專利名稱：激光器模塊制造方法和激光器模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造由平面光波線路和光學半導體元件構成的激光器模塊的方法以及激光器模塊。
背景技術：
作為由光學半導體元件和平面光波線路或者取代平面光波線路的光纖的激光器 模塊，例如已經(jīng)知道日本未審查專利公報2000-231041(段0015-段0016，圖I)(專利文件 I)中公開的 “Coupling Structure of Optical Semiconductor Element and OpticalTransmission Path”、日本未審查專利公報 2005-17388 (段 0048-段 0052，圖 1，圖 2)(專利文件2)中公開的“Optical Module”、日本未審查專利公報Hei8_304671 (段0011，圖2，圖4)(專利文件3)中公開的“Optical Transmitter/Receiver”。在專利文件I中公開的組合結構如下。即，電極墊設置在安裝面上，該安裝面通過從平面光波線路的波導形成面的一側朝著法線方向切去構成激光器模塊的一部分的平面光波線路的一部分而形成在平面光波線路上，并且構成激光器模塊的其他部分的光學半導體元件經(jīng)由焊料層在結向下(junction-down)的狀態(tài)下安裝在電極墊上以將光學半導體元件的活性層的高度在波導形成面的法線方向上與平面光波線路的波導的高度一致。利用此結構，光學半導體元件在光學半導體元件的活性層與平面光波線路的安裝面相鄰的結向下的狀態(tài)下安裝在平面光波線路上。因而，可以在不從平面光波線路的波導形成面?zhèn)鹊谋砻娉ň€方向形成深的切口的情況下使光學半導體元件的活性層的高度與平面光波線路的波導的高度匹配。由于不需要深的切口，并且光學半導體元件的活性層的高度和平面光波線路的波導的高度原來就接近，有處理誤差和組裝誤差不太可能發(fā)生這樣的優(yōu)點。同時，焊料的應力作用在非?？拷矫婀獠ň€路的安裝面的光學半導體元件的活性層上，使得激光的振蕩變得不穩(wěn)定，并且SMSR性能(Sub-Mode Suppression Ratio,從模抑制率)惡化。同時，在專利文件2中公開的光學模塊中，光學半導體元件在結向上(junction-up)的狀態(tài)下附接在安裝面上，該安裝面通過從頂面?zhèn)瘸ň€方向切割用于附接光纖的V槽襯底而形成在V槽襯底上。因而，需要通過從頂面?zhèn)瘸ň€方向深深地切割V槽襯底而使光學半導體元件的活性層的高度與V槽襯底上的光纖的高度一致。然而，光學半導體元件的活性層變成與V槽襯底上的安裝面隔離達與光學半導體元件的厚度對應的量，使得可以克服焊料層的應力直接作用在光學半導體元件的活性層上這樣的不便。這使得可以通過使激光的振蕩穩(wěn)定而提高SMSR性能。對于專利文件2公開的光學模塊，為了防止通過從頂面?zhèn)瘸ň€方向深深地切割V槽襯底而產(chǎn)生的處理誤差和光學半導體元件的厚度的變化(即，最終取決于安裝面和活性層之間的隔離距離的變化而產(chǎn)生的組裝誤差)冗長，焊料層置于V槽襯底的安裝面和光學半導體元件之間，并且通過在安裝襯底的表面上按壓光學半導體元件的活性層側的表面來擠壓焊料層，直到處理光學半導體層的安裝襯底(夾具)的表面同時與光學半導體元件的活性層側的表面和V槽襯底的頂面(非安裝面)抵靠。由此，光學半導體元件以光學半導體元件的活性層側上的表面和V槽的頂面處于同一平面的方式安裝到V槽襯底上的安裝面。然而，實際上需要一致的高度是光學半導體元件的活性層的高度和V槽襯底上光纖的高度。因而，不必那么重要地使光學半導體元件的活性層側上的表面與V槽的頂面在同一平面上。即，光纖在光學半導體元件安裝在V槽襯底上之后的步驟中附接到V槽襯底的V槽(參見專利文件(2)的0052段)，使得除非光纖適合地附接到V槽襯底，不能確保光學半導體元件的活性層的高度和V槽襯底上的光纖的高度的相對位置關系。因而，在專利文件2公開的光學模塊中，還有這樣的不便，光學半導體元件的活性層的高度與V槽襯底上的光纖的高度不會彼此一致。 專利文件3公開了這樣的方面光學半導體元件在結向上的狀態(tài)下安裝在安裝面上，該安裝面通過蝕刻形成波導的襯底而形成。然而，此處沒有具體地公開在結向上的狀態(tài)下安裝光學半導體元件的技術重要性。因而，本發(fā)明的示例性目的是提供一種激光器模塊制造方法，該方法通過使激光的振蕩穩(wěn)定而能提高SMSR性能，并能使光學半導體元件的活性層的高度與平面光波線路的波導的高度在波導形成面的法線方向上精確地一致，并提供激光器模塊。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明示例性方面的激光器模塊制造方法是一種激光器模塊的制造方法，構成所述激光器模塊的一部分的光學半導體元件經(jīng)由焊料層安裝在所述激光器模塊中安裝面上，以使所述光學半導體元件的活性層的高度和所述平面光波線路的波導的高度在波導形成面的法線方向上一致，所述安裝面通過從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娉浞ň€方向切割構成所述激光器模塊的另一部分的所述平面光波線路的一部分而形成在平面光波線路上。