(57)【要約】【課題】  放熱特性が良く、低コストで製造が容易な半導体レーザ装置を提供すること。【解決手段】  実装面９上に取り付けられた所定の材料からなる１体のサブマウント３を備える。サブマウント３の前部上にレーザダイオード１が取り付けられている。サブマウント３の上面のうちレーザダイオード１よりも後方の領域に積層された結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオード４を備える。【選択図】図１
2005150692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面上に取り付けられた所定の材料からなる１体のサブマウントと、
上記サブマウントの前部上に取り付けられたレーザダイオードと、
上記サブマウントの上面のうち上記レーザダイオードよりも後方の領域に積層された結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオードとを備えた半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記実装面を基準とした上記モニタ用フォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であ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、
上記サブマウントの上面のうち上記レーザダイオードから離れた位置に中継電極が設けられ、
上記レーザダイオードの上部電極は上記サブマウント上の上記中継電極と金属ワイヤで接続されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体レーザ装置において、
上記中継電極は上記サブマウントの後部上に設けられ、
上記金属ワイヤは上記レーザダイオードの光軸に沿って前後方向に配置されてい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、
上記サブマウントの材料は、上記結晶性シリコンの熱伝導率に比して熱伝導率が大きい絶縁体であ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、
上記サブマウントの前部には、前後方向に関して上記レーザダイオードの寸法と実質的に同じ寸法をもつレーザダイオード取付け用電極が設けられ、
上記レーザダイオードの下部電極がろう材を介して上記レーザダイオード取付け用電極に接続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において、
上記レーザダイオードは互いに分離した複数のチップを含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記レーザダイオードは複数の発光点を有する１体のチップを含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記サブマウントの前部にはレーザダイオード取付け用電極が設けられ、
上記レーザダイオード取付け用電極上に上記レーザダイオードはジャンクションダウンで配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１０】
実装面の前部上に取り付けられた所定の材料からなる第１サブマウントと、
上記第１サブマウント上に取り付けられたレーザダイオードと、
上記実装面のうち上記第１サブマウントよりも後方の領域に取り付けられた所定の材料からなる第２サブマウントと、
上記第２サブマウントの上面に積層された結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオードとを備えた半導体レーザ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体レーザ装置において、
上記実装面を基準とした上記モニタ用フォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１２】
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように、配置されたレーザダイオードと、
上記サブマウント上に、上記モニタ用フォトダイオードに関して上記レーザダイオードと反対側に配置された中継電極と、
上記レーザダイオードの電極と、上記中継電極とを接続すると共に、上記モニタ用フォトダイオードの受光面上に位置して、上記レーザ出射後端面から出射されるレーザ光の光軸と略平行な部分を有する金属ワイヤと
を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体レーザ装置において、
上記中継電極に接続されている金属ワイヤの少なくとも一つにおける上記中継電極との接合部は、球形状であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の半導体レーザ装置において、
上記金属ワイヤは、上記レーザ光の光軸を含むと共に、上記サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１５】
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードが配置されていない部分に配置された中継電極と、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードに関して上記中継電極と反対側に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように配置された複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの夫々の電極と、上記中継電極とを接続している複数の金属ワイヤと
を備え、
上記複数のレーザダイオードの夫々のレーザ出射後端面から出射される各レーザ光の光軸の全ては、上記サブマウントの表面と略平行な同一平面内に存在すると共に、この同一平面内で互いに略平行になっており、
上記複数の金属ワイヤの夫々は、各金属ワイヤが接続されているレーザダイオードから出射されるレーザ光の上記光軸を含むと共に、上記サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項１６】
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードが配置されていない部分に配置された中継電極と、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードに関して上記中継電極と反対側に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように配置された複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの夫々の電極と、上記中継電極とを接続している複数の金属ワイヤと
を備え、
上記複数の金属ワイヤのうちの少なくとも一つは、上記複数のレーザダイオードのうちのいずれかの上記レーザダイオードから出射されるレーザ光の光軸を含むと共に、上記サブマウンドの表面に略垂直な平面内に配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【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に関し、より詳しくは、ステムなどの実装面上にレーザダイオードとこのレーザダイオードの出力をモニタするためのフォトダイオードとが搭載された半導体レーザ装置に関する。この種の半導体レーザ装置は、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やビデオディスク、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc；デジタル多用途ディスク)等のための記録・再生装置を構成する部品として用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体レーザ装置としては、図６（ａ），（ｂ）に示すようなモニタサブマウント方式と呼ばれるものが知られている（例えば特許文献１（特開２００１−２６７６７６号公報）参照。）。図６（ａ）はレーザダイオードをその搭載面に垂直な方向から見たところを示し、また、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面を模式的に示している（後述する図７（ａ），（ｂ）でも同様。）。この半導体レーザ装置は、放熱ブロック（ヒートシンク）１１５上に、表面にフォトダイオード１０４が作り込まれた直方体状のＳｉ（シリコン）基板１１０をサブマウントとして取り付け、さらにシリコン基板１１０の表面に形成されたレーザダイオード取付け用電極１０９上にレーザダイオード１０１を取り付けて構成されている。１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃはレーザダイオード１０１の裏面電極につながる金属ワイヤをそれぞれ示している（簡単のため、図６（ｂ）では図示が省略されている。）。レーザダイオード１０１は、前方（図６（ａ），（ｂ）における上方）と後方（図６（ａ），（ｂ）における下方）へレーザ光を出射する。前方へ出射されたレーザ光（前方出射光）は記録・再生を行うべき光ディスクへ照射される一方、後方へ出射されたレーザ光（後方出射光）はフォトダイオード１０４で光電変換されてモニタ信号となり、図示しない制御回路がレーザダイオード１０１の出力を制御するのに用いられる。
