JP2003163402A - 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子搭載用サブマウント - Google Patents
半導体レーザ素子および半導体レーザ素子搭載用サブマウントInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱が生じた場合であっても、活性層の発光
特性の劣化を防止できる半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 半導体基板１０上に活性層１１ａを含む
半導体層１１が積層されているとともに半導体層は断面
メサ形状に構成され、活性層側がサブマウント２０に搭
載される半導体レーザ素子１において、半導体層１１の
周囲には、半導体層よりサブマウントに搭載される側へ
の突出量が大きい支持部１５を形成する。半導体レーザ
素子１がサブマウントに搭載される際、支持部１５がサ
ブマウント２０に接触する。これにより、半導体レーザ
素子１がサブマウント２０に搭載される際には、半導体
層１１とサブマウント２０との間には空間１６が存在す
る。
特性の劣化を防止できる半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 半導体基板１０上に活性層１１ａを含む
半導体層１１が積層されているとともに半導体層は断面
メサ形状に構成され、活性層側がサブマウント２０に搭
載される半導体レーザ素子１において、半導体層１１の
周囲には、半導体層よりサブマウントに搭載される側へ
の突出量が大きい支持部１５を形成する。半導体レーザ
素子１がサブマウントに搭載される際、支持部１５がサ
ブマウント２０に接触する。これにより、半導体レーザ
素子１がサブマウント２０に搭載される際には、半導体
層１１とサブマウント２０との間には空間１６が存在す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性層の発光特性
劣化を防止する半導体レーザ素子および半導体レーザ素
子を搭載するサブマウントに関する。
劣化を防止する半導体レーザ素子および半導体レーザ素
子を搭載するサブマウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体レーザ素子では、活性層
の端面劣化を防ぐために、活性層を含む発光領域をメサ
形状に加工し、活性層の端面を側面に露出させないメサ
構造が知られている。このような半導体レーザ素子の断
面構成を図６に示し、半導体レーザ素子のヒートシンク
へのマウント構造を図７に示す。
の端面劣化を防ぐために、活性層を含む発光領域をメサ
形状に加工し、活性層の端面を側面に露出させないメサ
構造が知られている。このような半導体レーザ素子の断
面構成を図６に示し、半導体レーザ素子のヒートシンク
へのマウント構造を図７に示す。
【０００３】図６に示すように半導体レーザ素子Ｊ１
は、半導体基板Ｊ１０上に活性層Ｊ１１ａを含む半導体
層Ｊ１１が積層され、半導体層Ｊ１１の上に絶縁層Ｊ１
２、第１電極膜Ｊ１３が積層されている。半導体基板Ｊ
１０の図６中下側には、第２電極膜Ｊ１４が積層されて
いる。
は、半導体基板Ｊ１０上に活性層Ｊ１１ａを含む半導体
層Ｊ１１が積層され、半導体層Ｊ１１の上に絶縁層Ｊ１
２、第１電極膜Ｊ１３が積層されている。半導体基板Ｊ
１０の図６中下側には、第２電極膜Ｊ１４が積層されて
いる。
【０００４】また、図７に示すように、半導体素子Ｊ１
の活性層Ｊ１１ａに近い側をヒートシンクＪ２１にマウ
ントするジャンクションダウン方式が知られている。こ
のマウント方法では、半導体素子Ｊ１の活性層Ｊ１１ａ
に近い側をヒートシンクＪ２１にマウントするので、活
性層Ｊ１１ａから発生する熱を効率よく放熱することが
できる。なお、図７では、半導体レーザ素子Ｊ１はサブ
マウントＪ２０を介してヒートシンクＪ２１にマウント
され、レーザ素子Ｊ１、サブマウントＪ２０、ヒートシ
ンクＪ２１は、それぞれハンダＪ２２、Ｊ２３にて接合
されている。
の活性層Ｊ１１ａに近い側をヒートシンクＪ２１にマウ
ントするジャンクションダウン方式が知られている。こ
のマウント方法では、半導体素子Ｊ１の活性層Ｊ１１ａ
に近い側をヒートシンクＪ２１にマウントするので、活
性層Ｊ１１ａから発生する熱を効率よく放熱することが
できる。なお、図７では、半導体レーザ素子Ｊ１はサブ
マウントＪ２０を介してヒートシンクＪ２１にマウント
され、レーザ素子Ｊ１、サブマウントＪ２０、ヒートシ
ンクＪ２１は、それぞれハンダＪ２２、Ｊ２３にて接合
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体レー
ザ素子Ｊ１０で熱が発生した場合、半導体レーザ素子Ｊ
１０と、サブマウントＪ２０やヒートシンクＪ２１との
熱膨張率の差によって、活性層Ｊ１１ａの近傍に応力が
かかる。この結果、結晶欠陥が活性層Ｊ１１ａに達し、
活性層Ｊ１１ａの発光特性が劣化するという問題があ
る。
ザ素子Ｊ１０で熱が発生した場合、半導体レーザ素子Ｊ
１０と、サブマウントＪ２０やヒートシンクＪ２１との
熱膨張率の差によって、活性層Ｊ１１ａの近傍に応力が
かかる。この結果、結晶欠陥が活性層Ｊ１１ａに達し、