為了實現(xiàn)前述示例性目標，該方法特征在于包括通過從形成波導的所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^將光學半導體元件的設計上基準厚度、焊料層的設計上的基準厚度、和從所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值與從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值之差相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路而形成所述安裝面；在結向上的狀態(tài)下將所述光學半導體元件保持在從所述安裝面間隔開的接近開始位置處，并且使所述光學半導體元件接近所述安裝面，到所述光學半導體元件的頂面高度與所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨纫恢碌母叨龋徊⑶彝ㄟ^使所述光學半導體元件朝著所述安裝面靠近達從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值和從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的活性層的中心的距離的設計上的基準值之差的量以將所述光學半導體元件安裝在所述平面光波線路上，在所述安裝面和所述光學半導體元件之間擠壓所述焊料層。根據(jù)本發(fā)明另一示例性方面的激光器模塊是一種激光器模塊，其包括構成所述激光器模塊的一部分的光學半導體元件，所述光學半導體元件經(jīng)由焊料層安裝在安裝面上，所述安裝面通過從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娉浞ň€方向切割構成所述激光器模塊的其他部分的所述平面光波線路的一部分而形成在平面光波線路上。為了實現(xiàn)前述示例性目的，該激光器模塊的特征在于通過從形成波導的所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^將光學半導體元件的設計上的基準厚度、焊料層的設計上的基準厚度、和從所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值與從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值之差相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路而形成所述安裝面；并且在結向上的狀態(tài)下以以下方式將所述光學半導體元件以在擠壓狀態(tài)下等于設計上的基準厚度的厚度經(jīng)由所述焊料層安裝在所述安裝面上，其方式為所述光學半導體元件的所述頂面高度比所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系?表面的高度低從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值和從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的活性層的中心的距離的設計上的基準值之差的量。


圖I是以簡化的方式示出根據(jù)通過采用根據(jù)本發(fā)明的激光器模塊制造方法制造的根據(jù)示例性實施例的激光器模塊的結構的平面視圖；圖2是以簡化的方式示出根據(jù)示例性實施例的激光器模塊的結構的側截面視圖；圖3是以簡化的方式示出根據(jù)示例性實施例的激光器模塊的結構的立體視圖；圖4是示出通過驅動處理光學半導體元件的安裝裝置的臂而在結向上的狀態(tài)下將光學半導體元件保持在從安裝面朝著上側間隔的接近開始位置處的狀態(tài)的作用原理圖；圖5是示出處理光學半導體元件的安裝裝置的臂下降使得光學半導體元件的頂面的高度與平面光波線路的頂面的高度一致的狀態(tài)的作用原理圖；并且圖6是示出處理半導體元件的安裝裝置的臂完全下降使得光學半導體元件的頂面比平面光波線路的頂面低與差“A-B”對應的距離的狀態(tài)的作用原理圖。
具體實施例方式接著，將參照附圖以具體的方式描述用于實施本發(fā)明的方式。圖I是以簡化方式示出通過采用根據(jù)本發(fā)明的激光器模塊制造方法而制造的根據(jù)示例性實施例的激光器模塊I的結構的平面視圖。圖2是以簡化的方式示出根據(jù)示例性實施例的激光器模塊I的結構的側剖視圖。此外，圖3是以簡化的方式示出根據(jù)示例性實施例的激光器模塊I的結構的立體視圖。根據(jù)示例性實施例的激光器模塊I由其上形成波導2的平面光波線路(PLC) 3和包括活性層4的光學半導體元件(激光芯片)5構成。如圖2所示，平坦切口從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a朝著其法線方向(即，朝著從圖2的上側到下側的方向)設置在平面光波線路3的一部分中，以形成用于安裝光學半導體元件5的安裝面6。此外，光學半導體元件5在結向上的狀態(tài)下經(jīng)由焊料層7安裝在安裝面6上。如圖2所示，切口相對于平面光波線路3的波導形成面上的表面3a的深度“Z”定義為通過將光學半導體元件5的設計上的基準厚度“X”、焊料層7設計上的基準厚度“Y”與從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5的頂面到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值“B”之差(A-B，其中A > B)相加而獲得的深度。因而，即使光學半導體元件5在這樣的狀態(tài)下經(jīng)由焊料層7安裝在平面光波線路3的安裝面6上，在該狀態(tài)下具有設計上的公差的范圍內(nèi)最厚的厚度的光學半導體元件5的頂面變成低于波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a達與從平面光波電力3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5的頂面到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值“B”之差“ (A-B) ” 對應的距離，僅僅在安裝面6和光學半導體元件5之間擠壓的焊料層7的厚度變成略薄于基準厚度“Y”。