(57)【要約】【課題】素子の実装構造だけで素子に対する十分な特性を発揮させること。【解決手段】本発明は、素子実装用基板Ｓであって、素子である半導体レーザ基板１０を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する基板（主基板）２０と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板２１と備えているものである。また、副基板２１は、主基板である基板２０と異なる熱膨張係数を有するものでもある。また、副基板２１は、凹部に充填され、半導体レーザ基板１０に接合可能な接合材料により構成されているものでもある。【選択図】図１
2008263046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子実装用の実装基板であって、
素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、
前記凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板と
を備えていることを特徴とする実装基板。
【請求項２】
前記副基板は、前記主基板と異なる熱膨張係数を有する
ことを特徴とする請求項１記載の実装基板。
【請求項３】
前記主基板の前記素子を実装する表面に第１の接合材料が設けられ、前記副基板の前記素子を実装する表面に第２の接合材料が設けられており、
前記第１の接合材料と前記第２の接合材料とが異なる熱膨張係数となっている
ことを特徴とする請求項１記載の実装基板。
【請求項４】
前記副基板は、前記凹部に充填され、前記素子に接合可能な接合材料により構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の実装基板。
【請求項５】
前記副基板の前記素子を実装する側の面に少なくとも１つの凹部が設けられ、該凹部の内部に別の副基板が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の実装基板。
【請求項６】
光共振器を構成する両端面のうち少なくとも一方の端面から光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、
前記実装基板は、前記半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、前記凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、
前記半導体レーザ素子の一部分は、前記副基板に接合され、
前記半導体レーザにおける前記少なくとも一方の端面の部分は、前記主基板に接合され、
前記副基板は、前記主基板よりも小さな熱膨張係数を有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項７】
光共振器を構成する両端面のうち少なくとも一方の端面から光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、
前記実装基板は、前記半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、前記凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、
前記半導体レーザ素子の一部分は、前記主基板に接合され、
前記半導体レーザにおける前記少なくとも一方の端面の部分は、前記副基板に接合され、
前記副基板は、前記主基板よりも大きな熱膨張係数を有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項８】
結晶成長方向に沿って光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、
前記実装基板は、前記半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、前記凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、
前記半導体レーザ素子の中央部分は、前記副基板に接合され、
前記半導体レーザ素子の周縁部分は、前記主基板に接合され、
前記副基板は、前記主基板と異なる熱膨張係数を有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記凹部および前記副基板は、一方向に延在する平面形状を有している
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記凹部および前記副基板は、略円状の平面形状を有している
ことを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
結晶成長方向に沿って光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、
前記実装基板は、前記半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、前記凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、
前記半導体レーザ素子の中央部分は、前記主基板に接合され、
前記半導体レーザ素子の周縁部分は、前記副基板に接合され、
前記副基板は、前記主基板と異なる熱膨張係数を有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記凹部および前記副基板は、一方向に延在する平面形状を有している
ことを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記凹部および前記副基板は、略円輪状の平面形状を有している
ことを特徴とする請求項１１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、実装対象となる素子に対して異なる大きさの歪みを与えることができる実装基板およびこれを用いた半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
端面発光型の半導体レーザにおける高出力化の妨げとなる要因のひとつに、端面での光吸収に伴う発熱に起因した破壊・溶融現象ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）がある。ＣＯＤを回避する手段としては、レーザの端面部分において局所的に材料のバンドギャップを拡大し、光吸収を低減した、いわゆる「窓構造」が有効であり広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、「窓構造」の実現手段としては、端面領域への不純物拡散や異種材料の再成長、活性層厚の変調等の手法が挙げられる。
