(57)【要約】【課題】半導体発光素子を封止する金属カバーの気密性を維持しながら、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができるようにする。【解決手段】半導体発光装置１は、半導体発光素子３と、該半導体発光素子３を保持するパッケージ１０と、該パッケージ１０に固着され、半導体発光素子３を封止する金属カバー２１とを備えている。パッケージ１０は、基台１１と、該基台１１の主面上に形成され、金属カバー２１を抵抗溶接する溶接台１２とを有している。基台１１を構成する第１の金属材料の熱伝導率は、金属カバー２１を構成する第２の金属材料の熱伝導率よりも大きく、基台１１と溶接台１２との熱伝導率の差は、基台１１と金属カバー２１との熱伝導率の差よりも小さい。【選択図】図１
2012079827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を保持するパッケージと、
前記パッケージに固着され、前記半導体発光素子を封止する金属カバーとを備え、
前記パッケージは、基台と、該基台の主面上に形成され、前記金属カバーを抵抗溶接可能な溶接台とを有し、
前記基台を構成する第１の金属材料の熱伝導率は、前記金属カバーを構成する第２の金属材料の熱伝導率よりも大きく、
前記金属カバーと前記溶接台との熱伝導率の差は、前記金属カバーと前記基台との熱伝導率の差よりも小さいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記金属カバーには、前記半導体発光素子と対向する位置に開口部が設けられると共に、前記開口部を覆うように透明光学素子が固着されており、
前記透明光学素子と前記金属カバーとの熱膨張係数の差は、前記透明光学素子と前記基台との熱膨張係数の差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記基台には、少なくとも１つの貫通孔が形成され、
前記パッケージは、前記貫通孔に絶縁材を介在させて固着され且つ前記半導体発光素子と電気的に接続されるリードを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記基台の主面には、前記半導体発光素子を固着するブロック部が設けられ、
前記溶接台は、前記ブロック部と前記貫通孔とを囲むように前記基台の主面上に形成されることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記基台の主面の周縁部には、段差部が設けられており、
前記溶接台は、前記段差部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記基台の主面の周縁部には、環状の溝部が設けられており、
前記溶接台は、前記溝部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記溶接台は前記貫通孔を含む領域に形成され、
前記溶接台と前記貫通孔の絶縁材とは互いに接続されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記基台は、その平面形状が多角形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記基台は、その平面形状が四角形状であることを特徴とする請求項８に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記第１の金属材料は、銅を主成分とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記第２の金属材料は、鉄を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記半導体発光素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記半導体発光素子は、スーパールミネッセントダイオードであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
前記基台を該基台の側面方向からそれぞれ挟むことにより、前記半導体発光装置を保持する複数の固定治具とを備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項１５】
半導体発光素子と、該半導体発光素子を保持するパッケージと、該パッケージに固着され、前記半導体発光素子を封止する金属カバーとを有する半導体発光装置と、
前記基台を該基台の側面方向からそれぞれ挟むことにより、前記半導体発光装置を保持する複数の固定治具とを備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項１６】
前記複数の固定冶具同士は、互いに接触しないことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記半導体発光装置を構成する前記基台は、その平面形状が多角形状であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記半導体発光装置を構成する前記基台は、その平面形状が四角形状であることを特徴とする請求項１７に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等のディスプレイに用いる出射光強度が大きい半導体発光装置及び光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザディスプレイ又はプロジェクタ等の画像表示装置の光源用途、又はレーザスクライビング装置若しくは薄膜のアニール装置等の産業用加工装置の光源用途として、光出力が１Ｗを超える高光出力の半導体レーザ装置を用いた半導体発光装置が盛んに開発されている。このような半導体発光装置の一例として、例えば、半導体レーザ素子等の半導体発光素子を金属からなる基台に固着し、さらに、ガラス窓を設けたキャップ部材により封止された半導体発光装置が、下記の特許文献１に公開されている。
【０００３】
以下、図２３を用いて従来の半導体発光装置について説明する。図２３に示すように、従来の半導体発光装置３００は、半導体レーザ素子３０１と、該半導体レーザ素子３０１を保持するパッケージ３２０と、半導体レーザ素子３０１を覆ってパッケージ３２０と固着され、該半導体レーザ素子３０１を封止するキャップ部材３３０とから構成されている。
【０００４】
パッケージ３２０は、鉄（Ｆｅ）系材料からなる基台（ステム）３２１と、その上に固着された無酸素銅からなるブロック部（ヒートシンク）３２２と、基台３２１にその表裏方向に設けられた貫通孔３２１ａ、３２１ｂにそれぞれガラスからなる絶縁リング３２６を介して固着されたリードピン３２４、３２５と、基台３２１の裏面に直接に固着されたリードピン３２３とから構成される。
【０００５】
