(57)【要約】【課題】  容易かつ高精度に半導体レーザ素子をサブマウントに実装して製造することができる高品質の半導体レーザ装置および半導体レーザ素子の実装方法を提供する。【解決手段】  平面に形成される実装面１８を有するサブマウント１１と、実装面１８上に形成される複数の接続電極１４と、接続電極１４を介してサブマウント１１に実装され、実装面１８に平行な方向にレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子１２とを含み、複数の接続電極１４のうちの一部の接続電極１４の形状が、他の接続電極１４の形状と異ならせて形成されている。【選択図】      図１
2009231512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面に形成される実装面を有するサブマウントと、
前記実装面上に形成される複数の接続電極と、
前記接続電極を介して前記サブマウントに実装され、前記実装面に平行な方向にレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子とを含み、
前記複数の接続電極のうちの一部の接続電極の形状が、他の接続電極の形状と異ならせて形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子は、
半導体基板と、
該半導体基板の一表面上に形成されている発光部と、
該発光部の前記半導体基板とは反対側の表面上に形成されている第１電極と、
前記半導体基板の他表面上に形成されている第２電極とを含み、
前記第１電極がろう材を介して前記接続電極と電気的に接続されてサブマウントに実装されてい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。
【請求項３】
前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極は、ストライプ状に形成されてい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。
【請求項４】
前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極のうち他の接続電極の形状と異なる接続電極は、ドット状に形成されている複数の突起部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。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極は、ストライプ状に形成され、かつ複数の前記接続電極のうち他の接続電極の形状と異なる接続電極は、ドット状に形成されている複数の突起部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。
【請求項６】
ドット状に形成されている突起部を有する接続電極は、レーザ光の光出射方向に前記突起部が形成されている部分と、前記突起部が形成されていない部分とが連なって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記突起部が形成されている部分は、前記サブマウントの実装面のうち前記半導体レーザ素子の光出射端面の近傍部分に設けられ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。
【請求項８】
前記半導体レーザ素子は、複数の前記発光部から発振波長が異なるまたは同一のレーザ光をそれぞれ出射可能に構成されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記半導体レーザ素子は、２００μｍ以下の発光点間隔を有することを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記サブマウントは、ＡｌＮ、ＳｉＮまたはＳｉによって形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
平面に形成される実装面を有し、前記実装面上に複数の接続電極のうちの一部の接続電極の形状が、他の接続電極の形状と異ならせて形成され、かつ各接続電極上の一部にそれぞれろう材が設けられているサブマウントを用意し、
一表面部に相互に平行に延びて形成される複数の電極を有する半導体レーザ素子の前記電極を、複数の前記接続電極に対向するように位置を合わせして配置するとともに、サブマウントを加熱してろう材を溶融させ、
前記半導体レーザ素子を前記サブマウントに向かって移動させて、ろう材に半導体レーザ素子の電極を押し付け、ろう材を固化させて前記半導体レーザ素子の電極および前記接続電極を固着させることを特徴とする半導体レーザ素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置および半導体レーザ素子の製造方法に関し、詳しくは、複写機およびレーザビームプリンタなどのＯＡ（Office Automation）機器、あるいは、光ファイバ通信装置、光計測システムおよび光ディスク装置などの光情報処理機器に用いられる半導体レーザ装置および半導体レーザ素子の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ装置を備えるＯＡ機器および光情報処理機器は、動作の高速化および情報処理の大容量化が要求されており、そのため複数のレーザ光を照射可能なマルチビーム半導体レーザ素子（以下、マルチレーザまたはレーザチップと称する場合がある）の使用が提案されている。
