(57)【要約】【課題】受光領域への入射光量を増加させることができ、かつ、受光領域への入射光量が長期的に低下するのを防ぐことができる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】モニタ付サブマウント２は受光部３を表面に有する。この表面の受光部３以外の部分には蝋材で半導体発光素子１がダイボンドされている。半導体発光素子１に対しては反射体７が受光部３を挟んで対向する。反射体７は、半導体発光素子１の受光部３側の端面から出射された光を反射する反射面７ａを有する。反射体７は、受光部３近傍に位置するようにモニタ付サブマウント２の表面の受光部３以外の部分に固定されている。【選択図】図１Ｂ
2007048815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域を表面に有するモニタ付サブマウントと、
上記表面の上記受光領域以外の部分に蝋材でダイボンドされた半導体発光素子と、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面から出射された光を反射する反射面を有すると共に、上記半導体発光素子に対して上記受光領域を挟んで対向する反射体と
を備え、
上記反射体は、上記受光領域近傍に位置するように上記表面の上記受光領域以外の部分に固定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記反射体はシリコンからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面から出射された光が上記反射面に斜めに入射することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記反射体は上記表面の上記受光領域以外の部分に蝋材でダイボンドされており、
上記蝋材の厚みは、上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面に生じる発光点の上記表面に対する高さよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記反射面が粗面であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記反射面が鋸刃形状を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記表面に対する上記反射面の傾斜角は９０°未満であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面で生じる発光点の数は２個以上であり、
上記反射体の幅は上記半導体発光素子の幅よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体装置において、
上記反射面には複数の誘電体膜が積層されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
上記反射体と上記半導体発光素子とを同時に上記モニタ付サブマウントにダイボンドすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一例としては、光ディスク用光源に使用される半導体レーザ装置が知られている。
【０００３】
図６Ａに、従来の半導体レーザ装置を上方から見た概略図を示す（例えば特開２００３−３１８８５号公報（特許文献１）の図１２参照。）。また、図６Ｂに、図６ＡのVI−VI線から見た概略断面図を示す。
【０００４】
上記従来の半導体レーザ装置では、図６Ａ，図６Ｂに示すように、モニタ付サブマウント１０２の表面に半導体レーザ素子１０１がダイボンドされている。このモニタ付サブマウント１０２の表面には受光部１０３が設けられている。また、上記モニタ付サブマウント１０２はフレーム１０８上に載置されている。
【０００５】
上記フレーム１０８上には、半導体レーザ素子１０１およびモニタ付サブマウント１０２を覆うように樹脂成型物１０５が設けられている。
【０００６】
上記半導体レーザ素子１０１の前端面からは主レーザ光Ｌ１０１が出射する。一方、上記半導体レーザ素子１０１の後端面からは、主レーザ光Ｌ１０１の出射方向とは反対側の方向に向かってモニタ用レーザ光Ｌ１０２が出射する。
【０００７】
上記受光部１０３はモニタ用レーザ光Ｌ１０２を受光して、モニタ用レーザ光Ｌ１０２の受光量に応じた電気信号を出力する。
【０００８】
したがって、上記電気信号に基づいて、主レーザ光Ｌ１０１の出力をモニタすることができる。
【０００９】
上記構成の従来の半導体レーザ装置では、モニタ用レーザ光Ｌ１０２の出射方向が受光部１０３の受光面と平行であるため、受光部１０３へのモニタ用レーザ光Ｌ１０２の入射光量が少ないという問題がある。
【００１０】
この問題を解決できる半導体レーザ装置が特開平６−４５６９２号公報（特許文献２）に記載されている。
【００１１】
上記半導体レーザ装置は、図７に示すように、受光部１０３上に樹脂１０９をポッティングし、モニタ用レーザ光Ｌ１０２の大部分が樹脂１０９で屈折して受光部１０３へ入射する。すなわち、上記モニタ用レーザ光Ｌ１０２の大部分が樹脂１０９によって受光部１０３へ案内される。これにより、上記受光部１０３へのモニタ用レーザ光Ｌ１０２の入射光量が増加する。
