JP2002084029A - ヒートパイプを備えた半導体光素子 - Google Patents
ヒートパイプを備えた半導体光素子Info
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- JP2002084029A JP2002084029A JP2000274263A JP2000274263A JP2002084029A JP 2002084029 A JP2002084029 A JP 2002084029A JP 2000274263 A JP2000274263 A JP 2000274263A JP 2000274263 A JP2000274263 A JP 2000274263A JP 2002084029 A JP2002084029 A JP 2002084029A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】放熱性に優れ、小型化、薄膜化、アレイ化が容
易で、作製の簡単なヒートパイプを備えた半導体光素子
である。 【解決手段】ヒートパイプを備えた半導体光素子では、
第1の基板上で形成された少なくとも1つの光機能領域1
3、15、17、19、21を含む第1の基体が、細管115と細管1
15中に封入された熱輸送流体から成るヒートパイプを備
えた第2の基体111-1、111-2に熱的に結合されている。
易で、作製の簡単なヒートパイプを備えた半導体光素子
である。 【解決手段】ヒートパイプを備えた半導体光素子では、
第1の基板上で形成された少なくとも1つの光機能領域1
3、15、17、19、21を含む第1の基体が、細管115と細管1
15中に封入された熱輸送流体から成るヒートパイプを備
えた第2の基体111-1、111-2に熱的に結合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートパイプを備
えた半導体光素子に関するものであり、特に、基板に垂
直な方向に光を発する垂直共振器型面発光半導体レーザ
に関する。
えた半導体光素子に関するものであり、特に、基板に垂
直な方向に光を発する垂直共振器型面発光半導体レーザ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量の光通信や光インターコネクショ
ンを実現するために、複数のレーザ素子をアレイ状に配
置し、光情報を並列に伝送する研究が進められており、
そのための光源として垂直共振器型面発光半導体レーザ
(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser: VCSEL)
が注目されている。
ンを実現するために、複数のレーザ素子をアレイ状に配
置し、光情報を並列に伝送する研究が進められており、
そのための光源として垂直共振器型面発光半導体レーザ
(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser: VCSEL)
が注目されている。
【０００３】面発光半導体レーザは、活性層を上下2つ
の反射ミラーで挟んだ構成であり、基板に対して垂直方
向に発光するため、アレイ化に適している。また、電流
を直径10μm程度の小さい活性層に注入するため、光/電
気変換効率が高く、低しきい値動作が可能である。しか
し、面発光半導体レーザは、活性層近傍での局所的発熱
によって高電流注入状態では光出力が飽和してしまった
り、熱によって波長が変化してしまうという問題があ
る。さらに、アレイにしたときの熱的クロストークの影
響も無視できないため、高密度化には限界がある。この
ため、ペルチェ素子による電子冷却やヒートシンクによ
る空冷などの手段が設けられている。
の反射ミラーで挟んだ構成であり、基板に対して垂直方
向に発光するため、アレイ化に適している。また、電流
を直径10μm程度の小さい活性層に注入するため、光/電
気変換効率が高く、低しきい値動作が可能である。しか
し、面発光半導体レーザは、活性層近傍での局所的発熱
によって高電流注入状態では光出力が飽和してしまった
り、熱によって波長が変化してしまうという問題があ
る。さらに、アレイにしたときの熱的クロストークの影
響も無視できないため、高密度化には限界がある。この
ため、ペルチェ素子による電子冷却やヒートシンクによ
る空冷などの手段が設けられている。
【０００４】一般に、発熱素子の冷却方法としては、例
えば、ペルチェ素子による電子冷却やヒートシンクによ
る空冷などの手段や、ヒートパイプと呼ばれる放熱機構
を設けたりする方法が知られている。
えば、ペルチェ素子による電子冷却やヒートシンクによ
る空冷などの手段や、ヒートパイプと呼ばれる放熱機構
を設けたりする方法が知られている。
【０００５】ヒートパイプは、熱輸送流体を封入した密
閉されたパイプ(その断面形状は円形でもその他の形で
もよい)を用いて、高温部と低温部との間を熱的に（す
なわち、導熱可能に）接続したものである。高温部にお
いて暖められた流体は蒸発して高温部から低温部へと急
速に移動し、低温部において、再び凝縮する。凝縮され
た流体は、重力や毛細管作用を用いてウイック(心材)を
伝わらせることで高温部へと導かれる。このようなヒー
トパイプは蒸発・凝縮サイクルによって、効果的に高温
部から低温部へ熱を移動させ放熱させるものである。
閉されたパイプ(その断面形状は円形でもその他の形で
もよい)を用いて、高温部と低温部との間を熱的に（す
なわち、導熱可能に）接続したものである。高温部にお
いて暖められた流体は蒸発して高温部から低温部へと急
速に移動し、低温部において、再び凝縮する。凝縮され
た流体は、重力や毛細管作用を用いてウイック(心材)を
伝わらせることで高温部へと導かれる。このようなヒー
トパイプは蒸発・凝縮サイクルによって、効果的に高温
部から低温部へ熱を移動させ放熱させるものである。
【０００６】ヒートパイプを発熱素子に応用した例とし
ては、特開平5-114480号公報のように有機薄膜電界発光
素子とヒートパイプを組み合わせたタイプや、特開平6-
45488号公報のようにICチップの温度制御にヒートパイ
プを用いたタイプが提案されている。
ては、特開平5-114480号公報のように有機薄膜電界発光
素子とヒートパイプを組み合わせたタイプや、特開平6-
45488号公報のようにICチップの温度制御にヒートパイ
プを用いたタイプが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、例えばペ
ルチェ素子による電子冷却を用いた場合、消費電力が大
きくなるとともに、体積を占めてしまうために小型化に
限界がある。また、ヒートシンクによる空冷を用いた場
合も体積を占めてしまうため、小型化に限界がある。
ルチェ素子による電子冷却を用いた場合、消費電力が大
きくなるとともに、体積を占めてしまうために小型化に
限界がある。また、ヒートシンクによる空冷を用いた場
合も体積を占めてしまうため、小型化に限界がある。
【０００８】また、面発光半導体レーザとペルチェ素子
