DE68920011T2

DE68920011T2 - Optische halbleiteranordung und deren herstellung.

Info

Publication number: DE68920011T2
Application number: DE68920011T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Masuko; Kaoru Moriya; Hiroki Okushima
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: US5033052A; EP0373225B1; WO1989009421A1; EP0373225A4; EP0373225A1; DE68920011D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine optische Halbleitervorrichtung sowie ein Verfahren zum Zusammenbau einer optischen Halbleitervorrichtung, und betrifft insbesondere eine Halbleitervorrichtung, die auf dem Gebiet der optischen Kommunikation oder optischen Übertragung verwendet wird, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
Beispielsweise in einem optischen Kommunikationssystem, welches eine Faseroptik als optischen Übertragungsweg verwendet, werden ein optisches Halbleiterelement und eine lichtempfangende Endoberfläche einer Faseroptik mit einer vorbestimmten Positionsbeziehung befestigt, und wird eine Kondensorlinse zwischen dem optischen Halbleiterelement und der lichtempfangenden Endoberfläche vorgesehen, so daß von dem Halbleiterelement ausgesandtes Licht in die Faseroptik hinein gerichtet wird. Das Halbleiterelement ist ein Halbleiterlaser, eine lichtemittierende Diode oder dergleichen. Die Linse ist zu dem Zweck vorgesehen, eine Strahlumwandlung durchzuführen, um so einen hohen Kopplungswirkungsgrad zwischen dem optischen Halbleiterelement und der Faseroptik zu erzielen, da die Strahlparameter des optischen Halbleiterelements und der Faseroptik sich weseentlich unterscheiden, und anderenfalls der optische Koppelverlust groß würde, wenn man diese beiden Teile einfach nebeneinander anordnete. Normalerweise werden das optische Halbleiterelement, die Linse und die Faseroptik in Form eines optischen Halbleitermoduls verwendet, welches einstückig zusammengebaut ist. In einem derartigen optischen Halbleitermodul beeinflussen die Positionsbeziehungen der auteile direkt den optischen Kopplungswirkungsgrad, und es ist erforderlich, daß jedes Bauteil mit einer extremen Präzision von einem Mikrometer oder weniger positioniert wird. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß diese hohe Positioniergenauigkeit über einen langen Zeitraum aufrechterhalten wird.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für ein konventionelles optisches Halbleitermodul. Von einem optischen Halbleiterelement 1 ausgesandtes Licht wird in im allgemeinen parallele Lichtstrahlen durch eine Linse 2 umgewandelt, in einer Vorwärtsrichtung über einen optischen Isolator 3 übertragen, und einer Faseroptik 6 zugeführt, durch Bündeln mittels GRIN-Stablinsen 4 und 5. Bei der Herstellung eines derartigen optischen Halbleitermoduls werden das optische Halbleiterelement 1 und die Linse 2 mit einer vorbestimmten Positionsbeziehung befestigt, um eine optische Halbleiteranordnung 7 auszubilden, die durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, während die GRIN-Stablinse 5 und die Faseroptik mit einer vorbestimmten Positionsbeziehung befestigt werden, um eine Faseranordnung 8 auszubilden, die durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Anordnungen 7 und 8, der optische Isolator 3 und die GRIN-Stablinse 4 sind einstückig angeordnet. Die Bauteile des optischen Halbleitermoduls werden in Form von Anordnungen hergestellt, da es einfach ist, die optische Achse durch Einstellen der Positionsbeziehungen der Anordnungen einzustellen.
Fig. 2 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel für ein konventionelles optisches Halbleitermodul. In Fig. 2 sind jene Teile, die im wesentlichen gleich den entsprechenden Teilen in Fig. 1 sind, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. In Fig. 2 wird das Licht, welches von dem optischen Halbleiterelement 1 mit einer vorbestimmten Winkelapertur ausgesandt wird, durch die Linse 2 in im wesentlichen parallele Lichtstrahlen umgewandelt, und durch eine Linse 9 gebündelt, um so in die Endoberfläche der Faseroptik 6 einzutreten. Die Linse 9 und die Faseroptik 6 werden mit einer vorbestimmten Positionsbeziehung befestigt und bilden eine Faseranordnung 8a, die durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. OA bezeichnet die optische Achse.
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht der konventionellen optischen Halbleiteranordnung 7. In Fig. 3 ist das optische Halbleiterelement (Halbleiterlaserchip) 1 auf einem Chipträger 12 angebracht, der beispielsweise aus Kupfer besteht. Der Chipträger 12 ist auf einem Block 14 aufgelötet, der aus Edelstahl (SUS) besteht, und der Block 14 ist auf einer SUS-Basis 16 durch Laserschweißung befestigt, nachdem die Position des Blockes 14 in Richtung der Z-Achse eingestellt wurde, welche der Richtung der Höhe des Blockes 14 entspricht. Ein Linsenhalter 18 besteht beispielsweise aus SUS. Ein Befestigungsloch 18a ist in dem Linsenhalter 18 vorgesehen, und die Linse 2 sitzt durch Preßsitz befestigt in dem Befestigungsloch 1Ba. Nachdem die Relativposition der Linse 2 in bezug auf das optische Halbleiterelement 1 in Richtung der X- und Y-Achse eingestellt wurde, wird der Linsenhalter 18 auf der Basis 16 mittels Laserschweißung unter Verwendung eines YAG-Lasers befestigt.
Allerdings wird bei der in Fig. 3 gezeigten optischen Halbleiteranordnung 7 die Laserschweißung dazu verwendet, den Block 14 an der Basis 16 zu befestigen, und den Linsenhalter 18 an der Basis 16 zu befestigen. Aus diesem Grund entsteht in der Hinsicht ein Problem, daß die Entfernung zwischen dem optischen Halbleiterelement 1 und der Linse 2 von einem Auslegungswert abweicht, infolge einer thermischen Schrumpfung an den geschweißten Abschnitten.
Die Fig. 4 und 5 sind Diagramme zur Erläuterung konkreter Beispiele des Verfahrens zur Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 sowie des Verfahrens zur Befestigung dieser beiden Teile bei einem weiteren Beispiel für die optische Halbleiteranordnung 7.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Verfahren steht eine Stütze 22 von einem Träger 21 aus vor, auf welchem das optische Halbleiterelement 1 befestigt ist, und die relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 wird in einem Zustand eingestellt, in welchem die Stütze 22 locker in ein Einführungsloch 24 eines Linsenhalters 23 eingepaßt ist, auf welchem die Linse 2 befestigt ist. Mit anderen Worten wird die Entfernung zwischen dem optischen Halbleiterelement 1 und der Linse so eingestellt, daß die Strahlform kollimierten Lichtes innerhalb eines zulässigen Bereiches liegt, und das Einführungsloch 24 wird mit einem aushärtenden Fluid gefüllt, beispielsweise einem Klebemittel oder schmelzendem Lot, in einer optimalen Position.
Andererseits paßt bei dem in Fig. 5 gezeigten Verfahren die Stütze 22 des Trägers 21 eng in ein Einführungsloch 24a eines Linsenhalters 23a. In diesem Zustand wird die voranstehend geschilderte relative Positionseinstellung durchgeführt, und der Linsenhalter 23a und die Stütze 22 werden mit einem Laser verschweißt, durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl in Richtungen von Pfeilen in Fig. 5.
Allerdings muß bei dem Aufbau und Verfahren gemäß Fig. 4 der Außendurchmesser der Stütze 22 und der Innendurchmesser des Einführungsloches 24 in gewissem Ausmaß verschieden sein, da es erforderlich ist, das aushärtende Fluid in das Einführungsloch 24 einzufüllen. Wenn beispielsweise eine Befestigung unter Verwendung eines Klebemittels erfolgt so kann aus diesem Grunde die Einstellung wieder verloren gehen, bevor das Klebemittel ausgehärtet ist. Wenn beispielsweise eine Befestigung unter Verwendung von Lot erfolgt, so entsteht ein zusätzliches Problem in der Hinsicht, daß der optische Kopplungswirkungsgrad im Anfangszustand, in welchem die Befestigung stattfand, nicht für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann, infolge eines Kriechvorgangs, der nach dem Aushärten des Lotes auftritt. Bei dem Aufbau und Verfahren gemäß Fig. 5 treten darüber hinaus die in Fig. 4 vorhandenen Schwierigkeiten nicht auf, jedoch gibt es in der Hinsicht ein Problem, daß die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2, die auf optimale Positionen eingestellt wurden, infolge einer thermischen Schrumpfung der lasergeschweißten Abschnitte sich ändern.
Fig. 6 und 7 sind Diagramme zur Erläuterung konkreter Beispiele des Verfahrens zur Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 sowie des Verfahrens zur Befestigung dieser beiden Teile bei einem weiteren Beispiel für eine konventionelle, optische Halbleiteranordnung 7.
In Fig. 2 springt eine Stütze 22b, die beispielsweise zylinderförmig ausgebildet ist, von einem Träger 21b aus vor, auf welchem das optische Halbleiterelement 1 befestigt ist. Diese Stütze 22b ist lose in ein Einführungsloch 24b eines Linsenhalters 23h eingepaßt, auf welchem die Linse 2 befestigt ist. In diesem Zustand wird die relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 eingestellt, und das Einführungsloch 24h wird mit einem Lot 25 in der optimalen Position gefüllt.