【００１２】
しかしながら、上記半導体レーザ装置では、受光部１０３へのモニタ用レーザ光Ｌ１０２の入射光量が増加するが、温度や湿度によって樹脂１０９が変化するため、受光部１０３へのモニタ用レーザ光Ｌ１０２の入射光量が長期的に低下する恐れがある。
【特許文献１】特開２００３−３１８８５号公報
【特許文献２】特開平６−４５６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明の課題は、受光領域への入射光量を増加させることができ、かつ、受光領域への入射光量が長期的に低下するのを防ぐことができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の半導体装置は、
受光領域を表面に有するモニタ付サブマウントと、
上記表面の上記受光領域以外の部分に蝋材でダイボンドされた半導体発光素子と、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面から出射された光を反射する反射面を有すると共に、上記半導体発光素子に対して上記受光領域を挟んで対向する反射体と
を備え、
上記反射体は、上記受光領域近傍に位置するように上記表面の上記受光領域以外の部分に固定されていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の半導体装置によれば、上記反射体が半導体発光素子に対して上記受光領域を挟んで対向するので、半導体発光素子の受光領域側の端面から出射されて受光領域に入射しなかった光が、反射体の反射面によって反射される。
【００１６】
その結果、上記反射面による反射光が受光領域に入射するから、受光領域への入射光量を増加させることができる。
【００１７】
また、上記反射光の光量は温度や湿度によって大きく変化しないから、受光領域への入射光量が長期的に低下するのを防ぐことができる。
【００１８】
また、上記反射体が受光領域近傍に位置するから、受光領域へ向かう反射光を増加させることができる。
【００１９】
一実施形態の半導体装置では、
上記反射体はシリコンからなる。
【００２０】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記反射体がシリコンからなるので、反射体を安価に形成することができる。
【００２１】
一実施形態の半導体装置では、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面から出射された光が上記反射面に斜めに入射する。
【００２２】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面から出射された光が反射面に斜めに入射するから、反射面による反射光が半導体発光素子に戻らず、半導体発光素子のノイズ特性が悪化するのを防ぐことができる。
【００２３】
一実施形態の半導体装置では、
上記反射体は上記表面の上記受光領域以外の部分に蝋材でダイボンドされており、
上記蝋材の厚みは、上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面に生じる発光点の上記表面に対する高さよりも小さい。
【００２４】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記半導体発光素子の受光領域側の端面に生じる発光点におけるモニタ付サブマウントの表面に対する高さよりも、半導体発光素子とモニタ付サブマウントとの間の蝋材の厚みが小さいので、半導体発光素子の受光領域側の端面から出射されて受光領域に入射しなかった光のうち光強度が強い光を反射体に確実に当てることができる。したがって、上記受光領域へ向かう反射光が低下するのを防止することができる。
【００２５】
一実施形態の半導体装置では、
上記反射面が粗面である。
【００２６】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記反射面が粗面であるから、受光領域へ向かう反射光を増加させることができる。
【００２７】
一実施形態の半導体装置では、
上記反射面が鋸刃形状を有している。
【００２８】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記反射面が鋸刃形状を有しているから、受光領域へ向かう反射光を増加させることができる。
【００２９】
一実施形態の半導体装置では、
上記表面に対する上記反射面の傾斜角は９０°未満である。
【００３０】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記モニタ付サブマウントの表面に対して反射面が傾斜する傾斜角は９０°未満であるから、受光領域へ向かう反射光を増加させることができる。
【００３１】
一実施形態の半導体装置では、
上記半導体発光素子の上記受光領域側の端面で生じる発光点の数は２個以上であり、
上記反射体の幅は上記半導体発光素子の幅よりも小さい。
【００３２】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記反射体の幅は半導体発光素子の幅よりも小さいから、２個以上の発光点のうち所望の発光点に対応する光のみを反射体で反射することができる。
【００３３】
一実施形態の半導体装置では、
上記反射面には複数の誘電体膜が積層されている。
