JP3142634B2 - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の製造方法Info
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- JP3142634B2 JP3142634B2 JP04134545A JP13454592A JP3142634B2 JP 3142634 B2 JP3142634 B2 JP 3142634B2 JP 04134545 A JP04134545 A JP 04134545A JP 13454592 A JP13454592 A JP 13454592A JP 3142634 B2 JP3142634 B2 JP 3142634B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子の製造
方法、特に支持体（パッケージ）へのダイボンド工程に
おける位置決めの精度を高めた製造方法に関するもので
ある。
方法、特に支持体（パッケージ）へのダイボンド工程に
おける位置決めの精度を高めた製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子は、放射されたレーザ
光の集光性の良さからさまざまな光学機器やセンサー等
に使用されている。その１例として図４にＣＤ用光ピッ
クアップの概念図を示す。
光の集光性の良さからさまざまな光学機器やセンサー等
に使用されている。その１例として図４にＣＤ用光ピッ
クアップの概念図を示す。
【０００３】図において、半導体レーザ素子４０から出
射したレーザ光はレンズ４１で平行光にされ、レンズ４
２でディスク４３上に集光される。ディスク４３からの
反射光はビームスプリッタ４４で分岐され、光検出器４
５で信号が取り出される。ディスク４３上には数μｍピ
ッチで信号が書き込まれ、上記ディスク４３からの反射
光はこの信号を含んだものになっているが、レーザ光は
集光性が良いため極めて上記のような微小な信号であっ
ても読み出すことができる。
射したレーザ光はレンズ４１で平行光にされ、レンズ４
２でディスク４３上に集光される。ディスク４３からの
反射光はビームスプリッタ４４で分岐され、光検出器４
５で信号が取り出される。ディスク４３上には数μｍピ
ッチで信号が書き込まれ、上記ディスク４３からの反射
光はこの信号を含んだものになっているが、レーザ光は
集光性が良いため極めて上記のような微小な信号であっ
ても読み出すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光ピック
アップではディスク上の信号データが数μｍピッチであ
るため、この信号を読み取るために精密な光軸調整の必
要が求められる。しかし従来の半導体レーザ素子は支持
体（パッケージ）内での取り付け位置の精度が悪く、そ
のため発光点位置の精度が低く、機器を構成する際の光
学調整が複雑な作業になっていた。
アップではディスク上の信号データが数μｍピッチであ
るため、この信号を読み取るために精密な光軸調整の必
要が求められる。しかし従来の半導体レーザ素子は支持
体（パッケージ）内での取り付け位置の精度が悪く、そ
のため発光点位置の精度が低く、機器を構成する際の光
学調整が複雑な作業になっていた。
【０００５】これは支持体に半導体レーザチップをダイ
ボンドする際、発光点位置の判断を実際の半導体レーザ
チップの発光点を採らずに画像処理で半導体レーザチッ
プの電極形状を読み取ることで代用していたために起こ
っていた。この方法では電極の表面状態やチップのわず
かな形状の変化にも影響を受け易いため、支持体内の発
光点位置の精度が十分に得られなかった。
ボンドする際、発光点位置の判断を実際の半導体レーザ
チップの発光点を採らずに画像処理で半導体レーザチッ
プの電極形状を読み取ることで代用していたために起こ
っていた。この方法では電極の表面状態やチップのわず
かな形状の変化にも影響を受け易いため、支持体内の発
光点位置の精度が十分に得られなかった。
【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、半導体レーザ素子をパッケージにダイボンドする
工程で、ダイボンド前の半導体レーザチップの発光点位
置を精度良く制御することにより、発光点位置精度を高
めた半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的
とするものである。
ので、半導体レーザ素子をパッケージにダイボンドする
工程で、ダイボンド前の半導体レーザチップの発光点位
置を精度良く制御することにより、発光点位置精度を高
