(57)【要約】【課題】半導体発光装置の射出側の窓ガラスでの反射により発生していたパッケージ内での乱反射の悪影響を抑制する。【解決手段】パッケージ１３内に設けた半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆがこのパッケージ１３に開口した窓１４に形成された透光性の封止部材１５を透過して射出される半導体発光装置１において、透光性の封止部材は半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆが透過する領域Ａ以外の部分に半導体発光素子１９から射出される光Ｌｂを吸収する光吸収膜２１が形成されているものであり、この光吸収膜２１によってパッケージ１３内における乱反射成分の吸収を図る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出される半導体発光装置において、
前記透光性の封止部材は前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されている
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出される半導体発光装置の製造方法において、
前記透光性の封止部材の前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜を形成する
ことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
光源に半導体発光装置を備えたレーザビームプリンタにおいて、
前記半導体発光装置は、パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出されるものであって、
前記透光性の封止部材は前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されている
ことを特徴とするレーザビームプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法およびレーザビームプリンタに関し、詳しくは半導体発光装置のパッケージ内での反射光の散乱を抑えた半導体発光装置およびその製造方法およびこの半導体発光装置を用いたレーザビームプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームプリンタに用いられる半導体レーザ装置は、微分効率が高いものより低いもののほうが好まれて使用されている。このような微分効率が低い半導体レーザ装置では、その後部からの射出出力が高くなるため、発光ダイオードの表面で反射した光が半導体レーザ装置のパッケージ内で乱反射を起こし、その一部が射出ビームの中に入り込むという問題が起こっている。その対策としては、発光ダイオードの角度を変える、パッケージの内部を黒く塗る、射出側の窓ガラスの面積を小さくする等の対策が試みられている。
【０００３】
ここで、半導体発光装置の従来例について、図３の概略構成断面図によって説明する。
【０００４】
図３に示すように、ベース１１を備え、このベース１１に被さるキャップ１１２が設けられている。このように、ベース１１とキャップ１２とでパッケージ１３が構成されている。上記キャップ１２にはベース１１に対向する位置に窓１４が開口され、この窓１４には透光性の封止部材１５が接着層１６を介してキャップ１２を密閉するように形成されている。上記透光性の封止部材１５にはガラスが用いられ、上記接着層１６には例えば低融点ガラスが用いられている。
【０００５】
上記ベース１１には、上記透光性の封止部材１５方向にヒートシンク１７が形成され、このヒートシンク１７の側面にサブマウント１８を介してレーザダイオードからなる半導体発光素子１９が設置されている。したがって、半導体発光素子１９の前部の射出方向は上記透光性の封止部材１５方向となり、後部の射出方向は上記ベース１１方向となる。上記ベース１１には傾斜面が設けられていて、この傾斜面にはフォトダイオード２０が設置されている。
【０００６】
上記半導体発光素子１９の後部から射出される光線Ｌｂは、フォトダイオード２０に反射し、透光性の封止部材１５に反射しているが、半導体発光素子１９の前部から射出される光Ｌｆに影響を与えないようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透光性の封止部材には、通常、高い透過率が得られるように誘電体膜が多層にコーティングされている。このため、半導体発光素子の後部から射出される光線は、パッケージ内で反射し、さらに透光性の封止部材および接着層を透過して窓周囲付近のキャップ内面で反射される。この反射された光は散乱光となり、乱反射の原因となっている。
【０００８】
また、製造ばらつきによっても乱反射が作り出されている。例えば、フォトダイオードを載置するベースの傾斜面の傾斜角、フォトダイオードを固定するためのはんだの傾斜角、レーザダイオードを固定するためのはんだの傾斜角等である。
【０００９】
このように、射出側の透光性の封止部材（ガラス）での反射については、パッケージ内での乱反射の悪影響を抑制する効果がほとんど得られていなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされた半導体発光装置およびその製造方法およびレーザビームプリンタである。
【００１１】
本発明の半導体発光装置は、パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出される半導体発光装置において、前記透光性の封止部材は前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されているものである。