【０００３】
マルチレーザは、半導体基板上にそれぞれ電気的に分離されてストライプ状に形成された複数の発光部を有すると共に、各発光部の表面および発光部とは反対側の前記半導体基板の裏面に形成された第１電極および第２電極を有している（たとえば特許文献１参照）。そして、マルチレーザは、各発光部を独立して駆動できるように、予め定める電極構造または実装方式によってサブマウント（ヒートシンクとも称する）に実装されてパッケージに搭載される。
【０００４】
サブマウントは、主にレーザチップから発する熱を吸収して外部に放出する放熱部材として用いられている。また、レーザチップを搭載するパッケージでは、搭載部に数μｍオーダーでの凹凸平坦性を求めることが困難であること、およびその一部にレーザチップへの熱歪の掛かりにくい部材（レーザチップの材質と同等の熱膨張係数を持った部材）を採用することが難しいため、レーザチップは一般にサブマウントを介してパッケージに搭載される。したがって、サブマウントは、放熱性が優れること、低価格であること、およびレーザチップの材料と近い熱膨張係数であることが求められている。
【０００５】
図１０は、いわゆるジャンクションダウン方式でマルチレーザ１をサブマウント２に実装した状態を示す斜視図である。サブマウント２は、その表面の実装領域にマルチレーザ１の複数の第１電極３が並列している間隔と同じ間隔で複数の接続電極４がストライプ状に形成されると共に、実装領域以外の領域に複数のボンディングパッド５および各ボンディングパッド５と各接続電極４とを接ｍ続する接続配線６が形成されている。ジャンクションダウン方式では、マルチレーザ１の各第１電極３を各接続電極４とろう材を介して電気的に接続する（たとえば特許文献２参照）。また、各ボンディングパッド５は、図示しない外部回路とボンディングワイヤ７を介してワイヤボンディングによって電気的に接続される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５６５８６号公報
【特許文献２】特開２００２−３７４０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１０に示したジャンクションダウン方式の場合、サブマウント２に発光部８が近接した状態でマルチレーザ１が実装されるため、発光部８から発する熱をサブマウント２へ効率よく逃がすことができる。しかしながらジャンクションダウン方式は、複数の第１電極３を複数の接続電極４に個別に接続する際に、サブマウント２の接続電極４およびマルチレーザ１の第１電極４を直接見ることなく、かつ隣接する接続電極４および第１電極３との電気的分離を維持したままろう材を溶解させて固定させる必要があるため、高い位置精度が要求されるので、実装が困難な方式である。発光点間隔が狭いマルチレーザ（たとえば発光点間隔が５０μｍ以下）を実装する場合は特に実装が困難となる。
【０００８】
第１電極３と接続電極４とが、これらの位置精度が悪い状態で相互に接続されると、ろう材の第１電極３および接続電極４間からの飛び出したり、ダイボンド位置がずれたりしてしまい、電流リークが生じて、マルチレーザ１を備える電子機器の機能低下および誤作動を発生させるという問題がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、容易かつ高精度に半導体レーザ素子をサブマウントに実装して製造することができる高品質の半導体レーザ装置および半導体レーザ素子の実装方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、平面に形成される実装面を有するサブマウントと、
前記実装面上に形成される複数の接続電極と、
前記接続電極を介して前記サブマウントに実装され、前記実装面に平行な方向にレーザ光を出射可能な半導体レーザ素子とを含み、
前記複数の接続電極のうちの一部の接続電極の形状が、他の接続電極の形状と異ならせて形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００１１】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、
半導体基板と、
該半導体基板の一表面上に形成されている発光部と、
該発光部の前記半導体基板とは反対側の表面上に形成されている第１電極と、
前記半導体基板の他表面上に形成されている第２電極とを含み、
前記第１電極がろう材を介して前記接続電極と電気的に接続されてサブマウントに実装されていることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極は、ストライプ状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極のうち他の接続電極の形状と異なる接続電極は、ドット状に形成されている複数の突起部を有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、前記発光部が前記半導体基板の前記一表面上にストライプ状にかつ互いに分離して複数形成され、前記第１電極は各発光部の表面上にそれぞれ形成されており、