めた半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、レーザ光を放射する半導体レーザチップを
支持体（パッケージ）に装着するための位置決め工程に
おいて、個々のチップに裁断された半導体レーザチップ
をステージ上に置き、チップに通電して発光させてその
発光出力から発光点位置を検出し、検出結果から半導体
レーザチップの位置情報を得るようにした半導体レーザ
素子の製造方法において、発光点位置の検出は、半導体
レーザチップの一光出射端面前方に出射光を集光して反
射し、反射光を再び半導体レーザチップに戻し、このと
きの半導体レーザの電流、または光出力の変化で行う。
に本発明は、レーザ光を放射する半導体レーザチップを
支持体（パッケージ）に装着するための位置決め工程に
おいて、個々のチップに裁断された半導体レーザチップ
をステージ上に置き、チップに通電して発光させてその
発光出力から発光点位置を検出し、検出結果から半導体
レーザチップの位置情報を得るようにした半導体レーザ
素子の製造方法において、発光点位置の検出は、半導体
レーザチップの一光出射端面前方に出射光を集光して反
射し、反射光を再び半導体レーザチップに戻し、このと
きの半導体レーザの電流、または光出力の変化で行う。
【０００８】尚、前記半導体レーザチップを集光レンズ
と反射ミラーを結ぶ光軸と直角方向に移動させ、前記光
軸において前記レンズとは反対側に設置された受光素子
の出力が最大となる前記チップ上の点を検出する第１工
程と、前記半導体レーザチップを光軸方向に移動させて
前記第１工程で検出された点での受光素子の出力が最大
となる光軸上の位置を検出する第２工程と、第２工程で
検出された位置を中心として半導体レーザチップを回転
させ、前記受光素子の出力が最大となるように半導体レ
ーザチップの角度を調整する第３工程と、から前記半導
体レーザチップの最適な発光点位置を得る。
と反射ミラーを結ぶ光軸と直角方向に移動させ、前記光
軸において前記レンズとは反対側に設置された受光素子
の出力が最大となる前記チップ上の点を検出する第１工
程と、前記半導体レーザチップを光軸方向に移動させて
前記第１工程で検出された点での受光素子の出力が最大
となる光軸上の位置を検出する第２工程と、第２工程で
検出された位置を中心として半導体レーザチップを回転
させ、前記受光素子の出力が最大となるように半導体レ
ーザチップの角度を調整する第３工程と、から前記半導
体レーザチップの最適な発光点位置を得る。
【０００９】
【作用】半導体レーザ素子は支持体内の発光点位置精度
が高いため、機器組み立て時の光学調整に要する作業を
低減することが可能となる。半導体レーザの特性を利用
して発光点を検出して位置設定を行うため、特殊な測定
機器を要することなく高い精度で位置決めすることがで
きる。
が高いため、機器組み立て時の光学調整に要する作業を
低減することが可能となる。半導体レーザの特性を利用
して発光点を検出して位置設定を行うため、特殊な測定
機器を要することなく高い精度で位置決めすることがで
きる。
【００１０】
【実施例】まず図３を用いて半導体レーザ素子が持つ特
性を説明する。図３（ａ）において、半導体レーザチッ
プ３０は自身から放射したレーザ光がレンズ３１を通り
物体３２で反射し、その戻り光が半導体レーザチップ３
０内部に入射した場合、レーザ発振特性に変化を生ず
る。本発明では、このレーザ発振の変化に伴う電流−光
出力特性の変化を利用する。
性を説明する。図３（ａ）において、半導体レーザチッ
プ３０は自身から放射したレーザ光がレンズ３１を通り
物体３２で反射し、その戻り光が半導体レーザチップ３
０内部に入射した場合、レーザ発振特性に変化を生ず
る。本発明では、このレーザ発振の変化に伴う電流−光
出力特性の変化を利用する。
【００１１】図３（ｂ）は、半導体レーザの電流−光出
力特性例を示す。戻り光の無い場合の電流−光出力特性
をＡとする。この特性は戻り光が増えるにつれ、図中Ａ
→Ｂ→Ｃというように変化する。この時、レーザチップ
３０が定電流駆動の条件で動作していると、戻り光によ
り光出力は関係図をア→イ→ウというように増加して行
く。また、レーザチップ３０が一定の光出力となるよう
に駆動している場合には、駆動電流はア→エ→オという
ように減少してゆく。
力特性例を示す。戻り光の無い場合の電流−光出力特性
をＡとする。この特性は戻り光が増えるにつれ、図中Ａ
→Ｂ→Ｃというように変化する。この時、レーザチップ
３０が定電流駆動の条件で動作していると、戻り光によ
り光出力は関係図をア→イ→ウというように増加して行
く。また、レーザチップ３０が一定の光出力となるよう
に駆動している場合には、駆動電流はア→エ→オという
ように減少してゆく。
