JPH0442591A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0442591A JPH0442591A JP15124690A JP15124690A JPH0442591A JP H0442591 A JPH0442591 A JP H0442591A JP 15124690 A JP15124690 A JP 15124690A JP 15124690 A JP15124690 A JP 15124690A JP H0442591 A JPH0442591 A JP H0442591A
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- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 2
- 229910015365 Au—Si Inorganic materials 0.000 abstract 1
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- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
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- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野〕
この発明は半導体レーザ装置に関し、特に半導体レーザ
チップがサブマウントを介して金属マウントに接着され
た半導体レーザ装置を提供するものである。
チップがサブマウントを介して金属マウントに接着され
た半導体レーザ装置を提供するものである。
まず、従来の半導体レーザ装置の構成について説明する
。
。
第５図は従来の半導体レーザ装置を構成する半導体レー
ザチップを表わす図で、第５図（ａ）は平面図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）のＶ−Ｖ線における断面図である
。図において、（１）は半導体レーザチップ（１０）は
表面に金を被着した金属電極で、金の厚みは例えば１〜
３μｍである。
ザチップを表わす図で、第５図（ａ）は平面図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）のＶ−Ｖ線における断面図である
。図において、（１）は半導体レーザチップ（１０）は
表面に金を被着した金属電極で、金の厚みは例えば１〜
３μｍである。
第６図は従来の半導体レーザ装置を構成するサブマウン
トを表わす図で、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）
は第６図（８）の■−π線における断面図である。図に
おいて、（３）はＳ１サブマウント、（２１）はＡｕ膜
で、Ａｕ膜（２１）の厚みは例えば３〜５μｍでＳｉサ
グマウント（３）の上面及び下面に施されている。
トを表わす図で、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）
は第６図（８）の■−π線における断面図である。図に
おいて、（３）はＳ１サブマウント、（２１）はＡｕ膜
で、Ａｕ膜（２１）の厚みは例えば３〜５μｍでＳｉサ
グマウント（３）の上面及び下面に施されている。
第７図は従来の半導体レーザ装置を構成するマウントを
表わす図で、第７図（ａ）は平面図、第７図（ｂ）は第
７図（＋）の■−■線における断面図である。
表わす図で、第７図（ａ）は平面図、第７図（ｂ）は第
７図（＋）の■−■線における断面図である。
図において、（４）はＡｇブロック、（４０ｉはＡｕ膜
で、Ａｕ膜（４０）の厚みは数μｍでＡｇブロック（４
）の表面全面を覆っている。
で、Ａｕ膜（４０）の厚みは数μｍでＡｇブロック（４
）の表面全面を覆っている。
次に従来の半導体レーザ装置の構成方法について説明す
る。
る。
第８図は従来の半導体レーザ装置の構成方法を示す図で
、まず、第８図（８）に示すように１半導体レーザチッ
プ（１）をＳｉサブマウント（３）を介してＡｇプロッ
ク（４）上に載せる。しかる後に第８図（ｈ）に示すヨ
ウニ、半導体レーザチップ（１）の上から加圧したまま
下からヒーター（５）で加熱して４００℃程度に昇温さ
せる。すると、Ａｕ８ｉの共晶温度は３６３℃であるか
ら、サブマウント（３）と半導体レーザチップ（１）が
接している側ではサブマウント（３）を構成しているＳ
ｌとＡｕ膜（２１）と半導体レーザチップ（１）の金属