複数の前記接続電極は、ストライプ状に形成され、かつ複数の前記接続電極のうち他の接続電極の形状と異なる接続電極は、ドット状に形成されている複数の突起部を有することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、ドット状に形成されている突起部を有する接続電極は、レーザ光の光出射方向に前記突起部が形成されている部分と、前記突起部が形成されていない部分とが連なって形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記突起部が形成されている部分は、前記サブマウントの実装面のうち前記半導体レーザ素子の光出射端面の近傍部分に設けられることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、複数の前記発光部から発振波長が異なるまたは同一のレーザ光をそれぞれ出射可能に構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記半導体レーザ素子は、２００μｍ以下の発光点間隔を有することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記サブマウントは、ＡｌＮ、ＳｉＮまたはＳｉによって形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、平面に形成される実装面を有し、前記実装面上に複数の接続電極のうちの一部の接続電極の形状が、他の接続電極の形状と異ならせて形成され、かつ各接続電極上の一部にそれぞれろう材が設けられているサブマウントを用意し、
一表面部に相互に平行に延びて形成される複数の電極を有する半導体レーザ素子の前記電極を、複数の前記接続電極に対向するように位置を合わせして配置するとともに、サブマウントを加熱してろう材を溶融させ、
前記半導体レーザ素子を前記サブマウントに向かって移動させて、ろう材に半導体レーザ素子の電極を押し付け、ろう材を固化させて前記半導体レーザ素子の電極および前記接続電極を固着させることを特徴とする半導体レーザ素子の実装方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体レーザ装置は、サブマウントの平面に形成される実装面に、一部の接続電極の形状が他の接続電極と異なるように複数の接続電極を有しているので、半導体レーザ素子をサブマウント上に接続電極を介して実装するときに、前記接続電極の位置および半導体レーザ素子の相対位置が観測装置などを用いて観測しやすくなる。これによって接続電極と半導体レーザ素子の位置精度を向上させ、半導体レーザ素子がサブマウント上に高精度に位置調整されて実装された高品質の半導体レーザ装置を実現することができる。
【００２２】
また本発明によれば、半導体レーザ素子の実装方法では、平面に形成される実装面に、一部の接続電極の形状が他の接続電極と異なるように複数の接続電極を有するサブマウントに、半導体レーザ素子を、前記接続電極を介して実装するので、前記接続電極の位置および半導体レーザ素子の相対位置を、観測装置などを用いて観測しやすくなる。これによって接続電極と半導体レーザ素子の位置精度を向上させ、半導体レーザ素子がサブマウント上に高精度に位置調整されて実装された高品質の半導体レーザ装置を製造することができる。したがって、半導体レーザ素子の電極と接続電極の間からのろう材の飛び出し、およびダイボンドにおける位置ずれを抑制することができ、作製された半導体レーザ装置における電流リークを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態の半導体レーザ装置１０の一部の構成を示す斜視図である。図２は、サブマウント１１の斜視図であり、図３は、サブマウント１１の一部を拡大して示す平面図である。図４は、半導体レーザ素子１２の斜視図であり、図５は、図４の領域Ｖを拡大して示す図である。半導体レーザ装置１０は、サブマウント１１と、半導体レーザ素子１２とを含み、半導体レーザ素子１２がサブマウント１１に実装されて構成される。
【００２４】
サブマウント１１は、基体１３と、複数の接続電極１４と、複数のボンディングパッド１５と、複数の接続配線１６とを含んで構成される。基体１３は、電気絶縁性を有し、かつ半導体レーザ素子１２の熱を伝導しやすい材料から成り、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）またはシリコン（Ｓｉ）から成る。ＡｌＮ、ＳｉＮおよびＳｉは、熱伝導性（放熱性）に優れているので、歩留まりおよび放熱特性を安定させかつ向上させることができる。本実施の形態では、基体１３はＳｉから成る。基体１３は厚み方向Ｚの一表面部１７が平面に形成されて、実装面１８が形成される。本実施の形態では、基体１３は直方体形状に形成される。前記厚み方向Ｚに垂直で、かつ半導体レーザ素子１２からの光の出射される方向を出射方向Ｙとし、前記厚み方向Ｚに垂直で、かつに出射方向Ｙに垂直な方向を幅方向Ｘとする。基体１３は、たとえば幅方向Ｘの寸法が５００μｍ、出射方向Ｙの寸法が４００μｍ、厚み方向Ｚの寸法が３００μｍに形成される。
【００２５】