【０００３】
しかしながら、この半導体レーザ装置では、サブマウントがＳｉ基板１１０（熱伝導率は８４〜１４７Ｗ／ｍ・Ｋである。）からなるため、熱伝導率がそれほど高くない。このため、放熱特性（動作時にレーザダイオードが発生した熱を放熱する性能）が必ずしも十分ではなく、レーザダイオード１０１の温度特性が悪化したり、熱暴走によってレーザダイオード１０１が破壊される可能性がある。  
【０００４】
そこで、従来の別の半導体レーザ装置として、図７（ａ），（ｂ）に示すようなものが提案されている（例えば特許文献２（特開２００１−３４５５０７号公報）参照。）。この半導体レーザ装置は、ヒートシンク２１５上に、表面にフォトダイオード２０４が作り込まれた直方体状のＳｉ（シリコン）基板２１１と、これとは別体の、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＳｉＣ（炭化シリコン）などの熱伝導率が大きい絶縁体からなる直方体状のサブマウント２１０とを並べて取り付け、さらにサブマウント２１０の表面に形成されたレーザダイオード取付け用電極２０９Ａ上にレーザダイオード２０１を取り付けて構成されている。なお、サブマウント２１０の表面には上記電極２０９Ａとは分離された別の電極２０９Ｂが形成されている。２０５Ａ、２０５Ｂ、２０５Ｃは、２０５Ｄは電極２０９Ｂはそれぞれ金属ワイヤを示している（簡単のため、図７（ｂ）では図示が省略されている。）。この半導体レーザ装置では、サブマウント２１０がＡｌＮやＳｉＣなどの熱伝導率が大きい材料からなるので、放熱特性（動作時にレーザダイオードが発生した熱を放熱する性能）が改善される。  
【０００５】
しかしながら、この半導体レーザ装置では、レーザダイオード２０１が搭載されたサブマウント２１０とフォトダイオード２０４が作り込まれたＳｉ基板２１１とが別体になっているため、部品点数が多くなって高コストになる。また、フォトダイオード２０４が出力するモニタ信号を安定化するために、組み立て工程で両者を精度良く位置合わせしなければならず、製造が難しいという問題がある。また、レーザダイオード２０１の後方出射光をフォトダイオード２０４に十分に入射させるためには、サブマウント２１０の厚み（Ｈｓ）とＳｉ基板２１１（フォトダイオード２０４）の厚み（Ｈｐ）とがＨｓ＞Ｈｐという条件を満足しなければならず、厚みの精度が要求される。このため、さらに製造が難しいという問題がある。    
【特許文献１】特開２００１−２６７６７６号公報、
【特許文献２】特開２００１−３４５５０７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、放熱特性が良く、低コストで製造が容易な半導体レーザ装置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、
実装面上に取り付けられた所定の材料からなる１体のサブマウントと、
上記サブマウントの前部上に取り付けられたレーザダイオードと、
上記サブマウントの上面のうち上記レーザダイオードよりも後方の領域に積層された結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオードとを備える。
【０００８】
ここで「実装面」は、基板、フレーム、ステムなどのパッケージ部材を総称する意味である。実装面は平坦であるのが望ましい。平坦であれば、その面上に部材を搭載するのが容易だからである。  
【０００９】
「１体」のサブマウントとは、サブマウントが空間的に連続した材料からなる１個の部品であることを意味する。上記サブマウントの外形は例えば直方体状であるのが望ましい。直方体状の外形は容易に形成できるからである。  
【００１０】
「レーザダイオード」はチップ状態のものを指す。  
【００１１】
サブマウントの「前部」とは、レーザダイオードのレーザ光出射方向を基準として定められたものである。すなわち、レーザ光が照射されるべき本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク）へ向けてレーザダイオードからレーザ光が出射される向きを「前方」とし、上記サブマウントの上面のうち「前方」に位置する領域を「前部」と呼ぶ。また、「前方」とは反対の向きを「後方」とする。  
【００１２】
「結晶性シリコン膜」とは、例えば特開平７−１６１６３４号公報に記載の連続粒界結晶シリコン（ＣＧＳ（Continuous Grain Silicon）またはＣＧシリコンとも呼ばれる。）や、多結晶シリコンなどの、何らかの結晶性を有するシリコンからなる膜を意味する。  
【００１３】
この発明の半導体レーザ装置では、動作時にレーザダイオードから前方へ出射されたレーザ光（これを「前方出射光」と呼ぶ。）は本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク）へ照射される一方、レーザダイオードから後方へ出射されたレーザ光（これを「後方出射光」と呼ぶ。）はモニタ用フォトダイオードに照射される。モニタ用フォトダイオードが受けた光は、光電変換されてモニタ信号となり、上記レーザダイオードの出力を制御するのに用いられる。  
【００１４】
この発明の半導体レーザ装置では、サブマウントが１体の部品であるから、図７の従来例に比して、部品点数が少なくなって低コストになる。また、モニタ用フォトダイオードは上記サブマウントの後部上に形成された結晶性シリコン膜からなるので、モニタ信号を安定化するために組み立て工程で上記サブマウントとモニタ用フォトダイオードとを位置合わせする必要が無い。このような結晶性シリコン膜は、組み立て工程前に予め、ウエハプロセス工程でサブマウントの表面に堆積され、精度良くパターン加工されるからである。したがって、製造が容易になる。しかも、安定したモニタ信号が得られる。  
【００１５】
また、この発明の半導体レーザ装置では、上記サブマウント上にモニタ用フォトダイオードを成す結晶性シリコン膜が積層されており、上記サブマウント自体にモニタ用フォトダイオードを作り込むわけではないから、サブマウントの材料として一般的なＳｉ（シリコン）を採用する必要は無い。この結果、上記サブマウントの材料としては、ＳｉＣ（炭化シリコン。熱伝導率は２７０Ｗ／ｍ・Ｋである。）やＡｌＮ（窒化アルミニウム。熱伝導率は６０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋである。）など、Ｓｉに比して熱伝導率が大きい絶縁体が採用され得る。したがって、図６の従来例に比して放熱特性（動作時にレーザダイオードが発生した熱を放熱する性能）が良くなる。
【００１６】
なお、動作時にレーザダイオードが発生した熱は、上記サブマウントを介して実装面へ放熱される。放熱の観点から、実装面は公知のヒートシンクのように金属材料からなるのが望ましい。
【００１７】
また、この発明の半導体レーザ装置では、上記モニタ用フォトダイオードが結晶性シリコンからなっているので、アモルファスシリコンからなる場合に比して、モニタ用フォトダイオードの暗電流を小さく抑えることができる。
【００１８】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記実装面を基準とした上記モニタ用フォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であることを特徴とする。
【００１９】
ここで「上記モニタ用フォトダイオードの受光面の高さ」、「上記レーザダイオードの発光点の高さ」は、実装面（サブマウントの平坦な上面でも良い。）に対する相対的な距離としてそれぞれ定められる。
【００２０】
また、レーザダイオードの「発光点」とは、共振器をなす端面のうちレーザ光が出射される箇所を意味する。
【００２１】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記モニタフォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であるから、上記レーザダイオードの後方出射光が上記モニタ用フォトダイオードの受光面に十分に入射する。したがって、さらに安定したモニタ信号が得られる。
