DE112020002289T5

DE112020002289T5 - Halbleiterlaservorrichtung und externe Resonanzlaservorrichtung

Info

Publication number: DE112020002289T5
Application number: DE112020002289.7T
Authority: DE
Inventors: Kano Takashi; Hiroyuki HAGINO
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2022-02-03
Also published as: WO2020225952A1; JPWO2020225952A1; JP7391953B2; US20220255293A1

Abstract

Ein Halbleiterlaserelement (1) umfasst eine Lichtemissionsschicht (30) und eine Vielzahl von Wellenleitern (81) bis (85), die in einer Richtung angeordnet sind. Eine Halbleiterlaservorrichtung (2) umfasst das Halbleiterlaserelement (1) und eine erste Basis (110), die über eine erste Adhäsionsschicht (131) auf einer Fläche in der Laminierungsrichtung des Halbleiterlaserelements (1) angeordnet ist. Der Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht (131) ist in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern (81) bis (85) auf der einen Seite des Abschnitts geringer als auf der anderen Seite des Abschnitts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterlaservorrichtung und eine externe Resonanzlaservorrichtung, die jeweils ein Halbleiterlaserelement vom Array-Typ umfassen, und eignet sich beispielsweise zur Verwendung bei der Bearbeitung von Produkten.
Bei der vorliegenden Anmeldung handelt es sich um eine Auftragsforschung im Rahmen der „Entwicklung fortschrittlicher Laserbearbeitung mit Intelligenz auf Grundlage von Lasertechnologien mit hoher Helligkeit und hoher Effizienz / Entwicklung neuer Lichtquellen-/Elementtechnologien für die fortschrittliche Bearbeitung / Entwicklung von GaN-basierten Hochleistungs-Halbleiterlasern mit hoher Strahlqualität für die hocheffiziente Laserbearbeitung“ der New Energy and Industrial Technology Development Organization für das Steuerjahr 2016, und es handelt sich um eine Patentanmeldung, auf die Artikel 17 des Gesetzes zur Verbesserung der industriellen Technologie angewendet wird.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren wurden Halbleiterlaservorrichtungen bei der Bearbeitung verschiedener Produkte eingesetzt. In einem solchen Fall weist das von einer Halbleiterlaservorrichtung emittierte Licht vorzugsweise eine hohe Ausgangsleistung auf, um die Bearbeitungsqualität zu verbessern. In der folgenden PATENTLITERATUR 1 wird eine Halbleiterlaservorrichtung beschrieben, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterlaserelement, das eine Vielzahl von Streifen aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand in einer Reihe angeordnet sind; und einen Trägerkörper, auf dem dieses Halbleiterlaserelement angeordnet ist.
Als Technik zur Verbesserung der Strahlqualität wird ein Wellenlängenkombinationsverfahren verwendet, das unter Verwendung eines optischen Systems eine Vielzahl von Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen verdichtet. Bei diesem Wellenlängenkombinationsverfahren kann eine hohe Strahlqualität erzielt werden, da die Strahlen an einem Ort verdichtet werden können. Als Struktur, die in der Lage ist, die Oszillationswellenlängen der einzelnen Laser genau zu steuern, wird ein DFB-Laser (Distributed Feedback), ein DBR-Laser (Distributed Bragg Reflector), ein externer Resonator mit einem optischen Element oder ähnliches verwendet. In PATENT LITERATUR 2 wird als Beispiel für ein optisches System, das ein Wellenlängenkombinationsverfahren verwendet, eine externe Resonanzlaservorrichtung beschrieben, die ein Laserarray, ein Beugungsgitter und einen Ausgangskoppler in Form eines Teilreflektors umfasst.
ZITATLISTE
[PATENTLITERATUR]

PTL 1 Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. H1-164084
PTL 2 Japanisches Patent Nr. 5892918

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In einer externen Resonanzlaservorrichtung, in der ein Laserarray und ein Beugungsgitter wie oben beschrieben kombiniert sind, wird die Oszillationswellenlänge an jedem Wellenleiter des Laserarrays durch den Einfallswinkel auf das Beugungsgitter bestimmt. Daher variieren die Oszillationswellenlängen an den jeweiligen Wellenleitern im Laserarray in einer Richtung entsprechend den Positionen der Wellenleiter. Zum Beispiel ändert sich die Oszillationswellenlänge eines Laserarrays allmählich zu einer langen Welle, von einem Wellenleiter an einem Ende zu einem Wellenleiter am anderen Ende. Unter einer Vielzahl von Wellenleitern in einem Laserarray ist die Temperatur des Wellenleiters in der Mitte am höchsten. Daher wird das zum Oszillieren erforderliche Verstärkungsspektrum im Wellenleiter in der Mitte lang und in den Wellenleitern an den Enden kurz. Ein solcher Zustand führt in einem Wellenleiter zu einer Fehlanpassung zwischen dem Verstärkungsspektrum, das durch die Temperaturverteilung bestimmt wird, und der Oszillationswellenlänge, die durch den Einfallswinkel auf das Beugungsgitter bestimmt wird. Dies führt zu dem Problem, dass die Lichtemissionseffizienz des Lasers deutlich verringert wird.
In Anbetracht des obigen Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterlaservorrichtung und eine externe Resonanzlaservorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, die Abnahme der Lichtemissionseffizienz zu unterdrücken.
LÖSUNG DER PROBLEME
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiterlaservorrichtung. Die Halbleiterlaservorrichtung gemäß dem vorliegenden Modus umfasst: ein Halbleiterlaserelement, das eine Lichtemissionsschicht und eine Vielzahl von in einer Richtung angeordneten Wellenleitern umfasst; und eine erste Basis, die über eine erste Adhäsionsschicht auf einer Fläche in einer Laminierungsrichtung des Halbleiterlaserelements angeordnet ist. Ein Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht ist in einer Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf einer Seite des Endabschnitts niedriger als auf einer anderen Seite des Endabschnitts.
Wenn die Halbleiterlaservorrichtung in einer externen Resonanzlaservorrichtung verwendet wird, die ein Beugungsgitter umfasst, wird die Oszillationswellenlänge an jedem Wellenleiter der Halbleiterlaservorrichtung durch die Konfiguration (beispielsweise den Einfallswinkel auf das Beugungsgitter) des optischen Systems bestimmt. Daher variieren die Oszillationswellenlängen an den jeweiligen Wellenleitern in einer Richtung entsprechend den Positionen der Wellenleiter. Beispielsweise ändert sich die Oszillationswellenlänge der Halbleiterlaservorrichtung allmählich zu einer langen Welle, und zwar von dem Wellenleiter auf der Seite des einen Endabschnitts zu dem Wellenleiter auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Gemäß der Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist der Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts geringer als auf der Seite des anderen Endabschnitts. Dementsprechend wird die Wärmebewegung zur ersten Basis in der Nähe des einen Abschnitts des Halbleiterlaserelements gefördert. Dementsprechend wird die Temperatur auf der Seite des anderen Endabschnitts höher als die Temperatur auf der Seite des einen Endabschnitts. Infolgedessen wird das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters auf der Seite des anderen Abschnitts länger als das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters auf der Seite des einen Abschnitts. Daher stimmt die Verteilung der Verstärkungsspektren in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern mit den Oszillationswellenlängen überein, die durch die Konfiguration des optischen Systems der externen Resonanzlaservorrichtung bestimmt werden. Dementsprechend können die durch die Konfiguration des optischen Systems der externen Resonanzlaservorrichtung bestimmten Oszillationswellenlängen dazu gebracht werden, in die Bereiche der durch die Temperaturverteilung bestimmten Verstärkungsspektren zu fallen. Daher kann eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter der Halbleiterlaservorrichtung unterdrückt werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine externe Resonanzlaservorrichtung. Die externe Resonanzlaservorrichtung gemäß dem vorliegenden Modus umfasst: die Halbleiterlaservorrichtung gemäß dem ersten Modus; ein Beugungsgitter; und einen Teilreflektor. Das Beugungsgitter umfasst Beugungsrillen, die sich in einer Richtung erstrecken, die parallel zu einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern ist. Das Beugungsgitter ist so konfiguriert, dass es die optischen Achsen einer Vielzahl von Laserstrahlen ausrichtet, die in Übereinstimmung mit der Vielzahl von Wellenleitern von der Halbleiterlaservorrichtung emittiert werden. Der Teilreflektor ist so konfiguriert, dass er einen Teil der Vielzahl von Laserstrahlen, deren optische Achsen durch das Beugungsgitter zur Überlappung gebracht wurden, reflektiert und zum Beugungsgitter leitet.
Gemäß der externen Resonanzlaservorrichtung des vorliegenden Verfahrens wird die Oszillationswellenlänge an jedem Wellenleiter der Halbleiterlaservorrichtung durch den Einfallswinkel auf das Beugungsgitter bestimmt. Daher variieren die Oszillationswellenlängen an den jeweiligen Wellenleitern in einer Richtung in Abhängigkeit von den Positionen der Wellenleiter. Beispielsweise ändert sich die Oszillationswellenlänge der Halbleiterlaservorrichtung allmählich zu einer langen Welle, und zwar von dem Wellenleiter auf der Seite des einen Endabschnitts zu dem Wellenleiter auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Gemäß der externen Resonanzlaservorrichtung der vorliegenden Vorrichtung ist der Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts geringer als auf der Seite des anderen Endabschnitts. Dementsprechend wird die Wärmebewegung zur ersten Basis in der Nähe des einen Abschnitts des Halbleiterlaserelements gefördert. Dementsprechend wird die Temperatur auf der Seite des anderen Endabschnitts höher als die Temperatur auf der Seite des einen Endabschnitts. Infolgedessen wird das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters auf der Seite des anderen Abschnitts länger als das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters auf der Seite des einen Abschnitts. Daher stimmt die Verteilung der Verstärkungsspektren in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern mit den durch die Einfallswinkel auf das Beugungsgitter bestimmten Oszillationswellenlängen überein. Dementsprechend können die durch die Einfallswinkel auf das Beugungsgitter bestimmten Oszillationswellenlängen dazu gebracht werden, in die durch die Temperaturverteilung bestimmten Bereiche der Verstärkungsspektren zu fallen. Daher kann die Abnahme der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter der Halbleiterlaservorrichtung unterdrückt und die Effizienz des Laseroszillierens durch die externe Resonanzlaservorrichtung verbessert werden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben, können gemäß der vorliegenden Erfindung eine Halbleiterlaservorrichtung und eine externe Resonanzlaservorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage sind, eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz zu unterdrücken.
Die Auswirkungen und die Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibung der weiteren Ausführungsformen weiter verdeutlicht. Die nachfolgenden Ausführungsformen sind jedoch lediglich Beispiele für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt.
Figurenliste

1(a) ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration eines Halbleiterlaserelements gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 1(b) ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration des Halbleiterlaserelements gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
2(a), 2(b) sind jeweils eine Querschnittsansicht zur Beschreibung eines Herstellungsverfahrens für das Halbleiterlaserelement gemäß Ausführungsform 1.
3(a), 3(b) sind jeweils eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Herstellungsverfahrens für das Halbleiterlaserelement gemäß Ausführungsform 1.
4(a), 4(b) sind jeweils eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Herstellungsverfahrens für das Halbleiterlaserelement gemäß Ausführungsform 1.
5(a), 5(b) sind jeweils eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Herstellungsverfahrens für das Halbleiterlaserelement gemäß Ausführungsform 1.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
7(a) ist eine Draufsicht, die schematisch Lötelemente zeigt, die auf einer ersten Basis gemäß Ausführungsform 1 angeordnet sind. 7(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der Vielzahl von Lötelementen gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 7(c) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht zeigt, nachdem das Halbleiterlaserelement und eine erste Elektrode gemäß Ausführungsform 1 aufgeklebt wurden.
8(a) ist eine Draufsicht, die schematisch ein Lötelement zeigt, das auf einer zweiten Basis gemäß Ausführungsform 1 angeordnet ist. 8(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis einer Vielzahl von Lötelementen gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 8(c) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis einer zweiten Adhäsionsschicht zeigt, nachdem das Halbleiterlaserelement und die zweite Basis gemäß Ausführungsform 1 aufgeklebt wurden.
9(a) ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Sn-Zusammensetzungsverhältnis und der Wärmeleitfähigkeit zeigt. 9(b) ist ein Diagramm, das die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 9(c) ist ein Diagramm, das die Temperaturen in Richtung der Y-Achse des Halbleiterlaserelements gemäß Ausführungsform 1 und Vergleichsbeispiel zeigt.
10 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Grundkonfiguration einer externen Resonanzlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
11(a) ist ein schematisches Diagramm, das ein Verstärkungsspektrum an jedem Wellenleiter eines Halbleiterlaserelements und eine Oszillationswellenlänge durch eine externe Resonanzlaservorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt. 11(b) ist ein schematisches Diagramm, das ein Verstärkungsspektrum an jedem Wellenleiter des Halbleiterlaserelements und eine Oszillationswellenlänge durch die externe Resonanzlaservorrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
13(a) ist eine Draufsicht, die schematisch Lötelemente zeigt, die auf einer ersten Basis gemäß Ausführungsform 2 angeordnet sind. 13(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der Vielzahl von Lötelementen gemäß Ausführungsform 2 zeigt. 13(c) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis einer ersten Adhäsionsschicht zeigt, nachdem ein Halbleiterlaserelement und eine erste Elektrode gemäß Ausführungsform 2 aufgeklebt worden sind.
