次载具、次载具组件和次载具装配方法组成比例

本申请提供了一种具有阻止制造成本的增加与成品率和可靠性的减小的结构和构造并包括倾斜波导的次载具、次载具组件和次载具装配方法。具有第一表面并允许包括波导的半导体发光元件固定在第一表面上的次载具，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成，次载具包括：第一表面上的熔接材料层；以及形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0。

【技术实现步骤摘要】
次载具、次载具组件和次载具装配方法
本技术涉及一种用来装配半导体发光元件的次载具(sbumount，基座)、使用该次载具的次载具组件、和次载具装配方法。
技术介绍
近来，对于使用阿秒范围或飞秒范围中的脉冲宽度的激光的前沿科学领域中的研究人员来说，已经频繁地使用超短脉冲/超高功率激光。此外，除了对皮秒或飞秒的时标上的超快现象的科学兴趣以外，已经积极地进行了使用用于实际应用的高峰值功率的超短脉冲激光的应用研究，例如微细加工或双光子成像。此外，希望具有405nm的发光波长的由基于GaN的化合物半导体制成的高功率/超短脉冲激光二极管元件用作期望成为遵循蓝光光盘系统的下一代光盘系统的体积型光盘系统的光源，机械场、生物成像场等中必须的光源，或覆盖整个可见光范围的相干光源。作为超短脉冲/超高功率激光，例如，钛/蓝宝石激光是已知的；然而，钛/蓝宝石激光是昂贵且大的固体激光光源，这是技术传播的主要障碍。如果通过使用激光二极管或激光二极管元件来实现超短脉冲/超高功率激光，则考虑的是要实现超短脉冲/超高功率激光的尺寸、价格和能耗的大幅度减小以及超短脉冲/超高功率激光的高稳定性，从而获得促进超短脉冲/超高功率激光在这些领域中的普遍使用的突破。具有作为这种405nm波长高峰值功率的皮秒脉冲光源的全半导体结构的激光二极管装置组件典型地具有MOPA(主振荡功率放大器)构造。更具体来说，该激光二极管装置组件由产生皮秒脉冲的激光二极管和放大所产生的皮秒脉冲的半导体光学放大器(SOA，半导体激光放大器)构成。这里，光学放大器不将光学信号转换成电信号地直接放大光学信号本身，具有没有共振器的激光结构，并用放大器的光学增益放大入射光。更具体地，一种具有产生皮秒脉冲的MOPA构造的脉冲光源是包括外部共振器的模式锁定的激光二极管装置组件。可通过减小激光二极管元件的两个端面的反射率来实现半导体光学放大器。为了减小反射率，典型地执行对端面施加由介电多层膜构成的无反射涂层的技术；然而，即使对包括垂直于端面的波导的激光二极管元件的端面施加无反射涂层，残留反射率仍较高，并难以实现具有足够光学增益的半导体光学放大器。因此，在包括被布置为相对于端面倾斜的波导(即，倾斜波导)的半导体光学放大器中使用减小有效反射率的技术。此外，在希望和用外反射镜构造模式锁定的激光二极管元件组件的情况一样减小激光二极管元件的端面的反射率的情况中，采用将波导相对于端面倾斜地布置的技术，即采用包括倾斜波导的激光二极管元件，也是有效的。在实际使用激光二极管元件或半导体光学放大器(在下文中统称为“半导体发光元件”)的情况中，必须将半导体发光元件与透镜、光学装置、光学元件或其他装置有效地光学耦接。然而，如上所述，当安装具有相对于半导体发光元件的端面倾斜的波导的半导体发光元件以允许其轴线与系统的光轴平行时，按照斯涅耳定律，从半导体发光元件发出的光以一定角度相对于系统的光轴倾斜。因此，存在这样的问题：不允许没有变化地使用相关领域中的系统。此外，在半导体光学放大器中，存在这样的问题：入射光的光耦合效率下降。因此，作为解决这种问题的一种方法，日本未审查专利申请公开No.2007-088320公开了一种使热沉的载具部分倾斜的技术，日本未审查专利申请公开No.H11-087840公开了一种在激光二极管元件的p侧接触层上形成标记17和18的技术。
技术实现思路
在日本未审查专利申请公开No.2007-088320中公开的技术中，当改变激光二极管元件的设计时，必须改变热沉的形状。典型地，用模具来形成热沉。因此，每当改变设计时必须形成模具，并增加半导体发光元件的制造成本。此外，在日本未审查专利申请公开No.H11-087840中公开的技术中，由于形成标记17和18而增加了处理时间，并且，诸如由标记17和18的形成导致的成品率和可靠性的减小的问题可能出现。因此，希望提供一种具有防止出现包括半导体发光元件(包括倾斜波导)的制造成本的增加和成品率或可靠性的减小的问题的结构和构造并用来装配半导体发光元件的次载具、使用该次载具的次载具组件、和次载具装配方法。根据该技术的一个实施方式，提供了一种具有第一表面并允许包括波导的半导体发光元件固定在第一表面上的次载具，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成，次载具包括：第一表面上的熔接材料层；以及形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0。根据本专利技术的第一实施方式，提供了一种次载具组件，其包括：包括波导的半导体发光元件，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成；以及次载具，允许将半导体发光元件固定在其第一表面上，其中，次载具包括：第一表面上的熔接材料层；以及形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0。根据该技术的第二实施方式，提供了一种次载具组件，其包括：具有第一表面并允许包括波导的半导体发光元件固定在第一表面上的次载具，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成；以及热沉，允许在其上安装次载具，其中，次载具包括：次载具的第一表面上的熔接材料层；形成于面向次载具的第一表面的第二表面上的粘合层；以及形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0，并且将次载具安装在热沉上，在其之间具有粘合层。