JPS62150790A - 支持体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は支持体、たとえば、レーザチップを固定する支
持体に関する。

〔背景技術〕

ディジタル・オーディオ・ディスク、ビディオ・ディス
ク等の情報処理用の発光源あるいは光通信用の発光源と
して、半導体レーザ装置が使用されている。この半導体
レーザ装置の組立にあっては、レーザ光を発光するレー
ザチップ（半導体レーザ素子）が縦横高さがいずれも１
ｍｍ以下と極めて小さいことから、レーザチップは１ｍ
ｍ程度の大きさの矩形状の支持体（サブマウント）に一
度固定された後、ステム等に固定される方法が採用され
ている。

一方、半導体レーザ装置の一つとして、ステムの主面に
固定されたヒートシンクにサブマウントを介して取付け
られたレーザチップから発光される前方のレーザ光（前
方出射光）を、ステムの主面に取付けられたキャップの
天井部分の窓から外部に発光させるとともに、後方のレ
ーザ光（後方出射光）をステムの主面に取付けられた受
光素子でモニターする構造が知られている。

また、前記サブマウントにレーザチップを固定する場合
、サブマウントの主面全域にソルダーを設けておき、そ
の後、レーザチップを所定位置に静止させた状態で前記
ソルダーを溶かしてレーザチップの固定を行う方法があ
るが、この方法によると、前記レーザチップから外れた
ソルダーの表面は、前記溶融時、うねり等が生じて凹凸
が生じてしまう。このため、レーザチップから発光され
たモニター側の後方出射光がレーザチップから外れたソ
ルダー面で反射され、受光素子におけるモニター出力が
バラツキ（低下）、モニター精度が低くなる。

そこで、本出願人はモニター精度安定のために、レーザ
チップと受光素子との間のサブマウント主面領域を鏡面
とした技術を提案（特願昭５９−２７０８５号）してい
る。この技術は受光素子の位置を適当に選択すれば、常
に安定したモニターが行える。

ところで、前述のようなサブマウントにレーザチップを
固定する場合、ソルダーはサブマウントの一部にしか設
けられていないことから、サブマウントにレーザチップ
を固定する際のサブマウントの供給は、サブマウントの
方向性を揃えて行わなければならず、生産性が悪くなる
おそれがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、組立能率の向上が達成できる支持体を
提供することにある。

本発明の他の目的は、レーザチップの固定作業の能率が
高くできる支持体を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の支持体、すなわち、正方形のサブマ
ウントは、正方形の各辺の中央部分の主面上にレーザチ
ップを固定するための接合材が相互に独立して設けられ
ているため、サブマウントの方向性を考慮しなくとも正
確かつ確実にレーザチップを固定することができ、レー
ザチップ固定作業の作業性向上が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるサブマウントを示す平
面図、第２図は同じくサブマウントに固定されたレーザ
チップと受光素子との関係を示す模式図、第３図は同じ
く光電子装置の要部を示す斜視図、第４図は同じくサブ
マウントとレーザチップとの関係を示す拡大斜視図であ
る。

この実施例のサブマウント１は、第１図に示されるよう
に、正方形（矩形）となっている。また、サブマウント
１の各辺の中央の主面部分には、一部が引っ込んだ形状
（パターン）の接合材（ソルダー）２が蒸着等によって
被着されている。そして、これら４つのソルダー２はサ
ブマウント１の中心に対して相互に点対称の関係になる
ように配置されている。したがって、サブマウント１の
どの辺を基準面としてレーザチップの固定（ボンディン
グ）を行っても、基準とした辺の中央主面部分にはソル
ダー２が設けられているため、チップボンディングが正
確かつ確実に行えることになる。

このようなサブマウント１に所望のソルダー２によって
レーザチップ３を固定した場合、第２図に示されるよう
に、レーザチップ３と受光素子４との間に存在するソル
ダー２は、レーザチップ３の共振器５の端面から発光さ
れるレーザ光６である後方出射光７が受光素子４に到達
するのを妨げない。すなわち、前記受光素子４に達する
後方出射光７は直接受光素子４に達する直接光８と前記
サブマウント１の主面で反射して受光素子４に到達する
反射光９とがあるが、サブマウント１の主面中央が後方
出射光７の反射領域となり、サブマウント１と受光素子
４との間に位置するソルダー２は何等妨げとはならない
。

つぎに、受光素子を内蔵した光電子装置、すなわち、半
導体レーザ装置について説明する。

半導体レーザ装置は、第３図に示されるように、矩形の
銅製のステム１０の上面（主面）中央部に銅製のヒート
シンク１１を鑞材で固定した構造となっている。ヒート
シンク１１の一側面にはサブマウント（支持体）１を介
してレーザチップ３が固着されている。前記サブマウン
ト１は、特に限定はされないが、シリコン板等からなり
、厚さ０゜２ｍｍ、−辺の長さ１ｍｍの正方形となって
いる。

