JP6970336B2 - Light source device - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置に関し、特に半導体レーザを備える光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device including a semiconductor laser.
半導体レーザを備えた光源装置の中には、半導体レーザが載置された基板の上面に対して傾斜した反射面を有し、半導体レーザから出射された光を基板の上面に対して略垂直方向に出射する光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光源装置では、傾斜した反射面を有するスペーサの下面に形成された金属膜からなる接合膜、及び基板の上面に形成された金属膜からなる接合膜の間を金属接合材で繋げて、スペーサを基板に取り付けている。 The light source device provided with the semiconductor laser has a reflecting surface inclined with respect to the upper surface of the substrate on which the semiconductor laser is mounted, and the light emitted from the semiconductor laser is directed substantially perpendicular to the upper surface of the substrate. A light source device that emits light into a light source has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this light source device, a spacer is formed by connecting a bonding film made of a metal film formed on the lower surface of a spacer having an inclined reflecting surface and a bonding film made of a metal film formed on the upper surface of a substrate with a metal bonding material. Is attached to the board.
特許文献１に記載の光源装置では、接合作業時に、溶融した金属接合材が拡散するのを防ぐため、金属接合材に隣接してバリア層が設けられている。しかし、このバリア層は、スペーサの下面の中央領域にのみに設けられ、スペーサの反射面の下端部には設けられていない。よって、仮に、溶融した金属接合材がスペーサの反射面の下端部にまで達した場合、溶融した金属接合材が反射面上を這い上がったり、スペーサの傾斜面に反射膜が設けられている場合には、溶融した金属接合材が、傾斜面及び反射膜の間に入り込んで濡れ広がる虞がある。その場合には、反射面の機能を阻害することになる。 In the light source device described in Patent Document 1, a barrier layer is provided adjacent to the metal bonding material in order to prevent the molten metal bonding material from diffusing during the bonding operation. However, this barrier layer is provided only in the central region of the lower surface of the spacer, and is not provided at the lower end of the reflective surface of the spacer. Therefore, if the molten metal joint material reaches the lower end of the reflective surface of the spacer, the molten metal joint material crawls up on the reflective surface, or if a reflective film is provided on the inclined surface of the spacer. There is a possibility that the molten metal joint material may enter between the inclined surface and the reflective film and spread wet. In that case, the function of the reflective surface is impaired.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体レーザが載置された基板の上面に対して傾斜した反射面を備えた光源装置であって、高い反射率の反射面を備える光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a light source device provided with a reflecting surface inclined with respect to the upper surface of a substrate on which a semiconductor laser is mounted, and is a light source provided with a reflecting surface having a high reflectance. The purpose is to provide the device.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光源装置は、
基板と、
前記基板の上面に載置された半導体レーザと、
前記基板の上面に対向する下面、及び該下面と下端部で繋がり前記基板の上面に対して傾斜した傾斜面を有する側壁部と、
前記傾斜面に形成され、前記半導体レーザから出射された光を反射する反射面を構成する反射膜と、
前記基板の上面及び前記側壁部の下面の間に配置され、溶融接合で前記基板及び前記側壁部を接合する金属接合材と、
前記側壁部の下面及び前記反射面に連続して形成されたバリア層と、
を備える。
In order to solve the above problems, the light source device according to one aspect of the present invention is
With the board
A semiconductor laser mounted on the upper surface of the substrate and
A lower surface facing the upper surface of the substrate, and a side wall portion connected to the lower surface at the lower end portion and having an inclined surface inclined with respect to the upper surface of the substrate.
A reflective film formed on the inclined surface and constituting a reflective surface for reflecting light emitted from the semiconductor laser,
A metal bonding material that is arranged between the upper surface of the substrate and the lower surface of the side wall portion and joins the substrate and the side wall portion by melt joining.
A barrier layer continuously formed on the lower surface of the side wall portion and the reflective surface, and
To prepare for.
上記の態様によれば、半導体レーザが載置された基板の上面に対して傾斜した反射面を備えた光源装置であって、高い反射率の反射面を備える光源装置を提供することができる。 According to the above aspect, it is possible to provide a light source device having a reflecting surface inclined with respect to the upper surface of a substrate on which a semiconductor laser is mounted, and having a reflecting surface having a high reflectance.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための様々な実施形態を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２実施形態（その他の実施形態）以降では第１実施形態（１つの実施形態）と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しないものとする。
基板が水平面上に載置され、基板が下側、リッドが上側に配置された前提で下記の記載を行う。特に、水平で図面左から右の方向をＸ軸＋方向、垂直で図面下から上方向をＹ軸＋方向として示す。
Hereinafter, various embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the corresponding members having the same function are designated by the same reference numerals. Although the embodiments are shown separately for convenience in consideration of the explanation of the main points or the ease of understanding, partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. In the second and subsequent embodiments (other embodiments), the description of matters common to the first embodiment (one embodiment) will be omitted, and only the differences will be described. In particular, similar actions and effects with the same configuration will not be mentioned sequentially for each embodiment.
The following description is made on the assumption that the substrate is placed on a horizontal plane, the substrate is placed on the lower side, and the lid is placed on the upper side. In particular, the horizontal direction from the left to the right of the drawing is shown as the X-axis + direction, and the vertical direction from the bottom to the top of the drawing is shown as the Y-axis + direction.
（１つの実施形態に係る光源装置）
はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の概要を説明する。図１は、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の概要を示す模式的な側面断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図（平面図）である。
(Light source device according to one embodiment)
First, an outline of the light source device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic side sectional view showing an outline of a light source device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG. 1 (plan view).
本実施形態に係る光源装置２は、基板４と、基板４の上面に配置された半導体レーザ６と、半導体レーザ６を囲むように形成された側壁部８と、基板４及び側壁部８で囲まれた空間を覆う透光性を有するリッド１０とを備える。側壁部８は、基板４の上面４Ａに対向する下面８Ｃ、及び下面８Ｃと下端部で繋がり基板４の上面に対して傾斜した内側面である傾斜面８Ａを有する。傾斜面８Ａには、半導体レーザ６から出射された光をリッド１０の方向に反射する（図１の点線の矢印参照）反射面２４を構成する反射膜が形成されている。なお、リッド１０の方向に反射された光とは、リッドへ向かう垂直上向きのベクトル成分を含む任意の方向に進む反射光を意味する。
The
側壁部８の上面８Ｂの全周に渡って、リッド１０の下面１０Ａと気密に接合されている。同様に、側壁部８の下面８Ｃの全周に渡って、基板４の上面４Ａと気密に接合されている。この接合構造により、基板４及び側壁部８から構成されるパッケージに実装された半導体レーザ６を、リッド１０により気密に収納することができる。よって、半導体レーザ６を気密に収納して耐久性を高めた、リッド１０から光を取り出すことが可能な光源装置２を提供できる。
It is airtightly joined to the
図２に示すように、パッケージを上方から見た平面視において、パッケージを構成する基板４は略長方形の形状を有し、側壁部８には、基板４とともに、半導体レーザ６が収納される凹部を構成する４つの傾斜面８Ａが形成されている。側壁部８の傾斜面８Ａ及び上面８Ｂの境界となる４つの上辺が略長方形の形状を形成する。同様に、側壁部８の傾斜面８Ａ及び基板４の境界である４つの下辺が略長方形の形状を形成する。よって、基板４及び側壁部８の４つの傾斜面８Ａにより、上辺よりも下辺が短い下側が狭まった略四角錐台状の凹部が形成されている。
As shown in FIG. 2, when the package is viewed from above in a plan view, the
本実施形態では、側壁部８が半導体レーザ６を囲むように形成され、傾斜面８Ａに形成された反射面２４が半導体レーザ６を囲むように形成されているので、半導体レーザ６から出射された光を効率的に反射して、光の取り出し効率を高めることができる。また、反射面２４を有する側壁部８がパッケージの一部としても機能するため、光源装置２を小型化することができる。
ただし、これに限られるものではなく、後述するように、パッケージの構成部材とは別途に、立ち上げミラーとして機能する側壁部を備えるその他の実施形態に係る光源装置もあり得る（例えば、図６参照）。
In the present embodiment, since the
However, the present invention is not limited to this, and as will be described later, there may be a light source device according to another embodiment having a side wall portion that functions as a rising mirror, in addition to the components of the package (for example, FIG. 6). reference).
