專利名稱：半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到組合在例如小型光盤(pán)機(jī)光拾取頭中的半導(dǎo)體激光器。
在圖7所示的典型常規(guī)半導(dǎo)體激光器中，在同一個(gè)封裝件200中安裝有激光二極管1和用來(lái)監(jiān)測(cè)激光二極管1所發(fā)射的激光束的強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)光電二極管2，且激光二極管1和監(jiān)測(cè)光電二極管2的兩端被引出封裝件200。
激光二極管1的芯片很小且難于處理。因此，如圖8所示，通常將激光二極管1安裝在稱為輔座的尺寸易于處理的基底5上。在這種狀態(tài)下對(duì)激光二極管芯片進(jìn)行測(cè)試并將其組合到半導(dǎo)體激光器中。
在電子線路中，即使沒(méi)有外加電壓，也由于例如帶電物體接觸到電路時(shí)所引起的靜電而常常出現(xiàn)大的暫時(shí)電流。這種暫時(shí)的大電流稱為沖擊電流，常常會(huì)損壞電子線路。
但是，比之普通集成電路(IC)，激光二極管抗沖擊電流的能力極低，因而很容易由于沖擊電流而損壞或擊穿。在圖7所示的常規(guī)半導(dǎo)體激光器中，由于所有的沖擊電流都流入激光二極管，故當(dāng)出現(xiàn)沖擊電流時(shí)，激光二極管很容易損壞或擊穿，使器件抗沖擊電流的能力很低。
在大多數(shù)情況下，為了使激光二極管工作，必須有外部驅(qū)動(dòng)晶體管，因此，在組合有半導(dǎo)體激光器的裝置的制造工序中，要從外部固定驅(qū)動(dòng)晶體管。但由于半導(dǎo)體激光器抗沖擊電流的能力低而使這一固定操作極端麻煩。這使得無(wú)法降低組合有半導(dǎo)體激光器的裝置的成本。
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體激光器，其抗沖擊電流的能力得到了提高，組合有這種半導(dǎo)體激光器的裝置的制造工藝得到了簡(jiǎn)化，且裝置的成本得到了降低。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，在帶有激光二極管的半導(dǎo)體激光器中，在同一個(gè)封裝件中安裝了激光二極管、用來(lái)驅(qū)動(dòng)激光二極管的驅(qū)動(dòng)晶體管以及作為激光二極管抗沖擊電流措施的連接于驅(qū)動(dòng)晶體管的電阻器。
在這種半導(dǎo)體激光器中，由于激光二極管的一端通過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管被引出封裝件而不是激光二極管的兩端直接引出封裝件，故改善了半導(dǎo)體激光器的抗沖擊電流能力。由于電阻器連接于驅(qū)動(dòng)晶體管，故激光二極管更可靠地防止了沖擊電流造成的損壞或擊穿。
而且，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)晶體管芯片被用作其上安裝激光二極管的輔座，即驅(qū)動(dòng)晶體管或驅(qū)動(dòng)晶體管和電阻器被集成在輔座中。電阻器可制作在驅(qū)動(dòng)晶體管內(nèi)，或制作在不同于驅(qū)動(dòng)晶體管的區(qū)域中。
從參照附圖，結(jié)合最佳實(shí)施例的下列描述中，本發(fā)明的這些和其它的目的和特點(diǎn)將變得更為明顯，在這些附圖中

圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的電路結(jié)構(gòu)；圖2A示出了第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的激光二極管芯片安裝在用作輔座的驅(qū)動(dòng)晶體管芯片上的情況；圖2B示出了第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的激光二極管芯片安裝在其中集成有驅(qū)動(dòng)晶體管、或驅(qū)動(dòng)晶體管和電阻器的輔座上的情況；圖3A正面圖示出了第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖3B側(cè)面圖示出了第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖4是第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的輔座的剖面圖，其中集成有pnp型驅(qū)動(dòng)晶體管；圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的電路結(jié)構(gòu)；圖6是第二實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的輔座的剖面圖，其中集成有npn型驅(qū)動(dòng)晶體管；圖7示出了常規(guī)半導(dǎo)體激光器的電路結(jié)構(gòu)；圖8示出了常規(guī)半導(dǎo)體激光器的激光二極管芯片安裝在輔座上的情況。
以下參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的電路結(jié)構(gòu)。參考號(hào)1表示激光二極管。參考號(hào)2表示監(jiān)測(cè)光電二極管。參考號(hào)3表示pnp驅(qū)動(dòng)晶體管。參考號(hào)4表示用作抗沖擊電流措施的電阻器。激光二極管1的陽(yáng)極側(cè)連接于驅(qū)動(dòng)晶體管3的收集極。電阻器4的一端連接于驅(qū)動(dòng)晶體管3的基極。