14(a) ist ein Diagramm, das die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht gemäß Ausführungsform 2 zeigt. 14(b) ist ein Diagramm, das die Temperaturen in Richtung der Y-Achse des Halbleiterlaserelements gemäß Ausführungsform 2 und des Vergleichsbeispiels konzeptionell darstellt. 14(c) ist ein schematisches Diagramm, das ein Verstärkungsspektrum einer Oszillationswellenlänge an jedem Wellenleiter des Halbleiterlaserelements und einer Oszillationswellenlänge durch die externe Resonanzlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
16(a) ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch Konfigurationen von Überstandsteilen gemäß Ausführungsform 3 zeigt. 16(b) ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Trennelements gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 3 zeigt.
17 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleiterlaservorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
18(a), 18(b) sind jeweils ein Diagramm, das die Wärmeleitfähigkeit einer zweiten Adhäsionsschicht und einer ersten Adhäsionsschicht gemäß einer anderen Modifikation zeigt.
19(a), 19(b) sind jeweils ein Diagramm, das die Wärmeleitfähigkeit einer zweiten Adhäsionsschicht und einer ersten Adhäsionsschicht nach einer anderen Modifikation zeigt.
20(a), 20(b) sind jeweils eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration einer externen Resonanzlaservorrichtung gemäß einer anderen Modifikation zeigt.

Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur der Beschreibung dienen und den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken.
VORTEILHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Einfachheit halber ist jede Zeichnung mit zueinander orthogonalen X-, Y- und Z-Achsen versehen. Die X-Achsenrichtung ist die Ausbreitungsrichtung des Lichts in einem Wellenleiter, und die Y-Achsenrichtung ist die Breitenrichtung (Anordnungsrichtung von Wellenleitern) des Wellenleiters. Die Richtung der Z-Achse ist die Schichtrichtung der Schichten, die ein Halbleiterlaserelement bilden.
In den folgenden Ausführungsformen ist der Wärmewiderstand einer ersten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung einer Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite eines Endabschnitts geringer als auf der Seite des anderen Endabschnitts. Um eine solche Wärmewiderstandsverteilung zu realisieren, ist in den nachstehenden Ausführungsformen die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts höher als auf der Seite des anderen Endabschnitts. In ähnlicher Weise ist in den folgenden Ausführungsformen der Wärmewiderstand einer zweiten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts niedriger als auf der Seite des anderen Endabschnitts. Um eine solche Wärmewiderstandsverteilung zu realisieren, ist in den folgenden Ausführungsformen die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts höher als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
<Ausführungsform 1>
1(a) ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration eines Halbleiterlaserelements 1 zeigt, und 1(b) ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration des Halbleiterlaserelements 1 zeigt. In 1(a) ist der Einfachheit halber eine Flächenelektrode 52 nicht dargestellt. 1(b) ist eine Querschnittsansicht in positiver Richtung der X-Achse des Halbleiterlaserelements 1, geschnitten entlang A-A' in 1(a).
Wie in 1(a) gezeigt, ist das Halbleiterlaserelement 1 mit fünf Wellenleitern 81 bis 85 versehen, die sich in Richtung der X-Achse erstrecken. Die fünf Wellenleiter 81 bis 85 weisen die Wirkung auf, Licht in Richtung der X-Achse zu leiten und in Richtung der Y-Achse die Ausbreitung von Licht außerhalb dieser Wellenleiter zu begrenzen.
Eine Endfläche 1a ist die Endfläche auf der Emissionsseite des Halbleiterlaserelements 1, und eine Endfläche 1b ist die Endfläche auf der Reflexionsseite des Halbleiterlaserelements 1. Licht von der Seite der Endfläche 1a in Richtung der Endfläche 1b wird verstärkt, während es sich in den Wellenleitern 81 bis 85 in der negativen Richtung der X-Achse fortbewegt, und wird an der Endfläche 1b reflektiert. Licht von der Seite der Endfläche 1b in Richtung der Endfläche 1a wird in den Wellenleitern 81 bis 85 in positiver Richtung der X-Achse verstärkt, passiert die Endfläche 1a und wird als Emissionslicht in positiver Richtung der X-Achse von der Endfläche 1a abgestrahlt. Auf diese Weise wird das in dem Halbleiterlaserelement 1 erzeugte Licht zwischen der Endfläche 1a und der Endfläche 1b verstärkt, um von der Endfläche 1a emittiert zu werden.
Im Falle einer externen Resonanzlaservorrichtung, die später beschrieben wird, erfolgt die Lichtverstärkung jedoch durch Reflexion unter Verwendung eines Ausgangskopplers. Daher ist es vorzuziehen, eine Konfiguration anzunehmen, bei der: der Reflexionsgrad an der Endfläche 1a im Wesentlichen Null ist; und eine Lichtverstärkung in dem Halbleiterlaserelement 1 nicht durchgeführt wird.
Wie in 1(b) gezeigt, umfasst das Halbleiterlaserelement 1 ein Substrat 10, eine erste Halbleiterschicht 20, eine Lichtemissionsschicht 30, eine zweite Halbleiterschicht 40, einen Elektrodenteil 50, eine dielektrische Schicht 60 und eine n-seitige Elektrode 70.
Das Substrat 10 ist beispielsweise ein GaN-Substrat. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Substrat 10 ein hexagonales GaN-Substrat vom n-Typ, dessen Hauptfläche eine (0001)-Ebene ist.
Das Substrat 10 ist auf der ersten Halbleiterschicht 20 ausgebildet. Bei der ersten Halbleiterschicht 20 handelt es sich beispielsweise um eine n-seitige Mantelschicht, die aus einem Si-dotierten AlGaN vom n-Typ besteht.
Die Lichtemissionsschicht 30 ist auf der ersten Halbleiterschicht 20 ausgebildet. Die Lichtemissionsschicht 30 ist als Nitrid-Halbleiter ausgeführt. Die Lichtemissionsschicht 30 weist beispielsweise eine Struktur auf, in der eine n-seitige Lichtleiterschicht 31 aus n-GaN und einer undotierten InGaN-Schicht, eine als InGaN-Quantentopfschicht ausgebildete aktive Schicht 32 und eine p-seitige Lichtleiterschicht 33 aus einer undotierten InGaN-Schicht und Mg-dotiertem p-GaN laminiert sind. Lichtemissionsschichten 30a befinden sich in der Lichtemissionsschicht 30 in der Nähe von Positionen, die den fünf Wellenleitern 81 bis 85 entsprechen, und sind Bereiche, in denen der größte Teil des vom Halbleiterlaserelement 1 emittierten Lichts erzeugt wird und sich ausbreitet.
Die zweite Halbleiterschicht 40 ist auf der Lichtemissionsschicht 30 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 40 weist beispielsweise eine Struktur auf, in der eine Elektronensperrschicht 41 aus AlGaN, eine p-seitige Mantelschicht 42, die als Mg-dotierte p-Typ AlGaN-Schicht ausgebildet ist, und eine p-seitige Kontaktschicht 43, die aus einem ebenfalls mit Mg dotierten p-Typ GaN ausgebildet ist, laminiert sind. Die p-Seiten-Kontaktschicht 43 ist als oberste Schicht der fünf Wellenleiter 81 bis 85 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 40 umfasst auf ihrer Oberseite fünf Überstandsteile (streifenförmige Vorsprünge), die sich in Richtung der X-Achse erstrecken. Die fünf Überstandsteile, die an der zweiten Halbleiterschicht 40 ausgebildet sind, bilden die fünf Wellenleiter 81 bis 85. Aufgrund der fünf Wellenleiter 81 bis 85 bewegt sich das Licht in den fünf Bereichen 30a, die den fünf Wellenleitern 81 bis 85 entsprechen, in Richtung der X-Achse.
Der Elektrodenteil 50 ist auf der zweiten Halbleiterschicht 40 ausgebildet. Der Elektrodenteil 50 umfasst: p-seitige Elektroden 51 zur Stromzufuhr; und eine Flächenelektrode 52, die auf den p-seitigen Elektroden 51 ausgebildet ist. Jede p-seitige Elektrode 51 ist auf der p-seitigen Kontaktschicht 43 ausgebildet und erstreckt sich in Richtung der X-Achse entlang des entsprechenden Wellenleiters 81 bis 85, wie in 1(a) dargestellt. Die p-seitige Elektrode 51 ist eine ohmsche Elektrode, die in ohmschem Kontakt mit der p-seitigen Kontaktschicht 43 steht. Die p-seitige Elektrode 51 wird zum Beispiel aus einem Metallmaterial wie Pd, Pt und Ni gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform weist die p-seitige Elektrode 51 eine Zweischichtstruktur aus Pd/Pt auf. Die Flächenelektrode 52 ist oberhalb der p-seitigen Elektroden 51 und der dielektrischen Schicht 60 angeordnet und deckt einen im Wesentlichen gesamten Bereich der oberen Fläche des Halbleiterlaserelements 1 ab. Die Flächenelektrode 52 wird beispielweise aus einem Metallmaterial wie Ti, Ni, Pt und Au hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Flächenelektrode 52 einen dreischichtigen Aufbau aus Ti/Pt/Au auf.
Die dielektrische Schicht 60 ist eine Isolierschicht, die auf den Außenseiten der fünf Wellenleiter 81 bis 85 gebildet wird, um das Licht auf die Bereiche 30a zu beschränken. In der vorliegenden Ausführungsform ist die dielektrische Schicht 60 kontinuierlich in den Randbereichen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 über den Seitenflächen der p-seitigen Kontaktschicht 43, den Seitenflächen der vorstehenden Abschnitte der p-seitigen Mantelschicht 42 und den oberen Flächen in den Randbereichen der vorstehenden Abschnitte der p-seitigen Mantelschicht 42 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die dielektrische Schicht 60 aus SiO₂ gebildet.
Die n-seitige Elektrode 70 ist an der Unterseite des Substrats 10 ausgebildet und ist eine ohmsche Elektrode in ohmschem Kontakt mit dem Substrat 10. Zum Beispiel ist die n-seitige Elektrode 70 ein Laminierfilm, der aus Ti/Pt/Au besteht.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für das Halbleiterlaserelement 1 unter Bezugnahme auf 2(a) bis 5(b) beschrieben. 2(a) bis 5(b) sind Querschnittsansichten ähnlich der in 1(b).
Wie in 2(a) gezeigt, werden die erste Halbleiterschicht 20, die Lichtemissionsschicht 30 und die zweite Halbleiterschicht 40 nacheinander durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD-Verfahren) auf dem Substrat 10 gebildet, das ein hexagonales GaN-Substrat vom n-Typ ist, dessen Hauptfläche eine (0001)-Ebene ist.
Insbesondere wird eine n-seitige Mantelschicht aus AlGaN vom n-Typ mit 3µm als erste Halbleiterschicht 20 auf dem Substrat 10 aufgewachsen, die eine Dicke von 400µm aufweist. Anschließend wird die n-seitige Lichtleiterschicht 31 aus n-GaN um 0,1µm aufgewachsen. Anschließend wird die aktive Schicht 32 aufgewachsen, die aus drei Zyklen einer Sperrschicht aus InGaN und einer Quantentopfschicht aus InGaN besteht. Anschließend wird die p-seitige Lichtleiterschicht 33 aus p-GaN um 0,1µm aufgewachsen.
Anschließend wird die Elektronensperrschicht 41 aus AlGaN um 10 nm aufgewachsen. Anschließend wird die p-seitige Mantelschicht 42 als 0,48µm dickes verspanntes Supergitter durch Wiederholung von 160 Zyklen aus einer 1,5 nm dicken p-AIGaN-Schicht und einer 1,5 nm dicken GaN-Schicht aufgewachsen. Anschließend wird die p-seitige Kontaktschicht 43 aus p-GaN um 0,05µm aufgewachsen. Hier werden in jeder Schicht für metallorganische Rohstoffe, die Ga, Al und In umfassen, zum Beispiel Trimethylgallium (TMG), Trimethylammonium (TMA) und Trimethylindium (TMI) verwendet. Als Stickstoffrohstoff wird Ammoniak (NH3) verwendet.
Als nächstes wird, wie in 2(b) gezeigt, ein Schutzfilm 91 auf der zweiten Halbleiterschicht 40 gebildet. Insbesondere wird als Schutzfilm 91 ein 300 nm dicker Siliziumoxidfilm (SiO₂) auf der p-seitigen Kontaktschicht 43 durch ein Plasma-CVD-Verfahren (chemische Gasphasenabscheidung) unter Verwendung von Silan (SiH4) gebildet.
Als nächstes wird, wie in 3(a) gezeigt, der Schutzfilm 91 selektiv durch ein fotolithografisches Verfahren und ein Ätzverfahren entfernt, so dass der Schutzfilm 91 in gürtelartigen Formen verbleibt. Als Ätzverfahren kann beispielsweise das Trockenätzen durch reaktives lonenätzen (RIE) unter Verwendung eines Gases auf Fluorbasis wie CF4 oder das Nassätzen unter Verwendung von Flusssäure (HF), die im Verhältnis von etwa 1:10 verdünnt ist, verwendet werden.
