半導體激光裝置及其制造方法

專利名稱：半導體激光裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明，是關于半導體激光裝置及其制造方法的，特別是用于小型光盤(Compact Disk)或者是數(shù)碼萬能光盤(Digital Versatile Disk)等的光記錄媒體的讀出或寫入動作的光源的半導體激光裝置及其制造方法。
背景技術：
一般的用于數(shù)碼萬能光盤(DVD)的再現(xiàn)裝置，不只要求數(shù)碼萬能光盤(DVD)功能，小型光盤(CD)的再現(xiàn)功能以及近年急速普及的追記型小型光盤(CD-R)的再現(xiàn)及記錄功能都成為必要。
再現(xiàn)數(shù)碼萬能光盤(DVD)的再現(xiàn)光中，使用了具有650nm波長帶的紅色激光，另一方面，再現(xiàn)小型光盤(CD)或者是追記型小型光盤(CD-R)的再現(xiàn)光，使用了具有780nm波長帶的紅外激光。因此，在現(xiàn)有的數(shù)碼萬能光盤(DVD)再現(xiàn)裝置中，安裝了生成紅色激光的紅色半導體激光元件和生成紅外激光的紅外半導體激光元件的兩個半導體激光元件。
近年來，伴隨著對個人電腦等的信息器件的小型化的要求，數(shù)碼萬能光盤(DVD)再現(xiàn)裝置的小型-薄型化的進展也成為必要。為實現(xiàn)這些，光傳感器的小型-薄型化也就成為了不可欠。做為光傳感器的小型-薄型化的方法，推出了光學系統(tǒng)的精簡。
做為這種方法之一，考慮了紅色半導體激光元件和紅外半導體激光元件的集成。現(xiàn)在的數(shù)碼萬能光盤(DVD)再現(xiàn)裝置，是由紅色半導體激光元件用及紅外半導體激光元件用的兩個光學系統(tǒng)部件所構成，通過集成紅色和紅外兩個半導體激光元件，共有光學系部件就成為可能，就可實現(xiàn)光傳感器的小型-薄型化。
例如，做為紅色半導體激光元件和紅外半導體激光元件的集成例，日本國特開平11-186651號公報中，公開了一個襯底上集成的，也就是所謂的單片式(monolithic)半導體激光元件陣列。
還有，通過將紅色用和紅外用的兩個半導體激光芯片混合沉積共有兩個光學系部件的光傳感器的例，公開在日本國特開平11-144307號公報及特開平11-149652號公報上。
(發(fā)明所要解決的課題)然而，上述的以前的單片式兩波長激光元件陣列，因為各個激光元件上的活性層的組成相互不同，就必須分別進行成長工序，有成品率差的問題。特別是單片式集成高輸出的激光元件的情況下，成品率的惡化更顯著。
還有，用于高密度數(shù)碼萬能光盤(DVD)的氮化鎵(GaN)一族的藍色激光元件和磷化鋁鎵銦(AlGaInP)一族的紅色激光元件單片式集成時，結晶成長這一點是極其困難的。
還有，上述以前的混合型光傳感器，使用組裝裝置，在組裝紅色半導體激光芯片和紅外半導體激光芯片時，還有控制各半導體激光芯片的活性層位置和發(fā)光點的間隔的最優(yōu)化是困難的這樣的問題。
另一方面，近年來，做為器件實際安裝的方法之一，開發(fā)了使用FluidicSelf-Assembly(以下稱之為FSA)法的實際安裝方法。
FSA法，從10μm到數(shù)百μm大小的，且具有所定形狀的的器件(以下稱之為“功能部件”)分散到液體中的粘和(slurry)狀，再將這個粘和狀液體(懸濁液)，流向形成了具有和功能部件同樣大小且形狀基本相同的凹槽部分的襯底表面，通過分散在液體中的功能部件嵌入凹槽部分，將功能部件實際安裝到襯底的方法。
FSA法，公開在如美國專利第5,545,291號、美國專利第5,783,856號、美國專利第5,824,186號及美國專利第5,904,545號等公報上。

發(fā)明內容
本發(fā)明，著眼于FSA法，是以在混合集成半導體激光元件陣列中，可通過自我調整來控制各半導體激光芯片的發(fā)光點間隔為目的的。
(解決課題手段的方法)為了達成上述的目的，本發(fā)明是將半導體激光裝置構成為在主面上具有復數(shù)個凹槽部分的襯底的各個凹槽部分嵌入射出方向一致的半導體激光元件。
具體地講，本發(fā)明所涉及的第1半導體激光裝置包括，在主面上具有復數(shù)個凹槽部分的襯底、嵌入復數(shù)個凹槽部分的復數(shù)個半導體激光元件。各個半導體激光元件，是從端面射出激光的端面射出型，各個凹槽部分形成為各個半導體激光元件的射出方向相互一致。