【００２２】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記サブマウントの上面のうち上記レーザダイオードから離れた位置に中継電極が設けられ、上記レーザダイオードの上部電極は上記サブマウント上の上記中継電極と金属ワイヤで接続されていることを特徴とする。
【００２３】
ここで、レーザダイオードの「上部電極」とは、上記レーザダイオードの両面の電極のうちサブマウント上に搭載された結果、上側になっている電極を指す。
【００２４】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、組み立て過程で上記レーザダイオードの上記電極に配線を施す場合に、上記レーザダイオードの上部電極と上記サブマウント上の上記中継電極とが金属ワイヤで接続される。また、上記サブマウント上の上記中継電極と例えば実装面と同じ高さレベルにあるリード電極とが別の金属ワイヤで接続される。ここで、上記サブマウントの上面の高さは、上記レーザダイオードの上面と上記実装面との間のレベルにあるので、各金属ワイヤの第１ボンド位置と第２ボンド位置との間の高低差が小さくて済む。したがって、ワイヤボンディング作業が容易になり、さらに製造が容易になる。
【００２５】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記中継電極は上記サブマウントの後部上に設けられ、上記金属ワイヤは上記レーザダイオードの光軸に沿って前後方向に配置されていることを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記レーザダイオードの後方出射光のうち上記モニタ用フォトダイオードの受光面に直接入射しなかった部分が、上記金属ワイヤのうち上記中継電極近傍の部分（ワイヤの端部に形成されるボールの表面やワイヤの湾曲部分の表面）によって反射され、反射光として上記モニタ用フォトダイオードの受光面に入射する。したがって、入射光量が多くなって、さらに安定したモニタ信号が得られる。
【００２７】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記サブマウントの材料は、上記結晶性シリコンの熱伝導率に比して熱伝導率が大きい絶縁体であることを特徴とする。
【００２８】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記サブマウントの材料の熱伝導率が、上記結晶性シリコンの熱伝導率に比して大きいので、さらに放熱特性が良くなる。また、上記サブマウントの材料が絶縁体であれば、上記レーザダイオードとモニタ用フォトダイオードとの間の電気的分離が容易になる。
【００２９】
そのようなサブマウントの材料としては、ＳｉＣ（炭化シリコン。熱伝導率は２７０Ｗ／ｍ・Ｋである。）やＡｌＮ（窒化アルミニウム。熱伝導率は６０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋである。）などが挙げられる。
【００３０】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記サブマウントの前部には、前後方向に関して上記レーザダイオードの寸法と実質的に同じ寸法をもつレーザダイオード取付け用電極が設けられ、上記レーザダイオードの下部電極がろう材を介して上記レーザダイオード取付け用電極に接続されていることを特徴とする。
【００３１】
なお、上記レーザダイオードの前後方向の寸法は、上記レーザダイオードのレーザ光出射方向の寸法、すなわち実質的に共振器長に相当する。
【００３２】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記レーザダイオード取付け用電極が前後方向に関して上記レーザダイオードの寸法と実質的に同じ寸法をもつので、レーザダイオードの前方出射光および後方出射光が上記レーザダイオード取付け用電極によって遮られることなく出射する。したがって、後方出射光はモニタ用フォトダイオードによって安定したモニタ信号となり、前方出射光は本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク）へ安定して照射される。
【００３３】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記レーザダイオードは互いに分離した複数のチップを含むことを特徴とする。
【００３４】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記レーザダイオードは複数の発光点を有する１体のチップを含むことを特徴とする。
【００３５】
一実施形態の半導体レーザ装置では、上記サブマウントの前部にはレーザダイオード取付け用電極が設けられ、上記レーザダイオード取付け用電極上に上記レーザダイオードはジャンクションダウンで配置されていることを特徴とする。
【００３６】
ここで「ジャンクションダウン」とは、チップ内に発光層（活性層とも呼ばれる。）を含むレーザダイオードを、上下方向に関してその発光層が実装面（ヒートシンク）に近くなる向きで実装面上に搭載することを意味する。
【００３７】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、動作時にレーザダイオードの発光層が発生した熱は、近距離で上記サブマウントへ伝わり、放熱される。したがって、さらに放熱特性が良くなる。
【００３８】
さらに、上記ジャンクションダウンの配置は、上記レーザダイオードが複数の発光点を有する１体のチップであり、このチップの少なくとも一方の電極層は各発光点に対応して分割されている場合に適用されると、特に有効である。その場合、動作時に各発光点（を含む発光層）が発生した熱は、近距離で上記サブマウントへ伝わり、放熱される。したがって、さらに放熱特性が良くなる。
【００３９】
別の局面では、この発明の半導体レーザ装置は、
実装面の前部上に取り付けられた所定の材料からなる第１サブマウントと、
上記第１サブマウント上に取り付けられたレーザダイオードと、
上記実装面のうち上記第１サブマウントよりも後方の領域に取り付けられた所定の材料からなる第２サブマウントと、
上記第２サブマウントの上面に積層された結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオードとを備える。
【００４０】
この発明の半導体レーザ装置では、第１サブマウントの材料として、Ｓｉに比して熱伝導率が大きいＳｉＣやＡｌＮ等を採用することによって、図６の従来例に比して放熱特性が良くなるという効果が得られる。
【００４１】
一実施形態の半導体レーザ装置は、上記モニタ用フォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であることを特徴とする。
【００４２】
この一実施形態の半導体レーザ装置では、上記実装面を基準とした上記モニタフォトダイオードの受光面の高さは上記レーザダイオードの発光点の高さ以下であるから、上記レーザダイオードの後方出射光が上記モニタ用フォトダイオードの受光面に十分に入射する。したがって、安定したモニタ信号が得られる。
【００４３】
また、本発明の半導体レーザ装置は、
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように、配置されたレーザダイオードと、
上記サブマウント上に、上記モニタ用フォトダイオードに関して上記レーザダイオードと反対側に配置された中継電極と、
上記レーザダイオードの電極と、上記中継電極とを接続すると共に、上記モニタ用フォトダイオードの受光面上に位置して、上記レーザ出射後端面から出射されるレーザ光の光軸と略平行な部分を有する金属ワイヤと
を備えることを特徴としている。
【００４４】
「実装面」は、基板、フレーム、ステムなどのパッケージ部材を総称する意味である。実装面は平坦であるのが望ましい。平坦であれば、その面上に部材を搭載するのが容易だからである。
【００４５】
「レーザダイオード」は、チップ状態のものを指す。
【００４６】
本発明によれば、上記金属ワイヤが、上記光軸と略平行な部分を有するので、上記レーザ出射後端面から出射されたレーザ光を、上記金属ワイヤで効率よく上記モニタ用フォトダイオードの上記受光面の方に反射させることができる。したがって、上記モニタ用フォトダイオードで検出される光の光量を大きくすることができる。
【００４７】
一実施形態の半導体レーザ装置は、上記中継電極に接続されている金属ワイヤの少なくとも一つにおける上記中継電極との接合部は、球形状である。
【００４８】
上記実施形態によれば、上記中継電極に接続されている金属ワイヤの少なくとも一つにおける上記中継電極との接合部は、球形状であるので、上記レーザ出射後端面から出射されて、上記モニタ用フォトダイオードの上方を通過して、上記球形状の接合部に到達した光のうちの一部を、上記受光面に入射させることができる。したがって、上記モニタ用フォトダイオードで検出される光の光量を大きくすることができる。
【００４９】