【０００４】
また、近年では、半導体レーザの更なる高性能化が進められており、特に高出力が要求される分野では複数の発光点が並ぶアレイレーザや面発光レーザが有効な手法として適用されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７８１５号公報
【特許文献２】特開２００２−０７６２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術においては、素子の特性を十分に発揮させるための手法として、素子自体の構造や組成に対する工夫が必要であり、これによる製造工程の複雑化や製造工数の増加を招くという問題が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、素子実装用の実装基板であって、素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えている実装基板である。
【０００８】
このような本発明では、素子の内部構造や組成に対して何ら対策を講じることなく、実装基板側の構造だけで素子に与える歪みの大きさを制御できるようになる。
【０００９】
具体的に、本発明では、副基板が、主基板と異なる熱膨張係数を有するものであったり、主基板の素子を実装する表面に第１の接合材料が設けられ、副基板の前記素子を実装する表面に第２の接合材料が設けられており、第１の接合材料と第２の接合材料とが異なる熱膨張係数となっているものであったり、副基板が、凹部に充填され、素子に接合可能な接合材料により構成されているものであったり、副基板の素子を実装する側の面に少なくとも１つの凹部が設けられ、この凹部の内部に別の副基板が設けられているものであったりする。
【００１０】
ここで、副基板の熱膨張係数が主基板よりも大きい場合、素子実装後の冷却時に副基板が大きく収縮するので、素子のうち副基板の中央部に接合されている部分には圧縮歪が加わり、素子のうち主基板に接合されている部分には引張歪が加わることになる。
【００１１】
一方、副基板の熱膨張係数が主基板よりも小さい場合、素子実装後の冷却時に主基板が大きく収縮するので、素子のうち副基板の中央部に接合されている部分には引張歪が加わり、素子のうち主基板に接合されている部分には圧縮歪が加わることになる。
【００１２】
また、本発明は、光共振器を構成する両端面のうち少なくとも一方の端面から光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、実装基板が、半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、半導体レーザ素子の一部分が副基板に接合され、半導体レーザにおける少なくとも一方の端面の部分が主基板に接合され、副基板が主基板よりも小さな熱膨張係数を有する半導体レーザ装置である。
【００１３】
また、本発明は、光共振器を構成する両端面のうち少なくとも一方の端面から光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、実装基板が、半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、半導体レーザ素子の一部分が主基板に接合され、半導体レーザにおける少なくとも一方の端面の部分が副基板に接合され、副基板が主基板よりも大きな熱膨張係数を有する半導体レーザ装置である。
【００１４】
また、本発明は、結晶成長方向に沿って光を出射する半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、実装基板が、半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、半導体レーザ素子の中央部分が副基板に接合され、半導体レーザにおける周縁部分が主基板に接合され、副基板が主基板と異なる熱膨張係数を有する半導体レーザ装置である。
【００１５】
また、本発明は、結晶成長方向に沿って光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を実装する実装基板とを備える半導体レーザ装置であって、実装基板が、半導体レーザ素子を実装する側の表面に少なくとも１つの凹部を有する主基板と、凹部の内部に設けられる少なくとも１つの副基板とを備えて構成され、半導体レーザ素子の中央部分が主基板に接合され、半導体レーザにおける周縁部分が副基板に接合され、記副基板が主基板と異なる熱膨張係数を有する半導体レーザ装置である。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明によれば、素子の実装構造だけで素子に対する十分な特性を発揮させることができ、製造工程の複雑化や製造工数の増加を招くことなく信頼性の高い装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る素子実装用基板を発光装置（半導体レーザ装置）に適用した例を説明する模式断面図である。すなわち、図１に示す実装対象となる半導体レーザ装置１は、複数の発光部が発光ストライプの方向（図中紙面垂直方向）と直交する方向（図中紙面横方向）に配置される素子である。
【００１８】
素子実装用基板Ｓは、この半導体レーザ基板１０を実装して機械的および電気的接続と放熱性とを果たす基板（主基板）２０と、基板２０の半導体レーザ基板１０を実装する側に設けられた凹部に組み込まれる副基板２１とを備えており、半導体レーザ基板１０と副基板２１および基板２０との接続を行うため、半導体レーザ基板１０の発光ストライプの方向と直交する方向に沿う複数の領域ごとに硬さの異なる第１の接合部材３１および第２の接合部材３２とが設けられている。この第１の接合部材３１および第２の接合部材３２によって、半導体レーザ基板１０に異なる歪みを与えることができるようになっている。
【００１９】
半導体レーザ基板１０は、いわゆるアレイレーザ素子であり、長尺方向に沿って数十のレーザ発光点が並ぶもので、各レーザ発光点に対応して活性層やクラッド層が形成されている。なお、この半導体レーザ基板１０の発光点は、必要に応じて多重構成になっていてもよい。
【００２０】
本実施形態で適用する半導体レーザ基板１０であるアレイレーザ素子は、長さ約１０ｍｍ、奥行き約０．７ｍｍ、厚さ約０．１ｍｍのＧａＡｓ半導体基板から構成される。
【００２１】
実装のための基板２０は、銅などの優れた放熱性と堅牢な強度が得られるものを用いる。この基板２０と半導体レーザ基板１０との接続を行う第１の接合部材３１、第２の接合部材３２としては、一般的にＡｕＳｎなどのはんだ材料が用いられる。
【００２２】
従来は半導体レーザ基板とヒートシンクとなる基板との間に、サブマウントと呼ばれるもう1つの別の基板を挿入するのが一般的であった。サブマウントとしては、例えばＳｉＣ基板などが用いられ、ＧａＡｓ基板とヒートシンクとの熱膨張係数の違いに起因する応力の緩和が主な目的となっている。
