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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Halbleiterlaservorrichtung.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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In den letzten Jahren hat in einer Halbleitereinrichtung, die ein Halbleiterlaserelement umfasst, ein Strom, der durch das Halbleiterelement fließt, zugenommen und dementsprechend nimmt eine Menge von Hitze, die von dem Halbleiterelement erzeugt wird, zu. Zum Beispiel weist eine Halbleiterlasereinrichtung mit hoher Leistungsabgabe, die zur Laserverarbeitung verwendet wird, eine große Menge an Wärmeerzeugung auf. Die Leistung des Halbleiterlaserelements nimmt bei einer hohen Temperatur ab, was eine Verminderung der Laserleistungsabgabe und dergleichen ergibt. Daher weist die Halbleitereinrichtung mit hoher Leistungsabgabe eine Struktur zum Kühlen des Halbleiterlaserelements auf. Halbleitereinrichtungen, die eine solche Struktur aufweisen, wurden herkömmlich vorgeschlagen (zum Beispiel PTL 1 bis PTL 3).
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Entgegenhaltungsliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2003-086883
- PTL 2: WO 2016/103536 A
- PTL 3: WO 2019/009172 A
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technische Aufgabe
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Gegenwärtig ist für eine Halbleiterlaservorrichtung eine Technik erforderlich, die in der Lage ist, Wärmeableitung mit einer einfachen Struktur zu verbessern. In einer solchen Situation besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung im Bereitstellen einer Halbleiterlaservorrichtung, die eine hohe Wärmeableitung aufweist.
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Lösung der Aufgabe
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Der vorliegenden Erfindung betrifft eine Halbleiterlaservorrichtung. Die Halbleiterlaservorrichtung umfasst: ein Halbleiterlaserelement, das eine erste und eine zweite Elektrode umfasst; einen leitfähigen Teil, der auf der ersten Elektrode angeordnet ist; und einen Elektrodenblock, der über den leitfähigen Teil elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist, wobei der leitfähige Teil eine Vielzahl von Metallelementen, die so angeordnet sind, dass sie mit der ersten Elektrode in Kontakt sind, und eine leitfähige Schicht umfasst, die so angeordnet ist, dass sie einen Raum zwischen der Vielzahl von Metallelementen füllt, wobei jedes der Metallelemente einen Metalldrahtteil umfasst, wobei ein Teil des Metalldrahtteils von der leitfähigen Schicht hervorsteht und der Teil des Metalldrahtteils einen gekrümmten Teil umfasst, der eine bogenförmige Form aufweist, die hin zum Elektrodenblock hervorsteht.
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Vorteilhafter Effekt der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleiterlaservorrichtung erhalten, die eine hohe Wärmeableitung aufweist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel für eine Halbleiterlaservorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
- 2A veranschaulicht schematisch eine Draufsicht eines leitfähigen Teils, von einer Seite eines ersten Elektrodenblocks betrachtet.
- 2B veranschaulicht schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterlaserelements und des leitfähigen Teils entlang der Linie IIB-IIB in 2A.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Ausführungsbeispiele einer Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist indes nicht auf die nachfolgend beschriebenen Beispiele beschränkt. In der folgenden Beschreibung können spezifische Zahlenwerte und Materialien beispielhaft gezeigt werden, aber es können auch andere Zahlenwerte und Materialien angewandt werden, solange die Effekte der vorliegenden Offenbarung erhalten werden können.
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(Halbleiterlaservorrichtung)
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Eine Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Halbleiterlaserelement, das eine erste und eine zweite Elektrode umfasst, einen leitfähigen Teil, der auf der ersten Elektrode angeordnet ist, und einen Elektrodenblock, der über den leitfähigen Teil elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist. Diese werden nachfolgend beschrieben.
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(Halbleiterlaserelement)
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Das Halbleiterlaserelement ist nicht auf eine besondere Weise beschränkt und es kann ein bekanntes Halbleiterlaserelement verwendet werden. Das Halbleiterlaserelement als Ganzes kann eine plattenartige Form aufweisen, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt ist, umfasst. Zum Beispiel kann das Halbleiterlaserelement eine plattenartige Form aufweisen, die eine rechtwinklige ebene Form aufweist. Die erste Elektrode kann auf der ersten Oberfläche gebildet sein und die zweite Elektrode kann auf der zweiten Oberfläche gebildet sein.
