(57)【要約】【課題】紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために、ＳＨＧ素子全体へ同時に紫外線光を照射すると、その熱によりＳＨＧ素子自身が著しく高温になり、接着樹脂が硬化する過程でＳＨＧ素子の内部に膨張収縮により応力が生じ、せっかく合わせたＳＨＧ素子の内部にある導波路と半導体レーザの光軸の位置関係がズレてしまうという課題があった。【解決手段】本発明の光素子を精密位置決め接着固定するための製造方法は、ＳＨＧ素子を半導体レーザ素子に対して位置合わせした後に、紫外線照射を入射端側と出射端側の２回に分ける、または紫外線を集光して照射範囲を狭くして入射端から出射端へ徐々に移動させることで、ＳＨＧ素子が著しく高温になることを回避することにより、ＳＨＧ素子内部に応力や歪みが発生せず、ＳＨＧ素子と半導体レーザの位置調整した関係を保った状態で接着固定することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ波長を半分に変換するための光素子（以下ＳＨＧ素子と呼ぶ）を赤外光または赤色光を発光する半導体レーザ素子に対して位置合わせして接着固定する製造工程において、接着固定するための接着剤として紫外線硬化型の樹脂を用い、半導体レーザ素子とＳＨＧ素子との位置合わせを行なった後に、ＳＨＧ素子の入射端側に塗布された接着樹脂の硬化と出射端側に塗布された接着樹脂の硬化に時差を設けてＳＨＧ素子を接着固定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体レーザ素子およびＳＨＧ素子をそれぞれ把持できる機構と、半導体レーザ素子とＳＨＧ素子との３次元的な相対的位置を微小に変化させ得る機構と、半導体レーザ素子からレーザ光を発生させるための電気的回路と、紫外線硬化樹脂を塗布する装置と、ＳＨＧ素子の入射端側に塗布された接着樹脂を硬化させる紫外線照射ユニットと出射端側に塗布された接着樹脂を硬化させる紫外線照射ユニットの２つの紫外線照射ユニットを備えることにより、上記請求項１に記載の光素子位置合わせ接着を実施し得ることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項３】
レーザ波長を半分に変換するための光素子を赤外光または赤色光を発光する半導体レーザ素子に対して位置合わせして接着固定する製造工程において、接着固定するための接着剤として紫外線硬化型の樹脂を用い、半導体レーザ素子とＳＨＧ素子との位置合わせを行なった後に、照射範囲を絞った紫外線を入射端から出射端へ移動しながら塗布された接着樹脂を硬化することでＳＨＧ素子を接着固定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体レーザ素子およびＳＨＧ素子をそれぞれ把持できる機構と、半導体レーザ素子とＳＨＧ素子との３次元的な相対的位置を微小に変化させ得る機構と、半導体レーザ素子からレーザ光を発生させるための電気的回路と、紫外線硬化樹脂を塗布する装置と、照射範囲を絞った紫外線照射ユニットを備え、該紫外線照射ユニットがＳＨＧ素子に沿って移動可能な機構であることを特徴とする上記請求項３記載の光素子位置合わせ接着を実施し得ることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外光または赤色光の特定の波長をもつ光の波長を半分に変換するＳＨＧ素子を、赤外光または赤色光を発光する波長可変な半導体レーザ素子に対して位置合わせして接着固定するための製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＨＧ素子を波長可変な半導体レーザ素子に対して位置合わせして接着固定するための従来の製造方法について図を用いて説明する。図５（ａ）に示すように、予め半導体レーザ素子２１を固着させた基板２２を例えば真空吸着等の方法によりステージ２３上に把持し、図５（ｂ）に示すように、該基板２２上のＳＨＧ素子が搭載される部分の一箇所または複数箇所に紫外線硬化型の接着樹脂２４，２５を塗布するとともに、半導体レーザ素子２１の利得電極２６に給電用プローブ針２９を接触させる。波長可変な半導体レーザ素子２１には、レーザ光を発光させるための利得電極２６と発光波長を制御するための位相電極２７とＤＢＲ電極２８という３つの電極があるが、ここでは利得電極２６のみを利用する。一方、図５（ｃ）に示すように、ＳＨＧ素子３０の上面の面積よりも小さい接触面積をもつコレット３１で真空吸着によりＳＨＧ素子３０を把持しながら基板２２の近傍へもってくる。尚、該コレット３１は３次元的に位置変化し得る機構に連結されている。