JP2000349384A - サブマウント及び半導体レーザ装置 - Google Patents
サブマウント及び半導体レーザ装置Info
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- JP2000349384A JP2000349384A JP11159140A JP15914099A JP2000349384A JP 2000349384 A JP2000349384 A JP 2000349384A JP 11159140 A JP11159140 A JP 11159140A JP 15914099 A JP15914099 A JP 15914099A JP 2000349384 A JP2000349384 A JP 2000349384A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体レーザ素子のアライメント調整を容易に
できると共に装置の小型化を図る。 【解決手段】サブマウント４を形成するとき、上下両面
が研磨されたシリコン基板４１の（１００）面にＳｉＯ
2膜を成長させて上面に一定幅の溝を有する酸化膜のパ
ターンをつくる。酸化膜のパターンをマスクにして液相
エッチングによりシリコン基板の（１００）面の露出部
をエッチングして、シリコン基板４１の（１００）面に
対して角度が５４．７４度傾いた傾斜面を有し、半導体
レーザ素子５の幅と一致する逆台形状の溝４２を形成す
る。サブマウント４の溝４２に半導体レーザ素子５を取
り付け、半導体レーザ素子５のレーザ出射方向をサブマ
ウント４の溝４２と精度良く一致させる。
できると共に装置の小型化を図る。 【解決手段】サブマウント４を形成するとき、上下両面
が研磨されたシリコン基板４１の（１００）面にＳｉＯ
2膜を成長させて上面に一定幅の溝を有する酸化膜のパ
ターンをつくる。酸化膜のパターンをマスクにして液相
エッチングによりシリコン基板の（１００）面の露出部
をエッチングして、シリコン基板４１の（１００）面に
対して角度が５４．７４度傾いた傾斜面を有し、半導体
レーザ素子５の幅と一致する逆台形状の溝４２を形成す
る。サブマウント４の溝４２に半導体レーザ素子５を取
り付け、半導体レーザ素子５のレーザ出射方向をサブマ
ウント４の溝４２と精度良く一致させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザユニ
ットや光ピックアップなどの光集積モジュールにおける
半導体レーザ素子を実装するサブマウント及び半導体レ
ーザ装置に関するものである。
ットや光ピックアップなどの光集積モジュールにおける
半導体レーザ素子を実装するサブマウント及び半導体レ
ーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のコンピュータ技術の進歩とデータ
量の急激な増加に伴い、補助記憶装置の高速化と大容量
化が要求されている。このため音楽用ＣＤやその他ＣＤ
−ＲＯＭ，ＭＤ等の各種光ディスクの需要が増加してい
る。これら光ディスクに対する要望として光源の短波長
化による大容量化と低コスト化及び小型化がある。これ
らの要望に対応するため、ビーム生成と光分岐と誤差信
号生成等の機能を持つホログラム素子（ＨＯＥ）と光源
の半導体レーザ素子とレーザのパワーをモニターするモ
ニター用ホトダイオード及び光ディスクから反射してき
た各種信号を受光するための信号検出用ホトダイオード
を一体化したホログラムピックアップが使用されてい
る。ホログラムピックアップは半導体レーザ素子から出
射した光をホログラム素子の裏面に形成された回折格子
によりメインビームと二つの副ビームに分け、回折格子
を通過したメインビームと二つの副ビームはホログラム
素子を０次光として通過し、コリメートレンズにより平
行光に変換された後、対物レンズにより光ディスクに集
光される。光ディスクで強度変調を受けた反射光は対物
レンズとコリメートレンズを通過した後、ホログラム素
子により回折されて一次回折光として信号検出用ホトダ
イオードに集められる。
量の急激な増加に伴い、補助記憶装置の高速化と大容量
化が要求されている。このため音楽用ＣＤやその他ＣＤ
−ＲＯＭ，ＭＤ等の各種光ディスクの需要が増加してい
る。これら光ディスクに対する要望として光源の短波長
化による大容量化と低コスト化及び小型化がある。これ
らの要望に対応するため、ビーム生成と光分岐と誤差信
号生成等の機能を持つホログラム素子（ＨＯＥ）と光源
の半導体レーザ素子とレーザのパワーをモニターするモ
ニター用ホトダイオード及び光ディスクから反射してき
た各種信号を受光するための信号検出用ホトダイオード
を一体化したホログラムピックアップが使用されてい
る。ホログラムピックアップは半導体レーザ素子から出
射した光をホログラム素子の裏面に形成された回折格子
によりメインビームと二つの副ビームに分け、回折格子
を通過したメインビームと二つの副ビームはホログラム
素子を０次光として通過し、コリメートレンズにより平
行光に変換された後、対物レンズにより光ディスクに集
光される。光ディスクで強度変調を受けた反射光は対物
レンズとコリメートレンズを通過した後、ホログラム素
子により回折されて一次回折光として信号検出用ホトダ
イオードに集められる。
【０００３】このホログラムピックアップの構成は、図
７に示すように、円形金属部材からなるステム１と、ス
テム１にガラスで絶縁して設けたピン２と、無酸素銅で
形成されステム１のほぼ中央に接合されたヒートシンク