根據(jù)第1半導體激光裝置，各個半導體激光元件分別嵌入設置在襯底主面上的凹槽部分，并且，各個凹槽部分為了形成各半導體激光元件的射出方向相互一致，只是半導體激光元件分別嵌入襯底的凹槽部分，每一個半導體激光元件在活性層上的位置、各個半導體激光元件的發(fā)光點的間隔都可以由自我調整實現(xiàn)。
在此基礎上，即便是復數(shù)個半導體激光元件的構成材料各自不同的情況，沉積也成為可能，還有，因為各個凹槽部分自身通過自我調整可對齊各半導體激光元件的射出方向，用于光傳感器裝置的情況中，可將結象光電的波面光差收容在許可范圍。
第1半導體激光裝置中，最好的是復數(shù)個半導體激光元件中的兩個發(fā)出的光的波長不同。
還有，第1半導體激光裝置中，最好的是復數(shù)個半導體激光元件中的兩個的光輸出功率不同。
第1半導體激光裝置中，最好的是在襯底上的各半導體激光元件中形成露出激光射出部分的切口部分。
這樣做，即便是端面射出型的半導體激光元件嵌入襯底的凹槽部分的構成，也可以從切口部分取出激光。
這種情況下，最好的是切口部分形成兩個以上。
還有，在這種情況下，最好的是切口部分具有其下部到達凹槽部分底面的凹部形狀。
第1半導體激光裝置中，最好的是半導體激光元件中的前端面一側的形狀和后端面一側的形狀互為不同。
這樣做，在凹槽部分嵌入各半導體激光元件的時候，以針對各半導體激光元件的射出方向的前端及后端有選擇地嵌入就成為可能。
還有，第1半導體激光裝置中，最好的是半導體激光元件前端面和后端面的光輸出功率相互相同。
這樣做，半導體激光元件的射出方向的選擇就不再需要，制造就變得容易。
在第1半導體激光裝置中，各凹槽部分底面上分別形成凹槽電極，與各半導體激光元件相對的面上分別形成了元件電極，最好的是各半導體激光元件介于元件電極分別與凹槽電極電連接。
這樣做，即便是各半導體激光元件的背面分別有元件電極的構成，通過使襯底的背面等與凹槽電極電連接，就可以確實供應半導體激光元件動作電流。
在第1半導體激光裝置中，各半導體激光元件的平面形狀相互各異，所以，最好的是凹槽部分的平面形狀也與半導體激光元件相對應，相互各異。
這樣做，就可以使復數(shù)個半導體激光元件分別有選擇地嵌入設置在襯底上的凹槽部分。
這種情況，最好的是半導體激光元件的平面形狀就每個發(fā)光波長的不同而不同。這樣做，確實可以得到兩波長激光元件陣列。
還有，這種情況，最好的是半導體激光元件的平面形狀就每個光輸出功率的不同而不同。這樣做，確實可以得到寫入用及讀出用的用途不同的激光元件陣列。
本發(fā)明所涉及的第2半導體激光裝置包括主面上具有復數(shù)個凹槽部分的襯底，分別嵌入復數(shù)個凹槽部分的復數(shù)個半導體激光元件。與各個半導體激光元件的凹槽部分的底面相對的面上分別形成了元件電極，設置在各凹槽部分底面上的凹槽電極，形成為它的端部延伸到襯底的主面上。
根據(jù)第2半導體激光裝置，各半導體激光元件分別嵌入設置在襯底主面上的凹槽部分，且又因為各個凹槽電極的端部形成為達到襯底的主面上，所以即便是各個半導體激光元件嵌入襯底的凹槽部分之后，對于形成在半導體激光元件背面的元件電極從襯底主側面的電連接就變得容易了。
在此基礎上，即便是復數(shù)個半導體激光元件的組成材料各自不同的情況集成也成為了可能。還有，因為各凹槽部分自身一致各半導體激光元件的射出方向成為了可能，所以，確實可以將用于光傳感器裝置的情況的成像光點的波面收差收到允許范圍內。
第2半導體激光裝置中，最好的是各凹槽電極對于各半導體激光元件共通設置。
這樣做，即便是復數(shù)個半導體激光元件的發(fā)光波長相互各異的情況，可以共通設置構成激光元件陣列的各半導體激光元件的背面元件電極。
本發(fā)明所涉及的半導體激光裝置的制造方法，包括，在襯底主面上設置復數(shù)個凹槽部分的第1工序；將各個芯片狀的復數(shù)個半導體激光元件分散到液體中的同時，通過將復數(shù)個半導體激光元件分散了的液體在襯底的主面上流過，將復數(shù)個半導體激光元件通過自我調整嵌入的第2工序。各個半導體激光元件為激光從端面射出的端面射出型，在第1工序中，各凹槽部分形成各半導體激光元件的射出方向相互一致。