半導体レーザ素子３０１は、サブマウント３０２を介してブロック部３２２に固着され、２本のワイヤ３２７、３２８によってそれぞれリードピン３２４、３２５と電気的に接続される。
【０００６】
キャップ部材３３０は、コバール（Ｋｏｖａｒ：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）からなる金属カバーと、軟質ガラスで固着された、光学ガラス等からなる光透過窓３３４により構成される。金属カバーは、円筒状の側壁部３３１と、該側壁部３３１の一端を閉じると共に半導体レーザ素子３０１からのレーザ光を外部に取り出す出射孔３３２ａが形成された天面部３３２と、側壁部３３１の他端に形成され、半導体レーザ素子３０１が保持される基台３２１の上面に抵抗溶接されるフランジ部３３３とを有している。光透過窓３３４は、出射孔３３２ａを塞ぐように天面部３３２の内側に固着される。
【０００７】
このような半導体発光装置を光源として用いる場合の固定方法として、例えば特許文献２のような構成が公開されている。
【０００８】
次に、図２４を用いて従来の半導体発光装置の固定方法について説明する。半導体レーザ素子（図示せず）を保持する円盤状の基台３２１に該半導体レーザ素子を気密に封止するためのキャップ部材３３０が固着された半導体発光装置３００を固定する固定冶具４００には、円盤状の基台３２１よりも大きな開口部４００ａが形成されている。開口部４００ａの壁面には、その上面で基台３２１を支持する段差部４００ｂが設けられている。ここで、固定冶具４００の開口部４００ａの開口径は、半導体発光装置３００の基台３２１の嵌合が容易となるように、該基台３２１の径よりも若干大きく設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２００９−１３５２３５号公報
【特許文献２】特開平２００８−０２８２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の半導体発光装置には、製造上の２つの問題があることを本願発明者らは見出した。
【００１１】
第１に、半導体発光素子の高光出力を図るべくその放熱性を高めるために、パッケージを構成する基台に熱伝導率が高い材料として、例えば無酸素銅を用いようとした場合に、無酸素銅からなる基台は、光透過窓を構成する透明光学素子との熱膨張係数の値が近いコバールからなるキャップ部材とは抵抗溶接ができなくなる。これは、無酸素銅の熱伝導率及び電気伝導率がコバールよりも十分に高いため、コバールを抵抗溶接するための電流量では、基台側の溶接箇所が十分に発熱せず、さらには、発生した熱が周辺に拡散してしまうためである。一方、基台側の溶接箇所を過熱するために、溶接時の電流量を増加した場合は、キャップ部材側が過剰に温度上昇してしまう。このため、キャップ部材と基台との密着性を十分に高くすることができなくなる。その結果、キャップ部材の気密性が低下して、半導体発光素子の動作特性（光学特性）が低下する。
【００１２】
これに対し、キャップ部材を構成する金属カバーの構成材料を基台と合わせるように銅等の熱伝導率が高い材料を用いた場合は、光透過窓と軟質ガラスと金属カバーとの熱膨張係数の差が大きくなる。このため、キャップ部材の作製時に光透過窓と金属カバーとを接着させる軟質ガラスの接着強度が低下して気密性が低下する。
【００１３】
なお、機密性の低下を防止するため、キャップ部材と基台とを銀ろう等によってろう付けする方法も考えられるが、ろう付けは半導体発光素子を１０００℃近くの高温にさらすことになるため、半導体発光素子内の半導体積層構造が変質してしまい、発光素子の動作特性を大きく劣化させてしまう。
【００１４】
以上から、パッケージを構成する基台に熱伝導率が高い材料を用いて、半導体発光装置の放熱性を向上しようとすると、基台の構成材料が例えば銅であれば、必然的にその熱膨張係数も大きくなってしまい、キャップ部材との気密性が低下してしまう。一方、光透過窓と金属カバーとの気密性を確保するという観点から、金属カバーに熱伝導率が高い材料（熱膨張係数が大きい材料）を用いることができない。
【００１５】
第２に、半導体発光装置における半導体発光素子からその動作中に発生するジュール熱に関しては、従来の構成においては、上述したように、パッケージの基台よりも大きい外形の固定冶具に取り付けられるため、基台と固定冶具との密着性が不十分となる。その結果、半導体発光素子の温度上昇を十分に抑えることができないという問題がある。
【００１６】
本発明は、前記の問題を解決し、半導体発光素子を封止する金属カバーの気密性を維持しながら、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体発光装置を、パッケージを構成する基台の構成材料の熱伝導率を金属カバーの熱伝導率よりも大きくし、且つ基台の上に固着する金属カバーとの間に、基台と比べて金属カバーとの熱伝導率の差が小さい溶接台を設ける構成とする。
【００１８】
具体的に、本発明に係る半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を保持するパッケージと、パッケージに固着され、半導体発光素子を封止する金属カバーとを備え、パッケージは、基台と、該基台の主面上に形成され、金属カバーを抵抗溶接可能な溶接台とを有し、基台を構成する第１の金属材料の熱伝導率は、金属カバーを構成する第２の金属材料の熱伝導率よりも大きく、金属カバーと溶接台との熱伝導率の差は、金属カバーと基台との熱伝導率の差よりも小さい。
【００１９】
本発明の半導体発光装置によると、基台を構成する第１の金属材料の熱伝導率は、金属カバーを構成する第２の金属材料の熱伝導率よりも大きく、金属カバーと溶接台との熱伝導率の差は、金属カバーと基台との熱伝導率の差よりも小さい。このため、金属カバーと溶接台との熱伝導率及び電気伝導率の差を小さくすることができるので、金属カバーと溶接台とを抵抗溶接により容易に接合することができる。その結果、基台と金属カバーとの密着性が向上して、半導体発光素子の特性の劣化を防止することができる。
【００２０】
本発明の半導体発光装置において、金属カバーには、半導体発光素子と対向する位置に開口部が設けられると共に、開口部を覆うように透明光学素子が固着されており、透明光学素子と金属カバーとの熱膨張係数の差は、透明光学素子と基台との熱膨張係数の差よりも小さいことが好ましい。
【００２１】
このようにすると、半導体発光素子からの光を効率良くパッケージの外部に取り出すことができると共に、半導体発光装置の気密性が劣化するのを防止することができるため、半導体発光素子の特性の劣化を防止することができる。
【００２２】
本発明の半導体発光装置において、基台には、少なくとも１つの貫通孔が形成され、パッケージは、貫通孔に絶縁材を介在させて固着され且つ半導体発光素子と電気的に接続されるリードを有していてもよい。
【００２３】
このようにすると、半導体発光素子に容易に且つ確実に電力を供給することができる。
【００２４】