電極（１０）の表面が４００℃程度の昇温で溶けて互い
に混じり合い、ＡｕＳｉ半田として作用する。また、サ
ブマウント（３）とＡｇブロック（４）が接している側
ではサブマウント（３）を構成しているＳｉとＡｕ膜（
２１）とＡｇブロック（４）Ｋ被着したＡｕ膜（４０）
の表面が溶けて互いに混じり合い、ＡｕＳｉ半田として
作用する。そして、ＡｕとＳｉが互いに混じり合ったら
加圧したまま温度を下げる。すると第８図（ｃ）に示す
ように、半導体レーザチップ（１）、サブマウント（３
）、Ａｇブロック（４）がＡｕ８ｉ半田（２２）を介し
て互いに接着される。
、まず、第８図（８）に示すように１半導体レーザチッ
プ（１）をＳｉサブマウント（３）を介してＡｇプロッ
ク（４）上に載せる。しかる後に第８図（ｈ）に示すヨ
ウニ、半導体レーザチップ（１）の上から加圧したまま
下からヒーター（５）で加熱して４００℃程度に昇温さ
せる。すると、Ａｕ８ｉの共晶温度は３６３℃であるか
ら、サブマウント（３）と半導体レーザチップ（１）が
接している側ではサブマウント（３）を構成しているＳ
ｌとＡｕ膜（２１）と半導体レーザチップ（１）の金属
電極（１０）の表面が４００℃程度の昇温で溶けて互い
に混じり合い、ＡｕＳｉ半田として作用する。また、サ
ブマウント（３）とＡｇブロック（４）が接している側
ではサブマウント（３）を構成しているＳｉとＡｕ膜（
２１）とＡｇブロック（４）Ｋ被着したＡｕ膜（４０）
の表面が溶けて互いに混じり合い、ＡｕＳｉ半田として
作用する。そして、ＡｕとＳｉが互いに混じり合ったら
加圧したまま温度を下げる。すると第８図（ｃ）に示す
ように、半導体レーザチップ（１）、サブマウント（３
）、Ａｇブロック（４）がＡｕ８ｉ半田（２２）を介し
て互いに接着される。
上記の半導体レーザ装置において、サブマウント（３）
は半導体レーザチップ（１）とＡｇブロック（４）との
熱膨張率の差に起因するストレスを防ぐためのもので、
従って、サブマウントを構成する材料はレーザチップを
構成する半導体結晶材料と熱膨張率が近いことが必要で
あるが、それと同時にレーザ動作時にチップ内で発生し
た熱を効率良くマウント側へ放熱させる為には、サブマ
ウントの熱伝導率はなるべく高いことが望ましい。
は半導体レーザチップ（１）とＡｇブロック（４）との
熱膨張率の差に起因するストレスを防ぐためのもので、
従って、サブマウントを構成する材料はレーザチップを
構成する半導体結晶材料と熱膨張率が近いことが必要で
あるが、それと同時にレーザ動作時にチップ内で発生し
た熱を効率良くマウント側へ放熱させる為には、サブマ
ウントの熱伝導率はなるべく高いことが望ましい。
しかしながら、従来の半導体レーザ装置はサブマウント
が熱伝導率の低いＳｉで構成されていたので素子の熱抵
抗が高くなり、レーザの温度特性の点からも寿命の点か
らも不利になるという問題点があった。
が熱伝導率の低いＳｉで構成されていたので素子の熱抵
抗が高くなり、レーザの温度特性の点からも寿命の点か
らも不利になるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高温動作に有利でかつ長寿命化が期待できる
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
たもので、高温動作に有利でかつ長寿命化が期待できる
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
この発明に係る半導体レーザ装置は、サブマウントとし
てＳＬよりも熱伝導率の高い材料、例えばＳｉＣ又はＣ
ｕＷ等を用い、その上面、下面に８１膜及びＡｕ膜を形
成したものである。
てＳＬよりも熱伝導率の高い材料、例えばＳｉＣ又はＣ
ｕＷ等を用い、その上面、下面に８１膜及びＡｕ膜を形
成したものである。
［作用］
この発明における半導体レーザ装置は、サブマウントに
Ｓｉよしも熱伝導率の高いＢＩＣｓ又はＣｕＷ等の材料
を用いているので、素子の熱抵抗が低くなり高温動作に
有利になり、また、サブマウントの上面、下面ＫＳｉ膜
及びＡｕ膜を形成しているため、組立時１ｃ Ａｕ８ｉ
の共晶温度以上に昇温するだけでＡｕとＳｉとが溶けて
混じり合い、Ａｕ８ｉ半田となる。
Ｓｉよしも熱伝導率の高いＢＩＣｓ又はＣｕＷ等の材料
を用いているので、素子の熱抵抗が低くなり高温動作に
有利になり、また、サブマウントの上面、下面ＫＳｉ膜
及びＡｕ膜を形成しているため、組立時１ｃ Ａｕ８ｉ
の共晶温度以上に昇温するだけでＡｕとＳｉとが溶けて
混じり合い、Ａｕ８ｉ半田となる。