【００２３】
本実施形態では、サブマウントを省略してダイレクトマウントにすることにより、ヒートシンクとなる基板との熱抵抗を小さくし、排熱性能の向上を図るようにしている。
【００２４】
図２は、従来のサブマウント構造と、ダイレクトマウント構造での発振波長の比較を示す図である。駆動は5μsecの短パルスでデューティは1/2000なので発熱の影響は無視できる。図２に示すように、ダイレクトマウントになって発振波長が短波長化しているが、その理由は、レーザ素子の活性層に加わる応力が原因であると考えられる。
【００２５】
つまり、ＧａＡｓ基板とヒートシンクとの熱膨張係数の違いから、活性層には圧縮応力が加わることが予想され、理論的に圧縮応力は短波長化をもたらすからである。応力のシミュレーションと実装基板の測長結果により、圧縮応力がかかっていることの裏付けが得られている。さらに、測長から得られた圧縮率と発振波長の短波長化は理論から予想される結果と定量的に良く一致する。
【００２６】
図３は、ダイレクトマウント構造において、パルス駆動にてアレイレーザ素子の各エミッタの発振波長を調べた結果を示す図である。すなわち、図３におけるグラフの横軸がエミッタ番号、縦軸が発振波長である。なお、２本のグラフは接合部材の材質が異なる場合である。これから分かるように、ダイレクトマウント構造では、アレイレーザ素子の両端は中央と比較して数ｎｍ長波長であり、中央部は短波長である。同時に中央部は発振の閾値(Ith)が高く、顕著な場合には発振しない場合もある。
【００２７】
一方、図４は、ＧａＡｓ基板とヒートシンクとをサブマウントを介して接続したサブマウント構造での半導体レーザ装置の各エミッタの発振波長を調べた結果を示す図である。図３と同様に、横軸がエミッタ番号、縦軸が発振波長である。図４に示すように、サブマウントを介して接続する場合には、各エミッタとも揃った発振波長によって駆動できていることが分かる。
【００２８】
したがって、ダイレクトマウント構造の場合には、アレイレーザ素子の両端での発振波長がサブマウント構造での発振波長に近く、中央部分では離れていることが分かる。これは、応力のシミュレーションにより、アレイレーザ素子の両端での圧縮応力が緩和されているためであると考えられる。
【００２９】
以上述べてきたように、アレイレーザ素子を基板に実装した後で残留する応力は、レーザの特性に大きな影響を及ぼす。したがって、応力を低減するか、うまく制御して悪影響を及ぼさないようにする必要がある。
【００３０】
そこで、応力を低減する方策として、軟らか接合部材（はんだ）を用いてＧａＡｓ基板とヒートシンクとを接着することが考えられる。図５は、接合部材であるはんだの種類（すなわち、硬さ）の違いおよび厚さの違いによる発振波長の相違を示す図である。このグラフでは、横軸がエミッタ番号、縦軸が発振波長である。なお、ここで、はんだ材料である接合部材の硬さについては相対的な表現となっている。
【００３１】
図５に示す例では、従来用いられていた硬いはんだ（Ｓｎ系）に代えて、軟らかいＩｎＡｇを使用している。軟らかいはんだは応力の緩衝材として機能し、発振波長は長波長化している（図中ＩｎＡｇのグラフ参照）。しかしながら、アレイレーザ素子の長手方向における複数の発光点のうち２箇所で不連続な波長変化が見られる。これははんだが軟らかいために強度が不足し、応力に耐えられずに機械的な破断や浮きによる電気的接触不良が発生しているためと推察される。
【００３２】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、半導体レーザ基板１０の中央部に硬いはんだ材料から成る第１の接合部材３１を配置し、両端部に軟らかいはんだ材料から成る第２の接合部材３２を配置している。なお、本実施形態に係る半導体レーザ装置１の説明において、半導体レーザ基板１０とヒートシンクとなる基板２０との接合に用いられる複数のはんだ材料（接合部材）の硬さについて、相対的に硬いものを硬いはんだ材料、相対的に柔らかいものを柔らかいはんだ材料というものとする。
【００３３】
図６は、本実施形態の模式分解平面図である。硬いはんだ材料である第１の接合部材３１は、基板２０における半導体レーザ素子１０の実装面（接触領域）のうち略中央の領域（第１の領域）に配置され、柔らかいはんだ材料である第２の接合部材３２は、基板２０における半導体レーザ素子１０の実装面のうち両端の領域（第２の領域）に配置される。
【００３４】
これにより、半導体レーザ基板１０とヒートシンクとなる基板２０とは中央部の硬いはんだ材料（第１の接合部材３１）によって強固に接着されると同時に、応力は両端部の軟らかいはんだ材料（第２の接合部材３２）で緩和される構成となる。その結果として、図５に見られるような破断等による不連続な発振といった不都合が生じない、応力の小さい実装が可能となる。
【００３５】
図７は、半導体レーザ装置の実装プロセスの例を示す模式断面図である。先ず、図７（ａ）に示すように、ヒートシンクとなる基板２０を２つに分割しておき、基板２０から分割された副基板２１の表面に、ＡｕＳｎなどの硬いはんだ材料から成る第１の接合部材を形成しておく。
【００３６】
また、基板２０における副基板２１の部分（凹部２０ａ）を除く部分には、ＩｎＡｇなどの軟らかいはんだ材料から成る第２の接合部材３２を表面に形成しておく。
【００３７】
この状態で、最初に半導体レーザ基板１０と副基板２１とを二百数十度で固着する。これにより、半導体レーザ基板１０の裏面における略中央部に副基板２１が硬いはんだ材料である第１の接合部材３１によって接続された状態となる。
【００３８】
そして、半導体レーザ基板１０の裏面に接続された副基板２１を基板２０の凹部２０ａにはめ込むよう配置する。
【００３９】
その後、図７（ｂ）に示すように、半導体レーザ基板１０の裏面と基板２０とを百数十度で固着する。この固着では、柔らかいはんだ材料である第２の接合部材３２だけが溶融して固着する状態となり、その際に副基板２１と凹部２０ａとの隙間に第２の接合部材３２が入り込んで副基板２１と基板２０との一体化も図られることになる。
【００４０】
なお、基板２０と副基板２１との接合において、予め基板２０の凹部２０ａの内面にはんだ材料（第２の接合部材）を形成しておいても良いし、先に説明した基板２０の表面に形成した第２の接合部材３２が凹部２０ａと副基板２１との隙間に流れ込んで副基板２あの側面と底面とを満たすようにしても良い。
【００４１】
このようなプロセスによって製造された半導体レーザ装置１では、図７（ｂ）および図１に示すように、硬いはんだ材料である第１の接合部材３１で接続される部分が、基板２０とは別体の副基板２１によって接続され、この副基板２１が基板２０の凹部２０ａ内にはめ込まれた構造となる点に特徴がある。つまり、硬さ異なる複数の接合部材を用いて半導体レーザ基板１０をマウントするには、硬いはんだ材料であって融点の相対的に高い第１の接合材料３１を先に副基板２１に接続しておき、この状態で柔らかいはんだ材料であって融点の相対的に低い第２の接合材料３２で半導体レーザ基板１０と基板２０との接続を行うことが必要であり、完成した半導体レーザ装置１では上記のような基板２０に副基板２１が入り込んだ構成となる。