【００１２】
上記半導体発光装置では、透光性の封止部材は半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されていることから、半導体発光素子から射出された光の散乱光は光吸収膜によって吸収される。このため、半導体発光素子から射出される光に散乱光が入り込むことが抑制される。
【００１３】
本発明の半導体発光装置の製造方法は、パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出される半導体発光装置の製造方法において、前記透光性の封止部材の前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜を形成することを特徴とする。
【００１４】
上記半導体発光装置の製造方法では、透光性の封止部材の半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜を形成することから、半導体発光素子から射出された光の散乱光は光吸収膜によって吸収される半導体発光装置を製造することが可能になる。このため、半導体発光素子から射出される光に散乱光が入り込むことが抑制された半導体発光装置が製造される。
【００１５】
光源に半導体発光装置を備えたレーザビームプリンタにおいて、前記半導体発光装置は、パッケージ内に設けた半導体発光素子から射出される光が該パッケージに設けた窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出されるものであって、前記透光性の封止部材は前記半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されているものである。
【００１６】
上記レーザビームプリンタでは、光源に上記半導体発光装置を用いているので、半導体発光素子から射出される光に散乱光が入り込むことが抑制されるため、レーザビームは整形されたものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体発光装置に係る一実施の形態を、図１によって説明する。図１は、（１）に半導体発光装置の概略構成断面図を示し、（２）に透光性の封止部材の平面図を示す。
【００１８】
図１に示すように、ベース１１を備え、このベース１１に被さるキャップ１２が設けられている。このように、ベース１１とキャップ１２とでパッケージ１３が構成されている。上記キャップ１２にはベース１１に対向する位置に窓１４が形成され、この窓１４には透光性の封止部材１５が接着層１６を介して窓１４を密閉するように形成されている。
【００１９】
上記ベース１１には、上記透光性の封止部材１５方向に延出されたヒートシンク１７が形成され、その側面にサブマウント１８を介して半導体発光素子１９が設置されている。この半導体発光素子１９は例えば半導体レーザ素子からなる。したがって、半導体発光素子１９の前部の射出方向は上記透光性の封止部材１５方向となり、後部の射出方向は上記ベース１１の方向となる。上記ベース１１には傾斜面１１Ｓが設けられていて、この傾斜面１１Ｓにはフォトダイオード２０が設置されている。
【００２０】
上記透光性の封止部材１５には、通常、例えばガラスを用いる。この透光性の封止部材１５はガラスに限定されることはなく、半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆを透過する材料であればよい。例えばメタクリル酸メチル樹脂のような透光性のプラスチック材料、サファイアのような透光性の結晶性材料等を用いることができる。また、上記接着層１６には例えば低融点ガラスもしくは樹脂製の接着剤を用いる。
【００２１】
上記透光性の封止部材１５には、半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆが透過する領域Ａ以外の部分に、半導体発光素子の後部から射出する光Ｌｂの反射光Ｌｒを吸収する光吸収膜２１が形成されている。
【００２２】
上記光吸収膜２１の一例としては、透光性の封止部材１５側より順に、厚さが１μｍのモリブデン膜、厚さが４０ｎｍの酸化アルミニウム膜、厚さが１０ｎｍのモリブデン膜、厚さが６０ｎｍの酸化アルミニウム膜を積層させた積層膜により実現できる。この積層膜は、波長が０．４μｍ〜１．０μｍの光を９９％以上吸収することができる。この光吸収膜２１は、少なくとも上記反射光Ｌｒの波長の光を吸収するものであればよい。
【００２３】
したがって、上記半導体発光素子１９の後部から射出される光線Ｌｂは、フォトダイオード２０に反射し、透光性の封止部剤１５に照射されているが、上記光吸収膜２１によって吸収されるため、半導体発光素子１９の前部から射出される光Ｌｆに影響を与えない。
【００２４】
上記光吸収膜２１には、上記積層膜以外に、酸化シリコン（ＳｉＯ）／アルミニウム（Ａｌ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２　）／モリブデン（Ｍｏ）等を用いることもできる。また、上記光吸収膜２１は、レーザダイオードの発光波長を８０％程度吸収するものであっても効果がある。
【００２５】
上記半導体発光装置１では、透光性の封止部材１５は半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆが透過する領域Ａ以外の部分に半導体発光素子１９の後部から射出される光Ｌｂを吸収する光吸収膜２１が形成されていることから、半導体発光素子１９から射出された光Ｌｂの反射光Ｌｒは光吸収膜２１によって吸収される。このため、半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆに反射光Ｌｒが入り込むことが抑制される。
