JP2704951B2 - 半導体レーザ装置のマウント方法 - Google Patents
半導体レーザ装置のマウント方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体レーザ装置のマウント方法に関し、 半導体チップに形成した半導体レーザ素子の発光領域
が、該レーザ素子を搭載するステムの基準となる位置よ
り所定の距離を保てるようにした半導体レーザ装置のマ
ウント方法を目的とし、 半導体レーザ素子を形成した半導体チップをヒートシ
ンクに取りつけ、該ヒートシンクをステムにマウントす
る方法であって、 主面（結晶成長面）に対して所定の角度と成る異方性
エッチング面を有する半導体基板をヒートシンクとし、
該基板の異方性エッチング面が前記ステムの基準位置よ
り所定の距離となるようにして前記半導体基板の主面
を、前記ステム表面に取りつけるとともに、前記半導体
チップの上面、或いは底面に形成した電極を前記異方性
エッチング面に沿って移動させ、前記半導体レーザ素子
の発光領域が前記ステム表面より所定の距離を有するよ
うに移動させて取りつけることで構成する。
が、該レーザ素子を搭載するステムの基準となる位置よ
り所定の距離を保てるようにした半導体レーザ装置のマ
ウント方法を目的とし、 半導体レーザ素子を形成した半導体チップをヒートシ
ンクに取りつけ、該ヒートシンクをステムにマウントす
る方法であって、 主面（結晶成長面）に対して所定の角度と成る異方性
エッチング面を有する半導体基板をヒートシンクとし、
該基板の異方性エッチング面が前記ステムの基準位置よ
り所定の距離となるようにして前記半導体基板の主面
を、前記ステム表面に取りつけるとともに、前記半導体
チップの上面、或いは底面に形成した電極を前記異方性
エッチング面に沿って移動させ、前記半導体レーザ素子
の発光領域が前記ステム表面より所定の距離を有するよ
うに移動させて取りつけることで構成する。
本発明は半導体レーザ装置のマウント方法に関する。
半導体レーザ装置は、光通信システムや光記憶システ
ム等の光源等に用いられており、該レーザ装置をレーザ
発光させる際には発熱するので、該装置を高信頼度に動
作させるために該装置を熱伝導性の大きい材料で形成さ
れたヒートシンクに設置し、放熱の効率を高めている。
ム等の光源等に用いられており、該レーザ装置をレーザ
発光させる際には発熱するので、該装置を高信頼度に動
作させるために該装置を熱伝導性の大きい材料で形成さ
れたヒートシンクに設置し、放熱の効率を高めている。
このような半導体レーザ装置の構造は、第５図に示す
ような構造を採っており、図示するように、例えばＰ型
のガリウム砒素（GaAs）基板１上に、Ｎ型のGaAsエピタ
キシャル層による電流閉じ込め層２が形成され、その上
にＰ型のAlGaAsよりなるクラッド層３、Ｐ型のAlGaAsよ
りなる活性層４、Ｎ型のAlGaAsよりなるクラッド層５、
Ｎ型のGaAsよりなるキャップ層６が液相エピタキシャル
成長法等を用いて積層形成されている。更に該基板１に
接触してＰ型のAlよりなる電極７、キャップ層６に接触
するようにＮ型のAlよりなる電極８が設けられいる。
ような構造を採っており、図示するように、例えばＰ型
のガリウム砒素（GaAs）基板１上に、Ｎ型のGaAsエピタ
キシャル層による電流閉じ込め層２が形成され、その上
にＰ型のAlGaAsよりなるクラッド層３、Ｐ型のAlGaAsよ
りなる活性層４、Ｎ型のAlGaAsよりなるクラッド層５、
Ｎ型のGaAsよりなるキャップ層６が液相エピタキシャル
成長法等を用いて積層形成されている。更に該基板１に
接触してＰ型のAlよりなる電極７、キャップ層６に接触
するようにＮ型のAlよりなる電極８が設けられいる。
そして上記活性層４に形成された発光領域10より上記
電極7,8間に電圧を印加することで矢印Ａに示す方向に
レーザ光を照射している。
電極7,8間に電圧を印加することで矢印Ａに示す方向に
レーザ光を照射している。
従来、このような半導体レーザ装置をマウントする方
法は第４図に示すように、上記半導体レーザ装置を形成
した半導体チップ11のＮ型の電極８をアルミナ等で形成
されたヒートシンク12上に金・錫等の合金を用いて固着
し、該半導体チップ11が配置されたヒートシンク12を銅
ブロックよりなるステム13に錫・金等の合金層の溶融物
を介して固着していた。
法は第４図に示すように、上記半導体レーザ装置を形成
した半導体チップ11のＮ型の電極８をアルミナ等で形成
