JPS5927568A - 半導体素子 - Google Patents
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- JPS5927568A JPS5927568A JP57137704A JP13770482A JPS5927568A JP S5927568 A JPS5927568 A JP S5927568A JP 57137704 A JP57137704 A JP 57137704A JP 13770482 A JP13770482 A JP 13770482A JP S5927568 A JPS5927568 A JP S5927568A
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- 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
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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】
この発明は温度補償機構を有する半導体素子に関するも
のである。
のである。
以下、発光素子を例にとり説明する。
従来発光素子の温度補償を行う1局合には11発光素子
を含む系全体を空冷装置、水冷装置などの温度調整装置
を用いて所定温度に保持する方式、または発光素子の特
性の一部例えば発光量が所定値忙なるよう九発光素子の
駆動電流1r温度変化に応じて増減する方式が用いられ
−Cい2)。
を含む系全体を空冷装置、水冷装置などの温度調整装置
を用いて所定温度に保持する方式、または発光素子の特
性の一部例えば発光量が所定値忙なるよう九発光素子の
駆動電流1r温度変化に応じて増減する方式が用いられ
−Cい2)。
ところで、温度調整@置を用いて発光素子を含む系全体
を温度補償する方式では、装置が大がかりとなり、その
上発光素子チ・ツブの微妙な温度変化に対応できないと
いう欠点がある。また、発光素子の駆動電流を温度変化
に応じ−C増減する方式では、発光素子の特性のうち例
えば発光量の温度補償は行なえるが1.その他の特性例
えば発光波長などの温度補償は行なえないという欠点が
ある。
を温度補償する方式では、装置が大がかりとなり、その
上発光素子チ・ツブの微妙な温度変化に対応できないと
いう欠点がある。また、発光素子の駆動電流を温度変化
に応じ−C増減する方式では、発光素子の特性のうち例
えば発光量の温度補償は行なえるが1.その他の特性例
えば発光波長などの温度補償は行なえないという欠点が
ある。
この発明は、上述の欠点に鑑みてなされたもので、半導
体素子のチップが固着された金属ステムをペルチェ効果
によって直接冷却することによって、緒特性の安定な温
度補償機構付半導体素子を提供することを目的とする。
体素子のチップが固着された金属ステムをペルチェ効果
によって直接冷却することによって、緒特性の安定な温
度補償機構付半導体素子を提供することを目的とする。
第1図および第2図はそれぞれこの発明の一実施例の温
度補償機構付発光素子を示す断面図および等価回路図で
ある。
度補償機構付発光素子を示す断面図および等価回路図で
ある。
図において、(1)は発光素子チップ、(2)は第2図
に示すよう圧、入力側に温度センサー(2a)を有しこ
の温度センサー(2a)が検出した温度に対応した電流
を出力して塩度制御を行う温度制御用回路素子チップで
ある。(3)は第1の主面部に発光素子チップ(1)
f装着する発光素子チップ装着用凹部(3a)と温度制
御用回路素子チップ(2)を装着する回路素子チップ装
着用凹部(3b)とが設けられた金属ステムである。な
お、発光素子チップ(1)の陰極が発光素子デツプ装着
用凹部(3a)の底面に固着されている。
に示すよう圧、入力側に温度センサー(2a)を有しこ
の温度センサー(2a)が検出した温度に対応した電流
を出力して塩度制御を行う温度制御用回路素子チップで
ある。(3)は第1の主面部に発光素子チップ(1)
f装着する発光素子チップ装着用凹部(3a)と温度制
御用回路素子チップ(2)を装着する回路素子チップ装
着用凹部(3b)とが設けられた金属ステムである。な
お、発光素子チップ(1)の陰極が発光素子デツプ装着
用凹部(3a)の底面に固着されている。
(4)は回路素子チップ装着用凹部(3b)の金属ふた
である。(5)はビスマス(Bi)Iスズ(Sn)、テ
ルル(Te)を構成元素とするBib、 5・Sn1.