【００４２】
図８、図９は、他の実施形態を説明する模式断面図である。図８（ａ）に示す例は、硬いはんだ材料である第１の接合部材３１を用いた接続の箇所が、半導体レーザ基板１０の中央部分と両端部分との３箇所になっている例である。
【００４３】
また、図８（ｂ）に示す例は、硬いはんだ材料である第１の接合部材３１を用いた接続の箇所が、半導体レーザ基板１０の両端の２箇所になっている例である。
【００４４】
図９は、副基板が２段になっている例である。すなわち、副基板が２段のケースでは、先ず、図７（ａ）のように１段目の副基板２１を半導体レーザ基板１０の中央部に貼り付けた後、１段目の副基板２１に対応する凹部を有する２段目の副基板２２をさらに貼り付ける。そして、この状態で、２段目の副基板２２に対応する凹部を有する基板２０に２段目の副基板２２を貼り付けるようにする。
【００４５】
このような貼り付けにおいて、半導体レーザ基板１０と副基板２１との接続を第１の接合部材３１によって行い、半導体レーザ基板１０と副基板２２との接続を第２の接合部材３２によって行い、半導体レーザ基板１０と基板２０との接続を第３の接合部材３３によって行う。この際、接合部材の硬さは、第１の接合部材３１が最も硬く、その次に第２の接合部材３２が硬く、第３の接合部材３３が最も柔らかいものを使用する。すなわち、半導体レーザ基板１０の中央部から外側にかけて順次硬さが柔らかくなっていくよう接合部材を選択する。複数の硬さから成る接合部材を用いる場合には、このように副基板を複数段にすることで実現可能である。
【００４６】
なお、ここでは副基板が２段のケースを例に示すが、３段以上であっても同様である。また、上記説明した硬さの異なる接合部材を用いる本発明の技術的思想は、発光素子をサブマウントに接合する場合にも適用することができる。この場合、本実施形態の基板２０をサブマウントとしてとらえることで適用可能である。
【００４７】
先に説明した実施形態のように、半導体レーザ基板１０の中央部分のみに硬いはんだ材料である第１の接合部材３１を用いた接続に限らず、使用する半導体レーザ基板１０の材質、基板２０の材質からくる応力の関係から、このように種々の位置に硬いはんだ材料での接続箇所を設けることができる。
【００４８】
この場合でも、硬いはんだ材料である第１の接合部材３１による接続箇所には副基板２１が設けられており、予め副基板２１を第１の接合部材３１で接続しておき、その後に柔らかいはんだ材料である第２の接合部材３１を介して半導体レーザ基板１０と基板２０とを接続することになる。
【００４９】
また、本実施形態では、はんだ材料である接合部材として硬い、柔らかいの２種類の硬さによる接合を行っているが、３種類以上の硬さの接合部材を用いて接続するようにしてもよい。半導体レーザ基板１０と基板２０との熱膨張差によって適宜はんだ材料の硬さを設定することで、半導体レーザ基板１０と基板２０との強固な接合とともに、固定後の残留応力の緩和による安定したレーザ発振を実現することが可能となる。また、ダイレクトマウントによって別基板を挿入する必要がなく、部品点数の削減によるコストダウンをはかることが可能となる。さらには、発光素子と基板との間の接合における残留応力が減少することによって、クラックの発生が少なくなり、製造歩留の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
次に、他の実施形態を説明する。この実施形態では、半導体レーザおいて導波層（発光ストライプ）のバンドギャップを端面で局所的に拡大することで光吸収を低減し高出力化を図る、いわゆる「窓構造」を、外部応力による圧縮歪みを端面領域に選択的に付加する次のような実装手法によって実現している。
【００５１】
１．ヒートシンクとなる素子実装用基板に半導体レーザ基板をはんだ付けした半導体レーザ装置において、半導体レーザ基板の端面領域が接するヒートシンク部分の熱膨張係数が、その他の領域が接するヒートシンク部分の熱膨張係数より大きい。
【００５２】
２．ヒートシンクとなる素子実装用基板に半導体レーザ基板をはんだ付けした半導体レーザ装置において、ヒートシンクの熱膨張係数が半導体レーザ基板のそれと比べて大きく、なおかつ両者を接合するはんだ材の厚みが半導体レーザ基板の端面領域において薄く、その他の領域において厚い。
【００５３】
３．ヒートシンクとなる素子実装用基板に半導体レーザ基板をはんだ付けした半導体レーザ装置において、ヒートシンクの熱膨張係数が半導体レーザ基板のそれと比べて大きく、なおかつ両者を接合するはんだ材の組成が端面領域とその他の領域において異なり、前者の凝固点温度が後者の凝固点温度よりも高い。
【００５４】
本実施形態では、上記の実装手法を用いることで、レーザ構造をウェハに形成する際に追加の工程を必要とすること無く、その後のチップ実装工程で用いる素子実装用基板に変更を加えるだけで、半導体レーザ基板の材料によらずに窓構造を実現することができる。
【００５５】
これには、半導体レーザ材料の持つ次の基本性質を利用する。すなわち、Journal of Applied Physics誌のVol.57 p.5428 “Effect of mismatch strain on band gap in III-V semiconductors”で報告されているように、半導体材料のバンドギャップは格子歪によって変化し、圧縮歪を受けた際には拡大する方向に変化する。
【００５６】
そこで、半導体レーザ基板の端面領域には圧縮歪が、それ以外の領域にはこれよりも相対的に小さな圧縮歪、もしくは無歪、あるいは引っ張り歪が生じるよう、領域に応じて異なる値の外部応力が恒常的に印加される構成を用いる。これによって、端面領域におけるバンドギャップが相対的に広い、いわゆる「窓構造」を形成することが可能となる。
【００５７】
ここで、端面領域に対して異なる値の外部応力が恒常的に印加される構成を簡便に実現するには、半導体レーザ基板をヒートシンクとなる素子実装用基板にはんだ付けする工程で生じる次のような現象を利用することができる。
【００５８】
すなわち、はんだ付けの際には、まず半導体レーザ基板をはんだ材を介してヒートシンクに重ねた状態で加熱し、はんだ材の融点および凝固点温度より高い温度Ｔにまで昇温する。ここで半導体レーザ基板およびヒートシンクはそれぞれの熱膨張係数κLおよびκHに応じて異なる膨張量となるκL(Ｔ−ＴR)およびκH(Ｔ−ＴR)で独立に膨張する。ここで、ＴRは室温である。
【００５９】
