JPH05218561A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH05218561A JPH05218561A JP113692A JP113692A JPH05218561A JP H05218561 A JPH05218561 A JP H05218561A JP 113692 A JP113692 A JP 113692A JP 113692 A JP113692 A JP 113692A JP H05218561 A JPH05218561 A JP H05218561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- heat sink
- post
- stem
- pellet
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザペレットをヒートシンク上に載置
・固定し、前記ヒートシンクをステムのポストに載置・
固定して、半導体レーザペレットに生ずる熱応力を低減
する。 【構成】ステムのポストの中央部の少くともヒートシン
クを載置・固定する部分を空洞にする。 【効果】半導体レーザペレット，ヒートシンク，ステム
のポストの各々の弾性常数の差によって半導体レーザペ
レットの活性層付近に生ずる熱応力が低減される。
・固定し、前記ヒートシンクをステムのポストに載置・
固定して、半導体レーザペレットに生ずる熱応力を低減
する。 【構成】ステムのポストの中央部の少くともヒートシン
クを載置・固定する部分を空洞にする。 【効果】半導体レーザペレット，ヒートシンク，ステム
のポストの各々の弾性常数の差によって半導体レーザペ
レットの活性層付近に生ずる熱応力が低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに関し、特
にそのステムのポストの構造に関する。
にそのステムのポストの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザは、図２に示すよう
に、半導体レーザペレット１，ヒートシンク３，ステム
（図示省略）等からなり、ヒートシンクの材質としては
Ｓｉ，またはＣｕＵ等が用いられ、ヒートシンクを載
置，固定するステムのポスト４は半導体レーザの動作時
の熱放散をよくするため、Ｃｕ製のブロックが通常よく
用いられている。またこれらの寸法は、ヒートシンクが
厚さ２００〜３００μｍ幅および奥行きは０．７５〜１
ｍｍであり、ヒートシンクを載置するポストは幅，およ
び厚さが１．５〜２ｍｍ程度，高さが２．５ｍｍ程度の
大きさである。
に、半導体レーザペレット１，ヒートシンク３，ステム
（図示省略）等からなり、ヒートシンクの材質としては
Ｓｉ，またはＣｕＵ等が用いられ、ヒートシンクを載
置，固定するステムのポスト４は半導体レーザの動作時
の熱放散をよくするため、Ｃｕ製のブロックが通常よく
用いられている。またこれらの寸法は、ヒートシンクが
厚さ２００〜３００μｍ幅および奥行きは０．７５〜１
ｍｍであり、ヒートシンクを載置するポストは幅，およ
び厚さが１．５〜２ｍｍ程度，高さが２．５ｍｍ程度の
大きさである。
【０００３】半導体レーザは、前記のヒートシンク，ス
テム等を用いて次のような手順で作製される。即ちステ
ムの所定の位置にモニター用のＳｉ製ホトダイオード
（図示省略）をＡｕ系ソルダーによりマウントし、その
後ヒートシンク上に半導体レーザペレット１をＡｕＳｎ
等のソルダー２により載置・固定し、次いでステム（図
示省略）のポスト４上の所定の位置にＡｕ系ソルダー２
により載置・固定する。その後φ２５μｍの金線（図示
省略）でワイヤボンディングを行い、不活性ガス中でキ
ャップ（図示省略）を封止し、特性選別工程を経て半導
体レーザが完成する。
テム等を用いて次のような手順で作製される。即ちステ
ムの所定の位置にモニター用のＳｉ製ホトダイオード
（図示省略）をＡｕ系ソルダーによりマウントし、その
後ヒートシンク上に半導体レーザペレット１をＡｕＳｎ
等のソルダー２により載置・固定し、次いでステム（図
示省略）のポスト４上の所定の位置にＡｕ系ソルダー２
により載置・固定する。その後φ２５μｍの金線（図示
省略）でワイヤボンディングを行い、不活性ガス中でキ
ャップ（図示省略）を封止し、特性選別工程を経て半導
体レーザが完成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