5・Te3からなるp形半導体、(6)および(7)は
Bi、 To、セレン(日θ)を構成元素とするBi2
・Te2.7・SO2,3からなるn形半導体で、これ
らのp形半導体(5)およびn形半導体(li) 、
(7)の第1の端面は金属ステム(3)の第2の主面の
一発光素子チツブ装着用四部(3a)に対応する部分上
に共通にSn板(8)を介して固着されている。(9)
はコツプ状のセラミックスからなり金属ステム(3)の
第1の主面側を上にして金属ステム(3)、p形半導体
(5)およびn形半導体(6) 、 (7)を収容する
ケースで、このケース(9)の底板上Kp形半導体(5
)の第2の端面がSn板(10を介して固着されており
、これと同様に、n形半導体「6) + (7) ノ@
2 (D端面がそれぞれBn板Ql)、(12゜を介し
てケース(9)の底板上に固Xrされている。なお、図
示してない力和n板(lυ、(1〕はケース(9)の底
面上に形成された金属配線層によって接続されている。
である。(5)はビスマス(Bi)Iスズ(Sn)、テ
ルル(Te)を構成元素とするBib、 5・Sn1.
5・Te3からなるp形半導体、(6)および(7)は
Bi、 To、セレン(日θ)を構成元素とするBi2
・Te2.7・SO2,3からなるn形半導体で、これ
らのp形半導体(5)およびn形半導体(li) 、
(7)の第1の端面は金属ステム(3)の第2の主面の
一発光素子チツブ装着用四部(3a)に対応する部分上
に共通にSn板(8)を介して固着されている。(9)
はコツプ状のセラミックスからなり金属ステム(3)の
第1の主面側を上にして金属ステム(3)、p形半導体
(5)およびn形半導体(6) 、 (7)を収容する
ケースで、このケース(9)の底板上Kp形半導体(5
)の第2の端面がSn板(10を介して固着されており
、これと同様に、n形半導体「6) + (7) ノ@
2 (D端面がそれぞれBn板Ql)、(12゜を介し
てケース(9)の底板上に固Xrされている。なお、図
示してない力和n板(lυ、(1〕はケース(9)の底
面上に形成された金属配線層によって接続されている。
(13け第1の端部側の先端が金属ステム(3)の第1
の主面上に出るように金属ステム(3)を頁通しこれに
絶縁されて封着されるとともに第2の端部側がケース(
9)の底板を貫通して外部へ出るように設けられ第1の
端部側の先端が金ワイヤ(1→を介して発光素子チップ
(1)の陽極に接続された陽極リード、0υは第1の端
部側の先端が凹部(3b)内に出るように四部(3b)
の底部を貫通しこれに絶縁されて封着されるとともに第
2の端部側がケース(9)の底板を貫通して外部へ出る
ように設けられ第1の端部側の先端が金ワイヤaQを介
して温度制御用回路素子チップ(2)の電源端子に接続
された電源リード、α力は第1の端部側の先端が凹部(
3b)内に出るように凹部(3b)の底部を貫通しこれ
に絶縁されて封着されるとともに第2の端部側の先端が
ケース(9)の底板上に形成された金属配線層Q1を介
してOn板αηに接続され第1の端部側の先端が金ワイ
ヤQ’Jを介して温度制御用回路素子チップ(2)の出
力端子に接続−された出力リード、翰は一方の端部側の
先端がSn ″板θ1に接続されるようにケース(9)
の底板を貫通□してこれに保持され他方の端部側が外部
へ出るように設けられ接地される接地リードである。Q
υは発光素子チップ(1)、金ワイヤ(l→および陽極
リード(13の第1の端部側の先端部を覆うように凹部
(3a)の内壁面上から金属ステム(3)の第1の主面
上および金属ふた(4)の表面上の一部にわたって設け
られた透明vI#脂、(22は金属ステム(3)とケー
ス(9)との間のすき間に充填された発泡スチロールな
ど断熱樹脂である。
の主面上に出るように金属ステム(3)を頁通しこれに
絶縁されて封着されるとともに第2の端部側がケース(
9)の底板を貫通して外部へ出るように設けられ第1の
端部側の先端が金ワイヤ(1→を介して発光素子チップ
(1)の陽極に接続された陽極リード、0υは第1の端
部側の先端が凹部(3b)内に出るように四部(3b)
の底部を貫通しこれに絶縁されて封着されるとともに第
2の端部側がケース(9)の底板を貫通して外部へ出る
ように設けられ第1の端部側の先端が金ワイヤaQを介
して温度制御用回路素子チップ(2)の電源端子に接続
された電源リード、α力は第1の端部側の先端が凹部(
3b)内に出るように凹部(3b)の底部を貫通しこれ
