JP2930213B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光情報処理装置や光通信などの光源として用
いることができる半導体レーザ装置に関するものであ
る。
いることができる半導体レーザ装置に関するものであ
る。
従来の技術 近年、半導体レーザ装置はコンパクトディスクやビデ
オディスクなどの光情報処理装置や光通信などの光源と
して、広く使用されている。このような半導体レーザ装
置は、LEDや他の半導体デバイスに比べてコストダウン
が図りにくいという問題がある。LEDや他の半導体デバ
イスにくらべて、半導体レーザ装置のコストダウンが難
しいのは、歩留まりの問題だけでなく、材料・部品など
が高価であることも主な原因として挙げられる。
オディスクなどの光情報処理装置や光通信などの光源と
して、広く使用されている。このような半導体レーザ装
置は、LEDや他の半導体デバイスに比べてコストダウン
が図りにくいという問題がある。LEDや他の半導体デバ
イスにくらべて、半導体レーザ装置のコストダウンが難
しいのは、歩留まりの問題だけでなく、材料・部品など
が高価であることも主な原因として挙げられる。
従来の半導体レーザ装置は、第11図に示すようなキャ
ンタイプであり、約１μｍ厚の金メッキをほどこしたス
テム31上にシリコンサブマウント32およびレーザチップ
33が配置されるとともに、この上から反射防止膜、いわ
ゆる、ARコートがほどこされた窓ガラス34を有するキャ
ップ35が被せられた構成にされていた。なお、キャップ
35内にはN2ガスが封入されている。
ンタイプであり、約１μｍ厚の金メッキをほどこしたス
テム31上にシリコンサブマウント32およびレーザチップ
33が配置されるとともに、この上から反射防止膜、いわ
ゆる、ARコートがほどこされた窓ガラス34を有するキャ
ップ35が被せられた構成にされていた。なお、キャップ
35内にはN2ガスが封入されている。
発明が解決しようとする課題 上記従来の半導体レーザ装置では、レーザチップ以外
の部品であるステムやキャップが高価なため、コストダ
ウンに限界があり、さらに半導体レーザ装置は、構造上
出射ビームが広がりを持つため、それを補正するレンズ
系が必要となり、光学系を構成する光ピックアップ装置
全体も高価なものになるという課題があった。
の部品であるステムやキャップが高価なため、コストダ
ウンに限界があり、さらに半導体レーザ装置は、構造上
出射ビームが広がりを持つため、それを補正するレンズ
系が必要となり、光学系を構成する光ピックアップ装置
全体も高価なものになるという課題があった。
本発明の第１の目的は、高価な部品を必要とせず、通
常のプラスチック封止型のLEDなどと同じ材料および同
じプロセスを用いることによって、安価に製造できる半
導体レーザ装置を提供することにある。
常のプラスチック封止型のLEDなどと同じ材料および同
じプロセスを用いることによって、安価に製造できる半
導体レーザ装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、N2ガスの影響を受けることな
く、レーザ光の反射率制御の容易な半導体レーザ装置を
提供することにある。
く、レーザ光の反射率制御の容易な半導体レーザ装置を
提供することにある。
本発明の第３の目的は、反射率が低く、出力の高い半
導体レーザ装置を提供することにある。
導体レーザ装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明の半導体レーザ装置は、要約すると、キャビテ
ィ端面が高反射率皮膜で覆われたレーザチップをマウン
ト部材を介してチップ支持部に配置するとともに、上記
各チップおよびマウント部材全体を透光性のプラスチッ
クで覆ったものである。
ィ端面が高反射率皮膜で覆われたレーザチップをマウン
ト部材を介してチップ支持部に配置するとともに、上記
各チップおよびマウント部材全体を透光性のプラスチッ
クで覆ったものである。
作用 上記の構成によると、レーザチップをマウント部材を
介して直接チップ支持部に配置したので、従来のような
AuメッキのステムやARコートがほどこされた窓ガラス付
キャップといった高価な部品を必要とせず、通常のプラ
スチック封止型のLEDなどと同じ材料および同じプロセ
スを用いて作ることができる。さらに、プラスチックの
外形をレンズ状や傾斜型に整形できるため、補正用レン
ズ系を使用しなくても出射ビームの平行化や非点収差の
補正が可能となる。
介して直接チップ支持部に配置したので、従来のような
AuメッキのステムやARコートがほどこされた窓ガラス付
キャップといった高価な部品を必要とせず、通常のプラ
スチック封止型のLEDなどと同じ材料および同じプロセ
スを用いて作ることができる。さらに、プラスチックの
外形をレンズ状や傾斜型に整形できるため、補正用レン
ズ系を使用しなくても出射ビームの平行化や非点収差の
補正が可能となる。
実施例 以下、本発明の第１の実施例を図面に基づき説明す
る。まず、第１図，第２図に基づき半導体レーザ装置の