本実施形態では、平面視が略長方形の基板４及び側壁部８の４つの傾斜面８Ａにより略四角錐状の凹部が形成されているが、これに限られるものではなく、三角錐、五角錐以上の任意の多角錐状の凹部や円錐状の凹部の場合もあり得る。基板４の平面視形状も、正方形、三角形、五角形以上の多角形や円形であってもよい。また、本実施形態では、基板４の外縁側に側壁部８が形成され、基板４の外形と側壁部８の外形が一致しているが、これに限られるものではない。側壁部８が半導体レーザ６を囲むように形成されれば、基板４が側壁部８の外形の更に外側にまで伸びている場合もあり得る。また、１つの基板４に複数の側壁部８が形成されている場合もあり得る。
In the present embodiment, a substantially quadrangular pyramid-shaped recess is formed by the four
本実施形態では、基板４及び側壁部８が個別の部材で形成されているので、それぞれの用途に応じた最適な材料を採用することができる。基板４の材料として、本実施形態では、窒化アルミニウムが用いられている。ただし、これに限られるものではなく、アルミナ、アルミナジルコニア、窒化ケイ素、ＬＴＣＣ等のその他のセラミック材料や、樹脂材料、シリコン等の単結晶、絶縁層を備えた金属材料等を用いることもできる。
In the present embodiment, since the
側壁部８の材料として、本実施形態ではシリコンが用いられている。この場合、傾斜面８Ａの角度をシリコンの結晶方位で画定することができるので、正確な傾斜角度を有する反射面を容易に形成することができる。例えば、異方性エッチングで単結晶シリコンの＜１００＞面をエッチングすると、５４．７°の角度をもった＜１１１＞面が現れ、これを傾斜面８Ａとすることができる。
Silicon is used as the material of the
以上のように、本実施形態では、側壁部８がシリコンから構成されるので、高い精度で所望の傾斜角を有する反射面を形成できる。ただし、側壁部８の材料は、シリコンに限られるものではなく、樹脂材料やその他のセラミック材料、絶縁層を備えた金属、ガラス等を用いることもできる。
As described above, in the present embodiment, since the
透光性を有するリッド１０の材料として、本実施形態では、透光性を有するガラスが用いられているが、これに限られるものではなく、石英やサファイア等を用いることもできる。
半導体レーザ６として、本実施形態では窒化物半導体レーザが用いられており、発振波長は紫外から緑色が挙げられる。ただし、これに限られるものではなく、赤色や赤外の半導体レーザを用いることもできる。
In the present embodiment, glass having translucency is used as the material of the
As the
（第１の実施形態に係る側壁部の接合構造）
次に、図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る側壁部の接合構造を説明する。図３は、図１のＡで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、１つの実施形態に係る光源装置における本発明の第1の実施形態に係る側壁部の接合構造を示す図である。
図３では、図１に比べ、更に、
（１）基板４及び側壁部８を気密に接合するために形成された、バリア層３６、第１の接合膜３０、第２の接合膜３２及び金属接合材３４と、
（２）側壁部８の傾斜面８Ａを反射面２４として機能させるために形成された、金属膜である第１の反射膜２０及び誘電体膜である第２の反射膜２２と、
（３）側壁部８の上面８Ｂ及びリッド１０の下面１０Ａを陽極接合するための接続層１２と、
が示されている。
(Joint structure of side wall portion according to the first embodiment)
Next, with reference to FIG. 3, the joining structure of the side wall portion according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing a region shown by A in FIG. 1, showing a joint structure of a side wall portion according to the first embodiment of the present invention in the light source device according to one embodiment. It is a figure.
In FIG. 3, as compared with FIG. 1, further
(1) A
(2) A first
(3) A
It is shown.
＜基板及び側壁部の接合＞
本実施形態では、基板４の上面４Ａであって側壁部８の下面８Ｃに対向する領域に、金属膜である第１の接合膜３０が形成されている。側壁部８の下面８Ｃには、金属膜であるバリア層３６が形成され、更にバリア層３６の上に、金属膜である第２の接合膜３２が形成されている。そして、第１の接合膜３０及び第２の接合膜３２の間を溶融接合する金属接合材３４が形成されている。つまり、基板４の上面４Ａから側壁部８の下面８Ｃまで順に（Ｙ軸＋方向に）、第１の接合膜３０（例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）、金属接合材３４（例えば、ＡｕＳｎ）、第２の接合膜３２（例えば、Ａｕ）及びバリア層３６（例えば、Ｐｔ／Ｔｉ）が配置されている。 これにより、基板４の上面４Ａ及び側壁部８の下面８Ｃの間に配置された金属接合材３４による溶融接合で、基板４及び側壁部８が接合されている。
<Joining of substrate and side wall>
In the present embodiment, the
バリア層３６は、側壁部８の下面８Ｃ及び反射面２４に連続して形成されている。また、本実施形態では、第１の接合膜３０、金属接合材３４及び第２の接合膜３２が、反射面２４の下端部Ｐまで形成されている。つまり、第１の接合膜３０、金属接合材３４及び第２の接合膜３２の反射面側の端部Ｑの位置が、反射面２４の下端部Ｐの位置とほぼ一致している。
The
基板４の上面４Ａの側壁部８の取り付け領域に形成された第1の接合膜３０として、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（第２層がない場合もあり得る）から構成される層と、その上の金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層（接合層）とで構成された積層膜を例示できる。
As the
側壁部８の下面８Ｃに形成されたバリア層３６としては、側壁部８側から、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層（下地層）、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（遮蔽層）とで構成された積層膜を例示できる。ただし、これに限られるものではなく、例えば、第２層（遮蔽層）として、パラジウム（Ｐｄ）を用いることもできる。また、側壁部８側から白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）で構成された積層膜であってもよい。
バリア層３６の上に形成された第２の接合膜３２として、金（Ａｕ）を含む膜からなる層を例示できる。
なお、これらのバリア層３６、第１の接合膜３０、第２の接合膜３２の厚みとして、それぞれ０．３〜２μｍ程度を例示することができる。
The
As the
The thickness of the
基板４側に形成された第1の接合膜３０及び側壁部８側に形成された第２の接合膜３２が、金スズ（ＡｕＳｎ）を含む半田材料から構成される金属接合材３４により溶融接合されている。なお、金属接合材３４として、スズ（Ｓｎ）を用いることもできる。基板４の上面４Ａ及び金属接合材３４の間を繋ぐ第１の接合膜３０、及び側壁部８の下面８Ｃに形成されたバリア層３６及び金属接合材３４の間を繋ぐ第２の接合膜３２により、基板４及び側壁部８を強固に接合することができる。これにより、基板４及び側壁部８の長期間安定した強固な接合構造が得られる。
The
一般的に、光源装置２を二次実装する際に使用されることの多い鉛フリー半田の融点は２２０℃前後である。金属接合材３４が金スズ（ＡｕＳｎ）を含む半田材料から構成される場合には、金属接合材３４の融点を、二次実装で用いる半田の融点より高くすることができる。金属接合材３４の融点が、二次実装に用いる半田の融点よりも高い場合には、二次実装時に溶融することなく、基板４及び側壁部８の長期間安定した強固な接合構造が得られる。
Generally, the melting point of lead-free solder, which is often used when the
＜反射膜＞
側壁部８の傾斜面８Ａには、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層（第１層が無い場合もありうる）、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（第２層がない場合もあり得る）から構成される層と、その上の銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層（反射層）とで構成された第１の反射膜（金属膜）２０が形成されている。第１の反射膜（金属膜）２０の厚みとして、０．３〜２μｍ程度を例示することができる。