Als nächstes werden, wie in 3(b) gezeigt, die p-seitige Kontaktschicht 43 und die p-seitige Mantelschicht 42 geätzt, indem als Maske der Schutzfilm 91 verwendet wird, der in den gürtelartigen Formen gebildet wird, wodurch fünf Überstandsteile (Vorsprünge in einer Streifenform, Gratstreifenteile) in der zweiten Halbleiterschicht 40 gebildet werden. Zum Ätzen der p-seitigen Kontaktschicht 43 und der p-seitigen Mantelschicht 42 kann das Trockenätzen durch ein RIE-Verfahren unter Verwendung eines chlorhaltigen Gases wie CI2 verwendet werden.
Als nächstes wird, wie in 4(a) gezeigt, der Schutzfilm 91 in den gürtelartigen Formen durch Nassätzen unter Verwendung von Flusssäure oder ähnlichem entfernt, und dann wird die dielektrische Schicht 60 so gebildet, dass sie die p-seitige Kontaktschicht 43 und die p-seitige Mantelschicht 42 abdeckt. Als die dielektrische Schicht 60 wird ein 300 nm dicker Siliziumoxidfilm (SiO₂) beispielsweise durch ein Plasma-CVD-Verfahren unter Verwendung von Silan (SiH4) gebildet.
Als nächstes wird, wie in 4(b) gezeigt, nur die dielektrische Schicht 60 auf den Überstandsteilen der zweiten Halbleiterschicht 40 durch ein fotolithografisches Verfahren und Nassätzen mit Flusssäure entfernt, um die oberen Flächen der p-seitigen Kontaktschicht 43 freizulegen. Dann werden die p-seitigen Elektroden 51, die jeweils aus Pd/Pt bestehen, nur auf den Überstandsteilen der zweiten Halbleiterschicht 40 mit Hilfe eines Vakuumverdampfungsverfahrens und eines Abhebeverfahrens gebildet. Insbesondere wird jede p-seitige Elektrode 51 auf der p-seitigen Kontaktschicht 43 gebildet, die von der dielektrischen Schicht 60 freigelegt ist.
Als nächstes wird, wie in 5(a) gezeigt, die Flächenelektrode 52 so ausgebildet, dass sie die p-seitigen Elektroden 51 und die dielektrische Schicht 60 abdeckt. Insbesondere wird ein Resist durch ein photolithographisches Verfahren oder ähnliches auf anderen Abschnitten als den Abschnitten, in denen die Flächenelektrode 52 gebildet werden soll, strukturiert, und die aus Ti/Pt/Au bestehende Flächenelektrode 52 wird auf der gesamten Fläche oberhalb des Substrats 10 durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder ähnliches gebildet. Dann wird die Elektrode von überflüssigen Abschnitten mit Hilfe eines Abhebeverfahrens entfernt. Dementsprechend kann die Flächenelektrode 52, die eine vorbestimmte Form aufweist, auf den p-seitigen Elektroden 51 und der dielektrischen Schicht 60 gebildet werden. Auf diese Weise wird das Elektrodenteil 50 gebildet, das aus den p-seitigen Elektroden 51 und der Flächenelektrode 52 besteht.
Als nächstes wird die Unterseite des Substrats 10 mit einer Dicke von 400µm poliert, so dass sie eine Dicke von 80µm aufweist. Dann wird, wie in 5(b) gezeigt, die n-seitige Elektrode 70 an der Unterseite des Substrats 10 ausgebildet. Insbesondere wird die n-seitige Elektrode 70, die aus Ti/Pt/Au besteht, auf der Rückseite des Substrats 10 durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder ähnliches gebildet, und die Strukturierung wird unter Verwendung eines fotolithografischen Verfahrens und eines Ätzverfahrens durchgeführt, wodurch die n-seitige Elektrode 70, die eine vorbestimmte Form aufweist, gebildet wird.
Dann werden die Endflächen 1a, 1b durch Spaltung gebildet, und Endflächenbeschichtungsfilme wie dielektrische Mehrschichtfilme werden jeweils an den Endflächen 1a, 1b gebildet. Der Reflexionsgrad des an der Endfläche 1a gebildeten Endflächenbeschichtungsfilms wird so eingestellt, dass er im Wesentlichen 0% beträgt, und der Reflexionsgrad des an der Endfläche 1b gebildeten Endflächenbeschichtungsfilms wird so eingestellt, dass er im Wesentlichen 100% beträgt. Auf diese Weise wird das in 1(a), 1(b) dargestellte Halbleiterlaserelement 1 fertiggestellt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleiterlaservorrichtung 2 zeigt. In 6 ist die obere Fläche (die p-seitige Fläche) des in 1(b) gezeigten Halbleiterlaserelements 1 nach unten gerichtet (die negative Richtung der Z-Achse).
Die Halbleiterlaservorrichtung 2 umfasst das Halbleiterlaserelement 1 und zwei Submounts 100, 200.
Der Unterträger 100 umfasst eine erste Basis 110, eine erste Elektrode 121, eine Elektrode 122, eine erste Adhäsionsschicht 131 und eine Adhäsionsschicht 132.
Die erste Basis 110 besteht aus einem Material, das eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die der des Halbleiterlaserelements 1 entspricht oder größer ist, wie beispielsweise eine Keramik wie Aluminiumnitrid (AIN) oder Siliziumkarbid (SiC), durch CVD gebildeter Diamant (C), eine metallische Grundsubstanz wie Cu oder Al oder eine Legierung wie CuW.
Die erste Elektrode 121 wird durch Aufdampfen auf der dem Halbleiterlaserelement 1 gegenüberliegenden Seite der ersten Basis 110 gebildet. Die Elektrode 122 wird durch Aufdampfen auf der Seite der ersten Basis 110 gebildet, die der Seite, auf der die erste Elektrode 121 gebildet wird, gegenüberliegt. Die erste Elektrode 121 und die Elektrode 122 sind beispielsweise jeweils ein Schichtfilm aus den Metallen Ti (0,1µm), Pt (0,2µm) und Au (0,2µm). Wenn die erste Basis 110 elektrisch leitfähig ist und die Haftung zwischen der ersten Basis 110 und der ersten Adhäsionsschicht 131 gut ist, kann die erste Elektrode 121 weggelassen werden.
Die erste Adhäsionsschicht 131 ist auf der ersten Elektrode 121 ausgebildet, und die Adhäsionsschicht 132 ist auf der Elektrode 122 ausgebildet. Bei der ersten Adhäsionsschicht 131 handelt es sich beispielsweise um ein eutektisches Lot (6µm) aus einer Gold-Zinn-Legierung, bei der das Au-Zusammensetzungsverhältnis in Bezug auf eine Zusammensetzung aus Au (80%) und Sn (20%) in Abhängigkeit von der Position in Richtung der Y-Achse variiert. Das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 wird später unter Bezugnahme auf 7(c) beschrieben. Bei der Adhäsionsschicht 132 handelt es sich um ein eutektisches Lot (6µm) aus einer Gold-Zinn-Legierung, bei der das Au-Zusammensetzungsverhältnis in Bezug auf eine Zusammensetzung aus Au (80%) und Sn (20%) unabhängig von der Position in Richtung der Y-Achse konstant ist.
Das Halbleiterlaserelement 1 ist in der Halbleiterlaservorrichtung 2 über die erste Basis 110 nach unten gepolt montiert. Das heißt, die p-seitige Fläche (die Fläche auf der Seite der in der zweiten Halbleiterschicht 40 gebildeten Überstandsteile) des Halbleiterlaserelements 1 ist über die erste Basis 110 in der Halbleiterlaservorrichtung 2 angeordnet. Insbesondere ist die Flächenelektrode 52 des Halbleiterlaserelements 1 über die erste Adhäsionsschicht 131 auf der auf der ersten Basis 110 ausgebildeten ersten Elektrode 121 angeordnet, und die auf der ersten Basis 110 ausgebildete Elektrode 122 ist über die Adhäsionsschicht 132 in der Halbleiterlaservorrichtung 2 angeordnet.
Der Submount 200 umfasst eine zweite Basis 210 und eine zweite Adhäsionsschicht 220.
Die zweite Basis 210 ist aus einem ähnlichen Material gebildet wie die erste Basis 110. Die zweite Adhäsionsschicht 220 ist auf der dem Halbleiterlaserelement 1 gegenüberliegenden Seite der zweiten Basis 210 ausgebildet. Bei der zweiten Adhäsionsschicht 220 handelt es sich um ein eutektisches Lot (6µm) aus einer Gold-Zinn-Legierung, bei der das Au-Zusammensetzungsverhältnis in Bezug auf eine Zusammensetzung aus Au (80%) und Sn (20%) unabhängig von der Position in Y-Achsenrichtung konstant ist. Das Au-Zusammensetzungsverhältnis der zweiten Adhäsionsschicht 220 wird später unter Bezugnahme auf 8(c) beschrieben. Die n-seitige Fläche (die Fläche auf der Seite des Substrats 10) des Halbleiterlaserelements 1 ist über die zweite Adhäsionsschicht 220 auf der zweiten Basis 210 angeordnet.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 7(a) bis 7(c) die Anordnung der ersten Adhäsionsschicht 131 und das Au-Zusammensetzungsverhältnis in Y-Achsenrichtung der ersten Adhäsionsschicht 131 beschrieben.
7(a) ist eine Draufsicht, die schematisch die auf der ersten Basis 110 angeordneten Lötelemente 131a zeigt. 7(a) ist eine Draufsicht, die man erhält, wenn man die erste Basis 110 und die erste Elektrode 121, die auf der ersten Basis 110 ausgebildet ist, in der negativen Richtung der Z-Achse betrachtet. In 7(a) sind der Einfachheit halber die Position des Halbleiterlaserelements 1 und die Positionen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 in Richtung der Z-Achse gesehen durch gestrichelte Linien dargestellt.
Wenn das Halbleiterlaserelement 1 an die erste Elektrode 121 auf der ersten Basis 110 geklebt werden soll, wird eine Vielzahl von Lötelementen 131a auf der ersten Elektrode 121 angeordnet, wie in 7(a) gezeigt. In 7(a) sind 33 Lötelemente 131a in Richtung der Y-Achse angeordnet. Jedes Lötelement 131a weist in Richtung der Y-Achse eine Breite auf, die kleiner ist als die jedes Wellenleiters 81 bis 85, und eine Länge in Richtung der X-Achse, die größer ist als die des Halbleiterlaserelements 1. Nachdem die Vielzahl von Lötelementen 131a wie in 7(a) gezeigt angeordnet sind, werden alle Lötelemente 131a durch Wärme geschmolzen, und dann wird das Halbleiterlaserelement 1 auf den Lötelementen 131a angeordnet. Dementsprechend werden das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 mittels der Lötelemente 131a aneinander geklebt, und die Vielzahl der Lötelemente 131a werden in Richtung der y-Achse miteinander verbunden, wodurch die erste Adhäsionsschicht 131 entsteht.
7(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der Vielzahl von Lötelementen 131a zeigt, die in Richtung der Y-Achse angeordnet sind. In 7(b) stellt die horizontale Achse die Position in Richtung der Y-Achse dar, und die vertikale Achse stellt das Au-Zusammensetzungsverhältnis dar. Die fünf Bereiche A1 bis A5 in der Y-Achsenrichtung in 7(b) zeigen die Positionen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 an.
Wie in 7(b) gezeigt, sind die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der aneinander angrenzenden Lötelemente 131a unterschiedlich, aber das Au-Zusammensetzungsverhältnis in einem einzelnen Lötelement 131a ist konstant. Die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der 33 Elemente 131a sind je nach Position in Richtung der Y-Achse unterschiedlich. Insbesondere sind die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der Vielzahl von Lötelementen 131a so eingestellt, dass das Au-Zusammensetzungsverhältnis allmählich von dem Ende auf der positiven Seite der Y-Achse zu dem Ende auf der negativen Seite der Y-Achse hin zunimmt.
7(c) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 zeigt, nachdem das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 aufgeklebt worden sind.
Wenn die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der Vielzahl von Lotelementen 131a wie in 7(b) gezeigt eingestellt wurden und diese Lotelemente 131a durch Wärme geschmolzen wurden, wodurch das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 aneinander haften, weist die gebildete erste Adhäsionsschicht 131 ein Au-Zusammensetzungsverhältnis auf, wie in 7(c) gezeigt. In 7(c) ist das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) der Vielzahl von Wellenleitern 81 bis 85 von der positiven Y-Achsen-Seite zur negativen Y-Achsen-Seite hin erhöht.
Tatsächlich kann in dem Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 ein flacher Bereich auftreten, der der Position jedes Lötelements 131a entspricht. Mit zunehmender Anzahl von Lötelementen 131a wird der flache Bereich verengt, wodurch sich die Verteilung des Au-Zusammensetzungsverhältnisses der ersten Adhäsionsschicht 131 der gleichmäßigen Verteilung annähert, wie in 7(c) gezeigt. Wenn der Abstand zwischen den Lötelementen 131a verringert wird, werden diese Lötelemente 131a während des Schmelzens der Lötelemente 131a an der Grenze zwischen den aneinander angrenzenden Lötelementen 131a miteinander vermischt. Dementsprechend ändert sich das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 an jeder Grenzfläche leicht. Infolgedessen nähert sich die Verteilung des Au-Zusammensetzungsverhältnisses der ersten Adhäsionsschicht 131 der in 7(c) dargestellten gleichmäßigen Verteilung an.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 8(a), 8(b) die Anordnung der zweiten Adhäsionsschicht 220 und das Au-Zusammensetzungsverhältnis in Y-Achsenrichtung der zweiten Adhäsionsschicht 220 beschrieben.