Andererseits sind in Fig. 7 ein Träger 21c und ein Linsenhalter 23c, auf welchen das optische Halbleiterelement 1 bzw. die Linse 2 angebracht sind, jeweils fixiert, um so eine vorbestimmte Brennpunktbedingung zu erfüllen, und erfahren eine Ausrichtungseinstellung in einer XY-Ehene durch Aufeinandergleiten flacher Oberflächen 21c-1 und 23c-1 in bezug aufeinander. Der Träger 21c und der Linsenhalter 23c werden dadurch befestigt, daß eine Laserschweißung in den Richtungen von Pfeilen an Endabschnitten der flachen Oberflächen 21c-1 und 23c-1 durchgeführt wird.
Bei der Anordnung und dem Verfahren gemäß Fig. 6 müssen sich allerdings der Außendurchmesser der Stütze 22b und der Innendurchmesser des Einführungsloches 24b in gewissem Ausmaß unterscheiden, da es erforderlich ist, die Ausrichtungseinstellung durchzuführen, und aus diesem Grund wird die Dicke des gelöteten Abschnitts groß. Daher entsteht in der Hinsicht eine Schwierigkeit, daß der optische Kopplungswirkungsgrad in dem Anfangszustand, in welchem die Befestigung stattfand, nicht über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann, infolge eines Kriechphänomens, welches nach Erhärtung des Lotes auftritt. Weiterhin treten hei der Anordnung und dem Verfahren gemäß Fig. 7 die in Fig. 6 auftretenden Schwierigkeiten nicht auf, jedoch gibt es in der Hinsicht eine Schwierigkeit, daß die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2, die auf optimale Positionen eingestellt wurden, infolge der thermischen Schrumpfung der lasergeschweißten Abschnitte abweichen.
Fig. 8 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines konkreten Beispiels für das Verfahren zur Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2, und des Verfahrens zur Befestigung dieser beiden Teile bei einem weiteren Beispiel für die konventionelle, optische Halbleiteranordnung 7. In Fig. 8 ist das optische Halhleiterelement 1 auf einem Montagesubstrat 26 angebracht. Das Montagesuhstrat 26 bildet einen Kühlkörper in einem Fall, in welchem das optische Halbleiterelement 1 beispielsweise ein Halbleiterlaser ist, und ist eine Schaltungsplatine in einem Fall, in welchem das optische Halbleiterelement 1 beispielsweise ein Lichtempfangselement ist. Ein Träger 21d in Form eines rechteckigen Prismas besteht beispielsweise aus Edelstahl oder dergleichen. Der Träger 21d ist vertikal an einer Oberfläche eines Metallsubstrats 27 befestigt, welches aus Edelstahl oder dergleichen besteht, mittels einer Laserschweißung oder dergleichen. Das Montagesubstrat 26 ist an einem oberen Abschnitt des Trägers 21d durch Löten oder dergleichen befestigt. Ein Linsenhalter 23d besteht aus Invar oder dergleichen, und die Linse 2 sitzt im Preßsitz innerhalb eines Durchgangsloches 23d-1, welches in der Nähe einer Oberkante des Linsenhalters 23d vorgesehen ist.
Der Linsenhalter 23d ist an einer Seitenoberfläche des Trägers 21d durch Laserschweißung in einem Zustand befestigt, in welchem die optische Achse des optischen Halbleiterelements 1 mit der optischen Achse der Linse 2 übereinstimmt. Die Befestigung des Linsenhalters 23d an dem Träger 21d erfolgt beispielsweise auf die nachstehend angegebene Weise. Zuerst wird der Linsenhalter 23d durch einen Roboterarm oder dergleichen gehalten, und eine Befestigungsoberfläche des Linsenhalters 23d wird zur Berührung mit der Seitenoberfläche des Trägers 21d veranlaßt. In einem Fall, in welchem das optische Halbleiterelement 1 ein Halbleiterlaser ist, erfolgt eine Einstellung durch feinfühlige Bewegung der Linse 2, die eine Kollimatorlinse ist, nach oben, unten, rechts und links, während die optische Leistung des Halbleiterlasers gemessen wird, die durch die Linse 2 auf ein optisches Leistungsmeßgerät, eine Fernsehkamera oder dergleichen übertragen wird. Die Befestigungsoberfläche des Linsenhalters 23d wird an der Seitenoberfläche des Trägers 21d mittels Laserschweißung in einer Position befestigt, bei welcher die optische Leistung, also der optische Kopplungswirkungsgrad, einen Maximalwert erreicht. Andererseits erfolgt in einem Fall, in welchem das optische Halbleiterelement 1 das Lichtempfangselement ist, eine Einstellung durch feinfühlige Bewegung der Linse 2, welche eine Sammellinse ist, nach oben, unten, rechts und links, während der Fotostrom des Lichtes gemessen wird, das durch die Linse 2 gesammelt und auf eine Lichtempfangsoberfläche des Lichtempfangselements aufgestrahlt wird. Die Befestigungsoberfläche des Linsenhalters 23d wird an der Seitenoberfläche des Trägers 21d mittels Laserschweißung in einer Position befestigt, in welcher der Fotostrom, also der optische Kopplungswirkungsgrad, einen Maximalwert aufweist.
Allerdings werden in Fig. 8 der Linsenhalter 23d und der Träger 21d durch Laserverschweißung der Kontaktoberflächen des Linsenhalters 23d und des Trägers 21d über einen weiten Bereich befestigt, nachdem die Einstellung der optischen Achse durchgeführt wurde. Weiterhin sind die Laserschweißpositionen von der Linse 2 relativ weit entfernt, und die Linse 2 ist auf einer Endspitze eines sogenannten Hehels vorgesehen. Wenn die Laserschweißung durchgeführt wird, erfährt daher der Abschnitt des Linsenhalters 23d, der vorher geschweißt wurde, eine thermische Schrumpfung, die größer ist als die Schrumpfung in anderen Abschnitten, und wird zum Träger 21d hin hingezogen. Dies führt dazu, daß eine Schwierigkeit in der Hinsicht entsteht, daß die Position der Linse 2 sich von der vorbestimmten, eingestellten Position unterscheidet, infolge der thermischen Störung, wodurch der optische Kopplungswirkungsgrad verschlechtert wird.
Die optische Halbleiteranordnung ist normalerweise in Form eines abgedichteten Gehäuses vorgesehen. Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer konventionellen, optischen Halbleiteranordnung, welche ein abgedichtetes Gehäuse aufweist. In Fig. 9 ist das optische Halbleiterelement 1 auf einem Chipträger 14a angebracht, der beispielsweise aus Kupfer besteht. Der Chipträger 14a ist auf einem Träger 21e angebracht, der beispielsweise aus SUS besteht, mittels Löten, Hartlöten oder dergleichen. Ein Durchgangsloch 23e-1 ist in einem zentralen Abschnitt eines Linsenhalters 23e vorgesehen, und die Linse 2 sitzt im Preßsitz innerhalb des Durchgangsloches 23e-1. Gewindegänge sind auf einem Außenumfangsahschnitt des Linsenhalters 23e vorgesehen, und die Linse 2 kann in der Richtung der Z-Achse eingestellt werden, da der Linsenhalter 23e im Eingriff mit einem Stützteil 28 steht.
Der Linsenhalter 23e und das Stützteil 28 bestehen beide aus SUS. Nachdem die Relativposition der Linse 2 in bezug auf das optische Halbleiterelement 1 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse eingestellt wurde, wird das Stützteil 28 durch ein Werkzeug gehaltert, und auf dem Träger 21e mit Hilfe eines YAG-Lasers laserverschweißt. Die Einstellung der Linse 2 in der Richtung der Z-Achse erfolgt durch Drehen des Linsenhalters 23e nach rechts oder links mit dem Stützteil 28, wie voranstehend beschrieben.
Die optische Halbleiteranordnung 7, welche mit dem optischen Halbleiterelement 1 und der Linse 2 versehen ist, die einstückig befestigt sind, ist auf einem Peltier-Element 29 beispielsweise durch Löten befestigt. Ein metallisiertes Keramiksubstrat 30 des Peltier-Elements 29 wird hierbei mittels Löten auf dem Träger 21e befestigt. Nachdem ein keramisches Substrat 31 des Peltier-Elements 29 metallisiert wurde, wird das metallisierte Keramiksubstrat 31 durch Löten auf einer Glas-Klemmenbasis 32 befestigt, die aus Kovar oder dergleichen besteht. Klemmen 33 sind dazu vorgesehen, einen Treiberstrom dem optischen Halbleiterelement 1 und dem Peltierelement 29 zuzuführen.
Nachdem die optische Halbleiteranordnung 7, wie voranstehend erläutert, auf dem Peltier-Element 29 angebracht wurde, wird die optische Halbleiteranordnung 7 durch ein Gehäuse abgedichtet, um das optische Halbleiterelement 1 gegen Feuchtigkeit zu schützen. Mit anderen Worten wird eine Kappe 34 auf die Glasklemmenbasis 32 mittels Widerstandsschweißen aufgeschweißt, in einem Zustand, in welchem ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoffgas, dort eingebracht wird, und auf diese Weise wird das optische Halbleitergehäuse erhalten. Die Kappe 34 besteht beispielsweise aus Kovar, und ein Glasfenster 35, welches aus Saphierglas oder dergleichen besteht, ist in einem zentralen Abschnitt der Kappe 34 vorgesehen, um einen Laserstrahl durchzulassen.
