JPH0156555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放熱基台上に半導体レーザ素子を配設
してなる半導体レーザ装置における半導体レーザ
素子の取り付け方法の改良に関するものである。

一般に半導体レーザ装置は第１図に示すように
例えば銅（Cu）からなる放熱基台１上の端縁部
に半導体レーザ素子２を例えばインジウム（In）
からなる接着剤３で接着してある。この場合、半
導体レーザ素子２を接着するには放熱基台１の表
面に接着剤３を薄くのばして被着し、その接着剤
３上に半導体レーザ素子２を載置し、接着固定す
る方法が採られている。このような方法で形成し
た半導体レーザ装置においては、接着剤３の表面
で半導体レーザ素子２からのレーザ光の一部が実
線矢印A′のごとく不所望の方向に反射される不
都合がある。この原因は半導体レーザ素子２にお
ける発光接合領域４の放熱基台１表面からの距離
が極めて近いことと、レーザ光が実線矢印Ａ，Ｂ
のごとく垂直方向にある拡がりをもつて出射され
ることによる。前者は熱放散を良くするための余
儀ない処置であり、後者は半導体レーザの本質に
基づくもので、いずれも不可避である。また接着
剤３の表面を光学的表面とすることは困難である
ので、レーザ光の一部は接着剤３の表面で乱反射
されて散逸する可能性もある。

本発明は前述の点に鑑みなされたもので、その
目的は放熱基台上に所定幅の接着剤を該幅の中央
部が凸状になるように盛り上げて形成し、その接
着剤上に半導体レーザ素子を熱圧着で埋込み、も
つて、レーザ光を効率的に所望の方向に出射せし
めることを図つた半導体レーザ装置の組立方法を
提供することである。

この目的は、放熱基台上に半導体レーザ素子を
配設してなる半導体レーザ装置において、前記放
熱基台上面に半導体レーザ素子のレーザ光出射方
向における幅よりわずかに広い幅を有する凸部を
形成し、該凸部上に金属ろうを溶融してその表面
が中央部で最も高くなるよう上方に凸な曲面とす
るとともに、該凸部の淵まで該金属ろうによつて
専有されるように配置した後固化し、その後、前
記放熱基台を加熱しつつ固化した金属ろう中にレ
ーザ素子の底部全面が前記金属ろうと接し、かつ
レーザ素子の活性層近傍のレーザ光出射部分が露
出するように沈めた状態で熱圧着する本発明の方
法により解決される。

以下本発明の実施例につき図面を参照して説明
する。

第２図は本発明による半導体レーザ装置の組立
方法を説明するための要部模式断面図であつて、
第１図と同等部分には同一符号を付した。

図において、１は例えばCuからなる放熱基台
であつて、その放熱基台１上面に半導体レーザ素
子２の幅Ｐよりわずかに広い幅Ｗを有し、高さＨ
なる凸部５を形成している。いま例えば半導体レ
ーザ素子２のレーザ光出射方向における幅、つま
り実線矢印で示したＡ，Ｂ方向における幅Ｐを
0.3mmとした場合、凸部５の幅Ｗ３は0.5mmに設定
している。また凸部５の高さＨは例えば0.3mm程
度である。

この凸部５上面に半導体レーザ素子２を例えば
Inからなる接着剤３で接着するのであるが、その
接着剤３は半導体レーザ素子よりわずかに広い幅
で、かつ中央部が最も高くなるように盛り上げて
形成される。こうするには凸部５上に接着剤３と
なるべきIn片を余分目に載置し、例えば160℃程
度で加熱するとIn片が凸部上面の全面に溶融し
て、その時の表面張力で中央部が最も高くなり所
定の曲面形状が得られる。

このように、接着剤３を中央部が最も高くなる
ような曲面形状に塗布するのは、後述するように
レーザ素子２を接着剤中へ熱圧着により埋め込ん
でマウントした場合、レーザ素子からの出射光が
接着剤表面で反射することがないようにするため
である。

