JPH0436473B2 - - Google Patents
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- JPH0436473B2 JPH0436473B2 JP10469383A JP10469383A JPH0436473B2 JP H0436473 B2 JPH0436473 B2 JP H0436473B2 JP 10469383 A JP10469383 A JP 10469383A JP 10469383 A JP10469383 A JP 10469383A JP H0436473 B2 JPH0436473 B2 JP H0436473B2
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- Japan
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- light emitting
- emitting diode
- stem
- submount
- pellet
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体発光ダイオード、特にその放
熱特性の改良に関するものである。 〔従来の技術〕 発光ダイオードは電流駆動による大電力素子で
あるため、動作中の発熱量が大きい。そのため、
適切な放熱設計が行われていない場合には、通電
使用中の発熱により性能の劣化、素子寿命の低
下、あるいは発光ダイオードペレツトの破壊をま
ねく危険がある。 したがつて、発光ダイオードペレツトを支持す
るステムは、熱伝導率の高い材料を用いて熱放散
を良好にする必要がある。 また、上記ステムと発光ダイオードペレツトの
熱膨張係数に差があると、発熱に伴つてひずみが
発生し、発光ダイオードペレツトに不必要なスト
レスが加わる。このようなストレスは、発光ダイ
オードペレツトの性能の劣化を加速し、更にはそ
の破壊の原因となるものである。 したがつて、ステムの材料としては、熱伝導率
が高く、しかも熱膨張係数が発光ダイオードペレ
ツトのそれとできるだけ近いものであることが要
求される。 そこで、従来は、図面に示すように、発光ダイ
オードペレツト１をサブマウント２を介してパツ
ケージのステム３に取付け、そのサブマウント２
の材料として、コバール（商品名）の如き低熱膨
張特性を示す材料を使用することが行われてい
た。 〔発明が解決しようとする課題〕 サブマウント２の材料は、前述のとおり熱伝導
率が良好で、かつ熱膨張係数が発光ダイオードペ
レツト１のそれに近いことが要求される。 しかしながら、従来使用されているコバール
は、第１表に示すように、熱膨張係数は発光ダイ
オードペレツト１に非常に近いが、熱伝導率が低
い問題があり、このことが発光ダイオードの性能
改良の上で大きな障害となつていた。 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、GaAs、GaP又はGaSbを基板と
する発光ダイオードペレツトを対象とし、その場
合のサブマウント及びステムの材料として、熱膨
張係数が5.0〜8.5×10-6cm／cm・℃の範囲にある
次の金属、すなわち (1) ＷにCuを均一に含有させた合金 (2) MoにCuを均一に含有させた合金 (3) Ｗ・Mo合金にCuを均一に含有させた合金 のいずれか一つを使用することとし、かつステム
とサブマウントを一体成形したものである。上記
の合金は溶浸法によつて製造することができる。 サブマウントの材料が上記の熱膨張係数の範囲
を越えると、発光ダイオードペレツトとの熱膨張
係数の不整合が大きくなり、ペレツトに生じるス
トレスにより、ペレツトの破損又は発光効率の低
下などが起こる。 また、上記範囲の熱膨張係数を満足する上記金
属材料のCu含有量を重量％で示せば次のとおり
である。 Ｗ＋Cu：0.5〜30％（前記(1)の金属材料） Mo＋Cu：５〜35％（前記(2)の金属材料） Ｗ・Mo＋Cu：0.5〜35％（前記(3)の金属材料） なお、上記金属材料の熱伝導率は、0.35〜
0.70cal／cm・sec.℃である。 この発明の金属材料と従来例（コバール）との
対比、及び発光ダイオードペレツトの基板の熱膨
張係数を参考までに示せば、次の第１表に示すと
おりである。
熱特性の改良に関するものである。 〔従来の技術〕 発光ダイオードは電流駆動による大電力素子で
あるため、動作中の発熱量が大きい。そのため、
適切な放熱設計が行われていない場合には、通電
使用中の発熱により性能の劣化、素子寿命の低
下、あるいは発光ダイオードペレツトの破壊をま
ねく危険がある。 したがつて、発光ダイオードペレツトを支持す
るステムは、熱伝導率の高い材料を用いて熱放散
を良好にする必要がある。 また、上記ステムと発光ダイオードペレツトの
熱膨張係数に差があると、発熱に伴つてひずみが
発生し、発光ダイオードペレツトに不必要なスト
レスが加わる。このようなストレスは、発光ダイ
オードペレツトの性能の劣化を加速し、更にはそ
の破壊の原因となるものである。 したがつて、ステムの材料としては、熱伝導率
が高く、しかも熱膨張係数が発光ダイオードペレ
ツトのそれとできるだけ近いものであることが要
求される。 そこで、従来は、図面に示すように、発光ダイ
オードペレツト１をサブマウント２を介してパツ
ケージのステム３に取付け、そのサブマウント２
の材料として、コバール（商品名）の如き低熱膨
張特性を示す材料を使用することが行われてい
た。 〔発明が解決しようとする課題〕 サブマウント２の材料は、前述のとおり熱伝導
率が良好で、かつ熱膨張係数が発光ダイオードペ
レツト１のそれに近いことが要求される。 しかしながら、従来使用されているコバール
は、第１表に示すように、熱膨張係数は発光ダイ
オードペレツト１に非常に近いが、熱伝導率が低
い問題があり、このことが発光ダイオードの性能