この場合に、基台の主面には、半導体発光素子を固着するブロック部が設けられ、溶接台はブロック部と貫通孔とを囲むように基台の主面上に形成されていてもよい。
【００２５】
このようにすると、半導体発光素子の気密性を維持しつつ、リードを通して半導体発光素子に外部から電力を供給することができる。
【００２６】
さらにこの場合に、基台の主面の周縁部には、段差部が設けられており、溶接台は段差部に形成されていてもよい。
【００２７】
また、この場合に、基台の主面の周縁部には、環状の溝部が設けられており、溶接台は溝部に形成されていてもよい。
【００２８】
このようにすると、溶接台が段差部又は溝部に形成されるより、溶接台の基台との接触面積が大きくなって、溶接台の基台との密着性が向上する。さらに、溶接台を形成する際の位置合わせが容易となる。
【００２９】
また、この場合に、溶接台は貫通孔を含む領域に形成され、溶接台と貫通孔の絶縁材とは互いに接続されていてもよい。
【００３０】
このようにすると、リードを固着する貫通孔の一部を基台と異なる材料を用いて形成することができるため、溶接台の構成材料が絶縁材の構成材料の熱膨張係数と近ければ、リード及び絶縁材の固着部分の気密性を向上することができる。
【００３１】
本発明の半導体発光装置において、基台はその平面形状が多角形状であってもよい。
【００３２】
このようにすると、基台の側面が平面状となるため、基台を固定する固定治具との接触面積を容易に大きくすることができる。その結果、半導体発光素子から発生したジュール熱をパッケージの基台の側面を通してパッケージの外部に放熱させることができる。
【００３３】
この場合に、基台はその平面形状が四角形状であってもよい。
【００３４】
このようにすると、基台の設計が容易となる。
【００３５】
本発明の半導体発光装置において、第１の金属材料は、銅を主成分とすることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、基台の構成材料に熱伝導率が高い材料を用いることができるため、半導体発光素子の温度上昇を抑制することできる。
【００３７】
この場合に、第２の金属材料は、鉄を含んでいてもよい。
【００３８】
このようにすると、パッケージと金属カバーとを抵抗溶接（電気溶接）により接合することができるため、容易に気密封止することができる。
【００３９】
本発明の半導体発光装置において、半導体発光素子は、半導体レーザ素子であってもよい。
【００４０】
また、本発明の半導体発光装置において、半導体発光素子は、スーパールミネッセントダイオードであってもよい。
【００４１】
いずれの場合も、半導体発光素子からの光の指向性を高くすることができるため、光取り出し用の開口部から、光を高効率で外部へ取り出すことができる。
【００４２】
本発明に係る第１の光源装置は、本発明の半導体発光装置と、基台を該基台の側面方向からそれぞれ挟むことにより、半導体発光装置を保持する複数の固定治具とを備えている。
【００４３】
第１の光源装置によると、１つ以上、特に複数の半導体発光装置を用いた光源装置において、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができるため、半導体発光装置の特性の劣化を防止することができる。
【００４４】
本発明に係る第２の光源装置は、半導体発光素子と、該半導体発光素子を保持するパッケージと、該パッケージに固着され、半導体発光素子を封止する金属カバーとを有する半導体発光装置と、基台を該基台の側面方向からそれぞれ挟むことにより、半導体発光装置を保持する複数の固定治具とを備えている。
【００４５】
第２の光源装置によると、１つ以上、特に複数の半導体発光装置を用いた光源装置において、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができるため、半導体発光装置の特性の劣化を防止することができる。
【００４６】
第１又は第２の光源装置において、複数の固定冶具同士は、互いに接触しないことが好ましい。
【００４７】
このようにすると、半導体発光装置を用いた光源装置において、各半導体発光装置における基台の側面と固定冶具との密着性を向上することができる。その結果、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができる。
【００４８】
第１又は第２の光源装置において、半導体発光装置を構成する基台は、その平面形状が多角形状であってもよい。
【００４９】
このようにすると、半導体発光装置を用いた光源装置において、半導体発光装置における基台の側面が複数の平面で構成される。これにより、固定冶具と基台の側面との密着性が向上するので、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができる。
【００５０】
この場合に、半導体発光装置を構成する基台は、その平面形状が四角形状であってもよい。
【００５１】
このようにすると、半導体発光装置を用いた光源装置において、半導体発光装置を構成する基台の設計を容易に行えるようになる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明に係る半導体発光装置によると、半導体発光素子を封止する金属カバーの気密性を維持しながら、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置を示す分解斜視図である。図２（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置を示す斜視図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置の動作を説明する模式的な断面図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す一工程の模式的な断面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す一工程の模式的な断面図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す一工程の模式的な断面図である。
【図７】図７は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置のパッケージに用いることができる代表的な材料の熱伝導率及び熱膨張係数等を示した図である。
【図８】図８は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図９】図９は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置における基台の熱伝導率と半導体発光装置の熱抵抗との関係を計算により求めた結果を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置における電流−光出力特性を示すグラフである。図１０（ｂ）は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置における光出力と電力−光変換効率との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図１２】図１２は本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図１３】図１３は本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置の動作を説明する模式的な断面図である。