本実施形態では、第１の反射膜（金属膜）２０として銀を含む膜が形成されているので、高い反射率の反射面２４が得られる。第３層として、銀（Ag）に限られるものではなく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む金属膜を用いることもできる。
<Reflective film>
The
In the present embodiment, since a film containing silver is formed as the first reflective film (metal film) 20, a reflecting
本実施形態では更に、第１の反射膜（金属膜）２０の上に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や二酸化チタン（ＴｉＯ２）などからなる誘電体膜である第２の反射膜２２が形成されている。第２の反射膜（誘電体膜）２２は、単層の場合もあり得るし、屈折率の異なる層を積層させた多層膜の場合もあり得る。第２の反射膜（誘電体膜）２２は、積層する材料及び膜厚を適切に設定することにより、優れた反射膜として機能させることができる。ここでは、反射膜として機能する第２の反射膜（誘電体膜）２２により、反射面２４の反射率を効果的に高めることができる。
In the present embodiment, a second
本実施形態では、反射膜が、第１の反射膜（金属膜）２０及び第２の反射膜（誘電体膜）２２から形成されている。よって、第２の反射膜（誘電体膜）２２の外表面が反射面２４を構成している。ただし、これに限られるものではなく、誘電体膜が設けられておらず、金属膜の外表面が反射面を構成する場合もあり得るし、金属膜も設けられておらず、側壁部の傾斜面自体が反射面を構成する場合もあり得る。なお、反射面２４にはバリア層３６で覆われる領域も含まれるが、バリア層３６で覆われていない領域を、以下では反射面２４の反射領域と称する。
In the present embodiment, the reflective film is formed of a first reflective film (metal film) 20 and a second reflective film (dielectric film) 22. Therefore, the outer surface of the second reflective film (dielectric film) 22 constitutes the
以上のように、側壁部８の傾斜面８Ａに、反射膜として、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む第１の反射膜（金属膜）２０及び誘電体膜である第２の反射膜２２が設けられているので、高い反射率の反射面２４が得られる。
As described above, the
＜側壁部及びリッドの接合＞
次に、側壁部８の上面８Ｂ及びリッド１０の下面１０Ａの接合について説明する。
本実施形態では、スパッタリングや蒸着により、側壁部８の上面８Ｂに、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される接続層１２を形成し、この接続層１２及びリッド１０の下面１０Ａを陽極接合する。なお、接続層１２の材料として、アルミニウムやアルミニウム合金の代わりに、チタンまたはチタン合金を用いることもできる。また、上述した金属膜等を成膜することなしに、つまりはシリコン自体を用いることもできる。
<Joining of side wall and lid>
Next, joining of the
In the present embodiment, a
陽極接合は、ガラス及び金属またはガラス及びシリコンを接触させて加熱することでガラス内部に存在するイオンを活性化させた後に、金属またはシリコン側、つまりは側壁部８側を陽極として、両者の間に所定の電圧を加えることでイオンを移動させて接合を行うものである。この陽極接合により、ガラスと金属、ガラスとシリコンという大きく性質の異なる材料同士を、半田や接着剤のような介在物を用いることなく接合することができる
以上のように、接続層１２及びリッド１０が陽極接合で接合されるので、気密性の高い堅固な接続が可能になる。
In the anode bonding, after activating the ions existing inside the glass by contacting and heating the glass and the metal or the glass and the silicon, the metal or the silicon side, that is, the
＜バリア層＞
次に、図３を参照しながら、バリア層３６の機能について説明する。基板４及び側壁部８の接合時に、第１の接合膜３０及び第２の接合膜３２の間から、溶融金属（金属接合材）３４が反射面２４の下端部Ｐ側に押し出される。もし、バリア層３６が存在しない場合には、溶融金属（金属接合材）３４が反射面２４上を這い上がったり、傾斜面８Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間に入り込んで濡れ広がる虞がある。この場合には、反射面の機能を阻害することになる。
<Barrier layer>
Next, the function of the
本実施形態では、側壁部８の下面８Ｃ及び反射面２４に連続して形成されたバリア層３６が備えられている。白金（Ｐｔ）等からなるバリア層３６は、溶融金属（金属接合材）３４が拡散するのを防ぐことができるので、溶融金属（金属接合材）３４が反射面２４上を這い上がることを防ぐことができる。また、バリア層３６が、側壁部８の傾斜面８Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間を覆っているので、溶融金属（金属接合材）３４が傾斜面８Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間に入り込んで濡れ広がることを防ぐことができる。
In the present embodiment, the
更に、熱や電圧をかけると、反射膜２０、２２の構成金属が金属接合材３４側に拡散して接合不具合が生じる場合があり得るが、バリア層３６を設けることにより、これを抑制することができる。更には、接合層のAuが反射層Alなどに熱拡散することを抑制することができる。
Further, when heat or voltage is applied, the constituent metals of the
以上のように、側壁部８の下面８Ｃ及び反射面２４に連続して形成されたバリア層３６を備えることにより、高い反射率を有する反射面２４を備えた信頼性の高いコンパクトな光源装置２を提供できる。
特に、バリア層３６が白金（Ｐｔ）を含むので、溶融金属（金属接合材）３４が拡散しにくくなり、溶融金属（金属接合材）３４が、反射面２４上を這い上がったり、側壁部８の傾斜面８Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間に侵入することを効果的に防ぐことができる。
As described above, by providing the
In particular, since the
図３から明らかなように、本実施形態では、バリア層３６が反射面２４の下端部Ｐから所定の距離Ｌまで形成されている。原則として、反射面２４の反射領域は、傾斜面８Ａの下端部の近くまでなるべく広く取ることが好ましい。よって、その観点からは、所定の距離Ｌは短い方が好ましい。一方、溶融金属（金属接合材）３４が反射面２４上を這い上がるのを防ぐ観点からは、所定の距離Ｌはある程度の長さを要する。
また、バリア層３６の端部の位置はある程度のバラツキがあるので、所定の距離Ｌを短くすると、側壁部８の傾斜面Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間がバリア層３６で覆れない領域が生じる虞がある。特に、マスクを用いずに、スパッタリング等でバリア層３６を形成する場合には、バリア層３６の端部の位置のバラツキを十分考慮すべきである。この相反する要件を考慮して適切な所定の距離Ｌを設定することにより、側壁部８の傾斜面８Ａ及び第１の反射膜（金属膜）２０の間を確実にバリア層３６で覆うとともに、より広い反射領域を得ることができる。ここで、適切なＬの値として、5〜100umを例示することができる。
As is clear from FIG. 3, in the present embodiment, the
Further, since the position of the end portion of the
図５Ｂを用いて後述するように、適切な条件設定下で、側壁部８の下面８Ｃ側からスパッタリングすることにより、マスクを用いることなく、バリア層３６を側壁部８の下面８Ｃ及び反射面２４の下端部Ｐから所定の距離Ｌまで連続して形成することができるので、製造コストを低減できる。
As will be described later with reference to FIG. 5B, by sputtering from the
更に、本実施形態では、反射面２４に形成されたバリア層３６の上端の位置が、半導体レーザ６の発光層の下端の位置よりも低くなっている。つまり、図３において、基板４の上面４Ａからバリア層３６の上端までの距離をＨ１とし、基板４の上面４Ａから半導体レーザ６の発光層の下端までの距離をＨ２とすると、
Ｈ１ ＜ Ｈ２
の関係を有する。
Further, in the present embodiment, the position of the upper end of the
H1 <H2
Have a relationship of.