【００３４】
上記実施形態の半導体装置によれば、上記反射面には複数の誘電体膜が積層されているから、複数の誘電体膜に入射する光の波長により、その光の反射率を変化させることができる。
【００３５】
本発明の半導体装置の製造方法は、
本発明の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
上記反射体と上記半導体発光素子とを同時に上記モニタ付サブマウントにダイボンドすることを特徴としている。
【００３６】
上記構成の半導体装置の製造方法によれば、上記反射体と半導体発光素子とを同時にモニタ付サブマウントにダイボンドするから、製造工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の半導体装置によれば、反射体が半導体発光素子に対して受光領域を挟んで対向することによって、半導体発光素子の受光領域側の端面から出射されて受光領域に入射しなかった光が反射体の反射面によって反射されて受光領域に入射するから、受光領域への入射光量を増加させることができる。
【００３８】
また、上記反射光の光量は温度や湿度によって大きく変化しないから、受光領域への入射光量が長期的に低下するのを防ぐことができる。
【００３９】
また、上記反射体が受光領域近傍に位置するから、受光領域へ向かう反射光を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の半導体装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４１】
図１Ａに、本発明の一実施の形態の半導体レーザ装置の概略断面図を示す。また、図１Ｂに、上記半導体レーザ装置の概略平面図を示す。また、図１Ｃに、上記半導体レーザ装置の概略斜視図を示す。
【００４２】
上記半導体レーザ装置は、図１Ａに示すように、受光領域の一例としての受光部３を表面に有するモニタ付フォトダイオード２と、このモニタ付フォトダイオード２の表面に蝋材（図示せず）でダイボンドされた半導体発光素子１と、この半導体発光素子１に対して受光部３を挟んで対向する反射体７とを備えている。
【００４３】
上記半導体発光素子１の前端面からは主レーザ光Ｌ１が出射する。一方、上記半導体発光素子１の後端面からはモニタ用レーザ光Ｌ２が出射する。このモニタ用レーザ光Ｌ２は一部が受光部３へ入射し、他の一部が反射体７の反射面７ａに入射する。また、上記半導体発光素子１の後端面では１つの発光点が生じる。
【００４４】
上記モニタ付サブマウント２はＳｉ（シリコン）基板を用いて形成されている。より詳しくは、公知の手法を用いてＳｉ基板の表面に不純物を拡散することにより、受光部３を表面に有するモニタ付サブマウト２が形成される。
【００４５】
上記半導体発光素子１および反射体７は、図１Ｂ，図１Ｃに示すように、モニタ用レーザ光Ｌ２が反射体７の反射面７ａに垂直に交わらないように配置されている。つまり、上記半導体発光素子１および反射体７は、モニタ用レーザ光Ｌ２が反射体７の反射面７ａに斜めに入射するように配置されている。別の言い方をすれば、上記半導体発光素子１の後端面と反射体７の反射面７ａとが平行とならないように配置されている。このとき、上記半導体発光素子１の後端面と反射体７の反射面７ａとは共にモニタ付フォトダイオード２の表面に略垂直となっている。
【００４６】
上記反射体７はＳｉからなっている。また、上記反射体７は反射面７ａが平坦になるように形成されている。また、図示しないが、上記反射体７は、モニタ付サブマウント２の表面に蝋材（図示せず）でダイボンドされている。上記蝋材の厚みは、モニタ付サブマウント２の表面に対する半導体発光素子１の後端面の発光点の高さよりも小さい。また、上記反射体７は受光部３近傍に位置している。
【００４７】
上記構成の半導体レーザ装置によれば、半導体発光素子１の後端面から出射したモニタ用レーザ光Ｌ２の一部が受光部３に入射する。そして、上記反射体７が半導体発光素子１に対して受光部３を挟んで対向するので、受光部３に入射せずに受光部３上を通過したモニタ用レーザ光Ｌ２が反射体７の反射面７ａで反射される。
【００４８】
その結果、上記反射面７ａによる反射光Ｒが受光部３に入射するから、受光部３への入射光量を増加させることができる。
【００４９】
また、上記反射光Ｒの光量は温度や湿度によって大きく変化しないので、受光部３への入射光量が長期的に低下するのを防ぐことができる。
【００５０】
また、上記半導体発光素子１の後端面に対して垂直方向に出射するモニタ用レーザ光Ｌ２の光強度は強い。このように強い光強度のモニタ用レーザ光Ｌ２が反射体７によって受光部３へ向けて反射されるから、受光部３への十分な入射光量を得ることができる。
【００５１】
また、上記反射体７は受光部３近傍に位置するから、受光部３へ向かう反射光Ｒを増加させることができる。
【００５２】
また、上記モニタ用レーザ光Ｌ２が反射体７の反射面７ａに斜めに入射するから、反射光Ｒが半導体発光素子１に戻るのを防ぐことができる。つまり、いわゆる戻り光の発生を阻止できる。これにより、上記半導体発光素子１のノイズ特性が悪化するのを防ぐことができる。
【００５３】
また、上記反射体７とモニタ付サブマウント２とを接続する蝋材の厚みが、モニタ付サブマウント２の表面に対する半導体発光素子１の後端面の発光点の高さよりも小さいので、反射光Ｒを受光部３に確実に入射させることができる。