一実施形態の半導体レーザは、上記金属ワイヤが、上記レーザ光の光軸を含むと共に、上記サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置されている。
【００５０】
上記実施形態によれば、上記金属ワイヤが、上記レーザ光の光軸を含むと共に、上記サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置されているので、上記レーザ出射後端面から出射されて、上記金属ワイヤで上記受光面の方に反射される光の光量を更に大きくすることができる。
【００５１】
また、本発明の半導体レーザは、
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードが配置されていない部分に配置された中継電極と、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードに関して上記中継電極と反対側に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように配置された複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの夫々の電極と、上記中継電極とを接続している複数の金属ワイヤと
を備え、
上記複数のレーザダイオードの夫々のレーザ出射後端面から出射される各レーザ光の光軸の全ては、上記サブマウントの表面と略平行な同一平面内に存在すると共に、この同一平面内で互いに略平行になっており、
上記複数の金属ワイヤの夫々は、各金属ワイヤが接続されているレーザダイオードから出射されるレーザ光の上記光軸を含むと共に、上記サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置されていることを特徴としている。
【００５２】
「実装面」は、基板、フレーム、ステムなどのパッケージ部材を総称する意味である。実装面は平坦であるのが望ましい。平坦であれば、その面上に部材を搭載するのが容易だからである。
【００５３】
「レーザダイオード」は、チップ状態のものを指す。
【００５４】
本発明によれば、例えば、ハイブリッド２波長レーザやモノシリック２波長レーザ等の、縦積み配置されていない複数のレーザダイオードを有する半導体レーザ装置において、各レーザダイオードの光出射後端面から出射されて上記モニタ用フォトダイオードに入射する光の光量を大きくすることができる。したがって、各レーザダイオードの出射光量の制御を正確に行うことができる。
【００５５】
また、本発明の半導体レーザ装置は、
実装面上に取り付けられたサブマウントと、
上記サブマウントの上記実装面側と反対側に受光面が露出するように、上記サブマウントに埋め込まれたモニタ用フォトダイオードと、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードが配置されていない部分に配置された中継電極と、
上記サブマウント上における上記モニタ用フォトダイオードに関して上記中継電極と反対側に、レーザ出射後端面が上記モニタ用フォトダイオード側に位置するように配置された複数のレーザダイオードと、
上記複数のレーザダイオードの夫々の電極と、上記中継電極とを接続している複数の金属ワイヤと
を備え、
上記複数の金属ワイヤのうちの少なくとも一つは、上記複数のレーザダイオードのうちのいずれかの上記レーザダイオードから出射されるレーザ光の光軸を含むと共に、上記サブマウンドの表面に略垂直な平面内に配置されていることを特徴としている。
【００５６】
「実装面」は、基板、フレーム、ステムなどのパッケージ部材を総称する意味である。実装面は平坦であるのが望ましい。平坦であれば、その面上に部材を搭載するのが容易だからである。
【００５７】
「レーザダイオード」は、チップ状態のものを指す。
【００５８】
本発明によれば、例えば、３波長レーザ等のレーザダイオードが縦積みに配置されている半導体レーザ装置において、すくなくとも一つのレーザダイオードの光出射後端面から出射されて上記モニタ用フォトダイオードに入射する光の光量を大きくすることができる。したがって、少なくとも一つのレーザダイオードの出射光量の制御を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、この発明の半導体レーザ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６０】
図１は、リードフレームを含むパッケージに実装された一実施形態の半導体レーザ装置の構成を示している。この半導体レーザ装置は１チップのレーザダイオードで１波長のレーザ光を出射するタイプのものである。図１（ａ）はリードフレーム９のアイランド９０上に搭載されたレーザダイオード１をそのアイランド面（実装面）に垂直な方向から見たところを示し、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面を模式的に示し、また、図１（ｃ）はレーザダイオード１を前方から見たところを示している。
【００６１】
以下では、レーザダイオード１のレーザ光出射方向１６を基準として向きを定めるものとする。すなわち、レーザ光が照射されるべき本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク。図示せず）へ向けてレーザダイオード１からレーザ光が出射される向き（図１（ａ）、図１（ｂ）における上向き）を「前方」とし、「前方」とは反対の向き（図１（ａ）、図１（ｂ）における下向き）を「後方」とする。図１（ａ）における左右の向きを「左右」とする。また、図１（ｂ）における左向きを「上方」とし、その向きにアイランド面（実装面）からの「高さ」が定められるものとする。
【００６２】
図１（ａ）に示すように、この半導体レーザ装置のパッケージは、金属材料からなるリードフレーム９と、その周りを取り囲む樹脂部１５とを備えている。図１（ｃ）から分かるように、樹脂部１５には前方および上方へ開いた凹部１５ｆが設けられるとともに、図１（ａ）から分かるように、樹脂部１５には凹部１５ｆの後方に連なって上方へ開いた開口部１５ｉが設けられている。
【００６３】
リードフレーム９は、凹部１５ｆと開口部１５ｉとにまたがって配置されたアイランド９０と、このアイランド９０の後部中央に連なり後方へ延びるサポートバー電極９１と、それらとは離間してサポートバー電極９１の両側に配置されたリード電極１９および２０を含んでいる。リード電極１９および２０の高さはアイランド９０の高さと実質的に同じレベルになっている。図示しないが、これらのサポートバー電極９１、リード電極１９および２０は後方へ延び、樹脂部１５を貫通してパッケージ外部へ３本のリードピンとして突出している。
【００６４】
リードフレーム９のアイランド９０上には、ＳｉＣ（炭化シリコン。熱伝導率は２７０Ｗ／ｍ・Ｋである。）からなる直方体状の１体のサブマウント３が取り付けられている。このサブマウント３を成すＳｉＣは、Ｓｉに比して熱伝導率が大きい絶縁体である点に特徴がある。なお、サブマウント３の材料としては、ＳｉＣに代えて、ＡｌＮ（窒化アルミニウム。熱伝導率は６０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋである。）を用いても良い。
【００６５】
サブマウント３の上面のサブマウント３の前部には、前後方向に関してレーザダイオード１の寸法と実質的に同じ寸法をもつレーザダイオード取付け用電極８が設けられている。電極８の左右方向の寸法は、ワイヤ配線できるようにレーザダイオード１の左右方向の寸法よりも大きく設定されている。このような電極８は、組み立て工程前に予め、サブマウント３の上面に金属層を蒸着し、その金属層をパターン加工することによって容易に形成される。
【００６６】
なお、レーザダイオード１の前後方向の寸法は、レーザダイオード１のレーザ光出射方向の寸法、すなわち実質的に共振器長に相当する。
【００６７】
サブマウント３の前部のレーザダイオード取付け用電極８上には、レーザダイオード１が取り付けられている。具体的には、レーザダイオード１の下部電極（図示せず）がろう材を介してレーザダイオード取付け用電極８に接続されている。
【００６８】
また、サブマウント３の上面のうちレーザダイオード１よりも後方の領域に、結晶性シリコン膜からなるモニタ用フォトダイオード４が積層されている。
【００６９】
「結晶性シリコン膜」とは、既述のように、特開平７−１６１６３４号公報に記載の連続粒界結晶シリコン（ＣＧＳ（Continuous Grain Silicon）またはＣＧシリコンとも呼ばれる。）や、多結晶シリコンなどの、何らかの結晶性を有するシリコンからなる膜を意味する。特開平７−１６１６３４号公報では、絶縁基板上に連続粒界結晶シリコン形成する技術が開示されている。
【００７０】