これにより、直進性の高い半導体レーザ６からの出射光がバリア層３６に当たるのを抑制して、反射面の反射率を高く維持することができる。
また、第１の実施形態に係る側壁部の接合構造では、第１の接合膜３０、金属接合材３４及び第２の接合膜３２の反射面側の端部Ｑが、反射面２４の下端部Ｐの位置またはその近傍まで達するように形成できるので、コンパクトで堅固な光源装置２を実現できる。
As a result, the light emitted from the
Further, in the bonding structure of the side wall portion according to the first embodiment, the end portion Q of the
（第２の実施形態に係る側壁部の接合構造の説明）
次に、図４を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る側壁部の接合構造を説明する。図４は、図１のＡで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、１つの実施形態に係る光源装置における本発明の第２の実施形態に係る側壁部の接合構造を示す図である。
(Explanation of the joint structure of the side wall portion according to the second embodiment)
Next, with reference to FIG. 4, the joining structure of the side wall portion according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is an enlarged side sectional view showing a region shown by A in FIG. 1, showing a joint structure of a side wall portion according to a second embodiment of the present invention in the light source device according to one embodiment. It is a figure.
第２の実施形態でも、上記の第１の実施形態と同様に、基板４の上面４Ａから側壁部８の下面８Ｃまで順に（Ｙ軸＋方向に）、第１の接合膜３０、金属接合材３４、第２の接合膜３２及びバリア層３６が備えられている。これにより、基板４の上面４Ａ及び側壁部８の下面８Ｃの間に配置された金属接合材３４による溶融接合で、基板４及び側壁部８が接合されている。また、バリア層３６の配置についても、上記の第１の実施形態と同様である。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, the
一方、第２の実施形態では、第１の接合膜３０、金属接合材３４及び第２の接合膜３２が、反射面２４の下端部Ｐまで形成されておらず、第１の接合膜３０、金属接合材３４及び第２の接合膜３２の反射面側の端部Ｑの位置が、反射面２４の下端部Ｐの位置から距離Ｍだけ離れて形成されている点で、上記の第１の実施形態と異なる。
基板４及び側壁部８の接合時に、第１の接合膜３０及び第２の接合膜３２の間から、溶融金属（金属接合材）３４が反射面２４の下端部Ｐ側に押し出されるが、反射面２４の下端部Ｐに達するまでに距離Ｍを有するので、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６により、溶融金属（金属接合材）３４の拡散を効果的に抑制することができる。
On the other hand, in the second embodiment, the
At the time of joining the
なお、押し出された溶融金属（金属接合材）３４は、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６により完全に弾かれることがない。よって、溶融金属（金属接合材）３４が、側壁部８の下面８Ｃのバリア層３６上を徐々に広がっていくと考えられ、これにより所謂半田ボールが生じるのを抑制することができる。
The extruded molten metal (metal bonding material) 34 is not completely repelled by the
本実施形態では、側壁部８の上面８Ｂに接続層１２は形成されておらず、側壁部（シリコン）８の上面８Ｂ及びリッド（ガラス）１０の下面１０Ａが直接陽極接合されている。
その他については、上記の第１の実施形態に係る側壁部の接合構造とほぼ同様なので、更なる説明は省略する。
In the present embodiment, the
Others are substantially the same as the joint structure of the side wall portion according to the first embodiment, and further description thereof will be omitted.
（１つの実施形態に係る光源装置の製造方法）
次に、図５Ａ〜図５Ｅを参照しながら、上記の１つの実施形態に係る光源装置の製造方法の一例を示す。図５Ａ〜図５Ｅは、１つの実施形態に係る光源装置の製造方法の一例における各工程を示す模式図である。図５Ａ〜図５Ｅでは、図３に示す第１の実施形態に係る側壁部の接合構造を有する場合を例にとって説明するが、図４に示す第２の実施形態に係る側壁部の接合構造の場合も同様である。
なお、バリア層３６を形成するためのスパッタリングの方向を示すため、図５Ｂにだけ、スパッタリングのためのターゲット（積層材料）６０が図示されている。図示はされていない他の工程においても、同様なターゲットを用いて、スパッタリングを行うことができる。
(Manufacturing method of a light source device according to one embodiment)
Next, with reference to FIGS. 5A to 5E, an example of a method for manufacturing a light source device according to the above one embodiment will be shown. 5A to 5E are schematic views showing each step in an example of a method for manufacturing a light source device according to one embodiment. 5A to 5E will be described by taking as an example the case of having the joint structure of the side wall portion according to the first embodiment shown in FIG. 3, but the joint structure of the side wall portion according to the second embodiment shown in FIG. 4 will be described. The same applies to the case.
In order to show the direction of sputtering for forming the
図５Ａに示すように、窒化アルミニウムからなる基板にパターニング等で配線層が形成された、半導体レーザの正極及び負極と電気的に繋がる配線層を有する基板４を準備する。そして、基板４の上面４Ａの側壁部８の取り付け領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる層と、接合層である第３層とから構成される第１の接合膜３０を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。また、形成方法も、スパッタリングや蒸着だけではなく、メッキや印刷などの方法も使用することができる。
As shown in FIG. 5A, a
However, the process is not limited to the above process, and the second layer may not be formed, and only the third layer composed of a film containing gold (Au) may be formed on the first layer by sputtering or vapor deposition. can. Further, as the forming method, not only sputtering and vapor deposition but also methods such as plating and printing can be used.
次に、図５Ｂに示すように、シリコンの異方性エッチングにより、傾斜した傾斜面８Ａを有する側壁部８を準備する。なお、傾斜面は異方性エッチング以外の方法によって形成されていてもよい。そして、側壁部８の傾斜面８Ａを除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる層と、反射層である第３層とから構成される第１の反射膜（金属膜）２０を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 5B, the
However, the process is not limited to the above process, and the second layer may not be formed, and only the third layer composed of a film containing silver (Ag) may be formed on the first layer by sputtering or vapor deposition. can.