３と、ヒートシンク３に接合されたサブマウント４を有
する。サブマウント４には半導体レーザ素子プ５が接合
されている。この半導体レーザ素子５の発光点は円形の
ステム１の中心にできるようにアライメントされてい
る。半導体レーザ素子５の下には半導体レーザパワーの
モニター用ホトダイオード６が配置されている。このモ
ニター用ダイオード６は光ディスクからの反射光が再び
半導体レーザ素子５に戻ってレーザ動作を不安定にさせ
ないために傾けて配置される。ヒートシンク３の上面に
は光ディスクからの情報を含んだ反射光を検出するため
の信号検出用ホトダイオード７が配置されている。この
信号検出用ホトダイオード７も極めて高い精度で所定の
位置に配置されてる。各デバイスはピン２とボンディン
グワイヤで電気的に接続されている。なお、図７におい
ては内部の構造を判り易くするためにホログラム光学素
子とキャップは省略してある。
７に示すように、円形金属部材からなるステム１と、ス
テム１にガラスで絶縁して設けたピン２と、無酸素銅で
形成されステム１のほぼ中央に接合されたヒートシンク
３と、ヒートシンク３に接合されたサブマウント４を有
する。サブマウント４には半導体レーザ素子プ５が接合
されている。この半導体レーザ素子５の発光点は円形の
ステム１の中心にできるようにアライメントされてい
る。半導体レーザ素子５の下には半導体レーザパワーの
モニター用ホトダイオード６が配置されている。このモ
ニター用ダイオード６は光ディスクからの反射光が再び
半導体レーザ素子５に戻ってレーザ動作を不安定にさせ
ないために傾けて配置される。ヒートシンク３の上面に
は光ディスクからの情報を含んだ反射光を検出するため
の信号検出用ホトダイオード７が配置されている。この
信号検出用ホトダイオード７も極めて高い精度で所定の
位置に配置されてる。各デバイスはピン２とボンディン
グワイヤで電気的に接続されている。なお、図７におい
ては内部の構造を判り易くするためにホログラム光学素
子とキャップは省略してある。
【０００４】このホログラムピックアップは部品点数の
低減や、半導体レーザ素子等を気密封止することによる
対環境性の向上と小型軽量化が図れ、面倒な光軸等の調
整が簡単であり低コスト化が可能になる等の利点があ
る。
低減や、半導体レーザ素子等を気密封止することによる
対環境性の向上と小型軽量化が図れ、面倒な光軸等の調
整が簡単であり低コスト化が可能になる等の利点があ
る。
【０００５】しかしながらホログラムピックアップを作
製するときは極めて高精度な実装技術が要求される。具
体的にはステム１の中央に半導体レーザ素子５の中心を
配置する必要があること、信号検出用ホトダイオード７
の中心と半導体レーザ素子５の発光点とのＸ方向とＹ方
向のバラツキは±５μｍ程度であり、半導体レーザ素子
５自身の回転傾き角は±０．５度、出射角度は約±３度
の精度が要求される。したがってホログラムピックアッ
プを作製するときに画像認識機能の付いた実装装置を使
用する必要があり、低コスト化を困難にしていた。ま
た、半導体レーザ素子５は幅が３００μｍ、長さが６０
０μｍ、厚さが１００μｍ程度と小さいためアライメン
ト調整を困難にしていた。
製するときは極めて高精度な実装技術が要求される。具
体的にはステム１の中央に半導体レーザ素子５の中心を
配置する必要があること、信号検出用ホトダイオード７
の中心と半導体レーザ素子５の発光点とのＸ方向とＹ方
向のバラツキは±５μｍ程度であり、半導体レーザ素子
５自身の回転傾き角は±０．５度、出射角度は約±３度
の精度が要求される。したがってホログラムピックアッ
プを作製するときに画像認識機能の付いた実装装置を使
用する必要があり、低コスト化を困難にしていた。ま
た、半導体レーザ素子５は幅が３００μｍ、長さが６０
０μｍ、厚さが１００μｍ程度と小さいためアライメン
ト調整を困難にしていた。
【０００６】この半導体レーザ素子５と信号検出用ホト
ダイオード７のアライメントプロセスの一例を図７を参
照して説明する。まず、サブマウント５に半導体レーザ
素子５を接合する。このときサブマウント４に平行に半
導体レーザ素子５を配置し、その出射端面はサブマウン
ト４から１０μｍ程度突き出して配置する。この半導体
レーザ素子５を取り付けたサブマウント４をステム１の
中心に半導体レーザ素子５の発光点ができるようにヒー
トシンク３の側面に接合する。このとき半導体レーザ素
子５の出射角がステム１に垂直になるように配置する。
次に、ヒートシンク３の上面に加熱併用型ＵＶ接着剤を
塗布して、信号検出用ホトダイオード７をピックアップ
して半導体レーザ素子５の発光点を見ながら所定の位置
に配置する。一般に半導体レーザ素子５と信号検出用ホ
トダイオード７の距離は数１００μｍ離れているため、
このような作業には比較的遠い２点を同一画像で認識す
る２視野顕微鏡が使われている。
ダイオード７のアライメントプロセスの一例を図７を参
照して説明する。まず、サブマウント５に半導体レーザ
素子５を接合する。このときサブマウント４に平行に半
導体レーザ素子５を配置し、その出射端面はサブマウン
ト４から１０μｍ程度突き出して配置する。この半導体
レーザ素子５を取り付けたサブマウント４をステム１の
中心に半導体レーザ素子５の発光点ができるようにヒー
トシンク３の側面に接合する。このとき半導体レーザ素
子５の出射角がステム１に垂直になるように配置する。
次に、ヒートシンク３の上面に加熱併用型ＵＶ接着剤を
塗布して、信号検出用ホトダイオード７をピックアップ