複数の接続電極１４は、金（Ａｕ）から成り、基体１３の実装面１８上に複数形成され、出射方向Ｙにストライプ状に延びて形成されている。本実施の形態では１０本の接続電極１４が幅方向Ｘに間隔Ｔ１をあけて、並列に形成されている。複数の接続電極１４は、その一部の接続電極１４の形状が残余のものとは異なるように形成され、本実施の形態では、幅方向Ｘの両端に設けられる接続電極１４の形状が残余のものとは異なるように形成されている。複数の接続電極１４における出射方向Ｙの寸法Ｌ１は等しく形成され、複数の接続電極１４のうち、幅方向Ｘの両端にそれぞれ設けられる接続電極１４ａ，１４ｂの幅方向Ｘの寸法Ｗ１と、残余の接続電極１４の幅方向Ｘの寸法Ｗ２とは異なり、寸法Ｗ１のほうが、寸法Ｗ２よりも大きくなるように形成されている。たとえば、前記間隔Ｔ１は１０μｍ、寸法Ｌ１は３００μｍ、寸法Ｗ１は１６μｍ、寸法Ｗ２は６μｍに選ばれている。各接続電極１４は、基体１３の前記出射方向Ｙの一方の端まで延びている。また各接続電極１４は、基体１３の前記幅方向Ｘの中間部分に設けられている。
【００２６】
基体１３の実装面１８のうち、前記接続電極１４が形成され、半導体レーザ素子１２が実装される部分を実装領域といい、残余の領域を非実装領域という。ボンディングパッド１５と、各ボンディングパッド１５および各接続電極１４とを個別にかつ電気的に接続する接続配線１６とは、前記非実装領域に形成されている。ボンディングパッド１５の数は、接続電極１４の数と等しく選ばれ、本実施の形態では１０個である。複数のボンディングパッド１５は、基体１３の実装面１８の４つの周縁辺うち、Ｙ方向の対向する２辺に沿って５個ずつ配置されている。ボンディングパッド１５は句形状に形成され、各辺が幅方向Ｘまたは出射方向Ｙに平行に延びる。各接続配線１６は、基体１３の各接続電極１４の出射方向Ｙの他方の端部に一端が個別に接続され、各ボンディングパッド１５に他端が個別に接続されている。出射方向Ｙの一方側のボンディングパッド１５を幅方向Ｘの端部側の接続電極１４に接続し、出射方向Ｙの他方側のボンディングパッド１５を幅方向Ｘの内側の接続電極１４に接続するように各接続配線１６を設けることによって、各接続配線１６が相互に接触することなく、所定の接続電極１４と所定のボンディングパッド１５とを電気的に接続することができる。
【００２７】
半導体レーザ素子１２は、サブマウント１１の実装面１８上に実装される。半導体レーザ素子１２は、半導体基板２１上に複数の発光部２２がストライプ状に形成されている複数チャンネルレーザチップによって実現される。本実施の形態では、前記発光部２２の数は１０個であり、半導体レーザ素子１２は１０チャンネルレーザチップである。本実施の形態では、半導体レーザ素子１２は、リッジ導波路型のレーザである。各発光部２２の形状および大きさは等しく形成される。
【００２８】
たとえば、半導体基板２１の幅方向Ｘの寸法は２００μｍ、出射方向Ｙの寸法は３００μｍ、厚み方向Ｚの寸法は５００μｍに選ばれている。半導体基板２１の出射方向Ｙの寸法は、接続電極１４の出射方向Ｙの寸法の寸法と等しく形成される。発光部２２は半導体基板２１の幅内で、発光点の間隔が２００μｍ以下となるように形成され、本実施の形態では、発光点の間隔が１０μｍとなるように形成されている。発光点の間隔を２００μｍ以下にすることによって、後述する１つの個別電極４３を介して複数の発光部２２から生じた熱がサブマウント１１に伝導するので、複数の発光部２２から生じた熱を効率よくサブマウント１１へ逃がすことができる。各発光部２２の間には、各発光部２２を分離している分離溝２３が形成されている。分離溝２３の底部は半導体基板２１に形成されている。半導体基板２１は、Ｎ型のＧａＡｓによって形成されている。
【００２９】
発光部２２は、半導体基板２１のサブマウント１１に臨む一表面、すなわち厚み方向Ｚの一表面上に設けられる。発光部２２は、Ｎ型のクラッド層３１と、多重量子井戸活性層３２と、Ｐ型の第１クラッド層３３と、導波路となるリッジ部３４の下地となるエピサポート層３５と、リッジ部３４を構成するＰ型の第２クラッド層３６およびキャップ層３７とを備え、これらが半導体基板２１側から前記記載の順番で積層され、また幅方向Ｘでリッジ部３４の両サイドに設けられ電流ブロックおよび、多重量子井戸活性層３２内の光を横方向に閉じ込める屈折率を有するブロック層３８を備える。
【００３０】
多重量子井戸活性層３２は、Ｎ型のクラッド層３１およびＰ型の第１クラッド層３３にそれぞれ接して形成されている一対のガイド層と、一対のノンドープのガイド層の間に交互に形成されたウェル層およびバリア層とから成り、前記ウェル層が前記ガイド層と接するように配置されて構成されている。
【００３１】
Ｎ型のクラッド層３１と、ブロック層３８とは、Ｎ型のＡｌＧａＡｓによって形成される。多重量子井戸活性層３２を構成するガイド層、ウェル層およびバリア層は、ノンドープのＡｌＧａＡｓによって形成される。Ｐ型の第１クラッド層３３と、Ｐ型の第２クラッド層３６とは、Ｐ型のＡｌＧａＡｓによって形成される。エピサポート層３５と、キャップ層３７とは、Ｐ型のＧａＡｓによって形成される。リッジ部３４は、その幅方向Ｘの寸法が、たとえば２．５μｍとなるように形成される。
【００３２】
また、発光部２２のキャップ層３７およびブロック層３８にはＰ側電極４１およびめっき電極４２が発光部２２側から記載した順番で積層して形成されている。以下、Ｐ側電極４１およびめっき電極４２の積層体を、個別電極４３という。個別電極４３は、第１電極である。Ｐ側電極４１は、リッジ部３４側からチタン（Ｔｉ）から成る層、モリブデン（Ｍｏ）から成る層および金（Ａｕ）から成る層が、前記記載した順番で積層されて成る。めっき電極４２は、Ａｕから成り、たとえば、幅方向Ｘの寸法が６μｍであり、膜厚が３．０μｍに形成される。