【図１４】図１４は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置を示す分解斜視図である。図１５（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置を示す斜視図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置の固定方法を示す工程順の模式的な断面図である。
【図１７】図１７は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置の動作を説明する模式的な断面図である。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置の固定方法を示す工程順の模式的な断面図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置の固定方法を示す工程順の模式的な断面図である。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は本発明の第２の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置の固定方法を示す工程順の模式的な断面図である。
【図２１】図２１は本発明の第３の実施形態に係る光源装置を示す模式的な平面図である。
【図２２】図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る光源装置の製造方法を示す一工程の模式的な斜視図である。
【図２３】図２３は従来の半導体発光装置を示す模式的な断面図である。
【図２４】図２４は従来の半導体発光装置の固定方法を示す一工程の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００５５】
図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る半導体発光装置１は、半導体発光素子３と、該半導体発光素子３を保持するパッケージ１０と、例えば半導体レーザ素子である半導体発光素子３を覆ってパッケージ１０と固着され、該半導体発光素子３を封止するるキャップ２０とから構成される。
【００５６】
パッケージ１０は、例えば無酸素銅（ＯＦＣｕ）からなる基台１１と、その主面１１ａ上に一体に形成され、ヒートシンクとなるブロック部１１ｂと、表裏方向に貫通する２つの貫通孔１１ｃとが設けられている。各貫通孔１１ｃには、リード１５、１６が、例えば硬質ガラスからなる絶縁材１８、１９を介して固着される。各リード１５、１６は、それぞれワイヤ３０ａ、３０ｂを介して半導体発光素子３と電気的に接続される。リード１４は、基台１１の裏面に抵抗溶接（電気溶接）されて、基台１１と電気的に接続される。
【００５７】
基台１１における主面１１ａ上の周縁部、すなわちキャップ２０との接合部には、基台１１と比べて熱膨張係数が小さい、例えばコバール、Ｆｅ：Ｎｉ合金（４２アロイ）又は鉄（鋼）からなる溶接台１２が、例えば銀ろう等の接着材１３によりに気密に接着されている。なお、第１の実施形態においては、溶接台１２の平面形状は環状としているが、ブロック部１１ｂの周囲を囲むことができる形状であれば、例えば多角形又は楕円形等でも構わない。
【００５８】
キャップ２０は、例えば、筒状に形成されたコバール、Ｆｅ：Ｎｉ合金（４２アロイ）又は鉄（鋼）からなる金属カバー２１であり、半導体発光素子３における光の出射面の上方には光取り出し用の開口部２１ｂが形成されている。開口部２１ｂには、例えば表面に反射防止膜が形成された板状で、ＢＫ７等の光学ガラスからなる透明光学素子２２が、例えば軟質ガラスからなる固着材２３により固着される。金属カバー２１における基台１１側には、溶接台１２との固着が容易なように、外側に開いたフランジ部２１ａが設けられている。
【００５９】
さらに、図２に示すように、ブロック部１１ｂにサブマウント６を介して固着された半導体発光素子３は、該半導体発光素子３に形成された光共振器と対応するストライプ３ａを透明光学素子２２と対向するように配置される。
【００６０】
次に、図３を参照しながら第１の実施形態に係る半導体発光装置１の動作を説明する。
【００６１】
半導体発光装置１は、製品に組み込まれる際には、例えばアルミニウム合金等の熱伝導率が高い材料からなる固定冶具５０に基台１１が密着されるように固定され、さらに押さえ冶具５１によって上方から挟み込むようにして固定される。このとき、図示しない外部電源からリード１５、１６を通じて半導体発光素子３に電力が供給される。半導体発光素子３に印加された電力は所定の波長の光に変換されて出射される。半導体発光素子３から出射された光は、該半導体発光素子３から開口部２１ｂに設けられた透明光学素子２２に向かう方向（主線７０ａ＝主面１１ａの法線）に所定の拡がり角を持った出射光７０となり、透明光学素子２２を透過して半導体発光装置１の外部に出射される。
【００６２】
一方、半導体発光素子３において、印加された電力が光に変換される際に、電力の一部は光に変換されず、ジュール熱となる。半導体発光素子３から発生したジュール熱は、サブマウント６、ブロック部１１ｂ及び基台１１を伝導し、パッケージ１０の外部に放出される。基台１１は、押さえ冶具５１により固定冶具５０と密着されているため、放熱経路６０を通って効率的に放熱できる。なお、ジュール熱の一部は、半導体発光素子３及びその近傍の温度上昇に寄与し、該半導体発光素子３の温度を上昇させる。
【００６３】
以下、前記のように構成された半導体発光装置の製造方法について図４〜図６を参照しながら説明する。
【００６４】
図４は第１の実施形態に係る半導体発光装置１を構成するパッケージ１０の断面構成を示している。
【００６５】
