(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封槽内に乾燥空気を導入する乾燥空気導入工程と、前記乾燥空気を導入した前記密封槽内で、半導体レーザ素子を設けたステムおよびキャップの内面に紫外線を照射する紫外線照射工程と、前記乾燥空気を導入した前記密封槽内で、紫外線を内面に照射した前記キャップによって紫外線を照射した前記半導体レーザ素子を前記乾燥空気とともに封止する封止工程とを有する半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２】
前記紫外線照射工程と前記封止工程との間に、前記密封槽内で前記ステムおよび前記キャップを、水の沸点よりも高い温度で加熱する加熱工程を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程で加熱した前記ステムおよび前記キャップを前記封止工程の前に室温に冷却する冷却工程を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項４】
前記乾燥空気の露点が−３０℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程での加熱温度が３００℃以上であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項６】
内部が乾燥空気雰囲気に保たれた密封槽と、キャップの内面および半導体レーザ素子を設けたステムに紫外線を照射する紫外線発生装置と、前記ステムおよび前記キャップを水の沸点よりも高い温度で加熱する加熱装置と、前記キャップを前記ステムに取り付けて前記半導体レーザ素子を封止する封止装置とを備え、前記紫外線発生装置と、戦記加熱装置と、前記封止装置とが前記密封槽の内部に配置された、半導体レーザ装置の製造装置。
【請求項７】
同じ露点の乾燥空気雰囲気に保たれた前記密封槽を複数有し、前記紫外線発生手段と、前記加熱手段と、前記封止装置のうち少なくとも１個が前記複数の密封槽のうち、別の密封槽に配置されており、前記ステムおよび前記キャップは前記各密封槽間を前記乾燥空気と同じ露点に保たれた雰囲気中で移動することを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ装置において、パッケージにマウントされた半導体レーザ素子は外気に触れると共振器端面が劣化するため、キャップによって気密封止されている。例えば特許文献１では、酸素を導入したチャンバ内で半導体レーザ素子をマウントしたパッケージを、紫外線を照射してから不活性ガスで気密封止する半導体レーザ素子の気密封止方法が提案されている。これにより、高出力、例えば光出力が１００ｍＷ以上、レーザ光の発振波長が９８０ｎｍ帯や１０２０ｎｍ帯の半導体レーザ素子の共振器端面の劣化の原因となる、パッケージ内部に残存する極微量の有機物を分解除去することができる。
【特許文献１】特開２０００‐１３３７３６号公報（第５頁‐第７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、発明者らの検討の結果、レーザ光の発振波長が３９０ｎｍ以上５００ｎｍ以下（近紫外から緑色）の半導体レーザ素子、例えばＧａＮ系半導体レーザ素子やＺｎＯ系半導体レーザ素子では、９８０ｎｍ帯や１０２０ｎｍ帯のレーザ光と比べて発振波長が２分の１以下と短く、レーザ光のエネルギーｈνが２倍以上と極めて大きいため、特許文献１で提案された方法では後述するように、半導体レーザ素子の劣化を抑制することができない。
【０００４】
そこで、本発明では、発振波長が３９０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置の耐久性を向上させることができる、半導体レーザ装置の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、密封槽内に乾燥空気を導入する乾燥空気導入工程と、前記乾燥空気を導入した前記密封槽内で、半導体レーザ素子を設けたステムおよびキャップの内面に紫外線を照射する紫外線照射工程と、前記乾燥空気を導入した前記密封槽内で、紫外線を内面に照射した前記キャップによって紫外線を照射した前記半導体レーザ素子を前記乾燥空気とともに封止する封止工程とを有する。
【０００６】