【００３３】
半導体基板２１の裏面、すなわち厚み方向Ｚの他表面上には、半導体基板２１側から金とゲルマニウムとの合金（ＡｕＧｅ）から成る層、ニッケル（Ｎｉ）から成る層、Ｍｏから成る層、およびＡｕから成る層が、前記記載した順番で順次積層されて成るＮ側電極４４が形成されている。Ｎ側電極４４は、各発光部２２において共通の電極であり、第２電極である。
【００３４】
半導体レーザ装置１０では、半導体レーザ素子１２の複数の個別電極４３は、サブマウント１１の複数の接続電極１４に、個別に接続されるようにそれぞれ対向しており、個別電極４３と接続電極１４とがろう材によって固着されている。ろう材は、たとえば、はんだ、銀ろうなどによって実現される。このように構成することによって、半導体レーザ素子１２の発光部２２から生じる熱を放熱するのに有利なジャンクションダウン方式にて実装された半導体レーザ装置を得ることができ、半導体レーザ素子１２の発熱による特性および信頼性の低下を抑制することができる。
【００３５】
図６は、半導体レーザ装置１０の実装工程の手順を示すフローチャートである。実装工程を開始するとステップｓ０からステップｓ１に移り、ステップｓ１では、まず、実装面１８を上方に向けた状態でサブマウント１１の幅方向Ｗの両端部を一対のヒータブロックによって保持すると共に、半導体レーザ素子１２のＮ側電極４４を吸着移動装置の吸着ヘッドによって吸着保持する。吸着移動装置は、たとえば６軸ロボットによって実現され、３次元方向に吸着ヘッドを移動させることができる。吸着移動装置の吸着ヘッドには、吸引力が与えられ、真空吸着によって半導体レーザ素子１２を保持可能となっている。
【００３６】
次にステップｓ２に移り、吸着移動装置によって半導体レーザ素子１２をサブマウント１１の上方近傍位置に移動させて、半導体レーザ素子１２の複数の個別電極４３が、厚み方向Ｚに間隔をあけた状態で、複数の接続電極１４にそれぞれ対向するように位置を合わせして配置する。この位置合わせを行うときに、一対のヒータブロックによって保持されたサブマウント１１の上方および半導体レーザ素子１２の光出射方向にＣＣＤ（Charge  Coupled Device）カメラをそれぞれ設置しておき、複数の接続電極１４および半導体レーザ素子１２の画像を取り込み、この画像を表示装置によって表示させる。ＣＣＤカメラおよび表示装置は観測装置を構成する。
【００３７】
作業者は、まずサブマウント１１の上方のＣＣＤカメラによって取得した画像を見て、半導体レーザ素子１２の出射方向とサブマウント１１の接続電極１４の延びる方向とが平行になるように吸着移動装置を操作して半導体レーザ素子１２とサブマウント１１との相対位置を調整する。半導体レーザ素子１２の出射方向が接続電極１４の延びる方向に平行となっているか否かは、半導体レーザ素子１２のＮ側電極４４の周縁辺のうち出射方向に平行な辺と、接続電極１４とが平行になっているかによって判断する。
【００３８】
本実施の形態では、接続電極１４のうち、幅方向Ｘの両端にそれぞれ設けられる接続電極１４ａ，１４ｂについては、幅方向Ｗの寸法Ｗ１が残余の接続電極の幅方向Ｗの寸法Ｗ２よりも大きく形成されているので、接続電極１４が実装面１８上のどの範囲に形成されているのかが作業者にとって分かりやすい。また発光部２２の小形化にともなって個別電極４３の幅方向Ｘの寸法が小さくなると、接続電極１４が見えにくくなってしまうが、幅方向Ｘの両端にそれぞれ設けられる接続電極１４ａ，１４ｂの幅方向Ｘの寸法Ｗ１を、残余の接続電極１４の幅方向Ｘの寸法Ｗ２よりも２倍以上大きくなるように形成しておくことによって、発光部２２の間隔を広げることなく、接続電極１４が設けられている位置を確認しやすくなる。
【００３９】
次に作業者は、半導体レーザ素子１２の光出射方向に設置されたＣＣＤカメラによって取得した画像を見ながら、各接続電極１４の位置と各個別電極４３の位置が幅方向Ｗにおいて一致するように吸着ヘッドを移動させて位置調整を行う。
【００４０】
またステップｓ２では、半導体レーザ素子１２を移動させている間に、一対のヒータブロックをろう材を溶解するための予め定める温度に加熱しておき、各接続電極１４上に設けられているろう材を溶解しておく。予め定める温度は、たとえば３００℃である。本実施の形態では、ろう材は、ＡｕＳｎはんだによって実現される。またろう材は、接続電極１４上で、接続電極１４の幅方向Ｘの中央部分に積層されている。
【００４１】
各接続電極１４上に設けられているろう材を溶解したところで、ステップｓ３に移る。ステップｓ３では、吸着ヘッドを移動させることによって半導体レーザ素子１２を垂直に降下させて、各接続電極１４上のろう材上に各個別電極４３を押し付け、ろう材と個別電極４３のうちめっき電極４２とを合金化させて、急冷固着させる。急冷に際しては、一対のヒータブロックの加熱を停止すると共に、エアー噴出装置手段によってめっき電極４２と接続電極１４との接合部分に、局所的にエアーを当てて空冷する。
【００４２】