活性層Ｊ１１ａの発光特性が劣化するという問題があ
る。
【０００６】本発明は、上記点に鑑み、発熱が生じた場
合であっても、活性層の発光特性の劣化を防止できる半
導体レーザ素子を提供することを目的とする。
合であっても、活性層の発光特性の劣化を防止できる半
導体レーザ素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１０）上
に活性層（１１ａ）を含む半導体層（１１）が積層され
ているとともに半導体層は断面メサ形状に構成され、活
性層側がサブマウント（２０）に搭載される半導体レー
ザ素子であって、サブマウントに搭載される際に、半導
体層とサブマウントとの間には空間（１６）が存在して
いることを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１０）上
に活性層（１１ａ）を含む半導体層（１１）が積層され
ているとともに半導体層は断面メサ形状に構成され、活
性層側がサブマウント（２０）に搭載される半導体レー
ザ素子であって、サブマウントに搭載される際に、半導
体層とサブマウントとの間には空間（１６）が存在して
いることを特徴としている。
【０００８】このように、半導体層とサブマウントとの
間には空間（１６）を存在させることで、活性層をフロ
ーティングマウントすることができ、活性層の近傍に応
力がかかることを防止できる。これにより、結晶欠陥が
活性層に達し、活性層の発光特性が劣化することを防止
できる。
間には空間（１６）を存在させることで、活性層をフロ
ーティングマウントすることができ、活性層の近傍に応
力がかかることを防止できる。これにより、結晶欠陥が
活性層に達し、活性層の発光特性が劣化することを防止
できる。
【０００９】また、請求項２に記載の発明では、断面メ
サ形状の半導体層（１１）の周囲には、半導体層よりサ
ブマウントに搭載される側への突出量が大きい支持部
（１５）が形成されており、サブマウントに搭載される
際に、支持部がサブマウントに接触することを特徴とし
ている。これにより、半導体レーザ素子をサブマウント
に搭載する際に、半導体層とサブマウントとの間に空間
を存在させることができる。
サ形状の半導体層（１１）の周囲には、半導体層よりサ
ブマウントに搭載される側への突出量が大きい支持部
（１５）が形成されており、サブマウントに搭載される
際に、支持部がサブマウントに接触することを特徴とし
ている。これにより、半導体レーザ素子をサブマウント
に搭載する際に、半導体層とサブマウントとの間に空間
を存在させることができる。
【００１０】また、請求項３に記載の発明では、支持部
は半導体層（１１）と同じ材料から構成されていること
を特徴としている。これにより、支持部を半導体層を形
成する工程と同じ工程で形成することができる。
は半導体層（１１）と同じ材料から構成されていること
を特徴としている。これにより、支持部を半導体層を形
成する工程と同じ工程で形成することができる。
【００１１】また、請求項４に記載の発明のように、支
持部は絶縁材料から構成することもできる。この場合に
は、さらに活性層近傍に応力がかかりにくい構成を提供
できる。
持部は絶縁材料から構成することもできる。この場合に
は、さらに活性層近傍に応力がかかりにくい構成を提供
できる。
【００１２】また、請求項５に記載の発明では、半導体
層の表面と支持部の表面には電極膜（１３）が連続的に
形成されており、サブマウントに搭載される際に、活性
層は電極膜を介してサブマウントと電気的に接続される
ことを特徴としている。これにより、活性層にサブマウ
ントを介して電流を注入することができる。
層の表面と支持部の表面には電極膜（１３）が連続的に
形成されており、サブマウントに搭載される際に、活性
層は電極膜を介してサブマウントと電気的に接続される
ことを特徴としている。これにより、活性層にサブマウ
ントを介して電流を注入することができる。
【００１３】また、請求項６に記載の発明では、半導体
基板（１０）上に活性層（１１ａ）を含む半導体層（１
１）が積層されているとともに半導体層は断面メサ形状
に構成されている半導体レーザ素子（１）が搭載される
サブマウントであって、半導体レーザ素子（１）の断面
メサ形状の半導体層（１１）に対応する位置には、断面
メサ形状の半導体層より深い凹部（２０ａ）が形成され
ており、半導体レーザ素子が搭載される際に、半導体層
との間に空間（１６）が存在していることを特徴として
いる。
基板（１０）上に活性層（１１ａ）を含む半導体層（１
１）が積層されているとともに半導体層は断面メサ形状
に構成されている半導体レーザ素子（１）が搭載される
サブマウントであって、半導体レーザ素子（１）の断面
メサ形状の半導体層（１１）に対応する位置には、断面
メサ形状の半導体層より深い凹部（２０ａ）が形成され
ており、半導体レーザ素子が搭載される際に、半導体層
との間に空間（１６）が存在していることを特徴として
いる。
【００１４】半導体レーザ素子が搭載されるサブマウン
トを、このような形状に構成することによっても、半導
体層とサブマウントとの間に空間を存在させることがで
き、半導体レーザ素子の活性層の近傍に応力がかかるこ
とを防止できる。これにより、結晶欠陥が活性層に達