【００２６】
上記光吸収膜２１は、以下のようにして製造することができる。この製造方法の一例を、図２の製造工程図によって説明する。
【００２７】
図２の（１）に示すように、透光性の封止部材１５の半導体発光素子（図示せず）から射出される光が透過する領域Ａにマスク３１を設ける。このマスク３１は、例えば後に形成される光吸収膜の厚さよりも厚いレジスト膜で形成することができる。
【００２８】
次いで、図２の（２）に示すように、スパッタリング法、蒸着法等の成膜方法により、透光性の封止部材１５表面に光吸収膜２１を形成する。一例として、透光性の封止部材１５側より、厚さが１μｍのモリブデン膜、厚さが４０ｎｍの酸化アルミニウム膜、厚さが１０ｎｍのモリブデン膜、厚さが６０ｎｍの酸化アルミニウム膜を順に積層させて、上記光吸収膜２１を形成する。この積層膜は、波長が０．４μｍ〜１．０μｍの光を９９％以上吸収することができる。上記成膜の際には、マスク３１表面にも光吸収膜２１が堆積される。
【００２９】
その後、上記マスク３１とともにマスク３１上に堆積された光吸収膜２１を除去することで、図２の（３）に示すように、半導体発光素子（図示せず）から射出される光が透過する領域Ａが開口された光吸収膜２１を透光性の封止部材１５上に形成することができる。このように形成された透光性の封止部材１５をキャップの窓に接着すればよい。この接着技術は従来の技術を用いる。
【００３０】
上記光吸収膜の製造方法としては、図示はしないが、以下のような製造方法を用いることもできる。
【００３１】
透光性の封止部材の半導体発光素子から射出される光が透過する領域をくりぬいた耐熱性のテープもしくは透光性の封止部材の半導体発光素子から射出される光が透過する領域にマスクを設けた耐熱性のテープを用意し、スパッタリング法、蒸着法等の成膜方法により、耐熱性のテープ表面に光吸収膜を形成する。その後、この耐熱性のテープを透光性の封止部材に貼りつけることでも、透光性の封止部材に光吸収膜を形成することができる。なお、マスクを用いた場合には、光吸収膜を成膜した後、そのマスクを除去する。
【００３２】
上記製造方法では、耐熱性のテープを用いた。これは光吸収膜を成膜する際に１００℃〜４００℃程度の高温になるためである。したがって、テープには成膜時の温度に耐え得るものを用いる必要がある。なお、成膜時の温度がほとんど上昇しない場合には、テープに耐熱性は求められない。
【００３３】
上記半導体発光装置の製造方法では、透光性の封止部材１５の半導体発光素子１９から射出される光Ｌｆが透過する領域Ａ以外の部分に半導体発光素子１９から射出される光Ｌｂを吸収する光吸収膜２１を形成することから、半導体発光素子１９から射出された光Ｌｂの反射光Ｌｒが光吸収膜２１によって吸収される半導体発光装置１を製造することが可能になる。このため、半導体発光素子１９から射出される光に反射光Ｌｒが入り込むことが抑制された半導体発光装置１が製造される。
【００３４】
本発明の半導体発光装置１は、レーザビームプリンタの光源に用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の半導体発光装置によれば、透光性の封止部材は半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に前記半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜が形成されているので、半導体発光素子から射出された光のパッケージ内での反射による散乱光は光吸収膜によって吸収できる。このため、半導体発光素子から射出される光に入り込む散乱光を抑制することができるので、半導体発光装置の外部に射出されるビーム形状は、悪影響を及ぼすような乱反射成分が含まれない整形されたものとすることができる。
【００３６】
本発明の半導体発光装置の製造方法によれば、透光性の封止部材の半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に半導体発光素子から射出される光を吸収する光吸収膜を形成することから、半導体発光素子から射出された光の散乱光は光吸収膜によって吸収される半導体発光装置を製造することが可能になる。このため、半導体発光素子から射出される光に散乱光が入り込むことが抑制された半導体発光装置が製造される。
【００３７】
本発明のレーザビームプリンタによれば、本発明の半導体発光装置を光源に用いているので、安定した画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体発光装置に係る一実施の形態を示す図面であり、（１）は半導体発光装置の概略構成断面図であり、（２）に透光性の封止部材の平面図である。
【図２】本発明の半導体発光装置の製造方法に係る一実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図３】従来の半導体発光装置を示す概略構成断面図である。
【符号の説明】
１…半導体発光装置、１３…パッケージ、１４…窓、１５…透光性の封止部材、１９…半導体発光素子、２１…光吸収膜、Ａ…光が透過する領域、Ｌｆ…光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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