構造について説明する。
る。まず、第１図，第２図に基づき半導体レーザ装置の
構造について説明する。
第１図，第２図において、３本の金属リード１のう
ち、中央のリード1Aの先端には、幅の広いマウント部1
A′が一体に形成されている。このマウント部1A′の上
面の先端付近には、シリコンサブマウント２が取付けら
れており、このシリコンサブマウント２の表面にレーザ
チップ３が配置されている。マウント部1A′の上面の後
方にはフォトダイオードチップが配置されている。これ
らのレーザチップ３およびフォトダイオードチップ４
と、両側のリード1B,1Cとはそれぞれ金属ワイヤ５を介
して電気的に接続されている。そして、３本のリード1A
〜1Cの他端部を除く全体、すなわち各チップ3,4、シリ
コンサブマウント2,マウント部1A′および３本のリード
1A〜1Cの一端部は、透明のプラスチック樹脂６によって
覆われている。したがって、チップ3,4の外周面はプラ
スチック６に接触していることになる。
ち、中央のリード1Aの先端には、幅の広いマウント部1
A′が一体に形成されている。このマウント部1A′の上
面の先端付近には、シリコンサブマウント２が取付けら
れており、このシリコンサブマウント２の表面にレーザ
チップ３が配置されている。マウント部1A′の上面の後
方にはフォトダイオードチップが配置されている。これ
らのレーザチップ３およびフォトダイオードチップ４
と、両側のリード1B,1Cとはそれぞれ金属ワイヤ５を介
して電気的に接続されている。そして、３本のリード1A
〜1Cの他端部を除く全体、すなわち各チップ3,4、シリ
コンサブマウント2,マウント部1A′および３本のリード
1A〜1Cの一端部は、透明のプラスチック樹脂６によって
覆われている。したがって、チップ3,4の外周面はプラ
スチック６に接触していることになる。
次に、上記半導体レーザ装置の製造方法を、第３図お
よび第４図に基づき説明する。なお、レーザチップ３は
一例として基本構造である電極ストライプ型を用いて説
明する。
よび第４図に基づき説明する。なお、レーザチップ３は
一例として基本構造である電極ストライプ型を用いて説
明する。
まず、第３図に示すように、ｎ型GaAs（100）基板11
上にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層12,GaAs活性層13,p型G
a0.6Al0.4Asクラッド層14およびｐ型GaAsキャップ層15
を順次エピタキシャル成長させる。次に、第４図に示す
ように、キャップ層15の表面上にAl2O3膜16を形成し、
〈011〉方向に並行な方向に幅５μｍのストライプ状の
窓16aを形成する。その後、ウエハの表面にｐ型電極17
および裏面にｎ型電極18を形成する。そして、このウエ
ハをへき開することによってできるキャビティ面の両端
面に誘電体多層皮膜あるいは金属から成る高反射率皮膜
19を形成してレーザチップ３を得る。
上にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層12,GaAs活性層13,p型G
a0.6Al0.4Asクラッド層14およびｐ型GaAsキャップ層15
を順次エピタキシャル成長させる。次に、第４図に示す
ように、キャップ層15の表面上にAl2O3膜16を形成し、
〈011〉方向に並行な方向に幅５μｍのストライプ状の
窓16aを形成する。その後、ウエハの表面にｐ型電極17
および裏面にｎ型電極18を形成する。そして、このウエ
ハをへき開することによってできるキャビティ面の両端
面に誘電体多層皮膜あるいは金属から成る高反射率皮膜
19を形成してレーザチップ３を得る。
次に、第５図ａに示すように、このレーザチップ３を
シリコンサブマウント２を介して、リードフレーム７上
に、すなわち中央のリード1Aの先端に設けたマウント部
1A′の上に、フォトダイオード４とともにボンディング
する。次に、第５図ｂに示すように、レーザチップ３と
リード1Bとをワイヤボンディングし、フォトダイオード
チップ４とリード1Cとをワイヤボンディングする。その
後、第５図ｃに示すように、リード1A,1B,1Cの先端部の
すべての部品を透明なプラスチック６で覆い気密封止す
る。最後にリードフレーム７の各リードの後端を切断す
れば、第５図ｃに示すような個別の半導体レーザ装置８
が得られる。
シリコンサブマウント２を介して、リードフレーム７上
に、すなわち中央のリード1Aの先端に設けたマウント部
1A′の上に、フォトダイオード４とともにボンディング
する。次に、第５図ｂに示すように、レーザチップ３と
リード1Bとをワイヤボンディングし、フォトダイオード
チップ４とリード1Cとをワイヤボンディングする。その
後、第５図ｃに示すように、リード1A,1B,1Cの先端部の
すべての部品を透明なプラスチック６で覆い気密封止す
る。最後にリードフレーム７の各リードの後端を切断す
れば、第５図ｃに示すような個別の半導体レーザ装置８
が得られる。
このように、本実施例の半導体レーザ装置によると、