更に、スパッタリングまたは蒸着で、第１の反射膜（金属膜）２０の上に誘電体膜を形成する。これにより、側壁部８の傾斜面８Ａに形成された第１の反射膜（金属膜）２０の上に反射率を向上させる第２の反射膜（誘電体膜）２２を形成することができる。
Further, a dielectric film is formed on the first reflective film (metal film) 20 by sputtering or vapor deposition. As a result, a second reflective film (dielectric film) 22 that improves the reflectance can be formed on the first reflective film (metal film) 20 formed on the
これに引き続いて、上記のマスクを除去し、図５Ｂに示すように、白金（Ｐｔ）を含むスパッタリングのターゲット（積層材料）６０を側壁部８の下面８Ｃの下方に配置して、側壁部８の下面８Ｃ側からスパッタリングを行う。
Following this, the above mask was removed, and as shown in FIG. 5B, the target (laminated material) 60 for sputtering containing platinum (Pt) was placed below the
この場合、適切なスパッタリングの条件を設定することにより、マスクを用いることなく、バリア層３６を側壁部８の下面８Ｃ及び反射面２４の下端部Ｐから所定の距離まで連続して形成することができる。これにより、製造コストの低減に寄与できる。
ただし、これに限られるものではなく、バリア層３６を形成する領域以外の領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着により、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６を形成することもできる。上記のように、側壁部８側から、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層（下地層）、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（遮蔽層）とで構成された積層膜を形成することもできるし、側壁部８側から白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）で構成された積層膜を形成することもできる。また、第２層（遮蔽層）として、パラジウム（Ｐｄ）を用いることもできる。
In this case, by setting appropriate sputtering conditions, the
However, the present invention is not limited to this, and the
次に、図５Ｃに示すように、側壁部８の下面８Ｃを除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、金（Ａｕ）を含む膜からなる層を形成する。これにより、側壁部８の下面８Ｃに形成されたバリア層３６の上に、接合層である第２の接合膜３２を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 5C, a mask is applied to the region of the
更に、側壁部８の上面８Ｂの接続層１２の形成領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される接続層１２を形成する。これにより、側壁部８の上面８Ｂに接続層１２を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第１の接合膜３０、第２の接合膜３２の製造プロセスと同様に、第１層を側壁部８の上面８Ｂに形成した後、その上に接続層１２を形成することもできる。
Further, the region of the
However, the present invention is not limited to the above process, and as in the manufacturing process of the
更に、図５Ｃに示すように、ガラスからなるリッド１０を準備し、側壁部８に形成された接続層１２の上面１２Ａ及びリッド１０の下面１０Ａを接触させた状態で加熱し、接続層１２側を陽極として、両者の間に所定の電圧を加えることにより、陽極接合を行う。これにより、接続層１２及びリッド１０の気密性の高い接合構造が得られる。
Further, as shown in FIG. 5C, a
なお、図５Ａ〜図５Ｅでは、１つの光源装置の製造方法を示しているが、基板４や側壁部８が複数連結された状態で製造し、適当なところで分割してもよい。これにより複数の光源装置を効率よく製造することができる。この場合、図５Ａに示すように、基板４の上面４Ａの端部から一定の範囲で第１の接合膜３０が形成されていない領域が設けられている。同様に、図５Ｃに示すように、側壁部８の下面８Ｃの端部から一定の範囲でバリア層３６や第２の接合膜３２が形成されていない領域が設けられ、側壁部８の上面８Ｂの端部から一定の範囲で接続層１２が形成されていない領域が設けられている。これは、後の個片化の工程で、ダイシング等により金属パターンである第１の接合膜３０、第２の接合膜３２、バリア層３６、接続層１２等が損傷するのを防ぐために設けられている。
Although FIGS. 5A to 5E show a method of manufacturing one light source device, it may be manufactured in a state where a plurality of
次に、図５Ｄに示すように、このパッケージの基板４上に半導体レーザ６を実装する。実装方法の一例として、半導体レーザ６の底面側のｎ電極及び基板４に設けられた配線層をバンプ等の接合部材を介して接合し、半導体レーザ６の上面側のｐ電極及び基板４に設けられた配線層をワイヤボンディングすることが挙げられる。また、他の一例としては、同一面側にｎ電極及びｐ電極を有する半導体レーザ６を用いて、ｎ電極及びｐ電極の双方と配線層とを接合部材を介して接合してもよい。
また、半導体レーザ６は、サブマウントを介して基板４上に実装することもできる。サブマウントは、典型的には、電気絶縁性が高く、熱伝導率の高い材質である。例えば、窒化アルミニウムや炭化ケイ素が挙げられる。
Next, as shown in FIG. 5D, the
Further, the
次に、図５Ｅに示すように、基板４に形成された第１の接合膜３０の接合面、及び側壁部８の下面に形成された第２の接合膜３２の接合面の間を、例えば、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等からなる金属接合材３４を用いて、溶融接合で接合する。これにより、金属接合材３４による、基板４及び側壁部８の気密性の高い接合構造が得られる。ただし、金属接合材３４を用いた接合プロセスだけでなく、例えば、第１の接合膜３０の接合面及び第２の接合膜３２の接合面を加熱、加圧することにより、固相拡散接合で接合することもできる。
Next, as shown in FIG. 5E, between the bonding surface of the
以上のような製造プロセスにより、図１に示すような、半導体レーザ６がパッケージ内に気密に収納された光源装置２を製造することができる。
なお、図５Ｄに示す工程は、図５Ａに示す工程の後であって、図５Ｅに示す工程の前であれば、図５Ｂ、Ｃの工程とは個別に、任意のタイミングで行うことができる。更に、上記の製造プロセスの各工程の順番は任意に変更することができる。このとき、後の工程により先の工程の材料が溶融しないようにするため、融点の高いものを先につけるように各工程の順番を定めるのが好ましい。
By the manufacturing process as described above, it is possible to manufacture the
The step shown in FIG. 5D can be performed at any timing after the step shown in FIG. 5A and before the step shown in FIG. 5E, separately from the steps shown in FIGS. 5B and 5C. .. Further, the order of each step of the above manufacturing process can be arbitrarily changed. At this time, in order to prevent the material of the previous step from melting in the later step, it is preferable to determine the order of each step so that the material having the highest melting point is attached first.
上記の実施形態では、陽極接合を用いて、接続層１２及びリッド１０を接合しているが、これに限られるものではなく、溶接、半田付け、接着をはじめとするその他の接合手段を用いることもできる。この場合には、接続層１２の材料として、アルミニウムやチタン以外の金属材料や、樹脂材料、セラミック材料等を用いることもできる。
また、半導体レーザ６が収納される凹部内に、フォトダイオードやツェナーダイオードが収納されていてもよい。
In the above embodiment, the
Further, a photodiode or a Zener diode may be housed in the recess in which the
（その他の実施形態に係る光源装置）
次に、図６及び図７を参照しながら、本発明のその他の実施形態に係る光源装置の概要を説明する。図６は、本発明のその他の実施形態に係る光源装置の概要を示す模式的な側面断面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図（平面図）である。
(Light source device according to other embodiments)
Next, an outline of the light source device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a schematic side sectional view showing an outline of a light source device according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a VII-VII arrow view (plan view) of FIG.