モニタ用フォトダイオード４を成す結晶性シリコン膜は、組み立て工程前に予め、ウエハプロセス工程でサブマウント３の表面に堆積され、安定したモニタ信号が得られるように精度良く略矩形にパターン加工されている。この結晶性シリコン膜中に不純物を導入してＰＮ接合からなる受光面４ａが形成されている。受光面４ａ上には、フォトダイオード４の一方の電極４０が設けられている。結晶性シリコン膜のパターンは略矩形であるが、この例では、レーザダイオード取付け用電極８に近い側のコーナー部が除去された態様になっている。そして、サブマウント３の表面（上面）のうちこのコーナー部に相当する位置に、中継電極として働くフォトダイオード４の他方の電極３０が設けられている。
【００７１】
この半導体レーザ装置を組み立てる場合、リードフレーム９のアイランド９０上に、モニタ用フォトダイオード４とレーザダイオード取付け用電極８とが予め形成されているサブマウント３を取り付ける。続いて、レーザダイオード取付け用電極８上にろう材を介してレーザダイオード１を取り付ける。この後、ワイヤボンディングを行って、モニタ用フォトダイオード４の一方の電極４０とリード電極１９とを金属ワイヤ５２で、レーザダイオード取付け用電極８とリード電極２０とを金属ワイヤ５３でそれぞれ接続する。これとともに、レーザダイオード１の上部電極（取り付け後に上側になっている電極）とモニタ用フォトダイオード４の他方の電極３０とを金属ワイヤ５１で接続し、さらにその電極３０とアイランド９０とを金属ワイヤ５４で接続する。
【００７２】
この組み立て工程で、モニタ信号を安定化するためにサブマウント３とモニタ用フォトダイオード４とを位置合わせする必要が無いので、図７の従来例に比して製造が容易になる。しかも、レーザダイオード１の上部電極がサブマウント３上の中継電極３０を介してアイランド９０へ金属ワイヤ５１，５４で接続されているので、直接配線を行う場合に比して、各金属ワイヤの第１ボンド位置と第２ボンド位置との間の高低差が小さくて済む。したがって、ワイヤボンディング作業が容易になり、さらに製造が容易になる。
【００７３】
また、この半導体レーザ装置では、サブマウント３が１体の部品であるから、図７の従来例に比して、部品点数が少なくなって低コストになる。
【００７４】
動作時には、パッケージ外部からリード電極２０とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード１に通電される。モニタ用フォトダイオード４が出力するモニタ信号はリード電極１９とサポートバー電極９１とを使って取り出される。なお、サブマウント３の材料が絶縁体（この例ではＳｉＣ）であるから、レーザダイオード１とモニタ用フォトダイオード４との間は良好に電気的分離されている。
【００７５】
この半導体レーザ装置では、動作時にレーザダイオード１の前端面にある発光点１３から前方へ出射されたレーザ光（これを「前方出射光」と呼ぶ。）１２Ｆは本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク）へ照射される。一方、レーザダイオード１の後端面にある発光点１４から後方へ出射されたレーザ光（これを「後方出射光」と呼ぶ。）１２Ｒはモニタ用フォトダイオード４に照射される。モニタ用フォトダイオード４が受けた光は、光電変換されてモニタ信号となり、図示しない制御回路によってレーザダイオード１の出力を制御するのに用いられる。
【００７６】
ここで、レーザダイオード取付け用電極８が前後方向に関してレーザダイオード１の寸法と実質的に同じ寸法をもつので、レーザダイオード１の前方出射光１２Ｆおよび後方出射光１２Ｒがレーザダイオード取付け用電極８によって遮られることなく出射する。したがって、後方出射光１２Ｒはモニタ用フォトダイオード４によって安定したモニタ信号となり、前方出射光１２Ｆは本来の対象物（例えば記録・再生を行うべき光ディスク）へ安定して照射される。しかも、図１（ｂ）によって良く分かるように、この半導体レーザ装置では、モニタフォトダイオード４の受光面４ａの高さはレーザダイオード１の発光点１４の高さ以下であるから、レーザダイオード１の後方出射光１２Ｒがモニタ用フォトダイオード４の受光面４ａに十分に入射する。したがって、さらに安定したモニタ信号が得られる。
【００７７】
また、この半導体レーザ装置では、モニタ用フォトダイオード４が結晶性シリコンからなっているので、アモルファスシリコンからなる場合に比して、モニタ用フォトダイオード４の暗電流を小さく抑えることができる。
【００７８】
この半導体レーザ装置では、動作時にレーザダイオード１が発生した熱は、サブマウント３を介してリードフレーム９へ放熱される。ここで、サブマウント３の材料がＳｉに比して熱伝導率が大きい絶縁体、この例ではＳｉＣからなっているので、図６の従来例に比して放熱特性（動作時にレーザダイオード１が発生した熱を放熱する性能）が良くなる。この結果、製品の信頼性も良くなる。
【００７９】
このように放熱特性が良くなれば、この例のように金属からなるパッケージに比して放熱特性が劣る樹脂あるいはリードフレーム等をパッケージに用いた場合であっても、発熱量が大きいレーザダイオードも搭載できるようになる。また、後述するように、様々な組み合わせのレーザダイオードを搭載できるようになり、ユーザニーズに合った製品を簡単に製作できる。
【００８０】
図２は、上記半導体レーザ装置の変形例を示している。この半導体レーザ装置は、図１の半導体レーザ装置と同様に、１チップのレーザダイオードで１波長のレーザ光を出射するタイプのものである。図２（ａ）はリードフレーム９のアイランド９０上に搭載されたレーザダイオード１をそのアイランド面（実装面）に垂直な方向から見たところを示し、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面を模式的に示している。なお、図１中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を用いている（以下の図でも同様。）。
【００８１】
この例では、図１（ａ）中のフォトダイオード４の電極３０に代えて、それとは異なる位置に、具体的にはサブマウント３の後部中央に、中継電極として働くフォトダイオード４の電極３１を設けている。この電極３１の配置位置に応じて、レーザダイオード１の上部電極（取り付け後に上側になっている電極）とモニタ用フォトダイオード４の電極３１とをつなぐ金属ワイヤ５１はレーザダイオード１の光軸１６に沿って前後方向に配置されている。また、その電極３１は金属ワイヤ５４でサポートバー電極９１へ接続されている。
【００８２】
動作時には、図１の半導体レーザ装置と同様に、パッケージ外部からリード電極２０とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード１に通電される。モニタ用フォトダイオード４が出力するモニタ信号はリード電極１９とサポートバー電極９１とを使って取り出される。
【００８３】
このようにした場合、図２（ｃ）に示すように、レーザダイオード１の後方出射光１２Ｒのうちモニタ用フォトダイオード４の受光面に直接入射しなかった部分が、金属ワイヤ５４のうち中継電極３１近傍の部分（ワイヤ５４の端部に形成されるボール５４ａの表面やワイヤ５４の湾曲部分の表面）によって反射され、反射光１２Ｒ′としてモニタ用フォトダイオード４の受光面４ａに入射する。したがって、入射光量が多くなって、さらに安定したモニタ信号が得られる。
【００８４】
図３は、１チップのレーザダイオードで２波長のレーザ光を出射するタイプの半導体レーザ装置の構成を示している。
【００８５】
図３（ａ）は、この半導体レーザ装置を構成するレーザダイオード２がサブマウント３上に取り付けられた態様を前方から見たところを示し、図３（ｂ）はリードフレーム９のアイランド９０上に搭載されたレーザダイオード２をそのアイランド面（実装面）に垂直な方向から見たところを示している。
【００８６】
図３（ａ）に示すように、この半導体レーザ装置を構成するレーザダイオード２は、前端面に左右２つの発光点１３−１、１３−２を有する１体のチップである。なお、後端面には、それらの発光点に対応して１４−１、１４−２が存在する。レーザダイオード２の上部電極１０は層方向に１体に連続している。一方、下部電極は前後方向に延びる溝６によって左右２つの部分１１−１、１１−２に分割されている。溝６のお蔭で、左右２つの部分１１−１、１１−２が短絡することはない。また、下部電極１１−１、１１−２に対応して、サブマウント３上のレーザダイオード取付け用電極も２つの部分８−１，８−２に分割されている。下部電極１１−１とレーザダイオード取付け用電極８−１、下部電極１１−２とレーザダイオード取付け用電極８−２は、ろう材を介して接続されている。
【００８７】
図３（ｂ）に示すように、リードフレーム９Ａは、アイランド９０と、このアイランド９０の後部に連なり後方へ延びるサポートバー電極９１と、それらとは離間してサポートバー電極９１と並んで配置されたリード電極１９と、アイランド９０の両側に配置されたリード電極２０−１および２０−２を含んでいる。リード電極１９、２０−１および２０−２の高さはアイランド９０の高さと実質的に同じレベルになっている。図示しないが、これらのサポートバー電極９１、リード電極１９、２０−１および２０−２は後方へ延び、樹脂部１５を貫通してパッケージ外部へ４本のリードピンとして突出している。