また本発明は、上記構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記紫外線照射工程と前記封止工程との間に、前記密封槽内で前記ステムおよび前記キャップを、水の沸点よりも高い温度で加熱する加熱工程を有することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記加熱工程で加熱した前記ステムおよび前記キャップを前記封止工程の前に室温に冷却する冷却工程を有することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記乾燥空気の露点が−３０℃以下であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記加熱工程での加熱温度が３００℃以上であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の半導体レーザ装置の製造装置は、内部が乾燥空気雰囲気に保たれた密封槽と、キャップの内面および半導体レーザ素子を設けたステムに紫外線を照射する紫外線発生装置と、前記ステムおよび前記キャップを水の沸点よりも高い温度で加熱する加熱装置と、前記キャップを前記ステムに取り付けて前記半導体レーザ素子を封止する封止装置とを備え、前記紫外線発生装置と、戦記加熱装置と、前記封止装置とが前記密封槽の内部に配置されている。この封止装置としては、例えば溶接機を用いることができる。
【００１１】
また本発明は、上記構成の半導体レーザ装置の製造装置において、同じ露点の乾燥空気雰囲気に保たれた前記密封槽を複数有し、前記紫外線発生手段と、前記加熱手段と、前記封止装置のうち少なくとも１個が前記複数の密封槽のうち、別の密封槽に配置されており、前記ステムおよび前記キャップは前記各密封槽間を前記乾燥空気と同じ露点に保たれた雰囲気中で移動することを特徴とする。パッケージとキャップの移動には、例えばデシケータを用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、キャップとステムによって構成されるパッケージ部の内部に乾燥空気雰囲気が封止されておりこのパッケージ部に封止された半導体レーザ素子は、長期間に渡り駆動電圧を一定に保つことができ、半導体レーザ装置の耐久性を高いものとすることができる。また、キャップとステムのパッケージ部の内側となる部分に付着した有機系不純物が紫外線で分解されているため、この不純物に起因する半導体レーザ素子の劣化を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明によると、ステムおよびキャップを加熱して水分を除去することによって、半導体レーザ素子の劣化をより抑制することができる。さらに、加熱した後、キャップをステムに取り付ける前に冷却しておくことによって、パッケージ部の内部をより結露しにくくすることができる。
【００１４】
また、本発明によると、半導体レーザ装置の製造装置は、紫外線発生装置、加熱装置および封止装置が乾燥空気雰囲気に保たれた密封槽内に設けられているため、容易にパッケージ部の内部に半導体レーザ素子を乾燥空気とともに封止した半導体レーザ装置を得ることができる。
【００１５】
また、本発明によると、密封槽が複数であってもよいため、半導体レーザ装置の製造装置を自由に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明にかかる半導体レーザ装置の概略構成図、図２は半導体ウェハーの概略構成図、図３はリッジストライプを形成した半導体ウェハーの概略構成図、図４は半導体レーザ素子の斜視図、図５は本発明にかかる半導体レーザ装置の製造装置である気密封止装置の概略平面図である。なお、本願の図面において、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わしてはいない。
【００１７】
半導体レーザ装置２０は、図１に示すようにステム２１の上面にヒートシンク２２と電極ピン２３が設けられており、ステム２１の下面には２本の電極リード線２５が設けられている。ヒートシンク２２には半導体レーザ素子２９が設けられており、半導体レーザ素子２９と電極ピン２３とは配線２４によって電気的に接続されている。
【００１８】
また、ステム２１の上面にはキャップ２６が設けられており、ステム２１とキャップ２６とでパッケージ部２８を構成している。キャップ２６には、半導体レーザ素子２９から出射されたレーザ光を外部に取り出せるように、ガラスからなる窓２７が取り付けられている。パッケージ部２８は、ヒートシンク２２、半導体レーザ素子２９、電極ピン２３および配線２４を囲むものであり、封入雰囲気２８ａが封止されている。
【００１９】
半導体レーザ素子２９は、アクセプタ性不純物が添加されたｐ型半導体と、ドナー性不純物が添加されたｎ型半導体とを接合させて、劈開したチップ状の素子である。ｐ型半導体とｎ型半導体との間に電圧を印加して駆動電流を流すと、これらの接合部であるｐ‐ｎ接合層が発光し、劈開面に作製した反射率の異なる二つの平行な鏡面である共振面の間でこの光が共振して増幅され、反射率の低い方の共振面からレーザ光が出射する。半導体レーザ素子１３から発せられたレーザ光は、窓１８を通して、パッケージ部２８の外部へ出射される。本実施形態では、半導体レーザ素子２９はＧａＮ系半導体からなり、レーザ光の発振波長は３９０〜５００ｎｍである。