〔突施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
まず、この発明の半導体レーザ装置の構成について説明
する。
する。
第１図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置を
構成する半導体レーザチップを表わす図で、第１図（ａ
）は平面図、第１図（ｂ）は第１図（８）の１−Ｉ線に
おける断面図である。図において、（１）は半導体レー
ザチップ、（１０）は電極金属で、第５図に示した従来
の半導体レーザ装置と同様である。
構成する半導体レーザチップを表わす図で、第１図（ａ
）は平面図、第１図（ｂ）は第１図（８）の１−Ｉ線に
おける断面図である。図において、（１）は半導体レー
ザチップ、（１０）は電極金属で、第５図に示した従来
の半導体レーザ装置と同様である。
第２図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置を
構成するサブマウントを表わす図て、第２図（ａ）は平
面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のロー〇線における
断面図である。図において、（２）はＳｉＣサブマウン
ト、（２０）はＳｉ膜、（２１）はＡｕ膜で、Ｓｉ膜（
２０）の厚みは例えば１０００〜４ｏｏｏＸＡｕ膜（２
１）の厚みは例えばａｏｏｏ；〜１μｍで、ＳｉＣサブ
マウント（２）の上面及び下面に施されている。
構成するサブマウントを表わす図て、第２図（ａ）は平
面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のロー〇線における
断面図である。図において、（２）はＳｉＣサブマウン
ト、（２０）はＳｉ膜、（２１）はＡｕ膜で、Ｓｉ膜（
２０）の厚みは例えば１０００〜４ｏｏｏＸＡｕ膜（２
１）の厚みは例えばａｏｏｏ；〜１μｍで、ＳｉＣサブ
マウント（２）の上面及び下面に施されている。
第３図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置を
構成するマウントを表わす図で、第３図（ａ）は平面図
、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の■−■線における断面
図である。図において、（４）はＡｇブロック（４０）
は厚み数ｐｍのＡｕ膜で、第７図に示した従来の半導体
レーザ装置を構成するマウントと同様である。
構成するマウントを表わす図で、第３図（ａ）は平面図
、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の■−■線における断面
図である。図において、（４）はＡｇブロック（４０）
は厚み数ｐｍのＡｕ膜で、第７図に示した従来の半導体
レーザ装置を構成するマウントと同様である。
次に半導体レーザ装置の構成方法について説明する。
第４図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置の
構成方法を示す図で、まず第４図（ａ）に示すように１
半導体レーザチップ（１）をＳｉＣサプマウント（２）
を介してＡｇブロック（４）上に載せる。しかる後に、
第４図（ｂ）に示すように半導体レーザチップ（１）の
上から加圧したまま下からヒーター（５）で加熱して、
ＡｕＳｉの共晶温度（３６３℃）以上、例えば４００℃
程度に昇温させる。すると、サブマウント（２）と半導
体レーザチップ（１）が接している側ではサブマウント
（２）に被着したＳ１膜（２０）とＡｕ膜（２１）及び
半導体レーザチップ（１）の金属電極（ｌＯ）の表面が
溶けて互いに混じ抄合い、ＡｕＳｉ半田と、なる。また
、サブマウント（２）とＡｇブロック（４）が接してい
る側ではサブマウント（２）に被着したＳｉ膜（２０）
とＡｕ膜（２１）及びＡｇブロック（４）に被着したＡ
ｕ膜（４０）の表面が溶けて互いに混じり合い、ＡｕＳ
ｉ半田として作用す＆そして、ＡｕとＳｉが互いに混じ
り合ったら加圧したまま温度を下げる。すると第４図（
ｃ）に示すように、半導体レーザチップ（１）、サブマ
ウント（２）、Ａ、１７’ロツク（４）がＡｕ８ｉ半田
（２２）を介して互いに接着される。
構成方法を示す図で、まず第４図（ａ）に示すように１
半導体レーザチップ（１）をＳｉＣサプマウント（２）
を介してＡｇブロック（４）上に載せる。しかる後に、
第４図（ｂ）に示すように半導体レーザチップ（１）の
上から加圧したまま下からヒーター（５）で加熱して、
ＡｕＳｉの共晶温度（３６３℃）以上、例えば４００℃
程度に昇温させる。すると、サブマウント（２）と半導