【００８８】
ワイヤボンディング工程では、モニタ用フォトダイオード４の一方の電極４０とリード電極１９とを金属ワイヤ５２で接続し、また、レーザダイオード取付け用電極８−１、８−２とリード電極２０−１、２０−２とをそれぞれ金属ワイヤ５３−１、５３−２で接続する。これとともに、レーザダイオード２の上部電極１０（図３（ａ）参照）とモニタ用フォトダイオード４の他方の電極３０とを金属ワイヤ５１で接続し、さらにその電極３０とアイランド９０とを金属ワイヤ５４で接続する。
【００８９】
動作時には、パッケージ外部からリード電極２０−１とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード２の半分２−１に通電され、リード電極２０−２とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード２の残り半分２−２に通電される。これにより、レーザダイオード２の左右の部分２−１、２−２が互いに独立に通電されて動作する。モニタ用フォトダイオード４が出力するモニタ信号はリード電極１９とサポートバー電極９１とを使って取り出される。
【００９０】
また、この例では、レーザダイオード２はレーザダイオード取付け用電極８−１、８−２上にジャンクションダウンで配置されている。すなわち、レーザダイオード２は、各発光点を含む発光層が上下方向に関してサブマウント３に近くなる向きでサブマウント３上に搭載されている。このようにした場合、動作時にレーザダイオード２の各発光点が発生した熱は、近距離でサブマウント３へ伝わり、放熱される。したがって、さらに放熱特性が良くなる。
【００９１】
図４は、２チップのレーザダイオードで２波長のレーザ光を出射するタイプの半導体レーザ装置の構成を示している。
【００９２】
図４（ａ）に示すように、この半導体レーザ装置は２チップの独立したレーザダイオード１−１、１−２を含んでいる。レーザダイオード１−１は、前端面と後端面にそれぞれ発光点１３−１、１４−１を有する１体のチップである。レーザダイオード１−２は、前端面と後端面にそれぞれ発光点１３−２、１４−２を有する１体のチップである。また、サブマウント３上のレーザダイオード取付け用電極は、図３の半導体レーザ装置と同様に、２つの部分８−１，８−２に分割されている。
【００９３】
図４（ｂ）に示すように、リードフレーム９Ａは、図３（ｂ）中に示したのと同じものである。サブマウント３上には、レーザダイオード取付け用電極８−１、８−２の近傍に、中継電極として働くモニタ用フォトダイオード４の２つの電極３０−１および３０−２が設けられている。
【００９４】
ワイヤボンディング工程では、モニタ用フォトダイオード４の一方の電極４０とリード電極１９とを金属ワイヤ５２で、レーザダイオード取付け用電極８−１とアイランド９０とを金属ワイヤ５３−１で、レーザダイオード取付け用電極８−２とリード電極２０−２とを金属ワイヤ５３−２でそれぞれ接続する。これとともに、レーザダイオード１−１の上部電極１０−１、１０−２（図４（ａ）参照）とモニタ用フォトダイオード４の他方の電極３０−１、３０−２とをそれぞれ金属ワイヤ５１−１、５１−２で接続する。また、その電極３０−１とリード電極２０−１とを金属ワイヤ５４−１で、電極３０−２とアイランド９０とを金属ワイヤ５４−２でそれぞれ接続する。
【００９５】
動作時には、パッケージ外部からリード電極２０−１とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード１−１に通電され、リード電極２０−２とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード１−２に通電される。これにより、レーザダイオード１−１、２−２が互いに独立に通電されて動作する。モニタ用フォトダイオード４が出力するモニタ信号はリード電極１９とサポートバー電極９１とを使って取り出される。
【００９６】
図５は、２チップのレーザダイオードで３波長のレーザ光を出射するタイプの半導体レーザ装置の構成を示している。
【００９７】
図５（ａ）に示すように、この半導体レーザ装置は２チップの独立したレーザダイオード１、２を含んでいる。レーザダイオード１は図１中に示したのと同じものである。レーザダイオード２は、チップ自体は図３中に示したのと同じものであるが、上下方向に関して逆向きに搭載されている。サブマウント３上のレーザダイオード取付け用電極は、各レーザダイオード１、２に対応して２つの部分８−１，８−２に分割されている。
【００９８】
図５（ｂ）に示すように、リードフレーム９Ｂは、アイランド９０と、このアイランド９０の後部中央に連なり後方へ延びるサポートバー電極９１と、それらとは離間してサポートバー電極９１の両側に配置されたリード電極１９および２１と、アイランド９０の両側に配置されたリード電極２０および２２を含んでいる。リード電極１９、２０、２１および２２の高さはアイランド９０の高さと実質的に同じレベルになっている。図示しないが、これらのサポートバー電極９１、リード電極１９、２０、２１および２２は後方へ延び、樹脂部１５を貫通してパッケージ外部へ５本のリードピンとして突出している。サブマウント３上には、レーザダイオード取付け用電極８−１、８−２の近傍に、中継電極として働くモニタ用フォトダイオード４の２つの電極３０および３３が設けられている。
【００９９】
ワイヤボンディング工程では、モニタ用フォトダイオード４の一方の電極４０とリード電極１９とを金属ワイヤ５２で接続し、また、レーザダイオード取付け用電極８−１、８−２とアイランド９０とをそれぞれ金属ワイヤ５３、５６で接続する。また、レーザダイオード２の上部電極１１−２（図５（ａ）参照）とリード電極２２とを金属ワイヤ５５−２で接続する。これとともに、レーザダイオード１の上部電極１０とモニタ用フォトダイオード４の他方の電極３０とを金属ワイヤ５１で、レーザダイオード２の上部電極１１−１とモニタ用フォトダイオード４の他方の電極３３とを金属ワイヤ５５−１でそれぞれ接続する。また、それらの電極３０、３３とリード電極２０、２１とをそれぞれ金属ワイヤ５４、５７で接続する。
【０１００】
動作時には、パッケージ外部からリード電極２０とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード１に通電され、リード電極２１とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード２の半分２−１に通電され、また、リード電極２２とサポートバー電極９１とを使ってレーザダイオード２の残り半分２−２に通電される。これにより、レーザダイオード１、レーザダイオード２の各部２−１、２−２が互いに独立に通電されて動作する。モニタ用フォトダイオード４が出力するモニタ信号はリード電極１９とリード電極２０または２１とを使って取り出される。
【０１０１】
このように、この発明によれば放熱特性が改善されるので、リードフレームをパッケージに用いた場合であっても、様々な組み合わせのレーザダイオードを搭載できる。したがって、２波長レーザ（ＤＶＤ低出力＋ＣＤ高出力）と１波長（青色レーザ）等の異波長及び異出力レーザダイオードの組み合わせを容易に行うことができる。具体的には、ＤＶＤ−Ｒと青色、ＣＤ−Ｒと青色等の多彩な組み合わせが可能となる。つまり、ユーザニーズに合った製品を、製造時に煩わしい変更等を必要せず、サブマウント上のレーザダイオードを変更することによって簡単に製作できる。この結果、開発期間の短縮も可能となる。
【０１０２】
なお、この実施形態では、リードフレームをパッケージに用いた場合について述べたが、当然ながら、ステムなどの他のパッケージ材を用いても良い。
【０１０３】
また、サブマウント３を１体のものとしたが、これに限られるものではない。別の局面では、サブマウントを、レーザダイオードを搭載した第１サブマウントと、モニタ用フォトダイオードが積層された第２サブマウントとに前後に分割しても良い。この場合も、第１サブマウントの材料として、Ｓｉに比して熱伝導率が大きいＳｉＣやＡｌＮ等を採用することによって、図６の従来例に比して放熱特性が良くなるという効果が得られる。なお、この場合も、モニタ信号を安定させるために、モニタ用フォトダイオードの受光面の高さをレーザダイオードの発光点の高さ以下に設定するのが望ましい。
【０１０４】
図８は、別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。詳細には、図８（Ａ）は、半導体レーザ装置の側面図であり、図８（Ｂ）は、半導体レーザ装置の上面図である。
【０１０５】
この半導体レーザ装置は、ヒートシンク３０１と、サブマウント３０３と、モニタ用フォトダイオード３０５と、レーザダイオード３０２と、中継電極３０４と、金属ワイヤの一例としての金ワイヤ３０６とを備える。
【０１０６】