このレーザチップ３はレーザ光６をその上端（前方出射
光１２）および下端（後方出射光７）からそれぞれ発光
する。前記ステム１０の主面には受光素子４が固定され
ている。この受光素子４はレーザチップ３の下端から発
光される後方出射光７を受光し、光出力を検出するモニ
ター素子となっている。したがって、この受光素子４に
よるモニターから前方出射光１２の光強度が制御される
。

前記ステム１０には３本のり−ド１３が取付けられてい
る。１本のリード１３はステム１０に電気的にも接続さ
れ、他の２本のリード１３はステム１０を貫通し、かつ
ステム１０に対して絶縁的に固定されている。この貫通
状態の２本のリード１３の上端はそれぞれワイヤ１４を
介してレーザチップ３または受光素子４の各電極に電気
的に接続されている。

なお、前記レーザチップ３は、第４図に示されるように
、ＧａＡｌＡｓ系の化合物半導体によって構成されたＣ
３Ｐ　（ｃｈａｎｎｅ　１ｅｄ−ｓｕ−ｂｓｔｒａｔｅ
−ｐｌａｎａｒ）型のもの、すなわち短波長レーザが使
用されている。このＣ８Ｐ型のレーザチップ３は、同図
では裏返し状態となっているが、以下の説明では正立状
態のものについて説明するが、ｎ形のＧａＡｓからなる
基板１５上に多層成長層１６を有し、多層成長層１６の
上面にアノード電極１７を、基板１５の下面にカソード
電極１８を有した構造となっている。前記基板１５の主
面中央には両側が傾斜した溝（チャネル）１９が設けら
れている。また、前記多層成長層１６は、基板１５の主
面上に直接形成されたｎ形のＧａＡＪＩＡｓによるクラ
ッド層２０と、このクラッド層２０の上面に形成された
ＧａＡｕＡｓによる活性層２１と、この活性層２１の上
面に形成されたｐ形のＧａＡＪＩＡｓによるクラッド層
２２と、このクラッド層２２の上面に形成されたｎ形の
ＧａＡｓによるキャップ１２３と、からなる四層の多層
成長構造となっている。また、前記キャップ層２３には
クランドＪｉ２２の途中深さにまで達し、かつチャネル
１９の幅と同一の幅を有する亜鉛（Ｚｎ）（７）部分拡
散によるｐ形の拡散層（電流狭窄用拡散層）２４（回内
点々が施されている領域）が形成されている。また、レ
ーザチップ３の共振器５端を被うように保護膜２５が設
けられている。この保護膜２５は、同図では二点鎖線で
示しであるが、レーザ発振時の高熱でＧａＡｌＡｓから
なる共振器５の端面が劣化することを防止するために設
けられる。

前記レーザチップ３は前述のように、共振器５の両端面
は保護膜２５で保護されているが、この共振器５の延在
方向に対して直交する方向の両端、すなわち、レーザチ
ップ３の両側面はクラッド層２０、活性Ｎ２１．クラッ
ド層２２が露出しているため、ｐｎ接合は保護されてい
ない。このｐｎ接合部分はレーザチップ３の取付面から
数μｍ程度しか離れていない。このため、レーザチップ
３をソルダー２を用いてサブマウントｌに固定する場合
、レーザチップ３の両側面側にソルダー２が外み出すと
、この外み出したソルダー２が前記ｐｎ接合に接触して
レーザチップ３はレーザ発振しなくなる。このようなこ
とから、ソルダー２の幅は、レーザチップ３の製造時の
幅の寸法精度をも加味して短く設計され、レーザチップ
３をサブマウント１に固定した際、ソルダー２はレーザ
チップ３の両側面から外み出さないようになっている。

なお、ソルダー２の長さは、レーザチップ３の両端が保
護膜２５で被われていることもあって、ソルダー２の外
み出しは、共振器５の端に対応する領域を除いては支障
がないことから、レーザチップ３の長さよりも長く設計
されている。すなわち、前記ソルダー２は前記レーザチ
ップ３の一点鎖線で示される共振器５の受光素子４側の
端部分は設けられていない。これは、接合前のソルダー
２にあっては、ソルダー２のパターンの一部、すなわち
、後方出射光７を発光する共振器５の端部に対応する箇
所を内側に矩形状に窪ませておき、ソルダー２によって
レーザチップ３をサブマウントｌに接合した際、前記共
振器５の延長上にソルダー２が外み出ないようにしてい
る。この結果、前記共振器５の端から発光されるレーザ
光６が、外み出て盛り上がったソルダ一部分によって遮
られるような不良は生じなくなる。