やヒートシンク等の放熱体とを接合する場合、より効果
的に熱を伝達させるためには、面発光半導体レーザの基
板側に放熱体を設けるよりも、成長面側に放熱体を設け
るほうがよい。しかし、この場合、基板側から光を取り
出す必要があるが、発振波長によっては問題が生じる。
例えば、GaAs基板上に波長O.85μmの面発光半導体レー
ザを構成した場合、基板が波長に対して吸収体となって
しまう。このため、面発光半導体レーザの発光領域に応
じて半導体基板をホール状にエッチングすることが行わ
れている。このホール状エッチングを再現性よく行うこ
とは困難であり、また、アレイ化した際の高密度化を妨
げる要因ともなっている。
やヒートシンク等の放熱体とを接合する場合、より効果
的に熱を伝達させるためには、面発光半導体レーザの基
板側に放熱体を設けるよりも、成長面側に放熱体を設け
るほうがよい。しかし、この場合、基板側から光を取り
出す必要があるが、発振波長によっては問題が生じる。
例えば、GaAs基板上に波長O.85μmの面発光半導体レー
ザを構成した場合、基板が波長に対して吸収体となって
しまう。このため、面発光半導体レーザの発光領域に応
じて半導体基板をホール状にエッチングすることが行わ
れている。このホール状エッチングを再現性よく行うこ
とは困難であり、また、アレイ化した際の高密度化を妨
げる要因ともなっている。
【０００９】さらに、特開平5-114480号公報では、冷却
は、有機薄膜電界発光素子に限定しており、面発光半導
体レーザ等の面型素子については考慮されていない。特
開平6-45488号公報においても、面発光半導体レーザの
ような光素子や、半導体基板を除去するタイプの面発光
レーザについて冷却は考慮されておらず、電子回路とヒ
ートパイプとのモノリシック集積については考慮されて
いない。
は、有機薄膜電界発光素子に限定しており、面発光半導
体レーザ等の面型素子については考慮されていない。特
開平6-45488号公報においても、面発光半導体レーザの
ような光素子や、半導体基板を除去するタイプの面発光
レーザについて冷却は考慮されておらず、電子回路とヒ
ートパイプとのモノリシック集積については考慮されて
いない。
【００１０】このような課題に鑑み、本発明の目的は、
放熱性に優れ、小型化、薄膜化、アレイ化が容易で、作
製の簡単なヒートパイプを備えた半導体光素子を提供す
ることにある。
放熱性に優れ、小型化、薄膜化、アレイ化が容易で、作
製の簡単なヒートパイプを備えた半導体光素子を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、本発明のヒートパイプを備えた半導体光素
子では、第1の基板上で形成された少なくとも1つの光機
能領域を含む第1の基体が、細管と細管中に封入された
熱輸送流体から成るヒートパイプを備えた第2の基体に
熱的に（すなわち、導熱可能に）結合されていることを
特徴とする。ヒートパイプにより半導体光素子からの熱
を効果的に発散させることができ、光素子をアレイ化し
たときにも熱的クロストークが低減できる。
成するため、本発明のヒートパイプを備えた半導体光素
子では、第1の基板上で形成された少なくとも1つの光機
能領域を含む第1の基体が、細管と細管中に封入された
熱輸送流体から成るヒートパイプを備えた第2の基体に
熱的に（すなわち、導熱可能に）結合されていることを
特徴とする。ヒートパイプにより半導体光素子からの熱
を効果的に発散させることができ、光素子をアレイ化し
たときにも熱的クロストークが低減できる。
【００１２】面発光半導体レーザを例にとり説明する
と、以下のようになる。図1、2を用いて説明する。図1
は半導体光素子の断面図であり、図2(a)は第2の基体の
構造を説明する斜視図、図2(b)は第2の基体の上面図で
ある。
と、以下のようになる。図1、2を用いて説明する。図1
は半導体光素子の断面図であり、図2(a)は第2の基体の
構造を説明する斜視図、図2(b)は第2の基体の上面図で
ある。
【００１３】第1の基体において、第1の基板(後に除去
されるため、不図示。ただし、一部或いは全部残しても
よい)は、例えば、GaAs基板であり、第1の基板上に、n
型半導体多層膜ミラー、活性層、p型半導体多層膜ミラ
ー等で構成される半導体層をエピタキシャル成長し、所
定領域をドーナツ状にエッチングしてポリイミドなどの
埋め込み材で埋め込んで光機能領域を形成する。光機能
領域は、例えば、直径20μmの円形で、ドーナツ形状に
エッチングした部分の外径は40μmの円形である。図1に
は示していないが、ポリイミドで埋め込む前に多層膜ミ
ラーのAl含有層を選択的に酸化して、電流狭窄構造を設
けてもよい。さらに、発光領域以外の部分をSiNxなどの
絶縁層で覆った後にp電極を成膜する。
されるため、不図示。ただし、一部或いは全部残しても
よい)は、例えば、GaAs基板であり、第1の基板上に、n
型半導体多層膜ミラー、活性層、p型半導体多層膜ミラ
ー等で構成される半導体層をエピタキシャル成長し、所
定領域をドーナツ状にエッチングしてポリイミドなどの
埋め込み材で埋め込んで光機能領域を形成する。光機能
領域は、例えば、直径20μmの円形で、ドーナツ形状に
エッチングした部分の外径は40μmの円形である。図1に
は示していないが、ポリイミドで埋め込む前に多層膜ミ
ラーのAl含有層を選択的に酸化して、電流狭窄構造を設
けてもよい。さらに、発光領域以外の部分をSiNxなどの
絶縁層で覆った後にp電極を成膜する。
【００１４】第2の基体において、例えば、相対する位
置にV字状等の溝が形成された表面を有する2枚のSi基板
を積層することにより細管が形成されている。さらに、
所定量の熱輸送流体が挿入口より細管に導入されてお
り、その導入後、挿入口は樹脂で封止される。ここで
は、さらに、第2の基体には電気配線が設けられてい
る。
置にV字状等の溝が形成された表面を有する2枚のSi基板
を積層することにより細管が形成されている。さらに、
所定量の熱輸送流体が挿入口より細管に導入されてお
り、その導入後、挿入口は樹脂で封止される。ここで
は、さらに、第2の基体には電気配線が設けられてい
る。
【００１５】光機能領域を備えた第1の基体は、ヒート
パイプを構成する第2の基体の高温部に熱的に接続され
る。例えば、図1においては、Au-Snハンダにより両基体
側の電極を熱的かつ電気的に接続している。勿論、両基
体を熱的に接続するのみでもよい。図1には示していな
いが、第1の基体と第2の基体の間を、絶縁性かつ熱伝導
性の高い材料で埋め込んでおいてもよい。ここでは、接
続後、第1の基体において、第1の基板が除去されてお
り、光取り出しのための窓が設けられたn電極が形成さ
れている。
パイプを構成する第2の基体の高温部に熱的に接続され
る。例えば、図1においては、Au-Snハンダにより両基体
側の電極を熱的かつ電気的に接続している。勿論、両基
体を熱的に接続するのみでもよい。図1には示していな
いが、第1の基体と第2の基体の間を、絶縁性かつ熱伝導
性の高い材料で埋め込んでおいてもよい。ここでは、接