次にステップｓ４に移り、半導体レーザ素子１２が実装されたサブマウント１１を一対のヒータブロックから取り出して、ロボットなどの搬送装置によって、半導体レーザ素子１２が実装されたサブマウント１１を収容すべきパッケージに搬送し、このパッケージのマウント部上に銀ペーストを用いて固着する。このパッケージは銅、鉄などの材料によって構成され、特に、熱伝導性（放熱性）に優れかつ絶縁性を有する材料である銅によって形成されることが好ましい。
【００４３】
次にステップｓ５に移り、サブマウント１１上の各ボンディングパッド１５と、パッケージに設けられる複数のパッケージ端子とをワイヤ（金線）によって個別にボンディングすると共に、半導体レーザ素子１２のＮ側電極４４と前記ボンディングパッド１５が接続されるパッケージ端子とは異なるパッケージ端子に金線によってボンディングする。
【００４４】
次にステップｓ６に移り、透光性を有する合成樹脂材料などによって、サブマウント１１および半導体レーザ素子１２を封止して、実装工程を終了する。これによって、独立駆動の可能な発光点の間隔が１０μｍである赤外１０チャンネルレーザチップを備える半導体レーザ装置を製造することができる。
【００４５】
以上のように半導体レーザ装置１０は、サブマウント１１の平面に形成される実装面１８に、前述した接続電極１４ａ、１４ｂの形状が他の接続電極と異なるように複数の接続電極１４を有しているので、半導体レーザ素子１２をサブマウント１１上に接続電極１４を介して実装するときに、接続電極１４の位置および半導体レーザ素子１２の相対位置が観測装置を用いて観測しやすくなる。これによって接続電極１４と半導体レーザ素子１２の位置精度を向上させ、半導体レーザ素子１２の個別電極４３と接続電極１４の間からのろう材の飛び出し、およびダイボンドにおける位置ずれを抑制することができる。したがって、半導体レーザ素子１２がサブマウント１１上に高精度に位置調整されて実装され、作製された半導体レーザ装置における電流リークを抑制することができ、高品質の半導体レーザ装置１０を実現することができる。
【００４６】
実施例として、前述した寸法および材料から成るサブマウント１１および半導体レーザ素子１２を形成し、前述した実装工程を行って、半導体レーザ素子１２をサブマウント１１に実装後、半導体レーザ素子１２の光出射方向に設置されたＣＣＤカメラによって接合部分を観察したところ、ろう材のはみ出しおよびダイボンドの位置ずれが生じていないことが確認できた。
【００４７】
図７は、本発明の実施のさらに他の形態である半導体レーザ装置５０におけるサブマウント５１の構成を示す斜視図である。半導体レーザ装置５０は前述した図１に示す半導体レーザ装置１０に類似するので、同様の構成には同様の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
サブマウント５１は、基体１３と、２つの接続電極５２Ａ，５２Ｂとを含んで構成される。本実施の形態では、基体１３は、たとえば幅方向Ｘの寸法が６００μｍ、出射方向Ｙの寸法が１５００μｍ、厚み方向Ｚの寸法が３００μｍに形成され、ＡｌＮから成る。
【００４９】
２つの接続電極５２Ａ，５２Ｂは、Ａｕから成り、基体１３の実装面１８上に形成され、幅方向Ｘに間隔Ｔ２をあけて設けられ、出射方向Ｙの両端部間にわたって、出射方向Ｙにストライプ状に延びて形成されている。接続電極５２Ａ，５２Ｂは、たとえば幅方向Ｘの寸法が２００μｍ、出射方向Ｙの寸法が１５００μｍに形成される。２つの接続電極５２Ａ，５２Ｂは、幅方向Ｘの中央部付近に形成され、前記間隔Ｔ２は、たとえば２０μｍに選ばれる。また接続電極５２Ａ，５２Ｂは、幅方向Ｘにおいて、基体１３の端から予め定める距離Ｌ２の範囲に形成されていないことが望ましい。予め定める距離Ｌ２は、２０μｍ以上に選ばれる。
【００５０】
２つの接続電極５２Ａ，５２Ｂは、相互に異なる形状に形成され、接続電極５２Ａはその表面が平面に形成され、接続電極５２Ｂは、ドット状に形成されている複数の突起部５３を有する。接続電極５２Ｂは、ドット状に突起部５３が形成されているドット状部分５４と、突起部５３が形成されていない平坦部分５５とが出射方向Ｙに連なって形成されている。ドット状部分５４は、出射方向Ｙの両端部にそれぞれ形成されており、すなわち半導体レーザ素子１２の光出射端面の近傍部分に設けられる。またドット状部分５４に挟まれて平坦部分５５が形成されている。ドット状部分５４の出射方向Ｙの長さＬ３は、半導体レーザ装置への歪の緩和と半導体レーザ装置の放熱を考慮し、接続電極５２Ｂの出射方向Ｙの長さの１／４〜１／３程度に選ばれている。
【００５１】
図８は、ドット状部分５４の一部の断面図である。突起部５３は、略円柱形状または略角柱形状に形成され、厚み方向Ｚの寸法Ｈ１は、２μｍ程度に選ばれ、幅方向Ｘおよび出射方向Ｙの寸法Ｗ３は、２μｍ〜５μｍ程度に選ばれる。また突起部５３の間隔Ｌ４は、２μｍ〜５μｍに選ばれるのが好ましい。接続電極５２Ａ，５２Ｂは、まず基体１３の実装面１８の全面に金属膜をスパッタリングなどによって形成した後、フォトリソグラフィおよびエッチングによって、この金属膜のうち、ドット状部分５４とすべき領域にドット状のレジストマスクを形成し、ドット状のレジストマスク以外の金属膜をウエットエッチングして、金属膜に凹凸を形成し、その後レジストマスクを除去することによって作製される。したがって、接続電極５２Ａと、接続電極５２Ｂのうち突起部５３が形成されていない平坦部分５５の厚み方向Ｚの寸法は突起部５３の厚み方向の寸法よりも小さくなる。
【００５２】