その他の実施形態に係る光源装置２’では、側壁部８’が半導体レーザ６を囲むように形成されておらず、図７に示す平面視において、半導体レーザ６の出射面と対向する一面側にだけ設けられている点で、上記の１つの実施形態に係る光源装置２とは異なる。つまり、側壁部８’が、パッケージの構成部材とは個別の立ち上げミラーとして形成されている。
In the light source device 2'according to the other embodiments, the side wall portion 8'is not formed so as to surround the
本実施形態に係る光源装置２’では、パッケージ部材４０が半導体レーザ６を囲むように形成されており、基板４及びパッケージ部材４０で、半導体レーザ６及び側壁部８’を囲む空間を形成している。図６では、この空間を覆うリッドが示されていないが、上記の実施形態と同様に、空間を気密に覆うリッドを備えることもできるし、パッケージ部材４０の上側にロッドインテグラのような光学部材を取り付けることもできる。
In the light source device 2'according to the present embodiment, the
基板４への実装時に、側壁部８’の上面をコレットで吸引する場合を考慮すると、側壁部８’の上面はある程度の大きさを有することが好ましい。一方、平面視における光源装置２’の小型化の観点からは、側壁部８’の上面は小さい方が好ましい。よって、これら相反する事項のバランスを考慮して、側壁部８’の最適な形状を定めることが好ましい。
また、平面視における光源装置２’の小型化の観点から、パッケージ部材４０は、垂直な側面を有することが好ましい。
Considering the case where the upper surface of the side wall portion 8'is sucked by a collet at the time of mounting on the
Further, from the viewpoint of miniaturization of the light source device 2'in a plan view, the
基板４の材料として、本実施形態では、窒化アルミニウム、アルミナ、アルミナジルコニア、窒化ケイ素、ＬＴＣＣ等のセラミック材料が用いられている。ただし、これに限られるものではなく、樹脂材料、シリコン等の単結晶、絶縁層を備えた金属材料等を用いることもできる。
側壁部８’の材料として、本実施形態ではガラスが用いられている。この場合、基板４の上面４Ａに対して４５°傾斜した傾斜面８Ａ’及び反射面２４’を得ることもできる。この場合には、半導体レーザ６’から出射された光を略直交する方向へ反射させることができる。ただし、側壁部８’の材料として、ガラスに限られるものではなく、上記のようなシリコンや、樹脂材料やその他のセラミック材料等を用いることもできる。
As the material of the
As the material of the side wall portion 8', glass is used in this embodiment. In this case, it is also possible to obtain an inclined surface 8A'and a reflecting surface 24' that are inclined by 45 ° with respect to the
パッケージ部材４０の材料として、本実施形態では、窒化アルミニウム、アルミナ、アルミナジルコニア、窒化ケイ素等のセラミック材料が用いられている。ただしこれに限られるものではなく、シリコン等の単結晶、樹脂材料等を用いることもできる。なお、パッケージ部材４０及び基板４の熱棒膨張係数を合わせるため、パッケージ部材４０及び基板４で同様な材料を用いることも好ましい。また、セラミック材料等を用いて、パッケージ部材４０及び基板４を一体的に形成することもできる。
As the material of the
（第１の実施形態に係る側壁部の接合構造）
次に、図８を参照しながら、その他の実施形態に係る光源装置における第１の実施形態に係る側壁部の接合構造を説明する。図８は、図６のＢで示す領域を拡大して示した側面断面図であって、その他の実施形態に係る光源装置における第1の実施形態に係る側壁部の接合構造を示す図である。
(Joint structure of side wall portion according to the first embodiment)
Next, with reference to FIG. 8, the joining structure of the side wall portion according to the first embodiment in the light source device according to the other embodiment will be described. FIG. 8 is an enlarged side sectional view showing a region shown by FIG. 6B, and is a diagram showing a joint structure of a side wall portion according to a first embodiment in a light source device according to another embodiment. ..
基板４及び側壁部８’の接合構造は、上記の図３に示す場合と同様であり、側壁部８’の下面８Ｃ’に形成されたバリア層３６’の上に第２の接合膜３２’が形成されている。そして、基板４の上面４Ａに形成された第１の接合膜３０’と、第２の接合膜３２’との間を金属接合材３４’で接合している。更に、バリア層３６’、第１の接合膜３０’、第２の接合膜３２’及び金属接合材３４’の詳細については、上記の１つの実施形態に係る光源装置の場合と同様なので、更なる説明は省略する。
側壁部８’の傾斜した傾斜面８Ａ’には、第１の反射膜（金属膜）２０’及び第２の反射膜（誘電体膜）２２’が形成され、高い反射率の反射面２４’を有している。第１の反射膜（金属膜）２０’及び第２の反射膜（誘電体膜）２２’ の詳細については、上記の１つの実施形態に係る光源装置の場合と同様なので、更なる説明は省略する。
The bonding structure of the
A first reflective film (metal film) 20'and a second reflective film (dielectric film) 22'are formed on the inclined inclined surface 8A'of the side wall portion 8', and the reflective surface 24'has a high reflectance. have. The details of the first reflective film (metal film) 20'and the second reflective film (dielectric film) 22'are the same as in the case of the light source device according to the above one embodiment, and further description thereof will be omitted. do.
基板４及びパッケージ部材４０の接合構造は、基板４の上面４Ａに形成された接合膜５０と、パッケージ部材４０の下面４０Ｃに形成された接合膜５２との間を金属接合材５４で接合している。接合膜５０、接合膜５２及び金属接合材５４の詳細については、上記の基板４及び側壁部８’の接合構造における第１の接合膜３０’、第２の接合膜３２’及び金属接合材３４’と同様なので、更なる説明は省略する。
The bonding structure of the
その他の実施形態に係る光源装置における第１の実施形態に係る側壁部の接合構造も、上記の１つの実施形態に係る光源装置における第１の実施形態に係る側壁部の接合構造と同様な作用効果を奏する。 The joint structure of the side wall portion according to the first embodiment in the light source device according to the other embodiment has the same operation as the joint structure of the side wall portion according to the first embodiment in the light source device according to the above one embodiment. It works.
つまり、 側壁部８’の下面８Ｃ’及び反射面２４’に連続して形成されたバリア層３６’を備えることにより、高い反射率を有する反射面２４’を備えた信頼性の高いコンパクトな光源装置２’を提供できる。特に、バリア層３６’が白金（Ｐｔ）を含むので、溶融金属（金属接合材）３４’が拡散しにくく、側壁部８’の傾斜面８Ａ’及び第１の反射膜（金属膜）２０’の間に溶融金属（金属接合材）３４’が侵入することを防止することができる。
また、適切な所定の距離Ｌ’を設定することにより、側壁部８’の傾斜面８Ａ’及び第１の反射膜（金属膜）２０’の間を確実にバリア層３６’で覆うとともに、より広い反射領域が得られる。更に、反射面２４’に形成されたバリア層３６’の上端の位置が、半導体レーザ６の発光層の下端の位置よりも低くなっているので、直進性の高い半導体レーザ６からの出射光がバリア層３６’に当たるのを抑制して、反射面２４’の反射率を高く維持することができる。また、第１の接合膜３０’、金属接合材３４’及び第２の接合膜３２’の反射面側の端部Ｑ’が、反射面２４’の下端部Ｐ’の位置またはその近傍まで達するように形成できるので、コンパクトで堅固な光源装置２’を実現できる。
That is, a highly reliable and compact light source having a reflecting surface 24'having a high reflectance by providing a barrier layer 36' continuously formed on the lower surface 8C'and the reflecting surface 24' of the side wall portion 8'. Device 2'can be provided. In particular, since the barrier layer 36'contains platinum (Pt), the molten metal (metal bonding material) 34'is difficult to diffuse, and the inclined surface 8A'of the side wall portion 8'and the first reflective film (metal film) 20' It is possible to prevent the molten metal (metal bonding material) 34'from invading between the two.