して半導体レーザ素子５の発光点を見ながら所定の位置
に配置する。一般に半導体レーザ素子５と信号検出用ホ
トダイオード７の距離は数１００μｍ離れているため、
このような作業には比較的遠い２点を同一画像で認識す
る２視野顕微鏡が使われている。
【０００７】このように従来のホログラムピックアップ
の作製では複雑な工程と高価なアライメント装置を必要
とし、コスト低減を困難にしていた。これに対して特開
平６−１８８５２２号公報に示された半導体レーザ装置
は、図８に示すように、シリコンで形成され内部に半導
体レーザパワーのモニター用ホトダイオードとして機能
するＰＮ接合面２１を設けたヒートシンク３を有する。
このヒートシンク３の上面に段差を設け、平行な上段面
２２と下段面２３の境界部を傾斜面２４で形成してい
る。そして、半導体レーザ素子５のモニター光出射端面
２５の下辺を傾斜面２４の下端部に突き当てて半導体レ
ーザ素子５とヒートシンク３の角度アライメント調整を
して半導体レーザ素子５をヒートシンク３の下段面２３
の電極２６に接合している。
の作製では複雑な工程と高価なアライメント装置を必要
とし、コスト低減を困難にしていた。これに対して特開
平６−１８８５２２号公報に示された半導体レーザ装置
は、図８に示すように、シリコンで形成され内部に半導
体レーザパワーのモニター用ホトダイオードとして機能
するＰＮ接合面２１を設けたヒートシンク３を有する。
このヒートシンク３の上面に段差を設け、平行な上段面
２２と下段面２３の境界部を傾斜面２４で形成してい
る。そして、半導体レーザ素子５のモニター光出射端面
２５の下辺を傾斜面２４の下端部に突き当てて半導体レ
ーザ素子５とヒートシンク３の角度アライメント調整を
して半導体レーザ素子５をヒートシンク３の下段面２３
の電極２６に接合している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平６
−１８８５２２号公報に示された半導体レーザ装置はヒ
ートシンクと半導体レーザ素子のアライメントは考慮さ
れているが、半導体レーザ素子をヒートシンクに取り付
けるときに半導体レーザ素子自体に触れてアライメント
する必要があり、場合によっては半導体レーザ素子を破
損するおそれがある。また、ヒートシンクをステムに実
装する際のアライメント調整は考慮されていなく、半導
体レーザ素子を取り付けたヒートシンクをステムに取り
付けるときのアライメント調整は依然として困難であ
る。
−１８８５２２号公報に示された半導体レーザ装置はヒ
ートシンクと半導体レーザ素子のアライメントは考慮さ
れているが、半導体レーザ素子をヒートシンクに取り付
けるときに半導体レーザ素子自体に触れてアライメント
する必要があり、場合によっては半導体レーザ素子を破
損するおそれがある。また、ヒートシンクをステムに実
装する際のアライメント調整は考慮されていなく、半導
体レーザ素子を取り付けたヒートシンクをステムに取り
付けるときのアライメント調整は依然として困難であ
る。
【０００９】この発明はかかる短所を改善し、半導体レ
ーザ素子のアライメント調整を容易にできると共に装置
の小型化することができるサブマウントと半導体レーザ
装置を提供することを目的とするものである。
ーザ素子のアライメント調整を容易にできると共に装置
の小型化することができるサブマウントと半導体レーザ
装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るサブマウ
ントは、直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける
面に半導体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内
にして半導体レーザ素子を取り付けることを特徴とす
る。
ントは、直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける
面に半導体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内
にして半導体レーザ素子を取り付けることを特徴とす
る。
【００１１】上記基板をシリコンで形成し、半導体レー
ザ素子を案内して取り付ける溝をシリコンの（１００）
面をエッチングにより形成すると良い。
ザ素子を案内して取り付ける溝をシリコンの（１００）
面をエッチングにより形成すると良い。
【００１２】この発明に係る半導体レーザ装置は、金属
部材からなるステム上に接合されたヒートシンクと、半
導体レーザ素子が接合されてヒートシンクに接合される
サブマウントを有する半導体レーザ装置において、直方
体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導体レ
ーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半導体
レーザ素子を取り付けたサブマウントのレーザ光の出射
側端部をヒートシンクの上面の先端部に位置決めして接
合したことを特徴とする。
部材からなるステム上に接合されたヒートシンクと、半
導体レーザ素子が接合されてヒートシンクに接合される
サブマウントを有する半導体レーザ装置において、直方
体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導体レ
ーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半導体
レーザ素子を取り付けたサブマウントのレーザ光の出射