続後、第1の基体において、第1の基板が除去されてお
り、光取り出しのための窓が設けられたn電極が形成さ
れている。
【００１６】本発明においては、第2の基体を保持基板
として用いることができるので、部分的にホールエッチ
ングすることなく、第1の基体側の半導体基板を容易に
除去することが可能となり、特に面発光半導体レーザに
おいて、歩留まりを向上させることや高密度アレイ化が
可能となる。さらに、基板を除去することで、光素子中
のAs含有量を大幅に削減できるので、環境に対してより
安全となる。
として用いることができるので、部分的にホールエッチ
ングすることなく、第1の基体側の半導体基板を容易に
除去することが可能となり、特に面発光半導体レーザに
おいて、歩留まりを向上させることや高密度アレイ化が
可能となる。さらに、基板を除去することで、光素子中
のAs含有量を大幅に削減できるので、環境に対してより
安全となる。
【００１７】第2の基体において、高温部および放熱板
(図2中不図示)が設けられる低温部と交互に交差するよ
うに細管が設けられており、細管内は、熱輸送流体およ
びそれが気化した蒸気泡で密閉されている。流体は蒸発
と凝縮を繰り返しながら、細管の軸方向（パイプの伸び
る方向）に振動あるいは不特定方向（同じ構造のもので
も使用条件（ヒートパイプの姿勢、温度など）によって
方向は変わりうる）に循環して熱を輸送することができ
るので、効率よく発熱体からの熱を発散させられる。ま
た、細管の内径は、熱輸送流体の表面張力により閉塞
（パイプの内壁に隙間なく熱輸送流体が密着して塞いで
いる状態を指す）したままループ内を移動できるよう、
十分に細くなっている。熱輸送流体が上記の如く閉塞し
ていれば流体は蒸気圧で押されて移動できるため、重力
などを利用できないトップヒートモード（高温部が低温
部より上側にある）や水平ヒートモード（高温部と低温
部が同レベルにある）でも使用可能である。また、毛細
管作用によってV溝の鋭角部分を伝わらせて流体を移動
させることができる。この様に、一般に知られる重力で
流体を高温部に戻すタイプのヒートパイプとは異なり、
トップヒートモードや水平ヒートモードでも使用が可能
である。
(図2中不図示)が設けられる低温部と交互に交差するよ
うに細管が設けられており、細管内は、熱輸送流体およ
びそれが気化した蒸気泡で密閉されている。流体は蒸発
と凝縮を繰り返しながら、細管の軸方向（パイプの伸び
る方向）に振動あるいは不特定方向（同じ構造のもので
も使用条件（ヒートパイプの姿勢、温度など）によって
方向は変わりうる）に循環して熱を輸送することができ
るので、効率よく発熱体からの熱を発散させられる。ま
た、細管の内径は、熱輸送流体の表面張力により閉塞
（パイプの内壁に隙間なく熱輸送流体が密着して塞いで
いる状態を指す）したままループ内を移動できるよう、
十分に細くなっている。熱輸送流体が上記の如く閉塞し
ていれば流体は蒸気圧で押されて移動できるため、重力
などを利用できないトップヒートモード（高温部が低温
部より上側にある）や水平ヒートモード（高温部と低温
部が同レベルにある）でも使用可能である。また、毛細
管作用によってV溝の鋭角部分を伝わらせて流体を移動
させることができる。この様に、一般に知られる重力で
流体を高温部に戻すタイプのヒートパイプとは異なり、
トップヒートモードや水平ヒートモードでも使用が可能
である。
【００１８】その結果、面発光レーザなどの光素子から
の熱を効果的に発散させることが可能となり、レーザな
どの熱特性の向上が図れ、さらに、熱的クロストークを
低減できるので、高密度アレイ化も容易になる。
の熱を効果的に発散させることが可能となり、レーザな
どの熱特性の向上が図れ、さらに、熱的クロストークを
低減できるので、高密度アレイ化も容易になる。
【００１９】Si基板の加工は、一般的なホトリソや、ウ
エットエッチングプロセスで行なうことができるので、
生産性が高く、細管の大きさもパターンも自由に制御で
きる。また、Si基板は100μmから数100μm程度の厚さに
加工できるので、積層しても1mm以下のプレート型ヒー
トパイプを構成できる。
エットエッチングプロセスで行なうことができるので、
生産性が高く、細管の大きさもパターンも自由に制御で
きる。また、Si基板は100μmから数100μm程度の厚さに
加工できるので、積層しても1mm以下のプレート型ヒー
トパイプを構成できる。
【００２０】半導体光素子としては、面発光レーザだけ
でなく、pn接合あるいはpin接合からなる発光ダイオー
ド、真性半導体部分がｐ、ｎ両層間の空乏層として働く
pinホトダイオード、対向くし形電極を持つMSM(Metal-S
emiconductor-Metal)型光検出器などでもよい。さら
に、第2の基体を構成する材料としては、Si基板だけで
なく、熱伝導性の良い材料、例えば、AlN、Al203、金属
などであってもよい。この場合、その材料の表面に、切
削加工や、ウエットエッチング、ドライエッチング等の
方法で溝を形成しておき、別の基板を接合することで、
細管を形成すればよい。
でなく、pn接合あるいはpin接合からなる発光ダイオー
ド、真性半導体部分がｐ、ｎ両層間の空乏層として働く
pinホトダイオード、対向くし形電極を持つMSM(Metal-S
emiconductor-Metal)型光検出器などでもよい。さら
に、第2の基体を構成する材料としては、Si基板だけで
なく、熱伝導性の良い材料、例えば、AlN、Al203、金属
などであってもよい。この場合、その材料の表面に、切
削加工や、ウエットエッチング、ドライエッチング等の
方法で溝を形成しておき、別の基板を接合することで、
細管を形成すればよい。
【００２１】さらに、半導体光素子を駆動あるいは制御
するための電子回路も第2の基体上に熱的に結合するよ
うに配置してもよい。第2の基体としてSi基板を用いて
いる場合には、Si基板上に電子回路を集積化することも
可能である。
するための電子回路も第2の基体上に熱的に結合するよ
うに配置してもよい。第2の基体としてSi基板を用いて
いる場合には、Si基板上に電子回路を集積化することも
可能である。
【００２２】上記の基本構成に基づいて、以下のような
具体的な形態を採りうる。第2の基体が電気配線を含ん
でおり、光機能領域が電極を有し、該電気配線と該電極
が電気的に結合されることで第1の基体と第2の基体が電
気的にも接続されうる。これにより、電気的な取り回し
が容易な半導体光素子を実現できる。
具体的な形態を採りうる。第2の基体が電気配線を含ん
でおり、光機能領域が電極を有し、該電気配線と該電極
が電気的に結合されることで第1の基体と第2の基体が電
気的にも接続されうる。これにより、電気的な取り回し
が容易な半導体光素子を実現できる。
【００２３】第１の基板の一部もしくは全部が除去され
うる。波長に対して吸収率の高い基板であっても、基板
側からの光の取り出しが可能になる。さらには、GaAs基
板の場合には、光素子のAs含有量を低減できる。こうし
て、環境に対して安全で、波長に対して自由度があって
