JPS59210687A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS59210687A JPS59210687A JP59088267A JP8826784A JPS59210687A JP S59210687 A JPS59210687 A JP S59210687A JP 59088267 A JP59088267 A JP 59088267A JP 8826784 A JP8826784 A JP 8826784A JP S59210687 A JPS59210687 A JP S59210687A
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- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- ausn
- laser element
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0235—Method for mounting laser chips
- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
本発明は半導体レーザ装置に関し、更に詳述すオＬば半
導体マウン１〜を具えた半導体レーザ装置に関するもの
である。
導体マウン１〜を具えた半導体レーザ装置に関するもの
である。
半導体レーザを室温で連続発振させるには、発振の際に
発生する熱を外部に放散させるピー１−シンクが必要不
可欠である。ヒートシンクは連邦サブマウン１−と半導
体レーザ素子をマウン１−するための溶融金属より構成
さオしている。従来の汎用ピー１−シンクとしては、サ
ブマウントの上にＩｎｋ属を真空蒸着したものがあげら
れる。しかしながら、このピー１−シンクに半導体レー
ザ素子をマウントした場合、次に述べるような欠点があ
った。
発生する熱を外部に放散させるピー１−シンクが必要不
可欠である。ヒートシンクは連邦サブマウン１−と半導
体レーザ素子をマウン１−するための溶融金属より構成
さオしている。従来の汎用ピー１−シンクとしては、サ
ブマウントの上にＩｎｋ属を真空蒸着したものがあげら
れる。しかしながら、このピー１−シンクに半導体レー
ザ素子をマウントした場合、次に述べるような欠点があ
った。
（１）長時間連続発振させると熱抵抗が上昇する。特に
、これは高温高湿の雰囲気の場合、顕著である。
、これは高温高湿の雰囲気の場合、顕著である。
（２）マウントした後に半導体レーザ素子よりワイヤを
取る際、Ｉｎの融点ｚｓ６．ｓ℃以上より上げられない
ため、ワイヤボンドしにくい。
取る際、Ｉｎの融点ｚｓ６．ｓ℃以上より上げられない
ため、ワイヤボンドしにくい。
（３） ワイヤを半導体レーザ素子より取る時に、せん
断応力が加わると半導体レーザ素子が動いてしまう。そ
のため、マウント時に折角位置合わせしたのが無、意味
になることがある。
断応力が加わると半導体レーザ素子が動いてしまう。そ
のため、マウント時に折角位置合わせしたのが無、意味
になることがある。
本発明の目的は上記欠点を除去して、歪のない放熱効率
の良好な半導体マウントを具えた半導体レーザ装置を提
供することにある。
の良好な半導体マウントを具えた半導体レーザ装置を提
供することにある。
上記目的を達成するための本発明は、半導体マウントに
形成された厚さ５００〜２００ＯＡのＣｒ層と、該層上
に形成された厚さ１．５〜４μＩＩＩのＡ ｕｘ ｓ
ｎ ｌ−Ｘ （但し０．０８≦Ｘ≦０．２）ＦＪと、
゛該層」二に形成された半導体レーザ素子を有してな
る。
形成された厚さ５００〜２００ＯＡのＣｒ層と、該層上
に形成された厚さ１．５〜４μＩＩＩのＡ ｕｘ ｓ
ｎ ｌ−Ｘ （但し０．０８≦Ｘ≦０．２）ＦＪと、
゛該層」二に形成された半導体レーザ素子を有してな
る。
上述のＡｕＳｎ膜はＸが０．０８即ちＡ ｕ Ｏ，０１
ｌＳ ｎｏ、９２のときの融点は２１７℃である。一方
Ｘが０．２即ちＡ ’ ０．２８ｎ０．１１のときの融
点は２８０°Ｃである。上記温度範囲以上の熱処理温度
でレーザ索子と接着を行なう冷却の際上記索子−の結晶
内しこ歪を導入し欠陥を生じてしまう。欠陥の生じた素
子は青金が短かい。また、上記温度範囲以１；の熱処理
温度てレーザ素子と接着を行なうと接着がうまくいかす
、すく剥離してしまう。上述の組成範囲のＡｕ Ｓ ｎ
層が最もレーザ素子と接着性が良１１ｆであった。この
半導体レーザ装置の特長は以下の点にある。
ｌＳ ｎｏ、９２のときの融点は２１７℃である。一方
Ｘが０．２即ちＡ ’ ０．２８ｎ０．１１のときの融
点は２８０°Ｃである。上記温度範囲以上の熱処理温度
でレーザ索子と接着を行なう冷却の際上記索子−の結晶
内しこ歪を導入し欠陥を生じてしまう。欠陥の生じた素
子は青金が短かい。また、上記温度範囲以１；の熱処理
温度てレーザ素子と接着を行なうと接着がうまくいかす
、すく剥離してしまう。上述の組成範囲のＡｕ Ｓ ｎ
層が最もレーザ素子と接着性が良１１ｆであった。この
半導体レーザ装置の特長は以下の点にある。
