JPH07307520A - スタック型半導体レーザ装置の組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のレーザチップ間におけるレーザビーム
の出射方向のずれが軽減されたスタック型半導体レーザ
装置を再現性よく得ることができるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法を提供する。 【構成】 その下面にハンダ８が被着した，互いにチッ
プサイズが異なる複数の半導体レーザチップ１０，２
０，３０，４０を、チップサイズの大きいチップから順
に、既に積まれたチップの上面の次のチップを載置すべ
き位置を確認しながら積み重ね、この後、上記ハンダ８
の溶融，固化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はスタック型半導体レー
ザ装置の組立て方法に関し、特に、高光出力が得られる
スタック型半導体レーザ装置を再現性よく得ることがで
きるスタック型半導体レーザ装置の組立て方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のスタック型半導体レーザ装
置の構造を示す正面図であり、図において、１〜４は半
導体レーザチップ（以下、単にレーザチップとも言
う。）、１ａ，２ａ，３ａ，４ａは半導体レーザチップ
１〜４の光出射面、５はヒートシンク、６は活性層、７
は金ワイヤ、８はハンダである。ここで、半導体レーザ
チップ１〜４は、同一のチップサイズを有し、各々の光
出射面１ａ，２ａ，３ａ，４ａから、光出射面に対して
垂直方向（即ち、図の紙面に対する垂直方向）にレーザ
ビームが出射するよう積み重ねられており、ハンダ８に
より上下に重なる２つのレーザチップ間，及び最下部に
位置するレーザチップ１とヒートシンク５の間が接着さ
れている。なお、ここでは符号で特定していないが、半
導体レーザチップ１〜４のそれぞれの上面と下面には電
極が形成されている。

【０００３】次に、このスタック型半導体レーザ装置の
組立て方法について説明する。半導体レーザチップ１〜
４の各々に下面にハンダ８を被着し、これら半導体レー
ザチップ１〜４をヒートシンク５上に積み重ねる。そし
て、半導体レーザチップ１〜４の各々チップの下面に被
着したハンダ８を熱溶融させ、半導体レーザチップ４の
上面側から下方向に加圧を施して、ヒートシンク５の上
面と半導体レーザチップ１の下面，及び半導体レーザチ
ップ１〜４の上下に重なる２つのチップ間の下面と上面
を接着する。最後に、最上部に位置する半導体レーザチ
ップ４の上面の電極に金ワイヤ７をワイヤボンドする
と、スタック型半導体レーザ装置が完成する。

【０００４】ところで、このようなスタック型半導体レ
ーザ装置は、レーザレーダ用光源のようなパルス動作で
ワットクラスの光出力を得るものとして使用される。通
常、一個の半導体レーザチップを連続的に動作させる
と、半導体レーザチップはある光出力で熱的に飽和し、
この後はいくら動作電流を増加させても、光出力は逆に
減少してしまうこととなるが、上記のような複数個の半
導体レーザチップを積み重ねて構成されたスタック型半
導体レーザ装置では、パルス動作により、レーザチップ
の数に比例したトータルの光出力が得られ、一個の半導
体レーザチップに比して高光出力を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のスタック型半導
体レーザ装置は、上記のように、複数の同一チップサイ
ズのレーザチップ１〜４を、各レーザチップの光出射面
１ａ，２ａ，３ａ，４ａが同一方向を向くように積み重
ね、上下に重なる２つのレーザチップ間をハンダ８で接
着することにより組み立てていたので、以下に記す問題
点を生じていた。

【０００６】すなわち、複数のレーザチップ１〜４が同
一チップサイズであるため、これらを積み重ねていく作
業において、チップの上面に次のチップを載置する際、
その位置決めがしづらく、このため、これら両チップ間
の互いの光出射面が同一方向を向かず、レーザビームの
出射方向が複数のチップ間でずれてしまうという問題点
を生じていた。

【０００７】また、ハンダ８を溶融した際、外部からチ
ップに横方向の力が作用すると、下側のレーザチップの
上面に載置された上側のレーザチップが、溶融したハン
ダ８の流動とともに移動し、ハンダが固化して接着が終
了した時点で、これら両チップ間の互いの光出射面が同
一方向を向かず、レーザビームの出射方向が複数のチッ
プ間でずれてしまうという問題点を生じていた。

【０００８】また、複数のレーザチップ１〜４が同一サ
イズであるため、ハンダ８が溶融し、複数のレーザチッ
プ１〜４に加圧が施された時、上下に位置するレーザチ
ップの間から溶融したハンダ８がレーザチップの側面に
漏れ出し、この漏れ出したハンダ８が下側に位置するレ
ーザチップの側面に表出する活性層６の端面に接触する
こととなり、動作時に、このレーザチップの活性層とハ
ンダ８が電気的にショートし、所定の動作を行うことが
できなくってしまうという問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、複数のレーザチップ間における
レーザビームの出射方向のずれがないスタック型半導体
レーザ装置を、効率よく（または再現性よく）得ること
ができるスタック型半導体レーザ装置の組立て方法を提
供することを目的とする。

【００１０】更に、この発明の他目的は、動作時にハン
ダとレーザチップの活性層がショートすることのないス
タック型半導体レーザ装置を再現性よく得ることができ
るスタック型半導体レーザ装置の組立て方法を得ること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるスタッ
ク型半導体レーザ装置の組立て方法は、複数の半導体レ
ーザチップを積み重ね、上下に重なる２つのチップ間を
接着して、スタック型半導体レーザ装置を組立てる方法
であって、上記複数の半導体レーザチップを互いに異な
るチップサイズを有するものとし、チップサイズの大き
いチップから順に積み重ねることを特徴とするものであ
る。

【００１２】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法は、上記スタック型半導体レーザ
装置の組立て方法において、上記半導体レーザチップの
上面に、該上面に載置されるべき半導体レーザチップの
載置位置を規定する印を形成し、該印を目印に、上記各
半導体レーザチップの上に次の半導体レーザチップを載
置することを特徴とするものである。

【００１３】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法は、上記スタック型半導体レーザ
装置の組立て方法において、上記半導体レーザチップの
上面に段差を形成し、該段差に該上面に載置されるべき
半導体レーザチップをはめ込み可能とし、該はめ込みを
行って上記各半導体レーザチップの上に次の半導体レー
ザチップを載置することを特徴とするものである。

【００１４】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法は、上記スタック型半導体レーザ
装置の組立て法において、上記複数の半導体レーザチッ
プを、上記上下に重なる２つのチップの互いの側面が近
接しないように積み重ね、上記上下に重なる２つのチッ
プ間の接着を、各チップの下面に被着されたハンダの溶
融，固化により行うことを特徴とするものである。

【００１５】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法は、複数の半導体レーザチップを
積み重ね、上下に重なる２つのチップ間を接着して、ス
タック型半導体レーザ装置を組立てる方法であって、上
記半導体レーザチップの上面に凸部を形成し、該上面に
載置されるべき半導体レーザチップの下面に該凸部と互
いにはめ込み可能な凹部を形成し、これら凸部と凹部の
該はめ込みを行って上記各半導体レーザチップの上に次
の半導体レーザチップを載置することを特徴とするもの
である。

【００１６】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法は、上記スタック型半導体レーザ
装置の組立て法において、上記複数の半導体レーザチッ
プを互いに異なるチップサイズを有するものとし、これ
らチップサイズが互いに異なる上記複数の半導体レーザ
チップを、チップサイズの大きいチップから順に、上下
に重なる２つのチップ間の互いの側面が近接しないよう
に積み重ね、該上下に重なる２つのチップ間の接着を、
各チップの下面に被着したハンダを溶融，固化すること
により行うことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】この発明にかかるスタック型半導体レーザ装置
の組立て方法においては、それぞれサイズが異なる複数
の半導体レーザチップを、チップサイズの大きいチップ
から順に積み重ねるようにしたから、上記複数の半導体
レーザチップを積み重ねる作業時に、チップの上面にお
ける次のチップを載置すべき位置を確認しながら、該上
面に該次のチップを載置することができるので、上記複
数の半導体レーザチップが、各々の光出射面が互いに異
なる方向に向いて、積み重なってしまうことを軽減する
ことができる。

【００１８】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て方法において、上記チップの
上面に上記次のチップの載置されるべき位置を規定する
印を形成したから、順次チップを積み重ねていく作業
を、上記印を目印として行うことができ、その結果、複
数の半導体レーザチップが、各々の光出射面を互いに異
なる方向に向けて積み重なってしまうことを防止するこ
とができる。

【００１９】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て方法において、上記チップの
上面に、次に該上面に載置すべきチップがはめ込まれる
段差を形成し、順次チップを積み重ねていく作業を、上
記段差にチップをはめ込むことにより行うようにしたか
ら、複数の半導体レーザチップは、各々の光出射面が同
一方向を向くように、各々が位置決めされることとな
る。

【００２０】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て法において、上記複数の半導
体レーザチップを、上記上下に重なる２つのチップの互
いの側面が近接しないように積み重ね、上記上下に重な
る２つのチップ間の接着を、各チップの下面に被着され
たハンダの溶融，固化により行うようにしたから、溶融
したハンダが上記上下に重なる２つのチップ間からこれ
らの側部にはみ出しても、ハンダが下側のチップの側面
に達することを防止することができ、ハンダとチップの
活性層間のショートを防止することができる。

【００２１】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法においては、順次積み重ねていく
半導体レーザチップの上面に凸部を形成し、次に該上面
に載置すべきチップの下面に該凸部にはめ込まれる凹部
を形成し、順次チップを積み重ねていく作業を、これら
凸部と凹部を互いにはめ込むことにより行うようにした
から、複数の半導体レーザチップは、各々の光出射面が
同一方向を向くように、各々が位置決めされることとな
る。また、上記チップの上面に段差を形成する方法に比
して、チップ間のはめ込み精度を高くできるので、各チ
ップの光出射面をより正確に同一方向に向けることがで
きる。

【００２２】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て法において、上記複数の半導
体レーザチップを互いに異なるチップサイズを有するも
のとし、これらチップサイズが互いに異なる上記複数の
半導体レーザチップを、チップサイズの大きいチップか
ら順に、上下に重なる２つのチップ間の互いの側面が近
接しないように積み重ね、該上下に重なる２つのチップ
間の接着を、各チップの下面に被着したハンダを溶融，
固化することにより行うようにしたから、溶融したハン
ダが上記上下に重なる２つのチップ間からこれらの側部
にはみ出しても、ハンダが下側のチップの側面に達する
ことを防止でき、ハンダとチップの活性層間のショート
を防止することができる。

【００２３】

【実施例】実施例１ ．図１は、この発明の実施例１によるスタック
型半導体レーザ装置の組立て方法により組み立てられた
スタック型半導体レーザ装置の構成を示す斜視図であ
り、図において、図５と同一符号は同一または相当する
部分を示し、１０，２０，３０，４０は半導体レーザチ
ップ、１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａは光出射面であ
る。なお、ここでは符号で特定していないが各半導体レ
ーザチップ１０，２０，３０，４０の上面と下面には電
極が形成されている。

【００２４】本実施例の組立て方法は、半導体レーザチ
ップ１０，２０，３０，４０のチップサイズが異なり、
最もチップサイズが大きい半導体レーザチップ１０をヒ
ートシンク５の上面に載置し、この半導体レーザチップ
１０の上面に上方に配置されるものほどチップサイズが
小さくなるよう、半導体レーザチップ２０，半導体レー
ザチップ３０，及び半導体レーザチップ４０をこの順に
積み重ねていく。ここで、各半導体レーザチップ１０，
２０，３０，４０の下面にはハンダ８が被着されてい
る。また、各半導体レーザチップの先に載置された半導
体レーザチップの上面への載置は、先に載置された半導
体レーザチップの上面を見ながら、その光出射面の方向
を確認して、これと次に載置すべき半導体レーザチップ
の光出射面の方向とが一致し、かつ、これら互いのチッ
プの側面が近接しないように載置する。そして、このよ
うにして全てのチップが積み重ねられた後、各半導体レ
ーザチップ１０，２０，３０，４０の下面に被着したハ
ンダ８を熱溶融し、各半導体レーザチップ１０，２０，
３０，４０を下方向（ヒートシンク５の上面方向）に加
圧した後、ハンダ８を個化する。

【００２５】このように本実施例のスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法では、半導体レーザチップ１０，
２０，３０，４０のチップサイズが異なり、下に配置さ
れるチップほどチップサイズが大きくなるよう組立てる
ので、先に載置された半導体レーザチップの上面を見な
がら、該先に載置された半導体レーザチップの光出射面
の向きを確認して、これと次に載置すべき半導体レーザ
チップの光出射面の向きが一致するよう組立てることが
でき、その結果、複数の半導体レーザチップ１０，２
０，３０，４０のレーザビームの出射方向の方向ずれが
ない、高光出力が得られるスタック型半導体レーザ装置
を効率よく得ることができる。

【００２６】また、本実施例方法では、上下に重なる２
つのチップ間からこれらチップの側部に溶融したハンダ
８がはみ出しても、これらチップの側面は、同一平面で
なく、互いに近接することなく離れた位置に配置されて
いるので、ハンダ８と各チップの活性層６が接触するこ
とがない。従って、動作時に各半導体レーザチップ１
０，２０，３０，４０が所定の動作を安定に行うことと
なり、所定の高光出力が得られることとなる。

【００２７】実施例２．図２はこの発明の実施例２によ
るスタック型半導体レーザ装置の組立て方法を説明する
ための図で、図２(a) は半導体レーザチップ単体の構成
を示す斜視図、図２(b) はこの方法により組み立てられ
たスタック型半導体レーザ装置の構成を示す斜視図であ
る。図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示し、１１，２１，３１，４１は半導体レーザチ
ップ、１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａは光出射面、９
は半導体レーザチップの上面に形成されたマーカ（溝）
である。ここで、半導体レーザチップ１１，２１，３
１，４１はチップサイズがこの順に大きくなっており、
各々の上面には上記マーカ（溝）９が、各々の光出射面
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａと平行となるよう形成
されている。また、上記マーカ（溝）９は半導体レーザ
チップの製造時に、半導体結晶表面にエッチングで溝を
形成する等により形成される。また、ここでは符号で特
定していないが各半導体レーザチップ１１，２１，３
１，４１の上面と下面には電極が形成されている。

【００２８】本実施例の組立て方法は、上記実施例１の
それと基本的に同じであるが、既に載置された半導体レ
ーザチップ（例えば半導体レーザチップ１１）の上面
に、該上面に載置すべき半導体レーザチップ（例えば半
導体レーザチップ２１）を、その光出射面（２１ａ）の
下辺が上記既に載置された半導体レーザチップ（半導体
レーザチップ１１）の上面に形成されたマーカ（溝）９
に沿うように載置して、各半導体レーザチップを積み重
ねていく。そして、この後、上記実施例１と同様に、各
半導体レーザチップ１１，２１，３１，４１の下面に被
着しているハンダ８の溶融，固化を行う。

【００２９】このような本実施例方法では、上記実施例
１のスタック型半導体レーザ装置の組立て方法におい
て、チップの上面に次のチップの載置すべき位置を規定
するマーカ（溝）９を形成しておくものとしたから、こ
のマーカ（溝）９を目印にして、既に載置されたチップ
上面の所定位置に、容易かつ正確に次のチップをその光
出射面の向きが既に載置されているチップの光出射面の
向きと同一となるように、載置することができる。従っ
て、複数の半導体レーザチップ１１，２１，３１，４１
のレーザビームの出射方向のずれがない、高光出力が得
られるスタック型半導体レーザ装置を再現性よく得るこ
とができる。

【００３０】なお、本実施例では、チップの上面に形成
するマーカ（溝）９をチップの光出射面と平行となるよ
う形成したが、マーカ（溝）９は次に載置するチップの
載置位置及び光出射面の向きを正確に規定できるもので
あればよく、本発明においては、マーカ（溝）９を必ず
しも光出射面と平行となるよう形成する必要はない。

【００３１】また、本実施例では、複数の半導体レーザ
チップ１１，２１，３１，４１の上下に重なる２つのチ
ップ間における互いの光出射面以外の側面が同一平面を
形成しているが、当然のことながら、本発明において
も、上記実施例１と同様に、これら上下に重なる２つの
チップ間における互いの光出射面を含む全ての側面が同
一平面とならない（近接しない）ようにすれば、ハンダ
と活性層のショートを防止することができる。ただし、
この場合は、上記実施例１と同様に、複数の半導体レー
ザチップ１１，２１，３１，４１として、光出射面と平
行方向のチップ幅，及び光出射面と垂直方向のチップ幅
が互い異なるものを用いる。

【００３２】実施例３．図３は本発明の実施例３による
スタック型半導体レーザ装置の組立て方法により組み立
てられたスタック型半導体レーザ装置の構成を示す斜視
図であり、図において、図１と同一符号は同一または相
当する部分を示し、１２，２２，３２，４２は半導体レ
ーザチップ、１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａは光出射
面、１４は半導体レーザチップの上面に形成された段差
である。ここで、半導体レーザチップ１２，２２，３
２，４２はチップサイズがこの順に大きくなっており、
各々の上面には上記段差１０が形成されている。また、
この各々の上面に形成された段差１４は、この上面に載
置される半導体レーザチップの下部がはめ込まれる面積
と深さを有し、かつ、その光出射面側の端面が光出射面
と平行になっており、半導体レーザチップの製造時に、
半導体結晶表面の所定領域を所定深さエッチング除去す
ることにより、形成される。また、ここでは符号で特定
していないが各半導体レーザチップ１２，２２，３２，
４２の上面と下面には電極が形成されている。

【００３３】本実施例の組立て方法は、上記実施例１の
それと基本的に同じであるが、既に載置された半導体レ
ーザチップ（例えば半導体レーザチップ１２）の上面の
段差１４に、該上面に載置すべき半導体レーザチップ
（例えば半導体レーザチップ２２）を、その光出射面
（２２ａ）が該段差１４の光出射面（１２ａ）と平行な
端面に沿うように、はめ込んで、各半導体レーザチップ
を積み重ねていく。そして、この後、上記実施例１と同
様に、各半導体レーザチップ１２，２２，３２，４２の
下面に被着しているハンダ８の溶融，固化を行う。

【００３４】このような本実施例方法では、上記実施例
１のスタック型半導体レーザ装置の組立て方法におい
て、チップの上面に次のチップが載置されるべき位置
（はめ込まれる位置）を規定する段差１４を形成してお
くものとしたから、この段差１４を目印にして、既に載
置されているチップの上面の所定位置に、容易かつ正確
に次のチップをその光出射面の向きが既に載置されてい
るチップの光出射面の向きと同一となるように、載置す
ることができる（はめ込むことができる）。従って、複
数の半導体レーザチップ１２，２２，３２，４２のレー
ザビームの出射方向のずれがない、高光出力が得られる
スタック型半導体レーザ装置を再現性よく得ることがで
きる。また、上記実施例２の方法では、ハンダ８の溶融
時に、半導体レーザチップに外部から横方向の力が作用
してしまうと、半導体レーザチップが移動し、複数の半
導体レーザチップ間のレーザビームの出射方向がずれて
しまうこととなるが、本実施例方法では、半導体レーザ
チップの下部が、チップの上面の段差にはめ込まれた状
態となるので、このような不具合が発生することもな
い。

【００３５】なお、本実施例では、複数の半導体レーザ
チップ１２，２２，３２，４２の上下に重なる２つのチ
ップ間における互いの光出射面以外の側面が同一平面を
形成しているが、当然のことながら、本発明において
も、上記実施例１と同様に、これら上下に重なる２つの
チップ間における互いの光出射面を含む全ての側面が同
一平面とならない（近接しない）ようにすれば、ハンダ
と活性層のショートを防止することができる。ただし、
この場合は、上記実施例１と同様に、複数の半導体レー
ザチップ１２，２２，３２，４２として、光出射面と平
行方向のチップ幅，及び光出射面と垂直方向のチップ幅
が互い異なるものを用いる。

【００３６】実施例４．図４は本発明の実施例４による
スタック型半導体レーザ装置の組立て方法により組み立
てられたスタック型半導体レーザ装置の構成を示す斜視
図であり、図において、図１と同一符号は同一または相
当する部分を示し、１３，２３，３３，４３は半導体レ
ーザチップ、１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａは光出射
面、１５は半導体レーザチップの上面に形成された凸
部、１６は半導体レーザチップの下面に形成された上記
凹部である。ここで、半導体レーザチップ１３，２３，
３３，４３はチップサイズがこの順に大きくなってお
り、半導体レーザチップ１３，２３，３３の上面に凸部
１５が形成され、半導体レーザチップ２３，３３，４３
の下面に凹部１６が形成されている。半導体レーザチッ
プ１３の上面に形成された凸部１５と半導体レーザチッ
プ２３の下面に形成された凹部１６が互いに嵌合し、半
導体レーザチップ２３の上面に形成された凸部１５と半
導体レーザチップ３３の下面に形成された凹部１６が互
いに嵌合し、半導体レーザチップ３３の上面に形成され
た凸部１５と半導体レーザチップ４３の下面に形成され
た凹部１６が互いに嵌合し、この嵌合により半導体レー
ザチップ２３，３３，４３はそれぞれ、その光出射面の
向きがその下方の半導体レーザチップ１３，２３，３３
の光出射面の向きと同一となるように、位置決めされて
いる。また、凸部１５は半導体レーザチップの製造時
に、例えばメッキにより形成され、凹部１６は半導体レ
ーザチップの製造時に、半導体結晶表面の所定領域を所
定深さエッチング除去することにより、形成されてい
る。また、ここでは符号で特定していないが各半導体レ
ーザチップ１３，２３，３３，４３の上面と下面には電
極が形成されている。

【００３７】本実施例の組立て方法は、上記実施例１の
それと基本的に同じであるが、既に載置された半導体レ
ーザチップ（例えば半導体レーザチップ１３）の上面の
凸部１５に、該上面に載置すべき半導体レーザチップ
（例えば半導体レーザチップ２２）の下面の凹部１６を
はめ込むように、各半導体レーザチップを積み重ねてい
く。そして、この後、上記実施例１と同様に、各半導体
レーザチップ１２，２２，３２，４２の下面に被着して
いるハンダ８の溶融，固化を行う。なお、図では凸部１
５と凹部１６の間にハンダ８が図示されていないが、こ
の間にも薄い層厚のハンダ８が介在している。

【００３８】このような本実施例方法では、上記実施例
１のスタック型半導体レーザ装置の組立て方法におい
て、チップの上面に凸部１５を設け、該上面に載置され
る次のチップの下面に上記凸部１５に嵌合する凹部１６
を設けておくものとしたから、既に載置されているチッ
プの上面の所定位置に、該上面の凸部１５を目印にし
て、次のチップを、その下面の凹部１６を上記凸部１５
にはめ込むことにより、容易かつ正確にその光出射面の
向きが既に載置されているチップの光出射面の向きと同
一となるように、載置することができる。従って、複数
の半導体レーザチップ１３，２３，３３，４３から出射
するレーザビームの出射方向のずれがない、高光出力が
得られるスタック型半導体レーザ装置を再現性よく得る
ことができる。また、上記実施例２の方法では、ハンダ
８の溶融時に、半導体レーザチップに外部から横方向の
力が作用してしまうと、半導体レーザチップが移動し、
複数の半導体レーザチップ間のレーザビームの出射方向
がずれてしまうこととなるが、本実施例方法では、半導
体レーザチップの上面の凸部１５に次の半導体レーザチ
ップの下面の凹部１６が段差にはめ込まれた状態となる
ので、このような不具合が発生することもない。また、
上記実施例３の方法では、半導体レーザチップの活性層
６が、チップの上面の近傍に位置しており、段差１０を
２〜３μｍ程度の深さ以上に形成できず、これによっ
て、チップ間のはめ込みの精度が制限されることとなる
が、本実施例方法では、チップの上面に凸部１５を形成
し、チップの下面に凹部１６を形成するので、これら凸
部１５及び凹部１６の高さ及び深さが活性層６とは関係
なく、所望の値にすることができるので、よりチップ間
のはめ込みの精度を高くすることができる。

【００３９】なお、本実施例では、複数の半導体レーザ
チップ１３，２３，３３，４３の上下に重なる２つのチ
ップ間における互いの光出射面以外の側面が同一平面を
形成しているが、当然のことながら、本発明において
も、上記実施例１と同様に、これら上下に重なる２つの
チップ間における互いの光出射面を含む全ての側面が同
一平面とならない（近接しない）ようにすれば、ハンダ
と活性層のショートを防止することができる。ただし、
この場合は、上記実施例１と同様に、複数の半導体レー
ザチップ１３，２３，３３，４３として、光出射面と平
行方向のチップ幅，及び光出射面と垂直方向のチップ幅
が互い異なるものを用いる。

【００４０】また、本実施例では、複数の半導体レーザ
チップ１３，２３，３３，４３を、互いにチップサイズ
を異なるものとしたが、複数の半導体レーザチップのチ
ップサイズが同じであっても、チップの上面と下面に上
記互いに嵌合する凸部と凹部を形成しておけば、チップ
サイズが同じことからチップの載置作業が若干困難には
なるが、複数の半導体レーザチップの位置決めは可能で
あり、複数の半導体レーザチップから出射するレーザビ
ームの出射方向のずれがない、高光出力が得られるスタ
ック型半導体レーザ装置を再現性よく得ることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】この発明にかかるスタック型半導体レー
ザ装置の組立て方法によれば、チップサイズが異なる複
数の半導体レーザチップを、チップサイズの大きいチッ
プから順に積み重ねて、組み立てるようにしたので、上
記複数の半導体レーザチップを積み重ねる作業時に、チ
ップの上面における次のチップを載置すべき位置を確認
しながら、該上面に該次のチップを載置することができ
る。従って、上記複数の半導体レーザチップが、各々の
光出射面を互いに異なる方向に向けて、積み重なってし
まうことを軽減することができ、各チップのレーザビー
ムの出射方向のずれがない、高光出力が得られるスタッ
ク型半導体レーザ装置を効率よく得ることができる効果
がある。

【００４２】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て方法において、チップの上面
に次のチップの載置されるべき位置を規定する印を形成
するものとしたので、順次チップを積み重ねていく作業
を、上記印を目印として行うことができる。従って、複
数の半導体レーザチップが、各々の光出射面が互いに異
なる方向に向いて、積み重なってしまうことを防止する
ことができ、各チップのレーザビームの出射方向のずれ
がない、高光出力が得られるスタック型半導体レーザ装
置を再現性よく得ることができる効果がある。

【００４３】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て方法において、チップの上面
に次のチップがはめ込まれる段差を形成するものとした
ので、順次チップを積み重ねていく作業を、上記段差に
チップをはめ込むことにより行うことができる。従っ
て、複数の半導体レーザチップが、各々の光出射面を互
いに異なる方向に向いて、積み重なってしまうことを防
止することができ、各チップのレーザビームの出射方向
のずれがない、高光出力が得られるスタック型半導体レ
ーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。

【００４４】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て法において、上記複数の半導
体レーザチップの上記上下に重なる２つのチップ間の接
着を、各チップの下面に被着されたハンダの溶融，固化
により行うものとし、上記複数の半導体レーザチップ
を、上記上下に重なる２つのチップの互いの側面が近接
しないように積み重ねるものとしたので、溶融したハン
ダが上記上下に重なる２つのチップ間からこれらの側部
にはみ出しても、ハンダが下側のチップの側面の表出す
る活性層に達することを防止することができる。従っ
て、ハンダとチップの活性層間の電気的なショートを防
止することができ、各チップが安定に所定の動作をす
る，所定の高光出力が得られるスタック型半導体レーザ
装置を再現性よく得ることができる効果がある。

【００４５】またこの発明にかかるスタック型半導体レ
ーザ装置の組立て方法によれば、順次積み重ねていく半
導体レーザチップの上面に凸部を形成し、次に該上面に
載置すべきチップの下面に該凸部にはめ込まれる凹部を
形成し、順次チップを積み重ねていく作業を、これら凸
部と凹部を互いにはめ込むことにより行うようにしたの
で、複数の半導体レーザチップは、各々の光出射面が同
一方向を向くように、各々が位置決めされ、その結果、
各チップのレーザビームの出射方向のずれがない、高光
出力が得られるスタック型半導体レーザ装置を再現性よ
く得ることができる効果がある。また、上記チップの上
面に段差を形成する方法に比して、チップ間のはめ込み
精度を高くできるので、各チップの光出射面がより正確
に同一方向を向くこととなり、所定の高光出力が得られ
るスタック型半導体レーザ装置を再現性よく得ることが
できる効果がある。

【００４６】またこの発明においては、上記スタック型
半導体レーザ装置の組立て方法において、上記複数の半
導体レーザチップを互いに異なるチップサイズを有する
ものとし、これらチップサイズが互いに異なる上記複数
の半導体レーザチップを、チップサイズの大きいチップ
から順に、上下に重なる２つのチップ間の互いの側面が
近接しないように積み重ね、該上下に重なる２つのチッ
プ間の接着を、各チップの下面に被着したハンダを溶
融，固化することにより行うようにしたので、上記上下
に重なる２つのチップ間から溶融したハンダが下側のチ
ップの側面に達することを防止することができる。従っ
て、ハンダとチップの活性層間の電気的なショートを防
止することができ、各チップが安定に所定の動作をす
る，所定の高光出力が得られるスタック型半導体レーザ
装置を再現性よく得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１によるスタック型半導体
レーザ装置の組立て方法により組立てられたスタック型
半導体レーザ装置の構成を示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施例２によるスタック型半導体
レーザ装置の組立て方法を説明するための図で、図２
(a) は半導体レーザチップ単体の構成を示す斜視図、図
２(b) はこの方法により組み立てられたスタック型半導
体レーザ装置の構成を示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施例３によるスタック型半導体
レーザ装置の組立て方法により組立てられたスタック型
半導体レーザ装置の構成を示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施例４によるスタック型半導体
レーザ装置の組立て方法により組立てられたスタック型
半導体レーザ装置の構成を示す斜視図である。

【図５】 従来のスタック型半導体レーザ装置の構成を
示す正面図である。

【符号の説明】

１〜４，１０〜１３，２０〜２３，３０〜３３，４０〜
４３ 半導体レーザチップ、１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，
１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，２０ａ，２１ａ，２
２ａ，２３ａ，３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，４０
ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａ 光出射面、５ ヒートシ
ンク、６ 活性層、７ 金ワイヤ、８ハンダ、９ マー
カ（溝）、１４ 段差、１５ 凸部、１６ 凹部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体レーザチップを積み重ね、
   上下に重なる２つのチップ間を接着して、スタック型半
   導体レーザ装置を組立てる方法であって、 上記複数の半導体レーザチップを互いに異なるチップサ
   イズを有するものとし、チップサイズの大きいチップか
   ら順に積み重ねることを特徴とするスタック型半導体レ
   ーザ装置の組立て方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスタック型半導体レー
   ザ装置の組立て方法において、 上記半導体レーザチップの上面に、該上面に載置される
   べき半導体レーザチップの載置位置を規定する印が形成
   されており、 該印を目印に、上記各半導体レーザチップの上面に次の
   半導体レーザチップを載置することを特徴とするスタッ
   ク型半導体レーザ装置の組立て方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のスタック型半導体レー
   ザ装置の組立て方法において、 上記半導体レーザチップの上面に段差が形成され、該段
   差に該上面に載置されるべき上記半導体レーザチップが
   はめ込み可能であり、 該はめ込みを行って、上記各半導体レーザチップの上面
   に次の半導体レーザチップを載置することを特徴とする
   スタック型半導体レーザ装置の組立て方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れかに記載のスタ
   ック型半導体レーザ装置の組立て方法において、 上記複数の半導体レーザチップを、上下に重なる２つの
   チップ間の互いの側面が近接しないように積み重ね、 上記上下に重なる２つのチップ間の接着を、各チップの
   下面に被着したハンダを溶融，固化することにより行う
   ことを特徴とするスタック型半導体レーザ装置の組立て
   方法。
5. 【請求項５】 複数の半導体レーザチップを積み重ね、
   上下に重なる２つのチップ間を接着して、スタック型半
   導体レーザ装置を組立てる方法であって、 上記半導体レーザチップの上面に凸部が形成され、該上
   面に載置されるべき上記半導体レーザチップの下面に上
   記凸部と互いにはめ込み可能な凹部が形成されており、 上記凸部と凹部のはめ込みを行って、上記各半導体レー
   ザチップの上面に次の半導体レーザチップを載置するこ
   とを特徴とするスタック型半導体レーザ装置の組立て方
   法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のスタック型半導体レー
   ザ装置の組立て方法において、 上記複数の半導体レーザチップを互いに異なるチップサ
   イズを有するものとし、これらチップサイズが互いに異
   なる上記複数の半導体レーザチップを、チップサイズの
   大きいチップから順に、上下に重なる２つのチップ間の
   互いの側面が近接しないように積み重ね、 上記上下に重なる２つのチップ間の接着を、各チップの
   下面に被着したハンダを溶融，固化することにより行う
   ことを特徴とするスタック型半導体レーザ装置の組立て
   方法。