されたヒートシンク12上に金・錫等の合金を用いて固着
し、該半導体チップ11が配置されたヒートシンク12を銅
ブロックよりなるステム13に錫・金等の合金層の溶融物
を介して固着していた。
ところで上記半導体チップ11の発光領域10は、該半導
体チップ11を設置したヒートシンク12を設置するステム
13の端部13Aを基準位置とし、該基準位置に対してx,、
ｙ、ｚの方向に対して所定の距離になるように設置しな
いと、この発光領域10が基準位置に対して変動する問題
がある。上記したｘ方向の距離を調整するためには、直
方体形状に加工したヒートシンクの面12−１を、ステム
の面13Bより所定の距離移動させて調整でき、ｚ方向の
距離を調整するには、前記直方体形状に加工したヒート
シンク12の面12−２をステムの面13Cより所定の距離移
動させて調整できるが、ステム表面13Dより発光領域10
迄のｙ方向の調整は厚さの異なったヒートシンク12を交
換しないと不可能である。
体チップ11を設置したヒートシンク12を設置するステム
13の端部13Aを基準位置とし、該基準位置に対してx,、
ｙ、ｚの方向に対して所定の距離になるように設置しな
いと、この発光領域10が基準位置に対して変動する問題
がある。上記したｘ方向の距離を調整するためには、直
方体形状に加工したヒートシンクの面12−１を、ステム
の面13Bより所定の距離移動させて調整でき、ｚ方向の
距離を調整するには、前記直方体形状に加工したヒート
シンク12の面12−２をステムの面13Cより所定の距離移
動させて調整できるが、ステム表面13Dより発光領域10
迄のｙ方向の調整は厚さの異なったヒートシンク12を交
換しないと不可能である。
ところで、従来の半導体レーザ装置に於いては、第５
図に示す前記活性層４上に形成されるＮ型のクラッド層
５や、Ｎ型のキャップ層６は液相エピタキシャル成長方
法を用いて形成しており、その厚さを所定の厚さに制御
して形成することは困難で、上記したクラッド層５や、
キャップ層６の厚さを調整してステム表面13Dより半導
体レーザ装置の発光領域10迄の距離を調整するのは困難
である。
図に示す前記活性層４上に形成されるＮ型のクラッド層
５や、Ｎ型のキャップ層６は液相エピタキシャル成長方
法を用いて形成しており、その厚さを所定の厚さに制御
して形成することは困難で、上記したクラッド層５や、
キャップ層６の厚さを調整してステム表面13Dより半導
体レーザ装置の発光領域10迄の距離を調整するのは困難
である。
このような半導体レーザ装置のＮ型の電極８より、活
性層４に形成されているレーザの発光領域10迄の距離が
変動した半導体レーザ装置を例えば、光ディスク装置の
光学的ヘッドの光源として取りつけた場合、光源の発光
位置が変動するので光源として使用する場合、半導体レ
ーザ装置を精密に調整する機構が必要であり、必然的に
システム全体が大型化する欠点があった。
性層４に形成されているレーザの発光領域10迄の距離が
変動した半導体レーザ装置を例えば、光ディスク装置の
光学的ヘッドの光源として取りつけた場合、光源の発光
位置が変動するので光源として使用する場合、半導体レ
ーザ装置を精密に調整する機構が必要であり、必然的に
システム全体が大型化する欠点があった。
本発明は上記した問題点を解決し、前記レーザ装置を
ステム上に取りつける際に、該ステム表面よりＹ方向に
所定の距離だけ調整して取りつけることが可能な半導体
レーザ装置のマウント方法の提供を目的とする。
ステム上に取りつける際に、該ステム表面よりＹ方向に
所定の距離だけ調整して取りつけることが可能な半導体
レーザ装置のマウント方法の提供を目的とする。
上記目的を達成する本発明の半導体レーザ装置のマウ
ント方法は、第１図と第２図に示すように半導体レーザ
素子を形成した半導体チップ11をヒートシンク12に取り
つけ、該ヒートシンクをステム13にマウントする方法で
あって、 主面（結晶成長面）に対して所定の角度と成る異方性
エッチング面を有する半導体基板21をヒートシンクと
し、該基板の異方性エッチング面22が前記ステム13の基
準位置13Aより所定の距離となるようにして前記半導体
基板21の主面を、前記ステム表面13Dに取りつけるとと
もに、前記半導体チップ11の上面、或いは底面に形成し
た電極を前記異方性エッチング面22に沿って移動させ、
前記半導体レーザ素子の発光領域10が前記ステム表面よ
り所定の距離を有するように移動させて取りつけること
で構成する。
ント方法は、第１図と第２図に示すように半導体レーザ