し、活性層の発光特性が劣化することを防止できる。
トを、このような形状に構成することによっても、半導
体層とサブマウントとの間に空間を存在させることがで
き、半導体レーザ素子の活性層の近傍に応力がかかるこ
とを防止できる。これにより、結晶欠陥が活性層に達
し、活性層の発光特性が劣化することを防止できる。
【００１５】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
ないし５のいずれか１つに記載の半導体レーザ素子と、
この半導体レーザ素子が搭載されるサブマウントとを備
える半導体レーザ装置である。
ないし５のいずれか１つに記載の半導体レーザ素子と、
この半導体レーザ素子が搭載されるサブマウントとを備
える半導体レーザ装置である。
【００１６】また、請求項８に記載の発明は、請求項６
に記載の半導体レーザ素子搭載用サブマウントと、この
半導体レーザ素子搭載用サブマウントに搭載され、半導
体基板（１０）上に活性層（１１ａ）を含む半導体層
（１１）が積層されているとともに半導体層は断面メサ
形状に構成されている半導体レーザ素子とを備える半導
体レーザ装置である。
に記載の半導体レーザ素子搭載用サブマウントと、この
半導体レーザ素子搭載用サブマウントに搭載され、半導
体基板（１０）上に活性層（１１ａ）を含む半導体層
（１１）が積層されているとともに半導体層は断面メサ
形状に構成されている半導体レーザ素子とを備える半導
体レーザ装置である。
【００１７】また、請求項９に記載の発明のように、空
間には半導体基板と熱膨張率が近い材料が充填すること
で、活性層１１ａにて発生した熱を効率よくサブマウン
トに伝えることができる。
間には半導体基板と熱膨張率が近い材料が充填すること
で、活性層１１ａにて発生した熱を効率よくサブマウン
トに伝えることができる。
【００１８】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００１９】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明の
第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。
図１は、本第１実施形態の半導体レーザ素子１の断面構
成を模式的に示している。
第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。
図１は、本第１実施形態の半導体レーザ素子１の断面構
成を模式的に示している。
【００２０】図１に示すように、半導体レーザ素子１
は、例えばＧａＡｓからなる半導体基板１０の上に、活
性層１１ａを含む半導体層１１が積層されている。半導
体層１１は半導体基板１０側から順に、第１クラッド
層、活性層１１ａ、第２クラッド層、キャップ層が積層
されて構成されている。これらの各層は、例えばＭＢＥ
（Molecular Beam Epitaxy）法あるいはＭＯＣＶＤ（Me
tal Organic Chemical Vapor Deposition）法等により
形成される。半導体層１１は積層後、エッチングにより
断面メサ形状に形成されている。
は、例えばＧａＡｓからなる半導体基板１０の上に、活
性層１１ａを含む半導体層１１が積層されている。半導
体層１１は半導体基板１０側から順に、第１クラッド
層、活性層１１ａ、第２クラッド層、キャップ層が積層
されて構成されている。これらの各層は、例えばＭＢＥ
（Molecular Beam Epitaxy）法あるいはＭＯＣＶＤ（Me
tal Organic Chemical Vapor Deposition）法等により
形成される。半導体層１１は積層後、エッチングにより
断面メサ形状に形成されている。
【００２１】半導体層１１の上には、例えばＳｉＯ2か
らなる絶縁層１２が例えばＣＶＤ法により形成されてい
る。絶縁層１２には、フォトリソグラフィ等によりスト
ライプ状に開口部が形成されている。絶縁層１２の上に
は、導電材料からなる第１電極膜１３が全面に形成され
ており、絶縁層１２の開口部では半導体層１１の表面に
形成されている。半導体基板１０における半導体層１１
が積層された面の反対側には第２電極膜１４が形成され
ている。
らなる絶縁層１２が例えばＣＶＤ法により形成されてい
る。絶縁層１２には、フォトリソグラフィ等によりスト
ライプ状に開口部が形成されている。絶縁層１２の上に
は、導電材料からなる第１電極膜１３が全面に形成され
ており、絶縁層１２の開口部では半導体層１１の表面に
形成されている。半導体基板１０における半導体層１１
が積層された面の反対側には第２電極膜１４が形成され
ている。
【００２２】本第１実施形態の半導体レーザ素子１で
は、メサ形状に構成された半導体層１１の周囲に支持部
１５が形成されている。支持部１５は、半導体層１１の
両側に配置されており、半導体層１１より突出量が大き
くなるように形成されている。
は、メサ形状に構成された半導体層１１の周囲に支持部
１５が形成されている。支持部１５は、半導体層１１の
両側に配置されており、半導体層１１より突出量が大き
くなるように形成されている。
【００２３】本第１実施形態では、支持部１５は半導体
層１１と同じ材料から形成されている。すなわち、支持
部１５は、半導体層１１を積層してエッチングによりメ