次に図６（ｄ）に示すように、半導体レーザ素子２１の利得電極２６へ給電して半導体レーザ素子２１からレーザ光３２を発光させ、該レーザ光３２がＳＨＧ素子３０の内部にある導波路と呼ばれる光の通り道の中へ最大限入る様に、コレット３１を動かすことでＳＨＧ素子３０の位置を合わせる。ただし、このとき発光するレーザ光３２の波長はＳＨＧ素子３０の波長変換作用が起こらない波長である。ＳＨＧ素子３０の位置合わせが完了すると、図６（ｅ）に示すように、半導体レーザ素子２１とＳＨＧ素子３０の相対的位置関係を保持したまま、外部より紫外線照射ユニット３３にて紫外線を接着樹脂２４，２５に向けて照射する。ＳＨＧ素子３０は透明で紫外線を透過するため、ＳＨＧ素子３０の上方から紫外線を照射してもＳＨＧ素子３０と基板２２との間にある接着樹脂２４，２５まで紫外線は到達する。所定時間の該紫外線照射により接着樹脂２４，２５が硬化しＳＨＧ素子３０が基板に固定され、ＳＨＧ素子３０の半導体レーザ素子２１に対する位置合わせ接着固定が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために、ＳＨＧ素子全体へ同時に紫外線光を照射すると、その熱によりＳＨＧ素子自身が著しく高温になり、接着樹脂が硬化する過程でＳＨＧ素子の内部に膨張収縮により応力が生じ、せっかく合わせたＳＨＧ素子の内部にある導波路と半導体レーザの光軸の位置関係がズレてしまうという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光素子を精密位置決め接着固定するための製造方法は、ＳＨＧ素子を半導体レーザ素子に対して位置合わせした後に、紫外線照射を入射端側と出射端側の２回に分ける、または紫外線を集光して照射範囲を狭くして入射端から出射端へ徐々に移動させることで、ＳＨＧ素子が著しく高温になることを回避することにより、ＳＨＧ素子内部に応力や歪みが発生せず、ＳＨＧ素子と半導体レーザの位置調整した関係を保った状態で接着固定することができる。また、本発明の光素子を精密位置決め接着固定するための製造装置は、２つの紫外線照射ユニットを備えて照射を入射端側と出射端側に分けることで照射に時間差をつけることができる、または１つの紫外線照射ユニットを入射端側から出射端側へ徐々に移動させながら照射するので、少量の紫外線照射で接着樹脂を硬化させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０００６】
図１、図２に、本発明の実施の形態による光素子位置決め接着固定製造装置による製造方法の第１の実施の形態を示す。図１（ａ）に示すように、予め半導体レーザ素子１を固着させた基板２を例えば真空吸着等の方法によりステージ３上に把持し、図１（ｂ）に示すように、該基板２上のＳＨＧ素子が搭載される部分のうち、ＳＨＧ素子の入射端付近に紫外線硬化型の接着樹脂４および出射端付近に同じく紫外線硬化型の接着樹脂５を塗布するとともに、半導体レーザ素子１の利得電極６に給電用プローブ針９を接触させる。波長可変な半導体レーザ素子１には、レーザ光を発光させるための利得電極６と発光波長を制御するための位相電極７とＤＢＲ電極８という３つの電極があるが、ここでは利得電極６のみを利用する。一方、図１（ｃ）に示すように、ＳＨＧ素子１０の上面の面積よりも小さい接触面積をもつコレット１１で真空吸着によりＳＨＧ素子１０を把持しながら基板２の近傍へもってくる。尚、該コレット１１は３次元的に位置変化し得る機構に連結されている。次に図２（ｄ）に示すように、半導体レーザ素子１の利得電極６へ給電して半導体レーザ素子１からレーザ光１２を発光させ、該レーザ光１２がＳＨＧ素子１０の内部にある導波路と呼ばれる光の通り道の中へ最大限入る様に、コレット１１を動かすことでＳＨＧ素子１０の位置を合わせる。ただし、このとき発光するレーザ光１２の波長はＳＨＧ素子１０の波長変換作用が起こらない波長である。ＳＨＧ素子１０の位置合わせが完了すると、図２（ｅ）に示すように、半導体レーザ素子１とＳＨＧ素子１０の相対的位置関係を保持したままで外部よりまず紫外線照射ユニット１３Ａにて紫外線を接着樹脂４の付近に限定して所定時間の照射をする。このとき紫外線ＳＨＧ素子１０は透明で紫外線を透過するため、ＳＨＧ素子１０の上方から紫外線を照射してもＳＨＧ素子１０と基板２との間にある接着樹脂４まで紫外線は到達する。所定時間の該紫外線照射により接着樹脂４が硬化しＳＨＧ素子が基板に固定され、ＳＨＧ素子の入射端側の半導体レーザ素子に対する位置合わせ接着固定が完了する。次に図２（ｆ）に示すように、コレット１１はＳＨＧ素子１０の真空吸着を解除してＳＨＧ素子から離脱したのち、外部より紫外線照射ユニット１３Ｂにて紫外線を接着樹脂５の付近に限定して所定時間照射を行なうことにより、接着樹脂５が硬化しＳＨＧ素子が基板に固定される。以上２回の紫外線照射によりＳＨＧ素子１０の半導体レーザ素子１に対する位置合わせ接着固定が完了する。
