体２の第１面２ａに配設された外部接続端子１１とを電気的に接続するように構成されている。
【００４２】
半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂによれば、外部接続端子１１が、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂの上面（基体２の第１面２ａ）に配設されていることにより、外部接続端子１１と外部実装基板の接続端子とを、例えばワイヤボンディング等の接続部材によって、電気的に接続することが可能になる。その結果、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂの、外部実装基板に対する組み付けの自由度を向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置について説明する。
【００４４】
図６（ａ）は、半導体レーザ装置の一例を示す断面図である。図６（ａ）に示した半導体レーザ装置１００は、第１実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１と、半導体レーザ素子１４と、蓋体１５とを備えている。
【００４５】
半導体レーザ素子１４は、半導体レーザ素子搭載用パッケージ１の搭載部４に搭載されている。半導体レーザ素子１４は、ボンディングワイヤ１６によって、表面９ａに配設された接続端子１０に電気的に接続されている。本実施形態では、半導体レーザ素子１４として、端面発光型の半導体レーザ素子１４を用いる。半導体レーザ素子１４は、例えば図６（ａ）に示すように、段差部９の表面９ａに配設された搭載部４に、光が出射する出射端面１４ａが、段差部９の表面９ａに交差するように搭載されている。
【００４６】
半導体レーザ素子１４は、出射端面１４ａが、例えば図６（ａ）に示すように、段差部９の側面９ｂと面一であってもよく、出射端面１４ａが、側面９ｂよりも基体２の第２面２ｂ側に位置していてもよい。半導体レーザ素子１４から出射された光は、所定の広がり角を持って第２面２ｂ側に向かって進行する。半導体レーザ素子１４の出射端面１４ａが、段差部９の側面９ｂに対して、上記のように配置されていれば、出射端面１４ａから出射された光が表面９ａで散乱することが抑制できる。その結果、半導体レーザ装置１００の光取り出し効率を向上させることができる。
【００４７】
本実施形態では、蓋体１５は、透光性を有する平板状の部材である。蓋体１５は、凹部３を塞ぐように、基体２の第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ａ、第１接続部７、および第２接続部８に接合されている。
【００４８】
蓋体１５を構成する透光性材料としては、例えばガラス材料、サファイア等の透明セラミック材料、または樹脂材料等を用いることができる。ガラス材料としては、ホウケイ酸ガラス、合成石英、低熱膨張ガラス、結晶化ガラス、ソーダガラス等を用いることができる。樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
【００４９】
蓋体１５は、半導体レーザ素子１４から出射された光が、蓋体１５によって偏向され、外部に出射されるように構成されていればよい。蓋体１５は、半導体レーザ素子１４から出射され、蓋体１５に入射した光が、蓋体１５の外部との境界面で全反射しないように構成されていてもよい。蓋体１５を構成する透光性材料の屈折率は、例えば、1.1〜1.9である。また、半導体レーザ素子１４の出射端面１４ａと、蓋体１５の、半導体レーザ素子１４に対向する対向面１５ａとのなす角度は、例えば、20度〜70度である。
【００５０】
本実施形態の半導体レーザ装置１００によれば、小型で、放熱性に優れ、高い光取り出し効率を有する半導体レーザ装置とすることができる。
【００５１】
図６（ｂ）は、半導体レーザ装置の他の例を示す断面図である。図６（ｂ）に示した半導体レーザ装置１００Ａは、第２実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ａと、半導体レーザ素子１４と、蓋体１５とを備えている。半導体レーザ装置１００Ａは、半導体レーザ装置１００に対して、第１接続部７の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には半導体レーザ装置１００と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
半導体レーザ装置１００Ａでは、蓋体１５は、第１傾斜部５ａ、第２傾斜部６ａ、窪み部１３の第１内壁１３ａおよび第２内壁１３ｂ、ならびに第２接続部８に接合されている。半導体レーザ装置１００Ａは、蓋体１５と基体２とが精度よく位置決めされたものとなり、その結果、外部に出射される光の出射方向が高精度に調整されたものとなる。したがって、半導体レーザ装置１００Ａは、小型で、放熱性に優れ、高い光取り出し効率を有する、信頼性が向上されたものとなる。
【００５３】
半導体レーザ装置は、第３実施形態の半導体レーザ素子搭載用パッケージ１Ｂと、半導体レーザ素子１４と、蓋体１５とを備えた構成であってもよい。そのような構成によれば、外部実装基板に対する組み付けの自由度が向上された半導体レーザ装置とすることができる。
【００５４】