8(a) ist eine Draufsicht, die schematisch die zweite Adhäsionsschicht 220 zeigt, die auf der zweiten Basis 210 angeordnet ist. 8(a) ist eine Draufsicht, die man erhält, wenn man die zweite Basis 210 in der positiven Richtung derZ-Achse betrachtet. In 8(a) sind der Einfachheit halber die Position des Halbleiterlaserelements 1 und die Positionen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 in Richtung der Z-Achse gesehen durch gestrichelte Linien dargestellt.
Wenn das Halbleiterlaserelement 1 auf der zweiten Basis 210 angeordnet werden soll, wird ein einzelnes Lötelement 220a auf der zweiten Basis 210 angeordnet, wie in 8(a) gezeigt. Der Außendurchmesser des Lötelements 220a ist größer als der Außendurchmesser des Halbleiterlaserelements 1. Nachdem das Lötteil 220a wie in 8(a) gezeigt angeordnet ist, wird das Lötelement 220a durch Wärme geschmolzen, wodurch das Halbleiterlaserelement 1 an dem Lötteil 220a anhaftet. Dementsprechend werden das Halbleiterlaserelement 1 und die zweite Basis 210 mit Hilfe des Lötelements 220a aneinander geklebt, und das Lötelement 220a wird zur zweiten Adhäsionsschicht 220.
8(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis des Lötelements 220a zeigt. In 8(b) stellt die horizontale Achse die Position in Richtung der Y-Achse dar, und die vertikale Achse stellt das Au-Zusammensetzungsverhältnis dar. Fünf Bereiche A1 bis A5 in Richtung der Y-Achse in 8(b) zeigen die Positionen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 an.
Wie in 8(b) gezeigt, ist das Au-Zusammensetzungsverhältnis des Lötelements 220a unabhängig von der Position in Richtung der Y-Achse konstant. Wenn das Au-Zusammensetzungsverhältnis des Lötelements 220a so eingestellt ist, wie in 8(b) gezeigt, und das Lötelement 220a durch Wärme geschmolzen wird, wodurch das Halbleiterlaserelement 1 und die zweite Basis 210 aneinander haften, wird das Au-Zusammensetzungsverhältnis der gebildeten zweiten Adhäsionsschicht 220 konstant, wie in 8(c) gezeigt.
9(a) ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Sn-Zusammensetzungsverhältnis und der Wärmeleitfähigkeit zeigt. Das Diagramm in 9(a) wurde von den Erfindern auf Grundlage von „Physical property value - equilibrium diagram | Mitsubishi Materials Corporation Advanced Products Company Electronic Materials & Components Division“ (http://www.mmc.co.jp/adv/ele/ja/products/assembly/ausn-special03.html) erstellt.
Wie in 9(a) gezeigt, ist zu erkennen, dass die Wärmeleitfähigkeit zunimmt, wenn das Au-Zusammensetzungsverhältnis erhöht und das Sn-Zusammensetzungsverhältnis verringert wird.
Das Material der Adhäsionsschicht, die zum Anhaften des Halbleiterlaserelements 1 an einem Unterbau verwendet wird, weist üblicherweise eine Gold-Zinn-Legierung (Au0,8Sn0,2) auf, die aus einer Zusammensetzung aus Au (80%) und Sn (20%) besteht. Die Wärmeleitfähigkeit der Adhäsionsschicht beträgt in diesem Fall etwa 57 W/m*K, wie aus dem Diagramm in 9(a) hervorgeht. Da das Halbleiterlaserelement 1 im Wesentlichen aus GaN besteht, beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Halbleiterlaserelements 1 etwa 200 W/m*K. Daher wird in einem Fall, in dem eine Adhäsionsschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit verwendet wird, die viel niedriger ist als die des Halbleiterlaserelements 1, selbst wenn die erste Basis 110 und die zweite Basis 210 jeweils aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet sind, die Wärme nicht reibungslos von dem Halbleiterlaserelement 1 zu der ersten Basis 110 und der zweiten Basis 210 geleitet, und die Wärme wird insbesondere in der Nähe der Mitte der Lichtemissionsschicht 30 zurückgehalten. Infolgedessen wird im Halbleiterlaserelement 1 die Temperatur in der Mitte in Richtung der Y-Achse hoch, und die Temperatur an den Außenseiten in Richtung der Y-Achse wird niedrig.
Im Gegensatz dazu wird bei der Ausführungsform 1 im Halbleiterlaserelement 1 die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse niedriger eingestellt als die Temperatur auf der positiven Seite der Y-Achse. Insbesondere wird für die erste Adhäsionsschicht 131 in Bezug auf das herkömmliche Au-Zusammensetzungsverhältnis (80%) das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 so eingestellt, dass es einen höheren Wert als den herkömmlichen Wert aufweist. Im Diagramm in 7(c) ist das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 beispielsweise so eingestellt, dass das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 nicht höher ist als der herkömmliche Wert von 80% und das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 etwa 95% beträgt. Das Au-Zusammensetzungsverhältnis der zweiten Adhäsionsschicht 220 wird auf den üblichen Wert von 80% eingestellt. Wenn das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 auf diese Weise eingestellt ist, wird die in der Lichtemissionsschicht 30 in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse zurückgehaltene Wärme leichter und reibungsloser über die erste Adhäsionsschicht 131 zur ersten Basis 110 geleitet als die in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse.
9(b) ist ein Diagramm, das die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 zeigt.
Wie in 9(a) gezeigt, steigt die Wärmeleitfähigkeit mit der Erhöhung des Au-Zusammensetzungsverhältnisses. Wenn also das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 wie in 7(c) gezeigt eingestellt wird, wird die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 so eingestellt, dass sie von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse zunimmt, wie in 9(b) gezeigt. Währenddessen ist das Au-Zusammensetzungsverhältnis der zweiten Adhäsionsschicht 220 konstant, wie in 8(c) gezeigt, und somit ist die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 unabhängig von der Position in der Y-Achsenrichtung konstant.
9(c) zeigt konzeptionell die Temperaturen in Richtung der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 gemäß Ausführungsform 1 und Vergleichsbeispiel.
Hier wird ein Vergleichsbeispiel betrachtet, bei dem das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 unabhängig von der Position in Y-Achsenrichtung konstant ist, ähnlich wie bei der zweiten Adhäsionsschicht 220. In diesem Vergleichsbeispiel ist sowohl in der ersten Adhäsionsschicht 131, die zur ersten Basis 110 führt, als auch in der zweiten Adhäsionsschicht 220, die zur zweiten Basis 210 führt, die Wärmeleitfähigkeit unabhängig von der Position in Y-Achsenrichtung konstant. Daher wird die Wärme in der Nähe des Zentrums des Halbleiterlaserelements 1 in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) der fünf Wellenleiter 81 bis 85 leicht im Halbleiterlaserelement 1 zurückgehalten. Daher wird im Fall des Vergleichsbeispiels, wie in der Grafik in 9(c) gezeigt, aufgrund der gegenseitigen Interferenz der in den fünf Wellenleitern 81 bis 85 erzeugten Wärme die Temperatur in der Nähe (der Nähe des Lichtemissionsbereichs 30a, der dem Wellenleiter 83 entspricht) des Zentrums der Lichtemissionsschicht 30 hoch.
Im Gegensatz dazu ist im Fall der Ausführungsform 1 in der ersten Adhäsionsschicht 131, die zur ersten Basis 110 führt, die Wärmeleitfähigkeit in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse erhöht, wie in 9(b) gezeigt. Daher wird die Wärme in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 in der Anordnungsrichtung (Y-AchsenRichtung) der fünf Wellenleiter 81 bis 85 gleichmäßiger zur ersten Basis 110 geleitet. Dementsprechend ist, wie in dem Diagramm in 9(c) gezeigt, im Vergleich zu dem Diagramm des Vergleichsbeispiels die Temperatur in der Nähe (der Nähe des Lichtemissionsbereichs 30a, der dem Wellenleiter 81 entspricht) der negativen Seite der Y-Achse in der Anordnungsrichtung der fünf Wellenleiter 81 bis 85 niedrig.
10 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Grundkonfiguration einer externen Resonanzlaservorrichtung 3 zeigt. In 10 sind die fünf Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 und die optischen Achsen der von den fünf Wellenleitern 81 bis 85 emittierten Strahlen dargestellt. In 10 zeigen die abwechselnd langen und kurzen Striche die optischen Achsen der von den fünf Wellenleitern 81 bis 85 ausgesandten Laserstrahlen an. In 10 ist der Einfachheit halber nur das Halbleiterlaserelement 1 unter den Bauteilen der Halbleiterlaservorrichtung 2 dargestellt.
Die externe Resonanzlaservorrichtung 3 umfasst die Halbleiterlaservorrichtung 2 und ein optisches System 300. Das optische System 300 umfasst eine optische Linse 310, ein Beugungsgitter 320 und einen Ausgangskoppler 330.
Die optische Linse 310 ist so angeordnet, dass sie der Endfläche 1a des Halbleiterlaserelements 1 gegenüberliegt und die fünf Laserstrahlen, die gemäß den fünf Wellenleitern 81 bis 85 des Halbleiterlaserelements 1 emittiert werden, auf die Einfallsfläche des Beugungsgitters 320 kondensiert. Die optische Linse 310 ist beispielsweise eine Zylinderlinse. In diesem Fall ist die optische Linse 310 so angeordnet, dass die Generatrix der Emissionsfläche parallel zur Z-Achse verläuft.
Das Beugungsgitter 320 führt eine Wellenlängen-Strahlenkombination an den fünf Laserstrahlen durch, die von den fünf Wellenleitern 81 bis 85 des Halbleiterlaserelements 1 emittiert werden. Insbesondere, wenn die Wellenlängen der von den Wellenleitern 81 bis 85 emittierten Laserstrahlen jeweils die Wellenlängen λ1 bis Ä5 sind, bewirkt das Beugungsgitter 320, dass die optischen Achsen dieser fünf Laserstrahlen so aufeinander ausgerichtet werden, dass sie auf den Ausgangskoppler 330 gerichtet werden. Bei dem Beugungsgitter 320 handelt es sich um ein Beugungsgitter vom Reflexionstyp. Die Richtung, in der sich die Beugungsgräben des Beugungsgitters 320 erstrecken, steht senkrecht zur Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) der fünf Wellenleiter 81 bis 85 und ist parallel zur Z-Achsenrichtung.
In dem Beugungsgitter 320 können die Beugungsrillen so eingestellt werden, dass die Beugungseffizienz um die Wellenlängen λ1 bis Ä5 herum hoch ist. Wenn beispielsweise die optischen Achsen des gebeugten Lichts +1. Ordnung der Laserstrahlen, die die Wellenlängen λ1 bis Ä5 aufweisen, durch das Beugungsgitter 320 ausgerichtet werden, können die Beugungsrillen so eingestellt werden, dass die Beugungseffizienz des gebeugten Lichts +1. Ordnung der Strahlen mit diesen Wellenlängen hoch wird. Die Ordnung des gebeugten Lichts, für das die optischen Achsen ausgerichtet sind, ist nicht auf die +1. Ordnung beschränkt und kann eine andere Ordnung sein.
Der Ausgangskoppler 330 ist ein Teilreflektor, der einen Teil der Laserstrahlen reflektiert, deren optische Achsen durch das Beugungsgitter 320 aneinander angepasst sind. Der Ausgangskoppler 330 ist so angeordnet, dass seine Reflexionsfläche senkrecht zu einer optischen Achse L0 des Laserstrahls steht, der nach der Wellenlängen-Strahlzusammenführung vom Beugungsgitter 320 auf den Ausgangskoppler 330 gerichtet ist. Der Laserstrahl, der den Ausgangskoppler 330 aufweist, wird von der externen Resonanzlaservorrichtung 3 emittiert, um bei der Bearbeitung oder dergleichen verwendet zu werden.
Die Laserstrahlen, die die Wellenlängen λ1 bis Ä5 aufweisen und von dem Ausgangskoppler 330 reflektiert werden, gehen auf dem optischen Pfad entlang der optischen Achse L0 zurück, um in das Beugungsgitter 320 einzutreten. Dann gehen die Laserstrahlen, die die Wellenlängen λ1 bis Ä5 aufweisen, in den optischen Pfaden entlang der optischen Achsen L1 bis L5 der Emissionszeit zurück und treten jeweils in die Wellenleiter 81 bis 85 ein. Dementsprechend werden in den Wellenleitern 81 bis 85 Resonanzen durch die Laserstrahlen mit den Wellenlängen λ1 bis Ä5 induziert, und die Oszillationswellenlängen an den Wellenleitern 81 bis 85 konvergieren zu den jeweiligen Wellenlängen λ1 bis Ä5.