に絶縁されて封着されるとともに第2の端部側の先端が
ケース(9)の底板上に形成された金属配線層Q1を介
してOn板αηに接続され第1の端部側の先端が金ワイ
ヤQ’Jを介して温度制御用回路素子チップ(2)の出
力端子に接続−された出力リード、翰は一方の端部側の
先端がSn ″板θ1に接続されるようにケース(9)
の底板を貫通□してこれに保持され他方の端部側が外部
へ出るように設けられ接地される接地リードである。Q
υは発光素子チップ(1)、金ワイヤ(l→および陽極
リード(13の第1の端部側の先端部を覆うように凹部
(3a)の内壁面上から金属ステム(3)の第1の主面
上および金属ふた(4)の表面上の一部にわたって設け
られた透明vI#脂、(22は金属ステム(3)とケー
ス(9)との間のすき間に充填された発泡スチロールな
ど断熱樹脂である。
次に、この実施例の作用について説明する。
まず、陽極リードa3および電源リード(lと接地リー
ド翰との間にそれぞれ所定の電圧を印加すると、陽極リ
ード(【埠から発光素子チップ(1)、金属ステム(3
)およびp形半導体(5)を通って接地リード翰に電流
が流れ、この電流によって発光素子チップ(1)が発光
する。これと同時に、温度センサー(2a)が検出した
金属ステム(3)の温度に対応した電流が出力カードO
f)からn形半導体(6)、(7)および金属ス・テム
(3)を通りp形半導体(5) ?、経て接地リード翰
に流れて、p形半導体(5)とn形半導体((1)、
(7)とが共通に固着されている金属ステム(3)がベ
ルチェ(Pθ1tier)効果によって冷却される。そ
して、このペルチェ効果の冷却による金属ステム(3)
の温度下降と発光素子チップ(1)の発生する熱による
金属ステム(3)の温度上昇とがバランスしたときの温
度値に金属ステム(3)の温度が保持される。従って、
この実施例では、金属ステム(3)に装着された発光素
子チップ(1)の温度を所定温度値に保持することが可
能となり、発光素子チップ(1)の緒特性を安定にする
ことができる。
ド翰との間にそれぞれ所定の電圧を印加すると、陽極リ
ード(【埠から発光素子チップ(1)、金属ステム(3
)およびp形半導体(5)を通って接地リード翰に電流
が流れ、この電流によって発光素子チップ(1)が発光
する。これと同時に、温度センサー(2a)が検出した
金属ステム(3)の温度に対応した電流が出力カードO
f)からn形半導体(6)、(7)および金属ス・テム
(3)を通りp形半導体(5) ?、経て接地リード翰
に流れて、p形半導体(5)とn形半導体((1)、
(7)とが共通に固着されている金属ステム(3)がベ
ルチェ(Pθ1tier)効果によって冷却される。そ
して、このペルチェ効果の冷却による金属ステム(3)
の温度下降と発光素子チップ(1)の発生する熱による
金属ステム(3)の温度上昇とがバランスしたときの温
度値に金属ステム(3)の温度が保持される。従って、
この実施例では、金属ステム(3)に装着された発光素
子チップ(1)の温度を所定温度値に保持することが可
能となり、発光素子チップ(1)の緒特性を安定にする
ことができる。
この実施例では、温度センサー(2a)f入力側に有す
る温度制御用回路素子チップ(2)を金属ステム(3)
に固着する場合について述べたが、これに限らず、温度
センサーのみを金属ステム(3)に固着しこの温度セン
ーリ゛−が検出12、た金属ステム(3)の温度に対応
する正側を、n形半導体(6)、(7)から金属ステム
(3)f通してp形半導体(5)へ流すようにしてもこ
の実施例と同様の効果がある。
る温度制御用回路素子チップ(2)を金属ステム(3)
に固着する場合について述べたが、これに限らず、温度
センサーのみを金属ステム(3)に固着しこの温度セン
ーリ゛−が検出12、た金属ステム(3)の温度に対応
する正側を、n形半導体(6)、(7)から金属ステム
(3)f通してp形半導体(5)へ流すようにしてもこ
の実施例と同様の効果がある。
なお、これまで、発光素子を例にとり述べたが、この発
明はこれに限らず、その他の半導体素子にも適用するこ
とができる 以上、説明したように、この発明の半導体素子では、一
方の主面上の一部に半導体素子チップが固着された金属
ステムの他方の主面の上記半導体素子チップに対応する
部分上にp形半導体およびn形半導体を互いの間に間隔
fおいて固着し、更に上記金属ステムの上記半導体素子
チップ、上記p形半導体および上記n形半導体が固着さ
