[发明专利]半导体激光设备及其制造方法

说明书

背景技术

本发明涉及半导体激光设备及其制造方法，尤其是半导体激光设备所具有的半导体激光芯片是利用导电芯片焊接糊料(die-bonded paste)与焊接表面进行芯片焊接(chip die-bonded)的半导体激光设备及其制造方法。

如日本专利申请特开平6-37403中所述，在传统的半导体激光设备中，半导体激光芯片是通过例如In,Pb/Sn(焊料)，Au/Sn等的金属钎焊材料将芯片焊接于焊接表面的预定位置，例如引线框架，管座，或管座上设置的亚底座上。

图5表示第一种传统的半导体激光设备，其中半导体激光芯片50利用金属钎焊材料52焊接在亚底座51的芯片焊接表面51a的预定位置上。金属钎焊材料52在室温下是固体，通过蒸发等方法被沉积在焊接表面的预定焊接位置上。在半导体激光芯片50被放置在金属钎焊材料52上之后，将该金属钎焊材料52加热至150℃或更高温度以使之熔化。此时，半导体激光芯片50用焊接夹头等(未显示)固定。最后，将金属钎焊材料52冷却以使之硬化或定形。因此，半导体激光芯片50被芯片焊接至芯片焊接表面51a的预定位置。在图5中，标号53代表半导体激光芯片50的主发射侧(discharge side)的发光点，标号54表示半导体激光芯片50的监视次发射侧的发光点，标号55代表连接主发射侧的发光点和次发射侧发光点的半导体激光芯片50的发光轴。

在图5所示的第一种传统半导体激光设备的制造方法中，金属钎焊材料52的熔化点高。因此加热/冷却循环花费的时间多，由此制造该半导体激光设备需要的时间长。另外，硬化后的金属钎焊材料52比0.01mm薄。因此如果该半导体激光设备用在采用主寻迹控制法的三光束模式进行的光学读取中，将会产生以下问题。在已经从光盘返回的三光束中，一个辅助光束规则反射离开半导体激光芯片50的放电表面回到该光盘，然后射在信号检测光二极管上产生噪音。

为了解决半导体激光设备制造时间长的问题，提出一种制造半导体激光设备的方法(以下称为第二种现有技术)。在该方法中，利用导电的芯片焊接糊料(导电粘合剂)来代替金属钎焊材料而将半导体激光芯片焊接在焊接表面上。导电的芯片焊接糊料包括树脂和导电填料例如银片。可以根据糊料中的树脂将该导电芯片焊接糊料的硬化温度降低至约为100℃。由此，加热/冷却循环变短。因此可以减少制造半导体激光设备所需的时间。

图6表示将半导体激光芯片用导电芯片焊接糊料芯片焊接在芯片焊接表面而制成的半导体激光设备。在图6中，与图5中相同或类似的部分用相同的标号表示。标号56表示导电芯片焊接糊料。

在根据第二种现有技术制造半导体激光设备的方法中，当提高导电填料的比例来降低导电芯片焊接糊料56的电阻时，该导电芯片焊接糊料56的粘度变高。因而，当将半导体激光芯片50放置在导电芯片焊接糊料56上时，导电芯片焊接糊料56膨胀，并粘附在半导体激光芯片50的末端表面和侧面上，挡住了主发射侧发光点53和/或监视次发光点54。这一点将在下面参考图7A和图7B具体说明。

参考图7A，已经从分配器(未显示)中排出的预定的微量导电芯片焊接糊料56，位于注射器针头57的尖部。随着注射器针头的尖部57沿着58A的向下方向移动，导电芯片焊接糊料56被放置在亚底座51的芯片焊接表面51a的预定位置上。然后，随着注射器针头57的尖部如图7B所示沿着58B的向上方向移动时，导电芯片焊接糊料56被施加在亚底座51的芯片焊接表面51a的预定部分上。

然后，如图6所示，将半导体激光芯片50放置在已施加在亚底座51的芯片焊接表面51a的导电芯片焊接糊料56之上。半导体激光芯片50的下表面的尺寸约为0.2mm×0.2mm，发光点位于距离该半导体激光芯片50下表面约为0.05mm的位置处。也就是，发光点位于比半导体激光芯片安装表面51a高约0.05mm的水平上。另一方面，就向芯片焊接表面51a可靠施加导电芯片焊接糊料56而言，可以使得注射器针头57的尖部的直径小于约0.3mm。因此，导电芯片焊接糊料56的施加面积大于半导体激光芯片50的尺寸(下表面的面积)，导电芯片焊接糊料56的厚度经常大于0.05mm。所以，如图6所示，导电芯片焊接糊料56沿着其上安装的半导体激光芯片50末端表面和侧面鼓起。该末端表面分别具有主发射侧发光点53和监测发光点54。因此如果导电芯片焊接糊料56被加热和冷却至上述状态，它使得导电芯片焊接糊料56阻挡主发射侧发光点53和监测发光点54。

发明概述