Bei der voranstehend beschriebenen optischen Halbleitergehäuseanordnung wird die optische Halbleiteranordnung 7 an das Peltier-Element 29 angelötet, das Peltier-Element 29 an die Glasklemmenbasis 32 angelötet, und die Kappe 34 daraufhin an der Glasklemmenbasis 32 mittels Widerstandsschweißung befestigt. Allerdings wird bei einer derartigen Struktur jedes Teil oben auf dem nächsten in Form einer gestapelten Anordnung befestigt. Daher wird der Austrittswinkel des Lichtstrahls nach dem Gehäuse größer als der Austrittswinkel des Lichts von der optischen Halbleiteranordnung 7, und es tritt in der Hinsicht eine Schwierigkeit auf, daß der optische Kopplungswirkungsgrad äußerst gering wird, wenn dieses optische Halbleitergehäuse zu einem Modul ausgebildet wird, durch Zusammenbau mit dem optischen Isolator und der Faseroptikanordnung. Aus Fig. 10, in welcher ein gewünschter Lichtaustrittswinkel durch a bezeichnet ist, wird deutlich, daß der Austrittswinkel von Licht von der optischen Halbleiteranordnung 7 geringfügig versetzt ist, wie durch b angedeutet ist. Nach der Gehäuseausbildung besteht in der Hinsicht eine Schwierigkeit, daß der Versetzungshetrag groß wird, und der Austrittswinkel des Lichtes einen Wert annimmt, der durch c angedeutet ist. Diese Versetzung wird durch die Abweichung der optischen Achse hervorgerufen, die infolge thermischer Spannungen und dergleichen auftritt, wenn das Gehäuse hergestellt wird, und nachdem das Gehäuse hergestellt wurde.
Die Schwierigkeiten der voranstehend geschilderten, konventionellen Beispiele lassen sich folgendermaßen zusammenfassen. Bei den konventionellen Beispielen, die in den Fig. 3, 5, 7 und 8 gezeigt sind, tritt in der Hinsicht ein Problem auf, daß die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 voneinander abweichen, infolge einer thermischen Schrumpfung der lasergeschweißten Abschnitte. Zusätzlich tritt bei den konventionellen Beispielen, die in den Fig. 4 und 6 gezeigt sind, das Problem auf, daß die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 1 und der Linse 2 voneinander abweichen, infolge eines Kriechphänomens nach Erhärtung des Lotes. Wenn die Gehäuseausbildung für die optische Halbleiteranordnung 7 erfolgt, so wird diese Struktur zu einer gestapelten Struktur, hei welcher jedes rechteckige Teil oben auf das nächste Teil aufgelegt wird, und es entsteht in der Hinsicht eine Schwierigkeit, daß der Austrittswinkel des Lichtstrahls nach der Gehäuseausbildung von einem Nominalwert abweicht.
In der JP-A-62/187807 ist eine optische Halbleitervorrichtung mit einem Träger, welcher ein optisches Halbleiterelement haltert, beschrieben, mit einem Linsenhalter, der eine Linse haltert, um die Strahlform des Lichts umzuwandeln, welches von der optischen Halbleitervorrichtung ausgesandt wird, wobei der Linsenhalter an dem Träger hefestigt ist, und ein Teil vorgesehen ist, welches zur Einstellung der Relativposition des Trägers und des Linsenhalters geeignet sein könnte.
Die JP-A-62/122292 beschreibt eine optische Halbleitervorrichtung, die einen Träger aufweist, der ein optisches Halbleiterelement haltert, einen Halter, welcher eine Faseroptik zum Empfang des Lichtstrahls haltert, der von der optischen Halbleitervorrichtung ausgesandt wird, sowie einen Einstellhalsabschnitt, um eine Einstellung der Relativpositionen des Trägers und des Halters zu ermöglichen.
Die US-A4 691 586 beschreibt eine Vorrichtung zur Feineinstellung der Relativpositionen zweier Elemente, beispielsweise Faseroptiken. Eine derartige Vorrichtung umfaßt einen Träger mit bestimmten Teilen darin, die für eine Feineinstellung ausgelegt sind.
Die EP-A-0 129 048 beschreibt einen Halterungsmechanismus für die Einstellung der Relativpositionen zweier Elemente, beispielsweise einer Linse und einer Faseroptik. Die Vorrichtung umfaßt Träger für die Linse und die Faser, wodurch der Träger der Linse mit einer Reihe einstellbarer Spalte zur Einstellung des Niveaus der Linse versehen ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer optischen Halbleitervorrichtung, welche einen Träger zum Haltern eines optischen Halbleiterelements aufweist, einen Linsenhalter, welcher eine Linse zum Umwandeln der Strahlform des von dem optischen Halbleiterelements ausgesandten Lichts haltert, wobei die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in frei wählbaren Richtungen eingestellt werden können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer optischen Halbleitervorrichtung, wie voranstehend beschrieben, durch welche die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in frei wählharen Richtungen eingestellt werden können, selbst nachdem die Gehäuseausbildung erfolgte.
Die Ziele der Vorrichtung werden erreicht durch ein Verfahren zum Zusammenbau einer optischen Halbleitervorrichtung, mit folgenden Schritten:
Einem ersten Schritt der Befestigung eines Trägers, welcher ein optisches Halbleiterelement haltert, in bezug auf einen Linsenhalter, welcher eine Linse zur Änderung der Form des Lichtstrahls haltert, der von dem optischen Halbleiterelement ausgesandt wird, auf solche Weise, daß zumindest eine Grobeinstellung des Halbleiterelements und der Linse vorgesehen ist, und zumindest entweder der Träger oder der Linsenhalter mit zumindest einem Teil versehen ist, welches die positive Einstellung, mittels Laserbestrahlung auf das zumindest eine Teil, von Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in frei wählbaren Richtungen gestattet; und
einem zweiten Schritt der Durchführung einer Laserbestrahlung auf das zumindest eine Teil, um so eine Feineinstellung des optischen Halbleiterelements und der Linse zu erreichen.
Die Ziele der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls erreicht durch eine optische Halbleitervorrichtung mit folgenden Teilen:
Einem Träger, welcher ein optisches Halbleiterelement haltert, einem Linsenhalter, welcher eine Linse zum Umwandeln der Strahlform des von dem optischen Halbleiterelements ausgesandten Lichtes haltert, und welcher in einer festen Beziehung zu dem Träger steht, und mit zumindest einem Einstellteil, der zumindest entweder auf dem Träger oder auf dem Linsenhalter vorgesehen ist, wobei der zumindest eine Einstellteil dazu geeignet ist, eine Einstellung der Relativposition des Halbleiterelements bezüglich dem Linsenhalter zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter mehrere Plattenpaare aufweist, die in Reihe verbunden sind, wobei jedes Plattenpaar zwei längliche Platten aufweist, die miteinander an ihren jeweiligen Endabschnitten verbunden sind, um eine annähernde V-Form auszubilden, wobei ein bestimmtes Plattenpaar mit seiner Spitze mit dem freien Endabschnitt einer der beiden Platten des vorherigen Plattenpaars verbunden ist, und die Platte des ersten Plattenpaars, die nicht mit dem zweiten Plattenpaar verbunden ist, in der festen Beziehung zu dem Träger angeordnet ist, die Linse an einer Platte des letzten Plattenpaares befestigt ist, der Einstellteil auf jedem V- förmigen Plattenpaar nahe dessen Spitze vorgesehen ist, und die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse durch Laserbestrahlung des Einstellteils einstellbar sind.
Diese Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigt:
Fig. 1 ein konventionelles optisches Halbleitermodul;
Fig. 2 ein weiteres Beispiel für ein konventionelles optisches Halbleitermodul;
Fig. 3 eine Perspektivansicht einer konventionellen optischen Halbleiteranordnung;
Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 Querschnittsansichten konventioneller optischer Halbleiteranordnungen;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer konventionellen optischen Halbleiteranordnung, welche die Form eines Gehäuses aufweist;
Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Schwierigkeiten der optischen Halbleiteranordnung von Fig. 9, welche die Form eines Gehäuses aufweist;
Fig. 11 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 12 eine teilweise Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 13A und 13B jeweils Diagramme zur Erläuterung der Grundlagen der zweiten Ausführungsform;
Fig. 14A und 14B eine teilweise Querschnittsansicht bzw. eine Aufsicht einer dritten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der dritten Ausführungsform;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengehaut wurde;
Fig. 17A und 17B jeweils Querschnittsansichten wesentlicher Teile von Abänderungen der zweiten und dritten Ausführungsform;
Fig. 18A und 18B jeweils Aufsichten auf ein wesentliches Teil zur Erläuterung des Prinzips einer fünften Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 19A und 19B eine teilweise Querschnittsansicht bzw. eine Aufsicht einer sechsten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 20A und 20B jeweils Aufsichten zur Erläuterung des Prinzips der sechsten Ausführungsform;
Fig. 21 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der sechsten Ausführungsform;
Fig. 22 eine Querschnittsansicht einer siebten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 23A und 23B eine Perspektivansicht bzw. eine Querschnittsansicht wesentlicher Teile einer Ausführungsform der optischen Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 eine Perspektivansicht eines Elements mit einem verbundenen Plattenpaar bei der Ausführungsform von Fig. 23A und 23B;