側端部をヒートシンクの上面の先端部に位置決めして接
合したことを特徴とする。
【００１３】また、この発明に係る他の半導体レーザ装
置は、金属部材からなるステム上に接合されたヒートシ
ンクと、半導体レーザ素子が接合されてヒートシンクに
接合されるサブマウントを有する半導体レーザ装置にお
いて、直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面
に半導体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内に
して半導体レーザ素子を取り付けたサブマウントのレー
ザ光の発光点とレーザ光の出射方向をステムに接合した
ヒートシンクとステムにより位置決めしてサブマウント
をヒートシンクに接合したことを特徴とする。
置は、金属部材からなるステム上に接合されたヒートシ
ンクと、半導体レーザ素子が接合されてヒートシンクに
接合されるサブマウントを有する半導体レーザ装置にお
いて、直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面
に半導体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内に
して半導体レーザ素子を取り付けたサブマウントのレー
ザ光の発光点とレーザ光の出射方向をステムに接合した
ヒートシンクとステムにより位置決めしてサブマウント
をヒートシンクに接合したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明のサブマウントはシリコ
ンの単結晶からなる直方体のシリコン基板の上面に溝を
有する。サブマウントの溝には半導体レーザ素子を取り
付ける。このサブマウントを形成するときは、上下両面
が研磨されたシリコン基板の（１００）面にＳｉＯ2膜
を成長させて上面に一定幅の溝を有する酸化膜のパター
ンをつくる。この酸化膜のパターンをマスクにして液相
エッチングによりシリコン基板の（１００）面の露出部
をエッチングして、シリコン基板の（１００）面に対し
て角度が５４．７４度傾いた傾斜面をもつ逆台形状の溝
を形成する。この溝はシリコンの結晶性から酸化膜のパ
ターンの幅により定まりで正確な寸法精度が得られる。
そこで逆台形状の溝の底面の幅を半導体レーザ素子の幅
と一致するように酸化膜のパターン幅を定める。このサ
ブマウントに半導体レーザ素子を取り付けるとき、半導
体レーザ素子の幅方向を高精度に形成された溝の傾斜面
の下端部に突き当てて配置することにより、半導体レー
ザ素子のレーザ出射方向をサブマウントの溝と極めて精
度良く一致させる。
ンの単結晶からなる直方体のシリコン基板の上面に溝を
有する。サブマウントの溝には半導体レーザ素子を取り
付ける。このサブマウントを形成するときは、上下両面
が研磨されたシリコン基板の（１００）面にＳｉＯ2膜
を成長させて上面に一定幅の溝を有する酸化膜のパター
ンをつくる。この酸化膜のパターンをマスクにして液相
エッチングによりシリコン基板の（１００）面の露出部
をエッチングして、シリコン基板の（１００）面に対し
て角度が５４．７４度傾いた傾斜面をもつ逆台形状の溝
を形成する。この溝はシリコンの結晶性から酸化膜のパ
ターンの幅により定まりで正確な寸法精度が得られる。
そこで逆台形状の溝の底面の幅を半導体レーザ素子の幅
と一致するように酸化膜のパターン幅を定める。このサ
ブマウントに半導体レーザ素子を取り付けるとき、半導
体レーザ素子の幅方向を高精度に形成された溝の傾斜面
の下端部に突き当てて配置することにより、半導体レー
ザ素子のレーザ出射方向をサブマウントの溝と極めて精
度良く一致させる。
【００１５】
【実施例】図１はこの発明の一実施例のサブマウントの
側面図である。図に示すサブマウント４はシリコンの単
結晶からなる直方体のシリコン基板４１の上面に溝４２
を有する。サブマウント４の溝４２には、図２の斜視図
に示すように、半導体レーザ素子５を取り付ける。
側面図である。図に示すサブマウント４はシリコンの単
結晶からなる直方体のシリコン基板４１の上面に溝４２
を有する。サブマウント４の溝４２には、図２の斜視図
に示すように、半導体レーザ素子５を取り付ける。
【００１６】このサブマウント４を形成するときは、図
３の側面断面図に示すように、上下両面が研磨されたシ
リコン基板４１の（１００）面にウェット酸化法を用い
てＳｉＯ2 の熱酸化膜を例えば１μｍ成長させて上面に
幅Ｗの溝を有する酸化膜４３のパターンをつくる。この
ときシリコン基板４１の両面に酸化膜４３，４４が成長
する。次に、成長させた酸化膜４３のパターンをマスク
にして液相エッチングによりシリコン基板４１の（１０
０）面の露出部をエッチングする。このエッチングによ
りシリコン基板４１の（１００）面に対して角度θ＝５
４．７４度傾いた傾斜面をもつ逆台形状の溝４２が形成
される。この溝４２はシリコンの結晶性から酸化膜４３
のパターンの幅Ｗにより定まりで正確な寸法精度が得ら
れる。そして逆台形状の溝４２の底面の幅Ｗｂは溝４２
の深さをｄとすると、Ｗｂ＝Ｗ−２ｄcotθで定められ
る。この幅Ｗｂを半導体レーザ素子５の幅と一致するよ
うに酸化膜４３のパターンの幅Ｗを半導体レーザ素子５
の幅と高さに応じて定める。例えば幅が３００μｍ、長
さが６００μｍ、厚さが１００μｍの半導体レーザ素子
５を装着する場合、溝４２の形状は深さｄ＝１００μ
ｍ、底面の幅Ｗｂ＝３００μｍにすれば良いから、酸化
膜４３のパターンの幅Ｗは４４１μｍ程度になる。この