汎用性が高く、基板側から発光するまたは基板側から光
を受光するのが容易な半導体光素子を実現できる。
うる。波長に対して吸収率の高い基板であっても、基板
側からの光の取り出しが可能になる。さらには、GaAs基
板の場合には、光素子のAs含有量を低減できる。こうし
て、環境に対して安全で、波長に対して自由度があって
汎用性が高く、基板側から発光するまたは基板側から光
を受光するのが容易な半導体光素子を実現できる。
【００２４】第2の基体が、V溝などの溝が形成されたSi
基板および別の基板を含み、Si基板と別の基板とを接合
することで該溝で前記細管が構成されうる。溝が形成さ
れたAlN基板、溝が形成されたAl203基板、金属板なども
用いられる。こうして、容易に細管を構成できる。前記
別の基板にも溝が形成されて、これら溝が合わされて基
板同士が接合されてもよいし、前記別の基板には溝が形
成されておらず、これら基板同士が接合されてもよい。
基板および別の基板を含み、Si基板と別の基板とを接合
することで該溝で前記細管が構成されうる。溝が形成さ
れたAlN基板、溝が形成されたAl203基板、金属板なども
用いられる。こうして、容易に細管を構成できる。前記
別の基板にも溝が形成されて、これら溝が合わされて基
板同士が接合されてもよいし、前記別の基板には溝が形
成されておらず、これら基板同士が接合されてもよい。
【００２５】半導体光素子を駆動あるいは制御するため
の電子回路も第2の基体に熱的に結合されてもよい。半
導体光素子および電子回路の放熱性がよいので、安定に
動作させることができる。電子回路をSi基板上に集積化
すれば、電子回路の放熱性がさらに向上する。
の電子回路も第2の基体に熱的に結合されてもよい。半
導体光素子および電子回路の放熱性がよいので、安定に
動作させることができる。電子回路をSi基板上に集積化
すれば、電子回路の放熱性がさらに向上する。
【００２６】前記別の基板がSiと共晶合金を形成可能な
材料で出来た基板であるか、もしくは別の基板の表面が
Siと共晶合金を形成可能な材料で覆われており、前記溝
が形成されたSi基板と別の基板とが界面で共晶合金を形
成することによっても接合されうる。これでも、簡単な
プロセスで細管が形成できる。
材料で出来た基板であるか、もしくは別の基板の表面が
Siと共晶合金を形成可能な材料で覆われており、前記溝
が形成されたSi基板と別の基板とが界面で共晶合金を形
成することによっても接合されうる。これでも、簡単な
プロセスで細管が形成できる。
【００２７】また、前記溝が形成されたSi基板および別
の基板の最表面が金属であり、その金属同士が固相接合
されてもよい。これでも、簡単なプロセスで細管が形成
できる。
の基板の最表面が金属であり、その金属同士が固相接合
されてもよい。これでも、簡単なプロセスで細管が形成
できる。
【００２８】前記溝が形成された基板を複数層積層する
ことで２段以上の細管が形成されてもよい。これによ
り、より放熱性を向上させたヒートパイプを持つ半導体
光素子を実現できる。
ことで２段以上の細管が形成されてもよい。これによ
り、より放熱性を向上させたヒートパイプを持つ半導体
光素子を実現できる。
【００２９】前記基板の両面に溝が形成されることで２
段以上の細管が形成されてもよい。これでも、より放熱
性を向上させたヒートパイプを持つ半導体光素子を実現
できる。
段以上の細管が形成されてもよい。これでも、より放熱
性を向上させたヒートパイプを持つ半導体光素子を実現
できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に示された実施例を用いて詳細に説明する。
面に示された実施例を用いて詳細に説明する。
【００３１】（第1の実施例）図1、2、3を用いて本発明
による第1の実施例を説明する。図1は本実施例によるヒ
ートパイプを備えた半導体光素子の断面図であり、図2
(a)はヒートパイプ側の第2の基体の構造を説明する斜視
図、図2(b)は第2の基体の上面図である。
による第1の実施例を説明する。図1は本実施例によるヒ
ートパイプを備えた半導体光素子の断面図であり、図2
(a)はヒートパイプ側の第2の基体の構造を説明する斜視
図、図2(b)は第2の基体の上面図である。
【００３２】まず、図1を用いて第1の基体について説明
する。n-GaAs基板(図中においては、後に除去されるた
め記されていない)上に、n-Al 0.1Ga0.9As/n-AlAsからな
る半導体多層膜ミラー13、厚さ0.11μmのu(undoped)-Al
0.6GaO.4Asスぺ一サ層15、Al0.3Ga0.7As /GaAsからなる
量子井戸構造の活性層17(バンドギャップ波長O.85μ
m)、厚さO.11μmのu-Al0.6GaO.4Asスペーサ層19、p-Al
0.1Ga0.9As /p-AlAsからなる半導体多層膜ミラー21を順
次成長する。成長手段は、たとえばMOCVD、MBE、CBE等
の方法で行う。
する。n-GaAs基板(図中においては、後に除去されるた
め記されていない)上に、n-Al 0.1Ga0.9As/n-AlAsからな
る半導体多層膜ミラー13、厚さ0.11μmのu(undoped)-Al
0.6GaO.4Asスぺ一サ層15、Al0.3Ga0.7As /GaAsからなる
量子井戸構造の活性層17(バンドギャップ波長O.85μ
m)、厚さO.11μmのu-Al0.6GaO.4Asスペーサ層19、p-Al
0.1Ga0.9As /p-AlAsからなる半導体多層膜ミラー21を順
次成長する。成長手段は、たとえばMOCVD、MBE、CBE等
の方法で行う。
【００３３】さらに、RIBE法などで円柱状の発光領域の
周囲をドーナツ状にエッチングし、エッチング部分をポ
リイミドによる埋め込み材23で埋め込む。発光領域は直
径20μmの円形で、ドーナツ形状にエッチングした外径
は40μmの円形とする。図には示していないが、発光領
域の半導体多層膜ミラー21のAlAsを選択的に酸化するこ
とにより、電流狭窄構造を設けてもよい。
周囲をドーナツ状にエッチングし、エッチング部分をポ
リイミドによる埋め込み材23で埋め込む。発光領域は直
径20μmの円形で、ドーナツ形状にエッチングした外径
は40μmの円形とする。図には示していないが、発光領
域の半導体多層膜ミラー21のAlAsを選択的に酸化するこ
とにより、電流狭窄構造を設けてもよい。
【００３４】次に、発光領域以外の部分をSiNxからなる
絶縁膜25で覆った後に、発光領域の多層膜ミラー21上に
Ti/Pt/Auからなるp電極27を成膜して、第1の基体の貼り
付け面側の加工を終了する。
絶縁膜25で覆った後に、発光領域の多層膜ミラー21上に
Ti/Pt/Auからなるp電極27を成膜して、第1の基体の貼り
付け面側の加工を終了する。
【００３５】続いて、図1、図2(a)、(b)を用いて第2の
基体側について説明する。Si基板111上にエッチングマ
スク(図１中不図示)を形成し、異方性エッチングにより
所定のパターン形状を有するV溝113を図2(a)に示す如く
形成する。この時、例えば(100)面を表面とするSi基板