Fig. 25 eine Querschnittsansicht einer achten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde;
Fig. 26 eine Perspektivansicht einer Kappe bei der achten Ausführungsform;
Fig. 27 eine Perspektivansicht einer ersten Abänderung der Kappe; und
Fig. 28 eine Perspektivansicht einer zweiten Abänderung der Kappe.
Fig. 11 zeigt eine optische Halbleiteranordnung als eine erste Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde. In Fig. 11 wird ein Laserdiodenchip 40, der als das optische Halbleiterelement verwendet wird, in einem Zustand geliefert, in welchem er auf einem Chipträger 42 angeordnet ist, der beispielsweise aus Kupfer besteht. Der Chipträger 42 ist auf einer Basis aus Edelstahl (SUS) 52 mittels Löten befestigt. Ein Linsenhalter 54 besteht aus SUS und weist einen Basisabschnitt 54a und einen angehobenen Abschnitt 54b auf, der in bezug auf den Basisabschnitt 54a durch Bereitstellung zweier Schlitze 55 angehoben ist. Ein Befestigungsloch 56 ist in dem angehobenen Abschnitt 54b vorgesehen, und eine Linse 50 sitzt im Preßsitz innerhalb des Befestigungsloches 56. Der angehobene Abschnitt 54b ist soweit angehoben, daß die Entfernung zwischen dem Laserdiodenchip 54 und der Linse 50 etwas größer ist als die gewünschte Entfernung. Nachdem die Position der Linse 50 in bezug auf den Laserdiodenchip 40 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse eingestellt wurde, wird der Linsenhalter 54 an dem Träger 52 mittels Laserschweißung befestigt unter Verwendung eines YAG-Lasers, wie durch LW angedeutet ist.
Durch die voranstehend geschilderten Schritte werden der Laserdiodenchip 40 und die Linse 50 befestigt, um eine einstückige Anordnung auszubilden, jedoch ist die Entfernung zwischen dem Laserdiodenchip 40 und der Linse 50 in Richtung der Z-Achse geringfügig größer gewählt als die gewünschte Entfernung, wie voranstehend ausgeführt wurde. Um die Entfernung in Richtung der Z-Achse einzustellen, bestrahlt der YAG-Laser Laserbestrahlungsteile 58, die an Basisabschnitten der Schlitze 55 des Linsenhalters 54 vorgesehen sind. Eine Schrumpfung findet statt, wenn die Abschnitte aushärten, die durch die Laserbestrahlung geschmolzen werden, wodurch der angehobene Abschnitt 54b des Linsenhalters 54 nach unten gezogen wird. Durch geeignete Auswahl der Laserleistung, der Bestrahlungsposition in bezug auf das Ausmaß der Defokussierung (also der Laserbestrahlungsteile 58, die von dem YAG-Laser bestrahlt werden) sowie der Anzahl der Bestrahlungsvorgänge ist es möglich, die Entfernung zwischen dem Laserdiodenchip 40 und der Linse 50 so einzustellen, daß sie einen Optimalwert annimmt. Daher ist es möglich, die Entfernung zwischen dem Laserdiodenchip 40 und der Linse 50 in Richtung der Z-Achse auf den Optimalwert mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Fig. 12 zeigt eine optische Halbleiteranordnung als eine zweite Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde. In Fig. 12 werden jene Teile, die im wesentlichen die gleichen sind wie die in Fig. 11 dargestellten Teile, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
In Fig. 12 sind ein Träger 52a, der das optische Halbleiterelement 40 haltert, und ein Linsenhalter 54a, der die Linse 50 haltert, einstückig befestigt, um die optische Halbleiteranordnung auszubilden. Eine Nut 58a, die als das Laserbestrahlungsteil verwendet wird, ist auf dem Linsenhalter 54a vorgesehen.
Durch Aufstrahlen eines Laserstrahls LB auf die Nut 58a und teilweises Schmelzen und Verfestigen der Nut 58a des Linsenhalters 54 wird der Linsenhalter 54a in dem verfestigten Abschnitt gebogen, um so die relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 einzustellen.
Die Fig. 13A und 13B sind Diagramme zur Erläuterung des Prinzips dieser Ausführungsform. Wenn die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 eingestellt werden, so schmilzt der Linsenhalter 54a teilweise und verfestigt sich daraufhin in der Nut 58a, wenn der Laserstrahl LB wie in Fig. 13A auf die Nut 58a aufgestrahlt wird, welche auf dem Linsenhalter 54a vorgesehen ist. Wie aus Fig. 13B hervorgeht, wirkt eine Schrumpfkraft auf einen verfestigten Abschnitt 57, und daher verbiegt sich der Linsenhalter 54a in Richtung auf die Seite, die mit der Nut 58a versehen ist. Das Ausmaß der Verformung der Biegung des Linsenhalters 54a entspricht 1:1 der Entfernung zwischen dem optischen Halbleiterelement 40 und der Linse 50, und es ist möglich, eine gewünschte, relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 40 der Linse 50 zu erhalten, abhängig von dem Bestrahlungszustand des Laserstrahls LB.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde, unter Bezugnahme auf die Fig. 14A und 14B. In den Fig. 14A und 14B sind die Teile, welche im wesentlichen dieselben Teile sind wie in Fig. 12, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In den Fig. 14A und 14B ist das optische Halbleiterelement 40 ein Halbleiterlaserchip oder dergleichen und ist in einer Vertiefung 60a durch Löten befestigt, beispielsweise über eine nicht dargestellte Au-Schicht. Die Vertiefung 60a ist in einem oberen Abschnitt eines Kühlkörpers 60 vorgesehen, der aus Kupfer oder dergleichen besteht und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der Kühlkörper 60 ist auf einem oberen Ende eines Trägers 52 befestigt, der aus einem SUS- Material besteht, beispielsweise durch Hartlöten. Die Linse 50 ist eine Kugellinse oder dergleichen. Die Linse 50 sitzt beispielsweise im Preßsitz innerhalb eines Loches 54aA in dem Linsenhalter 54a. Der Linsenhalter 54a ist mit dem Träger 52a an einem unteren Endabschnitt 54aB beispielsweise mittels Laserschweißung verbunden. Mehrere (bei der vorliegenden Ausführungsform 8) Nuten 58a sind auf dem Linsenhalter 54a auf der Seite des Trägers 52a und auf der Oberfläche auf der anderen Seite vorgesehen, hergestellt beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung der Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 der optischen Halbleiteranordnung, welche den voranstehend geschilderten Aufbau hat, in der Richtung der optischen Achse, also der Richtung der Z-Achse. Es wird angenommen, daß die Einstellung der Relativpositionen in der Richtung der X-Achse und der Y-Achse, die senkrecht zur optischen Achse verlaufen, grob vorgenommen wird, wenn der Träger 52a und der Linsenhalter 54a vereinigt werden. Zuerst wird, wie in Fig. 15 gezeigt, eine frei wählbare Nut 58aA des Linsenhalters 54a geschmolzen, indem der Laserstrahl hierauf aufgestrahlt wird, also eine Nut unter den Nuten 58a, die auf dem Linsenhalter 54a auf der Seite des Trägers 52a sowie auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen sind. Wird die Bestrahlung mit dem Laserstrahl angehalten, so wirkt eine Schrumpfkraft auf den verfestigten Abschnitt, da sich die Metallzusammensetzung ändert und dergleichen, und der Linsenhalter 54a wird verbogen und verformt, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 15 angedeutet ist. Eine annähernde Verschiebung d der Linse 50 in Richtung Z der optischen Achse kann frei wählbar eingestellt werden, abhängig von der Leistung des Laserstrahls, der Bestrahlungszeit und dem Punktdurchmesser (Ausmaß der Defokussierung). Es ist beispielsweise möglich, die Linse 50 an einer gewünschten Position zu befestigen, während die Form des Strahls überwacht wird, der von dem optischen Halbleiterelement 40 über die Linse 50 ausgestrahlt wird. Wenn die Verschiebung der Linse 50 infolge des voranstehend beschriebenen Vorgangs zu groß ist, wird der Laserstrahl auf eine frei wählbare Nut 58aB des Linsenhalters 54a unter den Nuten 58a aufgestrahlt, die auf der Seite des Trägers 52a vorgesehen sind, um so die Linse in der entgegengesetzten Richtung zu verschieben. In diesem Fall kann der Laserstrahl schräg auf den Linsenhalter 54a aufgestrahlt werden, unter Vermeidung des Trägers 52a, oder durch ein Loch, welches nicht dargestellt ist und vorher in dem Träger 52a bereitgestellt wird. Selbst wenn die Beziehung zwischen dem Bestrahlungszustand des Laserstrahls und der Verschiebung der Linse 50 nicht klar ist, ist es möglich, die Position der Linse 50 an die Optimalposition anzunähern, durch wiederholtes Aufstrahlen des Laserstrahls auf beide Seiten des Linsenhalters 54a. Der Nutabschnitt wird durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl geschmolzen, da der Linsenhalter 54a durch die momentane Hitze teilweise geschmolzen werden kann, und das Alterungs-Kriechphänomen ist in dem verfestigten Abschnitt relativ gering.