激光二極管1、監(jiān)測(cè)光電二極管2、驅(qū)動(dòng)晶體管3以及電阻器4安裝在同一個(gè)封裝件100中。電阻器4的另一端、驅(qū)動(dòng)晶體管3的發(fā)射極、監(jiān)測(cè)光電二極管2的陽(yáng)極側(cè)以及激光二極管1的陰極側(cè)和監(jiān)測(cè)光電二極管2的陰極側(cè)被引出封裝件100。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于激光二極管1的一端通過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管3被引出封裝件100而不是激光二極管1的兩端直接引出封裝件100，故改善了半導(dǎo)體激光器的抗沖擊電流能力。而且，由于電阻器4連接于驅(qū)動(dòng)晶體管3，故激光二極管1更可靠地防止了沖擊電流造成的損壞或擊穿。
激光二極管1在被固定于輔座的情況下經(jīng)受工作測(cè)試，并在這種情況下被用來(lái)制造半導(dǎo)體激光器。但在本實(shí)施例中，不采用圖8所示的常規(guī)輔座5，而如圖2A所示采用驅(qū)動(dòng)晶體管3的芯片作為輔座，或者驅(qū)動(dòng)晶體管3或驅(qū)動(dòng)晶體管3和電阻器4如圖2B所示集成在輔座5中。藉此，驅(qū)動(dòng)晶體管3可安裝在同一個(gè)封裝件中而半導(dǎo)體激光器的尺寸無(wú)需大于常規(guī)半導(dǎo)體激光器。
圖3A正面圖和3B側(cè)面圖示出了這樣組建的半導(dǎo)體激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在這些圖中，參考號(hào)6、7、8和9表示引線，參考號(hào)10、11和12表示金屬絲，參考號(hào)13表示管座，參考號(hào)14表示管殼。管殼14設(shè)計(jì)成激光束LD能夠發(fā)射到外面。與圖1、2A和2B相同的元件用相同的參考號(hào)表示。
管座13帶有水平部分和制作在水平部分中心附近的垂直部分。其上安裝有激光二極管1的芯片的輔座5(或驅(qū)動(dòng)晶體管3的芯片)被固定在垂直部分的側(cè)面上，使輔座5和管座13電連接。監(jiān)測(cè)光電二極管2固定在水平部分頂表面上能夠接收到激光二極管1所發(fā)射的激光束的位置處，使其陰極側(cè)和管座13電連接。引線6直接固定于管座13水平部分的背面，使之與管座13電連接。引線7、8和9在與管座13絕緣的情況下穿過(guò)水平部分。
在管殼14中，引線7經(jīng)由電阻器4連接到集成在輔座5中的驅(qū)動(dòng)晶體管3(或用作輔座的驅(qū)動(dòng)晶體管3)的基極。但如稍后所述，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管3集成在輔座5中且電阻器4制作在驅(qū)動(dòng)晶體管3的基區(qū)時(shí)，引線7經(jīng)由金屬絲而被連接到基極。引線8經(jīng)由金屬絲10連接到驅(qū)動(dòng)晶體管3的發(fā)射極。引線9經(jīng)由金屬絲11連接到監(jiān)測(cè)光電二極管2的陽(yáng)極側(cè)。
圖4是其中集成有驅(qū)動(dòng)晶體管3的輔座5的剖面圖。在由p型硅基底制成的輔座5的最上部，制作了n型外延層21。在n型外延層21的最上部，制作了p-型收集區(qū)22和n-型接觸區(qū)25。在收集區(qū)22的最上部，制作了n阱型基區(qū)23。在基區(qū)23的最上部制作了p+型發(fā)射區(qū)24。
用絕緣膜26覆蓋輔座5的表面。但在收集區(qū)22、基區(qū)23、發(fā)射區(qū)24和接觸區(qū)25部位上局部清除絕緣膜26，并分別在這些部位制作收集極27、基極28、發(fā)射極29和隔離電極30。激光二極管1安裝固定于輔座5，以其陽(yáng)極側(cè)電連接于收集極27。
借助于沿橫向(平行于芯片表面的方向)延長(zhǎng)n阱型基區(qū)23，并如圖4中虛線所示在偏離基極有源區(qū)(結(jié)區(qū))的部位制作基極28，可在基區(qū)中制作電阻器區(qū)31。這樣做之后，引線8與基極28可經(jīng)由導(dǎo)電金屬絲直接連接。
借助于經(jīng)由金屬絲將隔離電極30連接于引線7，最大電壓被加于n型外延層21以及驅(qū)動(dòng)晶體管3的發(fā)射極，以致晶體管3和輔座5彼此電隔離。
圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器的電路結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，npn型晶體管3’用作驅(qū)動(dòng)晶體管，且其收集極連接于激光二極管1的陰極側(cè)。在本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器中，驅(qū)動(dòng)晶體管3’的芯片用作輔座，或驅(qū)動(dòng)晶體管3’或驅(qū)動(dòng)晶體管3’和電阻器4像第一實(shí)施例那樣集成在輔座5中。此半導(dǎo)體激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖3A和3B所示的第一實(shí)施例相同。