【００２０】
次に、半導体レーザ素子２９について説明する。図２は本発明の実施形態にかかる半導体レーザ素子を形成する前の半導体ウェハー３０の構造を示す概略構成図である。半導体ウェハー３０は、ｎ型ＧａＮ基板３１上に、半導体成長層３２が形成されている。半導体成長層３２は、ｎ型ＧａＮ基板３１側から順に、厚さ０．２μｍのｎ型ＧａＮ層３２ａ、厚さ２．２μｍのｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｂ、厚さ２０ｎｍのｎ型ＧａＮガイド層３２ｃ、厚さ４ｎｍのＩｎＧａＮ層と厚さ８ｎｍのＧａＮ層が交互に３層ずつ重なったＩｎＧａＮ／ＧａＮ‐３ＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ；多重量子井戸）活性層３２ｄ、厚さ２０ｎｍのｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ蒸発防止層３２ｅ、厚さ０．３μｍのｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｆ、厚さ０．１μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層３２ｇが積層されている。
【００２１】
なお、各層の組成、構成、厚さは一例であり、適宜変更して構わない。また、本実施形態においては、ｎ型ＧａＮ基板３１を半導体基板として用いたが、半導体基板はこの材料に限定されるものではなく、ｐ型のＧａＮ基板、半絶縁性のＧａＮ基板、Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ≦１）基板などを用いても構わない。
【００２２】
次に、半導体成長層３２の製造方法を説明する。以下の説明ではＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；有機金属化学気相蒸着）法を用いた場合を示しているが、エピタキシャル成長できる成長法であれば、ＭＯＣＶＤ法に限定されるものではなく、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ；分子線エピタキシ）法、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ；ハイドライド気相エピタキシー）法等、他の気相成長法を用いても構わない。
【００２３】
ｎ型ＧａＮ基板３１をＭＯＣＶＤ装置の成長炉内の所定のサセプタ上に設置し、キャリアガスとして、Ｈ2とＮＨ3をそれぞれ５ｌ／ｍｉｎ流しながら、サセプタ温度を１０５０℃まで昇温する。昇温が終われば、Ｇａの原料としてトリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ；ＴＭＧ）を１３０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＳｉＨ4を７０ｎｍｏｌ／ｍｉｎの流量で成長炉内に供給し、ｎ型ＧａＮ層３２ａを０．２μｍ成長させる。その後、ＴＭＧを１００μｍｏｌ／ｍｉｎとし、Ａｌの原料としてトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ；ＴＭＡ）を５μｍｏｌ／ｍｉｎで成長炉内に供給して、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｂを２．２μｍ成長させる。ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｂの成長が終了すると、ＴＭＡの供給を停止し、ＴＭＧを１３０μｍｏｌ／ｍｉｎに増加し、ｎ型ＧａＮガイド層３２ｃを２０ｎｍ成長させる。
【００２４】
その後、ＴＭＧ、ＳｉＨ4の供給を停止して、キャリアガスをＨ2からＮ2に代え、サセプタ温度を８００℃まで降温する。降温後、まずＴＭＧを１０μｍｏｌ／ｍｉｎを成長炉内に供給し、厚さ２０ｎｍのＧａＮ層を成長させる。次に、インジウムの原料としてトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ；ＴＭＩ）を５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＧは１０μｍｏｌ／ｍｉｎを維持した状態で成長炉内に供給し、厚さ４ｎｍのＩｎＧａＮ層を成長させる。次に、ＴＭＩの供給を停止し、８ｎｍのＧａＮ層を成長させる。その後再びＴＭＩを５μｍｏｌ／ｍｉｎとして成長炉内に供給し、厚さ４ｎｍのＩｎＧａＮ層を成長させ、同様の動作を繰り返して、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ‐３ＭＱＷ活性層３２ｄをＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮの順序で形成する。