因而，對于焊料層7確保足夠的厚度以將光學半導體元件5固定到安裝面6。相反，即使光學半導體元件5具有設計上公差的范圍內(nèi)最薄的厚度，僅僅安裝面6和光學半導體元件5之間擠壓的焊料層7的厚度變成略厚于基準厚度“Y”，并且擠壓量變成略微減小。當將光學半導體元件固定在安裝面6上時，擠壓量的減小沒有重要意義。在任何情況下，擠壓的焊料層7的厚度僅僅相對于設計上的基準厚度“Y”而增大或者減小，并且厚度實質上等于設計上的基準厚度“Y”。圖I和圖2中的空白箭頭示出了從光學半導體元件5的活性層4輻射的激光束的行進方向。此外，圖I所示的基準金屬標記8、8是當相對于平面光波線路3的波導2在水平方向上定位光學半導體元件5的活性層4時使用的標記。定位在水平面內(nèi)已經(jīng)如專利文件I、專利文件2等所述而知道，因而在此處沒有具體地描述。接著，將參照圖4至圖6以具體的方式描述根據(jù)示例性實施例的激光器模塊制造方法。然而，注意平面光波線路3的波導2和光學半導體元件5的活性層4已經(jīng)在制造平面光波線路3和光學半導體元件5的階段形成。如圖2所示，此處定位為基準值“A”是從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離，并且基準值“B”是從光學半導體元件5到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離。然而，取決于平面光波線路3的批號，從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的距離“A”在一定程度上存在變化。如圖2所示，此處，用于容許其誤差余量的上限公差定義為“+a”，并且下限公差定義為“_a”。類似地，從光學半導體元件5的頂面到光學半導體元件5的活性層4的中心的距離的上限公差定義為“+b”，并且其下限公差定義為“_b”。S卩，在正常制造的所有平面光波線路3中，從表面3a到波導2的中心的距離的實際值在“A±a”內(nèi)。此外，在正常制造的所有光學半導體元件5中，從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的實際值在“B±b”內(nèi)。注意，“a”和“b”都是正值。如已經(jīng)描述，切口相對于平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a的深度“Z”定義為通過將光學半導體元件5的設計上的基準厚度“X”、焊料層7設計上的基準厚度“Y”與從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5的頂面到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值“B”之差(A-B，其中A>B)相加而獲得的深度。此切口通過使用公知的蝕刻處理等形成在平面光波線路3上。然后，如圖4所示，平面光波線路3放置在當將光學半導體元件5安裝到平面光波線路3時使用的安裝裝置的工作臺10上，通過公知的分配器等將焊料涂覆在平面光波線路3的安裝面6上然后將其融化而形成焊料層9，并且具有吸附模塊的臂9被驅動以在結向上的狀態(tài)下將光學半導體元件5保持在設置在臂9的底面?zhèn)壬系陌雽w保持面9a處朝著上側從安裝面6間隔的接近開始位置(即，將其保持在活性層4位于上側的狀態(tài)下)，該吸附模塊諸如處理光學半導體元件5的安裝裝置的真空抽吸器。 存在各種當將光學半導體元件5安裝到平面光波線路3時使用的公知安裝裝置。在此示例性實施例中采用的安裝裝置是由數(shù)值控制裝置(未示出)驅動控制的安裝裝置。具體地，安裝裝置包括Z軸當前位置存儲寄存器，其通過將工作臺10的頂面作為機械原點來依次更新和存儲臂9的當前位置，即，保持光學半導體元件5的臂9的半導體保持面9a的高度，并包括激光距離測量裝置(未示出)，其測量從作為機械原點的工作臺10的頂面到平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a的垂直間隔距離。然后，在將由臂9的半導體保持面9a保持的光學半導體元件5保持在從安裝面6朝著上側間隔開的接近開始位置處的同時，數(shù)值控制裝置如圖4所示在臂9被停止的狀態(tài)下讀取Z軸當前位置存儲寄存器的當前值“Rl”(即，光學半導體元件5相對于工作臺10的頂面的頂面高度“R1”)，并驅動激光距離測量裝置來測量平面光波線路3的表面3a相對于工作臺10的頂面的高度“LI”，以首先獲得光學半導體元件5的頂面高度“R1”與平面光波線路3的頂面高度“LI”之差“(Rl-Ll) ”。假定通過將差“(Rl-Ll) ”設為用于臂9的下降動作的增加移動指令“S”而使臂9的驅動控制從圖4的狀態(tài)開始，臂9通過此移動指令“(Rl-Ll) ”從圖4所示的接近開始位置下降到圖5所示的位置(即，光學半導體元件5的頂面的高度與平面光波線路3的表面3a的高度一致的位置)。然而，實際上，在光學半導體元件5的頂面的高度與平面光波線路3的表面3a的高度一致的狀態(tài)下，光學半導體元件5的活性層4的中心位置理論上如圖5所示定位在比平面光波線路3的波導2的中心位置高差“ (A-B) ”的量的位置，這是因為從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值是“A”，并且從光學半導體元件5的頂面(其與平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a處于同一高度)到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值是“B”。因而，通過使圖4所示的接近開始位置作為基點，考慮到差“ (A-B) ”，臂9使光學半導體5的活性層4的中心與平面光波線路3的波導2的中心在高度方向上(即，沿著平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a的法線方向)一致所需的下降動作的增加移動量的值實際上變成“ (Rl-Ll) + (A-B) ”。