Hier ist der Einfallswinkel der Laserstrahlen mit den fünf Wellenlängen λi (i=1 bis 5), die von der Seite der optischen Linse 310 auf das Beugungsgitter 320 einfallen, als θi (i=1 bis 5) definiert, und der Emissionswinkel des von dem Beugungsgitter 320 reflektierten Laserstrahls ist als θ0 definiert. In 10 sind der Einfachheit halber ein Einfallswinkel θ1 des Laserstrahls, der die Wellenlänge λ1 aufweist und vom Wellenleiter 81 emittiert wird, und ein Emissionswinkel θ0, der für die Laserstrahlen mit den Wellenlängen λ1 bis λ5 gemeinsam ist, dargestellt. Wenn der Abstand (das Intervall zwischen den Beugungsrillen, die in einer Richtung senkrecht zur Z-Achse angeordnet sind) der Beugungsrillen des Beugungsgitters 320 als d definiert ist und die Beugungsordnung als m (ganzzahlig) definiert ist, wird die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel θi, dem Emissionswinkel θ0, der Wellenlänge λi, dem Abstand d und der Beugungsordnung m durch die folgende Formel (1) dargestellt. $d (sin θ i - sin θ 0) = m λ i$
Dabei werden die Einfallswinkel θ1 bis θ5 der von den Wellenleitern 81 bis 85 emittierten Laserstrahlen entsprechend dem Abstand zwischen den Wellenleitern 81 bis 85 und den Winkeln, um die die optischen Achsen L1 bis L5 der jeweiligen Laserstrahlen durch die optische Linse 310 gebogen werden, bestimmt. Daher sind in dem optischen System 300 in 10 die Wellenlängen λ1 bis Ä5, die sich aus der obigen Formel (1) auf Grundlage der Einfallswinkel θ1 bis θ5 und des Emissionswinkels θ0 ergeben, die Oszillationswellenlängen an den fünf Wellenleitern 81 bis 85.
11(a) ist eine schematische Darstellung der Verstärkungsspektren an den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 des Halbleiterlaserelements 1 und der Oszillationswellenlänge durch die externe Resonanzlaservorrichtung 3 gemäß dem Vergleichsbeispiel. In 11(a) sind die Bereiche A1 bis A5, die die Positionen der fünf Wellenleiter 81 bis 85 angeben, dargestellt. Die Wellenlänge in Abhängigkeit von der Temperatur und der Wärmeleitfähigkeit ist durch eine dicke durchgezogene Linie angegeben, und die Verstärkungsspektren der Oszillationswellenlängen an den fünf Wellenleitern 81 bis 85 sind durch Rechtecke in gürtelartiger Form gekennzeichnet. Die Oszillationswellenlänge durch die externe Resonanzlaservorrichtung 3 ist durch eine abwechselnd lange und kurze gestrichelte Linie dargestellt.
Die Verstärkungsspektren der fünf Wellenleiter 81 bis 85 weisen jeweils eine Breite in Richtung der vertikalen Achse auf, und die Position in Richtung der vertikalen Achse des Verstärkungsspektrums ist in Abhängigkeit von der Temperatur verschoben. Das Verstärkungsspektrum ist bei hoher Temperatur zur Langwellenseite und bei niedriger Temperatur zur Kurzwellenseite hin verschoben. Im Vergleichsbeispiel ist in diesem Fall, wie unter Bezugnahme auf 9(c) beschrieben, das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 unabhängig von der Position in Richtung der Y-Achse konstant, ähnlich wie bei der zweiten Adhäsionsschicht 220. Daher wird, wie in 9(c) gezeigt, die Temperatur in der Nähe des Zentrums des Halbleiterlaserelements 1 in Richtung der Y-Achse hoch. Wie in 11(a) gezeigt, ist das Verstärkungsspektrum der Oszillationswellenlänge des Laserstrahls am Wellenleiter 83 in der Mitte auf der Langwellenseite positioniert, und die Verstärkungsspektren der Oszillationswellenlängen der Laserstrahlen an den Wellenleitern 81, 85 an den Enden sind auf der Kurzwellenseite positioniert.
Die Kreise in 11(a) stellen die Oszillationswellenlängen im Vergleichsbeispiel an den fünf Wellenleitern 81 bis 85 dar. Was die Wellenleiter 81 bis 84 betrifft, so umfasst die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmte Oszillationswellenlänge (die für jeden Wellenleiter auf Grundlage der obigen Formel (1) bestimmte Oszillationswellenlänge) den Bereich des Verstärkungsspektrums, und somit kann die Laseroszillation bei jeder Oszillationswellenlänge effizient realisiert werden. Was den Wellenleiter 85 betrifft, so ist die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmte Oszillationswellenlänge deutlich vom Verstärkungsspektrum getrennt. Daher besteht bei dem Wellenleiter 85 das Problem, dass die Lichtemissionseffizienz des Lasers deutlich abnimmt oder die Laseroszillation nicht stattfindet.
11(b) ist ein schematisches Diagramm, das die Verstärkungsspektren an den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 des Halbleiterlaserelements 1 und die Oszillationswellenlänge durch die externe Resonanzlaservorrichtung 3 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
Im Fall der Ausführungsform 1 ist, wie in 9(c) gezeigt, die Temperatur in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 niedrig, und die Temperatur in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 ist hoch. Daher sind die Verstärkungsspektren der Wellenleiter 81, 82, die sich auf der negativen Seite der Y-Achse befinden, zur Kurzwellenseite und die Verstärkungsspektren der Wellenleiter 84, 85, die sich auf der positiven Seite der Y-Achse befinden, zur Langwellenseite hin verschoben. Infolgedessen ist in jedem der fünf Wellenleiter 81 bis 85 die vom optischen System 300 ermittelte Oszillationswellenlänge im Bereich des Verstärkungsspektrums enthalten. Daher findet in allen fünf Wellenleitern 81 bis 85 eine effiziente Laseroszillation bei der vom optischen System 300 bestimmten Oszillationswellenlänge statt.
<Effekt der Ausführungsform 1>
Gemäß Ausführungsform 1 sind die folgenden Effekte zu verzeichnen.
In der externen Resonanzlaservorrichtung 3 werden die Oszillationswellenlängen an den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 durch die Konfiguration (den Einfallswinkel auf das Beugungsgitter 320) des optischen Systems 300 bestimmt. Daher variieren die Oszillationswellenlängen an den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 in einer Richtung in Abhängigkeit von den Positionen der Wellenleiter 81 bis 85. In Ausführungsform 1 ändert sich die Oszillationswellenlänge der Halbleiterlaservorrichtung 2 allmählich zu einer langen Welle, und zwar vom Wellenleiter 81 auf der Seite des einen Abschnitts (der negativen Seite der Y-Achse) in Richtung des Wellenleiters 85 auf der Seite des anderen Abschnitts (der positiven Seite der Y-Achse).
Während des Lichtemissionsbetriebs des Halbleiterlaserelements 1 wird in den Lichtemissionsbereichen 30a, die den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 entsprechen, Wärme erzeugt. Die erzeugte Wärme wandert vom Halbleiterlaserelement 1 über die erste Adhäsionsschicht 131 zur ersten Basis 110 und wird von der ersten Basis 110 abgeführt. Dabei kommt es bei lageunabhängig konstanter Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 durch die in den den jeweiligen Wellenleitern 81 bis 85 entsprechenden Bereichen 30a erzeugte Wärme zu einer gegenseitigen Beeinflussung, wodurch die Temperatur in der Nähe des Zentrums des Halbleiterlaserelements 1 in Anordnungsrichtung der Wellenleiter 81 bis 85 hoch wird. Dadurch wird das zum Oszillieren notwendige Verstärkungsspektrum am Wellenleiter 83 in der Mitte langwellig und an den Enden der Wellenleiter 81, 85 jeweils kurzwellig. In einem solchen Zustand, wie beispielsweise in 11(a) gezeigt, kann im Wellenleiter 85 eine Fehlanpassung zwischen der durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlänge und dem durch die Temperaturverteilung bestimmten Verstärkungsspektrum verursacht werden.
Im Gegensatz dazu ist gemäß Ausführungsform 1 die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 in Anordnungsrichtung der Wellenleiter 81 bis 85 auf der Seite des einen Endabschnitts (Y-Achse negative Seite) höher als auf der Seite des anderen Endabschnitts (Y-Achse positive Seite). Dementsprechend wird die Wärmebewegung zur ersten Basis 110 in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 gefördert. Dementsprechend wird die Temperatur auf der positiven Seite der Y-Achse höher als die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse. Infolgedessen wird das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters 85 auf der positiven Seite der Y-Achse länger als das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters 81 auf der negativen Seite der Y-Achse. Daher stimmt die Verteilung der Verstärkungsspektren in Y-Achsenrichtung mit den durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen überein. Dementsprechend können die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen dazu gebracht werden, in die durch die Temperaturverteilung bestimmten Bereiche der Verstärkungsspektren zu fallen. Daher kann eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 unterdrückt werden.
Wenn die Halbleiterlaservorrichtung 2 wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird eine Verringerung der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter 81 bis 85 unterdrückt. Daher kann die Effizienz der Laseroszillation in der externen Resonanzlaservorrichtung 3 verbessert werden. Dementsprechend wird die Qualität des Laserstrahls, der von der externen Resonanzlaservorrichtung 3 ausgegeben wird, verbessert, und Arbeiten wie die Bearbeitung unter Verwendung des Laserstrahls können reibungslos durchgeführt werden.
Die Au-Zusammensetzungsverhältnisse in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse und in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. In dem Halbleiterlaserelement 1 können die Au-Zusammensetzungsverhältnisse in einem Fall, in dem die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse niedriger wird als die Temperatur auf der positiven Seite der Y-Achse, wobei die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen in die Bereiche der Verstärkungsspektren fallen, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, auf andere Werte als die oben beschriebenen eingestellt werden.
Das Halbleiterlaserelement 1 ist in der Halbleiterlaservorrichtung 2 über die erste Basis 110 nach unten gepolt montiert. Dementsprechend kann die in dem Halbleiterlaserelement 1 erzeugte Wärme über die erste Adhäsionsschicht 131 und die erste Basis 110 reibungslos an das Gehäuse oder dergleichen der Halbleiterlaservorrichtung 2 weitergeleitet werden. Daher kann, wie in 9(c) gezeigt, die Temperaturverteilung des Halbleiterlaserelements 1 gleichmäßig so eingestellt werden, dass die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse niedriger ist als auf der positiven Seite der Y-Achse. Auf diese Weise kann die Verteilung der Verstärkungsspektren in Richtung der Y-Achse gleichmäßig eingestellt werden, so dass sie mit den durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen übereinstimmt.
<Ausführungsform 2>
In Ausführungsform 1 ist die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 von der positiven Seite der Y-Achse in Richtung der negativen Seite der Y-Achse sanft erhöht, wie in 9(b) gezeigt. Im Gegensatz dazu wird in Ausführungsform 2 die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse in Richtung der negativen Seite der Y-Achse erhöht.
12 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration der Halbleiterlaservorrichtung 2 der Ausführungsform 2 zeigt.
In Ausführungsform 2 ist nur das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 im Vergleich zu Ausführungsform 1 unterschiedlich. Die in 12 dargestellten Bereiche R11 bis R15 sind Abschnitte der ersten Adhäsionsschicht 131, die den fünf Wellenleitern 81 bis 85 entsprechen. Die Positionen in Y-Achsenrichtung der fünf Bereiche R11 bis R15 umfassen jeweils die Positionen in Y-Achsenrichtung der fünf Wellenleiter 81 bis 85. Die Breiten der fünf Bereiche R11 bis R15 in Richtung der Y-Achse sind gleich groß. Die Wärmeleitfähigkeiten der fünf Bereiche R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 werden schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse erhöht.
13(a) ist eine Draufsicht, die schematisch Lötelemente 131a zeigt, die auf der ersten Basis 110 angeordnet sind.
Wenn das Halbleiterlaserelement 1 an die erste Elektrode 121 auf der ersten Basis 110 geklebt werden soll, wird eine Vielzahl von Lötelementen 131a auf der ersten Elektrode 121 angeordnet, wie in 13(a) gezeigt. In 13(a) sind sieben Lötelemente 131a in Richtung der Y-Achse angeordnet. Bei den fünf in der Mitte angeordneten Lötelementen 131a sind die Breiten in Y-Achsenrichtung im Wesentlichen die gleichen wie die Breiten in Y-Achsenrichtung der fünf Bereiche R11 bis R15 in 12, und die Länge in X-Achsenrichtung ist länger als die des Halbleiterlaserelements 1. Nachdem die Vielzahl von Lötelementen 131a wie in 13(a) angeordnet sind, werden alle Lötelemente 131a durch Wärme geschmolzen, und dann wird das Halbleiterlaserelement 1 auf den Lötelementen 131a angeordnet. Dementsprechend werden das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 mittels der Lötelemente 131a aneinander geklebt, und die Vielzahl der Lötelemente 131a werden in Richtung der Y-Achse miteinander verbunden, wodurch die erste Adhäsionsschicht 131 entsteht.
13(b) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der Vielzahl von Lötelementen 131a zeigt, die in Richtung der Y-Achse angeordnet sind. In dem Diagramm in 13(b) sind auch die den Bereichen R11 bis R15 entsprechenden Positionen dargestellt.
Auch in Ausführungsform 2 sind, ähnlich wie in Ausführungsform 1, die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der aneinander angrenzenden Lötelemente 131a voneinander verschieden, aber das Au-Zusammensetzungsverhältnis in einem einzelnen Lötelement 131a ist konstant. Die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der sieben Lötelemente 131a sind entsprechend den Positionen in Richtung der Y-Achse unterschiedlich.
13(c) ist ein Diagramm, das das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 zeigt, nachdem das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 aufgeklebt worden sind.
Wenn die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der Vielzahl von Lötelementen 131a wie in 13(b) gezeigt eingestellt wurden und diese Lötelemente 131a durch Wärme geschmolzen wurden, wodurch das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Elektrode 121 aneinander haften, weist die gebildete erste Adhäsionsschicht 131 ein Au-Zusammensetzungsverhältnis wie in 13(c) gezeigt auf.