溝４２の長さは半導体レーザ素子５の長さ以上あれば良
い。また溝４２の深さｄは半導体レーザ素子５と同一で
なくとも良い。溝４２を形成した後、サブマウント４の
裏面を保護して、表面の酸化膜４３を除去する。この酸
化膜４３を除去した表面にＴｉ，Ｐｔ，Ａｕを順次積層
する。その後、溝４２に直交するように両端を切り出し
て所定の直方体にしてサブマウント４を完成する。
３の側面断面図に示すように、上下両面が研磨されたシ
リコン基板４１の（１００）面にウェット酸化法を用い
てＳｉＯ2 の熱酸化膜を例えば１μｍ成長させて上面に
幅Ｗの溝を有する酸化膜４３のパターンをつくる。この
ときシリコン基板４１の両面に酸化膜４３，４４が成長
する。次に、成長させた酸化膜４３のパターンをマスク
にして液相エッチングによりシリコン基板４１の（１０
０）面の露出部をエッチングする。このエッチングによ
りシリコン基板４１の（１００）面に対して角度θ＝５
４．７４度傾いた傾斜面をもつ逆台形状の溝４２が形成
される。この溝４２はシリコンの結晶性から酸化膜４３
のパターンの幅Ｗにより定まりで正確な寸法精度が得ら
れる。そして逆台形状の溝４２の底面の幅Ｗｂは溝４２
の深さをｄとすると、Ｗｂ＝Ｗ−２ｄcotθで定められ
る。この幅Ｗｂを半導体レーザ素子５の幅と一致するよ
うに酸化膜４３のパターンの幅Ｗを半導体レーザ素子５
の幅と高さに応じて定める。例えば幅が３００μｍ、長
さが６００μｍ、厚さが１００μｍの半導体レーザ素子
５を装着する場合、溝４２の形状は深さｄ＝１００μ
ｍ、底面の幅Ｗｂ＝３００μｍにすれば良いから、酸化
膜４３のパターンの幅Ｗは４４１μｍ程度になる。この
溝４２の長さは半導体レーザ素子５の長さ以上あれば良
い。また溝４２の深さｄは半導体レーザ素子５と同一で
なくとも良い。溝４２を形成した後、サブマウント４の
裏面を保護して、表面の酸化膜４３を除去する。この酸
化膜４３を除去した表面にＴｉ，Ｐｔ，Ａｕを順次積層
する。その後、溝４２に直交するように両端を切り出し
て所定の直方体にしてサブマウント４を完成する。
【００１７】このサブマウント４に半導体レーザ素子５
を取り付けるときは、サブマウント４の溝４２の一方の
端部から半導体レーザ素子５の先端を１０μｍから２０
μｍ突き出してＡｕ−Ｓｎ共晶ハンダを用い、窒素中で
３００℃、数１０秒で熱処理・急冷して共晶合金化させ
接合し、図２に示すように、半導体レーザ素子５を溝４
２の底面に固定する。この半導体レーザ素子５を溝４２
の底面に固定するとき、半導体レーザ素子５の幅方向を
高精度に形成された溝４２の傾斜面の下端部に突き当て
て配置することにより、半導体レーザ素子５のレーザ出
射方向をサブマウント４の溝４２と極めて精度良く一致
させることができる。
を取り付けるときは、サブマウント４の溝４２の一方の
端部から半導体レーザ素子５の先端を１０μｍから２０
μｍ突き出してＡｕ−Ｓｎ共晶ハンダを用い、窒素中で
３００℃、数１０秒で熱処理・急冷して共晶合金化させ
接合し、図２に示すように、半導体レーザ素子５を溝４
２の底面に固定する。この半導体レーザ素子５を溝４２
の底面に固定するとき、半導体レーザ素子５の幅方向を
高精度に形成された溝４２の傾斜面の下端部に突き当て
て配置することにより、半導体レーザ素子５のレーザ出
射方向をサブマウント４の溝４２と極めて精度良く一致
させることができる。
【００１８】この半導体レーザ素子５を接合したサブマ
ウント４を、例えば図７に示したホログラムピックアッ
プの半導体レーザ装置に使用する場合について説明す
る。ホログラムピックアップのステム１の上面には、図
４の斜視図に示すように、ヒートシンク３とパワーモニ
ター用ホトダイオード６を取り付けるときのガイド部１
１を有する。ガイド部１１はステム１の上面に対して垂
直に設けられたガイド面１２と、ガイド面１２に対して
一定角度傾いた傾斜面からなるガイド面１３を有する。
そして無酸素銅に金メッキした直方体のヒートシンク３
は一方の端面をガイド面１２に突き当ててステム１の上
面に接合する。このヒートシンク３の上面に半導体レー
ザ素子５を接合したサブマウント４を接合する。そして
ガイド面１３にパワーモニタ用ホトダイオード６を接合
してホログラムピックアップの半導体レーザ装置を形成
する。
ウント４を、例えば図７に示したホログラムピックアッ
プの半導体レーザ装置に使用する場合について説明す
る。ホログラムピックアップのステム１の上面には、図
４の斜視図に示すように、ヒートシンク３とパワーモニ
ター用ホトダイオード６を取り付けるときのガイド部１
１を有する。ガイド部１１はステム１の上面に対して垂
直に設けられたガイド面１２と、ガイド面１２に対して
一定角度傾いた傾斜面からなるガイド面１３を有する。
そして無酸素銅に金メッキした直方体のヒートシンク３
は一方の端面をガイド面１２に突き当ててステム１の上
面に接合する。このヒートシンク３の上面に半導体レー
ザ素子５を接合したサブマウント４を接合する。そして
ガイド面１３にパワーモニタ用ホトダイオード６を接合
してホログラムピックアップの半導体レーザ装置を形成
する。
【００１９】このサブマウント４をヒートシンク３に接
合するときは、ヒートシンク３の上面の先端部にサブマ
ウント４の出射側端部を位置決めしてサブマウント４を
配置して固定し、半導体レーザ素子５の出射方向のアラ
イメントを行う。このヒートシンク３に接合したサブマ
ウント４に有する半導体レーザ素子５の発光点がステム
１の中心にくるようにヒートシンク３の大きさとステム