続いて、はんだ材が溶融し半導体レーザ基板・ヒートシンクの双方に十分馴染み、熱平衡状態に達した後、室温ＴRまで降温する。この降温過程ではんだ材は凝固点温度ＴSに達した時に凝固するが、凝固前(ＴS＜Ｔ)までは半導体レーザ基板・ヒートシンクは独立して収縮するのに対し、凝固後(Ｔ＜ＴS)には半導体レーザ基板がヒートシンクに接合され、以降両者は一体となって収縮する。
【００６０】
この結果、半導体レーザ基板は自身よりも数十倍の厚みを持つヒートシンク材の収縮量であるκH(ＴS−ＴR)にならう形で収縮し、最終的には室温において以下の式で表される量の外部応力が恒常的に印加された状態となる。
【００６１】
｛κL(ＴS−ＴR)｝−｛κH(ＴS−ＴR)｝＝（κL−κH）(ＴS−ＴR)
【００６２】
ここで、半導体レーザ基板とヒートシンクの熱膨張係数差κL−κHの符号が負の場合には圧縮応力、正の場合には引っ張り応力、零の場合には無応力となる。
【００６３】
したがって、ヒートシンクの熱膨張係数またははんだ材の凝固点を調整することで、半導体レーザ基板の材料に与える歪の量を制御することができる。
【００６４】
その結果、端面領域の歪をその他の領域に比べて圧縮側に設定することでバンドギャップを相対的に広くし、窓構造を形成することが可能となる。以降、上記の特性を利用した実例となる構成について具体例を挙げながら説明する。
【００６５】
図１０は、本実施形態に係る素子実装用基板を半導体レーザ基板に適用した例を説明する模式図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。図１０に示す実施形態では、半導体レーザ基板１０を実装する素子実装用基板Ｓとしてのヒートシンクを２種類の材料で構成している。
【００６６】
第１のヒートシンク２５を構成する第１の材料は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）を使用し、その熱膨張係数は４．５ｐｐｍ／Ｋとなっている。一方、第２のヒートシンク２６を構成する第２の材料は、例えばＣｕ（銅）を使用し、その熱膨張係数は１６．８ｐｐｍ／Ｋとなっている。
【００６７】
この第１のヒートシンク２５および第２のヒートシンク２６によって、半導体レーザ基板１０に異なる歪みを与えることができるようになっている。すなわち、第１のヒートシンク２５および第２のヒートシンク２６で構成される基板のうち、半導体レーザ基板１０との接触領域の、半導体レーザ基板１０の中央部分に第１のヒートシンク２５が配置され、両端部分に第２のヒートシンク２６の一部がかかるようになっている。この場合、本発明における基板と複数の部材の一部とが第２のヒートシンク２６で一体的に構成され、他の部材が第１のヒートシンク２５で構成されることになる。
【００６８】
図１０に示す例においては、第１のヒートシンク２５が、素子実装用基板Ｓの半導体レーザ基板１０との接触領域において、半導体レーザ基板１０の発光ストライプ１１の方向に沿った略中央部に対応した位置に配置され、半導体レーザ基板１０の発光ストライプ１１の両端部に対応した位置には第２のヒートシンク２６の一部が配置されるようになっている。
【００６９】
第１のヒートシンク２５は、第２のヒートシンク２６の凹部に入れ子となって組み込まれており、これによって一つの素子実装用基板Ｓを構成している。また、図１０（ｂ）に示すように、この半導体レーザ基板１０は発光点が複数並ぶバーレーザ型となっており、第１のヒートシンク２５はバーレーザの長手方向については全域をカバーする長さで設けられている。
【００７０】
この素子実装用基板Ｓに、全長７００μｍのＧａＡｓを主成分とするレーザチップ（５．９ｐｐｍ／Ｋ）１０を、凝固点２８０℃のＡｕ0.8Ｓｎ0.2から成るはんだ材３４で接合するが、この際、半導体レーザ基板１０の前後（レーザ光の出射側の端部を前、反対の端部を後ろ）の幅約５０μｍの端面部分だけが第２のヒートシンク２６のＣｕからなる領域に接合される。
【００７１】
この結果、動作温度２５℃において半導体レーザ基板１０の端面部分ではおよそ２．８％の圧縮歪が、その他の部分では０．３％の引っ張り歪が加わった状態となり、端部での歪みが中央部での歪みより大きくなって、発光ストライプ１１におけるバンドギャップが端部のみ広がり、窓構造を形成できるようになる。
【００７２】
なお、図１１は、ＧａＡｓ基板およびＧａＡｓ活性層からなるレーザチップの発振波長を、ＡｌＮのみを用いたヒートシンク上にマウントした場合と、Ｃｕのみを用いたヒートシンク上にマウントした場合とで比較したグラフである。
【００７３】
はんだ材には図１０の例と同様にＡｕ0.8Ｓｎ0.2を用いている。両者の波長差は８．２ｎｍ、バンドギャップ差は１６ｍｅＶとなっている。したがって、本実施形態のように、半導体レーザ基板１０の発光ストライプ１１に沿った中央部にＡｌＮから成る第１のヒートシンク２５、端部にＣｕから成る第２のヒートシンク２６を用いることで、発光ストライプ１１の中央部に対して端部のバンドギャップを１６ｍｅＶ大きくすることができ、端部での窓構造を形成する上で十分な特性を得ることができる。
【００７４】
次に、他の素子実装用基板の構造例について図１２の模式断面図に沿って説明する。図１２に示す他の構造例では、半導体レーザ基板１０を実装する素子実装用基板Ｓであるヒートシンク２７に凹部２７ａが設けられており、半導体レーザ基板１０の発光ストライプ１１の方向に沿って部分的に接合部材であるはんだ材３４の厚さを変えられる構造である。この凹部２７ａに設けられるはんだ材３４が本発明における副基板に相当するものとなる。このはんだ材３４の厚い部分と薄い部分とで半導体レーザ基板１０に異なる歪みを与えることができるようになっている。
【００７５】
具体的には、Ｃｕからなるヒートシンク２７の表面が平坦では無く、半導体レーザ基板１０の接触領域における両端に対応した約５０μｍの領域を除いた部分が約１００μｍの深さで後退した形状となっている。
【００７６】
このような構造からなるヒートシンク２７の表面にＡｕ0.8Ｓｎ0.2から成るはんだ材３４を充填後、全長７００μｍのＧａＡｓ基板からなる半導体レーザ基板１０を載せ、はんだ材３４の厚みが端面領域で３μｍ、その他の接合領域で約１０３μｍとなるように接合する。
【００７７】
その結果、半導体レーザ基板１０の接触領域における半導体レーザ基板１０の端面部に対応した領域でははんだ材３４が薄いため、熱膨張係数の大きいＣｕからなるヒートシンク２７の収縮に伴って半導体レーザ基板１０は圧縮歪を受ける。
【００７８】
一方、その他の領域でははんだ材３４が大きな厚みを持つことからヒートシンク２７の収縮量を緩和する効果が顕在化し、半導体レーザ基板１０に加わる歪はほぼ無視できる量にまで低減される。
【００７９】
その結果、先に示す例と同様に、半導体レーザ基板１０の発光ストライプ１１における端部だけに歪みを与え、バンドギャップを大きくして、半導体レーザ基板１０に窓構造を実現することができるようになる。
【００８０】
次に、その他の素子実装用基板の構造例について説明する。図１３に示す構造例では、主基板である基板２０の素子実装面側に複数の凹部が設けられ、この凹部にそれぞれ副基板２１が設けられたものである。