サ形状に形成する際に、エッチング量を少なくすること
で、メサ形状の半導体層１１と同時に形成される。第１
電極膜１３は支持部１５の先端部表面にも形成されてお
り、支持部１５から半導体層１１まで連続的に形成され
ている。
層１１と同じ材料から形成されている。すなわち、支持
部１５は、半導体層１１を積層してエッチングによりメ
サ形状に形成する際に、エッチング量を少なくすること
で、メサ形状の半導体層１１と同時に形成される。第１
電極膜１３は支持部１５の先端部表面にも形成されてお
り、支持部１５から半導体層１１まで連続的に形成され
ている。
【００２４】図２は、本第１実施形態の半導体レーザ素
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図２に示すように、半導体レーザ素子１はサブマウ
ント２０を介してヒートシンク２１に固定されている。
半導体レーザ素子１とサブマウント２０との間、サブマ
ウント２０とヒートシンク２１の間は、それぞれハンダ
２２、２３によって接合されている。これにより、半導
体レーザ素子１は、サブマウント２０と熱的および電気
的に接続される。なお、サブマウント２０としては、例
えばＧａＡｓやＳｉを用いることができる。
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図２に示すように、半導体レーザ素子１はサブマウ
ント２０を介してヒートシンク２１に固定されている。
半導体レーザ素子１とサブマウント２０との間、サブマ
ウント２０とヒートシンク２１の間は、それぞれハンダ
２２、２３によって接合されている。これにより、半導
体レーザ素子１は、サブマウント２０と熱的および電気
的に接続される。なお、サブマウント２０としては、例
えばＧａＡｓやＳｉを用いることができる。
【００２５】図２に示すように、本第１実施形態の半導
体レーザ素子１は、活性層１１ａが近い側の側面、すな
わち第１電極膜１３側をサブマウント２０に接合するジ
ャンクションダウン方式により、サブマウント２０に搭
載されている。半導体レーザ素子１は、支持部１５によ
ってサブマウント２０に支持され固定される。これによ
り、半導体レーザ素子１における活性層１１ａを含む半
導体層１１とサブマウント２０との間には、空間１６が
形成される。すなわち、半導体素子１は、半導体層１１
がサブマウント２０から浮いた状態でサブマウントに固
定（フローティングマウント）されることとなる。
体レーザ素子１は、活性層１１ａが近い側の側面、すな
わち第１電極膜１３側をサブマウント２０に接合するジ
ャンクションダウン方式により、サブマウント２０に搭
載されている。半導体レーザ素子１は、支持部１５によ
ってサブマウント２０に支持され固定される。これによ
り、半導体レーザ素子１における活性層１１ａを含む半
導体層１１とサブマウント２０との間には、空間１６が
形成される。すなわち、半導体素子１は、半導体層１１
がサブマウント２０から浮いた状態でサブマウントに固
定（フローティングマウント）されることとなる。
【００２６】半導体レーザ素子１では、上述のように第
１電極膜１３が支持部１５から半導体層１１まで連続的
に形成されているので、サブマウント２０から活性層１
１ａまで導通している。図２中の白抜き矢印は、電流の
流入経路を示しており、絶縁膜１２の開口部より活性層
１１ａに電流が注入される。活性層１１ａは、電流が注
入された領域が発光する。このとき、支持部１５は半導
体層１１と同じ材料で構成されているが、絶縁層１２に
よって電流が流れないため発光しない。
１電極膜１３が支持部１５から半導体層１１まで連続的
に形成されているので、サブマウント２０から活性層１
１ａまで導通している。図２中の白抜き矢印は、電流の
流入経路を示しており、絶縁膜１２の開口部より活性層
１１ａに電流が注入される。活性層１１ａは、電流が注
入された領域が発光する。このとき、支持部１５は半導
体層１１と同じ材料で構成されているが、絶縁層１２に
よって電流が流れないため発光しない。
【００２７】また、活性層１１ａにて発生した熱は、支
持部１５を介してサブマウント２０、ヒートシンク２１
に伝えられ放熱される。このとき、活性層１１ａを含む
半導体層１１は、サブマウント２０から浮いた状態でサ
ブマウントに支持されているので、活性層１１ａに応力
が直接加わることはない。これにより、結晶欠陥が活性
層１１ａに達し、発光特性が悪化することを防止でき
る。
持部１５を介してサブマウント２０、ヒートシンク２１
に伝えられ放熱される。このとき、活性層１１ａを含む
半導体層１１は、サブマウント２０から浮いた状態でサ
ブマウントに支持されているので、活性層１１ａに応力
が直接加わることはない。これにより、結晶欠陥が活性
層１１ａに達し、発光特性が悪化することを防止でき
る。
【００２８】（第２実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について図３に基づいて説明する。本第２実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１を
サブマウント２０に支持する構成が異なるものである。