上記サブマウント３０３は、ヒートシンク３０１上に接合されている。また、上記モニタ用フォトダイオード３０５は、サブマウント３０３のヒートシンク側と反対側の表面の略中央に、受光面が露出するように、埋め込み配置されている。図８（Ｂ）に示すように、上記モニタ用フォトダイオード３０５の受光面は、略正方形の形状をしている。
【０１０７】
また、上記レーザダイオード３０２は、モニタ用フォトダイオード３０５の正方形の受光面の一辺の隣接部に、レーザダイオード３０２の光出射後端面を上記一辺側に向けた状態で、配置されており、中継電極３０４は、モニタ用フォトダイオード３０５のレーザダイオード３０２側の一辺と対向する一辺の隣接部に配置されている。上記レーザダイオード３０２、モニタ用フォトダイオード３０５および中継電極３０４は、略一直線上に配置されている。
【０１０８】
上記金ワイヤ３０６は、レーザダイオード３０５のサブマウント３０３側と反対側の電極と、中継電極３０４とを接続している。上記金ワイヤ３０６の中継電極３０４との接合部は、なだらかに厚さが減少する形状になっており、このなだらかな形状の接合部には、別の金ワイヤ３１３の一端が接合されている。上記別の金ワイヤ３１３における中継電極３０４（なだらかな形状の接合部）との接合部３０９は、球形状になっている。
【０１０９】
また、上記金ワイヤ３０６は、レーザダイオード３０２のレーザ出射後端面から出射されるレーザ光の光軸３１０と略平行な部分３０６ａを有し、この部分３０６ａの一部は、モニタ用フォトダイオード３０５の受光面上に位置している。
【０１１０】
また、上記金ワイヤ３０６は、図８（Ｂ）に示すように、レーザ光の光軸３１０を含むと共に、サブマウント３０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１１１】
尚、図８において、３１１は、レーザダイオード３０２の出射後端面から出射されて広がったレーザ光を示している。また、３１２は、レーザダイオード３０２のサブマウント３０３側の電極から延びる配線を示している。
【０１１２】
上記実施形態によれば、上記金ワイヤ３０６が、上記光軸３１０と略平行な部分３０６ａを有するので、上記レーザ出射後端面から出射されたレーザ光の一部３０７を、金ワイヤ３０６で効率よくモニタ用フォトダイオード３０５の受光面の方に反射させることができる。したがって、上記モニタ用フォトダイオード３０５で検出される光の光量を大きくすることができる。
【０１１３】
また、上記実施形態によれば、上記別の金ワイヤ３１３における中継電極３０４との接合部３０９が、球形状であるので、レーザダイオード３０２のレーザ出射後端面から出射されて、モニタ用フォトダイオード３０５の上方を通過して、球形状の接合部３０９に到達した光のうちの一部３０８を、モニタ用フォトダイオード３０５の受光面に入射させることができる。したがって、上記モニタ用フォトダイオード３０５で検出される光の光量を大きくすることができる。
【０１１４】
また、上記実施形態によれば、上記金ワイヤ３０６が、レーザ出射後端面から出射されたレーザ光の光軸３１０を含むと共に、サブマウント３０３の表面に略垂直な平面内に配置されているので、レーザ出射後端面から出射されて、金ワイヤ３０６でモニタ用フォトダイオード３０５の受光面の方に反射される光の光量を更に大きくすることができる。
【０１１５】
尚、上記実施形態では、上記別の金ワイヤ３１３における中継電極３０４との接合部３０９を、球形状にしたが、レーザダイオードに一端が接続されている金属ワイヤの中継電極との接合部を、球形状にしても良い。このようにすると、上記実施形態と同様に、モニタ用フォトダイオードの受光面で検出される光の光量を大きくすることができる。
【０１１６】
図９は、別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。詳細には、図９（Ａ）は、半導体レーザ装置の側面図であり、図９（Ｂ）は、半導体レーザ装置の上面図である。
【０１１７】
この半導体レーザ装置は、ヒートシンク４０１と、サブマウント４０３と、モニタ用フォトダイオード４０５と、レーザダイオードチップ４０２と、中継電極４０４と、金属ワイヤの一例としての金ワイヤ４０６ａ,４０６ｂとを備える。
【０１１８】
上記サブマウント４０３は、ヒートシンク４０１上に接合されている。また、上記モニタ用フォトダイオード４０５は、赤色レーザと赤外レーザの２波長対応モニタ用フォトダイオードである。上記モニタ用フォトダイオード４０５は、サブマウント４０３のヒートシンク側と反対側の表面の略中央に、受光面が露出するように、埋め込み配置されている。図９（Ｂ）に示すように、上記モニタ用フォトダイオード４０５の受光面は、略正方形の形状をしている。
【０１１９】
上記レーザダイオードチップ４０２は、赤色レーザダイオード４０２ａと、赤外レーザダイオード４０２ｂとを備えている。図９（Ｂ）に示すように、上記赤色レーザダイオード４０２ａおよび赤外レーザダイオード４０２ｂの夫々は、モニタ用フォトダイオード４０５の正方形の受光面の一辺の隣接部に、夫々の光出射後端面を上記一辺側に向けた状態で、配置されている。
【０１２０】
詳細には、赤色レーザダイオード４０２ａのレーザ出射後端面から出射されるレーザ光の光軸４１１ａと、赤外レーザダイオード４０２ｂのレーザ出射後端面から出射されるレーザ光の光軸４１１ｂが、サブマウント４０３の表面と略平行な同一平面内に存在し、かつ、この同一平面内で互いに略平行になるように、赤色レーザダイオード４０２ａおよび赤外レーザダイオード４０２ｂは、サブマウント４０３上に配置されている。
【０１２１】
上記中継電極４０４は、モニタ用フォトダイオード４０５のレーザダイオードチップ側の一辺と対向する一辺の隣接部に配置されている。上記レーザダイオードチップ４０２、モニタ用フォトダイオード４０５および中継電極４０４は、略一直線上に配置されている。
【０１２２】
上記金ワイヤ４０６ａは、赤色レーザダイオード４０２ａのサブマウント４０３側と反対側の電極と、中継電極４０４とを接続している。上記金ワイヤ４０６ａは、赤色レーザダイオード４０２ａの出射後端面から出射されるレーザ光の光軸４１１ａを含むと共に、サブマウント４０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１２３】
上記金ワイヤ４０６ｂは、赤外レーザダイオード４０２ｂのサブマウント４０３側と反対側の電極と、中継電極４０４とを接続している。上記金ワイヤ４０６ｂは、赤外レーザダイオード４０２ｂの出射後端面から出射されるレーザ光の光軸４１１ｂを含むと共に、サブマウント４０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１２４】
また、図９（Ｂ）にしめすように、中継電極４０４に一端が接続されている金ワイヤ４０６ａ,４０６ｂと異なる別の金ワイヤ４１３における中継電極４０４との接合部４０９は、球形状になっている。
【０１２５】
尚、図９において、４１０は、赤色レーザダイオード４０２ａの光軸４１１ａと、赤外レーザダイオード４０２ｂの光軸４１１ｂとの中心線を示している。また、４０７は、赤外レーザダイオード４０２ｂから出射された後、金ワイヤ４０６ｂで反射されてモニタ用フォトダイオード４０５の受光面に入射したレーザ光を示し、４０８は、レーザダイオードチップ４０２から出射されて別の金ワイヤ４１３の球状の接合部４０９で反射されてモニタ用フォトダイオード４０５の受光面に入射したレーザ光を示している。
【０１２６】
上記実施形態によれば、赤色レーザダイオード４０２ａおよび赤外レーザダイオード４０２ｂの光出射後端面の夫々から出射されてモニタ用フォトダイオード４０５に入射する光の光量を大きくすることができる。したがって、赤色レーザダイオード４０２ａおよび赤外レーザダイオード４０２ｂの出射光量の制御を正確に行うことができる。
【０１２７】
また、上記実施形態によれば、上記別の金ワイヤ４１３における中継電極４０４との接合部４０９が、球形状になっているので、レーザダイオード４０２ａ,４０２ｂから出射されて、別の金ワイヤ４１３の接合部４０９で反射した光の一部をモニタ用フォトダイオード４０５の受光面に入射されることができる。したがって、レーザダイオード４０２ａ,４０２ｂの光強度の調節を更に正確に行うことができる。
【０１２８】
尚、上記実施形態では、２つのレーザダイオード４０２ａ,４０２ｂの夫々のレーザ出射後端面から出射される各レーザ光の光軸４１１ａ,４１１ｂが、サブマウント４０３の表面と略平行な同一平面内に存在すると共に、この同一平面内で互いに略平行になるように、レーザダイオード４０２ａ,４０２ｂをサブアウント４０３上に配置した。そして、この状態で、２つの金属ワイヤ４０６ａ,４０６ｂの夫々を、各金属ワイヤ４０６ａ,４０６ｂが接続されているレーザダイオード４０２ａ,４０２ｂの光軸を４１１ａ,４１１ｂ含むと共に、サブマウント４０３の表面に略垂直な平面内に配置した。しかしながら、この発明では、２以外の複数のレーザダイオードの夫々のレーザ出射後端面から出射される各レーザ光の光軸が、サブマウントの表面と略平行な同一平面内に存在すると共に、この同一平面内で互いに略平行になるように、２以外の複数のレーザダイオードをサブマウントに配置しても良く。この状態で、上記複数の金属ワイヤの夫々を、各金属ワイヤが接続されているレーザダイオードの光軸を含むと共に、サブマウントの表面に略垂直な平面内に配置しても良い。