【００１２】上述の戻り光量は半導体レーザチップ内部
に入射する光量であり、戻り光が光出射端面上に集光し
たときに最大となる。これらの現象を用いて半導体レー
ザチップの発光点が所定の位置にきた時に戻り光が最
大、つまり光出射端面上に集光されるように光学系を組
むことでダイボンド前の半導体レーザチップの発光点位
置が定められた準備位置に再現性良く制御、固定させる
ことができる。
に入射する光量であり、戻り光が光出射端面上に集光し
たときに最大となる。これらの現象を用いて半導体レー
ザチップの発光点が所定の位置にきた時に戻り光が最
大、つまり光出射端面上に集光されるように光学系を組
むことでダイボンド前の半導体レーザチップの発光点位
置が定められた準備位置に再現性良く制御、固定させる
ことができる。
【００１３】図１に本発明による製造方法の一実施例を
説明するための発光位置測定系を示す。ウエハからダイ
シングされた半導体レーザチップ１はコレット４で吸着
され、位置決めのための組み立てステージ２上に置かれ
る。ステージ２は駆動系３により２軸直線移動及び回転
が可能に構成され、またセットされた半導体レーザチッ
プ１に対してコレット４との間でチップに電流を供給し
て発光させることができる構造に設計される。即ち、チ
ップ１は実装前の状態にあるため、電極が端子等に電気
的接続されておらず、従ってコレット４とステージ２か
ら通電して発光させる。
説明するための発光位置測定系を示す。ウエハからダイ
シングされた半導体レーザチップ１はコレット４で吸着
され、位置決めのための組み立てステージ２上に置かれ
る。ステージ２は駆動系３により２軸直線移動及び回転
が可能に構成され、またセットされた半導体レーザチッ
プ１に対してコレット４との間でチップに電流を供給し
て発光させることができる構造に設計される。即ち、チ
ップ１は実装前の状態にあるため、電極が端子等に電気
的接続されておらず、従ってコレット４とステージ２か
ら通電して発光させる。
【００１４】半導体レーザチップ１の一出射端面前方に
はレンズ５とミラー６が設置されており、半導体レーザ
チップ１からの発光を反射してチップ１に戻す関係に配
置されている。また、他方の端面前方にはチップ１の発
光量を測定するための受光素子７が設置されており、そ
の受光素子７は受光特性が半導体レーザチップ１の放射
光を十分に受光し、また面積はチップの位置ずれがあっ
ても安定な出力が得られる大きさに設計されている。
はレンズ５とミラー６が設置されており、半導体レーザ
チップ１からの発光を反射してチップ１に戻す関係に配
置されている。また、他方の端面前方にはチップ１の発
光量を測定するための受光素子７が設置されており、そ
の受光素子７は受光特性が半導体レーザチップ１の放射
光を十分に受光し、また面積はチップの位置ずれがあっ
ても安定な出力が得られる大きさに設計されている。
【００１５】上記受光素子７には、位置決め情報を得て
駆動系３を制御するための信号を形成する信号処理回路
が接続されている。その信号処理回路は半導体レーザチ
ップ１を半導体レーザチップ駆動電源９によりＡＣＣ
（定電流）駆動させ、そのときの受光素子７の出力を出
力変化量検出部８で検出する。受光素子７の出力が最大
となるようにステージ駆動系３へ検出結果をフィードバ
ックし、半導体レーザチップ１を移動及び回転させるこ
とで発光点位置をステージ２の所定の位置に制御する。
駆動系３を制御するための信号を形成する信号処理回路
が接続されている。その信号処理回路は半導体レーザチ
ップ１を半導体レーザチップ駆動電源９によりＡＣＣ
（定電流）駆動させ、そのときの受光素子７の出力を出
力変化量検出部８で検出する。受光素子７の出力が最大
となるようにステージ駆動系３へ検出結果をフィードバ
ックし、半導体レーザチップ１を移動及び回転させるこ
とで発光点位置をステージ２の所定の位置に制御する。
【００１６】なお、上記位置調整のための半導体レーザ
チップ１の駆動は受光素子８の出力を基準としたＡＰＣ
（一定光出力）駆動でも良く、半導体レーザチップ１の
駆動電流の変化を電流検出部１０で検出し、その値が最
小となるようステージ駆動系３へフィードバックをか
け、半導体レーザチップ１を移動させることで発光点位
置をステージ２の所定の位置に制御することもできる。
チップ１の駆動は受光素子８の出力を基準としたＡＰＣ
（一定光出力）駆動でも良く、半導体レーザチップ１の
駆動電流の変化を電流検出部１０で検出し、その値が最
小となるようステージ駆動系３へフィードバックをか
け、半導体レーザチップ１を移動させることで発光点位
置をステージ２の所定の位置に制御することもできる。
【００１７】これらの動作により、次のダイボンド工程
へチップを送る前の位置が再現性良く制御、固定するこ
とができる。