上記第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付して説
明を省略する。
形態について図３に基づいて説明する。本第２実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１を
サブマウント２０に支持する構成が異なるものである。
上記第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付して説
明を省略する。
【００２９】図３は、本第２実施形態の半導体レーザ素
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図３に示すように、本第２実施形態の半導体レーザ
素子１は、半導体基板１０の両側面に絶縁材料１８が設
けられている。絶縁材料１８の先端部は、メサ形状の半
導体層１１より突出量が大きくなるように構成されてい
る。絶縁材料１８としては、例えばＡｌＮ（窒化アルミ
ニウム）、セラミック等を用いることができる。
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図３に示すように、本第２実施形態の半導体レーザ
素子１は、半導体基板１０の両側面に絶縁材料１８が設
けられている。絶縁材料１８の先端部は、メサ形状の半
導体層１１より突出量が大きくなるように構成されてい
る。絶縁材料１８としては、例えばＡｌＮ（窒化アルミ
ニウム）、セラミック等を用いることができる。
【００３０】絶縁材料１８は、半導体レーザ素子１がサ
ブマウント２０に搭載される際に、その先端部がサブマ
ウント２０に接触し、半導体レーザ素子１を支持する支
持部として機能する。
ブマウント２０に搭載される際に、その先端部がサブマ
ウント２０に接触し、半導体レーザ素子１を支持する支
持部として機能する。
【００３１】以上の本第２実施形態の構成によっても、
上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、本第２実施形態では、半導体基板１０の両側を絶縁
材料１８で挟み込んでいるので、より活性層１１ａに応
力がかかりにくい構成となっている。
上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、本第２実施形態では、半導体基板１０の両側を絶縁
材料１８で挟み込んでいるので、より活性層１１ａに応
力がかかりにくい構成となっている。
【００３２】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について図４に基づいて説明する。本第３実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１に
おける半導体層１１とサブマウント２０との間に空間を
形成する構成が異なるものである。上記第１実施形態と
同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
形態について図４に基づいて説明する。本第３実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１に
おける半導体層１１とサブマウント２０との間に空間を
形成する構成が異なるものである。上記第１実施形態と
同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】図４は、本第３実施形態の半導体レーザ素
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。本第３実施形態の半導体レーザ素子１は、上記従来
技術の欄において図６に示した半導体レーザ素子と同様
の構成であり、上記第１実施形態のようなメサ形状の半
導体層１１より突出した支持部１５は形成されていな
い。
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。本第３実施形態の半導体レーザ素子１は、上記従来
技術の欄において図６に示した半導体レーザ素子と同様
の構成であり、上記第１実施形態のようなメサ形状の半
導体層１１より突出した支持部１５は形成されていな
い。
【００３４】図４に示すように、サブマウント２０に
は、メサ形状の半導体層１１に対応する位置に、エッチ
ングによって半導体層１１より深い凹部２０ａが形成さ
れている。サブマウント２０には、凹部２０ａの両側に
支持部２０ｂが形成され、この支持部２０ｂにより半導
体レーザ素子１が支持され固定される。
は、メサ形状の半導体層１１に対応する位置に、エッチ
ングによって半導体層１１より深い凹部２０ａが形成さ
れている。サブマウント２０には、凹部２０ａの両側に
支持部２０ｂが形成され、この支持部２０ｂにより半導
体レーザ素子１が支持され固定される。
【００３５】凹部２０ａは、メサ形状の半導体層１１よ
り大きくなるように形成され、半導体レーザ素子１がサ
ブマウント２０に搭載された場合に、メサ形状の半導体
層１１とサブマウント２０との間に空間１６が存在する
ようにする。これにより、半導体層１１の表面に形成さ
れた電極膜１３は、サブマウント２０と直接接触しな
い。
り大きくなるように形成され、半導体レーザ素子１がサ
ブマウント２０に搭載された場合に、メサ形状の半導体