改良の上で大きな障害となつていた。 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、GaAs、GaP又はGaSbを基板と
する発光ダイオードペレツトを対象とし、その場
合のサブマウント及びステムの材料として、熱膨
張係数が5.0〜8.5×10-6cm／cm・℃の範囲にある
次の金属、すなわち (1) ＷにCuを均一に含有させた合金 (2) MoにCuを均一に含有させた合金 (3) Ｗ・Mo合金にCuを均一に含有させた合金 のいずれか一つを使用することとし、かつステム
とサブマウントを一体成形したものである。上記
の合金は溶浸法によつて製造することができる。 サブマウントの材料が上記の熱膨張係数の範囲
を越えると、発光ダイオードペレツトとの熱膨張
係数の不整合が大きくなり、ペレツトに生じるス
トレスにより、ペレツトの破損又は発光効率の低
下などが起こる。 また、上記範囲の熱膨張係数を満足する上記金
属材料のCu含有量を重量％で示せば次のとおり
である。 Ｗ＋Cu：0.5〜30％（前記(1)の金属材料） Mo＋Cu：５〜35％（前記(2)の金属材料） Ｗ・Mo＋Cu：0.5〜35％（前記(3)の金属材料） なお、上記金属材料の熱伝導率は、0.35〜
0.70cal／cm・sec.℃である。 この発明の金属材料と従来例（コバール）との
対比、及び発光ダイオードペレツトの基板の熱膨
張係数を参考までに示せば、次の第１表に示すと
おりである。
GaAs基板上にAlGaAsをエピタキシヤル成長
させたダブルヘテロ構造を持つ発光ダイオードを
第２表に示す各種のサブマウント、ステムに固着
した発光ダイオードを製作し、その性能の比較を
行つた。
させたダブルヘテロ構造を持つ発光ダイオードを
第２表に示す各種のサブマウント、ステムに固着
した発光ダイオードを製作し、その性能の比較を
行つた。
【表】
【表】
以上のとおりであるから、この発明によれば、
放熱が良好でかつ発熱に伴うストレスの少ない発
光ダイオードを得ることができる。
放熱が良好でかつ発熱に伴うストレスの少ない発
光ダイオードを得ることができる。
図面は発光ダイオードの一例を示す断面図であ
る。 １……発光ダイオードペレツト、２……サブマ
ウント、３……ステム。
る。 １……発光ダイオードペレツト、２……サブマ
ウント、３……ステム。
Claims (1)
- １ GaAs、GaP又はGaSbを基板とする発光ダ
イオードペレツトをサブマウントを介してパツケ
ージのステムに取付けてなる発光ダイオードにお
いて、上記サブマウント及びステム材料として、
熱膨張係数が5.0〜8.5×10-6cm／cm℃の範囲にあ
るＷ、Mo若しくはＷ・Mo合金のいずれかに溶
浸法によりCuを均一に含有させた合金を用い、
かつ上記ステムとサブマウントを一体成形したこ
とを特徴とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104693A JPS59228778A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104693A JPS59228778A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59228778A JPS59228778A (ja) | 1984-12-22 |
| JPH0436473B2 true JPH0436473B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=14387551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104693A Granted JPS59228778A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59228778A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9385277B2 (en) | 2012-05-22 | 2016-07-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2698484B1 (fr) * | 1992-11-24 | 1994-12-23 | Thomson Csf | Dispositif support de composant optoélectronique. |
| US6481874B2 (en) * | 2001-03-29 | 2002-11-19 | Gelcore Llc | Heat dissipation system for high power LED lighting system |
| KR101007164B1 (ko) * | 2003-03-14 | 2011-01-12 | 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
-
1983
- 1983-06-09 JP JP58104693A patent/JPS59228778A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9385277B2 (en) | 2012-05-22 | 2016-07-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device |
| US9735314B2 (en) | 2012-05-22 | 2017-08-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59228778A (ja) | 1984-12-22 |
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