素子を形成した半導体チップ11をヒートシンク12に取り
つけ、該ヒートシンクをステム13にマウントする方法で
あって、 主面（結晶成長面）に対して所定の角度と成る異方性
エッチング面を有する半導体基板21をヒートシンクと
し、該基板の異方性エッチング面22が前記ステム13の基
準位置13Aより所定の距離となるようにして前記半導体
基板21の主面を、前記ステム表面13Dに取りつけるとと
もに、前記半導体チップ11の上面、或いは底面に形成し
た電極を前記異方性エッチング面22に沿って移動させ、
前記半導体レーザ素子の発光領域10が前記ステム表面よ
り所定の距離を有するように移動させて取りつけること
で構成する。
第２図に示すように、基板表面と基板裏面のような基
板主面（結晶成長面）が（110）面であるSi基板21を、
カセイカリ（KOH）を主体とする異方性エッチング液に
浸漬すると、該主面に対して直角の角度を有する（11
1）面がエッチング面として露出し、この露出した異方
性エッチング面22は、前記主面に対して直角に精度良く
形成できる。
板主面（結晶成長面）が（110）面であるSi基板21を、
カセイカリ（KOH）を主体とする異方性エッチング液に
浸漬すると、該主面に対して直角の角度を有する（11
1）面がエッチング面として露出し、この露出した異方
性エッチング面22は、前記主面に対して直角に精度良く
形成できる。
また上記Si基板21の主面である基板表面と裏面は互い
に高精度に平行な面となるように加工する技術は、Si基
板の加工技術の進歩により容易に実現できる。
に高精度に平行な面となるように加工する技術は、Si基
板の加工技術の進歩により容易に実現できる。
そのため、前記異方性エッチングによって加工した異
方性エッチング面22を有するSi基板21を、第１図に示す
ステムの端部の基準位置13Aより所定寸法になるように
ステム上に取りつけると、この異方性エッチング面のス
テムの端部の基準位置13Aに対するｘ方向の寸法l2が容
易に位置決めできる。
方性エッチング面22を有するSi基板21を、第１図に示す
ステムの端部の基準位置13Aより所定寸法になるように
ステム上に取りつけると、この異方性エッチング面のス
テムの端部の基準位置13Aに対するｘ方向の寸法l2が容
易に位置決めできる。
更にこの異方性エッチング面22に沿うように半導体レ
ーザ装置の電極面を滑らせて移動することで、半導体レ
ーザ装置の発光領域10のステム表面13Dに対するｙ方向
の距離l1が容易に調整でき、その結果としてステムの端
部の基準位置13Aに対する半導体レーザ装置の発光領域1
0のｘ、およびｙ方向の位置が容易に位置決めできる。
ーザ装置の電極面を滑らせて移動することで、半導体レ
ーザ装置の発光領域10のステム表面13Dに対するｙ方向
の距離l1が容易に調整でき、その結果としてステムの端
部の基準位置13Aに対する半導体レーザ装置の発光領域1
0のｘ、およびｙ方向の位置が容易に位置決めできる。
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の半導体レーザ装置のステムに取りつ
けた模式図である。
けた模式図である。
図示するように直方体形状の銅製のステム13の稜とな
る端部13Aを基準位置とし、この基準位置よりｘ方向に
沿って所定の寸法l2を有するように、本発明の異方性エ
ッチング面22を有するSi基板よりなるヒートシンク12
を、金−錫合金の溶融金属物を介して取りつける。
る端部13Aを基準位置とし、この基準位置よりｘ方向に
沿って所定の寸法l2を有するように、本発明の異方性エ
ッチング面22を有するSi基板よりなるヒートシンク12
を、金−錫合金の溶融金属物を介して取りつける。
このヒートシンク12の形成方法は、第２図に示すよう
に、（110）面が基板の表面と裏面の主面（結晶成長
面）となるSi基板21の主面（裏面と表面）にSiO2膜をマ
スクとして形成し、前記したKOHを主体とする異方性エ
ッチング液に浸漬すると前記基板の両面に対して垂直方
向な（111）面をエッチング面とする異方性エッチング
面22が容易に形成できる。
に、（110）面が基板の表面と裏面の主面（結晶成長
面）となるSi基板21の主面（裏面と表面）にSiO2膜をマ
スクとして形成し、前記したKOHを主体とする異方性エ
ッチング液に浸漬すると前記基板の両面に対して垂直方
向な（111）面をエッチング面とする異方性エッチング
面22が容易に形成できる。