因而，數(shù)值控制裝置實際上驅動臂9以將光學半導體元件5保持在從安裝面6朝著上側間隔的接近開始位置處，在臂9停止的圖4的點處讀取Z軸當前位置存儲寄存器的當前值“R1”，并驅動激光距離測量裝置以測量平面光波線路3的表面3a相對于工作臺10的頂面的高度“LI”。此外，數(shù)值控制裝置基于從平面光波線路3的波導形成面上的表面3a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5到光學半導體5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值“B”或者取代這些值“A”和“B”而基于預先存儲在存儲器中的差值“ (A-B) ”獲得用于臂9將光學半導體元件5的活性層4的中心與平面光波線路3的波導2的中心一致所需的下降動作的增加移動指令“S”的值，即，“S = (Rl-Ll) + (A-B) ”的值，并通過將值“S = (Rl-Ll)+ (A)”設為增加指令“S”從圖4所示的接近開始位置開始臂9的下降動作，以使保持在臂9的半導體保持面9a處的光學半導體元件5靠近平面光波線路3的安裝面6。當執(zhí)行與移動指令“S = (Rl-Ll)+ (A-B) ”的移動距離“(Rl-Ll) ”對應的移動指令 時，如已經(jīng)參照圖5所述，光學半導體元件5接近安裝面6，直到光學半導體元件5的頂面的高度和平面光波線路3的表面3a的高度一致的位置。此外，當執(zhí)行與作為移動指令“S”的其余部分的移動距離“ (A-B) ”對應的移動指令時，臂9從光學半導體元件5的頂面的高度和平面光波線路3的波導形成面?zhèn)鹊谋砻?a的高度一致的圖5的狀態(tài)沿著下降的方向進一步下降與從平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的設計上的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5的頂面到光學半導體元件5的活性層4的中心的設計上的距離的基準值“B”之差“ (A-B) ”對應的距離。因而，焊料層7根據(jù)保持在臂9的半導體保持面9a處的光學半導體元件5的下降而在安裝面6和光學半導體元件5之間被擠壓。最后，如圖6和圖2所示，光學半導體元件5在光學半導體元件5的頂面低于波導形成面?zhèn)鹊谋砻?a達與差值“ (A-B) ”對應的距離的狀態(tài)下經(jīng)由焊料層7安裝在平面光波線路3的安裝面6上。然而，實際上，對于從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的距離的實際值，制造誤差余量對于基準值“A”允許在“土a “的范圍內(nèi)，并且對于從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的實際值，制造誤差的余量對于基準值“B”允許在“土b “的范圍內(nèi)。因而，用于數(shù)值控制的運算的值“A”和“B”不必與從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的實際距離和從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的實際距離一致。此外，差“A-B”是基于設計上的基準值“A”和“B”的值，使得其自身沒有誤差余量的概念。然而，在安裝裝置中的臂9的當前位置檢測精度中和激光距離測量裝置的測量精度中存在一定的誤差余量。因而，Z軸當前位置存儲寄存器的當前值“R1”和由激光距離測量裝置檢測到的平面光波線路3的頂面高度“LI”的值不必是真實值。此外，還在當基于移動指令“S”垂直移動臂9時，例如在由于后座、摩擦阻力、慣性等造成的行程不足或者行程過度下，使用的動力源和動力傳遞系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差余量。因而，即使適合地通過數(shù)值控制裝置執(zhí)行移動指令“S = (Rl-Ll)+ (A-B) ”，也不能根本地保證臂9下降“S = (Rl-Ll)+ (A-B) ” 的距離。此處，假定通過將臂9的當前位置檢測精度的誤差余量、激光距離測量裝置的測量誤差余量和驅動臂9時的誤差余量組合來保證臂9相對于目標位置的位置精度在公差“土C，，內(nèi)。注意，“C”是正值。因而，基于以上所述的移動指令“S = (R1-L1) + (A_B)”而移動的臂9的下降量實際上在以下公式的范圍內(nèi)。(Rl的實際值-LI的實際值)+(A-B) +(土c)...(公式I)然而，如已經(jīng)描述，公式I的第三項“土c”是檢測誤差“R1”、測量誤差“LI”和由于臂9的行程不足或者行程過度而引起的定位誤差的組合公差，使得第一項中的“真實值R1”和“真實值LI ”不包括誤差余量。同時，從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的距離的實際值保證為“A±a”和從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的實際值保證為“B±b”的范圍。因而，在公式I的基準值“A”和實際值“A±a”之間產(chǎn)生最大的誤差余量“土a”。類似地，在公式I的基準值“B”和實際值“B±b”之間產(chǎn)生最大的誤差余量“土b”。