【００２５】
ＩｎＧａＮ／ＧａＮ‐３ＭＱＷ活性層３２ｄが形成されると、ＴＭＩおよびＴＭＧの供給を停止し、サセプタ温度を１０５０℃まで昇温して、キャリアガスをＮ2からＨ2に代えて、ＴＭＧを３０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＡを１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ｐ型ドーパントであるＭｇの原料としてビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ2Ｈ5Ｃ5Ｈ4）2Ｍｇ；ＥｔＣｐ2Ｍｇ）を０．２μｍｏｌ／ｍｉｎで成長炉内に供給し、ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ蒸発防止層３２ｅを２０ｎｍ成長させる。ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ蒸発防止層３２ｅの成長が終了すると、ＴＭＧを１００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＡを４μｍｏｌ／ｍｉｎで成長炉内に供給し、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｆを０．３５μｍ成長させる。
【００２６】
ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｆを成長させた後、ＴＭＡの供給を停止し、ＥｔＣｐ2Ｍｇを１μｍｏｌ／ｍｉｎへ増加し、ＴＭＧは１００μｍｏｌ／ｍｉｎを維持した状態で、ｐ型ＧａＮコンタクト層３２ｇを０．１μｍ成長させて、半導体成長層３２を完成させ、半導体レーザ素子の半導体積層膜の成長を終了する。その後、ＴＭＧおよびＥｔＣｐ2Ｍｇの供給を停止して降温する。このようにして、表面に半導体成長層３２の形成された半導体ウェハー３０が得られる。なお、これらの各層の厚さは目標値であり、実際の値とは異なる場合がある。
【００２７】
半導体成長層３２の完成後、通常のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて、幅略２μｍのリッジストライプ３９を形成するように、ｐ型ＧａＮコンタクト層３２ｇと、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３２ｆの一部をエッチングして、エッチングを停止する。なお、本実施形態において、ドライエッチングに用いる反応性ガスとしてＳｉＣｌ4を用いるものとするが、これに限定されるものではなく、ＢＣｌ3などの他のガスを用いても構わない。
【００２８】
リッジストライプ３９を形成した後、半導体ウェハー３０を個々の半導体レーザ素子２９に加工するプロセスを行う。概要は、一般的であるので、詳細は省略するが、半導体ウェハー３０のリッジストライプ３９を形成した面上に、電流狭窄のための絶縁膜３３、ｐ電極パッド３４、３５を形成し、ｎ型ＧａＮ基板３１を半導体成長層３２が形成されていない面から研削研磨を行い、この研削研磨を行った面上にｎ電極３６を作製し、図３に示す状態とする。その後、半導体ウェハー３０をリッジストライプ方向に垂直に劈開し、バーの状態に分割する。この劈開によって形成された共振器端面３７ａと共振器端面３７ｂの間隔は３００μｍから１２００μｍの範囲である。次に、図４に示すように、共振器端面３７ａに低反射率の端面コート膜３８ａを形成し、共振器端面３７ｂに高反射率の端面コート膜３８ｂを形成する。最後に、端面コート膜３８ａ、３８ｂを形成した半導体ウェハー３０を、ダイシングや劈開により個々のチップに分割し、半導体レーザ素子２９が完成する。
【００２９】
ｐ電極パッド３４、３５は、いずれも金属を蒸着して形成したものであり、例えばＭｏ／Ａｕ、Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｍｏ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｌなどの金属の多層膜であっても、Ａｕのみの単層であってもよい。また、絶縁膜３３はＳｉＯ2、ＺｒＯ、ＴｉＯ2、Ｓｉ2Ｎ4などで構成される。また、低反射率の端面コート膜３８ａは、例えばＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ｙ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＭｇＦなどを用いることができ、高反射率の端面コート膜３８ｂ、例えばＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／…／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2の９層からなるものを用いることができる。