【００８１】
図１３（ａ）に示す構造例は、半導体レーザ基板１０として端面からレーザ光を出射する端面発光型を実装対象としており、半導体レーザ基板１０の中央部に主基板である基板２０が接合され、両端部に副基板２１が接合されるようになっている。この主基板である基板２０と副基板とで熱膨張係数に差を設けることによって、半導体レーザ基板１０の所定の位置に歪みを加えることができる。
【００８２】
また、図１３（ｂ）に示す構造例は、半導体レーザ基板１０として表面からレーザ光を出射する面発光型を実装対象としており、半導体レーザ基板１０の中央部に主基板である基板２０が接合され、両端部に副基板２１が接合されるようになっている。この主基板である基板２０と副基板とで熱膨張係数に差を設けることによって、半導体レーザ基板１０の所定の位置に歪みを加えることができる。
【００８３】
ここで、副基板２１の熱膨張係数が主基板である基板２０よりも大きい場合、素子実装後の冷却時に副基板２１が大きく収縮するので、素子のうち副基板２１の中央部に接合されている部分には圧縮歪が加わり、素子のうち主基板である基板２０に接合されている部分には引張歪が加わる。
【００８４】
一方、副基板２１の熱膨張係数が主基板である基板２０よりも小さい場合、素子実装後の冷却時に主基板である基板２０が大きく収縮するので、素子のうち副基板２１の中央部に接合されている部分には引張歪が加わり、素子のうち主基板である基板２０に接合されている部分には圧縮歪が加わることになる。
【００８５】
また、図１４に示す構造例は、半導体レーザ基板１０として表面からレーザ光を出射する面発光型を実装対象としており、半導体レーザ基板１０の中央部に副基板２１が接合され、端部に主基板である基板２０が接合されるようになっている。
【００８６】
副基板２１の半導体レーザ基板１０との接合部分の形状としては、図１４（ｂ）に示すような等方的（円状）に歪みを印加する構造と、図１４（ｃ）に示すような異方的（矩形状）に歪みを印加する構造とがある。
【００８７】
図１４（ｂ）に示す等方的（円状）な副基板２１を有する構造では、等方的な屈折率分布を構成してレーザ光を導くことができる。例えば、このように等方的に歪を印加することで、面発光型の半導体レーザ基板１０におけるレーザの中心部の屈折率を周縁部よりも大きくすることが可能であり、光を屈折率の高い中心部に集め、漏れを少なくすることができるようになる。
【００８８】
また、図１４（ｃ）に示す異方的（矩形状）な副基板２１を有する構造では、面発光型の半導体レーザ基板１０に異方性の歪みを与えることができ、レーザ光に対して偏光制御を行うことができるようになる。
【００８９】
本実施形態の素子実装用基板は、図１５に示すような構造から成る面発光型半導体レーザにも適用可能である。図１５は、面発光型半導体レーザ素子の構成を斜視図で表すものであり、図１６は、図１６のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図を表している。
【００９０】
この面発光型半導体レーザ素子５１は、基板６１の表面に、第１ＤＢＲ層６２、活性層６３、電流狭窄層６４、第２ＤＢＲ層６５およびコンタクト層６６が順次積層された積層構造を有している。また、コンタクト層６６の表面および基板６１の裏面にはそれぞれ、第１電極６７および第２電極６８が形成されている。これらのうち、第１ＤＢＲ層６２の上部、活性層６３、電流狭窄層６４、第２ＤＢＲ層６５、コンタクト層６６および第１電極６７は円柱状に形成され、垂直方向に延在する共振部５２を構成している。
【００９１】
また、図１６に示したように、第１電極６７側において第２ＤＢＲ層６５の一部が露出することで光出射口８１を構成し、そこから垂直方向にレーザ光Ｌ１が出射されるようになっている。
【００９２】
ここで、第１ＤＢＲ層６２および第２ＤＢＲ層６５はそれぞれ、第１の半導体多層反射膜および第２の半導体多層反射膜の一具体例に対応するものである。
【００９３】
基板６１は、例えばｐ型またはｎ型の半導体材料により構成されている。この基板６１は、例えば（１００）面基板であることが好ましい。（１００）面基板は標準的な基板であるので、これを用いれば素子を安価に製造することができるからである。この場合、図１５に示したように、面発光型半導体レーザ素子１の上方がｘ軸方向となる。以下、基板６１が（１００）面基板である場合として説明する。なお、基板６１は、例えばガリウムナイトライド（ＧａＮ）、またはサファイア（α−Ａｌ2 Ｏ3 ）などの材料により構成してもよい。
【００９４】
活性層６３は、不純物が添加されていない半導体材料により構成され、供給された電流により光を発する発光領域として機能する。また、第１ＤＢＲ層６２および第２ＤＢＲ層６５は、ｐ型またはｎ型の半導体多層膜により構成され、活性層６３から発せられる光を反射するものである。これら活性層６３、第１ＤＢＲ層６２および第２ＤＢＲ層６５を構成する半導体材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）−ガリウム（Ｇａ）−ヒ素（Ａｓ）系、インジウム（Ｉｎ）−Ｇａ−Ａｓ−リン（Ｐ）系、Ｇａ−Ｉｎ−Ｐ系、Ｉｎ−Ｐ系、Ｇａ−窒素（Ｎ）系、Ｇａ−Ｉｎ−Ｎ系、またはＧａ−Ｉｎ−Ｎ−Ａｓ系などが挙げられる。
【００９５】
電流狭窄層６４は、活性層６３における発光領域を制限するためのものであり、導電性の電流通過領域６４１と、絶縁性の電流狭窄領域６４２とから構成されている。この電流狭窄層６４は、例えばＡｌ1-x ＧａX Ａｓ（０＜ｘ＜０．０５）混晶により構成され、そのうち電流狭窄領域６４２は、電流狭窄層６４に対して酸化処理を施すことにより形成されたもの（Ａｌ2 Ｏ3 により構成される）である。詳細は後述するが、この酸化処理を施すことで電流通過領域６４１は面内異方性を有する矩形状をなし、これによりレーザ光Ｌ１の偏光状態を変化させ、面内異方性をなすようになっている。
【００９６】
コンタクト層６６は、第２ＤＢＲ層６５と第１電極６７とを電気的に接続するためのものであり、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）などにより構成され、第２ＤＢＲ層６５を構成する材料系によっては、ガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などにより構成されていてもよい。
【００９７】
また、第１電極６７および第２電極６８は、活性層６３に対して電流を供給するためのものであり、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）、または白金（Ｐｔ）などにより構成される。ＤＢＲの構成によっては、コンタクト層６６なお、図１６に示したように、コンタクト層６６および第１電極６７の一部は剥離され、前述の光出射口８１を構成するようになっている。