層１１とサブマウント２０との間に空間１６が存在する
ようにする。これにより、半導体層１１の表面に形成さ
れた電極膜１３は、サブマウント２０と直接接触しな
い。
【００３６】以上のような本第３実施形態の構成によっ
ても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。また、本第３実施形態の構成では、サブマウント２
０を半導体レーザ素子１における半導体層１１の形状に
合わせてエッチングするだけでよく、簡単な工程で実現
することができる。
ても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。また、本第３実施形態の構成では、サブマウント２
０を半導体レーザ素子１における半導体層１１の形状に
合わせてエッチングするだけでよく、簡単な工程で実現
することができる。
【００３７】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態について図５に基づいて説明する。本第４実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１と
サブマウント２０との間に形成される空間に充填材を配
置している点が異なるものである。上記第１実施形態と
同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
形態について図５に基づいて説明する。本第４実施形態
は、上記第１実施形態に比較して半導体レーザ素子１と
サブマウント２０との間に形成される空間に充填材を配
置している点が異なるものである。上記第１実施形態と
同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】図５は、本第４実施形態の半導体レーザ素
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図５に示すように、半導体レーザ素子１の半導体層
１１とサブマウント２０との間に形成される空間に、充
填材１７が充填されている。これにより、半導体層１１
は、電極膜１３および充填材１７を介して、サブマウン
ト１７と熱的に接続される。
子１のヒートシンク２１への搭載状態を示す断面図であ
る。図５に示すように、半導体レーザ素子１の半導体層
１１とサブマウント２０との間に形成される空間に、充
填材１７が充填されている。これにより、半導体層１１
は、電極膜１３および充填材１７を介して、サブマウン
ト１７と熱的に接続される。
【００３９】充填材１７としては半導体基板１０と熱膨
張率が近い材料を用いる。半導体基板１０としてＧａＡ
ｓ（熱膨張率：５．９×１０-6／Ｋ）を用いた場合に
は、例えばＭｏ（熱膨張率：５．１×１０-6／Ｋ）、Ｗ
−Ｃｕ（熱膨張率：６．５×１０-6／Ｋ）、Ａｌ2Ｏ
3（熱膨張率：６．７×１０-6／Ｋ）を用いることが望
ましい。
張率が近い材料を用いる。半導体基板１０としてＧａＡ
ｓ（熱膨張率：５．９×１０-6／Ｋ）を用いた場合に
は、例えばＭｏ（熱膨張率：５．１×１０-6／Ｋ）、Ｗ
−Ｃｕ（熱膨張率：６．５×１０-6／Ｋ）、Ａｌ2Ｏ
3（熱膨張率：６．７×１０-6／Ｋ）を用いることが望
ましい。
【００４０】以上の本第４実施形態の構成によっても、
上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、本第４実施形態では、半導体層１１とサブマウント
２０との間に充填材１７を充填しているので熱伝導率を
向上させることができ、活性層１１ａで発生する熱を効
率よくサブマウント２０に伝えることができる。さら
に、充填材１７に半導体基板１０と熱膨張率が近い材料
を用いることで、活性層１１ａに応力がかかることを防
止できる。
上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、本第４実施形態では、半導体層１１とサブマウント
２０との間に充填材１７を充填しているので熱伝導率を
向上させることができ、活性層１１ａで発生する熱を効
率よくサブマウント２０に伝えることができる。さら
に、充填材１７に半導体基板１０と熱膨張率が近い材料
を用いることで、活性層１１ａに応力がかかることを防
止できる。
【００４１】（他の実施形態）なお、半導体レーザ素子
１をサブマウント２０に支持する支持部は、半導体レー
ザ素子１の半導体層１１がサブマウント２０から浮いた
状態で、半導体レーザ素子１をサブマウント２０に支持
できれば、上記各実施形態の形状には限定されない。
１をサブマウント２０に支持する支持部は、半導体レー
ザ素子１の半導体層１１がサブマウント２０から浮いた
状態で、半導体レーザ素子１をサブマウント２０に支持
できれば、上記各実施形態の形状には限定されない。
【図１】第１実施形態の半導体レーザ素子の断面図であ
る。
る。
【図２】図１の半導体レーザ素子をヒートシンクに搭載
した状態を示す断面図である。
した状態を示す断面図である。
【図３】第２実施形態の半導体レーザ素子をヒートシン
クに搭載した状態を示す断面図である。
クに搭載した状態を示す断面図である。
【図４】第３実施形態の半導体レーザ素子をヒートシン
クに搭載した状態を示す断面図である。
クに搭載した状態を示す断面図である。