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Das Halbleiterlaserelement kann eine Emissionsendoberfläche auf einer Seitenoberfläche aufweisen, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet. Das Halbleiterlaserelement kann eine Vielzahl von Emissionsendoberflächen (Endoberflächen zur Emission von Laserlicht) aufweisen. Die Vielzahl von Emissionsendoberflächen können an der Seitenoberfläche des Halbleiterlaserelements in einer Linie entlang einer Längsrichtung der Seitenoberfläche angeordnet sein. Solche Halbleiterlaserelemente wurden herkömmlich vorgeschlagen und diese bekannten Halbleiterlaserelemente können verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Halbleiterlaserelement verwendet werden, das für einen Halbleiterlaser verwendet wird, der Direkt-Diodenlaser (DDL) genannt wird. In einem solchen Halbleiterlaserelement können jede von der ersten und der zweiten Elektrode eine Form aufweisen, die sich zweidimensional ausdehnt. Zum Beispiel können jede von der ersten und der zweiten Elektrode eine rechtwinklige ebene Form aufweisen. Ein Beispiel für das Halbleiterlaserelement umfasst eine Vielzahl von Resonatoren, die in einer Streifenform angeordnet sind.
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(Elektrodenblock)
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Der Elektrodenblock ist ein Block, der Leitfähigkeit aufweist. Als der Elektrodenblock kann zum Beispiel ein Block verwendet werden, der aus Metall besteht. Ein Beispiel für den Elektrodenblock ist ein Kupferblock (Block, der aus Kupfer besteht). Eine Oberfläche des Kupferblocks kann mit einem Metall plattiert werden, das sich von Kupfer unterscheidet, und zum Beispiel können Nickel und Gold in dieser Reihenfolge plattiert werden. Der Elektrodenblock kann als ein Teil einer Elektrodenverdrahtung wirken, um zu bewirken, dass ein Strom durch die erste Elektrode und einen Teil eines Elements zum Ableiten von Wärme fließt, die in dem Halbleiterlaserelement erzeugt wird.
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Es sei erwähnt, dass die Halbleiterlaservorrichtung für gewöhnlich zwei Elektrodenblöcke (den ersten und den zweiten Elektrodenblock) umfasst. Der erste Elektrodenblock ist über den leitfähigen Teil elektrisch mit der ersten Elektrode des Halbleiterlaserelements verbunden. Der zweite Elektrodenblock ist elektrisch mit der zweiten Elektrode des Halbleiterlaserelements verbunden.
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(Leitfähiger Teil)
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Der leitfähige Teil umfasst eine Vielzahl von Metallelementen, die so angeordnet sind, dass sie mit der ersten Elektrode in Kontakt sind, und eine leitfähige Schicht, die so angeordnet ist, dass sie einen Raum zwischen der Vielzahl von Metallelementen füllt. Die leitfähige Schicht ist so gebildet, dass sie mit der ersten Elektrode in Kontakt ist.
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Jedes von den Metallelementen umfasst einen Metalldrahtteil. Ein Teil des Metalldrahtteils steht von der leitfähigen Schicht hervor. Nachfolgend kann der Teil, der von der leitfähigen Schicht hervorsteht, als „hervorstehender Teil (P)“ bezeichnet werden. Beispiele für ein Material des Metallelements umfassen Gold, Kupfer, Aluminium und dergleichen. Ein bevorzugtes Beispiel des Materials des Metallelements ist Gold. Es sei erwähnt, dass eine geringe Menge von Zusatzstoff dem Material des Metallelements beigemengt werden kann. Als ein Material des Metallelements kann ein bekanntes Material verwendet werden, das zum Drahtbonden verwendet wird.
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Der Teil (hervorstehende Teil (P)) des Metalldrahtteils umfasst einen gekrümmten Teil, der eine gebogene Form aufweist, die hin zu dem Elektrodenblock hervorsteht. Gemäß dieser Ausgestaltung kann der gekrümmte Teil den Elektrodenblock besonders flexibel aufnehmen.