Further, by setting an appropriate predetermined distance L', the space between the inclined surface 8A'of the side wall portion 8'and the first reflective film (metal film) 20' is surely covered with the barrier layer 36', and more. A wide reflection area is obtained. Further, since the position of the upper end of the barrier layer 36'formed on the reflecting surface 24'is lower than the position of the lower end of the light emitting layer of the
なお、その他の実施形態に係る光源装置においても、図４に示すような第２の実施形態に係る側壁部の接合構造、つまり、第１の接合膜３０’、金属接合材３４’及び第２の接合膜３２’の反射面側の端部Ｑ’の位置が、反射面２４’の下端部Ｐ’の位置から所定の距離だけ離れた構造を採用することができ、同様な作用効果を得ることができる。
つまり、基板４及び側壁部８’の接合時に、第１の接合膜３０’及び第２の接合膜３２’の間から、溶融金属（金属接合材）３４’が反射面の下端部Ｐ’側に押し出されるが、反射面の下端部Ｐ’にまで達するまでに所定の距離を有するので、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６’により、溶融金属（金属接合材）３４’の拡散を効果的に抑制することができる。更に、押し出された溶融金属（金属接合材）３４’は、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６’により完全に弾かれることがないので、溶融金属（金属接合材）３４’が、側壁部８’の下面８Ｃ’のバリア層３６’上を徐々に広がっていって、所謂半田ボールが生じるのを抑制することができる。
In the light source device according to the other embodiment, the bonding structure of the side wall portion according to the second embodiment as shown in FIG. 4, that is, the first bonding film 30', the metal bonding material 34', and the second. A structure in which the position of the end portion Q'on the reflective surface side of the bonding film 32'is separated from the position of the lower end portion P'of the reflective surface 24'by a predetermined distance can be adopted, and the same effect can be obtained. be able to.
That is, when the
（その他の実施形態に係る光源装置の製造方法）
次に、図９Ａ〜図９Ｅを参照しながら、その他の実施形態に係る光源装置の製造方法の一例を示す。図９Ａ〜図９Ｅは、その他の実施形態に係る光源装置の製造方法の一例における各工程を示す模式図である。図９Ａ〜図９Ｅでは、図８に示す第１の実施形態に係る側壁部の接合構造を有する場合を例にとって説明するが、第２の実施形態に係る側壁部の接合構造の場合も同様である。
(Manufacturing method of light source device according to other embodiments)
Next, with reference to FIGS. 9A to 9E, an example of a method for manufacturing a light source device according to another embodiment will be shown. 9A-9E are schematic views showing each step in an example of a method for manufacturing a light source device according to another embodiment. In FIGS. 9A to 9E, the case where the side wall portion is joined according to the first embodiment shown in FIG. 8 will be described as an example, but the same applies to the case where the side wall portion is joined according to the second embodiment. be.
図９Ａに示すように、窒化アルミニウム等のセラミック材料からなる基板にパターニングして、半導体レーザの正極及び負極と電気的に繋がる配線層を有する基板４を準備する。なお、配線層が形成されている基板４を購入して使用してもよい。そして、基板４の上面４Ａの側壁部８’の取り付け領域及びパッケージ部材４０の取り付け領域を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる層と、接合層である第３層とから構成される第１の接合膜３０’及び接合膜５０を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。
As shown in FIG. 9A, a
However, the process is not limited to the above process, and the second layer may not be formed, and only the third layer composed of a film containing gold (Au) may be formed on the first layer by sputtering or vapor deposition. can.
次に、図９Ｂに示すように、中央が開口した窒化アルミニウム等のセラミック材料からなるパッケージ部材４０を準備する。なお、所定の形状を有するパッケージ部材４０を購入して使用してもよい。そして、パッケージ部材４０の下面４０Ｃを除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、パッケージ部材４０の下面４０Ｃに、第１層及び第２層からなる層と、接合層である３層とから構成される接合膜５２を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、金（Ａｕ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 9B, a
However, the process is not limited to the above process, and the second layer may not be formed, and only the third layer composed of a film containing gold (Au) may be formed on the first layer by sputtering or vapor deposition. can.
次に、図９Ｃに示すように、傾斜した傾斜面８Ａ’を有するガラスからなる側壁部８’を準備する。なお、傾斜した傾斜面が形成された側壁部を購入して使用してもよい。そして、側壁部８’の傾斜面８Ａ’を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、チタン（Ｔｉ）等を含む膜からなる第１層を形成し、その上に白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層を積層し、その上に銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層を積層する。これにより、第１層及び第２層からなる層と、反射層である第３層とから構成される第１の反射膜（金属膜）２０’を形成することができる。
ただし、上記のプロセスに限られるものではなく、第２層の層を形成せず、スパッタリングまたは蒸着により、銀（Ａｇ）を含む膜からなる第３層だけを第１層上に形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 9C, a side wall portion 8'made of glass having an inclined inclined surface 8A'is prepared. A side wall portion on which an inclined inclined surface is formed may be purchased and used. Then, a mask is applied to the region of the side wall portion 8'excluding the
However, the process is not limited to the above process, and the second layer may not be formed, and only the third layer composed of a film containing silver (Ag) may be formed on the first layer by sputtering or vapor deposition. can.
更に、スパッタリングまたは蒸着で、第１の反射膜（金属膜）２０’上に誘電体膜を形成する。これにより、側壁部８’の傾斜面８Ａ’に形成された第１の反射膜（金属膜）２０’に反射率を向上させる第２の反射膜（誘電体膜）２２’を形成することができる。 Further, a dielectric film is formed on the first reflective film (metal film) 20'by sputtering or thin film deposition. As a result, a second reflective film (dielectric film) 22'that improves the reflectance can be formed on the first reflective film (metal film) 20'formed on the inclined surface 8A'of the side wall portion 8'. can.
これに引き続いて、上記のマスクを除去し、図９Ｃに示すように、白金（Ｐｔ）を含むスパッタリングのターゲット（積層材料）６０’を側壁部８’の下面８Ｃ’の下方に配置して、側壁部８’の下面８Ｃ’からスパッタリングを行う。
このとき、適切なスパッタリングの条件を設定することにより、マスクを用いることなく、バリア層３６’を側壁部８’の下面８Ｃ’及び反射面２４’の下端部Ｐ’から所定の距離まで連続して形成することができる。これにより、製造コストの低減に寄与できる。
ただし、これに限られるものではなく、バリア層３６’を形成する領域以外の領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着により、白金（Ｐｔ）を含むバリア層３６’を形成することもできる。上記のように、側壁部８’側から、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の何れかを含む膜からなる第１層（下地層）、及び白金（Ｐｔ）を含む膜からなる第２層（遮蔽層）とで構成された積層膜を形成することもできるし、側壁部８’側から白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）で構成された積層膜を形成することもできる。また、第２層（遮蔽層）として、パラジウム（Ｐｄ）を用いることもできる。
Following this, the above mask was removed and a sputtering target (laminated material) 60'containing platinum (Pt) was placed below the lower surface 8C'of the side wall 8', as shown in FIG. 9C. Sputtering is performed from the lower surface 8C'of the side wall portion 8'.
At this time, by setting appropriate sputtering conditions, the barrier layer 36'is continuously connected to the lower surface 8C'of the side wall portion 8'and the lower end portion P'of the reflective surface 24'to a predetermined distance without using a mask. Can be formed. This can contribute to the reduction of manufacturing cost.
However, the present invention is not limited to this, and a region other than the region forming the barrier layer 36'can be masked to form the barrier layer 36'containing platinum (Pt) by sputtering or vapor deposition. As described above, from the side wall portion 8'side, a first layer (underlayer) composed of a film containing any of titanium (Ti), nickel (Ni) and chromium (Cr), and a film containing platinum (Pt). A laminated film composed of a second layer (shielding layer) composed of the same can be formed, or a laminated film composed of platinum (Pt) and titanium (Ti) can be formed from the side wall portion 8'side. can. Further, palladium (Pd) can also be used as the second layer (shielding layer).