Da in Ausführungsform 2 die Breite jedes Lötelements 131a in Richtung der Y-Achse größer ist als in Ausführungsform 1, ist das Au-Zusammensetzungsverhältnis der ersten Adhäsionsschicht 131 nach der Verklebung in Übereinstimmung mit der Position in Richtung der Y-Achse stufenförmig. Das heißt, die Au-Zusammensetzungsverhältnisse der fünf Bereiche R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 werden schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse in Richtung der Y-Achse erhöht. Daher ist die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsform 2 stufenförmig angelegt, wie in 14(a) dargestellt. Das heißt, die Wärmeleitfähigkeiten der fünf Bereiche R11 bis R15 der Ausführungsform 2 werden schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse erhöht.
Wenn die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 wie in 14(a) gezeigt eingestellt ist, wird die Wärme in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 gleichmäßig zur ersten Basis 110 geleitet und abgeführt, wie in Ausführungsform 1. Dementsprechend ist, wie im Diagramm der Ausführungsform 2 in 14(b) gezeigt, im Vergleich zum Diagramm des Vergleichsbeispiels die Temperatur in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse niedrig und die Temperatur in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse hoch. Daher fallen die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen in die Bereiche der Verstärkungsspektren der fünf Wellenleiter 81 bis 85, wie in dem Diagramm in 14(c) gezeigt.
Wie oben beschrieben, ist gemäß Ausführungsform 2, wie in Ausführungsform 1, die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 auf der negativen Seite der Y-Achse höher als auf der positiven Seite der Y-Achse. Dementsprechend können die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlängen dazu gebracht werden, in die Bereiche der Verstärkungsspektren der fünf Wellenleiter 81 bis 85 zu fallen. Daher kann eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 unterdrückt werden.
Gemäß Ausführungsform 2 ist in den fünf Bereichen R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 die Wärmeleitfähigkeit in jedem Bereich R11 bis R15 konstant, wie in 14(a) gezeigt. Dementsprechend wird die Temperatur des Halbleiterlaserelements 1, die der Position jedes der fünf Bereiche R11 bis R15 entspricht, in dem in 14(b) gezeigten Bereich im Wesentlichen konstant. Daher können in der Lichtemissionsschicht 30 (dem Lichtemissionsbereich 30a), die jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, die Temperaturen an dem Endabschnitt auf der positiven Seite der Y-Achse und an dem Endabschnitt auf der negativen Seite der Y-Achse des Lichtemissionsbereichs 30a im Wesentlichen gleich sein. Dementsprechend kann in jedem Lichtemissionsbereich 30a eine Situation vermieden werden, in der eine Verschlechterung von einer Seite in Richtung der Y-Achse fortschreitet. Daher kann eine Verschlechterung der Lichtemissionsschicht 30, die jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, unterdrückt werden. Daher kann die Zuverlässigkeit der Halbleiterlaservorrichtung 2 verbessert werden.
<Ausführungsform 3>
In Ausführungsform 2 wird die erste Adhäsionsschicht 131 durch eine Vielzahl von Lötelementen 131a gebildet, deren Wärmeleitfähigkeiten wie in 13(b) gezeigt eingestellt sind, um die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 in Richtung der Y-Achse zu variieren. Im Gegensatz dazu sind in Ausführungsform 3 zwischen einer Vielzahl von Lötelementen 131a, die denen in Ausführungsform 2 ähneln, weiterhin Wärmedämmungsteile zum Blockieren der in der ersten Adhäsionsschicht 131 zu leitenden Wärme vorgesehen.
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration der Halbleiterlaservorrichtung 2 von Ausführungsform 3 zeigt.
In Ausführungsform 3 sind im Vergleich zu Ausführungsform 2 sechs Überstandsteile 110a als Wärmedämmungsteile vorgesehen, um Wärme zwischen den Bereichen R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 zu blockieren. Die Überstandsteile 110a sind in den Bereichen R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 an Endabschnitten in Richtung der Y-Achse der Bereiche vorgesehen. Das heißt, die sechs Überstandsteile 110a sind an Grenzabschnitten der Bereiche R11 bis R15 auf der oberen Fläche (der Fläche auf der positiven Seite der Z-Achse) der ersten Basis 110, die dem Halbleiterlaserelement 1 gegenüberliegt, vorgesehen.
16(a) ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Konfigurationen der Überstandsteile 110a zeigt.
Die sechs Überstandsteile 110a sind so konfiguriert, dass die Breite in Richtung der Y-Achse gering ist und die Länge in Richtung der X-Achse im Wesentlichen der Länge in Richtung der X-Achse der ersten Basis 110 entspricht. Auf der Oberseite der ersten Basis 110 werden Bereiche, die nicht den Bereichen entsprechen, die den Überstandsteilen 110a entsprechen, durch Ätzen entfernt, wodurch die sechs Überstandsteile 110a gebildet werden.
In Ausführungsform 3 wird die erste Elektrode 121 durch Aufdampfen auf der Oberseite der ersten Basis 110 gebildet, wo die sechs Überstandsteile 110a gebildet werden, wie in 16(a) gezeigt. Infolgedessen ist, wie in 15 gezeigt, die obere Fläche der ersten Basis 110 durch die erste Elektrode 121 abgedeckt. Dann werden, wie in Ausführungsform 2, die Vielzahl von Lötelementen 131a, deren Au-Zusammensetzungsverhältnisse wie in 13(b) gezeigt eingestellt sind, auf den oberen Flächen der ersten Basis 110, wie in 13(a) gezeigt, angeordnet, die den Bereichen R11 bis R15 entsprechen, und das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Basis 110 werden mittels der ersten Adhäsionsschicht 131 zusammengeklebt. Das heißt, die Lötelemente 131a sind in den jeweiligen Bereichen angeordnet, die von den Überstandsteilen 110a geschnitten werden, und das Halbleiterlaserelement 1 und die erste Basis 110 sind mittels der ersten Adhäsionsschicht 131 angeklebt. Wie in 15 gezeigt, werden die fünf Bereiche R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 von den Überstandsteilen 110a unterteilt.
Gemäß der Ausführungsform 3 ist ein Überstandsteil 110a zwischen zwei benachbarten Bereichen der ersten Adhäsionsschicht 131 vorgesehen. Somit wird die Wärmebewegung zwischen den beiden benachbarten Bereichen durch das Überstandsteil 110a unterdrückt. Infolgedessen kann die Temperatur im Bereich der Lichtemission 30a, der jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, weiter vereinheitlicht werden. Daher kann eine Verschlechterung der Lichttemissionsschicht 30, die jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, im Vergleich zu Ausführungsform 2 weiter unterdrückt werden.
Die Überstandsteile 110a sind an der ersten Basis 110 als Wärmedämmungsteile vorgesehen, um die in der ersten Adhäsionsschicht 131 zu leitende Wärme zu blockieren. Wenn die Wärmedämmungsteile als die Überstandsteile 110a implementiert sind, können die Wärmedämmungsteile genau und einfach geformt werden.
<Modifikation von Ausführungsform 3>
In Ausführungsform 3 ist das Überstandsteil 110a als Wärmedämmungsteil zum Blockieren von Wärme, die zwischen zwei benachbarten Bereichen der ersten Adhäsionsschicht 131 geleitet werden soll, an der ersten Basis 110 vorgesehen. Die Konfiguration des Wärmedämmungsteils ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 16(b) gezeigt, ein Trennelement 140 anstelle des Überstandsteils 110a vorgesehen sein.
16(b) ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration des Trennelements 140 der vorliegenden Modifikation zeigt.
Das Trennelement 140 umfasst sechs Wandteile 141, die sich in Richtung der X-Achse erstrecken, und zwei Stützteile 142, die jeweils die sechs Wandteile 141 verbinden und sich in Richtung der Y-Achse erstrecken. Die beiden Stützteile 142 sind an Endabschnitten auf der positiven Seite der X-Achse und auf der negativen Seite der X-Achse der Wandteile 141 vorgesehen. In 16(b) ist von den beiden Stützteilen 142 nur das Stützteil 142 auf der negativen Seite der X-Achse dargestellt. Ein Flanschabschnitt 142a, der in die negative Richtung der Z-Achse ragt, ist an jedem der Endabschnitte auf der positiven Seite der Y-Achse und der negativen Seite der Y-Achse jedes Stützteils 142 vorgesehen. Das Trennelement 140 ist an der Oberseite der ersten Basis 110 so angeordnet, dass die beiden Flanschabschnitte 142a jeweils von der Seitenfläche an der positiven Y-Achse und der Seitenfläche an der negativen Y-Achse der ersten Basis 110 erfasst werden. Dementsprechend können die Wandteile 141 leicht in Positionen gebracht werden, die denen der Überstandsteile 110a der Ausführungsform 3 ähneln.
In der vorliegenden Modifikation wird das Trennelement 140 auf der ersten Basis 110 angeordnet, wie in 16(b) gezeigt, und dann wird die erste Elektrode 121 durch Aufdampfen auf der oberen Fläche der ersten Basis 110 gebildet. Alternativ kann, bevor das Trennelement 140 auf der ersten Basis 110 angeordnet wird, die erste Elektrode 121 durch Aufdampfen auf der Oberseite der ersten Basis 110 gebildet werden, und dann kann das Trennelement 140 auf der Oberseite (der Oberseite der ersten Elektrode 121) der ersten Basis 110 angeordnet werden.
Gemäß der vorliegenden Modifikation ist ein Wandteil 141 des Trennelements 140 zwischen zwei benachbarten Bereichen der ersten Adhäsionsschicht 131 vorgesehen. Daher wird die Bewegung von Wärme zwischen den beiden benachbarten Bereichen durch das Wandteil 141 unterdrückt. Daher kann, wie in Ausführungsform 3, die Temperatur im Lichtemissionsbereich 30a, der jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, einheitlich gestaltet werden.
<Ausführungsform 4>
In Ausführungsform 3 sind, um die Wärmeleitung zwischen den Bereichen R11 bis R15 der ersten Adhäsionsschicht 131 zu blockieren, die Wärmedämmungsteile (Überstandsteile 110a) vorgesehen. Im Gegensatz dazu wird in Ausführungsform 4 die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 so eingestellt, dass sie schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse in Richtung der negativen Seite der Y-Achse erhöht wird, und es werden Wärmedämmungsteile zum Blockieren der Wärmeleitung zwischen den Bereichen R21 bis R25 der zweiten Adhäsionsschicht 220 bereitgestellt.
17 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Halbleiterlaservorrichtung 2 von Ausführungsform 4 zeigt.
Die in 17 dargestellten Bereiche R21 bis R25 sind Abschnitte der zweiten Adhäsionsschicht 220, die den fünf Wellenleitern 81 bis 85 entsprechen. Die Positionen und Breiten in Richtung der Y-Achse der fünf Bereiche R21 bis R25 sind die gleichen wie die der fünf Bereiche R11 bis R15 der Ausführungsformen 2, 3. Die Wärmeleitfähigkeit der fünf Bereiche R21 bis R25 der zweiten Adhäsionsschicht 220 wird schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse hin erhöht, ähnlich der Wärmeleitfähigkeit der fünf Bereiche R11 bis R15 der Ausführungsformen 2, 3.
In Ausführungsform 4 sind sechs Überstandsteile 210a als Wärmedämmungsteile an der zweiten Basis 210 vorgesehen, um die Wärmeleitung zwischen den Bereichen R21 bis R25 der zweiten Adhäsionsschicht 220 zu blockieren. Die sechs Überstandsteile 210a sind in Richtung der Y-Achse an denselben Positionen vorgesehen wie die sechs Überstandsteile 110a.
Gemäß der Ausführungsform 4 ist die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 auf der negativen Seite der Y-Achse höher als auf der positiven Seite der Y-Achse. Dementsprechend wird zusätzlich zu den Effekten der ersten Adhäsionsschicht 131 die Wärmebewegung zur zweiten Basis 210 in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 weiter gefördert. Daher kann die Temperaturverteilung in der Anordnungsrichtung (Y-Achsenrichtung) der fünf Wellenleiter 81 bis 85 gleichmäßig so eingestellt werden, dass die Temperatur auf der negativen Y-Achsen-Seite niedriger ist als auf der positiven Y-Achsen-Seite. Des Weiteren kann die mittlere Wellenlänge des Verstärkungsspektrums jedes Wellenleiters 81 bis 85 in die Nähe der durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlänge gebracht werden. Daher kann die Abnahme der Lichtemissionseffizienz bei jedem Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 weiter unterdrückt werden.
Gemäß Ausführungsform 4 ist, ähnlich wie bei der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsformen 2, 3, in jedem der fünf Bereiche R21 bis R25 der zweiten Adhäsionsschicht 220 die Wärmeleitfähigkeit in dem Bereich konstant. Darüber hinaus sind die Überstandsteile 210a zwischen benachbarten Bereichen der zweiten Adhäsionsschicht 220 vorgesehen. Infolgedessen wird die Bewegung von Wärme zwischen benachbarten Bereichen der zweiten Adhäsionsschicht 220 weiter unterdrückt, und die Temperaturen am Endabschnitt auf der positiven Seite der Y-Achse und am Endabschnitt auf der negativen Seite der Y-Achse des Lichtemissionsbereichs 30a können weiter aneinander angenähert werden. Dementsprechend wird die Temperatur in dem Lichtemissionsbereich 30a, der jedem Wellenleiter 81 bis 85 entspricht, weiter vereinheitlicht. Daher kann eine Verschlechterung der Lichtemissionsschicht 30 in Bezug auf jeden Wellenleiter 81 bis 85 weiter unterdrückt werden.