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Wie später beschrieben, kann das Metallelement unter Verwendung eines zum Drahtbonden verwendeten Drahtbonders gebildet werden. Somit kann das Metallelement, das den Metalldrahtteil umfasst, einfach gebildet werden. Zusätzlich kann unter Verwendung des Drahtbonders der Metalldrahtteil, der eine nachfolgend beschriebene Form aufweist, einfach gebildet werden.
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Der hervorstehende Teil (P) des Metalldrahtteils nimmt den Elektrodenblock flexibel auf. Ferner kann eine Höhe des Metalldrahtteils flexibel angepasst werden. Daher können hervorstehende Teile (P) von so vielen Metalldrahtteilen wie möglich mit dem Elektrodenblock (oder einer auf dem Elektrodenblock gebildeten Verbindungsschicht) in Kontakt gebracht werden. Folglich kann der Kontaktwiderstand zwischen dem Metallelement und dem Elektrodenblock vermindert werden und es kann eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Halbleiterlaserelement und dem Elektrodenblock ausgeführt werden. Ferner kann, da der hervorstehende Teil (P) den Elektrodenblock flexibel aufnimmt, Beanspruchung, die zwischen dem Halbleiterlaserelement und dem Elektrodenblock wirkt, gelockert werden. Folglich ist es möglich, physikalische Beschädigung des Halbleiterlaserelements zu unterbinden.
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Ferner ist in der Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung die leitfähige Schicht zwischen der ersten Elektrode und dem Elektrodenblock angeordnet. Wärme, die in dem Halbleiterlaserelement erzeugt wird, kann von der leitfähigen Schicht und dem Metallelement wirksam auf den Elektrodenblock übertragen werden. Das heißt, in der Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann eine Wärmeableitung ausgeführt werden, die verglichen mit einem Fall, in dem Wärme, die in dem Halbleiterlaserelement erzeugt wird, nur von einem Höcker auf den Elektrodenblock übertragen wird, hoch ist. Ferner ist es verglichen mit einem Fall, in dem die erste Elektrode und der Elektrodenblock nur durch den Höcker elektrisch verbunden sind, möglich, den elektrischen Widerstand zwischen der ersten Elektrode und dem Elektrodenblock unter Verwendung der leitfähigen Schicht zu vermindern.
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Wie vorhergehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, die Halbleiterlaservorrichtung zu erhalten, die eine hohe Wärmeableitung und weniger physikalische Beschädigung des Halbleiterlaserelements aufweist. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, den elektrischen Widerstand zwischen der ersten Elektrode und dem Elektrodenblock zu vermindern.
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Die Vielzahl von Metallelementen sind vorzugsweise in im Wesentlichen gleichen Intervallen angeordnet. Die Vielzahl von Metallelementen können in einer Matrix angeordnet sein. Eine Reihe von Metallelementen, welche die Vielzahl von Metallelementen umfassen, die in gleichen Intervallen angeordnet sind, können in gleichen Intervallen in einer Streifenform angeordnet sein.
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Eine Flächendichte der Metallelemente kann in einem Bereich von 50 bis 1000 Stück/cm2 (zum Beispiel in einem Bereich von 100 bis 300 Stück/cm2) liegen. Innerhalb dieses Bereichs sind die elektrischen und physikalischen Verbindungen besonders gut.
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Die durchschnittliche (arithmetisches Mittel) Höhe H (das heißt, ein Abstand von einer Oberfläche der ersten Elektrode zum höchsten Teil des Metalldrahtteils) der Metallelemente kann in einem Bereich von 70 µm bis 300 µm (zum Beispiel 150 µm bis 200 µm) liegen. Innerhalb dieses Bereichs sind die elektrischen und physikalischen Verbindungen besonders gut.
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Die durchschnittliche Dicke D der leitfähigen Schicht kann in einem Bereich von 60 µm bis 250 µm (zum Beispiel 100 µm bis 150 µm) liegen. Die durchschnittliche Höhe H (µm) der Metallelemente kann in einem Bereich von 1,1 bis 2,0 Mal (zum Beispiel einem Bereich von 1,2 bis 1,5 Mal) der durchschnittlichen Dicke D (µm) der leitfähigen Schicht liegen. Innerhalb dieses Bereichs kann der Metalldrahtteil, der von der leitfähigen Schicht hervorsteht, den Elektrodenblock besonders flexibel aufnehmen. Es sei erwähnt, dass die durchschnittliche Dicke D der leitfähigen Schicht durch zum Beispiel die durchschnittliche Dicke D = (Volumen des Teils, wo die leitfähige Schicht gebildet ist)/(Fläche des Teils, wo die leitfähige Schicht gebildet ist) erhalten werden kann. Hier umfassen das Volumen und die Fläche des Teils, wo die leitfähige Schicht gebildet ist, auch das Volumen und die Fläche der in dem Teil vorhandenen Metallelemente.