Fig. 16 zeigt ein optisches Halbleitermodul als eine vierte Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde. Dieses optische Halbleitermodul wird beispielsweise dadurch gebildet, daß die in den Fig. 14A und 14B gezeigte optische Halbleiteranordnung verwendet wird, bei welcher die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse beendet ist. Der Träger 52a der optischen Halbleiteranordnung ist an einem Schaft 61 befestigt. Um eine luftdichte Abdichtung des optischen Halbleiterelements 40 zu erreichen, ist eine Kappe 62, die mit einem Glasfenster 62a versehen ist, auf dem Schaft 61 befestigt. Klemmen 63 sind zu dem Zweck vorgesehen, eine Treiberspannung an das optische Halbleiterelement 40 anzulegen. Andererseits wird die Faseranordnung dadurch hergestellt, daß fest eine Faseroptik 64 in einen Ringbeschlag 65 eingeführt wird, der Ringbeschlag 65 fest in einen Flansch 66 eingeführt wird, und der Flansch 66 mit einem Linsenhalter 68 vereinigt wird, in welchen fest eine Linse 67 eingeführt wird.
Bei dieser Art eines optischen Halbleitermoduls kann die Ausrichtungseinstellung (Einstellung der Relativpositionen in Richtung der X-Achse und der Y-Achse, die senkrecht zur optischen Achse Z verlaufen) zwischen den Anordnungen in der Modulzusammenbaustufe einfach dadurch durchgeführt werden, daß vor der Befestigung des Schaftes 61 und des Linsenhalters 69 eine Positionseinstellung erfolgt. Allerdings ist die Brennpunkteinstellung in der Modulzusammenbaustufe nicht einfach. Verglichen mit der Ausrichtungseinstellung muß daher die Brennpunkteinstellung in jeder Zusammenbaustufe mit ausreichend hoher Genauigkeit durchgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Brennpunkteinstellung der optischen Halbleiteranordnung einfach dadurch ausgeführt werden, daß der Laserstrahl auf die Nut 58a aufgestrahlt wird. Zusätzlich kann auch die Brennpunkteinstellung der Faseranordnung einfach dadurch ausgeführt werden, daß die Einführungsposition des Ringbeschlages 65 eingestellt wird. Daher ist es möglich, einen hohen optischen Kopplungswirkungsgrad nur dadurch zu erzielen, daß die Ausrichtungseinstellung zwischen jeder der Anordnungen in der Modulzusammenbaustufe durchgeführt wird. Zusätzlich ändert sich im Verlauf der Zeit der optische Kopplungswirkungsgrad nicht, da keine Befestigungsteile unter Verwendung von Füllmaterialien bei dieser Ausführungsform vorhanden sind.
Fig. 17A zeigt ein wesentliches Teil einer Abänderung der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Abänderung ist die Form der Nut 58a ein U und nicht ein V wie bei der zweiten Ausführungsform. Selbstverständlich kann die Form der Nut 58a anders als V-förmig oder U-förmig sein.
Fig. 17B zeigt ein wesentliches Teil einer Abänderung der dritten Ausführungsform. Bei dieser Abänderung unterscheidet sich die Position der Nut 58a, die in einer ersten Oberfläche 54a1 des Linsenhalters 54a vorgesehen ist, und der Nut 58a, die in einer zweiten Oberfläche 54a2 vorgesehen ist, in der Y-Achsen-Richtung. Selbstverständlich ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Nuten 58a periodisch auf dem Linsenhalter 54a vorgesehen sind.
Weiterhin kann die Nut, welche als das Laserbestrahlungsteil verwendet wird, in dem Träger 52a vorgesehen sein. Es ist ebenfalls möglich, die Nut sowohl in dem Linsenhalter 54a als auch in dem Träger 52a vorzusehen.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer optischen Halbleiteranordnung gemäß einer fünften Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wird, im Zusammenhang mit den Fig. 18A und 18B. in den Fig. 18A und 18B sind die Teile, welche im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 11, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie aus Fig. 18A hervorgeht, weist die optische Halbleiteranordnung einstückig einen Träger 52b auf, welcher das optische Halbleiterelement 40 haltert, sowie einen Linsenhalter 54b, welcher die Linse 50 haltert. Ein Loch 52bA durchdringt den Träger 52b in der Richtung der optischen Achse Z (der Richtung senkrecht zur Papierebene).
Wie aus Fig. 18B hervorgeht, wird die relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 dadurch eingestellt, daß der Laserstrahl LB in das Loch 52bA gestrahlt wird, um Laserbestrahlungsteile 58b des Trägers 52b teilweise zu schmelzen und zu verfestigen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Träger 52b mit dem Loch 52bA versehen, jedoch ist es möglich, entsprechend ein Loch in dem Linsenhalter 54b vorzusehen. Weiterhin kann ein derartiges Loch sowohl im Träger 52b als auch im Linsenhalter 54b vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Form des Loches 52bA frei gewählt werden, solange dieses eine Ecke aufweist.
Wenn die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 48 und der Linse 50 eingestellt werden, wird der Laserstrahl LB auf die Innenseite des Loches 52bA aufgestrahlt, welches in dem Träger 52b vorgesehen ist, wie aus Fig. 18B hervorgeht. Der Träger 52b schmilzt teilweise und verfestigt sich dann wieder. Da eine Schrumpfkraft auf die Laserbestrahlungsteile 58b einwirkt, wird der Träger 52b verformt. Verformt sich der Träger 52b, so wird das optische Halbleiterelement 40 in bezug auf die Linse 50 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse verschoben, die senkrecht zur optischen Achse Z verlaufen, abhängig vom Verformungsbetrag des Trägers 52b. Diese Verschiebung steht in einer 1:1- Beziehung zum Verformungsausmaß des Trägers 52b, und darüber hinaus wird das Verformungsausmaß des Trägers 52b durch das Material bestimmt, welches den Träger 52b bildet, das Volumen der Laserbestrahlungsteile 58b, und dergleichen. Durch Auswahl eines geeigneten Materials, wie beispielsweise SUS, Kovar und dergleichen für den Träger 52b und Einstellung des Bestrahlungszustands des Laserstrahls LB ist es daher möglich, eine gewünschte, relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 zu erhalten.
Die Fig. 19A und 19B zeigen eine optische Halbleiteranordnung als eine sechste Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde. In den Fig. 19A und 19B sind jene Teile, welche im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in den Fig. 14A und 14B, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das optische Halbleiterelement 20 ist ein Halbleiterlaserchip oder dergleichen, und ist in der Vertiefung 60a durch Löten befestigt, beispielsweise durch eine Au-Schicht, die nicht gezeigt ist. Die Vertiefung 60a ist in dem oberen Abschnitt des Kühlkörpers 60 vorgesehen, der aus Cu oder dergleichen besteht und eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der Kühlkörper 60 ist auf einem oberen Ende eines Trägers 52c befestigt, der aus SUS-Material besteht, beispielsweise durch Hartlöten. Die Linse 50 ist eine Kugellinse oder dergleichen. Die Linse 50 sitzt beispielsweise im Preßsitz innerhalb eines Loches 54cA in einem Linsenhalter 54c. Der Linsenhalter 54c ist mit dem Träger 52c an einem unteren Endabschnitt 54cB verbunden. Bei dieser Ausführungsform durchdringt ein Langloch 52cA den Träger 52c in der Richtung der optischen Achse Z.
Wenn der Träger 52c und der Linsenhalter 54c mittels Laserschweißung verbunden werden, so kann man eine ausreichende Befestigungsstärke durch Aufstrahlen des Laserstrahls LB im wesentlichen nur in Richtung der X-Achse erzielen, wie durch Pfeile in Fig. 19B angedeutet ist. In diesem Fall weicht die relative Positionsbeziehung des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 nicht in Richtung der Y-Achse ab, und die Nachstellung muß nur in bezug auf die Richtung der X-Achse durchgeführt werden.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Einstellung der Relativpositionen in Richtung der X-Achse. Wenn in Fig. 20A versucht wird, das optische Halbleiterelement 40 in Richtung X zu verschieben, so wird der Laserstrahl LB auf Laserbestrahlungsteile 58c1 und 58c3 aufgestrahlt. Unter den Laserbestrahlungsteilen 58c1 bis 58c4, die in den vier Ecken des Loches 52cA in dem Träger 52c vorgesehen sind, befindet sich das Laserbestrahlungsteil 58c1 nahe an dem optischen Halbleiterelement 40 auf der Seite in Richtung X, und das Laserbestrahlungsteil 58c3 ist weit von dem optischen Halbleiterelement 40 auf der Seite in Richtung +X entfernt.
In diesem Fall ändert sich ein Vertikalwinkel A des Laserbestrahlungsteils 58c1 auf A', welches kleiner als A ist, wie in Fig. 20B gezeigt ist, und entsprechend ändert sich ein Vertikalwinkel C des Laserbestrahlungsteils 58c3 auf C', welches kleiner als C ist. Dies führt dazu, daß das optische Halbleiterelement 40 um s in Richtung -X verschoben wird, abhängig von dieser Änderung. Wenn das optische Halbleiterelement 40 um s verschoben wird, wird die Richtung des ausgesandten Strahls um einen Winkel θ geneigt, welcher s in der XZ-Ebene entspricht, wie in Fig. 21 gezeigt ist, und auf diese Weise kann eine Neueinstellung der Ausrichtung erfolgen. Diese Neigungsgröße θ kann frei wählbar eingestellt werden, abhängig von der Leistung des aufstrahlenden Laserstrahls LB, der Bestrahlungszeit und dem Punktdurchmesser (dem Ausmaß der Defokussierung). Daher kann das optische Halbleiterelement 40 in der gewünschten Position befestigt werden, während die Richtung des Strahls festgestellt wird, der von dem optischen Halbleiterelement 40 durch die Linse 50 ausgesandt wird.