レーザにおいて、通常よく使用される材料として半導体
レーザペレットはＧａＡｓを基板としてＧａＡｌＡｓ，
ヒートシンクはＳｉ，ステムのポストの材質が銅または
鉄である。各々金系のソルダーによってマウントするこ
とにより、これら各材料の弾性常数の違いによって、半
導体レーザペレットの活性層付近に大きな熱応力が発生
することを避けることが困難である。前述の材料系にお
いてはＡｕＳｎ系のソルダーにより２８０℃でマウント
した後室温にもどすと、ＧａＡｓにおいてすべり転位が
発生するとされる応力の値１×１０8 ［ｄｙｎ／ｃｍ］
を大きく越える応力が発生する。これはヒートシンク材
料としてＧａＡｓと熱膨張係数が同等であるＣｕＷを用
いると一定の改善が見られる。しかし、本来応力の発生
が半導体レーザペレット、ヒートシンク、ステムのポス
トの３者の異種材料の接合により発生するものであり、
前述の構造、寸法は以下に示すように必ずしも最適なも
のであるとは言いがたい。
レーザにおいて、通常よく使用される材料として半導体
レーザペレットはＧａＡｓを基板としてＧａＡｌＡｓ，
ヒートシンクはＳｉ，ステムのポストの材質が銅または
鉄である。各々金系のソルダーによってマウントするこ
とにより、これら各材料の弾性常数の違いによって、半
導体レーザペレットの活性層付近に大きな熱応力が発生
することを避けることが困難である。前述の材料系にお
いてはＡｕＳｎ系のソルダーにより２８０℃でマウント
した後室温にもどすと、ＧａＡｓにおいてすべり転位が
発生するとされる応力の値１×１０8 ［ｄｙｎ／ｃｍ］
を大きく越える応力が発生する。これはヒートシンク材
料としてＧａＡｓと熱膨張係数が同等であるＣｕＷを用
いると一定の改善が見られる。しかし、本来応力の発生
が半導体レーザペレット、ヒートシンク、ステムのポス
トの３者の異種材料の接合により発生するものであり、
前述の構造、寸法は以下に示すように必ずしも最適なも
のであるとは言いがたい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザは前述のような従来の半導体レーザと異なり、ステム
のポストの中央部の少くともヒートシンクを載置・固定
する部分を空洞にしている。
ザは前述のような従来の半導体レーザと異なり、ステム
のポストの中央部の少くともヒートシンクを載置・固定
する部分を空洞にしている。
【０００６】
【実施例】次に本発明による実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【０００７】図１は本発明による実施例の断面図であ
り、１は半導体レーザペレット，２はソルダー，３はＣ
ｕＷ製のヒートシンク，４は本発明によるステム（図示
せず）のＣｕ製のポストであり、ポストの中央部のヒー
トシンクを載置・固定する部分にヒートシンクの長さ分
だけ空洞部５を形成した。
り、１は半導体レーザペレット，２はソルダー，３はＣ
ｕＷ製のヒートシンク，４は本発明によるステム（図示
せず）のＣｕ製のポストであり、ポストの中央部のヒー
トシンクを載置・固定する部分にヒートシンクの長さ分
だけ空洞部５を形成した。
【０００８】これは次のような手順で作製される。即ち
１．０ｍｍ角，厚さ２８０μｍのＣｕＷの上，下面に所
定の表面処理を施した後、Ａｕを０．５μｍ真空蒸着
し、その後金属マスクによりＡｕＳｎを３〜５μｍ蒸着
する。次に半導体レーザペレット１をヒートシンク３の
ソルダー部上の所定の位置に載置し、加熱して半導体レ
ーザペレット１のマウント面側のＡｕ電極とソルダー２
とを溶融させる。溶融したソルダーは所定の時間経過
後、冷却されて固定し、半導体レーザペレット１がヒー
トシンク３上に固定される。
１．０ｍｍ角，厚さ２８０μｍのＣｕＷの上，下面に所
定の表面処理を施した後、Ａｕを０．５μｍ真空蒸着
し、その後金属マスクによりＡｕＳｎを３〜５μｍ蒸着
する。次に半導体レーザペレット１をヒートシンク３の
ソルダー部上の所定の位置に載置し、加熱して半導体レ
ーザペレット１のマウント面側のＡｕ電極とソルダー２
とを溶融させる。溶融したソルダーは所定の時間経過
後、冷却されて固定し、半導体レーザペレット１がヒー
トシンク３上に固定される。
【０００９】その後、前記の半導体レーザペレット１が
載置・固定されたヒートシンク３を、ヒートシンクが載
置されるステムのＣｕ製のポスト４の面に垂直に前記の
空洞部５を設けたポスト上の所定の位置に同様なＡｕ系
のソルダーにより載置し、固定する。さらにワイヤーボ