まず、基台１１とブロック部１１ｂとを形成可能な金型により、無酸素銅（ＯＦＣｕ）からなり、基台１１とブロック部１１ｂとが、例えばプレス加工により一体に成型されたパッケージ１０を作製する。なお、基台１１とブロック部１１ｂとは、必ずしも一体に形成する必要はないが、基台１１とブロック部１１ｂとに同一の構成材料、例えば熱伝導率が高い無酸素銅を用いるならば、一体成型が好ましい。続いて、環状の溶接台１２を、例えば銀ろうからなる接着材１３により、基台１１の主面１１ａ上にブロック部１１ｂを囲むように高温処理により接着する。この溶接台１２の接着工程において、リード１４を、例えば銀ろうからなる接着材１３を用いて基台１１の裏面に高温処理により接着する。続いて、所定の冶具を用いて、リード１５、１６を絶縁材１８、１９となる筒状のガラスと共に各貫通孔１１ｃに挿入し、その後、さらに、ガラスからなる絶縁材１８、１９を各貫通孔１１ｃに充填して、ガラスの軟化温度以上まで過熱することにより、リード１５、１６を絶縁材１８、１９を介して各貫通孔１１ｃに固着する。なお、上記のリード１４、１５及び１６の固着並びに溶接台１２の接着の順序については、処理温度に合わせて変更することが好ましい。また、基台１１及びブロック部１１ｂには、上記の工程の最後又は途中において、例えば、Ｎｉ／Ａｕめっきにより表面をコーティングすることが好ましい。
【００６６】
次に、図５に示すように、基台１１におけるブロック部１１ｂの内側の側面上に、例えばＡｌＮセラミック又はＳｉＣセラミック等からなるサブマウント６を介して、半導体発光素子３を固着する。その後、半導体発光素子３とリード１５、１６とをそれぞれワイヤ３０ａ、３０ｂによって電気的に接続する。一方、キャップ２０は、例えばコバール等の熱膨張係数がガラスに近い材料からなる筒状の金属カバー２１に、プレス加工によってフランジ部２１ａ及び開口部２１ｂを形成する。このとき、フランジ部２１ａの下面には溶接用の突起部２１ｃを形成する。続いて、例えば、表面に半導体発光素子３から放射される光の波長に対して反射率が低い反射防止膜が形成された光学ガラスからなる透明光学素子２２を、例えば軟質ガラスである固着材２３により開口部２１ｂの内側に固着する。
【００６７】
なお、上記において、半導体発光素子３を、サブマウント６を介在させてブロック部１１ｂに固着しているが、サブマウント６を介在させることなく半導体発光素子３を直接にブロック部１１ｂに固着してもよい。
【００６８】
次に、図６を用いて、第１の実施形態に係るパッケージ１０とキャップ２０との接合方法について説明する。
【００６９】
まず、半導体発光素子３を固着したパッケージ１０の基台１１を固定台３１ａを用いて所定の位置に固定する。続いて、キャップ２０を構成する金属カバー２１のフランジ部２１ａを押さえ部３１ｂを用いて固定する。続いて、固定台３１ａ及び押さえ部３１ｂを用いて、基台１１の上に接着された溶接台１２の上に、フランジ部２１ａの下面に形成された突起部２１ｃが当たるように配置する。続いて、押さえ部３１ｂをフランジ部２１ａの上面に押し当て、所定の電流を、押え部３１ｂ→フランジ部２１ａ→溶接台１２→基台１１→固定台３１ａと流すことにより、フランジ部２１ａの下面の突起部２１ｃが加熱されて溶融し、金属カバー２１と溶接台１２とが溶接される。
【００７０】
このとき、金属カバー２１と溶接台１２とは、４２アロイ等の同一の材料系からなるため、金属カバー２１の突起部２１ｃが加熱により溶融した後、金属カバー２１と溶接台１２とは容易に接合する。また、図３に示したように、半導体発光素子３から発生したジュール熱は、熱伝導率が高い基台１１を伝導し、効率良く固定冶具５０等の外部に放熱される。このため、半導体発光素子３の温度上昇を抑えることができるので、半導体発光素子３の動作特性の劣化を防止することができる。
【００７１】
上記の熱伝導について、図７に示す種々の材料特性の一覧を用いて、より詳細に説明する。図７は半導体発光装置のパッケージに用いることができる代表的な材料の熱伝導率及び熱膨張係数等を示した表である。現在、半導体発光装置のパッケージを構成する高熱伝導率の材料は、無酸素銅等の純銅及び銅タングステン等の銅合金である銅系の材料、鋼（ＳＰＣ，Cold Roller Steel）、Ｆｅ：Ｎｉ合金（４２アロイ）及びコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等の鉄／ステンレス系材料、又はアルミ合金（Ａ５０５２等）及び純アルミニウム等のアルミニウム系材料等が主流である。また、透明光学素子を構成する光学ガラスには、代表的なものとしてＢＫ７が挙げられる。図７から分かるように、キャップに設ける透明光学素子を構成する光学ガラスの熱膨張係数は７．５×１０−６／Ｋと低いため、本実施形態に係る透明光学素子２２と密着させる金属カバー２１及び固着材２３の熱膨張係数を低く設定する必要がある。金属カバー２１の構成材料は、この条件を満たし、且つプレス加工性に優れ、低コストであることが要求される。このため、金属カバー２１の構成材料には、コバール等の鉄系材料を用いている。一方、固着材２３は、透明光学素子２２と金属カバー２１との密着性を高くするため、軟質ガラスを用いている。従って、溶接台１２には、金属カバー２１との抵抗溶接を容易にするため、例えば、コバール、Ｆｅ：Ｎｉ合金（４２アロイ）、鋼（ＳＰＣ）又はニッケル等の、鉄及びニッケル等の熱膨張係数が比較的に小さく、金属カバー２１を構成する材料に近い材料を用いる。
【００７２】
一方、基台１１及びブロック部１１ｂを構成する材料としては、熱伝導率が高い材料である金、銀、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等が好ましい。より具体的には、比較的に低コストで、且つプレス特性に優れた銅、アルミニウム又はアルミニウム合金等が好ましい。
【００７３】
（第１の実施形態の第１変形例）
以下、第１の実施形態の第１変形例について図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００７４】
図８に示すように、第１変形例に係る半導体発光装置１Ａは、パッケージ１０Ａを構成する基台１１Ａの主面の周縁部に外側（側面側）が低く形成された段差部１１ｄを有している。溶接台１２は、ブロック部１１ｂ及び貫通孔１１ｃを囲むように形成された段差部１１ｄの底面上にその壁面と接するように、銀ろう等からなる接着材１３により気密に接着されている。
【００７５】
このようにすると、基台１１Ａの溶接台１２との接触面積が増大するので、溶接台１２と基台１１Ａとの密着性を高めることができる。さらに、図４に示した溶接台１２の接着工程において、基台１１Ａの主面に溶接台１２を形成する際の位置合わせが容易となる。
【００７６】
次に、前記のように構成された第１変形例に係る半導体発光装置１Ａにおける効果を実験データに基づいて説明する。
【００７７】
図９は第１変形例に係る半導体発光装置１Ａの基台１１Ａにおける熱伝導率を変化させた場合に、該半導体発光装置１Ａの熱抵抗の変化を計算により求めた結果を示す。ここで、パッケージ１０Ａを構成する基台１１Ａの平面形状は円形であり、外径Ｄ１は直径５．６ｍｍとしている。図８に示すように、基台１１Ａは、主面１１ａと反対側の裏面の外周部から、内径Ｄ２の４．５ｍｍまでの部分が固定治具５０と接触している。該固定治具５０は、無限放熱面とみなすことができる。
【００７８】