を用い、エッチングマスクを<011>方向および<O-11>方
向に平行な方向にパターニングしておく。そして、エッ
チング液として水酸化カリウム水溶液を用いることによ
り、V溝113の斜面を(111)面とすることができる。この
場合、V溝113の底部の角度は70.5゜となる。
基体側について説明する。Si基板111上にエッチングマ
スク(図１中不図示)を形成し、異方性エッチングにより
所定のパターン形状を有するV溝113を図2(a)に示す如く
形成する。この時、例えば(100)面を表面とするSi基板
を用い、エッチングマスクを<011>方向および<O-11>方
向に平行な方向にパターニングしておく。そして、エッ
チング液として水酸化カリウム水溶液を用いることによ
り、V溝113の斜面を(111)面とすることができる。この
場合、V溝113の底部の角度は70.5゜となる。
【００３６】このように、V溝113-1、113-2を形成した2
枚のSi基板111-1、111-2を貼り合わせて細管115を形成
する。貼り合わせ方法は、2枚のSi基板に圧力を加えた
状態で1200℃程度まで加熱することで行なった。
枚のSi基板111-1、111-2を貼り合わせて細管115を形成
する。貼り合わせ方法は、2枚のSi基板に圧力を加えた
状態で1200℃程度まで加熱することで行なった。
【００３７】その後、挿入口117、119の一方より、V溝1
13-1、113-2で形成された細管115内部を減圧して、挿入
口117、119の他方より熱輸送流体121を導入する。そし
て、挿入口117、119を樹脂で封止して、ヒートパイプを
備えた第2の基体を形成する（図2(b)参照）。
13-1、113-2で形成された細管115内部を減圧して、挿入
口117、119の他方より熱輸送流体121を導入する。そし
て、挿入口117、119を樹脂で封止して、ヒートパイプを
備えた第2の基体を形成する（図2(b)参照）。
【００３８】熱輸送流体121としては、電子回路等の発
熱素子に保持させたい温度付近、もしくはそれより低い
温度に沸点を持つ液体が望ましい。例えば、代替フロン
(HCFC123)、アセトン、メタノール、水等を用いること
ができる。
熱素子に保持させたい温度付近、もしくはそれより低い
温度に沸点を持つ液体が望ましい。例えば、代替フロン
(HCFC123)、アセトン、メタノール、水等を用いること
ができる。
【００３９】Si基板111の厚さ、V溝113の幅や深さは、
その用途に応じて適当に設定すればよい。例えば、厚さ
200μmのSi基板を用い、幅100μm、深さ70μmのV溝を、
200μmピッチで形成すれば、1mm当り5本の細管を備えた
厚さ400μmのプレート型ヒートパイプが作製できる。
その用途に応じて適当に設定すればよい。例えば、厚さ
200μmのSi基板を用い、幅100μm、深さ70μmのV溝を、
200μmピッチで形成すれば、1mm当り5本の細管を備えた
厚さ400μmのプレート型ヒートパイプが作製できる。
【００４０】さらに、第2の基体には所定位置にTi/Pt/A
uからなる電気配線151が形成されている。
uからなる電気配線151が形成されている。
【００４１】次いで、第1の基体と第2の基体を接合す
る。光機能領域を備えた第1の基体は、第2の基体の高温
部125に配置され（図2(b)参照）、Au-Snハンダ153によ
り、電極27と配線151との間が接続される。これによ
り、第1の基体と第2の基体の両側の電極が熱的（すなわ
ち、導熱可能）かつ電気的に接続される。図1には示し
ていないが、第1の基体と第2の基体の間を、絶縁性かつ
熱伝導性の高い樹脂で埋め込んである。
る。光機能領域を備えた第1の基体は、第2の基体の高温
部125に配置され（図2(b)参照）、Au-Snハンダ153によ
り、電極27と配線151との間が接続される。これによ
り、第1の基体と第2の基体の両側の電極が熱的（すなわ
ち、導熱可能）かつ電気的に接続される。図1には示し
ていないが、第1の基体と第2の基体の間を、絶縁性かつ
熱伝導性の高い樹脂で埋め込んである。
【００４２】接続後、第1の基体側において、第1の基板
（成長基板）が除去され、光取り出しのための窓が設け
られたn電極29が形成される。
（成長基板）が除去され、光取り出しのための窓が設け
られたn電極29が形成される。
【００４３】本実施例においては、第2の基体を保持基
板として用いることができるので、部分的にホールエッ
チングすることなく、第1の基体側の半導体基板を容易
に除去することが可能となる。こうして、歩留まりの向
上、高密度アレイ化が可能となるといった効果がある。
さらに、成長基板を除去することで、光素子中のAs含有
量を大幅に削減できるので、環境に対してより安全とな
る。
板として用いることができるので、部分的にホールエッ
チングすることなく、第1の基体側の半導体基板を容易
に除去することが可能となる。こうして、歩留まりの向
上、高密度アレイ化が可能となるといった効果がある。
さらに、成長基板を除去することで、光素子中のAs含有
量を大幅に削減できるので、環境に対してより安全とな
る。
【００４４】本実施例の動作について説明する。図2(b)
に示す如く、光素子が設けられた高温部125および放熱
板(図中不図示)が設けられる低温部127と交互に交差す
るように細管115が設けられており、細管115内は、熱輸
送流体121およびそれが気化した蒸気泡123で密閉されて
いる。流体121は蒸発と凝縮を繰り返しながら、細管115
の軸方向に振動あるいは不特定方向に循環して熱を輸送
することができるので、効率良く発熱体からの熱を発散
させられる。細管115の内径は、熱輸送流体121がその表
面張力により細管内で閉塞したままループ内を移動でき
るよう、十分に細くなっている。また、毛細管作用によ
ってV溝113の鋭角部分（底部）を伝わらせて流体121を
移動させることもできる。何れにせよ、どのようなヒー
トモードでも、熱輸送流体121が効果的に蒸発・凝縮サ
イクルを繰り返すことができる様になっている。そのた
め、トップヒートモードや水平ヒートモードでも使用が
可能である。
に示す如く、光素子が設けられた高温部125および放熱
板(図中不図示)が設けられる低温部127と交互に交差す
るように細管115が設けられており、細管115内は、熱輸
送流体121およびそれが気化した蒸気泡123で密閉されて
いる。流体121は蒸発と凝縮を繰り返しながら、細管115
の軸方向に振動あるいは不特定方向に循環して熱を輸送
することができるので、効率良く発熱体からの熱を発散
させられる。細管115の内径は、熱輸送流体121がその表
面張力により細管内で閉塞したままループ内を移動でき
るよう、十分に細くなっている。また、毛細管作用によ
ってV溝113の鋭角部分（底部）を伝わらせて流体121を
移動させることもできる。何れにせよ、どのようなヒー
トモードでも、熱輸送流体121が効果的に蒸発・凝縮サ
イクルを繰り返すことができる様になっている。そのた
め、トップヒートモードや水平ヒートモードでも使用が
可能である。