（１）半導体レーザ素子の電極面とＡｕ５ｎＷｊの合金
化した面が一様に漏れて接不されるため、空気層などが
介在することがなく熱抵抗が小さい。
化した面が一様に漏れて接不されるため、空気層などが
介在することがなく熱抵抗が小さい。
（２） Ａｕ Ｓ ｎの共晶温度である２１７℃に辺い
温度でマウントできるため、半導体レーザ素子とＡｕＳ
ｎおよびＳｊ サブマウントのそれぞれの熱膨張係数の
差による歪が緩和でき、素子にス１−レスが加わらな（
Ａｏ （３）共晶組成にＡｕＳｎ層が近いため、適当な固さを
持ち、従来のＩｎに比べてマウン１−後、せん断応力に
対しても強い。
温度でマウントできるため、半導体レーザ素子とＡｕＳ
ｎおよびＳｊ サブマウントのそれぞれの熱膨張係数の
差による歪が緩和でき、素子にス１−レスが加わらな（
Ａｏ （３）共晶組成にＡｕＳｎ層が近いため、適当な固さを
持ち、従来のＩｎに比べてマウン１−後、せん断応力に
対しても強い。
（４） ΔＵを全く含まないＳｎに比べて、ＡｕＳｎ層
はマウント時に凝集が生じにくいので接着が良好である
。
はマウント時に凝集が生じにくいので接着が良好である
。
（５） マウントした後、半導体レーザ素子より、ワイ
ヤを取る際、２１７℃近傍まで温度を上げられるため、
ワイヤボンドし易い。
ヤを取る際、２１７℃近傍まで温度を上げられるため、
ワイヤボンドし易い。
（６）長時間連続発振させても、熱放散が良好で接着面
での熱抵抗が上昇しない。高温高湿の雰囲気の場合でも
、殆んど熱抵抗の上昇が見られない。
での熱抵抗が上昇しない。高温高湿の雰囲気の場合でも
、殆んど熱抵抗の上昇が見られない。
以下実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例としての半導体レーザ装置の
概略断面図である１゜ 図に示すように半導体レーザ装置は、パンケージ容器１
十に（７，ｒ層３および５と該層上にＡｕ Ｓ ｎ層２
および６を具えたピー１−シンクとしてのＳ」サブマウ
ン１−４を擁している。このサブマウン１〜４」二に半
導体レーザ素Ｔ−７が形成さＡしている。このレーザ素
子７の所定の領域にボンディングにより形成されたり一
１〜線８が形成されて半導体レーザ装置が構造されてい
る。次にこのレーザ装置の製造方法について述べる。ま
ず、Ｓ」サブマウン１−４にＣｒを真空蒸着し、Ｃｒ層
５を形成する。
概略断面図である１゜ 図に示すように半導体レーザ装置は、パンケージ容器１
十に（７，ｒ層３および５と該層上にＡｕ Ｓ ｎ層２
および６を具えたピー１−シンクとしてのＳ」サブマウ
ン１−４を擁している。このサブマウン１〜４」二に半
導体レーザ素Ｔ−７が形成さＡしている。このレーザ素
子７の所定の領域にボンディングにより形成されたり一
１〜線８が形成されて半導体レーザ装置が構造されてい
る。次にこのレーザ装置の製造方法について述べる。ま
ず、Ｓ」サブマウン１−４にＣｒを真空蒸着し、Ｃｒ層
５を形成する。
層６を形成する。これらＣｒ層、ＡｕＳｎ層をＳ」サブ
マウン１〜の裏面にも同様な手順で真空蒸着する。以上
のようにして作製したピー１−シンクの」−に半導体レ
ーザ素子をマウン］−する。このマウン１〜の製造方法
を次に述べる。まず、ピー１−シンクの上に半導体レー
ザ索子７を乗せ、発光パターンがピー１−シンクにかか
らないように位置合わせを行なう。次に、２１７〜２８
０°Ｃの温度て゛１′導体レーザ素子の電極面とと−ト
シンク表面のＡ ｕ Ｓ ｎ層とを合金化させる。
マウン１〜の裏面にも同様な手順で真空蒸着する。以上
のようにして作製したピー１−シンクの」−に半導体レ
ーザ素子をマウン］−する。このマウン１〜の製造方法
を次に述べる。まず、ピー１−シンクの上に半導体レー
ザ索子７を乗せ、発光パターンがピー１−シンクにかか
らないように位置合わせを行なう。次に、２１７〜２８
０°Ｃの温度て゛１′導体レーザ素子の電極面とと−ト
シンク表面のＡ ｕ Ｓ ｎ層とを合金化させる。
上述のＡｕＳｎ層２又は６け、蒸着時点で既にＡｕＳｎ
合金層であっても良いことは勿論であるカＡ ｎ層とＳ
ｎ層の二層、あるいはＳｎ層とＡｕ層とＳｎ層の三層を
構成した後、乙１′ご処理を行なってＡｕＳｎ層に形成
してもよい。なお、８は金属電極である。
合金層であっても良いことは勿論であるカＡ ｎ層とＳ
ｎ層の二層、あるいはＳｎ層とＡｕ層とＳｎ層の三層を
構成した後、乙１′ご処理を行なってＡｕＳｎ層に形成
してもよい。なお、８は金属電極である。
また、必要に応し、次の変形も可能である。上記８１基
板４に不純物拡散などにより高！ｆ５度ドープ（例えば
、Ｉ Ｏ”−１０” ｃｍ−’ ）を行なッテエレクト
ロマイグレーション効果を誘起しないようにしてもよい
。このエレク１−ロマイクレーション効果は、Ｓｉ基板
と金属層の間のショノ１−ギ障壁の存在により、電流が
金属層のみを高電流密度で流れて金属層の表面状態を不
良にする現象である。８１基板に高濃度ドープを行なう
ことにより、電流がＳＪ基板にも流れ上記障害が取り除
かｈろ。
板４に不純物拡散などにより高！ｆ５度ドープ（例えば
、Ｉ Ｏ”−１０” ｃｍ−’ ）を行なッテエレクト