【図５】第４実施形態の半導体レーザ素子をヒートシン
クに搭載した状態を示す断面図である。
クに搭載した状態を示す断面図である。
【図６】従来技術の半導体レーザ素子の断面図である。
【図７】図６の半導体レーザ素子をヒートシンクに搭載
した状態を示す断面図である。
した状態を示す断面図である。
１…半導体レーザ素子、１０…半導体基板、１１…半導
体層、１１ａ…活性層、１２…絶縁層、１３…第１電極
膜、１４…第２電極膜、１５…支持部、１６…空間、２
０…サブマウント、２１…ヒートシンク、２２、２３…
ハンダ。
体層、１１ａ…活性層、１２…絶縁層、１３…第１電極
膜、１４…第２電極膜、１５…支持部、１６…空間、２
０…サブマウント、２１…ヒートシンク、２２、２３…
ハンダ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森下 敏之
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Ｆターム(参考） 5F073 AA04 AA89 EA28 FA16 FA21
FA24
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板（１０）上に活性層（１１
ａ）を含む半導体層（１１）が積層されているとともに
前記半導体層は断面メサ形状に構成され、前記活性層側
がサブマウント（２０）に搭載される半導体レーザ素子
であって、 前記サブマウントに搭載される際に、前記半導体層と前
記サブマウントとの間には空間（１６）が存在している
ことを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記断面メサ形状の半導体層（１１）の
周囲には、前記半導体層より前記サブマウントに搭載さ
れる側への突出量が大きい支持部（１５）が形成されて
おり、 前記サブマウントに搭載される際に、前記支持部が前記
サブマウントに接触することを特徴とする請求項１に記
載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記支持部は前記半導体層（１１）と同
じ材料から構成されていることを特徴とする請求項２に
記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 前記支持部は絶縁材料から構成されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ素
子。 - 【請求項５】 前記半導体層の表面と前記支持部の表面
には電極膜（１３）が連続的に形成されており、 前記サブマウントに搭載される際に、前記活性層は前記
電極膜を介して前記サブマウントと電気的に接続される
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記
載の半導体レーザ素子。 - 【請求項６】 半導体基板（１０）上に活性層（１１
ａ）を含む半導体層（１１）が積層されているとともに
前記半導体層は断面メサ形状に構成されている半導体レ
ーザ素子（１）が搭載されるサブマウントであって、 前記半導体レーザ素子（１）の前記断面メサ形状の半導
体層（１１）に対応する位置には、前記断面メサ形状の
半導体層より深い凹部（２０ａ）が形成されており、前
記半導体レーザ素子が搭載される際に、前記半導体層と
の間に空間（１６）が存在していることを特徴とする半
導体レーザ素子搭載用サブマウント。 - 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれか１つに記載
の半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が搭載さ
れるサブマウントとを備える半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の半導体レーザ素子搭載
用サブマウントと、前記半導体レーザ素子搭載用サブマ
ウントに搭載され、半導体基板（１０）上に活性層（１
１ａ）を含む半導体層（１１）が積層されているととも
に前記半導体層は断面メサ形状に構成されている半導体
レーザ素子とを備える半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記空間には、前記半導体基板と熱膨張
率が近い材料が充填されることを特徴とする請求項７ま
たは請求項８に記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001359590A JP2003163402A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子搭載用サブマウント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001359590A JP2003163402A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子搭載用サブマウント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003163402A true