【００４５】その結果、連続動作時の面発光レーザにお
いて、ヒートパイプ無しの場合に比べて、熱によって光
出力が飽和する電流値が約20％大きくなり、光出力ピー
クパワーも約15％向上できた。また、アレイ化した場合
の特性向上も確認できた。
いて、ヒートパイプ無しの場合に比べて、熱によって光
出力が飽和する電流値が約20％大きくなり、光出力ピー
クパワーも約15％向上できた。また、アレイ化した場合
の特性向上も確認できた。
【００４６】本実施例では、ループ型の細管構造を設け
た例を示したが、これに限ったものではなく、図3(a)、
(b)で示すように、細管115の挿入口117、119付近の両端
が繋がった閉ループ状になっていない非ループ型の細管
構造であってもよい。この場合は、熱輸送流体121は細
管115の軸方向に振動することになる。
た例を示したが、これに限ったものではなく、図3(a)、
(b)で示すように、細管115の挿入口117、119付近の両端
が繋がった閉ループ状になっていない非ループ型の細管
構造であってもよい。この場合は、熱輸送流体121は細
管115の軸方向に振動することになる。
【００４７】また、Si基板の別の接着方法として、どち
らか一方のSi基板に予め熱酸化によってSi02膜を形成し
ておき、このSi02膜とSi基板とを加熱圧着によって貼り
付ける方法でもよい。この場合、加熱温度は800℃程度
でよい。Si基板のさらに別の接着方法として、接着剤を
用いて接着してもよい。この場合、高温にする必要がな
いので、プロセスがより容易になる。
らか一方のSi基板に予め熱酸化によってSi02膜を形成し
ておき、このSi02膜とSi基板とを加熱圧着によって貼り
付ける方法でもよい。この場合、加熱温度は800℃程度
でよい。Si基板のさらに別の接着方法として、接着剤を
用いて接着してもよい。この場合、高温にする必要がな
いので、プロセスがより容易になる。
【００４８】さらに、本実施例では、貼り付けるSi基板
の両方にV溝を形成したが、V溝の形成は、どちらか一方
の基板のみであってもよい。
の両方にV溝を形成したが、V溝の形成は、どちらか一方
の基板のみであってもよい。
【００４９】第1の基体と第2の基体とを貼り付ける方法
も、熱的および電気的に接続できるものであれば、どの
ようなものでもよい。例えば、導電性接着剤や、異方導
電性接着剤などを用いる方法でもよく、またAu-Sn合金
以外のハンダを用いてもよい。
も、熱的および電気的に接続できるものであれば、どの
ようなものでもよい。例えば、導電性接着剤や、異方導
電性接着剤などを用いる方法でもよく、またAu-Sn合金
以外のハンダを用いてもよい。
【００５０】更に、レーザの発振波長に対して吸収の小
さい成長基板を用いた場合においては、基板を除去しな
くてもよい。例えば、波長O.98μmのレーザとGaAs基
板、波長0.85μmのレーザとAlGaAs基板などの場合は、
基板除去しなくても光を取り出すことが可能である。
さい成長基板を用いた場合においては、基板を除去しな
くてもよい。例えば、波長O.98μmのレーザとGaAs基
板、波長0.85μmのレーザとAlGaAs基板などの場合は、
基板除去しなくても光を取り出すことが可能である。
【００５１】（第2の実施例）図4を用いて本発明による
第2の実施例を説明する。図4は本実施例による半導体光
素子の断面図である。第1の基体の構造は第1の実施例と
同様であり、重複する部分の詳しい説明は省略する。図
4において、図1と同一の部分には同じ番号を付けてあ
る。
第2の実施例を説明する。図4は本実施例による半導体光
素子の断面図である。第1の基体の構造は第1の実施例と
同様であり、重複する部分の詳しい説明は省略する。図
4において、図1と同一の部分には同じ番号を付けてあ
る。
【００５２】本実施例の第2の基体について説明する。S
i基板111の加工については第1の実施例と同様であり、
説明は省略する。Si基板111を貼り付ける別の基板201と
しては、Siと陽極接合が可能なガラス材料を用いてい
る。例えばコーニング7059等のパイレックスガラスを用
いればよい。
i基板111の加工については第1の実施例と同様であり、
説明は省略する。Si基板111を貼り付ける別の基板201と
しては、Siと陽極接合が可能なガラス材料を用いてい
る。例えばコーニング7059等のパイレックスガラスを用
いればよい。
【００５３】接着方法としては、Si基板111側を陽極、
別の基板201側を陰極に接続して、両基板を保持し、300
℃程度に加熱すると共に300V程度の電圧を印加して陽極
接合を行なう。その結果、細管215が形成できる。
別の基板201側を陰極に接続して、両基板を保持し、300
℃程度に加熱すると共に300V程度の電圧を印加して陽極
接合を行なう。その結果、細管215が形成できる。
【００５４】その後、第1の基体と第2の基体を接続す
る。その方法は第1の実施例と同様である。熱輸送の動
作も第1の実施例と同様である。
る。その方法は第1の実施例と同様である。熱輸送の動
作も第1の実施例と同様である。
【００５５】本実施例においては、第1の実施例に比
べ、細管形成のための基体接合温度が比較的低温でよい
ので、プロセスが容易になるとともに、別の基板201が
非常に薄くできるので更なる薄膜化も可能となる。
べ、細管形成のための基体接合温度が比較的低温でよい
ので、プロセスが容易になるとともに、別の基板201が
非常に薄くできるので更なる薄膜化も可能となる。
【００５６】（第3の実施例）図5を用いて本発明による
第3の実施例を説明する。図5は本実施例による半導体光
素子の断面図である。第1の基体の構造は第1の実施例と
同様であり、重複する部分の詳しい説明は省略する。図
5において、図1と同一の部分には同じ番号を付けてあ
る。
第3の実施例を説明する。図5は本実施例による半導体光
素子の断面図である。第1の基体の構造は第1の実施例と
同様であり、重複する部分の詳しい説明は省略する。図
5において、図1と同一の部分には同じ番号を付けてあ
る。
【００５７】本実施例の第2の基体について説明する。A
lN基板311上に、切削加工により、溝313を形成する。次
に、別のAlN基板317と溝313の着いたAlN基板311とを接
着剤を用いて接着して細管315を形成し、その細管315内
に熱輸送流体(不図示)を封入してヒートパイプを形成す
る。
lN基板311上に、切削加工により、溝313を形成する。次
に、別のAlN基板317と溝313の着いたAlN基板311とを接
着剤を用いて接着して細管315を形成し、その細管315内
に熱輸送流体(不図示)を封入してヒートパイプを形成す
る。
【００５８】その後、所定位置にTi/Pt/Auからなる配線
351を形成して、第2の基体を構成する。
351を形成して、第2の基体を構成する。
【００５９】次いで、第1の基体と第2の基体を接続す
る。光機能領域を備えた第1の基体は、ヒートパイプを
構成する第2の基体の高温部に配置され、Au-Snハンダ35
3により、電極27と配線351との間が接続される。これに