図９は、半導体レーザ装置５０における半導体レーザ素子４９の構成を示す斜視図である。本実施の形態の半導体レーザ素子４９は、半導体基板２１上に、２つの発光部５５Ａ，５５Ｂが出射方向Ｙに延びてストライプ状に形成されている。半導体レーザ素子４９は、リッジ導波路型のレーザである。各発光部５５Ａ，５５Ｂの形状および大きさは略等しく形成されるが、発振波長が異なるように構成されている。すなわち半導体レーザ素子４９は、２波長レーザチップである。発光部５５Ａの発振波長は、たとえば７８５ｎｍに設定され、発光部５５Ｂの発振波長は、たとえば６６０ｎｍに設定される。
【００５３】
たとえば、半導体基板２１の幅方向Ｘの寸法は２５０μｍ、出射方向Ｙの寸法は１５００μｍ、厚み方向Ｚの寸法は８５μｍに選ばれている。発光部５５Ａ，５５Ｂの発光点の間隔は、２００μｍ以下に選ばれ、本実施の形態では、発光点の間隔が１１０μｍとなるように形成されている。各発光部５５Ａ，５５Ｂの間には、各発光部５５Ａ，５５Ｂを分離している分離溝２３が形成されている。分離溝２３の底部は半導体基板２１に形成されている。半導体基板２１は、Ｎ型のガリウム砒素（ＧａＡｓ）によって形成されている。
【００５４】
発光部５５Ａ，５５Ｂは、半導体基板２１のサブマウント５１に臨む一表面、すなわち厚み方向Ｚの一表面上に設けられる。発光部５５Ａは、バッファ層６１と、Ｎ型のクラッド層６２と、多重量子井戸活性層６３と、Ｐ型の第１クラッド層６４と、エッチングストップ層６５と、リッジ部６６を構成するＰ型の第２クラッド層６７および中間層６８ならびにコンタクト層６９とを備え、これらが半導体基板２１側から前記記載の順番で積層され、また幅方向Ｘでリッジ部６６の両サイドに設けられ電流ブロックおよび、多重量子井戸活性層６３内の光を横方向に閉じ込める屈折率を有する誘電体膜７０が形成されてなる。多重量子井戸活性層６３は、Ｎ型のクラッド層６２およびＰ型の第１クラッド層６４にそれぞれ接して形成されている一対のガイド層と、一対のノンドープのガイド層の間に交互に形成されたウェル層およびバリア層とから成り、前記ウェル層が前記ガイド層と接するように配置されて構成されている。
【００５５】
バッファ層６１は、Ｎ型のＧａＡｓによって形成される。Ｎ型のクラッド層６２は、Ｎ型のＡｌＧａＩｎＰによって形成される。多重量子井戸活性層６３のガイド層、ウェル層およびバリア層は、ノンドープのＡｌＧａＡｓによって形成される。Ｐ型の第１クラッド層６４と、Ｐ型の第２クラッド層６７とは、Ｐ型のＡｌＧａＩｎＰによって形成される。エッチングストップ層６５と、Ｐ型の中間層６８とは、Ｐ型のＧａＩｎＰによって形成される。コンタクト層６９は、Ｐ型のＧａＡｓによって形成される。リッジ部６６は、その幅方向Ｘの寸法が、たとえば２μｍとなるように形成される。
【００５６】
発光部５５Ｂは、バッファ層７１と、Ｎ型のクラッド層７２と、多重量子井戸活性層７３と、Ｐ型の第１クラッド層７４と、エッチングストップ層７５と、リッジ部７６を構成するＰ型の第２クラッド層７７および中間層７８ならびにコンタクト層７９とを備え、これらが半導体基板２１側から前記記載の順番で積層され、また幅方向Ｘでリッジ部７６の両サイドに設けられ電流ブロックおよび、多重量子井戸活性層７３内の光を横方向に閉じ込める屈折率を有する誘電体膜７０が形成されてなる。多重量子井戸活性層７３は、Ｎ型のクラッド層７２およびＰ型の第１クラッド層７４にそれぞれ接して形成されている一対のガイド層と、一対のノンドープのガイド層の間に交互に形成されたウェル層およびバリア層とから成り、前記ウェル層が前記ガイド層と接するように配置されて構成されている。
【００５７】
バッファ層７１は、Ｎ型のＧａＡｓによって形成される。Ｎ型のクラッド層７２は、Ｎ型のＡｌＧａＩｎＰによって形成される。多重量子井戸活性層７３の、ガイド層はノンドープＡｌＧａＩｎによって形成され、ウェル層はンドープＧａＩｎＰによって形成され、バリア層はノンドープＡｌＧａＩｎＰによって形成される。Ｐ型の第１クラッド層７４と、Ｐ型の第２クラッド層７７とは、Ｐ型のＡｌＧａＩｎＰによって形成される。エッチングストップ層７５と、Ｐ型の中間層７８とは、Ｐ型のＧａＩｎＰによって形成される。コンタクト層７９は、Ｐ型のＧａＡｓによって形成される。リッジ部７６は、その幅方向Ｘの寸法が、たとえば２μｍとなるように形成される。
【００５８】
発光部５５Ａ，５５Ｂのコンタクト層６９，７９および誘電体膜７０の、サブマウント５１の臨む表面上には、個別電極４３が形成されている。半導体基板２１の裏面には、Ｎ側電極４４が形成されている。
【００５９】
半導体レーザ装置５０の実装工程の手順は、前述した半導体レーザ装置５０と同様であるので、その説明を省略する。ただし、本実施の形態ではサブマウントにボンディングパッドが形成されていないので、ワイヤボンディングは、接続電極５２Ａ，５２Ｂに対してそれぞれ行われる。
【００６０】
本実施の形態では、接続電極５２Ａ，５２Ｂのうち、一方の接続電極５２Ｂにドット状の突起部５３が形成されているので、接続電極５２Ａ，５２Ｂを観察装置によって観察することによって、２つの接続電極の位置を区別しやすくすることができる。またドット状部分５４は、出射方向Ｙの端部に形成されているので、出射方向Ｙに配置されるＣＣＤカメラから取得した画像にも明確に写されているので、電極の位置が観測しやすくなる。これによって接続電極５２Ａ，５２Ｂと半導体レーザ素子４９の位置精度を向上させ、半導体レーザ素子４９の個別電極４３と接続電極５２Ａ，５２Ｂの間からのろう材の飛び出し、およびダイボンドにおける位置ずれを抑制することができる。したがって、半導体レーザ素子４９がサブマウント５１上に高精度に位置調整されて実装され、作製された半導体レーザ装置における電流リークを抑制することができ、高品質の半導体レーザ装置５０を実現することができる。