体レーザチップ（１）が接している側ではサブマウント
（２）に被着したＳ１膜（２０）とＡｕ膜（２１）及び
半導体レーザチップ（１）の金属電極（ｌＯ）の表面が
溶けて互いに混じ抄合い、ＡｕＳｉ半田と、なる。また
、サブマウント（２）とＡｇブロック（４）が接してい
る側ではサブマウント（２）に被着したＳｉ膜（２０）
とＡｕ膜（２１）及びＡｇブロック（４）に被着したＡ
ｕ膜（４０）の表面が溶けて互いに混じり合い、ＡｕＳ
ｉ半田として作用す＆そして、ＡｕとＳｉが互いに混じ
り合ったら加圧したまま温度を下げる。すると第４図（
ｃ）に示すように、半導体レーザチップ（１）、サブマ
ウント（２）、Ａ、１７’ロツク（４）がＡｕ８ｉ半田
（２２）を介して互いに接着される。
以上のように本実施例による半導体レーザ装置では、サ
ブマウントの材料にＳｉよりも熱伝導率が１．６倍高い
ＥｌｉＣを用いているため、レーザ動作時にレーザチッ
プ内で発生する熱を効率良くマウント、つまりＡｇブロ
ック側へ放熱させることができる。
ブマウントの材料にＳｉよりも熱伝導率が１．６倍高い
ＥｌｉＣを用いているため、レーザ動作時にレーザチッ
プ内で発生する熱を効率良くマウント、つまりＡｇブロ
ック側へ放熱させることができる。
また、ＳｉＣサブマウントの上面及び下面にＳｉ膜とＡ
ｕ膜を被着しているので、従来と同様の方法。
ｕ膜を被着しているので、従来と同様の方法。
すなわち、ＡｕＳｉの共晶温度まで昇温することにより
Ａｕと８１が溶けて混じり合い自動的にＡｕＳｉ半田を
形成する方法で接着することができる。
Ａｕと８１が溶けて混じり合い自動的にＡｕＳｉ半田を
形成する方法で接着することができる。
なお、上記実施例ではサブマウントの材料としてＳｉＣ
を用いた場合を示したが、サブマウントの材料は必ずし
もＳｉＣである必要はなく、レーザチップを構成する半
導体結晶材料と熱膨張係数が近く、かつ熱伝導率がＳｉ
よりも高いものであれば。
を用いた場合を示したが、サブマウントの材料は必ずし
もＳｉＣである必要はなく、レーザチップを構成する半
導体結晶材料と熱膨張係数が近く、かつ熱伝導率がＳｉ
よりも高いものであれば。
例えばＣｕＷ等の他の材料でも上記実施例と同様の効果
を奏する。
を奏する。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、サブマウントに８１よ
りも熱伝導率の高い材料を用いたので、レーザ動作時に
レーザチップ内で発生する熱を効率良く放熱することが
できその結果、素子の熱抵抗が低くなり高温動作に有利
になるとともに長寿命化が期待できる。
りも熱伝導率の高い材料を用いたので、レーザ動作時に
レーザチップ内で発生する熱を効率良く放熱することが
できその結果、素子の熱抵抗が低くなり高温動作に有利
になるとともに長寿命化が期待できる。
また、サブマウントの上面、下面にＳｉ膜及びＡｕ膜を
形成しているので、組立時１ｃ ＡｕＳｉの共晶温度ま
で昇温させることにより、自動的にＡｕＳｉ半田を形成
することができるため極めてその作業性が良いなどの効
果がある。
形成しているので、組立時１ｃ ＡｕＳｉの共晶温度ま
で昇温させることにより、自動的にＡｕＳｉ半田を形成
することができるため極めてその作業性が良いなどの効
果がある。
第１図（ａＨｂ）はこの発明の一実施例である半導体レ
ーザ装置を構成する半導体レーザチップの平面図および
断面図、第２図（ａ） （ｂ）はこの発明の一実施例で
ある半導体レーザ装置を構成するサブマウントの平面図
および断面図、第３図（ａ３（ｂ）はこの発明の一実施
例である半導体レーザ装置を構成するマウントの平面図
および断面図、第４図（８）〜（ｃ３はこの発明の一実
施例である半導体レーザ装置の構成方法を示す工程斜視
図および工程断面図、第５図（ａ）（ｂ）は従来の半導
体レーザ装置を構成する半導体レーザチップの平面図お
よび断面図、第６図（ａ＞（ｂ）は従来の半導体レーザ
装置を構成するサブマウントの平面図および断面図、第
７図（ａＨｂ）は従来の半導体レーザ装置を構成するマ
ウントの平面図および断面図、第８図（ｓ）〜（ｃ）は
従来の半導体レーザ装置の構成方法を示す工程斜視図お
よび工程断面図である。 図において、（１）は半導体レーザチップ、（２）はＳ
ＩＣサブマウント、（１０）は表面にＡｕ膜を配した金
属電極、（２０）はＳｉ膜、（２１）はＡｕ膜、（４）
はＡｇブロック、（４０）はＡｕ膜を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ーザ装置を構成する半導体レーザチップの平面図および