次いで、上記所定の幅で盛り上げて形成固化し
た接着剤３上に半導体レーザ素子２を載置し、ボ
ンデイング装置を用いて放熱基台１を加熱しつ
つ、レーザ素子を接着剤中へ熱圧着により埋込み
接着する。この場合ボンデイング装置の加圧力を
適当に調整して、前記半導体レーザ素子２の発光
接合領域４近傍のレーザ光が出射する部分まで接
着剤３中に埋め込まないようにするのは勿論であ
るが、レーザ素子下面の全面が接着剤３に接触す
ることが肝要である。

このようにすれば半導体レーザ素子２の発光接
合領域４から出射したレーザ光は実線矢印Ａ，Ｂ
に示すように半導体レーザ素子の性質で定まる角
度で拡がり、従来のようにレーザ光の一部が接着
剤表面で反射されることがなくなるので、ある方
向に偏つてレーザ光の強度が強くなるようなこと
がなく、また、出射レーザ光が乱反射するような
こともなくなり、レーザ光の利用効率の高い半導
体レーザ装置を得ることができる。またレーザ素
子下面の全面がInの接着剤に接触しているので、
素子の幅方向の熱分布が均一となりレーザ特性の
劣化が防止できる。

ちなみに、凸部５の幅Ｗを0.6mm以上に形成し
てマウントした場合、接着剤３表面で半導体レー
ザ素子からのレーザ光の一部が不所望の方向に反
射されるといつた不都合を生じた。

なお、単に接着剤からの不要な反射を防ぐだけ
であれば、例えば実開昭51−134377号公報に開示
されているような半導体レーザ素子のレーザ光出
射方向における幅と同等の幅を有する凸部を放熱
基台上部に形成し、この凸部上面にレーザ素子を
マウントする構成をとつても良いが、この場合に
は本発明のように接着剤を上方に凸状に盛り上げ
て固化した後、レーザ素子を熱圧着しようとすれ
ば素子の幅方向の両端が接着剤と接触せず浮いた
状態となり、そのため素子の幅方向に温度差が生
じレーザ特性を劣化させるという欠点がある。

以上の説明から明らかなように、本発明は要す
るに放熱基台上面に半導体レーザ素子のレーザ光
出射方向における幅よりわずかに広い幅を有する
凸部を形成し、その凸部上に半導体レーザ素子を
接着剤で熱圧着するようにしたもので、組み立て
が容易であるとともに、レーザ光の一部が接着剤
表面で反射することもない高性能な半導体レーザ
装置を実現できる利点がある。

本発明の方法を用いて組み立てた半導体レーザ
装置を、例えばガス分析装置の光源として用いれ
ば光源から出射するレーザ光の出射方向が一定な
信頼度の高いガス分析装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体レーザ装置の構造を説明
するための模式的に示した要部断面図、第２図は
本発明による半導体レーザ装置の組立方法を説明
するための模式的に示した要部断面図である。 １：放熱基台、２：半導体レーザ素子、３：接
着剤、４：半導体レーザ素子の発光接合領域、
５：放熱基台上面に形成した凸部、Ａ，A′，
Ｂ：レーザ光、Ｗ：放熱基台上面に形成した凸部
の幅、Ｐ：半導体レーザ素子の幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放熱基台１上に半導体レーザ素子２を配設し
   てなる半導体レーザ装置において、 前記放熱基台上面に半導体レーザ素子のレーザ
   光出射方向における幅よりわずかに広い幅を有す
   る凸部５を形成し、 該凸部上に金属ろう３を溶融してその表面が中
   央部で最も高くなるよう上方に凸な曲面とすると
   ともに、該凸部の淵まで該金属ろうによつて専有
   されるように配置した後固化し、 その後、前記放熱基台を加熱しつつ固化した金
   属ろう中にレーザ素子の底部全面が前記金属ろう
   と接し、かつレーザ素子の活性層近傍のレーザ光
   出射部分が露出するように沈めた状態で熱圧着す
   ることを特徴とする半導体レーザ装置の組立方
   法。