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Der Metalldrahtteil kann eine Bogenform aufweisen, die hin zum Elektrodenblock hervorsteht. Ein Beispiel für das Metallelement kann einen ersten und einen zweiten Basisteil umfassen, die mit der ersten Elektrode in Kontakt sind. Zwei Endteile des Metalldrahtteils können mit dem ersten beziehungsweise dem zweiten Basisteil verbunden sein. Der Metalldrahtteil kann ein bogenförmiger Draht sein, dessen beide Enden mit dem ersten Basisteil beziehungsweise dem zweiten Basisteil verbunden sind. Der erste und der zweite Basisteil können jeweils die Form einer Halbkugel oder eines Zylinders aufweisen.
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Die leitfähige Schicht kann Metallpartikel umfassen. Unter Verwendung der Metallpartikel können die thermische Leitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit der leitfähigen Schicht verbessert werden. Eine solche leitfähige Schicht kann aus einer Metallpaste (Paste, die Metallpartikel enthält) gebildet sein und kann aus zum Beispiel einer Goldpaste (Paste, die Goldpartikel enthält) oder einer Silberpaste (Paste, die Silberpartikel enthält) gebildet sein. Als die Metallpaste kann eine bekannte Metallpaste verwendet werden, die zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung verwendet wird.
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Ein Verfahren zum Herstellen der Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist nicht in besonderer Weise beschränkt. Ein Beispiel des Herstellungsverfahrens wird in einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Nachfolgend wird ein Beispiel für die Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung spezifisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorhergehend beschriebenen Bauteile können auf die Bauteile der Halbleiterlaservorrichtung als ein nachfolgend beschriebenes Beispiel angewandt werden. Die Bauteile der Halbleiterlaservorrichtung als ein nachfolgend beschriebenes Beispiel können basierend auf der vorhergehenden Beschreibung geändert werden. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel angewandt werden. Unter den Bauteilen der Halbleitervorrichtung als ein nachfolgend beschriebenes Beispiel ist es möglich, dass Bauteile, die für die Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung nicht wesentlich sind, weggelassen werden. Es sei erwähnt, dass die folgenden Zeichnungen schematisch sind und die Form und die Anzahl der tatsächlichen Elemente nicht genau widerspiegeln.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsansicht der Halbleiterlaservorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Halbleiterlaservorrichtung 100 umfasst das Halbleiterlaserelement 110, den ersten Elektrodenblock (oberen Elektrodenblock) 121, den zweiten Elektrodenblock 122, das Submount 123, die Isolierschicht 124 und den leitfähigen Teil 130.
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Das Halbleiterlaserelement 110 kann eine Vielzahl von Emissionsendoberflächen aufweisen. Die Vielzahl von Emissionsendoberfläche können in einer Linie entlang einer Längsrichtung einer Seitenwand des Halbleiterlaserelements 110 angeordnet sein.
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Das Halbleiterlaserelement 110 umfasst die erste Elektrode 111 (siehe 2B), die in einem Teil bereitgestellt ist, der dem leitfähigen Teil 130 zugewandt ist, und eine zweite Elektrode (nicht veranschaulicht), die in einem Teil bereitgestellt ist, der dem Submount 123 zugewandt ist. Die erste Elektrode 111 ist über den leitfähigen Teil 130 elektrisch mit dem ersten Elektrodenblock 121 verbunden. Die zweite Elektrode ist über das Submount 123 elektrisch mit dem zweiten Elektrodenblock 122 verbunden. Der erste und der zweite Elektrodenblock 121 und 122 sind mit einer Leistungsversorgung (nicht veranschaulicht) zum Einspeisen eines Stroms in das Halbleiterlaserelement 110 verbunden. Durch diese Leistungsversorgung wird ein Strom in eine aktive Schicht des Halbleiterlaserelements 110 eingespeist.