根据该技术的第一实施方式，提供了一种次载具装配方法，是一种装配次载具组件的方法，该次载具组件包括：包括波导的半导体发光元件，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成；以及次载具，允许将半导体发光元件固定在其第一表面上，次载具包括：第一表面上的熔接材料层；以及形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0，该方法包括：将次载具和半导体发光元件相对于对准标记对准，熔融并冷却熔接材料层以将半导体发光元件安装在次载具上。根据该技术的第二实施方式，提供了一种次载具装配方法，是一种装配次载具组件的方法，次载具组件包括：具有第一表面并允许包括波导的半导体发光元件固定在第一表面上的次载具，波导具有相对于半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG(度)的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成；以及热沉，允许在其上安装次载具，次载具包括：第一表面上的熔接材料层；形成于熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM=sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别对准标记，其中，半导体发光元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.04 JP 2011-0225401.一种次载具，具有第一表面并允许包括波导的半导体发光元件固定在第一表面上，所述波导具有相对于所述半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG度的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成，所述次载具包括：所述第一表面上的熔接材料层；以及形成于所述熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别所述对准标记，其中，所述半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0，其中，所述熔接材料层具有从所述第一表面一侧按顺序包括Au层和Au-Sn合金层的层压结构，所述对准标记由形成于Au-Sn合金层中的开口构成，并且在所述开口的底部暴露Au层。2.根据权利要求1所述的次载具，其中，当将所述半导体发光元件安装在所述次载具上时，所述次载具的轴线和所述半导体发光元件的轴线彼此以θSM度相交。3.根据权利要求2所述的次载具，其中，所述熔接材料层设置有两个或多个点状对准标记，并且连接两个所述对准标记的直线与所述次载具的轴线以θSM度或(90-θSM)度相交。4.根据权利要求2所述的次载具，其中，所述熔接材料层设置有一个或多个条状对准标记，并且所述对准标记的轴线与所述次载具的轴线以θSM度或(90-θSM)度相交。5.根据权利要求1所述的次载具，其中，在面向所述第一表面的第二表面上形成粘合层，在热沉上安装所述次载具，在其之间具有粘合层，并且当在所述热沉上安装次载具时，所述次载具的轴线与所述热沉的轴线彼此以θSM度相交。6.根据权利要求5所述的次载具，其中所述熔接材料层设置有两个或多个点状对准标记，并且连接两个所述对准标记的直线与所述次载具的轴线以θSM度或(90-θSM)度相交。7.根据权利要求5所述的次载具，其中所述熔接材料层设置有一个或多个条状对准标记，并且所述对准标记的轴线与所述次载具的轴线以θSM度或(90-θSM)度相交。8.根据权利要求1所述的次载具，其中，Au-Sn合金层的投影图像包括在Au层的投影图像中。9.根据权利要求1所述的次载具，其中，允许所述对准标记与所述半导体发光元件重叠。10.根据权利要求1所述的次载具，其中，所述对准标记与所述半导体发光元件不重叠。11.根据权利要求1所述的次载具，其中，允许所述半导体发光元件的光入射/出射端面从所述次载具突出。12.根据权利要求1所述的次载具，θWG落在0.1≦θWG≦10的范围内。13.根据权利要求1所述的次载具，θWG落在2≦θWG≦6的范围内。14.一种次载具组件，包括：包括波导的半导体发光元件，所述波导具有相对于所述半导体发光元件的光入射/出射端面的法线倾斜θWG度的轴线，并由具有折射率nLE的半导体材料制成；以及允许所述半导体发光元件固定在其第一表面上的次载具，其中，所述次载具包括：所述第一表面上的熔接材料层；以及形成于所述熔接材料层中的对准标记，允许以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]识别所述对准标记，其中，所述半导体发光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介质的折射率是n0，其中，所述熔接材料层具有从所述第一表面一侧按顺序包括Au层和Au-Sn合金层的层压结构，所述对准标记由形成于Au-Sn合金层中的开口构成，并且在所述开口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边秀辉，幸田伦太郎，仓本大，长沼香，横山弘之，
申请(专利权)人：索尼公司，国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：