図７は、半導体レーザ装置のさらに他の例を示す断面図である。図７に示した半導体レーザ装置１００Ｂは、半導体レーザ装置１００に対して、蓋体１５の構成が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には半導体レーザ装置１００と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
半導体レーザ装置１００Ｂは、蓋体１５が、半導体レーザ素子１４に対向する対向面１５ａに形成された光学部材１７を有している。光学部材１７は、半導体レーザ素子１４から出射された光を、屈折、全反射等の光学作用により、所望の方向に偏向させるものであればよく、第３面２ｃに垂直な方向（Ｙ方向）に視たときの断面形状は、例えば、三角形状、半円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。本実施形態では、光学部材１７は、図７に示すように、Ｙ方向に視たときの断面形状が、三角形状である。このような光学部材１７によれば、例えば、半導体レーザ素子１４から水平方向（ＸＹ方向）に出射された光を、垂直方向（Ｚ軸方向）に偏向することができる。
【００５６】
半導体レーザ装置１００Ｂによれば、端面発光型の半導体レーザ素子１４を、段差部９の表面９ａに配設された搭載部４に表面実装する構成であっても、面発光型の半導体レーザ素子を表面９ａに搭載した場合と同様に、表面９ａに交差する方向に光を出射することが可能になる。前述したように、端面発光型の半導体レーザ素子１４は、面発光型の半導体レーザ素子に比べて、波長や位相が揃った光を出射できる。すなわち、半導体レーザ装置１００Ｂは、波長や位相が揃った光を、半導体レーザ素子が搭載された表面に垂直な方向に出射できるものとなる。
【００５７】
なお、光学部材１７は、蓋体１５とは異なる透光性材料を用いて作製されてもよく、蓋体１５と同じ透光性材料を用いて、蓋体１５と一体的に形成されてもよい。蓋体１５と光学部材１７とを同じ透光性材料を用いて一体的に形成する場合、蓋体１５の熱膨張係数と光学部材１７の熱膨張係数とを等しくすることができる。その結果、蓋体１５と光学部材１７との間における熱応力を軽減し、光学部材１７の蓋体１５からの剥離、光学部材１７のクラック等を抑制できる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
【００５９】
上記実施形態では、基体２がセラミック材料または樹脂材料から作製される場合について説明したが、基体は、例えば、金属材料を用いて作製されてもよい。基体を構成する金属材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金等を用いることができる。基体をＣｕ−Ｗ合金を用いて作製すれば、基体の熱伝導率を１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度にすることができるため、半導体レーザ装置の放熱性を向上させることができる。なお、基体を金属材料により構成する場合、半導体レーザ素子は、ガラス材料またはセラミック材料からなる絶縁部材を介して、搭載部に搭載すればよい。また、半導体レーザ素子と外部実装基板の接続端子とは、接続端子１０、外部接続端子１１およびビア導体１２に代わって、例えば、基体を貫通する端子ピンまたは配線導体によって電気的に接続することができる。この場合、端子ピンの一端または配線導体の一端と半導体レーザ素子とを、ボンディングワイヤ等の接続部材によって電気的に接続し、端子ピンの他端または配線導体の他端と外部実装基板の接続端子とを電気的に接続すればよい。基体と端子ピンとの間は、ガラス材料またはセラミック材料からなる絶縁部材を用いて絶縁すればよい。また、配線導体は入出力端子に設けられており、入出力端子は、基体の内外を導通する配線導体が設けられた、セラミック材料からなる矩形状の平板部および平板部の上面に配線導体の一部を間に挟んで接合された、セラミック材料からなる立壁部とからなり、基体を貫通するように設ければよい。
【符号の説明】
【００６０】
１      半導体レーザ素子搭載用パッケージ
１Ａ    半導体レーザ素子搭載用パッケージ
１Ｂ    半導体レーザ素子搭載用パッケージ
２      基体
２ａ    第１面
２ｂ    第２面
２ｃ    第３面
２ｄ    第４面
２ｅ    第５面
３      凹部
３ａ    底面
４      搭載部
５      第１側壁部
５ａ    第１傾斜部
６      第２側壁部
６ａ    第２傾斜部
６ｂ    第２傾斜部
７      第１接続部
８      第２接続部
９      段差部
９ａ    表面
９ｂ    側面
１０    接続端子
１１    外部接続端子
１２    ビア導体
１３    窪み部
１３ａ  第１内壁
１３ｂ  第２内壁
１４    半導体レーザ素子
１４ａ  出射端面
１５    蓋体
１５ａ  対向面
１６    ボンディングワイヤ
１７    光学部材
１００  半導体レーザ装置
１００Ａ  半導体レーザ装置
１００Ｂ  半導体レーザ装置
【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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