【０１２９】
また、上記実施形態では、中継電極４０４に一端が接続されている金ワイヤ４０６ａ,４０６ｂと異なる別の金ワイヤ４１３における中継電極４０４との接合部４０９を、球形状にしたが、中継電極に一端が接続されている金属ワイヤの少なくとも一つの接合部の形状を球形状にすれば、モニタ用フォトダイオードの受光面に入射するレーザ光の光量を増大させることができる。
【０１３０】
図１０は、別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。詳細には、図１０（Ａ）は、半導体レーザ装置の側面図であり、図１０（Ｂ）は、半導体レーザ装置の上面図である。
【０１３１】
この半導体レーザ装置は、ヒートシンク５０１と、サブマウント５０３と、モニタ用フォトダイオード５０５と、２波長レーザチップ５０２と、青色レーザチップ５１１と、中継電極５０４ａ、５０４ｂおよび５０４ｃと、金属ワイヤの一例としての金ワイヤ５０６ａ、５０６ｂおよび５０６ｃとを備える。
【０１３２】
上記サブマウント５０３は、ヒートシンク５０１上に接合されている。上記モニタ用フォトダイオード５０５は、赤色レーザ、赤外レーザおよび青色レーザの３波長対応モニタ用フォトダイオードである。上記モニタ用フォトダイオード５０５は、サブマウント５０３のヒートシンク側と反対側の表面の略中央に、受光面が露出するように、埋め込み配置されている。上記モニタ用フォトダイオード５０５の受光面は、略長方形の形状をしている。
【０１３３】
上記２波長レーザチップ５０２は、赤色レーザダイオード５０２ａと、赤外レーザダイオード５０２ｂとを備えている。図９（Ｂ）に示すように、上記赤色レーザダイオード５０２ａおよび赤外レーザダイオード５０２ｂの夫々は、サブマウント５０３における、モニタ用フォトダイオード５０５の長方形の受光面の長手方向の一辺の隣接部に、夫々の光出射後端面を上記一辺側に向けた状態で、配置されている。
【０１３４】
上記中継電極５０４ａ、５０４ｃは、モニタ用フォトダイオード５０５の長方形の受光面の上記一辺に対向する一辺の隣接部に、夫々赤色レーザダイオード５０２ａ、５０２ｂにモニタ用フォトダイオード５０５を介して対向するように配置されている。
【０１３５】
上記青色レーザチップ５１１は、２波長レーザチップ５０２のサブマウント側と反対側の表面に、モニタ用フォトダイオード５０５の長方形の受光面の長手方向の上記一辺の隣接部に、光出射後端面を上記一辺側に向けた状態で、配置されている。また、中継電極５０４ｂは、モニタ用フォトダイオード５０５の長方形の受光面の上記一辺に対向する一辺の隣接部に、青色レーザチップ５１１にモニタ用フォトダイオード５０５を介して対向するように配置されている。
【０１３６】
上記金ワイヤ５０６ａは、赤色レーザダイオード５０２ａのサブマウント５０３側と反対側の電極と、中継電極５０４ａとを接続している。上記金ワイヤ５０６ａは、赤色レーザダイオード５０２ａの出射後端面から出射されるレーザ光の光軸５１０ａを含むと共に、サブマウント５０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１３７】
上記金ワイヤ５０６ｃは、赤外レーザダイオード５０２ｂのサブマウント５０３側と反対側の電極と、中継電極５０４ｃとを接続している。上記金ワイヤ５０６ｃは、赤外レーザダイオード５０２ｂの出射後端面から出射されるレーザ光の光軸５１０ｃを含むと共に、サブマウント５０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１３８】
上記金ワイヤ５０６ｂは、青色レーザダイオード５１１のサブマウント５０３側と反対側の電極と、中継電極５０４ｂとを接続している。上記金ワイヤ５０６ｂは、青色レーザダイオード５１１の出射後端面から出射されるレーザ光の光軸５１０ｂを含むと共に、サブマウント５０３の表面に略垂直な平面内に配置されている。
【０１３９】
上記中継電極５０４ａ、モニタ用フォトダイオード５０５および赤色レーザダイオード５０２ａは、略一直線上に配置されている。また、同様に、上記中継電極５０４ｃ、モニタ用フォトダイオード５０５および赤外レーザダイオード５０２ｂは、略一直線上に配置されており、中継電極５０４ｂ、モニタ用フォトダイオード５０５および青色レーザダイオード５１１は、略一直線上に配置されている。
【０１４０】
上記赤色レーザダイオード５０２ａおよび赤外レーザダイオード５０２ｂの夫々のレーザ出射後端面から出射される各レーザ光の光軸は、サブマウント５０３の表面と略平行な同一平面内に存在すると共に、この同一平面内で互いに略平行になっている。
【０１４１】
また、図９（Ｂ）にしめすように、金ワイヤ５０６ａ,５０６ｂ,５０６ｃにおける中継電極５０４ａ,５０４ｂ,５０４ｃとの接合部５０９ａ,５０９ｂ,５０９ｃは球形状になっている。
【０１４２】
尚、図９において、５０７は、レーザダイオード５０２ａ,５０２ｂ,５１１から出射されて金ワイヤ５０６ａ,５０６ｂ,５０６ｃで反射されてモニタ用フォトダイオード５０５の受光面に入射するレーザ光を示し、５０８は、レーザダイオード５０２ａ,５０２ｂ,５１１から出射されて接合部５０９ａ,５０９ｂ,５０９ｃで反射されてモニタ用フォトダイオード５０５の受光面に入射するレーザ光を示している。
【０１４３】
上記実施形態によれば、レーザダイオード５０２ａ,５０２ｂ,５１１の夫々から出射されて、モニタ用フォトダイオード５０５の受光面に入射されるレーザ光の光量を大きくできる。したがって、レーザダイオード５０２ａ,５０２ｂ,５１１の光出力の制御を正確にできる。
【０１４４】
尚、上記実施形態では、金ワイヤ５０６ａ,５０６ｂ,５０６ｃの夫々は、その金ワイヤ５０６ａ,５０６ｂ,５０６ｃが接続されているレーザダイオード５０２ａ,５１１,５０２ｂの夫々の光軸５１０ａ,５１０ｂ,５１０ａを含み、かつ、サブマウント５０５に垂直な平面に配置されたが、複数（３つに限らない）の金属ワイヤのうちの少なくとも一つを、複数（３つに限らない）のレーザダイオードのうちのいずれかのレーザダイオードの光軸を含むと共に、サブマウンドの表面に略垂直な平面内に配置しても良く、この場合、少なくとも一つのレーザ光の光出力の調整を正確に行うことができる。上記実施形態は、全て金ワイヤを用いた場合について説明したが、よく知られているように波長が短くなり緑色から青色となると金の反射率は低くなる。従って、図１０の青色レーザに対してはアルミワイヤ、または銀ワイヤを用いるほうが反射率を高くするという点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】この発明の一実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】上記半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図３】この発明の別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図４】この発明のさらに別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図５】この発明のさらに別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図６】従来の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図７】従来の別の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図８】この発明の別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図９】この発明の別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図１０】この発明の別の実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１、１−１、１−２、２  レーザダイオード
３  サブマウント
４  モニタ用フォトダイオード
９、９Ａ、９Ｂ  リードフレーム
【図１】
2005150692.tif 000003
【図２】
2005150692.tif 000004
【図３】
2005150692.tif 000005
【図４】
2005150692.tif 000006
【図５】
2005150692.tif 000007
【図６】
2005150692.tif 000008
【図７】
2005150692.tif 000009
【図８】
2005150692.tif 000010
【図９】
2005150692.tif 000011
【図１０】
2005150692.tif 000012