【００５４】
もし、図２に示すように、上記反射体７とモニタ付サブマウント２とを接続する蝋材１３の厚みが、モニタ付サブマウント２の表面に対する半導体発光素子１の後端面の発光点の高さよりも大きい場合、反射光Ｒが所望の方向に反射せず、受光部３への入射光量が減少する恐れがある。
【００５５】
上記実施の形態では、反射体７の反射面７ａは平坦面であったが、図示しないが、反射体の反射面は粗面であってもよい。つまり、上記反射体７の代わりに、荒らした反射面を有する反射体を用いてもよい。
【００５６】
上記反射体７の代わりに、図３に示すように、Ｓｉ製の反射体１７を用いてもよい。この反射体１７の反射面１７ａは鋸刃形状を有している。上記反射面１７ａにおいてモニタ用レーザ光Ｌ２が入射する面は、モニタ付サブマウント２の表面に対して傾斜している。このような反射体１７を用いることによって、受光部３への入射光量をさらに増加させることができる。
【００５７】
上記反射体７の代わりに、図４に示すように、Ｓｉ製の反射体２７を用いてもよい。この反射体２７は、平坦面である反射面２７ａを有している。また、上記反射体２７の断面形状は略平行四辺形形状となっており、反射面２７ａがモニタ付サブマウント２の表面に対して傾斜している。このような反射体２７を用いることによって、受光部３への入射光量をさらに増加させることができる。
【００５８】
上記半導体発光素子１の代わりに、図５に示すように、モノリシック２波長レーザ素子のような半導体発光素子２１を用いてもよい。この半導体発光素子２１の後端面では２つの発光点が生じる。つまり、上記半導体発光素子２１の後端面からは、赤色波長のモニタ用レーザ光Ｌ１２が出射すると共に、赤外波長のモニタ用レーザ光Ｌ１３が出射する。
【００５９】
このような半導体発光素子２１を用い、かつ、直方体形状の反射体３７を用いない場合、受光部３の波長感度依存性ため、モニタ用レーザ光Ｌ１２によって生じるモニタ電流が、モニタ用レーザ光Ｌ１３によって生じるモニタ電流よりも小さくなってしまう。そこで、上記反射体３７を受光部３近傍に配置することによって、モニタ用レーザ光Ｌ１２のみを反射体３７の反射面３７ａに入射させ、反射面３７ａによる反射光Ｒを受光部３に入射させることができる。
【００６０】
また、上記反射体３７は、モニタ用レーザ光Ｌ１３のみを反射するように配置してもよい。
【００６１】
要するに、上記モニタ用レーザ光Ｌ１２によって生じるモニタ電流と、モニタ用レーザ光Ｌ１３によって生じるモニタ電流とのうち、増加させたい方のモニタ電流に対応するモニタ用レーザ光のみを反射体３７で反射するようにすればよい。
【００６２】
また、上記反射体３７の反射面３７ａに複数の誘電体膜を積層して、その複数の誘電体膜で反射面３７ａをコーティングしてもよい。この場合、上記複数の誘電体膜に入射する光の波長によって、その光の反射率を変化させることができる。
【００６３】
上記半導体発光素子２１の代わりに、図示しないが、３個以上の発光点が生じる後端面を有する半導体発光素子を用いてもよい。この半導体発光素子の後端面からは異なる波長の３つ以上のモニタ用レーザ光が出射される。
【００６４】
本発明で用いる反射体の材料はシリコンに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施の形態の半導体レーザ装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは上記半導体レーザ装置の概略平面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは上記半導体レーザ装置の概略斜視図である。
【図２】図２は上記半導体レーザ装置の特徴を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は上記半導体レーザ装置の変形例の概略断面図である。
【図４】図４は上記半導体レーザ装置の変形例の概略断面図である。
【図５】図５は上記半導体レーザ装置の変形例の概略断面図である。
【図６Ａ】図６は従来の半導体レーザ装置の概略平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図６ＡのVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図７は他の従来の半導体レーザ装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  半導体発光素子
２  モニタ付サブマウント
３  受光部
７，１７，２７，３７  反射体
７ａ，１７ａ，２７ａ，３７ａ  反射面
Ｌ１  主レーザ光
Ｌ２，Ｌ１２，Ｌ１３  モニタ用レーザ光
Ｒ  反射光
【図１Ａ】
2007048815.tif 000003
【図１Ｂ】
2007048815.tif 000004
【図１Ｃ】
2007048815.tif 000005
【図２】
2007048815.tif 000006
【図３】
2007048815.tif 000007
【図４】
2007048815.tif 000008
【図５】
2007048815.tif 000009
【図６Ａ】
2007048815.tif 000010
【図６Ｂ】
2007048815.tif 000011
【図７】
2007048815.tif 000012