従来例のようなAuメッキのステムや、ARコートがほどこ
された窓ガラス付キャップ等の高価な部品を必要とせ
ず、通常のプラスチック封止型のLEDなどと同じ材料お
よび同じプロセスを用いて半導体レーザ装置を製造する
ことができるため、大幅なコストダウンが実現できる。
従来例のようなAuメッキのステムや、ARコートがほどこ
された窓ガラス付キャップ等の高価な部品を必要とせ
ず、通常のプラスチック封止型のLEDなどと同じ材料お
よび同じプロセスを用いて半導体レーザ装置を製造する
ことができるため、大幅なコストダウンが実現できる。
次に、本発明の第２の実施例を第６図〜第８図ととも
に説明する。
に説明する。
第２の実施例は、第６図に示すように、レーザチップ
３の前端面を誘電体単層皮膜19で覆い、後端面を誘電体
多層皮膜20で覆ったものである。
３の前端面を誘電体単層皮膜19で覆い、後端面を誘電体
多層皮膜20で覆ったものである。
次に、半導体レーザ装置の製造方法を、第７図および
第８図に基づき説明する。なお、レーザチップ３は一例
として基本構造である電極ストライプ型を用いて説明す
る。
第８図に基づき説明する。なお、レーザチップ３は一例
として基本構造である電極ストライプ型を用いて説明す
る。
まず、第７図に示すように、ｎ型GaAs（100）基板11
上にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層12,アンドープGaAs活
性層13,p型Ga0.6Al0.4Asクラッド奏14およびｐ型GaAsキ
ャップ層15を順次エピタキシャル成長させる。次に、第
８図に示すように、キャップ層15の表面上にAl2O3膜16
を形成し、〈011〉方向に並行な方向に幅５μｍのスト
ライプ状の窓16aを形成する。その後、ウエハの表面に
ｐ型電極17、および裏面にｎ型電極18を形成する。そし
て、このウエハをへき開してできるキャビティの前端面
にａ・λ/2n（a:定数，λ：発振波長,n:屈折率）の厚さ
の誘電体単層皮膜19、後端面は誘電体多層皮膜20を形成
してレーザチップ３を得る。
上にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層12,アンドープGaAs活
性層13,p型Ga0.6Al0.4Asクラッド奏14およびｐ型GaAsキ
ャップ層15を順次エピタキシャル成長させる。次に、第
８図に示すように、キャップ層15の表面上にAl2O3膜16
を形成し、〈011〉方向に並行な方向に幅５μｍのスト
ライプ状の窓16aを形成する。その後、ウエハの表面に
ｐ型電極17、および裏面にｎ型電極18を形成する。そし
て、このウエハをへき開してできるキャビティの前端面
にａ・λ/2n（a:定数，λ：発振波長,n:屈折率）の厚さ
の誘電体単層皮膜19、後端面は誘電体多層皮膜20を形成
してレーザチップ３を得る。
次に、このような単体のレーザチップ３をエピタキシ
ャル表面側を下にするいわゆるアップサイドダウンでシ
リコンサブマウント２上にボンディングする。その後は
第１の実施例と同様である。すなわち、第５図ａに示す
ように、リードフレーム７上に、すなわち中央のリード
1Aの先端に設けたマウント部1A′の上に、フォトダイオ
ード４とともにレーザチップ３をボンディングする。次
に、第５図ｂに示すように、レーザチップ3,フォトダイ
オードチップ４とリード1B,1Cとを金属ワイヤ５でボン
ディングする。その後、第５図ｃに示すように、リード
1A,1B,1Cの先端にあるすべての部品を透明なプラスチッ
ク６で密着して覆う。最後に、リードフレーム７の各リ
ードの後端を切断すれば第５図ｃに示すような個別の半
導体レーザ装置８が得られる。
ャル表面側を下にするいわゆるアップサイドダウンでシ
リコンサブマウント２上にボンディングする。その後は
第１の実施例と同様である。すなわち、第５図ａに示す
ように、リードフレーム７上に、すなわち中央のリード
1Aの先端に設けたマウント部1A′の上に、フォトダイオ
ード４とともにレーザチップ３をボンディングする。次
に、第５図ｂに示すように、レーザチップ3,フォトダイ
オードチップ４とリード1B,1Cとを金属ワイヤ５でボン
ディングする。その後、第５図ｃに示すように、リード
1A,1B,1Cの先端にあるすべての部品を透明なプラスチッ
ク６で密着して覆う。最後に、リードフレーム７の各リ
ードの後端を切断すれば第５図ｃに示すような個別の半
導体レーザ装置８が得られる。
このように、本発明の第２の実施例の半導体レーザ装
置によると、従来例のようなAuメッキのステムやARコー
トがほどこされた窓ガラス付キャップといった高価な部
品を必要とせず、通常のプラスチック封止型のLEDなど
と同じ材料および同じプロセスを用いて作ることができ
るため、大幅なコストダウンが実現できる。さらに、レ
ーザチップの低反射率側をプラスチック樹脂で直接覆っ
たので、従来のようにN2ガスを封入したものに比べてN2
ガスによる反射率の影響を受けず、レーザ光の反射率制
御が容易となる。
置によると、従来例のようなAuメッキのステムやARコー