断面図、第２図（ａ） （ｂ）はこの発明の一実施例で
ある半導体レーザ装置を構成するサブマウントの平面図
および断面図、第３図（ａ３（ｂ）はこの発明の一実施
例である半導体レーザ装置を構成するマウントの平面図
および断面図、第４図（８）〜（ｃ３はこの発明の一実
施例である半導体レーザ装置の構成方法を示す工程斜視
図および工程断面図、第５図（ａ）（ｂ）は従来の半導
体レーザ装置を構成する半導体レーザチップの平面図お
よび断面図、第６図（ａ＞（ｂ）は従来の半導体レーザ
装置を構成するサブマウントの平面図および断面図、第
７図（ａＨｂ）は従来の半導体レーザ装置を構成するマ
ウントの平面図および断面図、第８図（ｓ）〜（ｃ）は
従来の半導体レーザ装置の構成方法を示す工程斜視図お
よび工程断面図である。 図において、（１）は半導体レーザチップ、（２）はＳ
ＩＣサブマウント、（１０）は表面にＡｕ膜を配した金
属電極、（２０）はＳｉ膜、（２１）はＡｕ膜、（４）
はＡｇブロック、（４０）はＡｕ膜を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 半導体レーザチップとサブマウントとマウントから構
成され、前記サブマウントの表面にＳｉ膜とＡｕ膜が形
成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15124690A JPH0442591A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15124690A JPH0442591A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442591A true JPH0442591A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15514462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15124690A Pending JPH0442591A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004571A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5489489A (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-16 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
| JPS63144588A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体チツプレ−ザ用サブマウント |
| JPH01187991A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH01293691A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ素子用サブマウント |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP15124690A patent/JPH0442591A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5489489A (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-16 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
| JPS63144588A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体チツプレ−ザ用サブマウント |
| JPH01187991A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH01293691A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ素子用サブマウント |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004571A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
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