<Andere Modifikationen>
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene andere Modifikationen vorgenommen werden.
Beispielsweise ist in den Ausführungsformen 1 bis 3 die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 unabhängig von der Position in Richtung der Y-Achse konstant. Ähnlich wie bei der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsformen 1 bis 3 kann jedoch die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 in Abhängigkeit von der Position in der Y-Achsenrichtung variiert werden.
Das heißt, ähnlich wie bei der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsform 1 kann die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 von der positiven Seite der Y-Achse in Richtung der negativen Seite der Y-Achse erhöht werden, wie in 18(a) gezeigt. In diesem Fall wird die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 beispielsweise so eingestellt, dass sie ähnlich wie in Ausführungsform 1 ist, wie in 18(b) gezeigt. Alternativ kann die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220, ähnlich wie bei der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsformen 2, 3, schrittweise von der positiven Seite der Y-Achse zur negativen Seite der Y-Achse hin erhöht werden, wie in 19(a) dargestellt. In diesem Fall wird die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 beispielsweise so eingestellt, dass sie derjenigen der Ausführungsformen 2, 3 entspricht, wie in 19(b) dargestellt.
Wie oben beschrieben, wird auch in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220, wenn die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 in der Nähe der negativen Y-Achsen-Seite höher ist als in der Nähe der positiven Y-Achsen-Seite, die Wärmebewegung in der Nähe der negativen Y-Achsen-Seite des Halbleiterlaserelements 1 weiter gefördert. Daher kann die Temperaturverteilung in der Anordnungsrichtung (Y-Achsen-Richtung) der fünf Wellenleiter 81 bis 85 gleichmäßig so eingestellt werden, dass die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse niedriger ist als auf der positiven Seite der Y-Achse. Des Weiteren kann die mittlere Wellenlänge des Verstärkungsspektrums jedes Wellenleiters 81 bis 85 in die Nähe der durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmten Oszillationswellenlänge gebracht werden. Daher kann die Abnahme der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 weiter unterdrückt werden.
In den Ausführungsformen 1 bis 4 wird die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 in Abhängigkeit von der Position in Richtung der Y-Achse variiert. Ähnlich wie bei der Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 der Ausführungsform 1 kann die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 jedoch unabhängig von der Position in Y-Achsenrichtung konstant sein. In diesem Fall wird die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Adhäsionsschicht 220 so eingestellt, dass sie in Abhängigkeit von der Position in der Y-Achsenrichtung variiert wird, ähnlich wie bei der ersten Adhäsionsschicht 131 der Ausführungsformen 1 bis 3.
Wie oben beschrieben, ist vorzugsweise in wenigstens einer der ersten Adhäsionsschicht 131 auf der Unterträgerseite 100 und der zweiten Adhäsionsschicht 220 auf der Unterträgerseite 200 die Wärmeleitfähigkeit so eingestellt, dass sie in Abhängigkeit von der Position in Y-Achsenrichtung variiert wird. Dementsprechend wird die Temperatur auf der negativen Seite der Y-Achse des Halbleiterlaserelements 1 niedriger als auf der positiven Seite der Y-Achse, und somit kann die mittlere Wellenlänge des Verstärkungsspektrums jedes Wellenleiters 81 bis 85 veranlasst werden, weiter in der Nähe der Oszillationswellenlänge zu liegen, die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmt wird.
Im Halbleiterlaserelement 1 steigt die Temperatur auf der p-seitigen Fläche (Wellenleiterseite) leicht an. Daher ist es bevorzugt, dass in der Adhäsionsschicht, auf die die p-Seite des Halbleiterlaserelements 1 gerichtet ist, die Wärmeleitfähigkeit auf der positiven Seite der Y-Achse erhöht wird. Das heißt, dass, wie in den Ausführungsformen 1 bis 4, wenn das Halbleiterlaserelement 1 in einer „junction down“-Anordnung angeordnet ist, die Wärmeleitfähigkeit auf der negativen Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 vorzugsweise erhöht ist. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Lichtemissionsschicht 30 in jedem Wellenleiter 81 bis 85 reibungslos unterdrückt werden. Wenn das Halbleiterlaserelement 1 jedoch mit dem Übergang nach oben angeordnet ist, bewegt sich die Wärme des Halbleiterlaserelements 1 leicht über die erste Adhäsionsschicht 131 zur Seite der ersten Basis 110, und daher ist es vorzuziehen, dass die Wärmeleitfähigkeit auf der negativen Seite der Y-Achse der ersten Adhäsionsschicht 131 erhöht wird.
In den obigen Ausführungsformen sind fünf Wellenleiter für das Halbleiterlaserelement 1 vorgesehen. Es können jedoch auch 1 bis 4 oder 6 oder mehr Wellenleiter vorgesehen werden.
In den obigen Ausführungsformen kann eine Elektrode ähnlich der ersten Elektrode 121 zwischen der zweiten Basis 210 und der zweiten Adhäsionsschicht 220 vorgesehen sein.
In den obigen Ausführungsformen ist die Unterhalterung 200 vorgesehen, um die in der Lichtemissionsschicht 30 erzeugte Wärme von der n-seitigen Fläche (der dem Halbleiterlaserelement 1 gegenüberliegenden Fläche auf der Seite des Substrats 10) abzuleiten. Wenn jedoch keine Notwendigkeit besteht, die Wärmeableitung durch den Unterträger 200 zu verbessern, kann die zweite Adhäsionsschicht 220 weggelassen werden. In diesem Fall wird zur elektrischen Verbindung zwischen der n-seitigen Elektrode 70 und der zweiten Basis 210 eine Elektrode ähnlich der ersten Elektrode 121 vorgesehen. Wenn keine Notwendigkeit besteht, die Wärmeableitung durch die Verwendung des Unterteils 200 zu gewährleisten, kann das Unterteil 200 selbst weggelassen werden. In diesem Fall kann die n-seitige Elektrode 70 durch Drahtbonden direkt an der n-seitigen Elektrode 70 des Halbleiterlaserelements 1 mit einer Zuleitung versehen werden.
In den obigen Ausführungsformen ist das Halbleiterlaserelement 1 in der Halbleiterlaservorrichtung 2 in einer Abwärtsverbindung angeordnet, bei der die p-Seite (die Seite der Wellenleiter 81 bis 85) des Halbleiterlaserelements 1 mit dem Submount 100 verbunden ist. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Halbleiterlaserelement 1 in der Halbleiterlaservorrichtung 2 so angeordnet sein, dass die n-Seite (die n-seitige Elektrode 70) des Halbleiterlaserelements 1 mit dem Unterbau 100 verbunden ist.
In den obigen Ausführungsformen, wie in 9(b) und 14(a) gezeigt, ist die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 so eingestellt, dass sie sich entlang einer geraden Linie erstreckt, in der die Wärmeleitfähigkeit in Richtung der negativen Richtung der Y-Achse erhöht ist. Die Wärmeleitfähigkeit der ersten Adhäsionsschicht 131 kann jedoch auch so eingestellt werden, dass sie sich entlang einer Kurve erstreckt, in der die Wärmeleitfähigkeit in Richtung der negativen Y-Achse zunimmt.
In den obigen Ausführungsformen ist die externe Resonanzlaservorrichtung 3 wie in 10 dargestellt konfiguriert. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann die externe Resonanzlaservorrichtung 3 jedoch auch wie in 20(a) oder 20(b) dargestellt konfiguriert sein.
In der in 20(a) gezeigten Modifikation sind zwischen der Halbleiterlaservorrichtung 2 und der optischen Linse 310 eine Zylinderlinse mit schneller Achse 340 und eine Zylinderlinse mit langsamer Achse 350 angeordnet.
Dabei wird die Achse in Richtung senkrecht zur Lichtemissionsschicht 30 (siehe 6) des Halbleiterlaserelements 1 als schnelle Achse und die Achse in Richtung parallel zur Lichtemissionsschicht 30 als langsame Achse bezeichnet. Jeder von der Endfläche 1a emittierte Laserstrahl weist in Richtung der schnellen Achse einen größeren Divergenzwinkel auf als in Richtung der langsamen Achse. Daher nimmt die Form des von der Endfläche 1a emittierten Strahls eine elliptische Form an, die in Richtung der schnellen Achse lang ist.
Die Einfallsfläche der Schnellachsen-Zylinderlinse 340 ist eine Ebene, die parallel zur Y-Z-Ebene liegt, und die Emissionsfläche der Schnellachsen-Zylinderlinse 340 ist eine gekrümmte Ebene, die nur in der Richtung parallel zur X-Z-Ebene gekrümmt ist. Die Erzeugende der Emissionsfläche der Fast-Axis-Zylinderlinse 340 ist parallel zur Y-Achse. Die Fast-Axis-Zylinderlinse 340 konvergiert jeden von der Endfläche 1a emittierten Laserstrahl in Richtung der schnellen Achse (der Z-Achse), wodurch die Divergenz des Laserstrahls auf einen im Wesentlichen kollimierten Zustand eingestellt wird.
Die Einfallsfläche der zylindrischen Linse 350 mit langsamer Achse ist eine Ebene, die parallel zur Y-Z-Ebene verläuft, und die Emissionsfläche der zylindrischen Linse 350 mit langsamer Achse ist eine gekrümmte Ebene, die nur in der Richtung parallel zur X-Y-Ebene an den Stellen gekrümmt ist, an denen die fünf Laserstrahlen durchlaufen. Die Erzeugende der Emissionsfläche der Zylinderlinse 350 mit langsamer Achse an den Stellen, an denen die fünf Laserstrahlen durchlaufen, ist parallel zur Z-Achse. Die Zylinderlinse 350 für die langsame Achse konvergiert jeden Laserstrahl, der die Zylinderlinse 340 für die schnelle Achse aufweist, in Richtung der langsamen Achse (der Y-Achse), wodurch die Divergenz des Laserstrahls in Richtung der langsamen Achse auf einen im Wesentlichen kollimierten Zustand eingestellt wird.
Wie oben beschrieben, wird jeder Laserstrahl durch das Passieren der Zylinderlinse 340 mit schneller Achse und der Zylinderlinse 350 mit langsamer Achse zu einem im Wesentlichen kollimierten Strahl und tritt in die optische Linse 310 ein. Dementsprechend kann ein größerer Teil jedes vom Halbleiterlaserelement 1 emittierten Laserstrahls zum Ausgangskoppler 330 geleitet werden, und ein größerer Teil des vom Ausgangskoppler 330 reflektierten Laserstrahls kann zum Halbleiterlaserelement 1 zurückgeführt werden. Daher kann eine effiziente Resonanz des Lasers in der externen Resonanzlaservorrichtung 3 realisiert werden, und die Emissionseffizienz des von der externen Resonanzlaservorrichtung 3 emittierten Laserstrahls kann verbessert werden.
In der in 20(b) gezeigten Modifikation sind im Vergleich zu der in 20(a) gezeigten Modifikation eine Bilddrehlinse 360 und eine zylindrische Linse 370 mit langsamer Achse anstelle der zylindrischen Linse 350 mit langsamer Achse angeordnet.
Die bilddrehende Linse 360 dreht jeden Laserstrahl, der die Zylinderlinse 340 mit schneller Achse durchlaufen hat, um etwa 90° um die optische Achse. Dementsprechend wird die schnelle Achse des Laserstrahls von der Richtung parallel zur Z-Achse in die Richtung parallel zur Y-Achse umgewandelt, und die langsame Achse des Laserstrahls wird von der Richtung parallel zur Y-Achse in die Richtung parallel zur Z-Achse umgewandelt. Wenn die Richtung der schnellen Achse und die Richtung der langsamen Achse des Laserstrahls vertauscht werden, wird die Richtung der langsamen Achse des Laserstrahls von einem Zustand, in dem sie parallel zur Anordnungsrichtung der von der Endfläche 1a emittierten Laserstrahlen ist, in einen Zustand umgewandelt, in dem sie senkrecht zur Anordnungsrichtung ist. Daher wird die Divergenzrichtung des Laserstrahls zu einer Richtung, die senkrecht zur Anordnungsrichtung der Laserstrahlen steht. Dementsprechend werden Interferenzen in Richtung der Y-Achse zwischen den fünf Laserstrahlen, die auf die Zylinderlinse 370 mit langsamer Achse gerichtet sind, unterdrückt.
Die Einfallsfläche der Zylinderlinse mit langsamer Achse 370 ist eine Ebene, die parallel zur Y-Z-Ebene liegt, und die Emissionsfläche der Zylinderlinse mit langsamer Achse 370 ist eine gekrümmte Ebene, die nur in der Richtung parallel zur X-Z-Ebene gekrümmt ist. Die Mantellinie der Emissionsfläche der Zylinderlinse 370 mit langsamer Achse ist parallel zur Y-Achse. Die Langsamachsen-Zylinderlinse 370 konvergiert jeden Laserstrahl, der die Bilddrehlinse 360 durchlaufen hat, in Richtung der Langsamachse (der Z-Achse), wodurch die Divergenz des Laserstrahls in Richtung der Langsamachse auf einen im Wesentlichen kollimierten Zustand eingestellt wird.
Auch in diesem Fall wird jeder Laserstrahl zu einem im Wesentlichen kollimierten Strahl und tritt in die optische Linse 310 ein. Infolgedessen kann eine effiziente Resonanz des Lasers in der externen Resonanzlaservorrichtung 3 realisiert werden, und die Emissionseffizienz des von der externen Resonanzlaservorrichtung 3 emittierten Laserstrahls kann verbessert werden.