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Das Submount 123 ist aus einem Material gebildet, das eine hohe Leitfähigkeit und thermische Leitfähigkeit aufweist. Ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Submounts 123 liegt vorzugsweise nahe an einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterlaserelements 110. Das Submount ist nicht auf eine besondere Weise beschränkt und es kann ein bekanntes Submount, das in einer Halbleiterlaservorrichtung verwendet wird, angewandt werden. Das Submount 123 kann aus einer Kupfer-WolframLegierung oder einer Kupfer-Molybdän-Legierung gebildet sein.
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Zwischen dem zweiten Elektrodenblock 122 und dem Submount 123 kann eine leitfähige Verbindungsschicht zu deren Verbinden angeordnet sein. Die Verbindungsschicht kann zum Beispiel eine Lotschicht, eine Plattierungsschicht, eine Metallfolienschicht oder dergleichen sein (das gleiche gilt für eine nachfolgend beschriebene Verbindungsschicht). Auf ähnliche Weise können eine Verbindungsschicht zum Verbinden des Submounts und des Halbleiterlaserelements zwischen dem Submount 123 und dem Halbleiterlaserelement 110 angeordnet sein und eine Verbindungsschicht zum Verbinden des leitfähigen Teils und des ersten Elektrodenblocks kann zwischen dem leitfähigen Teil 130 und dem ersten Elektrodenblock 121 angeordnet sein.
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Die Isolierschicht 124 isoliert den ersten Elektrodenblock 121 von dem zweiten Elektrodenblock 122. Die Isolierschicht 124 besteht aus einem Isoliermaterial. Die Isolierschicht 124 kann aus einem anorganischen Isoliermaterial (zum Beispiel Keramik wie beispielsweise Aluminiumnitrid) und/oder einem organischen Isoliermaterial (zum Beispiel aus einem Isolierharz wie beispielsweise Polyimid) gebildet sein. Die Isolierschicht 124 kann als ein Beispiel Polyimid, Aluminiumnitrid oder dergleichen enthalten.
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2A veranschaulicht schematisch eine Draufsicht des leitfähigen Teils 130, von einer Seite des ersten Elektrodenblocks 121 betrachtet. 2B veranschaulicht schematisch eine Querschnittsansicht des Halbleiterlaserelements 110 und des leitfähigen Teils 130 entlang der Linie IIB-IIB in 2A.
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Der leitfähige Teil 130 umfasst eine Vielzahl von Metallelementen 131 und die leitfähige Schicht 132, die so angeordnet ist, dass sie einen Raum zwischen der Vielzahl von Metallelementen 131 füllt. Jedes von der Vielzahl von Metallelementen 131 und der leitfähigen Schicht 132 ist so angeordnet, dass es bzw. sie mit der ersten Elektrode 111 des Halbleiterlaserelements 110 in Kontakt ist. Im in 1 veranschaulichten Beispiel sind die Vielzahl von Metallelementen 131 in einer Matrix angeordnet. Aus einer anderen Perspektive sind die Vielzahl von Metallelementen 131 an Positionen von Gitterpunkten angeordnet.
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Jedes der Metallelemente 131 umfasst den höckerförmigen ersten Basisteil 131a, der mit der ersten Elektrode 111 und dem Metalldrahtteil 131b in Kontakt ist, der sich von dem ersten Basisteil 131a erstreckt. In dem im ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichten Beispiel sind beide Enden des Metalldrahtteils 131b mit dem höckerförmigen ersten Basisteil 131 a beziehungsweise dem höckerförmigen zweiten Basisteil 131c verbunden. In einer Perspektive weist der Metalldrahtteil 131b eine Bogenform auf. Ferner ist es möglich, dass der Basisteil 131c nicht mit der Elektrode 111 in Kontakt ist, aber sogar in diesem Fall weist der Metalldrahtteil 131b eine Bogenform auf, wie vorhergehend beschrieben.