因而，考慮到所有的臂9的定位精度的最大誤差余量“土C”、基準值“A”和實際值“A±a”之間的最大誤差余量“土a”以及基準值“B”和實際值“B±b”之間的最大誤差余量“ 土b”，在光學半導體元件5的活性層4的中心和平面光波線路3的波導2的中心之間產(chǎn)生垂直方向上的誤差余量(即，沿著平面光波線路3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a的法線方向產(chǎn)生的誤差余量)被優(yōu)選地保證最大在從平面光波線路板3的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a到平面光波線路3的波導2的中心的距離的設計上的公差的絕對值“a”、從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的設計上的公差的絕對值“b”和處理光學半導體元件5的安裝裝置的臂9的定位精度的公差的絕對值“c”的積分值的范圍內(nèi)，即，在“± (a+b+c) ”的范圍內(nèi)。簡言之，僅在以下兩種情況下，在光學半導體元件5的活性層4的中心和平面光波線路3的波導2的中心之間產(chǎn)生的豎直方向上的誤差余量變成最大在從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的距離的實際值是“ (A+a) ”，從光學半導體5的頂面到活性層4的中心的距離的實際值是“(B-b) ”，并且還存在由于因為臂9的當前位置檢測精度的誤差余量、激光距離測量裝置的測量精度的誤差余量以及驅動臂9時的誤差余量的組合變成最大所以在臂9的下降動作中產(chǎn)生行程過度“+c”而產(chǎn)生的誤差余量“ + (a+b+c) ”的情況下；以及與之相反，在從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的距離的實際值是“ (A-a) ”，從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的實際值是“(B+b) ”，并且還存在因為臂9的當前位置檢測精度的誤差余量、激光距離測量裝置的測量精度的誤差余量和驅動臂9時的誤差余量的組合變成最大所以在臂9的下降動作中產(chǎn)生由于行程不足“-c”而產(chǎn)生的誤差余量“-(a+b+c) ”的情況下。由于“a”是由平面光波線路3的制造精度指定的值，“b”是由光學半導體元件5的制造精度指定的值，并且“c”是安裝裝置的性能指定的值，所以理論上，限制了將光學半導體元件5的活性層4和平面光波線路3的波導2之間產(chǎn)生的在垂直方向上的位置偏移量抑制在“± (a+b+c) ”范圍內(nèi)。在此示例性實施例中，具體地，臂9的從接近開始位置的下降量(即，光學半導體元件5的下降量)基于在制造平面光波線路3和制造光學半導體元件5中相對于平面光波線路3的波導形成面上的表面3a和光學半導體元件5的頂面能精確的點(即，從平面光波線路3的表面3a到波導2的中心的距離的基準值“A”和從光學半導體元件5的頂面到活性層4的中心的距離的基準值“B”)來計算。因而，可以克服平面光波線路板3的整個厚度的變化和光學半導體元件5的整個厚度的變化對活性層4和波導2在垂直方向上的定位精度施加的影響。這使得可以相比于公知安裝方法以更高的精度執(zhí)行安裝工作，該公知方法通過在結向上的狀態(tài)下以安裝面6作為調節(jié)活性層4的高度的基準面來安裝光學半導體元件5，以使活性層4的高度與波導2的高度在垂直方向上一致，即，利用該公知安裝方法，平面光波線路3的整個厚度、光學半導體元件的整個厚度的變化和用于形成安裝面的切口的深度的變化影響精度。當在光學半導體元件5的整個厚度上存在變化時，由于光學半導體元件5的底面和安裝面6之間的垂直間隔的距離而產(chǎn)生輕微的波動。然而，焊料層7置于之間，并且焊料層7如之前所述被擠壓。由此，間隔的距離的波動被吸收。因而，光學半導體元件5能適合地固定到安裝面6。
而且，光學半導體元件5的活性層4從平面光波線路3的安裝面6間隔達光學半導體元件5的厚度的量。因而，可以克服焊料層7的應力直接作用在光學半導體元件5的活性層4上的不便，并提高了激光的SMSR性能。AuSn> AuSi> AuSb> BiSn、SnPb 等能用作焊料層 7。作為根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的激光器模塊制造方法和激光器模塊設計成通過從形成波導的平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^將設計上的光學半導體元件的基準厚度、焊料層設計上的基準值和從平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴狡矫婀獠ň€路的波導的中心的設計上的距離的基準值與從光學半導體元件的頂面到光學半導體元件的活性層的中心的設計上的距離的基準值之差相加而獲得的深度值切割平面光波線路來形成安裝面；在結向上的狀態(tài)下將光學半導體元件保持在從安裝面間隔開的接近開始位置，并將光學半導體元件向下靠近安裝面到光學半導體元件的頂面高度與平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨纫恢碌母叨?；并通過使光學半導體元件朝著安裝面下降達從平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴狡矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的基準值和從光學半導體元件的頂面到光學半導體元件的活性層的中心的設計上的距離的基準值的差的量來將光學半導體元件安裝在平面光波線路上而在安裝面和光學半導體元件之間擠壓焊料層。因而，即使當通過切割而形成的安裝面的深度或者光學半導體元件的厚度存在變化時，光學半導體元件的活性層的高度和平面光波線路的高度能在從平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴狡矫婀獠ň€路的中心的設計上的距離的公差的絕對值、從光學半導體元件的頂面到光學半導體元件的活性層的中心的設計上的距離的公差的絕對值和處理光學半導體元件的安裝裝置的定位精度的公差的絕對值的積分值的范圍內(nèi)精確地一致。