专利名称：半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到组合在例如小型光盘机光拾取头中的半导体激光器。
在图7所示的典型常规半导体激光器中，在同一个封装件200中安装有激光二极管1和用来监测激光二极管1所发射的激光束的强度的监测光电二极管2，且激光二极管1和监测光电二极管2的两端被引出封装件200。
激光二极管1的芯片很小且难于处理。因此，如图8所示，通常将激光二极管1安装在称为辅座的尺寸易于处理的基底5上。在这种状态下对激光二极管芯片进行测试并将其组合到半导体激光器中。
在电子线路中，即使没有外加电压，也由于例如带电物体接触到电路时所引起的静电而常常出现大的暂时电流。这种暂时的大电流称为冲击电流，常常会损坏电子线路。
但是，比之普通集成电路(IC)，激光二极管抗冲击电流的能力极低，因而很容易由于冲击电流而损坏或击穿。在图7所示的常规半导体激光器中，由于所有的冲击电流都流入激光二极管，故当出现冲击电流时，激光二极管很容易损坏或击穿，使器件抗冲击电流的能力很低。
在大多数情况下，为了使激光二极管工作，必须有外部驱动晶体管，因此，在组合有半导体激光器的装置的制造工序中，要从外部固定驱动晶体管。但由于半导体激光器抗冲击电流的能力低而使这一固定操作极端麻烦。这使得无法降低组合有半导体激光器的装置的成本。
本发明的目的是提供一种半导体激光器，其抗冲击电流的能力得到了提高，组合有这种半导体激光器的装置的制造工艺得到了简化，且装置的成本得到了降低。
为了达到上述目的，根据本发明，在带有激光二极管的半导体激光器中，在同一个封装件中安装了激光二极管、用来驱动激光二极管的驱动晶体管以及作为激光二极管抗冲击电流措施的连接于驱动晶体管的电阻器。
在这种半导体激光器中，由于激光二极管的一端通过驱动晶体管被引出封装件而不是激光二极管的两端直接引出封装件，故改善了半导体激光器的抗冲击电流能力。由于电阻器连接于驱动晶体管，故激光二极管更可靠地防止了冲击电流造成的损坏或击穿。
而且，根据本发明，驱动晶体管芯片被用作其上安装激光二极管的辅座，即驱动晶体管或驱动晶体管和电阻器被集成在辅座中。电阻器可制作在驱动晶体管内，或制作在不同于驱动晶体管的区域中。
从参照附图，结合最佳实施例的下列描述中，本发明的这些和其它的目的和特点将变得更为明显，在这些附图中
图1示出了本发明第一实施例的半导体激光器的电路结构；图2A示出了第一实施例的半导体激光器的激光二极管芯片安装在用作辅座的驱动晶体管芯片上的情况；图2B示出了第一实施例的半导体激光器的激光二极管芯片安装在其中集成有驱动晶体管、或驱动晶体管和电阻器的辅座上的情况；图3A正面图示出了第一实施例的半导体激光器的内部结构；图3B侧面图示出了第一实施例的半导体激光器的内部结构；图4是第一实施例的半导体激光器的辅座的剖面图，其中集成有pnp型驱动晶体管；图5示出了本发明第二实施例的半导体激光器的电路结构；图6是第二实施例的半导体激光器的辅座的剖面图，其中集成有npn型驱动晶体管；图7示出了常规半导体激光器的电路结构；图8示出了常规半导体激光器的激光二极管芯片安装在辅座上的情况。
以下参照附图来描述本发明的最佳实施例。图1示出了本发明第一实施例的半导体激光器的电路结构。参考号1表示激光二极管。参考号2表示监测光电二极管。参考号3表示pnp驱动晶体管。参考号4表示用作抗冲击电流措施的电阻器。激光二极管1的阳极侧连接于驱动晶体管3的收集极。电阻器4的一端连接于驱动晶体管3的基极。
激光二极管1、监测光电二极管2、驱动晶体管3以及电阻器4安装在同一个封装件100中。电阻器4的另一端、驱动晶体管3的发射极、监测光电二极管2的阳极侧以及激光二极管1的阴极侧和监测光电二极管2的阴极侧被引出封装件100。
根据这种结构，由于激光二极管1的一端通过驱动晶体管3被引出封装件100而不是激光二极管1的两端直接引出封装件100，故改善了半导体激光器的抗冲击电流能力。而且，由于电阻器4连接于驱动晶体管3，故激光二极管1更可靠地防止了冲击电流造成的损坏或击穿。
激光二极管1在被固定于辅座的情况下经受工作测试，并在这种情况下被用来制造半导体激光器。但在本实施例中，不采用图8所示的常规辅座5，而如图2A所示采用驱动晶体管3的芯片作为辅座，或者驱动晶体管3或驱动晶体管3和电阻器4如图2B所示集成在辅座5中。藉此，驱动晶体管3可安装在同一个封装件中而半导体激光器的尺寸无需大于常规半导体激光器。
图3A正面图和3B侧面图示出了这样组建的半导体激光器的内部结构。在这些图中，参考号6、7、8和9表示引线，参考号10、11和12表示金属丝，参考号13表示管座，参考号14表示管壳。管壳14设计成激光束LD能够发射到外面。与图1、2A和2B相同的元件用相同的参考号表示。
管座13带有水平部分和制作在水平部分中心附近的垂直部分。其上安装有激光二极管1的芯片的辅座5(或驱动晶体管3的芯片)被固定在垂直部分的侧面上，使辅座5和管座13电连接。监测光电二极管2固定在水平部分顶表面上能够接收到激光二极管1所发射的激光束的位置处，使其阴极侧和管座13电连接。引线6直接固定于管座13水平部分的背面，使之与管座13电连接。引线7、8和9在与管座13绝缘的情况下穿过水平部分。