【０００７】
図３、図４に、本発明の実施の形態による光素子位置決め接着固定製造装置による製造方法の第２の実施の形態を示す。図３（ａ）に示すように、予め半導体レーザ素子１を固着させた基板２を例えば真空吸着等の方法によりステージ３上に把持し、図３（ｂ）に示すように、該基板２上のＳＨＧ素子が搭載される部分に紫外線硬化型の接着樹脂４を塗布するとともに、半導体レーザ素子１の利得電極６に給電用プローブ針９を接触させる。紫外線硬化型の接着剤塗布方法については、入射端側から出射端側へ複数箇所を順次塗布していく方法やラインで塗布していく方法でも、その逆方向、すなわち出射端側から入射端側へ複数箇所を順次塗布していく方法やラインで塗布していく方法でも構わない。また波長可変な半導体レーザ素子１には、レーザ光を発光させるための利得電極６と発光波長を制御するための位相電極７とＤＢＲ電極８という３つの電極があるが、ここでは利得電極６のみを利用する。一方、図３（ｃ）に示すように、ＳＨＧ素子１０の上面の面積よりも小さい接触面積をもつコレット１１で真空吸着によりＳＨＧ素子１０を把持しながら基板２の近傍へもってくる。尚、該コレット１１は３次元的に位置変化し得る機構に連結されている。次に図４（ｄ）に示すように、半導体レーザ素子１の利得電極６へ給電して半導体レーザ素子１からレーザ光１２を発光させ、該レーザ光１２がＳＨＧ素子１０の内部にある導波路と呼ばれる光の通り道の中へ最大限入る様に、コレット１１を動かすことでＳＨＧ素子１０の位置を合わせる。ただし、このとき発光するレーザ光１２の波長はＳＨＧ素子１０の波長変換作用が起こらない波長である。ＳＨＧ素子１０の位置合わせが完了すると、図４（ｅ）に示すように、半導体レーザ素子１とＳＨＧ素子１０の相対的位置関係を保持したままで外部より紫外線照射ユニット１３にて紫外線を接着樹脂４に向けて照射する。この紫外線照射ユニット１３はＳＨＧ素子の長手方向に沿って移動可能な機構を有しており、移動速度や移動距離を予め設定プログラミングしておくことができる。すなわち、紫外線照射ユニット１３は紫外線を照射しながら、予め設定された速度と距離をＳＨＧ素子１０の長手方向に沿って移動しながら接着樹脂４を硬化して、ＳＨＧ素子１０が基板２に固定されることでＳＨＧ素子１０の半導体レーザ素子１に対する位置合わせ接着固定が完了する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の第１の実施の形態によれば、照射範囲を狭めることができ、なおかつ２つの紫外線照射ユニットの紫外線照射のタイミングを意図的に変えることで、ＳＨＧ素子の入射側の接着樹脂を硬化させた後に、出射側の接着樹脂を硬化させるといった硬化に時差を設けることができる。よってＳＨＧ素子の著しい温度上昇を抑えることができ、その結果、応力が発生せず、歪み発生のないＳＨＧ素子の接着固定を実現することができる。
【０００９】
本発明の第２の実施の形態によれば、照射範囲を狭めることができ、なおかつ１つの紫外線照射ユニットをＳＨＧ素子に沿って入射端から出射端へ移動させながら照射することで、ＳＨＧ素子の入射側の接着樹脂から順次硬化させていくことができる。よってＳＨＧ素子の急激な温度上昇を抑えることができ、その結果、応力が発生せず、歪み発生のないＳＨＧ素子の接着固定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光素子接着固定方法を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態における光素子接着固定方法を示す図
【図３】本発明の第２の実施の形態における光素子接着固定方法を示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態における光素子接着固定方法を示す図
【図５】従来の光素子接着固定方法を示す図
【図６】従来の光素子接着固定方法を示す図
【符号の説明】
１　半導体レーザ素子
２　基板
３　ステージ
４　接着樹脂
５　接着樹脂
６　利得電極
７　位相電極
８　ＤＢＲ電極
９　給電用プローブ針
１０　ＳＨＧ素子
１１　コレット
１２　レーザ光
１３　紫外線照射ユニット
２１　半導体レーザ素子
２２　基板
２３　ステージ
２４　接着樹脂
２５　接着樹脂
２６　利得電極
２７　位相電極
２８　ＤＢＲ電極
２９　給電用プローブ針
３０　ＳＨＧ素子
３１　コレット
３２　レーザ光
３３　紫外線照射ユニット
【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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