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Der hervorstehende Teil 131bp (hervorstehende Teil (P)), der Teil des Metalldrahtteils 131b ist, steht von der leitfähigen Schicht 132 hervor. Der hervorstehende Teil 131bp umfasst einen gekrümmten Teil, der eine gebogene Form aufweist, die hin zum ersten Elektrodenblock 121 hervorsteht. Mindestens ein oberer Teil des gekrümmten Teils ist in physikalischem Kontakt mit dem ersten Elektrodenblock 121 (oder einer Verbindungsschicht, die auf dem ersten Elektrodenblock gebildet ist). Das heißt, die erste Elektrode 111 und der erste Elektrodenblock 121 sind über mindestens den oberen Teil des gekrümmten Teils elektrisch verbunden.
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Die leitfähige Schicht 132 ist so angeordnet, dass sie einen Teil einer Oberfläche der ersten Elektrode 111 bedeckt, der nicht mit den Metallelementen 131 bedeckt ist. Die leitfähige Schicht 132 enthält feine Metallpartikel. Es sei erwähnt, dass ein Teil des Materials, aus dem die leitfähige Schicht 132 besteht, an dem hervorstehenden Teil 131bp des Metalldrahtteils 131b haften kann, aber das Material, das an dem hervorstehenden Teil 131bp haftet, bildet keine Schicht und ist somit nicht in der leitfähigen Schicht 132 enthalten.
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In der Halbleiterlaservorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nimmt der Metalldrahtteil 131b (insbesondere der hervorstehende Teil 131bp, der den gekrümmten Teil umfasst), der eine Elastizität aufweist, den ersten Elektrodenblock 121 (oder die Verbindungsschicht) auf und bildet eine elektrische Verbindung. Daher kann, sogar wenn die Formen und Höhen der Vielzahl von Metallelementen 131 variieren, die elektrische Verbindung gleichförmig und stabil gebildet werden. Ferner kann die Beanspruchung, die zwischen dem Halbleiterlaserelement 110 und dem ersten Elektrodenblock 121 angewandt wird, durch den Metalldrahtteil 131b abgeschwächt werden. Darüber hinaus werden in der Halbleiterlaservorrichtung 100 die Leitfähigkeit und thermische Leitfähigkeit des leitfähigen Teils 130 durch die leitfähige Schicht 132 verbessert. Daher weist die Halbleiterlaservorrichtung 100 eine hohe Wärmeableitung auf und die physikalische Beschädigung des Halbleiterlaserelements 110 ist gering. Ferner ist in der Halbleiterlaservorrichtung 100 ein Verlust aufgrund des elektrischen Widerstands zwischen dem Halbleiterlaserelement 110 und dem ersten Elektrodenblock 121 gering.
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Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen der Halbleiterlaservorrichtung 100 wird nachfolgend beschrieben. Da ein bekanntes Verfahren auf ein Verfahren zum Bilden von Teilen, die sich von dem leitfähigen Teil 130 unterscheiden, angewandt werden kann, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet. Hier wird nachfolgend ein Beispiel beschrieben, in dem die Metallelemente 131 aus Gold bestehen.
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Bei der Bildung des leitfähigen Teils 130 werden zuerst jedes von den Metallelementen 131 unter Verwendung eines Drahtbonders auf der ersten Elektrode 111 gebildet. Insbesondere wird ein kugelförmiger Teil, der an einer Spitze eines Golddrahtes gebildet ist, durch ein Verfahren zum Ball-Bonden unter Verwendung des Drahtbonders zum Bilden des ersten Basisteils 131a auf der ersten Elektrode 111 verbunden. Als Nächstes wird der Golddraht (Metalldrahtteil 131b) auf eine bestimmte Länge ausgedehnt. Danach wird der Golddraht durch Betätigen des Drahtbonders in eine Bogenform gebildet, derart dass der bogenförmige Metalldrahtteil 131b, der in 2B veranschaulicht ist, gebildet wird, und ein hoher Strom wird an den Golddraht angelegt, wenn der Golddraht auf die Elektrode 111 gedrückt wird. Auf diese Weise wird das Metallelement 131, das den bogenförmigen Metalldrahtteil 131b umfasst, gebildet.