トがほどこされた窓ガラス付キャップといった高価な部
品を必要とせず、通常のプラスチック封止型のLEDなど
と同じ材料および同じプロセスを用いて作ることができ
るため、大幅なコストダウンが実現できる。さらに、レ
ーザチップの低反射率側をプラスチック樹脂で直接覆っ
たので、従来のようにN2ガスを封入したものに比べてN2
ガスによる反射率の影響を受けず、レーザ光の反射率制
御が容易となる。
次に、本発明の第３の実施例について第９図，第10図
とともに説明する。第３の実施例は、上記第２の実施例
において、キャビティの前端面に形成した誘電体単層皮
膜19をなくし、キャビティの後端面に誘電体多層皮膜ま
たは金属からなる高反射率皮膜20を形成したものであ
り、その他の構成は第２の実施例と同一である。したが
って組立後の状態は、第1,第２の実施例と同様であり、
第５図ｃに示すようにレーザチップ３とその周辺の部品
がたとえば屈折率が1.54のプラスチック６で覆われてい
る。
とともに説明する。第３の実施例は、上記第２の実施例
において、キャビティの前端面に形成した誘電体単層皮
膜19をなくし、キャビティの後端面に誘電体多層皮膜ま
たは金属からなる高反射率皮膜20を形成したものであ
り、その他の構成は第２の実施例と同一である。したが
って組立後の状態は、第1,第２の実施例と同様であり、
第５図ｃに示すようにレーザチップ３とその周辺の部品
がたとえば屈折率が1.54のプラスチック６で覆われてい
る。
この第３の実施例の構成によると、封止用のプラスチ
ック６の屈折率が1.54であるため、前端面にλ/2nの厚
さの誘電体単層皮膜を付けずに、直接前端面にプラスチ
ック６を密着させるだけで低反射率化が可能で、プロセ
スの簡素化が図れる。このことから、従来になく低コス
トの高出力半導体レーザ装置が実現できる。なお、第1,
第2,第３のいずれの実施例においても、プラスチック樹
脂６の外形をレンズ状や傾斜型に整形できるため、補正
用レンズ系を使用しなくても出射ビームの平行化や非点
収差の補正が可能となり、全体として大幅なコストダウ
ンを図ることができる。
ック６の屈折率が1.54であるため、前端面にλ/2nの厚
さの誘電体単層皮膜を付けずに、直接前端面にプラスチ
ック６を密着させるだけで低反射率化が可能で、プロセ
スの簡素化が図れる。このことから、従来になく低コス
トの高出力半導体レーザ装置が実現できる。なお、第1,
第2,第３のいずれの実施例においても、プラスチック樹
脂６の外形をレンズ状や傾斜型に整形できるため、補正
用レンズ系を使用しなくても出射ビームの平行化や非点
収差の補正が可能となり、全体として大幅なコストダウ
ンを図ることができる。
発明の効果 本発明はリードの先端等のチップ支持部にマウント手
段を介してレーザチップを取付け、リードの先端，レー
ザチップおよびその周辺の部品を透光性のプラスチック
で一体に封止したものである。このようにすれば、高価
な部品を用いることなく、通常のプラスチック封止型の
LEDなどと同じ材料および同じプロセスを用いて半導体
レーザ装置を製造することができ、大幅なコストダウン
が図れる。
段を介してレーザチップを取付け、リードの先端，レー
ザチップおよびその周辺の部品を透光性のプラスチック
で一体に封止したものである。このようにすれば、高価
な部品を用いることなく、通常のプラスチック封止型の
LEDなどと同じ材料および同じプロセスを用いて半導体
レーザ装置を製造することができ、大幅なコストダウン
が図れる。
第１図は本発明の第１の実施例における半導体レーザ装
置の斜視図、第２図は第１図のレーザ装置の要部断面
図、第３図および第４図は第１図の半導体レーザ装置に
おけるレーザチップを示す断面図および斜視図、第５図
a,b,cは第１図の半導体レーザ装置の製造方法を説明す
る斜視図、第６図は本発明の第２の実施例における半導
体レーザ装置の要部断面図、第７図および第８図は第６
図の半導体レーザ装置におけるレーザチップを示す断面
図および斜視図、第９図は本発明の第３の実施例におけ
る半導体レーザ装置の要部断面図、第10図は第９図の半
導体レーザ装置におけるレーザチップを示す断面図およ
び斜視図、第11図は従来の半導体レーザ装置の斜視図で
ある。 １……リード、２……シリコンサブマウント、３……レ
ーザチップ、４……フォトダイオード、５……金属ワイ
ヤ、６……プラスチック。
置の斜視図、第２図は第１図のレーザ装置の要部断面
図、第３図および第４図は第１図の半導体レーザ装置に
おけるレーザチップを示す断面図および斜視図、第５図
a,b,cは第１図の半導体レーザ装置の製造方法を説明す
る斜視図、第６図は本発明の第２の実施例における半導
体レーザ装置の要部断面図、第７図および第８図は第６
図の半導体レーザ装置におけるレーザチップを示す断面
図および斜視図、第９図は本発明の第３の実施例におけ
る半導体レーザ装置の要部断面図、第10図は第９図の半
導体レーザ装置におけるレーザチップを示す断面図およ
び斜視図、第11図は従来の半導体レーザ装置の斜視図で
ある。 １……リード、２……シリコンサブマウント、３……レ