ブロック部１１ｂには無酸素銅を用い、その熱伝導率は３９０Ｗ／ｍＫとしている。その結果、基台１１Ａの熱伝導率が大きくなるに従い、半導体発光装置１Ａの熱抵抗は大幅に減少する。特に、基台１１Ａの熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上になると、半導体発光装置１Ａの熱抵抗は飽和し、１２Ｋ／Ｗ程度で一定となることが分かる。なお、構造Ａ及び構造Ｂは、本願発明者らが作製した半導体発光装置に対する測定データである。構造Ａは、基台１１Ａとブロック部１１ｂとを一体成型し、その構成材料に無酸素銅（ＯＦＣｕ）を用いている。一方、構造Ｂは比較用であって、基台１１Ａに鋼（鉄、ＳＰＣ）を用い、ブロック部１１ｂの構成材料に無酸素銅を用い、両者をろう付けにより接合している。
【００７９】
図９から分かるように、これらの測定結果は計算結果と良く一致している。すなわち、基台１１Ａに熱伝導率が高い材料を用いることにより、半導体発光装置１Ａにおける熱抵抗を大幅に低減できることが分かる。
【００８０】
さらに、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に、上記の構造Ａ及び構造Ｂに係る各半導体発光装置における電流−光出力特性と、光出力−電力光変換効率の関係とをそれぞれ比較して示す。まず、図１０（ａ）に示す電流−光出力特性において、構造Ａは構造Ｂと比較して、最大光出力は２．０Ｗから２．５Ｗ程度に向上している。
【００８１】
また、図１０（ｂ）に示す光出力−電力光変換効率においては、構造Ａは構造Ｂと比較して、１０％程度向上していることが分かる。これらの特性の向上は、パッケージ１０Ａを構成する基台１１Ａの材料を熱伝導率が大きい材料に変更することにより、半導体発光装置１Ａにおける熱抵抗が低減したためである。
【００８２】
以上のように、本実施形態に係る構造により、半導体発光装置の特性を大きく向上することができる。
【００８３】
（第１の実施形態の第２変形例）
以下、第１の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置について図１１を参照しながら説明する。
【００８４】
第２変形例に係る半導体発光装置１Ｂは、パッケージ１０Ｂを構成する基台１１Ｂの主面の周縁部に、すなわちブロック部１１ｂ及び貫通孔１１ｃを囲むように形成された溝部１１ｅを有している。溶接台１２は、溝部１１ｅに埋め込むように銀ろう等からなる接着材１３により気密に接着されている。
【００８５】
このようにすると、基台１１Ｂの溶接台１２との接触面積が溝部１１ｅの底面及び両壁面によって増大するので、溶接台１２と基台１１Ｂとの密着性がさらに向上する。さらに、図４に示した溶接台１２の接着工程において、基台１１Ｂの主面に溶接台１２を自己整合的に形成できるので、溶接台１２の位置合わせが容易となる。
【００８６】
（第１の実施形態の第３変形例）
以下、第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置について図１２及び図１３を参照しながら説明する。
【００８７】
図１２に示すように、第３変形例に係る半導体発光装置１Ｃは、パッケージ１０Ｃを構成する基台１１Ｃの主面の周縁部に外側（側面側）が低く形成された段差部１１ｄ１を有している。ここで、第３変形例においては、第１変形例とは異なり、段差部１１ｄ１は、貫通孔１１ｃの形成領域を含む領域、すなわち、ブロック部１１ｂの側面の近傍を囲む領域にまで形成されている。従って、各貫通孔１１ｃは、段差部１１ｄ１の底面の領域に形成される。
【００８８】
基台１１Ｃの主面１１ａには、該基台１１Ｃよりも熱膨張係数が小さい、例えばＦｅ：Ｎｉ合金（４２アロイ）からなる溶接台１２が、例えば銀ろうからなる接着材１３により接着されている。ここで、溶接台１２は環状であり、その一部には基台１１Ｃの貫通孔１１ｃと対応する領域に、リード１５、１６をそれぞれ貫通させる開口部が形成されている。溶接台１２は、段差部１１ｄ１の底面及び側面に気密に接着される。さらに、リード１５、１６は、各貫通孔１１ｃ及び溶接台１２の各開口部に、例えば硬質ガラスからなる絶縁材１８を介して固着される。
【００８９】
次に、図１３を参照しながら第３変形例に係る半導体発光装置１Ｃの動作を説明する。
【００９０】
図１３に示すように、半導体発光装置１Ｃは、固定冶具５０と押さえ冶具５１とにより基台１１Ｃの周縁部が上下方向から挟まれて固定される。キャップ２０内の半導体発光素子３から出射された出射光７０は、光取り出し用の開口部２１ｂに設けられた透明光学素子２２に向かう方向の主線７０ａ（主面１１ａの法線）を中心軸として放射され、透明光学素子２２を透過してパッケージ１０Ｃの外部に出射される。一方、半導体発光素子３から発生したジュール熱は、サブマウント６、ブロック部１１ｂ及び基台１１Ｃを伝導して、パッケージ１０Ｃの外部に放出される。
【００９１】
このとき、各リード１５、１６における貫通孔１１ｃの上側部分は、熱膨張係数が小さい４２アロイからなる溶接台１２により覆われている。従って、半導体発光装置１Ｃの温度が上昇したとしても、各リード１５、１６と絶縁材１８、１９と溶接台１２との各熱膨張係数差がいずれも小さいため、キャップ２０内の気密性を向上することができる。その結果、半導体発光素子３の動作特性の劣化を十分に抑えることができる。
【００９２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置について図１４〜図１７を参照しながら説明する。
【００９３】
図１４に示すように、第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄは、パッケージ１０Ｄを構成する基台１１Ｄの厚さを、該基台１１Ｄの幅寸法と同等の厚さとしている。さらに、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、基台１１Ｄの平面形状を多角形状とし、ここでは、例えば四角形状としている。これにより、基台１１Ｄの側面の面積が大きくなると共に、４つの側面が平面形状となるため、固定治具等との接触面積も大きくなる。その結果半導体発光素子３からのジュール熱を効率良く排熱することができる。
【００９４】
なお、第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄは、溶接台１２を底面積が広い段差部１１ｄ１に形成する、第１の実施形態の第３変形例と同等の構成としているが、これに限られず、溶接台１２の構成は、第１の実施形態、その第１変形例又は第２変形例と同等の構成であってもよい。
【００９５】
第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄの詳細な構成を説明する。
【００９６】
図１４及び図１５に示すように、半導体発光素子３Ａは、例えば複数のストライプを有する半導体レーザアレイであり、例えば発光波長が３８０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲で且つ光出力が１Ｗを超える高出力の窒化物系半導体レーザ素子である。半導体発光素子３Ａは、パッケージ１０Ｄを構成する基台１１Ｄのブロック部１１ｂの上にサブマウント６を介して固着される。