JP2003163402A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19170565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001359590A Pending JP2003163402A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子搭載用サブマウント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003163402A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006049392A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| JP2006066411A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Sharp Corp | 窒化物半導体レーザ素子およびそれを用いた装置 |
| JP2006278577A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2007273897A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Pioneer Electronic Corp | 多波長半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP2008311292A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法 |
| WO2009034928A1 (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-19 | Rohm Co., Ltd. | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP2009088490A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-23 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP2009188435A (ja) * | 2003-11-11 | 2009-08-20 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法および光ディスク装置および光伝送システム |
| JP2009206390A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Nec Electronics Corp | 半導体レーザ装置、ヒートシンク、および半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP2011108932A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Opnext Japan Inc | 光半導体装置 |
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| JP2014022481A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Oclaro Inc | マルチビーム半導体レーザ装置 |
| JP2014229744A (ja) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 半導体発光組立体 |
| JP2015170701A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | 光集積回路装置 |
-
2001
- 2001-11-26 JP JP2001359590A patent/JP2003163402A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011108932A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Opnext Japan Inc | 光半導体装置 |
| JP2011176221A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Opnext Japan Inc | 半導体レーザ装置 |
| JP2014022481A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Oclaro Inc | マルチビーム半導体レーザ装置 |
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| JP2015170701A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | 光集積回路装置 |
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