而且，在光學半導體元件安裝在平面光波線路上的狀態(tài)下，光學半導體元件的活性層從平面光波線路的安裝面間隔達與光學半導體元件的厚度對應的量。因而，可以克服焊料層的應力直接作用在光學半導體元件的活性層上的不便，并通過穩(wěn)定激光的振蕩來提高SMSR性能。以上，作為示例性實施例，所描述的是這樣的實施例從Z軸當前位置存儲寄存器獲得光學半導體元件5相對于工作臺10的頂面的頂面高度“R1”，并通過激光距離測量裝置在光學半導體元件5保持在臂9的半導體保持面9a處朝著上側從平面光波線路3的安裝面6間隔的接近開始位置處的狀態(tài)下測量平面光波線路3的表面3a的高度“LI”;基于預先作為參數(shù)存儲在數(shù)值控制裝置的存儲器中的頂面高度“R1”和頂面高度“LI”之差“(Rl-Ll) ”和基準值來獲取臂9下降動作所要求的增加移動指令“S”的值；并且根據(jù)從數(shù)值控制裝置到安裝裝置的移動指令輸出而使臂9連續(xù)地下降到最終目標位置，S卩，下降到從接近開始位置低“(R1-L1) + (A-B)”的距離的位置。然而，還可以采用這樣的結構使用接觸式傳感器來代替激光距離測量裝置，通過接觸式傳感器來檢測平面光波線路3的表面3a的高度和半導體保持面9a的高度(即，光學半導體元件5的高度)一致；并且從該位置進一步向下側移動半導體保持面9a側達“ (A-B) ”的距離。例如，圖4所示的結構修改如下。即，壓電元件等放置在半導體保持面9a和臂9的底面之間作為微小饋送致動器，并且通過由伺服電動機、滾珠螺母螺桿等構成的升降機構而使臂9上下移動而使用作微小饋送致動器的壓電元件和臂9以統(tǒng)一的方式豎直地移動。此外，將接觸式傳感器設置到位于平面光波線路3的表面3a的上側的臂9的底面，該接觸式傳感器具有從臂9的底面突起量，該突起量在用作微小饋送致動器的壓電元件完全退縮 時等于半導體保持面9a的突起量。在采用這種結構的情況下，首先，如圖4所示，通過在光學半導體元件5在朝著上側從安裝面6間隔的接近開始位置處保持到臂9的半導體保持面9a的狀態(tài)下使得用作微小饋送致動器的壓電元件完全退縮，將半導體保持面9a從臂9的底面的突起量和接觸式傳感器從臂9的底面的突起量設定為相同，通過數(shù)值控制裝置的脈沖分配處理來在低轉矩和低速度下驅動伺服電動機以使得臂9在沒有指定目標位置的情況下低速下降，并且伺服電動機在接觸式傳感器檢測到平面光波線路3的表面3a的點處立即停止以保持臂9的當前位置。在此點處，接觸式傳感器相對于臂9的底面的突起量和半導體保持面9a的突起量相同。因而，在以以上所述的方式使伺服電動機的驅動停止的點處，半導體保持面9a的高度(即，光學半導體元件5的頂面的高度)與平面光波線路3的高度一致，并且平面光波線路3的表面3a的高度和光學半導體元件5的頂面的高度之間的相對關系處于與圖5完全相同的狀態(tài)下。然后，基于預先作為參數(shù)存儲在數(shù)值控制裝置的存儲器中的基準值“A”和基準值“B”而獲得臂9的下降距離“ (A-B) ”，用作微小饋送致動器的壓電元件被驅動控制以從完全退縮的狀態(tài)朝著下側突起達“ (A-B) ”的距離，并且在保持臂9的當前位置的同時僅有半導體保持面9a向下側移動。在此情況下的結果還與以上所述的情況相同。最后，如圖6和圖2所示，光學半導體元件5在光學半導體元件5的頂面低于波導形成面?zhèn)壬系谋砻?a達與差“ (A-B) ”對應的距離的狀態(tài)下經(jīng)由焊料層7安裝在平面光波線路3的安裝面6上。此外，還可以省略接觸式傳感器，并還可以提供止擋器，在用作微小饋送致動器的壓電元件在位于平面光波線路3的表面3a的上側上的臂9的底面處完全退縮的狀態(tài)下，該止擋器具有與半導體保持面9a的突起量相等的突起量。在此情況下，數(shù)值控制裝置通過監(jiān)視伺服電動機的電流回路來檢測伺服電動機的驅動電流的增大，將驅動電流的增加(即，反作用轉矩的作用)識別為止擋器和平面光波線路3的表面3a之間的接觸，并停止伺服電動機的驅動。盡管以上已經(jīng)通過參照每個示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅僅限于每個示例性實施例。本領域的技術人員能想到的各種變化和修改能應用到本發(fā)明的結構和細節(jié)。以上所述的示例性實施例的全部或者部分能描述為但是不限于以下補充點。(補充點I)—種激光器模塊(I)的制造方法，構成所述激光器模塊(I)的一部分的光學半導體元件(5)經(jīng)由焊料層7安裝在所述激光器模塊中的安裝面(6)上，以使所述光學半導體元件(5)的活性層(4)的高度和所述平面光波線路(3)的波導(2)的高度在波導形成面的法線方向上一致，所述安裝面通過從所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)朝著其法線方向切割構成所述激光器模塊(I)的另一部分的所述平面光波線路(3)的一部分而形成在平面光波線路(3)上，所述方法包括通過從形成波導(2)的所述平面光波線 路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)起沿著通過將光學半導體元件(5)的設計上基準厚度“X”、焊料層⑵的設計上的基準厚度“Y”、和從所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)到所述平面光波線路(3)的波導(2)的中心的距離的設計上的基準值“A”與從所述光學半導體元件(5)的頂面到所述光學半導體元件(5)的所述活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”之差相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路(3)而形成所述安裝面￠);在結向上的狀態(tài)下將所述光學半導體元件(5)保持在從所述安裝面