【００９７】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄの固定冶具への固定方法の一例を示している。
【００９８】
図１６（ａ）に示すように、互いに対をなす第１の固定冶具１５０及び第２の固定治具１６０は、それぞれ半導体発光装置１Ｄのパッケージ１０Ｄの２つの側面と嵌合する凹部を有している。さらに、各固定冶具１５０及び１６０は、互いにねじ止めが可能なように、第１の固定治具１５０には、凹部側の側面にねじ穴１５５ａ及び１５５ｂが設けられ、第２の固定治具１６０には、第１の固定冶具１５０のねじ穴１５５ａ及び１５５ｂと対向する側面を貫通する貫通孔１６５ａ及び１６５ｂが設けられている。さらに、第１の固定治具１５０及び第２の固定治具１６０には、主面を表裏方向に貫通し、他の部材に取り付けが可能なように、取り付け孔１５０ａ、１５０ｂ及び１６０ａ、１６０ｂがそれぞれ設けられている。
【００９９】
半導体発光装置１Ｄを構成するパッケージ１０Ｄは、図１６（ｂ）に示すように、第１の固定冶具１５０及び第２の固定治具１６０によって挟まれるように保持され、ねじ１８０ａ及び１８０ｂにより固定される。ここで、第１の固定冶具１５０及び第２の固定治具１６０との互いの対向面は、互いに接触せず、すなわち隙間が空くようにすることが好ましい。このようにすると、各固定冶具１５０、１６０の凹部の内面にパッケージ１０Ｄを構成する基台１１Ｄの平面状の側面を確実に接触させることができる。
【０１００】
次に、図１７を参照しながら第２に実施形態に係る半導体発光装置１Ｄの動作を説明する。
【０１０１】
図１７に示すように、半導体発光装置１Ｄは、第１の固定冶具１５０と第２の固定冶具１６０とにより基台１１Ｄの側面が挟まれて固定される。
【０１０２】
この状態で、半導体発光素子３Ａは、リード１４、１５及び１６並びにワイヤ３０ａ、３０ｂ及び３０ｃ並びに図示しない他のリード及びワイヤから供給された電力を光に変換する。変換されて出力される出射光７０は、主線７０ａ（主面１１ａの法線）を中心軸として透明光学素子２２を透過し、外部に出射される。一方、半導体発光素子３Ａから発生するジュール熱は、基台１１Ｄの比較的に広い複数の平面状の側面から各固定冶具１５０、１６０に放射させることができる。
【０１０３】
このように、第２の実施形態によると、半導体発光素子からのジュール熱を効率良く外部に放射することができるため、半導体発光素子３Ａの温度上昇による動作特性の劣化を防止することができる。
【０１０４】
（第２の実施形態の第１変形例）
以下、第２の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置について図１８を参照しながら説明する。
【０１０５】
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、第１変形例に係るパッケージの基台１１Ｅの平面形状は三角形状である。第１の固定冶具１５０には、基台１１Ｅの一側面の平面部分と嵌合する凹部が形成されている。また、第２の固定冶具１６０には、基台１１Ｅの隣り合う２つの側面の平面部分と嵌合する凹部が形成されている。
【０１０６】
従って、基台１１Ｅの３つの側面を、対向する側方から互いに挟み込むことにより、パッケージの基台１１Ｅと各固定治具１５０、１６０とを精度良く固定することができる。その上、基台１１Ｅの各側面と各固定治具１５０、１６０に設けられた凹部の内面とは互いに接触するため、半導体発光装置１Ｄから発生する熱を効率良く外部に放熱することができる。
【０１０７】
（第２の実施形態の第２変形例）
以下、第２の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置について図１９を参照しながら説明する。
【０１０８】
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、第２変形例に係るパッケージの基台１１Ｆの平面形状は五角形状である。第１の固定冶具１５０には、基台１１Ｆの一側面の平面部分と嵌合する凹部が形成されている。また、第２の固定冶具１６０には、基台１１Ｆの隣り合う２つの側面の平面部分と嵌合する凹部が形成されている。
【０１０９】
従って、基台１１Ｆの３つの側面を、対向する側方から互いに挟み込むことにより、パッケージの基台１１Ｆと各固定治具１５０、１６０とを精度良く固定することができる。その上、基台１１Ｆの各側面と各固定治具１５０、１６０に設けられた凹部の内面とは互いに接触するため、半導体発光装置１Ｄから発生する熱を効率良く外部に放熱することができる。
【０１１０】
（第２の実施形態の第３変形例）
以下、第２の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置について図２０を参照しながら説明する。
【０１１１】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、第３変形例に係るパッケージの基台１１Ｇの平面形状は六角形状である。第１の固定冶具１５０及び第２の工程治具１６０には、それぞれ基台１１Ｇの隣り合う２つの側面の平面部分と嵌合する凹部が形成されている。
【０１１２】
従って、基台１１Ｇの対向する４つの側面を、対向する側方から互いに挟み込むことにより、パッケージの基台１１Ｇと各固定治具１５０、１６０とを精度良く固定することができる。その上、基台１１Ｇの各側面と各固定治具１５０、１６０に設けられた凹部の内面とは互いに接触するため、半導体発光装置１Ｄから発生する熱を効率良く外部に放熱することができる。
【０１１３】
なお、第２の実施形態及びその変形例においては、半導体発光素子３Ａを、例えば発光波長が３８０ｎｍ〜５５０ｎｍで、光出力が１Ｗを超える高出力の窒化物系半導体レーザアレイとしたが、これに限られない。例えば、半導体発光素子には、単波長の半導体レーザ素子を用いてもよく、さらには、画像表示装置のバックライトに適する、スペックルノイズが低い窒化物半導体系スーパールミネッセントダイオードを用いてもよい。さらには、例えば波長が５５０ｎｍ〜６６０ｎｍの（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐ、Ａｓ）系の材料により作製された半導体レーザ素子又はスーパールミネッセントダイオードを用いてもよい。
【０１１４】
また、第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄは、基台１１Ｄと金属カバー２１との接合部に溶接台１２を設けているが、本実施形態においては、溶接台１２を設けない従来の半導体発光装置であっても、基台の厚さを厚くし、その平面形状を多角形状として、さらにその側面に密着して固定する本実施形態に係る固定治具１５０、１６０を用いれば、溶接台１２を設けない半導体発光装置の放熱性を高めることが可能となる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る光源装置について図２１を参照しながら説明する。