Wenn die Verschiebung des optischen Halbleiterelements 40 zu groß ist, infolge des voranstehenden Vorgangs, so wird der Laserstrahl LB auf die Laserbestrahlungsteile 58c2 und 58c2 unter den Laserbestrahlungsteilen 58c1 bis 58c4 aufgestrahlt, die sich am Loch 52cA des Trägers 52c befinden, mit Ausnahme der Laserbestrahlungsteile 58c1 und 58c3. In diesem Fall wird das optische Halbleiterelement 40 in der entgegengesetzten Richtung verschoben, durch eine ähnliche Wirkung, wie voranstehend beschrieben. Selbst wenn die Beziehung zwischen dem Bestrahlungszustand des Laserstrahls LB und der Verschiebung des optischen Halbleiterelements 40 nicht klar ist, ist es daher möglich, die Position des optischen Halbleiterelements 40 an die optimale Position anzunähern, durch wiederholtes Aufstrahlen des Laserstrahls LB auf die entgegengesetzten Ecken des Loches 52cA. Die Ecke des Loches 52cA wird durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl LB geschmolzen, da der Träger 52c durch die momentane Hitze teilweise geschmolzen werden kann.
Fig. 22 zeigt ein optisches Halbleitermodul als eine siebte Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wird. Dieses optische Halbleitermodul wird beispielsweise unter Verwendung der optischen Halbleiteranordnung der Fig. 19A und 19B gebildet, wobei die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements 40 und der Linse 50 beendet ist. Der Träger 52a der optischen Halbleiteranordnung ist an dem Schaft 61 befestigt. Um eine luftdichte Abdichtung des optischen Halbleiterelements 40 zur Verfügung zu stellen, ist auf dem Schaft 61 die Kappe 62 angebracht, die mit dem Glasfenster 62a vesehen ist. Die Klemmen 63 sind dazu vorgesehen, eine Treiberspannung an das optische Halbleiterelement 40 anzulegen. Andererseits wird die Faseranordnung dadurch hergestellt, daß die Faseroptik 64 fest in den Ringbeschlag 65 eingeführt wird, der Ringbeschlag 65 fest in den Flansch 66 eingeführt wird, und der Flansch 66 mit dem Linsenhalter 68 vereinigt wird, in welchen die Linse 67 fest eingeführt ist.
Bei dieser Art eines optischen Halbleitermoduls wird die Ausrichtung in der optischen Halbleiteranordnung und der Faseranordnung eingestellt, so daß beispielsweise die jeweiligen optischen Achsen Z parallel verlaufen. In der Modulzusammenbaustufe ist es möglich, einfach einen hohen optischen Kopplungswirkungsgrad nur dadurch zu erhalten, daß die Position jeder Anordnung in der Richtung der X-Achse und der Y-Achse eingestellt wird, die senkrecht zur optischen Achse Z verlaufen.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform der optischen Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den Fig. 23A und 23B. In den Fig. 23A und 23B weist eine Basis 73 die Form eines rechteckigen Prismas auf, und besteht beispielsweise aus Edelstahl. Die Basis 73 ist vertikal an der Oberfläche eines Substrats 79 befestigt, welches aus Edelstahl oder dergleichen besteht, mittels Laserschweißen. Das optische Halbleiterelement 40 ist auf einem Montagesubstrat 72 angebracht, welches auf einer oberen Oberfläche der Basis 73 angeordnet ist.
Eine Linsenanordnung 80 in Form eines annähernd rechteckigen Rahmens ist auf dem Substrat 79 vorgesehen, so daß die Linse 50 eng dem optischen Halbleiterelement 40 gegenüberliegt, wobei dazwischen eine vorbestimmte Entfernung eingestellt ist. Die Linsenanordnung 80 weist ein erstes Horizontalelement mit einem verbundenen Plattenpaar 81 auf, ein erstes Vertikalelement mit einem verbundenen Plattenpaar 82, ein zweites Horizontalelement mit einem verbundenen Plattenpaar 83, ein zweites Vertikalelement mit einem verbundenen Plattenpaar 84, sowie einen Linsenhalter 85, der ein Durchgangsloch aufweist, in welchem die Linse 50 im Preßsitz sitzt. Jedes der Elemente mit verbundenen Plattenpaaren 81 bis 84 weist einen Aufbau auf, der im einzelnen in Fig. 24 gezeigt ist.
Fig. 24 zeigt als ein Beispiel das erste Horizontalelement mit dem vereinigten Plattenpaar 81. Kurze Platten 81a und 81b sind Elementplatten mit identischer Form und Abmessung. Beispielsweise bestehen die kurzen Platten 81a und 81b aus Edelstahl oder dergleichen und weisen eine geringe Dicke und eine längliche Form auf, um das Laserschweißen zu erleichtern.
Das Paar aus den kurzen Platten 81a und 81b ist so überlappt, daß jeweils ein Ende in Berührung mit einem anderen Ende steht. Ein Abstandsstück 91 mit einer Dicke in der Größenordnung von beispielsweise 80 µm ist in Sandwich- Anordnung zwischen den kurzen Platten 81a und 81b am anderen Ende gehaltert. In diesem Zustand wird eine Kontaktoberfläche P mittels Laserschweißung befestigt, um ein verbundenes Ende herzustellen. Daraufhin wird das Abstandsstück 91 entfernt, und ein Spalt in der Größenordnung von 80 µm wird als ein offenes Ende 90 gebildet, an dem Ende entgegengesetzt dem verbundenen Ende. Wenn eine Laserschweißung auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Elements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 an Laserbestrahlungsteilen (oder Punkten) Q erfolgt, so schrumpfen die mit dem Laser bestrahlten Teile Q, so daß sich die Endabschnitte des offenen Endes 90 gegeneinander schließen. Nähert sich der Laserbestrahlungsteil Q dem offenen Ende 90, so wird der Spalt des offenen Endes 90 kleiner. Falls der Anfangsspalt in der Größenordnung von 80 µm liegt, so ist der Einstellbereich des Spaltes am offenen Ende 90 zwischen 10 µm und 70 µm.
Die ersten drei Elemente mit verbundenen Plattenpaaren, nämlich das erste Horizontalelement mit verbundenem Plattenpaar 81, das erste Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 82, und das zweite Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 83 weisen annähernd dieselbe Länge auf. Das zweite Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 84 weist eine Länge auf, die etwa die Hälfte jener des ersten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 82 entspricht. Diese vier Elemente mit verbundenen Plattenpaaren mit dem voranstehend geschilderten Aufbau sind so zusammengebaut, wie dies in Fig. 23A dargestellt ist.
In Fig. 23A ist das erste Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 81 an dem Substrat 79 dadurch befestigt, daß die äußere Seitenoberfläche einer kurzen Platte 81a des ersten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 zur Berührung mit dem Substrat 79 veranlaßt wird und der Berührungsabschnitt mit einem Laser verschweißt wird. Das erste Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 82 ist vertikal mit dem ersten Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 81 so verbunden, daß es vertikal zum Substrat 79 verläuft, durch Laserverschweißung des verbundenen Endes des ersten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 82 mit der Seitenoberfläche der kurzen Platte 81b des ersten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 auf de Seite des offenen Endes 90. Das zweite Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 83 ist vertikal an dem ersten Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 82 so befestigt, daß es dem ersten Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 81 gegenüberliegt und parallel zum Substrat 79 verläuft, durch Laserverschweißung des verbundenen Endes des zweiten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 83 mit der Seitenoberfläche einer kurzen Platte b des ersten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 82 auf der Seite des offenen Endes 90. Das zweite Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 84 ist vertikal nach unten gegenüber dem zweiten Horizontalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 83 befestigt, so daß es parallel zum ersten Vertikalelement mit dem verbundenen Plattenpaar 82 verläuft, mittels Laserverschweißung des verbundenen Endes des zweiten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 84 mit der Seitenoberfläche einer kurzen Platte 83b des zweiten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 83 auf der Seite des offenen Endes 90.
Der Linsenhalter 85 besteht aus Edelstahl und weist in der Aufsicht die Form eines L auf. Der Linsenhalter 85 ist mit einem Durchgangsloch versehen, welches an einem Ort angeordnet ist, der dem optischen Halbleiterelement 40 gegenüberliegt, wenn die Linsenanordnung 80 angebracht ist. Die Linse 50 sitzt im Preßsitz innerhalb des Durchgangsloches. Der Linsenhalter 85 ist an der Seitenoberfläche einer kurzen Platte 84b des zweiten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 84 auf der Seite des offenen Endes 90 verbunden, mittels Laserverschweißung, so daß die optische Achse Z der Linse 50 horizontal innerhalb des Rahmens hindurchgeht, der durch die vier Elemente mit den verbundenen Plattenpaaren 81 bis 84 gebildet wird. Die Laseranordnung 80 mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau wird durch einen Laser auf das Substrat 79 geschweißt, so daß die Linse 50 dem optischen Halbleiterelement 40 gegenüberliegt, welches auf der Basis 73 vorgesehen ist.