ーザチップ、４……フォトダイオード、５……金属ワイ
ヤ、６……プラスチック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−150796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−100492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14489（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−222492（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】レーザチップの少なくとも一方のキャビテ
ィ端面を高反射率被膜で覆い、屈折率1.5前後の透光性
樹脂でキャビティ端面の出射光側に前記透光性樹脂を密
着させて前記レーザチップを封止した半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】高反射率被膜が誘電体被膜または金属被膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項３】透明樹脂の外囲部にレーザチップの面方向
と対応した位置に印を設けた特許請求の範囲第１項に記
載の半導体レーザ装置。
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|---|---|---|---|
| JP27414888 | 1988-10-28 | ||
| JP63-274149 | 1988-10-28 | ||
| JP27414988 | 1988-10-28 | ||
| JP63-274148 | 1988-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191389A JPH02191389A (ja) | 1990-07-27 |
| JP2930213B2 true JP2930213B2 (ja) | 1999-08-03 |
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0366472B1 (ja) |
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| US4510607A (en) * | 1984-01-03 | 1985-04-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Semiconductor laser end-facet coatings for use in solid or liquid environments |
| JPS60187082A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子とその製造方法 |
| JPS61228681A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-11 | Sharp Corp | 光結合半導体装置 |
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-
1989
- 1989-10-26 DE DE68912512T patent/DE68912512T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-26 EP EP89311073A patent/EP0366472B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-27 JP JP1280906A patent/JP2930213B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-30 US US07/428,517 patent/US5068866A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| EP0366472A3 (en) | 1990-12-05 |
| EP0366472B1 (en) | 1994-01-19 |
| DE68912512T2 (de) | 1994-05-26 |
| JPH02191389A (ja) | 1990-07-27 |
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| EP0366472A2 (en) | 1990-05-02 |
| DE68912512D1 (de) | 1994-03-03 |
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|---|---|---|---|
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