根據(jù)本發(fā)明的半導體激光裝置的制造方法，也就是所謂的FSA法，通過將復數(shù)個半導體激光元件分散了的液體流過襯底主面上，可將復數(shù)個半導體激光元件分別通過自我調整嵌入嵌入各個凹槽部分，各半導體激光元件只是分別嵌入襯底的凹槽部分，每個半導體激光元件的活性層位置，各半導體激光元件的發(fā)光點的間隔等可以通過自我調整而一致。
在此基礎上，即便是復數(shù)個半導體激光元件的組成材料各自不同的情況集成也成為了可能。還有，因為各凹槽部分自身一致各半導體激光元件的射出方向成為了可能，所以，確實可以將用于光傳感器裝置的情況的成像光點的波面收差收到允許范圍內。
本發(fā)明的半導體激光裝置的制造方法中，最好的是第1工序包含形成露出襯底上各半導體激光元件的激光射出部分的切口部分的工序。
這樣做，即便是端面射出型半導體激光元件嵌入襯底的凹槽部分，也可以從切口部分取出激光。
本發(fā)明的半導體激光裝置的制造方法，最好的是在第1工序中形成符合復數(shù)個半導體激光元件的形狀的不同的凹槽部分的平面形狀。
這樣做，即便是使用FSA法，因為可以有選擇地在設置了凹槽部分的襯底上嵌入發(fā)光波長各異的復數(shù)各半導體激光元件，所以，確實可以得到兩波長激光元件陣列。


圖1(a)～圖1(c)，是模式表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的半導體激光裝置，圖1(a)表示平面構成，圖1(b)表示右側面構成，圖1(c)表示正面構成。
圖2(a)及圖2(b)，是模式表示本發(fā)明的一實施方式的第1變形例所涉及的半導體激光裝置，圖2(a)表示平面圖，圖2(b)表示右側面的構成。
圖3，是模式表示本發(fā)明的一實施方式的第2變形例所涉及的半導體激光裝置的平面圖。
圖4，是模式表示本發(fā)明的一實施方式的第3變形例所涉及的半導體激光裝置的平面圖。
圖5(a)～圖5(c)，是模式表示了本發(fā)明的一實施方式的襯底上形成的凹槽部分及凹槽電極的平面圖。
圖6(a)及圖6(b)，是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的成為半導體激光裝置的晶片狀態(tài)的襯底，圖6(a)表示平面構成，圖6(b)表示部分擴大平面圖。
圖7(a)～圖7(f)，表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的半導體激光裝置的制造方法的工序順序的斷面構成圖。
圖8，表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的半導體激光裝置的制造方法的實際安裝裝置(實際安裝裝置)的模式構成圖。
圖9，表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的半導體激光裝置的制造方法的在晶片狀態(tài)的襯底上嵌入功能部件狀態(tài)的部分擴大平面圖。
(符號說明)100 半導體激光裝置 10 襯底100A 半導體激光裝置 10a 第1凹槽部分100B 半導體激光裝置 10b 第2凹槽部分100C 半導體激光裝置 10c 第1切口部分10d 第2切口部分21 第1凹槽電極10e 第3切口部分21a延伸部分10f 第4切口部分22 第2凹槽電極10g 溝部 22a延伸部分11 第1半導體激光元件 23 共通凹槽電極11C 第1半導體激光元件 23a延伸部分11a 射出端面 30 掩膜11b 后端面 30a開口圖案11c 激光發(fā)光部分 31 抗蝕圖案12 第2的半導體激光元件31a開口圖案12A 第2半導體激光元件 40 分割線12B 第2半導體激光元件 50 容器12C 第2半導體激光元件 51 晶片支撐具12a 射出端面 60 泵12b 后端面 61 氣體導入口12c 激光發(fā)光部分 130支撐具體實施方式
參照圖面說明本發(fā)明的一個實施方式。
圖1(a)～圖1(c)，是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的半導體激光裝置，圖1(a)表示平面構成，圖1(b)表示右側面構成，圖1(c)表示正面構成。