より、両側の電極27、351を熱的かつ電気的に接続して
いる。図5には示していないが、第1の基体と第2の基体
の間を、絶縁性かつ熱伝導性の高い樹脂で埋め込んであ
る。熱輸送の動作は第1の実施例と同様である。
る。光機能領域を備えた第1の基体は、ヒートパイプを
構成する第2の基体の高温部に配置され、Au-Snハンダ35
3により、電極27と配線351との間が接続される。これに
より、両側の電極27、351を熱的かつ電気的に接続して
いる。図5には示していないが、第1の基体と第2の基体
の間を、絶縁性かつ熱伝導性の高い樹脂で埋め込んであ
る。熱輸送の動作は第1の実施例と同様である。
【００６０】本実施例においては、第2の基体として、
熱伝導性のよいAlN基板を用いているため、ヒートパイ
プによる熱輸送効果とAlN基板そのものの熱伝導によっ
て更なる放熱効果が得られる。
熱伝導性のよいAlN基板を用いているため、ヒートパイ
プによる熱輸送効果とAlN基板そのものの熱伝導によっ
て更なる放熱効果が得られる。
【００６１】本実施例においては、AlN基板を用いた例
を示したが、熱伝導性の高い材料であれば何でもよく、
例えば、Al203基板や金属板であってもよい。金属板を
用いた場合は、切削加工の他、押し出し成型法によって
溝形成が可能になり、加工が容易になる。
を示したが、熱伝導性の高い材料であれば何でもよく、
例えば、Al203基板や金属板であってもよい。金属板を
用いた場合は、切削加工の他、押し出し成型法によって
溝形成が可能になり、加工が容易になる。
【００６２】第1から第3の実施例においては、光素子と
して、面発光半導体レーザを用いた場合を示したが、光
素子はこれに限ったものではなく、例えば、発光ダイオ
ードや、pinホトダイオード、MSM型光検出器のような受
光器であってもよい。
して、面発光半導体レーザを用いた場合を示したが、光
素子はこれに限ったものではなく、例えば、発光ダイオ
ードや、pinホトダイオード、MSM型光検出器のような受
光器であってもよい。
【００６３】（第4の実施例）図6を用いて本発明による
第4の実施例を説明する。図4は本実施例による半導体光
素子の斜視断面図（一部破断され、一部分離されてい
る）である。
第4の実施例を説明する。図4は本実施例による半導体光
素子の斜視断面図（一部破断され、一部分離されてい
る）である。
【００６４】第2の基体において、V溝が形成されたSi基
板411が別の基板413と貼り付けられて細管415が形成さ
れている。加工方法は第1、第2の実施例と同様である。
さらに、V溝が形成された面とは反対側の基板411の面上
には、配線417が形成されている。そして、第1の基体を
構成する半導体光素子419や、光素子を駆動あるいは制
御するための電子回路421-1、421-2が、基板411上にマ
ウントされている。こうして、光素子419および電子回
路421は熱的および電気的に基板411と接続されており、
さらに、光素子419と電子回路421の間は、配線417で電
気的に接続されている。
板411が別の基板413と貼り付けられて細管415が形成さ
れている。加工方法は第1、第2の実施例と同様である。
さらに、V溝が形成された面とは反対側の基板411の面上
には、配線417が形成されている。そして、第1の基体を
構成する半導体光素子419や、光素子を駆動あるいは制
御するための電子回路421-1、421-2が、基板411上にマ
ウントされている。こうして、光素子419および電子回
路421は熱的および電気的に基板411と接続されており、
さらに、光素子419と電子回路421の間は、配線417で電
気的に接続されている。
【００６５】本実施例では、光素子419、電子回路421か
らの熱を、細管415を介して、効果的に発散させること
ができるので、これらのデバイスを安定に動作させるこ
が可能となる。
らの熱を、細管415を介して、効果的に発散させること
ができるので、これらのデバイスを安定に動作させるこ
が可能となる。
【００６６】本実施例においては、第2の基体としてV溝
が形成されたSi基板を用いたが、第3の実施例に示した
ような構造であってもよい。
が形成されたSi基板を用いたが、第3の実施例に示した
ような構造であってもよい。
【００６７】（第5の実施例）図7を用いて本発明による
第5の実施例を説明する。図7は本実施例による半導体光
素子の斜視断面図である。
第5の実施例を説明する。図7は本実施例による半導体光
素子の斜視断面図である。
【００６８】V溝が形成されたSi基板511が別の基板513
と貼り付けられて細管515が形成されている。加工方法
は第1、第2の実施例と同様である。さらに、V溝が形成
された面とは反対側のSi基板511の表面には、電子回路5
21-1、521-2および配線517が集積化されている。電子回
路の作製は、一般的なプロセスであり、特殊なものでは
ない。この電子回路521は、第1の基体を構成する半導体
光素子519を駆動或は制御するためのものである。
と貼り付けられて細管515が形成されている。加工方法
は第1、第2の実施例と同様である。さらに、V溝が形成
された面とは反対側のSi基板511の表面には、電子回路5
21-1、521-2および配線517が集積化されている。電子回
路の作製は、一般的なプロセスであり、特殊なものでは
ない。この電子回路521は、第1の基体を構成する半導体
光素子519を駆動或は制御するためのものである。
【００６９】V溝の形成、および電子回路521の作製の順
番については、一方のプロセスが他方に影響を与えない
のであれば、どちらが先でもよい。半導体光素子519
は、熱的および電気的に基板511と接続されており、さ
らに、光素子519と電子回路521の間は、配線517で電気
的に接続されている。
番については、一方のプロセスが他方に影響を与えない
のであれば、どちらが先でもよい。半導体光素子519
は、熱的および電気的に基板511と接続されており、さ
らに、光素子519と電子回路521の間は、配線517で電気
的に接続されている。
【００７０】本実施例によれば、光素子519および電子
回路517からの熱を、細管515を介して、効果的に発散さ
せることができる。さらに、第4の実施例の場合と比
べ、電子回路521が直接基板511上に集積化されているた
め、放熱特性に更に優れる。
回路517からの熱を、細管515を介して、効果的に発散さ
せることができる。さらに、第4の実施例の場合と比
べ、電子回路521が直接基板511上に集積化されているた
め、放熱特性に更に優れる。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放熱性に優れ、小型化、薄膜化が容易で、アレイ化が容
易で、作製の簡単な半導体光素子を実現できる。
放熱性に優れ、小型化、薄膜化が容易で、アレイ化が容
易で、作製の簡単な半導体光素子を実現できる。
【図１】本発明による半導体光素子の第1の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】第1の実施例の構造を説明する図である。