次に、図９Ｄに示すように、側壁部８’の下面８Ｃ’を除く領域にマスクを施して、スパッタリングまたは蒸着で、金（Ａｕ）を含む膜からなる層を形成する。これにより、側壁部８’の下面８Ｃ’に形成されたバリア層３６’上に、接合層である第２の接合膜３２’を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 9D, a mask is applied to the region of the side wall portion 8'excluding the
なお、図９Ａ〜図９Ｅでは、１つの光源装置の製造方法を示しているが、基板４やパッケージ部材４０が複数連結された状態で製造し、適当なところで分割してもよい。同様に、複数連結された状態で側壁部８’を製造した後、個々に分割してもよい。これにより複数の光源装置や側壁部８’を効率よく製造することができる。この場合、図９Ａに示すように、基板４の上面４Ａの端部から一定の範囲で接合膜５０が形成されていない領域が設けられている。同様に、図９Ｂに示すように、パッケージ部材４０の下面４０Ｃの端部から一定の範囲で、接合膜５２が形成されていない領域が設けられている。図９Ｄに示すように、側壁部８’の下面８Ｃ’の端部から一定の範囲で、バリア層３６’や第２の接合膜３２’が形成されていない領域が設けられている。これは、後の個片化の工程で、ダイシング等により金属パターンである接合膜５０、接合膜５２、バリア層３６’、第２の接合膜３２’等が損傷するのを防ぐために設けられている。
Although FIGS. 9A to 9E show a method of manufacturing one light source device, it may be manufactured in a state where a plurality of
次に、図９Ｅに示すように、基板４の上面４Ａに形成された第１の接合膜３０’及び側壁部８’の下面８Ｃ’に形成された第２の接合膜３２’の間、並びに基板４の上面４Ａに形成された接合膜５０及びパッケージ部材４０の下面４０Ｃに形成された接合膜５２の間を、例えば、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）からなる金属接合材を用いて、溶融接合で接合する。これにより、金属接合材による、基板４及び側壁部８’ 並びに基板４及びパッケージ部材４０の強固な接合構造が得られる。そして、半導体レーザ６を基板４の上面４Ａに実装する。なお、半導体レーザ６の実装方法は、上記の１つの光源装置２の製造方法と同様なので、更なる説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 9E, between the first bonding film 30'formed on the
基板４の上面４Ａに、側壁部８’、パッケージ部材４０を取り付け、半導体レーザ６を実装する工程を、同時に行うこともできるし、側壁部８’ 及びパッケージ部材４０を先に基板４に取り付け、その後、半導体レーザ６を実装することもできる。上側に取り付けるリッドや光学部材の取り付けを含め、最適な手順で取り付け、実装を行うことが好ましい。
The steps of attaching the side wall portion 8'and the
以上のような製造プロセスにより、図６から図８に示すような、半導体レーザ６及び立ち上げミラーとして機能する側壁部８’を備えた光源装置２’を製造することができる。
なお、上記の製造プロセスの各工程の順番は任意に変更することができる。このとき、後の工程により先の工程の材料が溶融しないようにするため、融点の高いものを先につけるように各工程の順番を定めるのが好ましい。
Through the manufacturing process as described above, it is possible to manufacture the light source device 2'with the
The order of each step of the above manufacturing process can be arbitrarily changed. At this time, in order to prevent the material of the previous step from melting in the later step, it is preferable to determine the order of each step so that the material having the highest melting point is attached first.
本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。 Although the embodiments and embodiments of the present invention have been described, the disclosed contents may be changed in the details of the configuration, and the present invention is requested to change the combinations and orders of the elements in the embodiments and embodiments. It can be realized without departing from the scope and ideas of.
２、２’ 光源装置
４ 基板
４Ａ 上面
６ 半導体レーザ
８、８’ 側壁部
８Ａ、８Ａ’ 傾斜面
８Ｂ、８Ｂ’ 上面
８Ｃ、８Ｃ’ 下面
１０ リッド
１０Ａ 下面
１０Ｂ 上面
１２ 接続層
１２Ａ 上面
２０、２０’ 第１の反射膜（金属膜）
２２、２２’ 第２の反射膜（誘電体膜）
２４、２４’ 反射面
３０、３０’ 第１の接合膜
３２、３２’ 第２の接合膜
３４、３４’ 金属接合材
３６、３６’ バリア層
４０ パッケージ部材
４０Ａ 側面
４０Ｂ 上面
４０Ｃ 下面
５０ 接合膜
５２ 接合膜
５４ 金属接合材
６０、６０’ スパッタリングのターゲット（積層材料）
Ｐ、Ｐ’ 反射面の下端部
Ｑ、Ｑ’ 接合膜、金属接合材の端部（端面）
2,
22, 22'Second reflective film (dielectric film)
24,
Lower end of P, P'reflecting surface Q, Q'Bonding film, end of metal bonding material (end face)
Claims (10)
前記基板の上面に載置された半導体レーザと、
前記基板の上面に対向する下面、及び該下面と下端部で繋がり前記基板の上面に対して傾斜した傾斜面を有する側壁部と、
前記傾斜面に形成され、前記半導体レーザから出射された光を反射する反射面を構成する反射膜と、
前記基板の上面及び前記側壁部の下面の間に配置され、溶融接合で前記基板及び前記側壁部を接合する金属接合材と、
前記側壁部の下面及び前記反射面に連続して形成されたバリア層と、
を備え、
前記傾斜面の下端において、前記バリア層が前記傾斜面及び前記反射膜の間を覆うことを特徴とする光源装置。 With the board
A semiconductor laser mounted on the upper surface of the substrate and
A lower surface facing the upper surface of the substrate, and a side wall portion connected to the lower surface at the lower end portion and having an inclined surface inclined with respect to the upper surface of the substrate.
A reflective film formed on the inclined surface and constituting a reflective surface for reflecting light emitted from the semiconductor laser,
A metal bonding material arranged between the upper surface of the substrate and the lower surface of the side wall portion to join the substrate and the side wall portion by melt joining.
A barrier layer continuously formed on the lower surface of the side wall portion and the reflective surface, and
Equipped with
A light source device characterized in that a barrier layer covers between the inclined surface and the reflective film at the lower end of the inclined surface.
前記基板の上面に載置された半導体レーザと、
前記基板の上面に対向する下面、及び該下面と下端部で繋がり前記基板の上面に対して傾斜した傾斜面を有する側壁部と、
前記傾斜面に形成され、前記半導体レーザから出射された光を反射する反射面を構成する反射膜と、
前記基板の上面及び前記側壁部の下面の間に配置され、溶融接合で前記基板及び前記側壁部を接合する金属接合材と、
前記側壁部の下面及び前記反射面に連続して形成されたバリア層と、
を備え、
前記バリア層が前記反射面の下端部から所定の距離まで形成され、
前記反射面に形成された前記バリア層の上端の位置が、前記半導体レーザの発光層の下端の位置よりも低いことを特徴とする光源装置。 With the board
A semiconductor laser mounted on the upper surface of the substrate and
A lower surface facing the upper surface of the substrate, and a side wall portion connected to the lower surface at the lower end portion and having an inclined surface inclined with respect to the upper surface of the substrate.
A reflective film formed on the inclined surface and constituting a reflective surface for reflecting light emitted from the semiconductor laser,
A metal bonding material arranged between the upper surface of the substrate and the lower surface of the side wall portion to join the substrate and the side wall portion by melt joining.
A barrier layer continuously formed on the lower surface of the side wall portion and the reflective surface, and
Equipped with
The barrier layer is formed from the lower end of the reflective surface to a predetermined distance.
A light source device characterized in that the position of the upper end of the barrier layer formed on the reflective surface is lower than the position of the lower end of the light emitting layer of the semiconductor laser.
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