１のガイド部１１の位置が定められている。したがって
半導体レーザ素子５の発光点のアライメントはサブマウ
ント４の位置を調整すれば良く、半導体レーザ素子５に
触れて破損することなしに発光点のアライメントをする
ことができる。また、半導体レーザ素子５から出射する
レーザ光の出射角のアライメントはサブマウント４の出
射側端部とヒートシンク３の端部を一致させることで正
確なアライメントをすることができる。
合するときは、ヒートシンク３の上面の先端部にサブマ
ウント４の出射側端部を位置決めしてサブマウント４を
配置して固定し、半導体レーザ素子５の出射方向のアラ
イメントを行う。このヒートシンク３に接合したサブマ
ウント４に有する半導体レーザ素子５の発光点がステム
１の中心にくるようにヒートシンク３の大きさとステム
１のガイド部１１の位置が定められている。したがって
半導体レーザ素子５の発光点のアライメントはサブマウ
ント４の位置を調整すれば良く、半導体レーザ素子５に
触れて破損することなしに発光点のアライメントをする
ことができる。また、半導体レーザ素子５から出射する
レーザ光の出射角のアライメントはサブマウント４の出
射側端部とヒートシンク３の端部を一致させることで正
確なアライメントをすることができる。
【００２０】また、サブマウント４に熱伝導率がほぼ１
５０Ｗ／ｍ・Ｋと優れているシリコンを使用することに
より半導体レーザ素子５で発する熱をヒートシンク３に
効率良く伝えることができる。
５０Ｗ／ｍ・Ｋと優れているシリコンを使用することに
より半導体レーザ素子５で発する熱をヒートシンク３に
効率良く伝えることができる。
【００２１】上記実施例はサブマウント４の出射側端部
とヒートシンク３の端部を一致させて半導体レーザ素子
５から出射するレーザ光の出射角のアライメントをする
場合について説明したが、図５の斜視図に示すように、
サブマウント４の長さをヒートシンク３の長さと同じに
してサブマウント４の半導体レーザ素子５が取り付けら
れた部分と反対側の端部の下辺をステム１の傾斜面から
なるガイド面１３の下端部に突き当ててサブマウント４
をヒートシンク３に接合しても良い。このようにサブマ
ウント４の端部下辺をステム１のガイド面１３の下端部
に突き当ててサブマウント４をヒートシンク３に接合す
ることにより、半導体レーザ素子５からのレーザ光の出
射方向のアライメントを高精度で行うことができる。
とヒートシンク３の端部を一致させて半導体レーザ素子
５から出射するレーザ光の出射角のアライメントをする
場合について説明したが、図５の斜視図に示すように、
サブマウント４の長さをヒートシンク３の長さと同じに
してサブマウント４の半導体レーザ素子５が取り付けら
れた部分と反対側の端部の下辺をステム１の傾斜面から
なるガイド面１３の下端部に突き当ててサブマウント４
をヒートシンク３に接合しても良い。このようにサブマ
ウント４の端部下辺をステム１のガイド面１３の下端部
に突き当ててサブマウント４をヒートシンク３に接合す
ることにより、半導体レーザ素子５からのレーザ光の出
射方向のアライメントを高精度で行うことができる。
【００２２】上記実施例は長方形のヒートシンク３の上
面にサブマウント４を接合した場合について説明した
が、図６（ａ）の平面図と（ｂ）の側面図に示すよう
に、Ｌ字状のヒートシンク３ａをステム１の中央部に位
置決めして接合し、ヒートシンク３ａのＬ字状になって
９０度交差した二つの側面のコーナ部にサブマウント４
の側面端部を突き当て、サブマウント４の半導体レーザ
素子５を接合した位置と反対側の面をステム１の上面に
突き当てることにより、半導体レーザ素子５の発光点を
ステム１の中心にアライメントするようにしても良い。
そしてパワーモニター用ホトダイオード６をステム１の
上面のヒートシンク３ａの近傍に接合し、信号検出用ホ
トダイオード７をヒートシンク３ａの上面に接合する。
このように信号検出用ホトダイオード７をヒートシンク
３ａの上面に接合することにより、信号検出用ホトダイ
オード７とサブマウント２の端部を接近させることがで
き、顕微鏡でアライメントするときに、２視野顕微鏡を
必要とせずに１つの視野で観察することができ、簡単な
装置で容易にアライメントすることができる。
面にサブマウント４を接合した場合について説明した
が、図６（ａ）の平面図と（ｂ）の側面図に示すよう
に、Ｌ字状のヒートシンク３ａをステム１の中央部に位
置決めして接合し、ヒートシンク３ａのＬ字状になって
９０度交差した二つの側面のコーナ部にサブマウント４
の側面端部を突き当て、サブマウント４の半導体レーザ
素子５を接合した位置と反対側の面をステム１の上面に
突き当てることにより、半導体レーザ素子５の発光点を
ステム１の中心にアライメントするようにしても良い。
そしてパワーモニター用ホトダイオード６をステム１の
上面のヒートシンク３ａの近傍に接合し、信号検出用ホ
トダイオード７をヒートシンク３ａの上面に接合する。
このように信号検出用ホトダイオード７をヒートシンク
３ａの上面に接合することにより、信号検出用ホトダイ
オード７とサブマウント２の端部を接近させることがで
き、顕微鏡でアライメントするときに、２視野顕微鏡を
必要とせずに１つの視野で観察することができ、簡単な
装置で容易にアライメントすることができる。
【００２３】上記各実施例はサブマウント４の溝４２を
エッチングを用いて形成した場合について説明したがダ
イシングで形成しても良い。この場合は、半導体プロセ
スを使用する必要がないので低コスト化を図ることがき
る。また、シリコン以外の熱伝導度の良好な材料を使用