【００９８】
ここで、図１５および図１６に示したように、共振部５２における第２ＤＢＲ層６５、コンタクト層６６および第１電極６７の一部、具体的には光出射口８１を中心とした対向位置には、一対のトレンチ８２Ａ，８２Ｂが形成されている。
【００９９】
図１７は共振器５２の上視図であり、図中の矢印Ｐは、前述の矩形状からなる電流通過領域６４１の対角線方向のいずれか（［０１１］方向または［０１ −１］方向）を表している。
【０１００】
このように、トレンチ８２Ａ，８２Ｂは、その光出射口８１側の側面が電流通過領域６４１の対角線方向のいずれかと平行であり、これにより後述するようにレーザ光Ｌ１の偏光状態をさらに変化させ、一方向（［０１１］方向または［０１ −１］方向）の偏光成分に特定することができるようになっている。
【０１０１】
本実施形態に係る素子実装用基板では、このような面発光型半導体レーザにおける、トレンチ８２Ａ、８２Ｂの位置に対応した基板に、当該トレンチ８２Ａ、８２Ｂの部分へ歪みを与えるための部材を配置する。この部材としては、先に説明した材質の異なる副基板や、融点の異なるはんだ材料や、異なる厚さのはんだ材料を適用する。
【０１０２】
部材の配置方向としては、トレンチ８２Ａ、８２Ｂを形成した方向である電流通過領域６４１の対角線方向のいずれか（［０１１］方向または［０１ −１］方向）となる。このような素子実装用基板に面発光型半導体レーザを実装することで、基板の部材からトレンチ８２Ａ、８２Ｂに対応した面発光型半導体レーザに歪みが与えられ、この歪みによってレーザ光の偏光方向を制御することが可能となる。
【０１０３】
図１８は、上記面発光型半導体レーザに本実施形態の素子実装用基板を適用した例を示す模式断面図である。上記のような面発光型半導体レーザ５１を実装するにあたり、面発光型半導体レーザ５１の共振器５２に設けられたトレンチ８２Ａ、８２Ｂの位置に対応して、基板２０に副基板２１を組み込む。
【０１０４】
この基板２０における面発光型半導体レーザ５１の接触領域と、副基板２１における面発光型半導体レーザ５１の接触領域とで接合部材の材質を変える、もしくは基板２０および副基板２１自体の材質を変えることで、熱膨張係数の相違によって面発光型半導体レーザ５１に与えられる歪みが異なり、面発光型半導体レーザ５１を実装した際には、副基板２１の位置からトレンチ８２Ａ、８２Ｂの位置に対応して所望の歪みを与えることが可能となる。
【０１０５】
なお、上記実施形態では、面発光型半導体レーザ５１に設けたトレンチ８２Ａ、８２Ｂの位置に対応した基板２０に副基板２１等を設けて面発光型半導体レーザ５１に与える歪みを変えるようにしているが、面発光型半導体レーザ５１にトレンチ８２Ａ、８２Ｂが設けられていない構造であっても、そのトレンチ８２Ａ、８２Ｂの位置に対応した基板２０に副基板２１等を設けて、トレンチ８２Ａ、８２Ｂの代わりに偏光制御効果を持たせるようにしてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態の素子実装用基板は、図１９〜図２１に示す構造の面発光型半導体レーザにおいても適用可能である。図１９は、他の構造の面発光型半導体レーザの上面図、図２０は、図１９の面発光型半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図、図２１は、図１９の面発光型半導体レーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。
【０１０７】
この面発光型半導体レーザ５１は、基板６０の一面側に発光部７０を備えたものである。この発光部７０は、基板６０側から、下部ＤＢＲミラー層４１、下部スペーサ層４４、活性層４５、上部スペーサ層４６、電流狭窄層４７、上部ＤＢＲミラー層４８およびコンタクト層４９をこの順に積層して構成されている。
【０１０８】
発光部のうち、下部ＤＢＲミラー層４１の一部、下部スペーサ層４４、活性層４５、上部スペーサ層４６、電流狭窄層４７、上部ＤＢＲミラー層４８およびコンタクト層４９には、例えば幅３０μｍ程度の円柱状のメサ部７１と、そのメサ部７１を取り囲む溝部７２とがそれぞれ形成されている。
【０１０９】
溝部７２は、不均一な幅を有する環状の溝であり、その溝の幅に応じた（比例した）不均一な深さを有している。具体的には、積層面と平行であって、かつメサ部７１の中央部分を通る一の軸（図１９のＢ−Ｂ線）に対応する部分に、径方向の幅がＬｙ、周回方向の幅がＬｘの一対の溝７２Ａが設けられており、これらに連通して、径方向の幅がΔＲの一対の溝７２Ｂが設けられている。
【０１１０】
溝７２Ａは、下部ＤＢＲミラー層４１の下部第１ＤＢＲミラー層４２にまで達する深さＤ１を有している。他方、溝７２Ｂは、下部第１ＤＢＲミラー層４１１にまで達しない深さＤ２を有している。すなわち、溝７２Ｂの深さＤ２は溝７２Ａの深さＤ１よりも浅くなっており、それに伴い、メサ部７１の高さが溝部７２の深さに対応して不均一となっており、メサ部７１の側面に露出する層構成が溝部７２の深さに対応して相違している。なお、図２１には、溝７２Ｂが下部ＤＢＲミラー層４１の下部第２ＤＢＲミラー層４３にまで達している場合が示されている。
【０１１１】
図２２は、この面発光型半導体レーザを本実施形態の素子実装用基板に実装する際の例を示す模式断面図である。本実施形態に係る素子実装用基板Ｓでは、このような面発光型半導体レーザ５１における、溝７２Ａ、７２Ｂの位置に対応した基板２０に、当該溝７２Ａ、７２Ｂの部分へ歪みを与えるための部材を配置する。この部材としては、先に説明した材質の異なる副基板２１や、融点の異なるはんだ材料や、異なる厚さのはんだ材料を適用する。また、必要に応じて、溝７２Ａと対応する位置に設ける部材と、溝７２Ｂと対応する位置に設ける部材とで、材質や厚さを変えるようにしてもよい。
【０１１２】
このような素子実装用基板Ｓに面発光型半導体レーザ５１を実装することで、基板２０の部材から面発光型半導体レーザ５１の溝部７２Ａ、７２Ｂに対して歪みが与えられ、この歪みによってレーザ光の偏光方向を制御することが可能となる。
【０１１３】
また、本実施形態の素子実装用基板は、面発光型半導体レーザにおいて発光部が複数設けられている場合でも適用可能である。図２３は、複数の発光部がマトリクス状に配置された面発光型半導体レーザへの適用例を示す平面図である。この場合、複数の発光部７０の周辺に形成した溝７２の位置および形状に対応して、基板２０に部材を配置する。
【０１１４】
この部材としては、先に説明した材質の異なる副基板２１や、融点の異なるはんだ材料や、異なる厚さのはんだ材料を適用する。また、必要に応じて、溝７２Ａと対応する位置に設ける部材と、溝７２Ｂと対応する位置に設ける部材とで、材質や厚さを変えるようにしてもよい。
【０１１５】
また、複数の発光部７０が配置される面発光型半導体レーザ５１を実装対象とする場合には、全ての発光部７０に対応した溝２２の位置に同じ部材を配置してもよいが、必要に応じて異なる材質の部材を配置してもよい。