如圖1(a)所示，本實施方式所涉及的半導體激光裝置100，包括具有例如，由硅(Si)形成的，在其主面上按一定的間隔所形成的第1凹槽部分10a及第2凹槽部分10b的襯底10。
在第1凹槽部分10a上，嵌入了例如將發(fā)射紅外激光機能制成了部件的第1半導體激光元件(激光芯片)11，而在第2凹槽部分10b上，嵌入了例如將發(fā)射紅外激光機能制成了部件的第2半導體激光元件(激光芯片)12。
在此，襯底10不僅限于硅，砷化鎵(GaAs)或是碳化硅(SiC)等也都很好，最好的是傳熱性好的材料。還有，構成襯底10的材料，根據(jù)功能部件的種類、半導體激光裝置100的用途等適當選擇即可。
第1半導體激光元件11及第2半導體激光元件12的發(fā)光波長，并不受上述組合方式的限制，只要選擇紅外線、紅色及藍色的激光中的兩種即可，還有，在襯底10上與第1凹槽部分10a等并排設置形成第3凹槽部分，將3種激光的發(fā)光半導體激光元件分別嵌入(凹槽部分)亦可。再有，在襯底10上形成4個以上的凹槽部分，各自嵌入激光元件亦可。
半導體激光裝置100，適用于光盤的讀出或寫入用光傳感器(未圖示)。本實施方式中，各個半導體激光元件11、12都是從成長了的半導體層的端面射出激光，也就是所謂的端面射出型半導體激光元件。如圖1(b)、圖1(c)所示那樣，將裝置裝配成從半導體激光元件11、12的各個射出面11a、12a射出的激光能夠射入安裝在光傳感器裝置對面的鏡頭上的形態(tài)。
這樣，做為本實施方式的特征，如圖1(b)所示那樣，在襯底10上形成為能夠露出第1半導體激光元件11及第2半導體激光元件12的各個射出端面上的激光發(fā)光部分(共振器端面)11c、12c，制成了第1切口部分10c及第2切口部分10d。這樣，通過在襯底10上設置切口部分10c、10d，即便是各半導體激光元件11、12嵌入襯底10的各個凹槽部分10a、10b之中，各射出光如圖1(c)所示那樣輸出成為可能。
還有，在襯底10上，設置了從各半導體激光元件11、12的射出端面11a、12a的反對面，即后端面11b、12b取出功率視屏用的激光的第3切口部分10e及第4切口部分10f。這個功率視屏用的激光的第3切口部分10e及第4切口部分10f，并非必須，但是，根據(jù)半導體激光裝置100的用途來判斷是否設置即可。
在本實施方式中，如圖1(b)所示那樣，功能部件化了的第1半導體激光元件11及第2半導體激光元件12的平面形狀為長方形，還有，垂直于射出方向的斷面形狀為梯形(反梯形)。
且，功能部件的形狀不僅限于此，根據(jù)用途和功能的要求還可以做成各種各樣的形狀。例如，各功能部件的平面形狀，既可以是正方形、圓形，還可以是具有平行四邊形、橢圓形、長圓形等的雙軸回轉對稱的形狀，或者是臺狀斷面等的單軸回轉對稱形狀。但是，在正方形和圓形的情況下，要使幾個功能部件的射出方向相同有點困難。
如以上的說明，根據(jù)本實施方式，發(fā)射光波長相互不同的功能部件化了的半導體激光元件11、12，因為要使激光的射出方向相互基本保持平行的配置，各激光發(fā)光部分11c、12c通過自我調整進行矯正定位，所以確實能夠降低激光光學系所發(fā)生的波面光形差。
且，第1半導體激光元件11和第2半導體激光元件12，采用相互的發(fā)光波長相同，而相互的光輸出功率值不同的構成亦可。
還有，第1半導體激光元件11和第2半導體激光元件12，設定為射出端面11a、12a射出的光和后端面11b、12b成為相同亦可。這樣作的話，第1半導體激光元件11和第2半導體激光元件12的前后方向的區(qū)別就不再需要，所以，嵌入第1凹槽部分10a及第2凹槽部分10b的工序就變得容易。
還有，功能部件化了的各半導體激光元件11、12的配置位置不受本
(第1變形例)以下，參照圖面說明本發(fā)明一實施方式的第1變形例。
圖2(a)及圖2(b)，是本發(fā)明的一實施方式的第1變形例所涉及的半導體激光裝置，圖2(a)表示平面圖，圖2(b)表示右側面的構成。在圖2(a)及圖2(b)中，與圖1(a)及圖1(b)所示為同一部件時通過標以相同符號而省略說明。