ロマイグレーション効果を誘起しないようにしてもよい
。このエレク１−ロマイクレーション効果は、Ｓｉ基板
と金属層の間のショノ１−ギ障壁の存在により、電流が
金属層のみを高電流密度で流れて金属層の表面状態を不
良にする現象である。８１基板に高濃度ドープを行なう
ことにより、電流がＳＪ基板にも流れ上記障害が取り除
かｈろ。
特に、Ｓｉ基板に７字型の溝あるいは四部を設（ブであ
る場合は−に記効果が誘起しないようにすることが肝要
である。なお、Ｓｊ基板の厚さは通常１、５０〜５００
μＩｌ＋もあればよい。
る場合は−に記効果が誘起しないようにすることが肝要
である。なお、Ｓｊ基板の厚さは通常１、５０〜５００
μＩｌ＋もあればよい。
以上訂・述したように、本発明は半導体マウン１〜上に
ＡｕｘＳ ｎ ＋−ｘ （０、０８≦Ｘ≦０．２）から
なる金属簿膜層を設けることにより、歪のない放熱効率
を向」二せしめる点工業的利益大なるものである。
ＡｕｘＳ ｎ ＋−ｘ （０、０８≦Ｘ≦０．２）から
なる金属簿膜層を設けることにより、歪のない放熱効率
を向」二せしめる点工業的利益大なるものである。
また、上記実施例においては、半導体基板として８１基
板を用いたピー１−シンクを主体に説明したか、本発明
はこれに限定されるものではなく、Ｇ ｅ ＋ Ｇ ＋
３ΔＳなどの化合物゛１−導体等を用いたＪ易今につい
ても上述の場合とほぼ同様の効果を期待で
板を用いたピー１−シンクを主体に説明したか、本発明
はこれに限定されるものではなく、Ｇ ｅ ＋ Ｇ ＋
３ΔＳなどの化合物゛１−導体等を用いたＪ易今につい
ても上述の場合とほぼ同様の効果を期待で
第１図は本発明の一実施例としての半導体レーザ装置の
概略断面図である。 １・・・容器、２．６−ＡｕＳｎ Ｆｌ、３．５−Ｃｒ
層、４ ・・Ｓｉサブマウン１へ、７ ・・’ｌ’ ｉ
体Ｌ／ −サ素子、８・・・金属電極。 第１図 δ 第１頁の続き ０発 明 者 相木国男 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
概略断面図である。 １・・・容器、２．６−ＡｕＳｎ Ｆｌ、３．５−Ｃｒ
層、４ ・・Ｓｉサブマウン１へ、７ ・・’ｌ’ ｉ
体Ｌ／ −サ素子、８・・・金属電極。 第１図 δ 第１頁の続き ０発 明 者 相木国男 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
Claims (1)
- 表面に全屈薄膜層を有したマウン１〜と、該半導体マウ
ント上に半導体レーザ素子とを少なくとも具えた半導体
レーザ装置において、上記全屈薄膜層はＣｒ層およびΔ
ｕｘＳロｌ−Ｘ層を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP59088267A JPS59210687A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088267A JPS59210687A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59210687A true JPS59210687A (ja) | 1984-11-29 |
Family
ID=13938112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59088267A Pending JPS59210687A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59210687A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0366191A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| EP1267421A4 (en) * | 2000-03-01 | 2006-03-01 | Hamamatsu Photonics Kk | SEMICONDUCTOR LASER DEVICE |
| JP2007250739A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置 |
-
1984
- 1984-05-04 JP JP59088267A patent/JPS59210687A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0366191A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| EP1267421A4 (en) * | 2000-03-01 | 2006-03-01 | Hamamatsu Photonics Kk | SEMICONDUCTOR LASER DEVICE |
| JP2007250739A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置 |
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