JP2005136072A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブマウントの製造工程や半導体レーザのマウント工程での生産性を低下させることなく、動作時にレーザが照射された半田が飛散して装置の性能や信頼性を悪化させない半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】 サブマウントがレーザ射出方向に対して半導体レーザダイオードよりも広く平らな表面を持ち、レーザ射出方向に対し、半田をサブマウントの表面の半導体レーザダイオードがマウントされる領域の内側の領域のみに形成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関し、特に半導体レーザダイオードを搭載するサブマウントを備えた半導体レーザ装置に関する。

半導体レーザダイオードは光通信、光ディスクなどの用途に広く用いられている。このような用途で用いられる半導体レーザダイオードは、動作時の温度上昇による特性劣化を防ぐため、サブマウントへのマウントには放熱特性のよいＡｕＳｎなどの半田を用いてる。またサブマウント材としては半導体レーザの基板であるＧａＡｓやＩｎＰと熱膨張係数が近く、熱伝導性のよいＡｌＮやＳｉが広く使われている。

ところが半導体レーザ装置では、前方とともに後方にもレーザが射出され、通常サブマウントは半導体レーザダイオードよりもレーザ光射出方向に長いため、半田の表面にレーザ光が照射され、凝結した半田の表面に析出していた不純物や構成金属の粒塊、構成金属の酸化物などが蒸発し、半導体レーザの端面やレンズの表面などに付着して光路を妨げ、装置の性能や信頼性を悪化させるという問題があった。

このような問題を解決するために例えば特許文献２にはその第１図や第２図に示されたような構造の半導体レーザ装置が考案されている。第1図にはサブマウント寸法をレーザダイオードチップの共振器長よりも短くした半導体レーザ装置が、第２図にはサブマウントの表面の一部を切り欠いてサブマウントのマウント面寸法をレーザダイオードチップの共振器長よりも短くした半導体レーザ装置が開示されている。これにより半田表面にレーザ光が照射しないような構造としたものである。

また特許文献２ではその第1図に、ヒートシンクの表面に半導体レーザチップ下面と同じか、それよりも小さい寸法の平坦面をなす突起を設け、半導体レーザチップをその突起部にマウントすることにより半田表面にレーザ光が照射しないような構造とした半導体レーザ装置が開示されている。

特開平５−１８３２３９号公報（第３頁、第1、2図） 特開平５−２９１６９６号公報（第４頁、第1図）

しかしながら特開平５−１８３２３９号公報の第１図の方法ではサブマウント寸法が小さく、ハンドリング特性が悪化し生産性が低下するという問題がある。また第２図の方法ではサブマウントの表面の一部を切り欠くため、サブマウント製造時の工程が煩雑になりやはり生産性が低下するという問題が生じる。

さらに特開平５-２９１６９６号公報の第1図に示されたような構造の半導体レーザ装置でも、ヒートシンクの構造が複雑で加工工程が煩雑になり、また突起部と半導体レーザチップとの高精度な位置合わせ手段が必要となるなど、やはり生産性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記のような問題を解消するためになされたもので、生産性を低下させることなく、動作時に性能や信頼性が悪化しない半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

本発明に係わる半導体レーザ装置は、半導体レーザダイオードを半田によりサブマウントにマウントした構造の半導体レーザ装置であり、サブマウントがレーザ射出方向に対して半導体レーザダイオードよりも広く平らな表面を持ち、レーザ射出方向に対し、半田をサブマウントの表面の半導体レーザダイオードがマウントされる領域の内側の領域のみに形成したことを特徴としている。

本発明によれば半導体レーザダイオードから射出する光は半田表面には照射されず、不純物や構成金属の粒塊、構成金属の酸化物などが蒸発するのを防止すると共に、サブマウントのハンドリング特性が悪化することによる生産性の低下や、サブマウントの製造工程が煩雑になる、あるいはマウント時に突起部との高精度な位置合わせが必要になるというような問題を防ぐことができる。

以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の半導体レーザダイオードとサブマウントのレーザ射出方向を含む断面の断面図である。１は半導体レーザダイオード、２はサブマウントである。サブマウント２はレーザ射出方向に半導体レーザダイオード１よりも広く平らな表面を持っている。半田との密着性を良くするためにサブマウント２は表面にＴｉ/Ｐｔ/Ａｕ層3を有し、半導体レーザダイオード1はマウント面にめっきにより形成されたＡｕ層４を有している。半導体レーザダイオード1はＡｕＳｎ半田5によりサブマウント２にマウントされるが、ＡｕＳｎ半田5はサブマウント2の表面の半導体レーザダイオード1のマウントされる領域の内側の領域のみに形成している。

すなわち、前方および後方にレーザ光を射出する半導体レーザダイオード1がＡｕＳｎ半田５によりサブマウント２にマウントされた半導体レーザ装置において、サブマウント２はレーザ射出方向に半導体レーザダイオード１よりも広く平らな表面を有し、ＡｕＳｎ半田５は前方および後方に対し半導体レーザダイオード１の外側には延在していない。

図２はサブマウントにマウントした半導体レーザダイオードをＣＡＮパッケージに組み込んだ半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。半導体レーザダイオード1をマウントしたサブマウント２はステム6に支持され、レーザ光はレンズ７を通して射出される。

図1において半導体レーザダイオードからは前方および後方にレーザ光が射出され、サブマウント上へも照射されるが、半導体レーザダイオードがマウントされていないサブマウントの表面ではＡｕＳｎ半田を形成していないためＡｕＳｎ半田にはレーザが照射されない。従ってＡｕＳｎ半田表面の不純物や構成金属の粒塊、構成金属の酸化物などが蒸発し、レーザの端面やレンズの表面などに付着して光路を妨げることはなく、装置の性能や信頼性の悪化を防ぐことができる。

本発明の実施の形態である半導体レーザ装置の半導体レーザとサブマウントの断面図である。 本発明の実施の形態である半導体レーザ装置の断面図である。

符号の説明

１ 半導体レーザダイオード
２ サブマウント
３ Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層
４ Ａｕ層
５ ＡｕＳｎ半田
６ ステム
７ レンズ

Claims (3)

1. 半導体レーザダイオードが半田によりサブマウントにマウントされた構造の半導体レーザ装置において、前記サブマウントがレーザ射出方向に対して前記半導体レーザダイオードよりも広く平らな表面を持ち、前記レーザ射出方向に対して、前記半田を前記サブマウントの表面の半導体レーザダイオードをマウントする領域の内側の領域のみに形成したことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前方および後方にレーザ光を射出する半導体レーザダイオードが半田によりサブマウントにマウントされた半導体レーザ装置において、前記サブマウントがレーザ射出方向に対して前記半導体レーザダイオードよりも広く平らな表面を有し、前記半田は前記前方および後方に対し前記レーザダイオードの外側には延在していないことを特徴とする半導体レーザ装置。
3. 前記半田がAuSnであることを特徴とする請求項1または２に記載の半導体レーザ装置。

Images