如圖2(a)及圖2(b)所示那樣，第1變形例所涉及的半導體激光裝置100A，將對于第2半導體激光元件12A的射出方向垂直的方向的尺寸，寬度尺寸制成小于第1半導體激光元件11的寬度尺寸。由此，有選擇地嵌入發(fā)光波長或者是光輸出功率值不同的半導體激光元件11、12A的處理就變得容易。而且在這種情況下，各半導體激光元件11、12A中的射出端面11a、12a的位置以及激光發(fā)光部分11c、12c的高度等均可統(tǒng)一。
(第2變形例)以下，參照圖面說明本發(fā)明一實施方式的第2變形例。
圖3，是本發(fā)明的一實施方式的第2變形例所涉及的半導體激光裝置的平面構成圖。圖3中，與圖1(a)所示為同一部件時標以相同符號。
如圖3所示那樣，第2變形例所涉及的半導體激光裝置100B，將對于第2半導體激光元件12B的射出方向平行的方向的尺寸，長度尺寸制成小于第1半導體激光元件11的長度尺寸。由此，也可使按照所希望的位置嵌入發(fā)光波長或者是光輸出功率值不同的半導體激光元件11、12A的處理變得容易。而且在這種情況下，各半導體激光元件11、12A中的射出端面11a、12a的位置以及激光發(fā)光部分11c、12c的高度等均可統(tǒng)一。
(第3變形例)以下，參照圖面說明本發(fā)明一實施方式的第3變形例。
圖4，是本發(fā)明的一實施方式的第3變形例所涉及的半導體激光裝置的平面構成圖。圖4中，與圖1(a)所示為同一部件時標以相同符號。
第3變形例所涉及的半導體激光裝置100C，均為高輸出激光元件，第1及第2半導體激光元件11c和12c的與射出端面11a、12a反對面的后端面11b、12b與各射出端面11a、12a一側的端部的平面形狀制成不同的形狀。還有，與第2變形例相同，將對于第2半導體激光元件12C的長度方向尺寸，制成小于第1半導體激光元件11C的長度方向尺寸。
一般來說，高輸出激光元件，元件的射出端面一側和后端面一側的激光輸出功率值有很大的不同，確實有必要區(qū)別射出端面和后端面。
因此，在第3變形例中，如圖4所示那樣，通過改變各半導體激光元件11c和12c的射出端面11a、12a和后端面11b、12b的相互之間的形狀，各半導體激光元件11c和12c的射出方向射出方向確實可以一致。
且，圖4所示的各半導體激光元件11c、12c的平面形狀不超過一例，只要前端部和后端部的平面形狀不對稱，就不限制在這個形狀中。
可是，當?shù)?及第2半導體激光元件11、12的元件電極的p側電極及n側電極均設置在襯底10的主面一側的構成情況下，各凹槽部分10a、10b的底面上的凹槽電極就成為必要的了。
圖5(a)～圖5(c)，表示了凹槽電極的三種平面構成。
圖5(a)，表示第1例凹槽電極，如圖5(a)所示，為了驅動第1及第2的各個半導體激光元件11、12，在襯底10的各凹槽部分10a、10b的底面上，形成了由錫材料等低熔點金屬制成的第1凹槽電極21及第2凹槽電極22。
因此，例如后面將要敘述的通過FSA法，在功能部件化了的半導體激光元件11、12分別嵌入襯底10的各凹槽部分10a、10b之后，對于第1凹槽電極2 1及第2凹槽電極22，通過對錫材料加熱到熔化程度，各半導體激光元件11、12的各元件電極和各凹槽電極21、22就被電連接。
且，第1及第2凹槽電極21、22，例如，在襯底10的各個凹槽電極的下側形成的，填充在導通孔的導電性部件支撐130，由它成為與襯底10的外部的電導通。
接下來，圖5(b)，表示第2例的凹槽電極。如圖5(b)所示那樣，在平行第1凹槽電極21和第2凹槽電極22的射出方向的外側的側面上，形成從襯底10的各個凹槽部分10a、10b的底面分別延伸到主面上的延伸部分21a、22a。這樣，通過在各個凹槽電極21、22上設置延伸部分21a、22a，在各個半導體激光元件的內表面形成的元件電極，在襯底10的下部不需設置支撐130，從襯底10的主側面進行電連接。
接下來，圖5(c)，表示第3格凹槽電極。如圖5(c)所示那樣，在第1凹槽電極21和第2凹槽電極22的兩底面上，形成跨過這兩個底面的共通凹槽電極23。在此，也在平行第1凹槽電極21的射出方向的外側的側面上，形成從第1凹槽部分10a的底面分別延伸到主面上的延伸部分23a。通過設置這樣的共通凹槽電極23，即便是在第1極第2半導體激光元件11、12的發(fā)光波長互不相同的情況下，謀求構成極光元件陣列的各半導體激光元件背面的元件電極的共通化就成為可能。