(6)間隔開的接近開始位置處，并且使所述光學半導體元件(5)向下接近所述安裝面(6)，到所述光學半導體元件(5)的頂面高度與所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)的高度一致的高度；并且通過使所述光學半導體元件(5)朝著所述安裝面(6)靠近達從所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)到所述平面光波線路(3)的波導(2)的中心的距離的設計上的基準值“A”和從所述光學半導體元件(5)的頂面到所述光學半導體元件(5)的活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”之差的量以將所述光學半導體元件(5)安裝在所述平面光波線路(3)上，在所述安裝面(6)和所述光學半導體元件(5)之間擠壓所述焊料層(7)。(補充點2)根據(jù)在補充點I中所述的激光器模塊的制造方法，包括在所述光學半導體元件(5)保持在所述接近開始位置處的狀態(tài)下獲得所述光學半導體元件(5)的頂面高度“R1”和所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)的高度“LI”;從所述光學半導體元件
(5)的所述頂面高度“R1”減去所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)的高度“LI”，并進一步加上通過從所述平面光波線路(3)的所述波導形成面上的表面(3a)到所述平面光波線路⑶的所述波導⑵的中心的距離的設計上的基準值“A”減去從所述光學半導體元件(5)的所述頂面到所述光學半導體元件(5)的所述活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”而獲得的值，以獲得所述光學半導體元件(5)接近所述安裝面(6)的距離“(Rl-Ll) + (A-B) ”；并且連續(xù)地使所述光學半導體元件(5)朝著所述安裝面(6)接近所獲得的距離“ (Rl-Ll)+ (A-B) ”。(補充點3)根據(jù)補充點I所述的激光器模塊的制造方法，包括在所述光學半導體元件(5)保持在所述接近開始位置處的狀態(tài)下開始所述光學半導體元件(5)朝著所述安裝面(6)的接近移動；檢測所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)的高度與所述光學半導體元件(5)的所述頂面高度一致；并且然后，使所述光學半導體元件(5)從其位置進一步朝著所述安裝面(6)接近移動達與以下值“ (A-B) ”對應的距離，所述值“ (A-B) ”是通過從從所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)到所述平面光波線路(3)的所述波導(2)的中心的距離的設計上的基準值“A”減去從所述光學半導體元件(5)的所述頂面到所述光學半導體元件(5)的所述活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”而獲得的。(補充點4)一種激光器模塊(I)，其包括構成所述激光器模塊(I)的一部分的光學半導體元件(5)，所述光學半導體元件(5)經(jīng)由焊料層(7)安裝在安裝面(6)上，所述安裝面(6)通過從所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)朝著其法線方向切割構成所述激光器模塊(I)的其他部分的所述平面光波線路(3)的一部分而形成在平面光波線路(3)上，其中通過從形成波導(2)的所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^ 將光學半導體元件(5)的設計上的基準厚度“X”、焊料層(7)的設計上的基準厚度“Y”、和從所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)到所述平面光波線路(3)的波導(2)的中心的距離的設計上的基準值“A”與從所述光學半導體元件(5)的頂面到所述光學半導體元件(5)的所述活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”之差“ (A-B) ”相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路(3)而形成所述安裝面(6);并且在結向上的狀態(tài)下以以下方式將所述光學半導體元件(5)以在擠壓狀態(tài)下等于設計上的基準厚度“Y”的厚度經(jīng)由所述焊料層(7)安裝在所述安裝面(6)上，其方式為所述光學半導體元件(5)的所述頂面高度比所述平面光波線路(3)的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)的高度低從所述平面光波線路(3)的波導形成面?zhèn)壬系谋砻?3a)到所述平面光波線路(3)的波導的中心的距離的設計上的基準值“A”和從所述光學半導體元件(5)的頂面到所述光學半導體元件(5)的活性層(4)的中心的距離的設計上的基準值“B”之差“ (A-B) ” 的量。工業(yè)應用性本發(fā)明能應用于制造由平面光波線路和光學半導體元件構成的激光器模塊。
權利要求
