JP2019062212A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す模式図である。図1中、(a)は斜視図であり、(b)は(a)中のA-A断面(半導体レーザ素子30の短手方向において、半導体レーザ素子30から基部20まで切断した図)である。
単結晶SiC10は、サブマウントとして用いられる。サブマウントは、基部20と半導体レーザ素子30との間に設けられる部材である。単結晶SiC10は、上記したとおり熱引きがよいため、発熱量が大きい高出力の半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置のサブマウントとして特に好ましく用いることができる。
マイクロパイプ15は、主として、単結晶SiC10の結晶成長方向(結晶のC面に対して垂直な方向)に伸びる中空パイプ状の欠陥である。なお、全てのマイクロパイプが一定の方向で伸びるとは限らず、C面に対して斜めに伸びるマイクロパイプもある。
基部20は、単結晶SiC10の第1面11側に設けられる。基部20には、半導体レーザ素子30で生じた熱を効率的に逃がすことができるよう、銅や鉄、及びそれらを用いた合金などの導電性部材を用いることができる。
半導体レーザ素子30は、単結晶SiC10の第2面12側に設けられる。
絶縁性部材40aは、マイクロパイプ15内に形成される。これにより、接合部材50a、50bなどの導電性部材が単結晶SiC10の第1面11側や第2面12側からマイクロパイプ15内に入り込みにくくなるため、単結晶SiC10の絶縁性が向上する。
まず、図2(a)に示すように、単結晶SiC10の一方の面13をジグ100がある側とは異なる方向に向けつつ、単結晶SiC10の他方の面14とジグ100とを向かい合わせ、絶縁性の単結晶SiC10をジグ100の上に置く。ジグ100は、単結晶SiC10を載置する台である吸着テーブルなどである。
次に、図2(b)に示すように、単結晶SiC10の一方の面13に絶縁性材料を含んだ流体物40bを塗布する。流体物40bには、例えば、溶媒(例:有機溶剤)に絶縁性材料が溶解されたもの(例:スピンオンガラス)を用いる。
次に、図2(c)に示すように、単結晶SiC10の他方の面14をジグ100に吸着する。これにより、塗布した流体物40bが、単結晶SiC10の他方の面14からマイクロパイプ15内に吸引される。このとき、流体物40bが他方の面14に到達するまで吸引することが好ましい。
次に、図2(d)に示すように、吸引した流体物40bをマイクロパイプ15内で硬化させ絶縁性部材40aとする。例えば流体物40bにスピンオンガラスを用いる場合には、流体物40bを乾燥させて溶媒(流体物40bの一部)を揮発させ、乾燥温度より高い温度において焼成する。これによって、焼成中に金属有機化合物の熱分解が始まり、金属酸化物(SiO2)が形成される。この場合は、SiO2が絶縁性部材40aとしてマイクロパイプ15内に形成される。
次に、図2(e)に示すように、単結晶SiC10の一方の面13及び/又は他方の面14に形成された絶縁性部材40a(すなわち、マイクロパイプ15内に吸引されず外部に取り残された絶縁性部材40a)を除去する。これにより、単結晶SiC10の一方の面13及び/又は他方の面14に絶縁性部材40aが形成されていない領域が設けられる。一般に、絶縁性部材40aの熱引きは単結晶SiC10よりも悪いため、このように絶縁性部材40aが形成されていない領域が設けられると、半導体レーザ装置1の放熱性は良くなる。
10 単結晶SiC(サブマウント)
11 第1面
12 第2面
13 一方の面
14 他方の面
15 マイクロパイプ
20 基部
30 半導体レーザ素子
40a 絶縁性部材
40b 流体物
50a 接合部材
50b 接合部材
60 金属層
100 ジグ
Claims (4)
- 第1面、第2面、及び前記第1面と前記第2面とに開口を有するマイクロパイプを備えた絶縁性の単結晶SiCと、
前記単結晶SiCの第1面側に設けられた導電性の基部と、
前記単結晶SiCの第2面側に設けられた半導体レーザ素子と、
前記マイクロパイプ内に形成された絶縁性部材と、
前記単結晶SiCの第1面に設けられた導電性の接合部材である第1導電性部材と、
前記単結晶SiCの第2面に設けられた導電性の接合部材であり、前記第1導電性部材と絶縁された第2導電性部材と、を備え、
前記単結晶SiCの第1面及び第2面は、全領域が前記絶縁性部材が形成されていない領域であり、
前記絶縁性部材は無機物であり、
前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間の距離が15μm以上である、
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記マイクロパイプ内に空隙があることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 前記第1導電性部材及び前記第2導電性部材の少なくとも一方がマイクロパイプ内に入り込んでい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。
- 前記第1導電性部材と前記第2導電性部材は、絶縁破壊電圧が250V以上であるように互いに絶縁されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
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