且，在設置共通凹槽電極23的情況中，除去襯底10上的第1凹槽部分10a和第2凹槽部分10b之間的分界部分，并使各凹槽部分10a、10b的底面在基本相同的高度，這樣就容易形成共通凹槽電極23。
以上，說明了半導體激光元件的元件電極中的背面電極的導通方法，而對于從襯底10主面上露出的上面元件電極，通過(集成電路)引線結合法(wire bonding)形成配線的方法就較為簡便。
(制造方法)下面，參照圖面說明如上所述的構成的半導體激光裝置100的制造方法。
本發(fā)明所涉及的半導體激光裝置100，如圖1(a)～圖1(c)所示那樣，通過在具有復數(shù)個凹槽部分10a、10b的襯底10的各個凹槽部分10a、10b上嵌入功能部件化了的半導體激光元件11、12，是通過自我調整來進行各激光發(fā)光部分11c、12c的合對定位。
因此，通過手工或者是組裝裝置將功能部件化了的半導體激光元件11、12分別嵌入襯底上的各凹槽部分10a、10b就成為可能。
然而，本實施方式中，通過使用如前所述的FAS法，大幅度提高了復數(shù)個激光元件的嵌入(實際安裝)工序的效率。
首先，說明本發(fā)明的在襯底主面上形成凹槽部分的制造方法。
圖6(a)及圖6(b)，是本發(fā)明的一實施方式所涉及的成為半導體激光裝置襯底的硅(Si)，由砷化鎵(GaAs)或是碳化硅(SiC)制成的，復數(shù)個凹槽部分形成了的狀態(tài)的晶片10A，圖6(a)表示平面構成，圖6(b)表示圖6(a)的部分擴大圖。
如圖6所示的那樣，在晶片10A的主面上，嵌入各個功能部件化了的半導體激光元件的復數(shù)個第1凹槽部分10a和與這個第1凹槽部分10a相鄰連接的第2凹槽部分10b，各自在凹槽的長方向(激光的射出方向)上相互保留一定的間隔，第1凹槽列及第2凹槽列平行配置。
還有，晶片10A的主面上，在長方向相鄰連接的各個第1凹槽部分10a及第2凹槽部分10b之間的各區(qū)域上晶片10A分割后，分別形成了為射出發(fā)射光的成為切口部分的溝槽部分10g。
—襯底的制造方法—以下，說明襯底制造方法的一個例子。
圖7(a)～圖7(f)，表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的半導體激光裝置的襯底上的凹槽部分的制造方法的工序順序的斷面構成。且，在此是表示的晶片10A上使用硅的情況，而且，只以第1凹槽部分10a為著眼點，表示其垂直射出方向的斷面。
首先，如圖7(a)所示，通過如CVD法，在晶片10A的主面上堆積膜厚為0.7μm～1μm的氧化硅(SiO2)掩膜30。
其次，如圖7(b)所示，通過蝕刻(lithography)，有選擇地形成具有第1凹槽部分10a的開口圖案31a及成為切口部分的溝槽部分10g的開口圖案(圖中未示)抗蝕膜圖案31。
再次，如圖7(c)所示，以抗蝕膜圖案31為掩膜，對掩膜30進行如以螢光炭素為蝕刻氣體的的干蝕刻，在掩膜30上復印第1凹槽部分10a的開口圖案30a及溝槽部分10g的開口圖案(圖中未示)。
接下來，如圖7(d)所示，通過灰化(ashing)法除去抗蝕膜圖案31后，如圖7(e)所示，以具有開口圖案30a的的掩膜30做為掩膜，對晶片10A進行以如鹵素(Cl2)或者是鹵化氫(HBr)為蝕刻氣體的干蝕刻，在晶片10A上形成第1凹槽部分10a。在此，對晶片10A的蝕刻不只限于干蝕刻，用由氟硝酸水溶液進行的濕蝕刻也沒有關系。且，第2凹槽部分10b及與其連接的溝槽部分也與第1凹槽部分10a及與其連接的溝槽部分10g同樣且同時形成。
再下來，如圖7(f)所示，水洗形成了各個凹槽部分10a的晶片10A后，進行干燥。
其后，在需要凹槽電極的情況下，形成如圖5(a)～圖5(c)所示中的一個凹槽電極。
—半導體激光元件的實際安裝方法—接下來，說明半導體激光元件的實際安裝方法。
本實施方式所涉及的半導體激光元件的實際安裝方法，是通過FSA法，將功能部件化了的第1及第2半導體激光元件11、12分別嵌入晶片10A的各凹槽部分10a、10b的方法。使用FSA法，就能夠使功能部件化了的各個半導體激光元件11、12按照所希望的位置，高精度且高效率的配置。
但是，F(xiàn)SA法，為了使功能部件分散在水(H2O)或者是甲醛(CH3OH)等液體(媒體)中，在組裝2波長激光元件陣列的情況下，最好的是使第1半導體激光元件11和第2半導體激光元件12的平面形狀不同。具體地講，在晶片10A上，使如圖4所示的第3變形例所涉及的第1及第2半導體激光元件11c、12c做成嵌入可能的凹槽部分10a、10b。