【００３０】
次に、本発明の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造装置である、気密封止装置について図５の概略平面図を用いて説明する。気密封止装置１０は、密封槽１１と、その内部に配置された紫外線発生装置１２、加熱装置１３および溶接機１４とを備えるものである。
【００３１】
密封槽１１の外壁にはグローブ（不図示）で封止された作業扉１５が複数設けられており、作業者がここから密封槽１１の内部に手を入れて作業することが可能となっている。また、密封槽１１の外壁には乾燥空気生成器（不図示）で生成した乾燥空気を導入する乾燥空気導入口１１ａおよび排気口１１ｂが設けられており、密封槽１１の内部は一定の湿度の乾燥空気雰囲気に保たれている。
【００３２】
紫外線発生装置１２は、波長２５４ｎｍの短波長紫外線を発生するものである。紫外線発生装置１２にはオゾン排気口１２ａが設けられており、紫外線の照射によって発生したオゾンを密封槽１１外へ排出することができる。加熱装置１３は、炉内を加熱および真空にすることができ、真空雰囲気内で加熱することにより、炉内に入れたステム２１やキャップ２６の水分を除去することができる。
【００３３】
加熱装置１３に隣接して、金属板などの熱伝導率の高い材料でできたキャップ冷却台１７ａおよびステム冷却台１７ｂが設けられており、加熱装置１３で加熱したキャップ２６およびステム２１を載置することにより冷却することができる。また、溶接機１４に隣接して、キャップ供給台１８ａ、ステム収納台１８ｂおよびステム供給台１８ｃが設けられている。キャップ供給台１８ａおよびステム供給台１８ｃは溶接機１４にロボットアームなどによって自動的に供給されるキャップ２６およびステム２１を載置するものであり、ステム収納台１８ｂはステム供給台１８ｃに載置する前の冷却したステム２１を収納するものである。
【００３４】
加熱装置１３と溶接機１４との間には材料置き場１６が設けられている。これは、冷却したキャップ２６をキャップ供給台１８ａに移動させるまでの間、保管しておくものである。また、ステム収納台１８ｂのそばには完成品置き場１９が設けられており、溶接機１４によってステム２１にキャップ２６が取り付けられ、完成した半導体レーザ装置２０を保管しておくことができる。
【００３５】
次に、半導体レーザ装置２０の製造方法について説明する。まず、半導体レーザ素子２９をヒートシンク２２上に設け、半導体レーザ素子２９を設けたヒートシンク２２をステム２１の上面に設ける。このヒートシンク２２を設けたステム２１およびキャップ２６を、作業者が作業扉１５から密封槽１１内の紫外線発生装置１２の紫外線が照射される位置に載置し、ステム２１、ヒートシンク２２、半導体レーザ素子２９およびキャップ２６の内面に波長２５４ｎｍの紫外線を照射する。このとき、密封槽１１の内部は露点−３０℃の乾燥空気雰囲気となっている。
【００３６】
波長２５４ｎｍの紫外線を照射することにより、ステム２１、ヒートシンク２２、半導体レーザ素子２９およびキャップ２６の内面、すなわちパッケージ部２８の内側となる部分に付着した有機系不純物のガスなどを分解し、除去することができる。
【００３７】
有機系不純物を除去したステム２１およびキャップ２６を加熱装置１３の炉内に移動させ、真空中で加熱し、水分を除去する。このとき、加熱により半導体レーザ素子２９の端面コート膜３８ａ、３８ｂの表面および内部の水分を除去でき、耐久性の高いものに改質することができる。このとき加熱温度は、水分をより多く除去するために水の沸点よりも高い温度が好ましく、３００℃以上がより好ましい。
【００３８】
加熱装置１３から取り出したステム２１およびキャップ２６をそれぞれキャップ冷却台１７ａまたはステム冷却台１７ｂに載置して室温まで冷却する。次にステム２１をステム収納台１８ｂに、キャップ２６を材料置き場１６に移動させ、そこから必要分をそれぞれステム供給台１８ｃまたはキャップ供給台１８ａに載置する。
【００３９】
ステム供給台１８ｃおよびキャップ供給台１８ａから自動的に供給されたステム２１およびキャップ２６は溶接機１４によって、キャップ２６がヒートシンク２２および半導体レーザ素子２９を封止するように溶接され、半導体レーザ装置２０が完成し、完成品置き場１９で一旦保管される。このとき、密封槽１１内が乾燥空気雰囲気であるため、封入雰囲気２８ａは乾燥空気である。このため、パッケージ部２８の内部は結露する可能性は低いが、ステム２１およびキャップ２６を冷却してから溶接することにより結露する可能性が更に低くなる。
【００４０】