一方、前記ステム１０の天井部に円形の窓２６を有する
金属製のキャップ２７が気密的に固定され、前記ヒート
シンク１１、レーザチップ３、受光素子４、リード１３
上端部、ワイヤ１４等を封止している。前記キャップ２
７の天井部には窓２６を塞ぐ透明なガラス板２８が気密
的に固着されている。したがって、レーザチップ３の上
端から発光した前方出射光１２は、この窓２６を通過し
てステム１０とキャップ２７とによって形成されたパッ
ケージ外に発光される。なお、ステム１０には、この半
導体レーザ装置を各種機器に取付ける際使用する取付孔
２９が設けられている。

このような半導体レーザ装置は、その製造にあって、サ
ブマウント１にソルダー２を利用してレーザチップ３を
固定する際、正方形であるサブマウント１のどの辺を基
準にしてチップボンディングを行っても正確確実にボン
ディングが行える。

したがって、このボンディング作業時、サブマウント１
の方向性合わせ等の作業は不要となり、工数の低減が達
成できる。

〔効果〕

（１）本発明のサブマウントは、その主面の各辺の中央
部分にレーザチップを固定するための接合材がそれぞれ
独立して設けられているが、これら接合材は支持体の中
心に対して相互に点対称となっているため、サブマウン
トにレーザチップを固定する際、サブマウントのどの辺
を基準としてレーザチップを固定しても、正確確実にレ
ーザチップを固定することができるという効果が得られ
る。

（２）上記（１）により、本発明のサブマウントはレー
ザチップのボンディングに際して、方向性を揃える等の
作業は不要となるため、チップボンディング作業の作業
性が向上するという効果が得られる。

（３）上記（２）により、本発明のサブマウントにあっ
ては、チップポンディングのために行うサブマウントの
治具詰め作業が容易となるとともに、その冶具詰め作業
の作業性も向上するという効果が得られる。

（４）本発明のサブマウントにあっては、レーザチップ
を固定する接合材はレーザチップの共振器の延長上やｐ
ｎ接合が露出するレーザチップの両側面に外み出さない
ようになっているため、レーザチップを固定して組み立
てた半導体レーザ装置にあっては、レーザ発振不能ある
いはレーザ光遮断等の不具合は起きず、装置の安定動作
が得られるという効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、組
立作業の作業性が向上するとともに、信頼度の高い半導
体レーザ装置を製造することができるため、光電子装置
のコストの低減化が達成できるという相乗効果が得られ
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、サブマウント
はシリコン以外の熱伝導度が高いＳｉＣ等でも前記実施
例同様な効果が得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である短波長レーザの製造
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、長波長レーザの製造技術
などに適用できる。

本発明は少なくとも物品を固定する技術には適用できる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例によるサブマウントを示す平
面図、 第２図は同じくサブマウントに固定されたレーザチソプ
と受光素子との関係を示す模式図、第３図は同じく光電
子装置の要部を示す斜視図、第４図は同じくサブマウン
トとレーザチップとの関係を示す拡大斜視図である。 １・・・支持体（サブマウント）、２・・・接合材（ソ
ルダー）、３・・・レーザチップ、４・・・受光素子、
５・・・共振器、６・・・レーザ光、７・・・後方出射
光、８・・・直接光、９・・・反射光、１０・・・ステ
ム、１１・・・ヒートシンク、１２・・・前方出射光、
１３・・・リード、１４・・・ワイヤ、１５・・・基板
、１６・・・多層成長層、１７・・・アンード電極、１
８・・・カソード電極、１９・・・溝（チャネル）、２
０・・・クラッド層、２１・・・活性層、２２・・・ク
ラッド層、２３・・・キャンプ層、２４・・・拡散層（
電流狭窄用拡散層）、２５・・・保護膜、２６・・・窓
、２７・・・キャップ、２８・・・ガラス板、２９・・
・取付孔箱　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　　４　　図 入τ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主面に接合材を部分的に有する支持体であって、前
   記支持体は矩形板からなっているとともに、その各辺に
   沿って部分的に相互に独立した接合材が設けられている
   ことを特徴とする支持体。 ２、前記接合材は支持体の中心に対して相互に点対称と
   なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の支持体。 ３、前記一つの接合材上にはレーザチップが固定される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の支持体。 ４、前記支持体の中央側に位置するレーザチップの共振
   器端部に対応する箇所には接合材が設けられていないと
   ともに、前記共振器の延在方向と直交する方向に沿う接
   合材幅は前記レーザチップの幅よりも短くなっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の支持体。