Falls das optische Halbleiterelement 40 ein Halbleiterlaser ist, so wird die gesamte Umfangskante der unteren kurzen Platte 81a des ersten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 an dem Substrat 79 mittels Laserverschweißung in einer Position befestigt, in welcher die optische Leistung einen Maximalwert annimmt, durch Bewegung der Linsenanordnung 80 nach oben, unten, rechts und links, während die von der Linse 50 übertragene optische Leistung in einem Meßgerät für die optische Leistung gemessen wird, in einer Fernsehkamera oder dergleichen.
Falls das optische Halbleiterelement 40 ein Lichtempfangselement ist, so wird die Linsenanordnung 80 so bewegt, daß der Fotostrom des Lichtes, welches durch die Sammellinse 50 gesammelt und auf die Lichtempfangsoberfläche aufgestrahlt wird, einen Maximalwert annimmt, und die kurze Platte 81a des ersten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 wird mittels Laserschweißen auf dem Substrat 79 befestigt.
Nachdem die Linsenanordnung 80 mit einem Laser auf das Substrat 79 aufgeschweißt wurde, wird die Linse 50 geringfügig aus der eingestellten Position verschoben, infolge einer thermischen Störung am geschmolzenen Abschnitt. Aus diesem Grund kann die Verschiebungsrichtung der optischen Achse dadurch überprüft werden, daß von Hand die offenen Enden 90 der Elemente mit den verbundenen Plattenpaaren 81 bis 84 geschlossen werden, während die optische Leistung oder der Fotostrom überwacht werden, und die Relativpositionen der Linse und des optischen Halbleiterelements 40 erfahren daraufhin eine Feineinstellung nach oben, unten, rechts und links mittels Laserverschweißung der gegenüberliegenden Oberflächen der kurzen Platten der ausgewählten Elemente mit den verbundenen Plattenpaaren.
Wenn beispielsweise die gegenüberliegenden Oberflächen der kurzen Platten 81a und 81b des ersten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 81 an dem Laserbestrahlungsteil Q mit einem Laser geschweißt werden, so bewegt sich die Linse 50 geringfügig nach unten in Richtung eines Pfeils Y2. Wenn die gegenüberliegenden Oberflächen der kurzen Platten 82a und 82b des ersten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 82 mit einem Laser an dem Laserbestrahlungsteil Q verschweißt werden, so bewegt sich die Linse 50 geringfügig in Horizontalrichtung in Richtung eines Pfeils X2.
Wenn die gegenüberliegenden Oberflächen der kurzen Platten 83a und 83b des zweiten Horizontalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 83 an dem Laserbestrahlungsteil Q mit einem Laser geschweißt werden, so bewegt sich die Linse 50 geringfügig in Richtung eines Pfeils Y1. Wenn die gegenüberliegenden Oberflächen der kurzen Platten 84a und 84b des zweiten Vertikalelements mit dem verbundenen Plattenpaar 84 mit einem Laser an dem Laserbestrahlungsteil Q veschweißt werden, so bewegt sich die Linse 50 geringfügig horizontal in Richtung eines Pfeils X1. Mit anderen Worten ist es möglich, die Linse 50 geringfügig nach oben, unten, rechts und links zu bewegen (in Richtung senkrecht zur optischen Achse Z).
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer optischen Halbleitergehäuseanordnung als eine achte Ausführungsform einer optischen Halbleitervorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wird, im Zusammenhang mit Fig. 25. In Fig. 25 wird der Laserdiodenchip 40 als das optische Halbleiterelement verwendet und ist auf dem Chipträger angebracht. Der Chipträger 60 ist durch Löten an einem Halter 52d befestigt, der beispielsweise aus SUS besteht. Ein Linsenhalter 54d ist mit einem Einpaßloch 54dA in einem Zentrumsabschnitt versehen, und auf einem Außenumfangsabschnitt sind Gewindegänge vorgesehen. Die Linse 50 sitzt im Preßsitz innerhalb des Einpaßloches 54dA. Der Linsenhalter 54d kämmt mit einem Stützteil 100, und diese Anordnung ermöglicht eine Einstellung der Linse 50 in Richtung der Z-Achse. Der Linsenhalter 54d und das Stützteil 100 bestehen aus SUS. Nachdem die Relativpositionen der Laserdiodenchips 40 und der Linse 50 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse eingestellt wurden, wird das Stützteil 100 durch ein Werkzeug gehaltert und auf dem Halter 52d mittels Laserschweißung unter Verwendung eines YAG-Lasers befestigt. Daher wird eine optische Halbleiteranordnung 110 erhalten, bei welcher der Laserdiodenchip 40 und die Linse 50 einstückig befestigt sind.
Wenn die optische Halbleiteranordnung 100 in Form eines Gehäuses gebildet wird, so wird mittels Löten ein metallisiertes Keramiksubstrat 104 eines Peltier-Elements 102 an dem Träger 52d befestigt. Das Peltier-Element 102 wird mittels Löten auf einer Glasklemmenbasis 108 befestigt, die aus Kovar oder dergleichen besteht, nach der Metallisierung eines Keramiksubstrats 106. Klemmen 109 sind dazu vorgesehen, dem Laserdiodenchip 40 und dem Peltierelement 102 einen Treiberstrom zuzuführen. Daraufhin wird eine Kappe 116 auf die Glasklemmnbasis 108 durch Widerstandsverschweißung in einem Zustand aufgeschweißt, in welchem innen dichtend ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoffgas eingebracht ist, um so den Laserdiodenchip 40 gegen Feuchtigkeit zu schützen, und auf diese Weise wird das optische Halbleitergehäuse erhalten. Die Kappe 116 besteht beispielsweise aus Kovar. Das optische Halbleitergehäuse wird dann wärmebehandelt. Wie im Falle der konventionellen Anordnung, ist ein Glasfenster 114 für einen austretenden Strahl in einem zentralen Abschnitt der Kappe 116 vorgesehen. Wie aus Fig. 26 hervorgeht, sind vier Glasfenster 118 für eine Laserbestrahlung an Positionen vorgesehen, welche das Glasfenster 114 umgeben. Beispielsweise werden diese Glasfenster 114 und 118 auf der Kappe 116 durch Hartlöten angebracht, nachdem auf beiden Seiten eines Saphirglases eine nichtreflektierende Beschichtung aufgebracht wurde. Die Glasfenster 114 und 118 sind ausreichend transparent in bezug auf das Licht, welches von dem Laserdiodenchip 40 und dem YAG-Laser ausgesandt wird.
Bei dem optischen Halbleitergehäuse, welches auf die voranstehend beschriebene Art und Weise zusammengebaut wurde, ist der Austrittswinkel nach Zusammenbau des Gehäuses größer als der Austrittswinkel, wenn der Laserdiodenchip 40 und die Linse 50 zeitweilig befestigt werden, infolge der Überkreuzung von Teilen, der thermischen Spannungen während der Wärmebehandlung und dergleichen. Der Offsetbetrag gegenüber dem gewünschten Lichtaustrittswinkel ist groß. Daher wird der YAG-Laser auf Laserbestrahlungsteile 120 über die vier Glasfenster 118 aufgestrahlt, die in der Kappe 116 vorgesehen sind, wie durch LB in Fig. 25 angegeben ist, und das Stützteil 100 wird auf dem Träger 52d geringfügig bewegt, um so das aus dem Gehäuse austretende Licht auf den gewünschten Winkel einzustellen. Die Laserleistung zum Zeitpunkt der Positionseinstellung muß im allgemeinen größer sein als während der zeitweiligen Befestigung, da das Stützteil 100 durch Schmelzen der Laserbestrahlungsteile 120 bewegt werden muß.
In Fig. 25 ist die optische Halbleiteranordnung, die in Form des Gehäuses gebildet wird, nicht auf die optische Halbleiteranordnung 110 beschränkt. Es ist beispielsweise selbstverständlich möglich, die optische Halbleiteranordnung bei jeder der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen in Form des Gehäuses auszubilden. In diesem Fall ist es allerdings erforderlich, die Fenster vorzusehen, durch welche die Laserbestrahlung an Positionen der Kappe 116 erfolgt, an welchen die Laserbestrahlung auf die Laserbestrahlungsteile möglich ist. Daher sollten die Fenster, durch welche die Laserbestrahlung erfolgt, auf der Kappe 116 vorgesehen sein, abhängig von den Positionen der Laserbestrahlungsteile, die auf der optischen Halbleiteranordnung vorgesehen sind.
Fig. 27 zeigt eine erste Abänderung der Kappe. Bei einer in Fig. 27 dargestellten Kappe 116a ist ein Glasfenster 114a für den austretenden Strahl auch als Glasfenster für die Laserbestrahlung vorgesehen.
Fig. 28 zeigt eine zweite Abänderung der Kappe. Bei einer in Fig. 28 gezeigten Kappe 116b ist ein Glasfenster 118b für die Laserbestrahlung auf einer Seitenoberfläche der Kappe 116b vorgesehen.
Die Anzahl und Form der Fenster, die zur Laserbestrahlung vorgesehen sind, sind selbstverständlich nicht auf die Ausführungsformen und Abänderungen beschränkt.
Wie voranstehend geschildert, sind die optische Halbleitervorrichtung und das Zusammenbauverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung der praktischen Gesichtspunkte äußerst nützlich, da die Reltivpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in frei wählbaren Richtungen fein eingestellt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Zusammenbauen einer optischen Halbleitervorrichtung mit folgenden Schritten:

einem ersten Schritt der Befestigung eines Trägers, welcher ein optisches Halbleiterelement haltert, in bezug auf einen Linsenhalter, welcher eine Linse zum Modifizieren der Form des Lichtstrahls haltert, der von dem optischen Halbleiterelement ausgesandt wird, auf solche Weise, daß zumindest eine Grobausrichtung des Halbleiterelements und der Linse erzielt wird, wobei zumindest entweder der Träger oder der Linsenhalter mit zumindest einem Teil versehen ist, welches so ausgebildet ist, daß es mittels Laserbestrahlung des zumindest einen Teils die wirksame Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in frei wählbaren Richtungen gestattet; und

einem zweiten Schritt der Durchführung einer Laserbestrahlung auf das zumindest eine Teil, um so eine Feineinstellung des optischen Halbleiterelements und der Linse durchzuführen.

2. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem der erste Schritt zunächst die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse umfaßt, und daraufhin der Linsenhalter auf dem Träger durch Laserverschweißung befestigt wird, und der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in der Richtung der optischen Achse durch die Laserbestrahlung auf das Teil umfaßt, welches mit einem Laser bestrahlt werden soll.

3. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem der erste Schritt zunächst aus einer Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in der Richtung ihrer optischen Achse besteht, und daraufhin der Linsenhalter auf dem Träger mittels Laserverschweißung befestigt wird, und der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements der Linse in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse durch Laserbestrahlung des Teils, welcher mit einem Laser bestrahlt werden soll, umfassen.

4. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem der Linsenhalter die Linse durch einen angehobenen Abschnitt haltert, der durch ein Paar von Schlitzen in dem Halter gebildet wird, und das von dem Laser zu bestrahlende Teil an einem Basisabschnitt dieser Schlitze vorgesehen ist, wobei der erste Schritt zunächst die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in einer Richtung senkrecht zu deren optischen Achse umfaßt, und dann der Linsenhalter auf dem Träger mittels Laserschweißung befestigt wird, und der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in der Richtung der optischen Achse mittels Laserbestrahlung auf das Teil, welches mit einem Laser bestrahlt werden soll, umfaßt.

5. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem das Teil, welches mit einem Laser bestrahlt werden soll, eine in dem Linsenhalter vorgesehene Nut ist, und wobei der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in der Richtung ihrer optischen Achse durch die Laserbestrahlung der Nut umfaßt.

6. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem ein Loch zumindest entweder in dem Träger oder dem Linsenhalter vorgesehen ist, wobei das Loch eine solche Form aufweist, daß eine Ecke vorgesehen ist, und das Teil, welches vom Laser bestrahlt werden soll, in einem frei wählbaren Eckenabschnitt des Loches vorgesehen ist, und der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse mittels Laserbestrahlung des Teils, welches mit dem Laser bestrahlt werden soll, umfaßt.

7. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem der Linsenhalter mehrere Plattenpaare aufweist, die verbunden sind, wobei die zwei Platten jedes Plattenpaares in ihrem Basisabschnitt verbunden sind, so daß sie annähernd V-förmig sind, und die Linse an einer Platte eines frei wählbaren Plattenpaares befestigt ist, das mit dem Laser zu bestrahlende Teil an dem Basisabschnitt jedes Plattenpaares vorgesehen ist, und der zweite Schritt die Einstellung der Relativpositionen des optischen Halbleiterelements und der Linse in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse durch Laserbestrahlung des Teils umfaßt, welches mit dem Laser bestrahlt werden soll.

8. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der erste Schritt einen Unterschritt umfaßt, bei welchem der Träger und der Linsenhalter in einer Gehäuseanordnung aufgenommen werden, welche den Träger und den Linsenhalter abdichtet.

9. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, bei welchem die Gehäuseanordnung ein Fenster zur Laserbestrahlung aufweist, welches in einem Abschnitt entsprechend dem Teil angeordnet ist, der mit dem Laser bestrahlt werden soll, und der zweite Schritt darin besteht, die Laserbestrahlung des mit dem Laser zu bestrahlenden Teils durch das Fenster für die Laserbestrahlung durchzuführen.

10. Zusammenbauverfahren für eine optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, bei welchem die Gehäuseanordnung ein Fenster für den austretenden Lichtstrahl aufweist, der von dem optischen Halbleiterelement ausgesandt wird, und der zweite Schritt daraus besteht, die Laserbestrahlung des mit dem Laser zu bestrahlenden Teils durch das Fenster für den austretenden Lichtstrahl vorzunehmen.

11. Optische Halbleitervorrichtung mit:

einem Träger (72, 73, 79), welcher ein optisches Halbleiterelement (40) haltert, einem Linsenhalter (80) welcher eine Linse (50) zum Umwandeln der Strahlform des von dem optischen Halbleiterelement (40) ausgesandten Lichts haltert, und welcher in einer festen Beziehung zu dem Träger (72, 73, 79) steht, und mit zumindest einem Einstellteil (Q), welches zumindest entweder auf dem Träger (72, 73, 79) oder dem Linsenhalter (80) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Einstellteil (Q) dazu geeignet ist, die Einstellung der Relativposition des Halbleiterelements (40) bezüglich des Linsenhalters (80) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (80) mehrere Plattenpaare (82, 83, 84) aufweist, die in Reihe verbunden sind, wobei jedes Plattenpaar (82, 83, 84) zwei längliche Platten aufweist, die miteinander an ihren jeweiligen Endabschnitten verbunden sind, um eine annähernde V-Form bereitzustellen, wobei ein jeweiliges Plattenpaar an seiner Spitze mit dem freien Endabschnitt einer der beiden Platten des vorherigen Plattenpaars verbunden ist, und die Platte des ersten Plattenpaares, die nicht mit dem zweiten Plattenpaar verbunden ist, in der festen Beziehung zu dem Träger steht, und die Linse (50) an einer Platte des letzten Plattenpaars (82, 83, 84) befestigt ist, wobei das Einstellteil (Q) auf jedem V-förmigen Plattenpaar (82, 83, 84) nahe dessen Spitze vorgesehen ist, und die Relativpositionen des optischen Halbleiterelements (40) und der Linse (50) in einer Richtung senkrecht zu ihrer optischen Achse durch Laserbestrahlung des Einstellteils (Q) einstellbar sind.

12. Optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Gehäuseanordnung zum Abdichten des Trägers (72, 73, 79) und des Linsenhaltes (80) vorgesehen ist, und daß die Gehäuseanordnung ein Fenster (118) zur Laserbestrahlung aufweist, wobei das Fenster in einem Abschnitt entsprechend dem Einstellteil (Q) vorgesehen ist.

13. Optische Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (118) für die Laserbestrahlung gemeinsam als Fenster für den austretenden Lichtstrahl verwendet wird, der von dem optischen Halbleiterelement (40) ausgesandt wird.