還有，最好的是先嵌入第1及第2半導體激光元件11c及12c中，平面尺寸大的激光元件，即第1半導體激光元件11c。
因此，以下說明制作第3變形例所涉及的半導體激光裝置100c的情況。
首先，在形成了第1及第2凹槽部分10a、10b的底面上，在要形成凹槽電極的情況下涂抹錫材。而在不需形成凹槽電極的情況下涂抹熱硬化型粘結劑或者是UV硬化型粘結劑等亦可。
圖8，模式表示實際安裝功能部件化了的復數(shù)個半導體激光元件11C、12C的FSA裝置(實際安裝裝置)。
如圖8所示，F(xiàn)SA裝置是由盛裝功能部件化了的復數(shù)個半導體激光元件分散后的粘和液體的的容器50、設置在這個容器50的底部可以回轉的，并在其上表面可以固定晶片10A的固定器具51、循環(huán)粘和液體的泵部分60構成的。在此，晶片固定器具51的上表面設置為相對于液面傾斜的位置。
泵部分60，是將粘和化了的液體從氣體導入口61通過如氮氣的導入在容器50的內部循環(huán)，并且設計成為讓循環(huán)的液體從晶片固定器具51的上表面注入的形式。
接下來，在晶片固定器具51上固定形成了復數(shù)個第1凹槽部分10a、復數(shù)個第2凹槽部分10b及溝槽部分10g的晶片10A。
其后，向傾斜狀固定了的晶片10A的主面全表面注入分散了復數(shù)個半導體激光元件11C的粘和液體。由于這個粘和液體是由泵部分60循環(huán)的，未能嵌入第1凹槽部分10a的半導體激光元件11C就被回收，可以反復幾次的被利用。
在此，固定在液體中的晶片10A，若使其垂直紙面旋轉(如圖箭頭方向)，第1半導體激光元件11C將更容易嵌入。
接下來，在確認了晶片10A的復數(shù)個第1凹槽部分10a實際安裝完成后，再進行，將功能部件化了的復數(shù)個第2半導體激光元件12C分散到液體中，開動泵部分60在晶片10A的復數(shù)個第2凹槽部分10b上嵌入第2半導體激光元件12C。
圖9，表示部分擴大在晶片10A的各個凹槽部分10a、10b上嵌入第1及第2半導體激光元件11C、12C的狀態(tài)。
其后，固定第1及第2半導體激光元件11C、12C。具體地講，在用錫材或者是熱硬化型粘結劑固定的情況下加熱晶片10A，還有，用UV硬化型粘結劑固定的情況，在晶片10A的全表面上照射紫外線。
接下來，沿著圖9中用虛線表示的分割線40，通過切斷鋸等切出各個半導體激光裝置100C。
如此，根據(jù)本實施方式所涉及的半導體激光裝置的制造方法，實際安裝工序極其簡便，而因又能只實際安裝判定為猶質的功能部件(半導體激光元件)，又可降低半導體激光裝置的成本。
還有，通過在襯底10的實際安裝中引入使用FSA法，可通過自我調整進行合對位置，提高成品率。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明的半導體激光裝置，只是半導體激光元件分別嵌入襯底的凹槽部分，每一個半導體激光元件在活性層上的位置、各個半導體激光元件的發(fā)光點的間隔都可以由自我調整實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的半導體激光裝置的制造方法，只是半導體激光元件分別嵌入襯底的凹槽部分，每一個半導體激光元件在活性層上的位置、各個半導體激光元件的發(fā)光點的間隔都可以由自我調整實現(xiàn)。在此基礎上，即便是復數(shù)個半導體激光元件的構成材料各自不同的情況，沉積也成為可能，還有，因為各個凹槽部分自身通過自我調整可對齊各半導體激光元件的射出方向，用于光傳感器裝置的情況中，可將結象光點的波面光偏差收容在許可范圍內。
權利要求
1.一種半導體激光裝置，其特征為包括在主面上具有復數(shù)個凹槽部分的襯底；分別嵌入上述復數(shù)個凹槽部分每一個中的復數(shù)個半導體激光元件；上述各個半導體激光元件，是讓激光從端面射出的端面射出型半導體激光元件；上述各個凹槽部分，形成為使上述各個半導體激光元件的射出方向相互一致的。
2.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為上述復數(shù)個中的兩個半導體激光元件發(fā)出的光的波長不同。