へチップを送る前の位置が再現性良く制御、固定するこ
とができる。
【００１８】次に上記測定系のステージ上で半導体レー
ザの発光位置を決めるための手順を図２を用いて、ＡＣ
Ｃ駆動を例にとって説明する。
ザの発光位置を決めるための手順を図２を用いて、ＡＣ
Ｃ駆動を例にとって説明する。
【００１９】まず図２（ａ）において、半導体レーザチ
ップ２０をレンズ２１とミラー２２を結ぶ光軸２３と直
角方向（図中矢印Ａ）に移動させ、受光素子２４の出力
が最大、つまり半導体レーザチップ２０の光出力が最大
となる点を検出する。この検出は光軸上に半導体レーザ
チップ２０の発光点２５が近づくにつれて光出力が増加
し、光軸上に位置した時に戻り光量が最大になることに
基づいている。
ップ２０をレンズ２１とミラー２２を結ぶ光軸２３と直
角方向（図中矢印Ａ）に移動させ、受光素子２４の出力
が最大、つまり半導体レーザチップ２０の光出力が最大
となる点を検出する。この検出は光軸上に半導体レーザ
チップ２０の発光点２５が近づくにつれて光出力が増加
し、光軸上に位置した時に戻り光量が最大になることに
基づいている。
【００２０】続いて図２（ｂ）に示すように、半導体レ
ーザチップ２０を光軸方向に移動させ（図中矢印Ｂ）、
受光素子２４の出力が最大となる点を検出する。これに
より、発光点２５は戻り光の集光点に位置することにな
り、光軸方向の発光点位置の調整ができる。上記２つの
調整で発光点２５はステージ２上で毎回同じ位置２６に
制御することができる。
ーザチップ２０を光軸方向に移動させ（図中矢印Ｂ）、
受光素子２４の出力が最大となる点を検出する。これに
より、発光点２５は戻り光の集光点に位置することにな
り、光軸方向の発光点位置の調整ができる。上記２つの
調整で発光点２５はステージ２上で毎回同じ位置２６に
制御することができる。
【００２１】最後に、この位置２６を中心としてチップ
２０を回転させ（図中矢印Ｃ）、同じく受光素子２３の
出力が最大となるようにチップ２０の振れ角度を調整
し、半導体レーザチップの位置制御を終了する。図２
（ｄ）（ｅ）（ｆ）は上記各調整工程における受光素子
出力を示す。
２０を回転させ（図中矢印Ｃ）、同じく受光素子２３の
出力が最大となるようにチップ２０の振れ角度を調整
し、半導体レーザチップの位置制御を終了する。図２
（ｄ）（ｅ）（ｆ）は上記各調整工程における受光素子
出力を示す。
【００２２】なお、受光素子２４を用いて、その出力が
一定となるように半導体レーザチップ駆動電源の電流値
を制御するＡＰＣ駆動を用いる方法でも実施することが
できる。この場合、半導体レーザチップ２０を前述の手
順で動かしながら駆動電流の最小値を探す方法を採るこ
とで、定電流駆動の場合と同じ結果を得ることができ
る。
一定となるように半導体レーザチップ駆動電源の電流値
を制御するＡＰＣ駆動を用いる方法でも実施することが
できる。この場合、半導体レーザチップ２０を前述の手
順で動かしながら駆動電流の最小値を探す方法を採るこ
とで、定電流駆動の場合と同じ結果を得ることができ
る。
【００２３】上記調整工程によってステージ上で位置決
めされた半導体レーザチップは、調整された位置を保持
しながらステージ２と所定の位置関係に置かれたステム
上に移動され、ダイボンドされて半導体レーザ素子が製
造される。
めされた半導体レーザチップは、調整された位置を保持
しながらステージ２と所定の位置関係に置かれたステム
上に移動され、ダイボンドされて半導体レーザ素子が製
造される。
【００２４】上記測定、調整によりダイボンドを行う前
の半導体レーザチップ２０の準備位置を再現性良く制
御、固定することができ、従来のようにレーザチップの
電極位置を検出してステムへダイボンドする場合に比
べ、発光位置を正確に捕らえることができ、ダイボンド
精度は著しく向上する。
の半導体レーザチップ２０の準備位置を再現性良く制
御、固定することができ、従来のようにレーザチップの
電極位置を検出してステムへダイボンドする場合に比
べ、発光位置を正確に捕らえることができ、ダイボンド
精度は著しく向上する。
【００２５】
【発明の効果】以上本発明によれば、半導体レーザ素子
の発光点位置を精度良く捕らえることができ、この検出
した発光位置を用いて半導体レーザチップをダイボンド
することができ、ダイボンド精度が著しく向上すること
から機器への搭載に際し光学調整の容易な半導体レーザ
素子が得られ、使い勝手が改善されるだけでなく半導体
レーザを用いた機器の精度をも高めることができる。
の発光点位置を精度良く捕らえることができ、この検出
した発光位置を用いて半導体レーザチップをダイボンド
することができ、ダイボンド精度が著しく向上すること
から機器への搭載に際し光学調整の容易な半導体レーザ