圖6是其中集成有npn型驅(qū)動(dòng)晶體管3’的輔座5的剖面圖。圖中的參考號(hào)41表示n型收集區(qū)，參考號(hào)42表示p型基區(qū)，參考號(hào)43表示n型發(fā)射區(qū)。此時(shí)，像第一實(shí)施例那樣，借助于延長(zhǎng)基區(qū)42并如圖6中虛線所示在偏離有源區(qū)的部位制作基極44，可以形成電阻器區(qū)45。
雖然在上述各實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器中，用作抗沖擊電流措施的電阻器4連接于驅(qū)動(dòng)晶體管3或3’的基極，但這種結(jié)構(gòu)也可以被在驅(qū)動(dòng)晶體管3或3’與激光二極管1之間插入電阻器4，或?qū)⑦@些元件進(jìn)行組合的方法替代。但由于將電阻器連接到收集極會(huì)引起電壓降從而降低加于激光二極管1的電壓，故只將電阻器連接于基極以提供抗沖擊電流措施是可取的。
雖然在上述各實(shí)施例中，電阻器4制作在集成于輔座5中的驅(qū)動(dòng)晶體管3或3’內(nèi)，但與驅(qū)動(dòng)晶體管3分開(kāi)集成的半導(dǎo)體芯片也可以用作輔座5來(lái)取代這種結(jié)構(gòu)。亦即，在輔座5中，驅(qū)動(dòng)晶體管3和電阻器4可制作在不同區(qū)上。在這種結(jié)構(gòu)中，即使電阻器4的電阻值高達(dá)幾kΩ，電路的總面積也不增加很多。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器，由于激光二極管的一端經(jīng)由驅(qū)動(dòng)晶體管引出封裝件而不是激光二極管的兩端直接引出封裝件，故改善了半導(dǎo)體激光器的抗沖擊電流能力。而且，由于電阻器連接于驅(qū)動(dòng)晶體管，故激光二極管更可靠地防止了沖擊電流造成的損壞或擊穿。
再者，由于驅(qū)動(dòng)晶體管芯片被用作便于處理激光二極管芯片的輔座，或驅(qū)動(dòng)晶體管集成在輔座中，故可改善半導(dǎo)體激光器的抗沖擊電流能力而無(wú)需增大尺寸。
此外，由于驅(qū)動(dòng)晶體管被組合在半導(dǎo)體激光器中，故減少了外部固定的零件的數(shù)目。這一點(diǎn)以及半導(dǎo)體激光器抗沖擊電流能力的改善，簡(jiǎn)化了組合有半導(dǎo)體激光器的裝置的結(jié)構(gòu)，以致可望降低器件的成本。
顯然，根據(jù)上述技術(shù)有可能對(duì)本發(fā)明作出各種修正和改變。因此應(yīng)該了解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可用具體所述之外的其它方法來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．一種具有激光二極管的半導(dǎo)體激光器，其中所述的激光二極管、用來(lái)驅(qū)動(dòng)上述激光二極管的驅(qū)動(dòng)晶體管以及作為上述激光二極管的抗沖擊電流措施的連接于上述驅(qū)動(dòng)晶體管的電阻器，都安裝在同一個(gè)封裝件中。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光器，其中所述的驅(qū)動(dòng)晶體管的芯片被用作其上安裝上述激光二極管的輔座。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光器，其中所述的驅(qū)動(dòng)晶體管集成在其上安裝上述激光二極管的輔座中。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體激光器，其中所述的電阻器集成在上述輔座中。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體激光器，其中所述的電阻器制作在構(gòu)成上述驅(qū)動(dòng)晶體管基極的層中。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體激光器，其中所述的電阻器制作成與上述驅(qū)動(dòng)晶體管分開(kāi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光器，其中用來(lái)監(jiān)測(cè)上述激光二極管發(fā)射的光的光電二極管安裝在上述封裝件中。
全文摘要
在同一個(gè)封裝件中安裝了激光二極管、用來(lái)驅(qū)動(dòng)激光二極管的驅(qū)動(dòng)晶體管、用作激光二極管抗沖擊電流措施的連接于驅(qū)動(dòng)晶體管的電阻器、以及用來(lái)監(jiān)測(cè)激光二極管發(fā)射的光的光電二極管,從而形成一種半導(dǎo)體激光器。驅(qū)動(dòng)晶體管被用作其上安裝激光二極管的輔座,或驅(qū)動(dòng)晶體管和電阻器制作在輔座中。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1220508SQ98116668
公開(kāi)日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月30日
發(fā)明者小倉(cāng)勝也, 鐘堂健三 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司