3.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為上述復數(shù)個中的兩個半導體激光元件光輸出功率不同。
4.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為上述襯底上，形成有讓上述各半導體激光元件的激光射出部分露出的切口部分。
5.根據(jù)權利要求第4項所述的半導體激光裝置，其特征為形成了兩個以上的上述切口部分。
6.根據(jù)權利要求第4項所述的半導體激光裝置，其特征為上述切口部分，其下部為到達上述凹槽部分底面的凹部形狀。
7.根據(jù)權利要求第1項～第3項中任何一項所述的半導體激光裝置，其特征為上述半導體激光元件，其前端面一側的形狀和與其相對的后端面一側的形狀互為不同。
8.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為上述半導體激光元件，前端面和后端面的光輸出功率互為相等。
9.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為在上述各凹槽部分的底面上分別形成了凹槽電極；在與上述各半導體激光元件的上述凹槽部分的底面相對的面上分別形成了元件電極；上述各半導體激光元件，介于上述元件電極分別與上述各個凹槽電極電連接。
10.根據(jù)權利要求第1項所述的半導體激光裝置，其特征為上述各半導體激光元件的平面形狀各不相同；上述各凹槽部分的平面形狀與上述各半導體激光元件相對應，各不相同。
11.根據(jù)權利要求第10項所述的半導體激光裝置，其特征為上述半導體激光元件的平面形狀，隨發(fā)光波長的不同而不同。
12.根據(jù)權利要求第10項所述的半導體激光裝置，其特征為上述半導體激光元件的平面形狀，隨光輸出功率的不同而不同。
13.一種半導體激光裝置，其特征為包括其主面上具有復數(shù)個凹槽部分的襯底；分別嵌入上述復數(shù)個凹槽部分的復數(shù)個半導體激光元件；在與各個半導體激光元件的上述凹槽部分的底面相對的面上分別形成了元件電極；設置在上述各凹槽部分底面上的凹槽電極，制成為它的端部延伸到襯底的主面上的樣子。
14.根據(jù)權利要求第13項所述的半導體激光裝置，其特征為上述各凹槽電極，是為各半導體激光元件共用而設。
15.一種半導體激光裝置的制造方法，其特征為包括在襯底主面上設置復數(shù)個凹槽部分的第1工序；將晶片狀的復數(shù)個半導體激光元件中的每一個都分散到液體中，同時通過將分散有上述復數(shù)個半導體激光元件的液體流過上述襯底的主面，將上述復數(shù)個半導體激光元件通過自我調整嵌入上述凹槽部分的第2工序；上述各個半導體激光元件，為讓激光從端面射出的端面射出型；在上述第1工序中，形成上述各凹槽部分，做到各半導體激光元件的射出方向相互一致。
16.根據(jù)權利要求第15項所述的半導體激光裝置的制造方法，其特征為上述第1工序，包含形成有讓襯底上各半導體激光元件的激光射出部分露出的切口部分的工序。
17.根據(jù)權利要求第15項或者第16項所述的半導體激光裝置的制造方法，其特征為在上述第1工序中，形成了符合上述復數(shù)個半導體激光元件的形狀的不同的上述凹槽部分的平面形狀。
全文摘要
本發(fā)明著眼于FSA法，是以在混合集成半導體激光元件陣列中，可通過自我調整來控制各半導體激光晶片的發(fā)光點間隔為目的的。半導體激光裝置(100)，包括具有如由硅形成的，在其主面上相互保持一定間隔形成了第1凹槽部分(10a)及第2凹槽部分(10b)的襯底(10)。第1凹槽部分(10a)上，嵌入發(fā)射紅外光的功能部件化了的第1半導體激光元件(11)，第2凹槽部分(10b)上，嵌入發(fā)射紅色光的功能部件化了的第2半導體激光元件(12)。
文檔編號H01S5/00GK1481054SQ0315267
公開日2004年3月10日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權日2002年8月20日
發(fā)明者小野澤和利, 三, 上田哲三, 上田大助, 助 申請人:松下電器產業(yè)株式會社