1.一種激光器模塊的制造方法，構成所述激光器模塊的一部分的光學半導體元件經(jīng)由焊料層安裝在所述激光器模塊中安裝面上，以使所述光學半導體元件的活性層的高度和所述平面光波線路的波導的高度在波導形成面的法線方向上一致，所述安裝面通過從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娉浞ň€方向切割構成所述激光器模塊的另一部分的所述平面光波線路的一部分而形成在平面光波線路上，所述方法包括 通過從形成波導的所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^將光學半導體元件的設計上基準厚度、焊料層的設計上的基準厚度、和從所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值與從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值之差相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路而形成所述安裝面； 在結向上的狀態(tài)下將所述光學半導體元件保持在從所述安裝面間隔開的接近開始位置處，并且使所述光學半導體元件向下接近所述安裝面，到所述光學半導體元件的頂面高度與所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨纫恢碌母叨?；并? 通過使所述光學半導體元件朝著所述安裝面靠近達從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值和從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的活性層的中心的距離的設計上的基準值之差的量以將所述光學半導體元件安裝在所述平面光波線路上，在所述安裝面和所述光學半導體元件之間擠壓所述焊料層。
2.根據(jù)權利要求I所述的激光器模塊的制造方法，包括 在所述光學半導體元件保持在所述接近開始位置處的狀態(tài)下獲得所述光學半導體元件的頂面高度和所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨龋? 從所述光學半導體元件的所述頂面高度減去所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨?，并進一步加上通過從所述平面光波線路的所述波導形成面上的表面到所述平面光波線路的所述波導的中心的距離的設計上的基準值減去從所述光學半導體元件的所述頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值而獲得的值，以獲得所述光學半導體元件接近所述安裝面的距離；并且 連續(xù)地使所述光學半導體元件朝著所述安裝面接近所獲得的距離。
3.根據(jù)權利要求I所述的激光器模塊的制造方法，包括 在所述光學半導體元件保持在所述接近開始位置處的狀態(tài)下開始所述光學半導體元件朝著所述安裝面的接近移動； 檢測所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨扰c所述光學半導體元件的所述頂面高度一致；并且 然后，使所述光學半導體元件從其位置進一步朝著所述安裝面接近移動達與以下值對應的距離，所述值是通過從從所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的所述波導的中心的距離的設計上的基準值減去從所述光學半導體元件的所述頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值而獲得的。
4.一種激光器模塊，其包括構成所述激光器模塊的一部分的光學半導體元件，所述光學半導體元件經(jīng)由焊料層安裝在安裝面上，所述安裝面通過從所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娉浞ň€方向切割構成所述激光器模塊的其他部分的所述平面光波線路的一部分而形成在平面光波線路上，其中 通過從形成波導的所述平面光波線路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻嫜刂ㄟ^將光學半導體元件的設計上的基準厚度、焊料層的設計上的基準厚度、和從所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準值與從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的所述活性層的中心的距離的設計上的基準值之差相加而獲得的深度值切割所述平面光波線路而形成所述安裝面；并且 在結向上的狀態(tài)下以以下方式將所述光學半導體元件以在擠壓狀態(tài)下等于設計上的基準厚度的厚度經(jīng)由所述焊料層安裝在所述安裝面上，其方式為所述光學半導體元件的所述頂面高度比所述平面光波線路的所述波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴母叨鹊蛷乃銎矫婀獠ň€路的波導形成面?zhèn)壬系谋砻娴剿銎矫婀獠ň€路的波導的中心的距離的設計上的基準 值和從所述光學半導體元件的頂面到所述光學半導體元件的活性層的中心的距離的設計上的基準值之差的量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種激光器模塊制造方法和激光器模塊。光學半導體元件在結向上的狀態(tài)下保持在從平面光波線路的安裝面間隔的接近開始位置處，并且通過使光學半導體元件朝著安裝面靠近而使光學半導體元件的頂面高度和平面光波線路的表面高度一致。此外，通過使光學半導體元件朝著安裝面靠近達從平面光波線路的表面到波導的中心的距離的設計上的基準值和從光學半導體元件的頂面到活性層的中心的距離的設計上的基準值之差的量，使得光學半導體元件的活性層的高度和平面光波線路的高度一致。
文檔編號H01S5/022GK102761059SQ20121012936
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者田中博仁 申請人:日本電氣株式會社