在管壳14中，引线7经由电阻器4连接到集成在辅座5中的驱动晶体管3(或用作辅座的驱动晶体管3)的基极。但如稍后所述，当驱动晶体管3集成在辅座5中且电阻器4制作在驱动晶体管3的基区时，引线7经由金属丝而被连接到基极。引线8经由金属丝10连接到驱动晶体管3的发射极。引线9经由金属丝11连接到监测光电二极管2的阳极侧。
图4是其中集成有驱动晶体管3的辅座5的剖面图。在由p型硅基底制成的辅座5的最上部，制作了n型外延层21。在n型外延层21的最上部，制作了p-型收集区22和n-型接触区25。在收集区22的最上部，制作了n阱型基区23。在基区23的最上部制作了p+型发射区24。
用绝缘膜26覆盖辅座5的表面。但在收集区22、基区23、发射区24和接触区25部位上局部清除绝缘膜26，并分别在这些部位制作收集极27、基极28、发射极29和隔离电极30。激光二极管1安装固定于辅座5，以其阳极侧电连接于收集极27。
借助于沿横向(平行于芯片表面的方向)延长n阱型基区23，并如图4中虚线所示在偏离基极有源区(结区)的部位制作基极28，可在基区中制作电阻器区31。这样做之后，引线8与基极28可经由导电金属丝直接连接。
借助于经由金属丝将隔离电极30连接于引线7，最大电压被加于n型外延层21以及驱动晶体管3的发射极，以致晶体管3和辅座5彼此电隔离。
图5示出了本发明第二实施例的半导体激光器的电路结构。在本实施例中，npn型晶体管3’用作驱动晶体管，且其收集极连接于激光二极管1的阴极侧。在本实施例的半导体激光器中，驱动晶体管3’的芯片用作辅座，或驱动晶体管3’或驱动晶体管3’和电阻器4像第一实施例那样集成在辅座5中。此半导体激光器的内部结构与图3A和3B所示的第一实施例相同。
图6是其中集成有npn型驱动晶体管3’的辅座5的剖面图。图中的参考号41表示n型收集区，参考号42表示p型基区，参考号43表示n型发射区。此时，像第一实施例那样，借助于延长基区42并如图6中虚线所示在偏离有源区的部位制作基极44，可以形成电阻器区45。
虽然在上述各实施例的半导体激光器中，用作抗冲击电流措施的电阻器4连接于驱动晶体管3或3’的基极，但这种结构也可以被在驱动晶体管3或3’与激光二极管1之间插入电阻器4，或将这些元件进行组合的方法替代。但由于将电阻器连接到收集极会引起电压降从而降低加于激光二极管1的电压，故只将电阻器连接于基极以提供抗冲击电流措施是可取的。
虽然在上述各实施例中，电阻器4制作在集成于辅座5中的驱动晶体管3或3’内，但与驱动晶体管3分开集成的半导体芯片也可以用作辅座5来取代这种结构。亦即，在辅座5中，驱动晶体管3和电阻器4可制作在不同区上。在这种结构中，即使电阻器4的电阻值高达几kΩ，电路的总面积也不增加很多。
如上所述，根据本发明的半导体激光器，由于激光二极管的一端经由驱动晶体管引出封装件而不是激光二极管的两端直接引出封装件，故改善了半导体激光器的抗冲击电流能力。而且，由于电阻器连接于驱动晶体管，故激光二极管更可靠地防止了冲击电流造成的损坏或击穿。
再者，由于驱动晶体管芯片被用作便于处理激光二极管芯片的辅座，或驱动晶体管集成在辅座中，故可改善半导体激光器的抗冲击电流能力而无需增大尺寸。
此外，由于驱动晶体管被组合在半导体激光器中，故减少了外部固定的零件的数目。这一点以及半导体激光器抗冲击电流能力的改善，简化了组合有半导体激光器的装置的结构，以致可望降低器件的成本。
显然，根据上述技术有可能对本发明作出各种修正和改变。因此应该了解，在所附权利要求的范围内，可用具体所述之外的其它方法来实施本发明。
权利要求
1．一种具有激光二极管的半导体激光器，其中所述的激光二极管、用来驱动上述激光二极管的驱动晶体管以及作为上述激光二极管的抗冲击电流措施的连接于上述驱动晶体管的电阻器，都安装在同一个封装件中。
2．根据权利要求1的半导体激光器，其中所述的驱动晶体管的芯片被用作其上安装上述激光二极管的辅座。
3．根据权利要求1的半导体激光器，其中所述的驱动晶体管集成在其上安装上述激光二极管的辅座中。
4．根据权利要求3的半导体激光器，其中所述的电阻器集成在上述辅座中。
5．根据权利要求4的半导体激光器，其中所述的电阻器制作在构成上述驱动晶体管基极的层中。
6．根据权利要求4的半导体激光器，其中所述的电阻器制作成与上述驱动晶体管分开。
7．根据权利要求1的半导体激光器，其中用来监测上述激光二极管发射的光的光电二极管安装在上述封装件中。
全文摘要
在同一个封装件中安装了激光二极管、用来驱动激光二极管的驱动晶体管、用作激光二极管抗冲击电流措施的连接于驱动晶体管的电阻器、以及用来监测激光二极管发射的光的光电二极管,从而形成一种半导体激光器。驱动晶体管被用作其上安装激光二极管的辅座,或驱动晶体管和电阻器制作在辅座中。
文档编号G11B7/125GK1220508SQ98116668
公开日1999年6月23日 申请日期1998年7月30日 优先权日1997年7月30日
发明者小仓胜也, 钟堂健三 申请人:罗姆股份有限公司