れた部分以外の部分に上記金属ステムの温度に対応した
信号を出力する温度センサーを固着して、この温度セン
サーの出力信号に対応したT民流を上記n形半導体から
上記金属ステムを通して上記p形半導体へ流すことによ
るベルチェ効果によって上記金属ステムを冷却するよう
にしたので、上記金属ステムに固着された上記半導体素
子チップの温度を所定温度値に保持することが可能とな
り、上記半導体素子チップの緒特性を安定にすることが
できる0
明はこれに限らず、その他の半導体素子にも適用するこ
とができる 以上、説明したように、この発明の半導体素子では、一
方の主面上の一部に半導体素子チップが固着された金属
ステムの他方の主面の上記半導体素子チップに対応する
部分上にp形半導体およびn形半導体を互いの間に間隔
fおいて固着し、更に上記金属ステムの上記半導体素子
チップ、上記p形半導体および上記n形半導体が固着さ
れた部分以外の部分に上記金属ステムの温度に対応した
信号を出力する温度センサーを固着して、この温度セン
サーの出力信号に対応したT民流を上記n形半導体から
上記金属ステムを通して上記p形半導体へ流すことによ
るベルチェ効果によって上記金属ステムを冷却するよう
にしたので、上記金属ステムに固着された上記半導体素
子チップの温度を所定温度値に保持することが可能とな
り、上記半導体素子チップの緒特性を安定にすることが
できる0
第1図および第2図はそれぞれこの発明の一実施例の温
度補償礪構付発光素子を示す断面図および等価回路図で
ある。 図において、(1)は発光素子チップ(半導体素子チッ
プ)、(2a)は温度センサー、(3)は金属ステム、
(5)はp形半導体、(0)および(7)はn形半導体
である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくけ相当部分を
示干。 代理人 葛野信 −(外1名)
度補償礪構付発光素子を示す断面図および等価回路図で
ある。 図において、(1)は発光素子チップ(半導体素子チッ
プ)、(2a)は温度センサー、(3)は金属ステム、
(5)はp形半導体、(0)および(7)はn形半導体
である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくけ相当部分を
示干。 代理人 葛野信 −(外1名)
Claims (2)
- (1)@1の主面上の一部に半導体素子チップが固着さ
れた金属ステム、この金属ステム・の第2の主面の上記
半導体素子チップに対応する部分上圧互いの間に間隔を
おいて固着されたp形半導体およびn形半導体、並びに
上記金属ステムの上記半纏体素子チツ=プ1.上記p形
半導体および上記n形半導体が固着された部分以外の部
分に固着され上記金属ステムの温度に対応した信号を出
力する温度センサーを備え、この温度センサーの出力信
号に対応した電流を上記n形半導体から上記金属ステム
を通して上記p形半導体へ流すことによるペルチェ効果
によって上記金属ステムを冷却するようにしたことを特
徴とする半導体素子。 - (2) 半導体素子チップが発光素子チップであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57137704A JPS5927568A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57137704A JPS5927568A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5927568A true JPS5927568A (ja) | 1984-02-14 |
Family
ID=15204864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57137704A Pending JPS5927568A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5927568A (ja) |
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1982
- 1982-08-06 JP JP57137704A patent/JPS5927568A/ja active Pending
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