することができるなどの利点がある。
エッチングを用いて形成した場合について説明したがダ
イシングで形成しても良い。この場合は、半導体プロセ
スを使用する必要がないので低コスト化を図ることがき
る。また、シリコン以外の熱伝導度の良好な材料を使用
することができるなどの利点がある。
【００２４】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、直方体
の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導体レー
ザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半導体レ
ーザ素子を取り付けるようにしたから、半導体レーザ素
子のレーザ出射方向をサブマウントの溝と極めて精度良
く一致させることができる。
の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導体レー
ザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半導体レ
ーザ素子を取り付けるようにしたから、半導体レーザ素
子のレーザ出射方向をサブマウントの溝と極めて精度良
く一致させることができる。
【００２５】また、サブマウントの基板をシリコンで形
成し、半導体レーザ素子を案内して取り付ける溝をシリ
コンの（１００）面をエッチングにより形成するから、
半導体レーザ素子を案内して取り付ける溝を高精度に形
成することができ、半導体レーザ素子のレーザ出射方向
を正確に定めることができる。
成し、半導体レーザ素子を案内して取り付ける溝をシリ
コンの（１００）面をエッチングにより形成するから、
半導体レーザ素子を案内して取り付ける溝を高精度に形
成することができ、半導体レーザ素子のレーザ出射方向
を正確に定めることができる。
【００２６】さらに、溝を案内にして半導体レーザ素子
を取り付けたサブマウントのレーザ光の出射側端部を金
属部材からなるステム上に接合されたヒートシンクの上
面の先端部に位置決めして接合するときにより、サブマ
ウントに取り付けた半導体レーザ素子の発光点とレーザ
出射方向を正確に定めることができる。
を取り付けたサブマウントのレーザ光の出射側端部を金
属部材からなるステム上に接合されたヒートシンクの上
面の先端部に位置決めして接合するときにより、サブマ
ウントに取り付けた半導体レーザ素子の発光点とレーザ
出射方向を正確に定めることができる。
【００２７】また、溝を案内にして半導体レーザ素子を
取り付けたサブマウントのレーザ光の発光点とレーザ光
の出射方向をステムに接合したヒートシンクとステムに
より位置決めすることにより、半導体レーザ素子の発光
点とレーザ出射方向を正確にアライメントすることがで
きる。
取り付けたサブマウントのレーザ光の発光点とレーザ光
の出射方向をステムに接合したヒートシンクとステムに
より位置決めすることにより、半導体レーザ素子の発光
点とレーザ出射方向を正確にアライメントすることがで
きる。
【図１】この発明の実施例のサブマウントの側面図であ
る。
る。
【図２】半導体レーザ素子を取り付けたサブマウントを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】サブマウントを形成するときの処理を示す側面
断面図である。
断面図である。
【図４】上記サブマウントを使用した半導体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５】上記サブマウントを使用した第２の半導体レー
ザ装置の斜視図である。
ザ装置の斜視図である。
【図６】上記サブマウントを使用した第３の半導体レー
ザ装置の配置図である。
ザ装置の配置図である。
【図７】ホログラムピックアップの構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図８】従来例の構成を示す側面図である。
１；ステム、３；ヒートシンク、４；サブマウント、
５；半導体レーザ素子、６；パワーモニター用ホトダイ
オード、７；信号検出用ホトダイオード。
５；半導体レーザ素子、６；パワーモニター用ホトダイ
オード、７；信号検出用ホトダイオード。
Claims (4)
- 【請求項１】 直方体の基板の半導体レーザ素子を取り
付ける面に半導体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝
を案内にして半導体レーザ素子を取り付けることを特徴
とするサブマウント。 - 【請求項２】 上記基板をシリコンで形成し、半導体レ
ーザ素子を案内して取り付ける溝をシリコンの（１０
０）面をエッチングにより形成する請求項１記載のサブ
マウント。 - 【請求項３】 金属部材からなるステム上に接合された
ヒートシンクと、半導体レーザ素子が接合されてヒート
シンクに接合されるサブマウントを有する半導体レーザ
装置において、 直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導
体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半
導体レーザ素子を取り付けたサブマウントのレーザ光の
出射側端部をヒートシンクの上面の先端部に位置決めし
て接合したことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 金属部材からなるステム上に接合された