【図３】第1の実施例の変形例の構造を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明による半導体光素子の第2の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明による半導体光素子の第3の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】本発明による半導体光素子の第4の実施例を示
す斜視断面図である。
す斜視断面図である。
【図７】本発明による半導体光素子の第5の実施例を示
す斜視断面図である。
す斜視断面図である。
13,21 半導体多層膜ミラー 15,19 スペーサ層 17 活性層 23 埋め込み材 25 絶縁膜 27,29 電極 111,311,411,511 基板 113,313 V溝 115,215,315,415,515 細管 117,119 挿入口 121 熱輸送流体 123 蒸気泡 125 高温部 127 低温部 151,351,417,517 配線 153,351 ハンダ 201,317,413,513 別の基板 419,519 半導体光素子 421,521 電子回路
Claims (21)
- 【請求項１】第1の基板上に形成された少なくとも1つの
光機能領域を含む第1の基体が、細管と該細管中に封入
された熱輸送流体から成るヒートパイプを備えた第2の
基体に熱的に結合されていることを特徴とする半導体光
素子。 - 【請求項２】第2の基体が電気配線を含んでおり、光機
能領域が電極を有し、該電気配線と該電極が電気的に結
合されることで第1の基体と第2の基体が電気的にも接続
されている請求項1記載の半導体光素子。 - 【請求項３】第１の基板の一部もしくは全部が除去され
ている請求項1または2に記載の半導体光素子。 - 【請求項４】光機能領域が、発光層とその両側に配置さ
れた反射ミラーを備えた面発光レーザ構造を有する請求
項1から3の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項５】光機能領域が、pn接合あるいはpin接合か
らなる発光ダイオード構造を有する請求項1から3の何れ
かに記載の半導体光素子。 - 【請求項６】光機能領域が、pinホトダイオード構造を
有する請求項1から3の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項７】光機能領域が、MSM(Metal-Semiconductor-
Metal)型光検出器構造を有する請求項1から3の何れかに
記載の半導体光素子。 - 【請求項８】第2の基体が、溝が形成されたSi基板およ
び別の基板を含み、Si基板と別の基板とを接合すること
で該溝で前記細管が構成されている請求項1から7の何れ
かに記載の半導体光素子。 - 【請求項９】前記溝がエッチングにより形成されたV溝
である請求項8記載の半導体光素子。 - 【請求項１０】第2の基体が、溝が形成されたAlN基板お
よび別の基板を含み、AlN基板と別の基板とを接合する
ことで該溝で細管が構成されている請求項1から7の何れ
かに記載の半導体光素子。 - 【請求項１１】第2の基体が、溝が形成されたAl2O3基板
および別の基板を含み、Al2O3基板と別の基板とを接合
することで該溝で細管が構成されている請求項1から7の
何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１２】第2の基体が、溝が形成された金属板お
よび別の基板を含み、金属板と別の基板とを接合するこ
とで該溝で細管が構成されている請求項1から７の何れ
かに記載の半導体光素子。 - 【請求項１３】前記別の基板にも溝が形成されており、
これら溝が合わされて基板同士が接合されている請求項
8から12の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１４】前記別の基板には溝が形成されておら
ず、これら基板同士が接合されている請求項8から12の
何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１５】半導体光素子を駆動あるいは制御するた
めの電子回路も第2の基体に熱的に結合されている請求
項1から14の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１６】前記電子回路は前記Si基板上に集積化さ
れている請求項8、9、13または14に記載の半導体光素
子。 - 【請求項１７】前記細管が、閉じたループ型細管からな
る請求項1から16の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項１８】前記細管が、両端が開いた非ループ型細
管からなる請求項1から16の何れかに記載の半導体光素
子。 - 【請求項１９】前記細管の内径は、熱輸送流体がその表
面張力により閉塞したまま細管内を移動できるよう、十
分に細くなっている請求項1から18の何れかに記載の半
導体光素子。 - 【請求項２０】前記細管の断面は、毛細管作用によって
熱輸送流体を移動させることができるような形状を有す
る請求項1から19の何れかに記載の半導体光素子。 - 【請求項２１】前記第2の基体は、表面に所望のパター
ンの溝が形成された基板を含む少なくとも2枚の基板を
接合することで該所望のパターンの細管を構成している
請求項1から20の何れかに記載の半導体光素子。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000274263A JP2002084029A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | ヒートパイプを備えた半導体光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000274263A JP2002084029A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | ヒートパイプを備えた半導体光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002084029A true JP2002084029A (ja) | 2002-03-22 |
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ID=18760048
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000274263A Pending JP2002084029A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | ヒートパイプを備えた半導体光素子 |
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