【００６１】
実施例として、前述した寸法および材料から成るサブマウント５１および半導体レーザ素子４９を形成し、前述した実装工程を行って、半導体レーザ素子４９をサブマウント５１に実装後、半導体レーザ素子４９の光出射方向に設置されたＣＣＤカメラによって接合部分を観察したところ、ろう材のはみ出しおよびダイボンドの位置ずれが生じていないことが確認できた。
【００６２】
前述した各実施の形態では、赤外１０チャンネルレーザチップを備えた半導体レーザ装置１０、および２波長レーザチップを備えた半導体レーザ装置５０を例示したが、半導体レーザ素子としては、上述のように半導体基板の表面に発光部が形成され、発光部の半導体基板とは反対側に第１電極が形成され、半導体基板の裏面に第２電極が形成されていれば、レーザ光を出射する発光点を有する活性層を少なくとも備えた構成である以外は特に限定されるものではなく、活性層としては、多重量子井戸構造であっても、単層構造であってもよい。また発光部は、リッジ構造を有するものに限定されず、埋め込み型であってもよい。また半導体基板とＮ型のクラッド層との間にバッファ層が形成されていてもよく、Ｎ型のクラッド層と、Ｐ型の第１クラッド層と、Ｐ型の第２クラッド層との少なくとも１つが、複数層からなるように形成されてもよく、またリッジ構造よりも上層に絶縁膜または保護膜などが形成された構成であってもよい。また発光部２２，５４Ａ，５４Ｂの数、  発光点間隔等は設計変更自由であり、また、半導体レーザ素子１２を構成する各層の膜厚、材料、発光部の数、発光点間隔などについても前述の構成に限定されるものではなく、得ようとする半導体レーザ装置の特性に応じて適宜設計変更することができる。たとえば半導体レーザ素子１２としては、特定の材料系の半導体レーザ素子に限定されるものではなく、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系のいずれの半導体レーザ素子であっても適用可能である。
【００６３】
前述したように、本発明の各実施の形態の半導体レーザ装置１０，５０では、半導体レーザ素子１２，５１が、発振波長が異なるか、または同一の複数のレーザ光を照射可能であり、発振波長が異なる複数のレーザ光を照射する構成、また、発振波長が同一の複数のレーザ光を照射する構成、いずれにおいても、発光点に応じたサブマウント側の各チャンネル用電極を精度良く位置を合わせることができ、歩留まりおよび放熱特性を安定させかつ向上させることができる。前述した各実施の形態は、特に発光点の間隔が５０μｍ以下と狭い超小型マルチレーザ素子をジャンクションダウン方式にサブマウントに実装して半導体レーザ装置に好適に実施される。
【００６４】
前述した各実施の形態の半導体レーザ装置１０，５０は、たとえば、レーザプリンタなどのＯＡ機器、たとえば、光ファイバ通信システム、光計測システムおよび光ディスク装置などの光情報処理機器に組み込まれ、このような機器における機器の動作の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の一形態の半導体レーザ装置１０の一部の構成を示す斜視図である。
【図２】サブマウント１１の斜視図である。
【図３】サブマウント１１の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】半導体レーザ素子１２の斜視図である。
【図５】図４の領域Ｖを拡大して示す図である。
【図６】半導体レーザ装置１０の実装工程の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施のさらに他の形態である半導体レーザ装置５０におけるサブマウント５１の構成を示す斜視図である。
【図８】ドット状部分５４の一部の断面図である。
【図９】半導体レーザ装置５０における半導体レーザ素子４９の構成を示す斜視図である。
【図１０】ジャンクションダウン方式でマルチレーザ１をサブマウント２に実装した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，５０  半導体レーザ装置
１１，５１  サブマウント
１２，４９  半導体レーザ素子
１３  基体
１４，５２  接続電極
１８  実装面
２１  半導体基板
２２，５５Ａ，５５Ｂ  発光部
４３  個別電極
４４  Ｎ側電極
５３  突起部
５４  ドット状部分
【図１】
2009231512.tif 000003
【図２】
2009231512.tif 000004
【図３】
2009231512.tif 000005
【図４】
2009231512.tif 000006
【図５】
2009231512.tif 000007
【図６】
2009231512.tif 000008
【図７】
2009231512.tif 000009
【図８】
2009231512.tif 000010
【図９】
2009231512.tif 000011
【図１０】
2009231512.tif 000012