このようにすると、前記異方性エッチング面22は、ス
テム13の基準位置の端部13Aから所定のｘ方向の寸法l2
で設置される。
テム13の基準位置の端部13Aから所定のｘ方向の寸法l2
で設置される。
次いで、該異方性エッチング面22に沿わすように、第
５図に示すように半導体レーザ装置の一方のＮ型電極８
の面を滑らせて移動し、前記レーザ素子には外部より電
圧を印加するようにしてレーザ発光させ、該発光領域10
が所定の位置に成った段階でヒートシンク12に金・錫合
金等を用いて取りつける。
５図に示すように半導体レーザ装置の一方のＮ型電極８
の面を滑らせて移動し、前記レーザ素子には外部より電
圧を印加するようにしてレーザ発光させ、該発光領域10
が所定の位置に成った段階でヒートシンク12に金・錫合
金等を用いて取りつける。
このようにすると該レーザ装置の発光領域のステムの
端部に対するｘ、およびｙ方向が容易に位置決めでき
る。
端部に対するｘ、およびｙ方向が容易に位置決めでき
る。
また本発明の第２実施例を第３図に示す。
図示するように前記ヒートシンクと成る半導体基板を
二枚用意し、該基板の対向する基板主面（結晶成長面）
が傾斜状になるように該基板を楔状に加工してヒートシ
ンク12Aと12Bを形成し、該楔状に加工したヒートシンク
12Aと12Bの厚さが薄く成る方向が互いに異なるように積
層して前記ステム13上に設ける。そして該積層した上部
のヒートシンク12Bの異方性エッチング面22に前記半導
体レーザ素子を形成した半導体チップ11の上面、或いは
底面に形成した電極を沿わして移動する。
二枚用意し、該基板の対向する基板主面（結晶成長面）
が傾斜状になるように該基板を楔状に加工してヒートシ
ンク12Aと12Bを形成し、該楔状に加工したヒートシンク
12Aと12Bの厚さが薄く成る方向が互いに異なるように積
層して前記ステム13上に設ける。そして該積層した上部
のヒートシンク12Bの異方性エッチング面22に前記半導
体レーザ素子を形成した半導体チップ11の上面、或いは
底面に形成した電極を沿わして移動する。
更に上部のヒートシンク12Bを下部のヒートシンク12A
上に沿わして移動すると、第１の実施例に比較してより
発光領域の位置の調整の自由度が向上し、半導体チップ
11の半導体レーザ素子の発光領域10が前記ステム表面13
Dより所定の距離を有するように容易に調整できる。
上に沿わして移動すると、第１の実施例に比較してより
発光領域の位置の調整の自由度が向上し、半導体チップ
11の半導体レーザ素子の発光領域10が前記ステム表面13
Dより所定の距離を有するように容易に調整できる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、ステ
ム表面より半導体レーザ装置の発光領域迄の位置が容易
に所定の値に調整できるので、このような半導体装置の
マウント方法を用いることで、上記ステムの所定位置よ
り発光領域迄の寸法が精度良く制御してマウントに取り
つけられた半導体レーザ装置が容易に得られる効果があ
る。
ム表面より半導体レーザ装置の発光領域迄の位置が容易
に所定の値に調整できるので、このような半導体装置の
マウント方法を用いることで、上記ステムの所定位置よ
り発光領域迄の寸法が精度良く制御してマウントに取り
つけられた半導体レーザ装置が容易に得られる効果があ
る。
第１図は本発明の方法の第１実施例を示す模式図、 第２図はSi基板の異方性エッチング面を示す模式図、 第３図は本発明の方法の第２実施例を示す模式図、 第４図は従来の方法を示す模式図、 第５図は半導体レーザ素子の一例構成を示す斜視図であ
る。 図において、 10は発光領域、11は半導体チップ、12,12A,12Bはヒート
シンク、13はステム、13Aはステム端部（基準位置）、1
3Dはステム表面、21は半導体基板（Si基板）、22は異方
性エッチング面を示す。
る。 図において、 10は発光領域、11は半導体チップ、12,12A,12Bはヒート
シンク、13はステム、13Aはステム端部（基準位置）、1
3Dはステム表面、21は半導体基板（Si基板）、22は異方
性エッチング面を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザ素子を形成した半導体チップ
（11）をヒートシンク（12）に取りつけ、該ヒートシン
クをステム（13）にマウントする方法であって、 主面（結晶成長面）に対して所定の角度と成る異方性エ
ッチング面（22）を有する半導体基板（21）をヒートシ