ヒートシンクと、半導体レーザ素子が接合されてヒート
シンクに接合されるサブマウントを有する半導体レーザ
装置において、 直方体の基板の半導体レーザ素子を取り付ける面に半導
体レーザ素子の幅に応じた溝を有し、溝を案内にして半
導体レーザ素子を取り付けたサブマウントのレーザ光の
発光点とレーザ光の出射方向をステムに接合したヒート
シンクとステムにより位置決めしてサブマウントをヒー
トシンクに接合したことを特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159140A JP2000349384A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | サブマウント及び半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159140A JP2000349384A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | サブマウント及び半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349384A true JP2000349384A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15687133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11159140A Pending JP2000349384A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | サブマウント及び半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000349384A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133431B2 (en) | 2002-08-20 | 2006-11-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2011077338A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sony Corp | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2017069267A (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 京セラ株式会社 | 光素子搭載用パッケージおよび電子装置 |
| US9859681B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-01-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical device and light irradiation apparatus |
| US10156728B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-12-18 | Ricoh Company, Ltd. | Information provision device, information provision method, and recording medium |
-
1999
- 1999-06-07 JP JP11159140A patent/JP2000349384A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133431B2 (en) | 2002-08-20 | 2006-11-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| CN100341212C (zh) * | 2002-08-20 | 2007-10-03 | 松下电器产业株式会社 | 半导体激光装置 |
| JP2011077338A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sony Corp | 発光装置およびその製造方法 |
| US10156728B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-12-18 | Ricoh Company, Ltd. | Information provision device, information provision method, and recording medium |
| US9859681B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-01-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical device and light irradiation apparatus |
| JP2017069267A (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 京セラ株式会社 | 光素子搭載用パッケージおよび電子装置 |
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