素子が得られ、使い勝手が改善されるだけでなく半導体
レーザを用いた機器の精度をも高めることができる。
【図１】 本発明の一実施例を説明するための発光点位
置測定系の構成図。
置測定系の構成図。
【図２】 本発明にかかる調整方法を説明するための発
光点位置調整工程図。
光点位置調整工程図。
【図３】 半導体レーザの戻り光による特性変化を説明
する図。
する図。
【図４】 従来のＣＤ用ピックアップの光学的概略図。
１，２０，３０ 半導体レーザチップ ２ ステージ ５，２１，３１ レンズ ６，２２，３２ ミラー ３ 駆動系 ４ コレット ７ 受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/52 H01L 21/58 H01S 5/02
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光を放射する半導体レーザチップ
を支持体に装着するための位置決め工程において、個々
のチップに裁断された半導体レーザチップをステージ上
に置き、チップに通電して発光させてその発光出力から
発光点位置を検出し、検出結果から半導体レーザチップ
の位置情報を得るようにした半導体レーザ素子の製造方
法において、 発光点位置の検出は、半導体レーザチップの一光出射端
面前方に出射光を集光して反射し、反射光を再び半導体
レーザチップに戻し、このときの半導体レーザの電流、
または光出力の変化で行う ことを特徴とする半導体レー
ザ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記半導体レーザチップを集光レンズと
反射ミラーを結ぶ光軸と直角方向に移動させ、前記光軸
において前記レンズとは反対側に設置された受光素子の
出力が最大となる前記チップ上の点を検出する第１工程
と、 前記半導体レーザチップを光軸方向に移動させて前記第
１工程で検出された点での受光素子の出力が最大となる
光軸上の位置を検出する第２工程と、 第２工程で検出された位置を中心として半導体レーザチ
ップを回転させ、前記受光素子の出力が最大となるよう
に半導体レーザチップの角度を調整する第３工程と、 から前記半導体レーザチップの発光点位置を得る ことを
特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04134545A JP3142634B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04134545A JP3142634B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335355A JPH05335355A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3142634B2 true JP3142634B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15130826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04134545A Expired - Fee Related JP3142634B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142634B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3538602B2 (ja) | 2000-06-28 | 2004-06-14 | シャープ株式会社 | 半導体レーザー装置の製造方法および半導体レーザー装置の製造装置 |
| JP3812827B2 (ja) | 2001-08-23 | 2006-08-23 | ソニー株式会社 | 発光素子の取り付け方法 |
| JP6932425B2 (ja) * | 2016-12-06 | 2021-09-08 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダおよびその調整方法 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP04134545A patent/JP3142634B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335355A (ja) | 1993-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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