In den obigen Ausführungsformen kann eine Kondensorlinse zum Kondensieren des Laserstrahls auf der Emissionsseite (die Seite der Fläche gegenüber der dem Beugungsgitter 320 gegenüberliegenden Fläche) des Ausgangskopplers 330 angeordnet sein. In den obigen Ausführungsformen ist das Beugungsgitter 320 ein Beugungsgitter vom Reflexionstyp, aber das Beugungsgitter 320 kann auch ein Beugungsgitter vom Transmissionstyp sein. Als Beugungsgitter 320 kann ein blazed diffraction grating, ein stepped diffraction grating oder ähnliches verwendet werden. In den obigen Ausführungsformen ist die optische Linse 310 eine Zylinderlinse, aber die optische Linse 310 kann auch eine sphärische Linse, eine asphärische Linse, eine Fresnel-Linse oder ähnliches sein. Die optische Linse 310 kann mit einer Linse kombiniert werden, die chromatische Aberration unterdrückt.
In den obigen Ausführungsformen werden die erste Adhäsionsschicht 131 und die zweite Adhäsionsschicht 220 aus Gold und Zinn gebildet. Die Elemente, die die erste Adhäsionsschicht 131 und die zweite Adhäsionsschicht 220 bilden, sind jedoch nicht auf Gold und Zinn beschränkt. Unter einer Vielzahl von Elementen, die die erste Adhäsionsschicht 131 und die zweite Adhäsionsschicht 220 bilden, ist ein Element, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, nicht auf Gold beschränkt, sondern kann auch Silber oder Kupfer sein. Selbst wenn das Element, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, ein anderes Element als Gold ist, sind die erste Adhäsionsschicht 131 und die zweite Adhäsionsschicht 220 so konfiguriert, dass in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern die Zusammensetzung des Elements, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, auf der Seite des einen Endabschnitts höher ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts, wie bei den obigen Ausführungsformen.
In den obigen Ausführungsformen wird in der ersten Adhäsionsschicht 131 und der zweiten Adhäsionsschicht 220 das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse auf nicht mehr als 80% und das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse auf 95% festgelegt. Das heißt, die Differenz zwischen den Au-Zusammensetzungsverhältnissen auf der positiven Seite der Y-Achse und der negativen Seite der Y-Achse wird auf nicht weniger als 15% festgelegt. Der Unterschied zwischen den Zusammensetzungsverhältnissen des Elements, das die höhere Wärmeleitfähigkeit auf der positiven und der negativen Y-Achse aufweist, ist jedoch nicht auf wenigstens 15% beschränkt, sondern kann auch wenigstens 1% betragen. Auch in diesem Fall wird der Wärmewiderstand auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner als der Wärmewiderstand auf der positiven Seite der Y-Achse. Das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters 85 auf der positiven Seite der Y-Achse wird also länger als das Verstärkungsspektrum des Wellenleiters 81 auf der negativen Seite der Y-Achse. Infolgedessen nähert sich die Verteilung der Verstärkungsspektren in Richtung der Y-Achse den Oszillationswellenlängen, die durch die Konfiguration des optischen Systems 300 bestimmt werden. Daher kann eine Verringerung der Lichtemissionseffizienz an jedem Wellenleiter 81 bis 85 der Halbleiterlaservorrichtung 2 unterdrückt werden.
In den obigen Ausführungsformen ist in der ersten Adhäsionsschicht 131 und der zweiten Adhäsionsschicht 220 das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der positiven Seite der Y-Achse auf nicht mehr als 80% und das Au-Zusammensetzungsverhältnis in der Nähe der negativen Seite der Y-Achse auf 95% festgelegt. Wie aus 9(a) ersichtlich, ist daher die Wärmeleitfähigkeit in der Nähe der positiven Y-Achse so eingestellt, dass sie nicht höher als etwa 57 W/m*K ist, die Wärmeleitfähigkeit in der Nähe der negativen Y-Achse ist so eingestellt, dass sie etwa 250 W/m*K ist, und die Differenz zwischen den Wärmeleitfähigkeiten ist so eingestellt, dass sie nicht weniger als etwa 193 W/m*K ist. In der ersten Adhäsionsschicht 131 und der zweiten Adhäsionsschicht 220 ist die Differenz zwischen den Wärmeleitfähigkeiten auf der positiven Seite der Y-Achse und der negativen Seite der Y-Achse jedoch nicht auf nicht weniger als 193 W/m*K beschränkt und kann nicht weniger als 10 W/m*K betragen, was der Wärmeleitfähigkeit entspricht, die im Wesentlichen 1% des in 9(a) dargestellten Sn-Zusammensetzungsverhältnisses entspricht.
In den obigen Ausführungsformen kann die Kontaktfläche zwischen der ersten Adhäsionsschicht 131 und dem Halbleiterlaserelement 1 und die Kontaktfläche zwischen der zweiten Adhäsionsschicht 220 und dem Halbleiterlaserelement 1 so gestaltet sein, dass sie auf der negativen Seite der Y-Achse größer ist als auf der positiven Seite der Y-Achse. Beispielsweise kann die Breite der ersten Adhäsionsschicht 131 in X-Richtung so verändert werden, dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Adhäsionsschicht 131 und dem Halbleiterlaserelement 1 auf der negativen Seite der Y-Achse größer ist als auf der positiven Seite der Y-Achse. Alternativ kann, wenn die erste Adhäsionsschicht 131 in einer Draufsicht in Flecken vorhanden ist, die Dichte der Flecken, in denen die erste Adhäsionsschicht 131 vorhanden ist, so verändert werden, dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Adhäsionsschicht 131 und dem Halbleiterlaserelement 1 auf der negativen Seite der Y-Achse größer ist als auf der positiven Seite der Y-Achse. In diesem Fall kann, wie in den obigen Ausführungsformen, der Wärmewiderstand auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner gemacht werden als der Wärmewiderstand auf der positiven Seite der Y-Achse.
Wenn die erste Adhäsionsschicht 131 einen Hohlraum umfasst, kann das Volumen des Hohlraums in der ersten Adhäsionsschicht 131 beispielsweise auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner gemacht werden als auf der positiven Seite der Y-Achse. Wenn die zweite Adhäsionsschicht 220 einen Hohlraum umfasst, kann das Volumen des Hohlraums in der zweiten Adhäsionsschicht 220 beispielsweise auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner sein als auf der positiven Seite der Y-Achse. Wenn das Volumen des Hohlraums auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner ist als das Volumen des Hohlraums auf der positiven Seite der Y-Achse, kann der Wärmewiderstand auf der negativen Seite der Y-Achse kleiner sein als der Wärmewiderstand auf der positiven Seite der Y-Achse, wie in den obigen Ausführungsformen.
Die Halbleiterlaservorrichtung 2 kann nicht nur für die Bearbeitung von Produkten, sondern auch für andere Zwecke verwendet werden.
Zusätzlich zu den obigen Ausführungen können verschiedene Modifikationen an den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, ohne vom Umfang der durch die Ansprüche definierten technischen Idee abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterlaserelement
2: Halbleiterlaservorrichtung
30: Lichtemissionsschicht
81 bis 85: Wellenleiter
110: erste Basis
110a: Überstandsteil (erster Überstandsteil, erster Wärmedämmungsteil)
131: erste Adhäsionsschicht
141: Wandteil (erster Wärmedämmungsteil)
210: zweite Basis
210a: Überstandsteil (zweites Überstandsteil, zweites Wärmedämmungsteil)
220: zweite Adhäsionsschicht
320: Beugungsgitter
330: Ausgangskoppler (Teilreflektor)
R11 bis R15: Bereich (erster Bereich)
Bereich R21 bis R25: (zweiter Bereich)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5892918 [0004]

Claims

Halbleiterlaservorrichtung, umfassend: ein Halbleiterlaserelement, das eine Lichtemissionsschicht und eine Vielzahl von Wellenleitern umfasst, die in einer Richtung angeordnet sind; und eine erste Basis, die über eine erste Adhäsionsschicht auf einer Fläche in einer Laminierungsrichtung des Halbleiterlaserelements angeordnet ist, wobei ein Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht in einer Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite eines Endabschnitts niedriger ist als auf der Seite eines anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmewiderstand der ersten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern von der Seite des anderen Endabschnitts zu der Seite des einen Endabschnitts hin geringer ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Zusammensetzung eines Elements aus einer Vielzahl von Elementen, die die erste Adhäsionsschicht bilden, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts höher ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Element unter der Vielzahl von Elementen, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, Gold, Silber oder Kupfer ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei zwischen der einen Seite des Endabschnitts und der anderen Seite des Endabschnitts in der ersten Adhäsionsschicht ein Unterschied in der Zusammensetzung des Elements aus der Vielzahl der Elemente, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, nicht weniger als 1% beträgt.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Wärmeleitfähigkeitsdifferenz zwischen der einen Seite des Endabschnitts und der anderen Seite des Endabschnitts in der ersten Adhäsionsschicht nicht weniger als 10 [W/mK] beträgt.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die thermischen Widerstände einer Vielzahl von ersten Bereichen der ersten Adhäsionsschicht, die jeweils der Vielzahl von Wellenleitern entsprechen, in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern von der Seite des anderen Endabschnitts zu der Seite des einen Endabschnitts hin schrittweise niedriger sind.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein erstes Wärmedämmungsteil, das so konfiguriert ist, dass es die in der ersten Adhäsionsschicht zu leitende Wärme blockiert, zwischen den ersten Bereichen der ersten Adhäsionsschicht, die einander benachbart sind, vorgesehen ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Wärmedämmungsteil durch einen ersten Überstandsteil gebildet ist, der an der ersten Basis vorgesehen ist.
Die Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Kontaktfläche der ersten Adhäsionsschicht mit dem Halbleiterlaserelement auf der Seite des einen Endabschnitts größer ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 10, wobei wenn die erste Adhäsionsschicht einen Hohlraum umfasst, ein Volumen des Hohlraums in der ersten Adhäsionsschicht auf der Seite des einen Endabschnitts kleiner ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Halbleiterlaserelement in der Halbleiterlaservorrichtung über die erste Basis mit einem Übergang nach unten montiert ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine zweite Basis, die über eine zweite Adhäsionsschicht auf einer Fläche des Halbleiterlaserelements angeordnet ist, die sich auf einer der einen Fläche gegenüberliegenden Seite befindet.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein Wärmewiderstand der zweiten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts niedriger ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Wärmewiderstand der zweiten Adhäsionsschicht in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern von der Seite des anderen Endabschnitts zu der Seite des einen Endabschnitts hin geringer ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei eine Zusammensetzung eines Elements aus einer Vielzahl von Elementen, die die zweite Adhäsionsschicht bilden, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern auf der Seite des einen Endabschnitts höher ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Element unter der Vielzahl von Elementen, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, Gold, Silber oder Kupfer ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei zwischen der einen Seite des Endabschnitts und der anderen Seite des Endabschnitts in der zweiten Adhäsionsschicht ein Unterschied in der Zusammensetzung des Elements aus der Vielzahl von Elementen, das die höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, nicht weniger als 1% beträgt.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei eine Wärmeleitfähigkeitsdifferenz zwischen der einen Endabschnittsseite und der anderen Endabschnittsseite in der zweiten Adhäsionsschicht nicht weniger als 10 [W/mK] beträgt.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die thermischen Widerstände einer Vielzahl von zweiten Bereichen der zweiten Haftschicht, die jeweils der Vielzahl von Wellenleitern entsprechen, in der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern von der anderen Endabschnittsseite zu der einen Endabschnittsseite hin stufenweise niedriger sind.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 20, wobei ein zweites Wärmeisolationsteil, das so konfiguriert ist, dass es die in der zweiten Adhäsionsschicht zu leitende Wärme blockiert, zwischen den zweiten Bereichen der zweiten Adhäsionsschicht, die einander benachbart sind, vorgesehen ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 21, wobei das zweite Wärmedämmungsteil durch ein zweites Überstandsteil gebildet ist, das an der zweiten Basis vorgesehen ist.
Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei eine Kontaktfläche der zweiten Adhäsionsschicht mit dem Halbleiterlaserelement auf der Seite des einen Endabschnitts größer ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 23, wobei wenn die zweite Adhäsionsschicht einen Hohlraum umfasst, ein Volumen des Hohlraums in der zweiten Adhäsionsschicht auf der Seite des einen Endabschnitts kleiner ist als auf der Seite des anderen Endabschnitts.
Externe Resonanzlaservorrichtung mit: die Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24; ein Beugungsgitter; und einen Teilreflektor, wobei das Beugungsgitter Beugungsrillen umfasst, die sich in einer Richtung erstrecken, die parallel zu einer Richtung senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Vielzahl von Wellenleitern ist, wobei das Beugungsgitter konfiguriert ist, um optische Achsen einer Vielzahl von Laserstrahlen auszurichten, die in Übereinstimmung mit der Vielzahl von Wellenleitern von der Halbleiterlaservorrichtung emittiert werden, wobei der Teilreflektor so konfiguriert ist, dass er einen Teil der Vielzahl von Laserstrahlen, deren optische Achsen durch das Beugungsgitter veranlasst wurden, einander zu überlappen, reflektiert und zu dem Beugungsgitter führt.