【０１１６】
図２１に示すように、第３の実施形態に係る光源装置２０１は、例えば、６個の第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄと、それらを固定して保持する第１の固定治具２５０、第２の固定治具２６０及び第３の固定治具２７０とを備えている。
【０１１７】
第１の固定治具２５０には、その一側面に半導体発光装置１Ｄを構成するパッケージ１０Ｄの隣り合う２つの側面とそれぞれ嵌合する３つの凹部が設けられている。また、第２の固定治具２６０には、互いに対向する２つの側面に各基台１０Ｄの隣り合う２つの側面とそれぞれ嵌合する６つの凹部が設けられている。また、第３の固定治具２７０にも、第２の固定治具２６０と対向する側面に各基台１０Ｄの隣り合う２つの側面とそれぞれ嵌合する３つの凹部が設けられている。
【０１１８】
また、各固定治具２５０、２６０及び２７０には、それぞれの主面を表裏方向に貫通し、他の部材に取り付けが可能な取り付け孔２５０ａ、２５０ｂ、２６０ａ、２６０ｂ及び２７０ａ、２７０ｂがそれぞれ設けられている。
【０１１９】
図２２に示すように、６個の半導体発光装置１Ｄは、各固定冶具２５０、２６０及び２７０により、それぞれ対向する対角方向から挟まれ、各ねじ２８０ａ〜２８０ｄ及び２８１ａ〜２８１ｄによりそれぞれ固定される。
【０１２０】
このように、第３の実施形態によると、半導体発光装置１Ｄを構成する基台１１Ｄの平面形状を多角形状として複数の平面で構成することにより、各固定治具２５０、２６０及び２７０の凹部の内面と面接触するため、各半導体発光装置１Ｄが発する熱を各固定冶具２５０、２６０及び２７０に効率良く放射させることができる。
【０１２１】
なお、図２１に示すように、各固定冶具２５０、２６０及び２７０の互いの対向面は、互いに接触せず、すなわち隙間が空くようにすることが好ましい。このようにすると、各固定冶具２５０、２６０及び２７０の凹部の内面にパッケージ１０Ｄの平面状の側面を確実に接触させることができる。
【０１２２】
また、第３の実施形態においては、レーザアレイ構造を有する半導体発光素子３Ａを備えた半導体発光装置１Ｄを光源装置に用いたが、これに限られない。すなわち、半導体発光素子には、単波長の半導体レーザ素子を用いてもよく、さらには、画像表示装置のバックライトに適する、スペックルノイズが低い窒化物半導体系スーパールミネッセントダイオードを用いてもよい。
【０１２３】
また、第３の実施形態においては、光源装置に用いられる複数の半導体発光装置に、すべて同一の半導体発光装置１Ｄを用いたが、これに限られない。例えば、光源装置に用いる半導体発光装置に搭載される半導体発光素子として発光波長が３８０ｎｍ〜４９０ｎｍの窒化物系半導体発光素子と、発光波長が４９０ｎｍ〜５５０ｎｍの窒化物系半導体発光素子と、発光波長が５５０ｎｍ〜６４０ｎｍの（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐ、Ａｓ）系半導体発光素子とを、各２個ずつ、合計６個を配置し、光源装置の出射光として白色光が出射される構成としてもよい。
【０１２４】
また、第３の実施形態においては、半導体発光装置として、第２の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄを用いたが、溶接台１２の構成は、第１の実施形態、その第１変形例又は第２変形例と同等の構成であってもよい。
【０１２５】
さらに、第３の実施形態に係る半導体発光装置１Ｄは、基台１１Ｄと金属カバー２１との接合部に溶接台１２を設けているが、本実施形態においては、溶接台１２を設けない従来の半導体発光装置であっても、基台の厚さを厚くし、その平面形状を多角形状として、さらにその側面に密着して固定する本実施形態に係る固定治具２５０、２６０及び２７０を用いれば、溶接台１２を設けない半導体発光装置の放熱性を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る半導体発光装置及び光源装置は、半導体発光素子を封止する金属カバーの気密性を維持しながら、半導体発光素子から発生するジュール熱を効率良くパッケージの外部に放熱することができ、プロジェクタ等のディスプレイに用いる出射光強度が大きい半導体発光装置及び光源装置等に有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１        半導体発光装置
１Ａ      半導体発光装置
１Ｂ      半導体発光装置
１Ｃ      半導体発光装置
１Ｄ      半導体発光装置
３        半導体発光素子
３ａ      ストライプ
３Ａ      半導体発光素子
６        サブマウント
１０      パッケージ
１０Ａ    パッケージ
１０Ｂ    パッケージ
１０Ｃ    パッケージ
１０Ｄ    パッケージ
１１      基台
１１Ａ    基台
１１Ｂ    基台
１１Ｃ    基台
１１Ｄ    基台
１１Ｅ    基台
１１Ｆ    基台
１１Ｇ    基台
１１ａ    主面
１１ｂ    ブロック部
１１ｃ    貫通孔
１１ｄ    段差部
１１ｄ１  段差部
１１ｅ    溝部
１２      溶接台
１３      接着材
１４      リード
１５      リード
１６      リード
１８      絶縁材
１９      絶縁材
２０      キャップ
２１      金属カバー
２１ａ    フランジ部
２１ｂ    開口部
２１ｃ    突起部
２２      透明光学素子
２３      固着材
２５      溶接部
３０ａ    ワイヤ
３０ｂ    ワイヤ
３０ｃ    ワイヤ
３１ａ    固定台
３１ｂ    押さえ部
５０      固定治具
５１      押さえ治具
６０      放熱経路
１５０    第１の固定治具
１５０ａ  取り付け孔
１５０ｂ  取り付け孔
１５５ａ  ねじ穴
１５５ｂ  ねじ穴
１６０    第２の固定治具
１６０ａ  取り付け孔
１６０ｂ  取り付け孔
１６５ａ  貫通孔
１６５ｂ  貫通孔
１８０ａ  ねじ
１８０ｂ  ねじ
２０１    光源装置
２５０    第１の固定治具
２５０ａ  取り付け孔
２５０ｂ  取り付け孔
２６０    第２の固定治具
２６０ａ  取り付け孔
２６０ｂ  取り付け孔
２７０    第３の固定治具
２７０ａ  取り付け孔
２７０ｂ  取り付け孔
２８０ａ  ねじ
２８０ｂ  ねじ
２８０ｃ  ねじ
２８０ｄ  ねじ
２８１ａ  ねじ
２８１ｂ  ねじ
２８１ｃ  ねじ
２８１ｄ  ねじ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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