本発明において、乾燥空気の露点は−３０℃以下であることが好ましい。一般に、乾燥空気は乾燥度合いが露点で管理される。この露点が−３０℃以下の乾燥空気を生成する乾燥空気生成器としては、例えば神戸製鋼社製のスクリューコンプレッサー（ＫＳＴ２２ＡＤ‐６）で作成される圧縮空気をレシーバタンク、冷凍式エアドライヤ（オリオン社製ＲＡＸ‐２２Ｆ‐ＳＥ）、ラインフィルタ（オリオン社製ＯＬＦ‐７００）、ミクロミスト除去用フィルタ（オリオン社製ＯＭＦ‐７００）、吸着式エアドライヤー（オリオン社製ＱＳＱ‐４２０Ａ‐Ｅ）を組み合わせたものを用いることができる。また、この乾燥空気の露点はＶＡＩＳＡＬＡ社製の露点温度計ＤＭ７０で測定することができる。
【００４１】
このようにして作成された半導体レーザ装置２０について、加速エージング試験を行った。エージング条件は、試料温度７０℃、１２０ｍＡのＡＣＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；定電流駆動）とし、順電圧（Ｖｆ）を測定した。その結果を図６（ａ）に示す。図６（ａ）は横軸を時間、縦軸を順電圧としたグラフであり、７個の試料について測定した結果を示しているが、５０時間経過後のＶｆにはほとんど変化が見られないことがわかる。なお、このときの封止雰囲気は露点−３７℃の乾燥空気である。
【００４２】
また、比較例として、上述の半導体レーザ装置において封止雰囲気を乾燥空気から、特許文献１で用いられた不活性ガスとして露点−１０〜−３０℃の窒素ガスに変えた半導体レーザ装置について同様の加速エージング試験を行った。１０個の試料について測定した結果を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）からわかるように、２５時間経過後からＶｆが上昇しているものがある。したがって、封止雰囲気を乾燥空気とすることによって、半導体レーザ装置２０のＶｆが安定する、すなわち耐久性、信頼性が向上することがわかる。これは、発振波長の短い半導体レーザ装置では、発振波長が長いものと劣化モードが異なるためと思われる。
【００４３】
なお、本実施形態において、半導体レーザ素子２９をＧａＮ系の半導体からなるものとしたが、これに限られず、発振波長が３９０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のレーザ光のエネルギーｈνが大きいものであれば、ＺｎＯ系のものなどであってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、気密封止装置１０は、紫外線発生装置１２、加熱装置１３および溶接機１４を１個の密封槽１１内に備えるものとしたが、紫外線発生装置１２、加熱装置１３および溶接機１４をそれぞれ同じ露点の乾燥雰囲気に保たれた別の密封槽内に設けてもよい。この場合、ステム２１およびキャップ２６は各密封槽の間を同じ露点の乾燥雰囲気に保たれたデシケータなどに収納して移動させればよい。これにより、気密封止装置１０を自由に配置することが可能となる。また、紫外線発生装置１２で紫外線を照射した後、デシケータに収納する際に、短時間であれば大気に触れても問題はない。
【００４５】
また、加熱装置１３によってステム２１およびキャップ２６を加熱した後、キャップ冷却台１７ａまたはステム冷却台１７ｂで冷却する工程は、次の工程へ早く移れるようにするものであり、省略してもよい。同様に、加熱装置１３によってステム２１およびキャップ２６を加熱する工程は、乾燥空気雰囲気中でも水分は除去されるが、より早く除去するためのものであり、省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態にかかる半導体レーザ装置の概略構成図
【図２】本発明の実施形態にかかる半導体ウェハーの概略構成図
【図３】本発明の実施形態にかかるリッジストライプを形成した半導体ウェハーの概略構成図
【図４】本発明の実施形態にかかる半導体レーザ素子の斜視図
【図５】本発明の実施形態にかかる気密封止装置の概略平面図
【図６】（ａ）本発明の実施形態にかかる乾燥空気を封止した半導体レーザ装置、（ｂ）窒素ガスを封止した半導体レーザ装置の加速エージング試験結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００４７】
１０      気密封止装置
１１      密封槽
１１ａ    乾燥空気導入口
１２      紫外線発生装置
１３      加熱装置
１４      溶接機
１７ａ    キャップ冷却台
１７ｂ    ステム冷却台
２０      半導体レーザ装置
２１      ステム
２６      キャップ
２８      パッケージ部
２８ａ    封入雰囲気
２９      半導体レーザ素子
【図１】
0004530962.tif 000002
【図２】
0004530962.tif 000003
【図３】
0004530962.tif 000004
【図４】
0004530962.tif 000005
【図５】
0004530962.tif 000006
【図６】
0004530962.tif 000007