【０１１６】
これにより、基板２０の部材から面発光型半導体レーザ５１の溝部２２に対して所定の歪みが与えられ、この歪みによって各発光部７０から出射されるレーザ光の偏光方向を制御することが可能となる。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、面発光型半導体レーザ５１に設けた溝２２の位置に対応した基板２０に副基板２１等を設けて面発光型半導体レーザ５１に与える歪みを変えるようにしているが、面発光型半導体レーザ５１に溝２２が設けられていない構造であっても、その溝２２の位置に対応した基板２０に副基板２１等を設けて、溝２２の代わりに偏光制御効果を持たせるようにしてもよい。
【０１１８】
本実施形態の素子実装用基板に半導体レーザ基板を実装して構成される発光装置の利用としては種々考えられるが、主として画像表示装置の光源としての利用が好適である。つまり、均一な波長で大出力の光を必要とする機器への適用が好適である。
【０１１９】
具体的には、発光装置から出射した光を光変調装置に照射し、この光変調装置で画像に応じた光変調を行って映像を生成する画像出力装置であり、光変調装置として、液晶表示装置、ＧＬＶ（Grating Light Valve）などが挙げられる。特に、大型スクリーンへの映像投射を行うプロジェクタ装置への適用が好ましい。
【０１２０】
ＧＬＶは、リボン状の光回折格子がシリコン基板上に一列に形成された一次元反射型ディスプレイデバイスである。マイクロリボンアレイに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のレーザ光を照射し、回折光量を変化させ、さらに走査ミラーを用いて一次元画像を二次元画像に走査することで、フルＨＤ画像を投影することができる。
【０１２１】
ＧＬＶは、１画素が６本のリボンと呼ばれる中空構造に保持されたビームで構成されており、ＨＤ映像の垂直画素数と同じ１０８０画素（合計６４８０本のリボン）の光回折素子が形成されている。
【０１２２】
リボンは、例えばＡｌ／ＳｉＮ積層膜で構成されており、反射ミラーとしての働きに加えて駆動電極としての機能も備える。リボンの駆動は、リボン電極と下部電極の間に電圧を印加することにより行なわれ、電圧が印加されていない状態では、全てのリボンが同じ平面に並んで鏡面を構成して、照射されたＲＧＢ３色のレーザ光をそのまま反射する。
【０１２３】
一方、動作時には、１本おきのリボンに電圧を印加し、リボンに段差をつけて回折格子を作り出す。この回折格子が、入射したレーザ光に対して角度をもった回折光を生み出す。そして、ＧＬＶからの反射光については遮断し、回折光だけを取り出して集光するフィルタをＧＬＶの手前に配置しておくことで、回折光を画像の明暗として取り出すことができる。
【０１２４】
図２４は、ＧＬＶを用いたプロジェクタ装置の構成を説明する模式図である。このプロジェクタ装置１００では、光源１０１としてＲＧＢのレーザ光を用い、それぞれのレーザ光を照明レンズ１０２を介してＧＬＶ１０３にスリット状にして照射する。
【０１２５】
ＧＬＶ１０３によって変調されたレーザ光は、投影レンズ１０４を介して走査ミラー１０５で反射し、走査ミラー１０５の水平走査によって１０８０画素分の１次元像をスクリーン２００上に２次元画面として構成することができる。
【０１２６】
このようなＧＬＶ１０３を用いたプロジェクタ装置１００の光源１０１として、先に説明した半導体レーザ装置１を適用する。ＧＬＶ１０３に照射するスリット状のレーザ光の形状にも対応し、大出力で安定した波長のレーザ光を提供できることから、本実施形態の素子実装用基板を適用した半導体レーザ装置１が非常に適していることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本実施形態に係る素子実装用基板を発光装置（半導体レーザ装置）に適用した例を説明する模式断面図である。
【図２】従来のサブマウント構造と、ダイレクトマウント構造での発振波長の比較を示す図である。
【図３】ダイレクトマウント構造において、パルス駆動にてアレイレーザ素子の各エミッタの発振波長を調べた結果を示す図である。
【図４】ＧａＡｓ基板とヒートシンクとをサブマウントを介して接続したサブマウント構造での半導体レーザ装置の各エミッタの発振波長を調べた結果を示す図である。
【図５】接合部材であるはんだの種類（すなわち、硬さ）の違いおよび厚さの違いによる発振波長の相違を示す図である。
【図６】本実施形態の模式分解平面図である。
【図７】半導体レーザ装置の実装プロセスの例を示す模式断面図である。
【図８】他の実施形態を説明する模式断面図（その１）である。
【図９】他の実施形態を説明する模式断面図（その２）である。
【図１０】本実施形態に係る素子実装用基板を半導体レーザ基板に適用した例を説明する模式図である。
【図１１】レーザチップの発振波長を、ＡｌＮのみを用いたヒートシンク上にマウントした場合と、Ｃｕのみを用いたヒートシンク上にマウントした場合とで比較した図である。
【図１２】他の素子実装用基板の構造例について説明する模式断面図である。
【図１３】その他の素子実装用基板の構造例について説明する模式断面図である。
【図１４】その他の素子実装用基板の構造例について説明する模式図である。
【図１５】面発光型半導体レーザの例を説明する斜視図である。
【図１６】図１４のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図１７】共振器の上視図である。
【図１８】上記面発光型半導体レーザに本実施形態の素子実装用基板を適用した例を示す模式断面図である。
【図１９】他の構造の面発光型半導体レーザの上面図である。
【図２０】図１８の面発光型半導体レーザのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図２１】図１８の面発光型半導体レーザのＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。
【図２２】面発光型半導体レーザを本実施形態の素子実装用基板に実装する際の例を示す模式断面図である。
【図２３】複数の発光部がマトリクス状に配置された面発光型半導体レーザへの適用例を示す平面図である。
【図２４】ＧＬＶを用いたプロジェクタ装置の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１…半導体レーザ装置、１０…半導体レーザ基板、２０…基板、２１…副基板、３１…第１の接合部材、３２…第２の接合部材、Ｓ…素子実装用基板
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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