ンク（12）とし、該基板の異方性エッチング面が前記ス
テムの基準位置（13A）より所定の距離となるようにし
て前記半導体基板の主面を、前記ステム表面（13D）に
取りつけるとともに、前記半導体チップ（11）の上面、
或いは底面に形成した電極を前記異方性エッチング面
（22）に沿って移動させ、前記半導体レーザ素子の発光
領域（10）が前記ステム表面（13D）より所定の距離を
有するように移動させて取りつけることを特徴とする半
導体レーザ装置のマウント方法。 - 【請求項２】半導体レーザ素子を形成した半導体チップ
（11）をヒートシンク（12）に取りつけ、該ヒートシン
クをステム（13）にマウントする方法であって、 半導体基板（21）の対向する主面（結晶成長面）が傾斜
状になるように該基板を楔状に加工してヒートシンク
（12A,12B）を形成し、該楔状に加工した複数のヒート
シンクの厚さが薄く成る方向が互いに異なるように積層
して前記ステム（13）上に設け、該積層した上部のヒー
トシンゥ（12B）の異方性エッチング面（22）に前記半
導体チップ（11）の上面、或いは底面に形成した電極を
沿わして移動すると共に上記上部のヒートシンク（12
B）を下部のヒートシンク（12A）に沿って移動させるこ
とで、該半導体チップの発光領域が前記ステムの表面よ
り所定の距離を有するように設置したことを特徴とする
半導体レーザ装置のマウント方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32696389A JP2704951B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体レーザ装置のマウント方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32696389A JP2704951B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体レーザ装置のマウント方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187287A JPH03187287A (ja) | 1991-08-15 |
| JP2704951B2 true JP2704951B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=18193747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32696389A Expired - Fee Related JP2704951B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体レーザ装置のマウント方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704951B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2842132B2 (ja) * | 1993-03-05 | 1998-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 光学デバイス |
| JP2013229375A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Mitsubishi Electric Corp | 一芯双方向伝送装置と一芯双方向伝送装置の製造方法 |
| CN113867448B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-09-16 | 北京工业大学 | 一种非线性光学晶体的控温装置 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32696389A patent/JP2704951B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH03187287A (ja) | 1991-08-15 |
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|---|---|---|---|
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