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Als Nächstes wird die leitfähige Schicht 132 gebildet. Zuerst wird eine Metallpaste (zum Beispiel eine Silberpaste) in einer Schichtform auf die erste Elektrode 111 aufgebracht. Das heißt, die Metallpaste wird so aufgebracht, dass der Raum zwischen der Vielzahl von Metallelementen 131 gefüllt wird. An diesem Zeitpunkt kann die Metallpaste so aufgebracht werden, dass ein Teil des Metallelements 131 freiliegt, oder die Metallpaste kann so aufgebracht werden, dass das gesamte Metallelement 131 vollständig bedeckt ist. Auf jeden Fall kann, wenn die Bildung der leitfähigen Schicht 132 abgeschlossen ist, ein Teil (der hervorstehende Teil 131bp) des Metallelements 131 von der leitfähigen Schicht 132 freiliegen.
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Nachdem die Metallpaste aufgebracht wurde, kann eine Fläche der Metallpaste flach gemacht werden wie erforderlich. Zum Beispiel kann die Oberfläche der Metallpaste mit einem Vliesstoff oder dergleichen flach gemacht werden. Wenn die Oberfläche der Metallpaste flach gemacht wurde, nachdem die Metallpaste so aufgebracht wurde, dass das gesamte Metallelement 131 vollständig bedeckt ist, kann ein Teil des Metallelements 131 von einer Schicht der Metallpaste freiliegen.
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Als Nächstes wird die Metallpaste erhitzt (gebrannt), um die leitfähige Schicht 132 zu bilden. Die Erhitzungsbedingungen können gemäß der Metallpaste ausgewählt werden. Es sei erwähnt, dass das Erhitzen eine Vielzahl von Malen durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann das Erhitzen (Vorbrennen) nach dem Aufbringen der Metallpaste mit einer vergleichsweise niedrigen Temperatur durchgeführt werden und das Erhitzen kann nach dem Zusammenbauen der Halbleiterlaservorrichtung 100 mit einer hohen Temperatur durchgeführt werden.
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Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich der Phase, in welcher der Schritt des Bildens des leitfähigen Teils 130 durchgeführt wird und der Schritt kann in einer beliebigen Phase durchgeführt werden, in welcher der leitfähige Teil 130 gebildet werden kann. Zum Beispiel kann der leitfähige Teil 130 gebildet werden, bevor oder nachdem das Submount 123, auf dem das Halbleiterelement 110 montiert wird, mit dem zweiten Elektrodenblock 122 verbunden wird.
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Nachdem der leitfähige Teil 130 gebildet wurde, kann die Halbleiterlaservorrichtung 100 mit einem bekannten Verfahren zusammengebaut werden. Zum Beispiel wird zuerst die Isolierschicht 124 auf dem zweiten Elektrodenblock 122 gebildet. Ferner wird das Submount 123, auf dem das Halbleiterlaserelement 110 montiert wird, mit dem zweiten Elektrodenblock 122 verbunden. Der leitfähige Teil 130 wird auf der ersten Elektrode 111 des Halbleiterlaserelements 110 gebildet. Als Nächstes wird der erste Elektrodenblock 121 auf der Isolierschicht 124 und dem leitfähigen Teil 130 platziert. Wie vorhergehend beschrieben, kann die Verbindungsschicht zwischen dem leitfähigen Teil 130 und dem ersten Elektrodenblock 121 angeordnet werden. In diesem Fall wird die Verbindungsschicht auf dem ersten Elektrodenblock 121 gebildet.
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Wie vorhergehend beschrieben, kann die Halbleiterlaservorrichtung 100 hergestellt werden. Es sei erwähnt, dass das vorhergehend beschriebene Herstellungsverfahren ein Beispiel ist und die Halbleiterlaservorrichtung der vorliegenden Offenbarung mit einem beliebigen Verfahren hergestellt werden kann.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Offenbarung kann für eine Halbleiterlaservorrichtung verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Halbleiterlaservorrichtung
- 110
- Halbleiterlaserelement
- 111
- erste Elektrode
- 130
- leitfähiger Teil
- 131
- Metallelement
- 131a
- erster Basisteil
- 131b
- Metalldrahtteil
- 131bp
- hervorstehender Teil (Teil des Metalldrahtteils, gekrümmter Teil)
- 131c
- zweiter Basisteil
- 132
- leitfähige Schicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/103536 A [0002]
- WO 2019/009172 A [0002]