ンディング工程，キャップ封止工程を経て、本発明によ
る半導体レーザが作製される。
載置・固定されたヒートシンク３を、ヒートシンクが載
置されるステムのＣｕ製のポスト４の面に垂直に前記の
空洞部５を設けたポスト上の所定の位置に同様なＡｕ系
のソルダーにより載置し、固定する。さらにワイヤーボ
ンディング工程，キャップ封止工程を経て、本発明によ
る半導体レーザが作製される。
【００１０】本実施例における熱応力低減の効果を有限
要素法により求めた。その結果は、ポストの空洞部の容
積が大きくなるとステムのＣｕポストの影響が小さくな
り、空洞部の大きさが、ヒートシンクと平行な径が１．
４ｍｍ，垂直な径が１．０ｍｍのとき、従来の場合と比
較して約３０％に減少する。またこれによる熱抵抗の悪
化は殆ど無く、無視できる程度のものであった。
要素法により求めた。その結果は、ポストの空洞部の容
積が大きくなるとステムのＣｕポストの影響が小さくな
り、空洞部の大きさが、ヒートシンクと平行な径が１．
４ｍｍ，垂直な径が１．０ｍｍのとき、従来の場合と比
較して約３０％に減少する。またこれによる熱抵抗の悪
化は殆ど無く、無視できる程度のものであった。
【００１１】第２の実施例としてステムのポストの材料
を鉄に変えて作製した。鉄はステムの材料として低価格
の半導体レーザ用に一般的によく用いられるが、この場
合においても前記実施例と同様な効果が見られる。
を鉄に変えて作製した。鉄はステムの材料として低価格
の半導体レーザ用に一般的によく用いられるが、この場
合においても前記実施例と同様な効果が見られる。
【００１２】以上、矩形の空洞部を有する場合につき説
明したが、円形の場合についても、ほぼ同様な効果があ
る。なお、いずれの場合においても使用する材料系の弾
性常数に応じて、ステムのポストの厚さには、ペレッ
ト，ヒートシンクそれぞれの寸法に応じた最適な範囲が
あり、材料系に応じた最適値を選択すべきであることは
言う迄もない。
明したが、円形の場合についても、ほぼ同様な効果があ
る。なお、いずれの場合においても使用する材料系の弾
性常数に応じて、ステムのポストの厚さには、ペレッ
ト，ヒートシンクそれぞれの寸法に応じた最適な範囲が
あり、材料系に応じた最適値を選択すべきであることは
言う迄もない。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば半
導体レーザペレットの活性層付近に生ずる熱応力が低減
される。
導体レーザペレットの活性層付近に生ずる熱応力が低減
される。
【図１】本発明による半導体レーザの半導体レーザペレ
ット，ヒートシンク，ステムのポストの３者を表わす断
面図である。
ット，ヒートシンク，ステムのポストの３者を表わす断
面図である。
【図２】従来例の半導体レーザの断面図である。
１ 半導体レーザペレット ２ ソルダー ３ ヒートシンク ４ ポスト ５ 空洞部
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザペレットを載置したヒート
シンクをステムのポストに載置・固定した半導体レーザ
において、前記ポストの中央部の少くともヒートシンク
を載置・固定する部分を空洞にしたことを特徴とする半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP113692A JPH05218561A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP113692A JPH05218561A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218561A true JPH05218561A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11493034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP113692A Withdrawn JPH05218561A (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218561A (ja) |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP113692A patent/JPH05218561A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |