JP2006339212A - 半導体レーザ装置並びに放熱部材および支持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 余剰半田の発生量に対して柔軟に対応することができる半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】 ヒートシンク１０の素子配設領域１１に、拡幅部１２Ａを有する半田逃げ溝１２を設ける。半田逃げ溝１２の断面を、ヒートシンク１０の表面の入口１２Ｂを上底とする台形状とし、溝全体を拡張部１２Ａとする。余剰半田を入口１２Ｂ付近にあふれさせずに拡幅部１２Ａに収容し、余剰半田の発生量に柔軟に対応する。拡幅部１２Ａの最大幅ＷＡは１００μｍ以上２ｍｍ以下、入口１２Ｂの幅ＷＢは１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。拡幅部１２Ａは台形状のほか、涙のしずく形、枝分かれした形などでもよく、深さ方向の途中までは、ほぼ一定幅の首状部としてもよい。半田逃げ溝１２は、ヒートシンク１０の上面にそって断面積が変化するような形態としてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱部材に直接または支持部材を間にして半導体レーザ素子を配設した半導体レーザ装置、並びにこれらの半導体レーザ装置に用いられる放熱部材および支持部材に関する。

従来より、半導体レーザ素子の下には、発生熱が外部へ効果的に放熱されるように銅（Ｃｕ）あるいは鉄（Ｆｅ）などの金属よりなるヒートシンク（放熱部材）が配設されている。また、半導体レーザ素子とヒートシンクとの間には、熱膨張係数の差によるストレスや歪などを小さくするために、半導体レーザ素子の構成材料と比較的熱膨張係数が近い材料として熱伝導性のよい窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを用いたサブマウント（支持部材）が設けられる場合もある。

ところで、これら放熱部材や支持部材に対して半導体レーザ素子は半田よりなる接着層により接合されるが、その際、半田量や実装条件のばらつきにより、半田が意図しない領域にはみ出し、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間、または隣接素子間などにショートが発生するという問題があった。そのため、従来では、支持部材に半田逃げ溝を設けておき、はみ出した半田をその溝に流し込むことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
国際公開第２００４／０７７６３０号パンフレット

しかしながら、従来では、半田逃げ溝の幅を入口から奥まで一律とし、あるいは入口付近が広い形状をしていたことから、溝に入りきらなかった余剰半田が溝の入口付近すなわち素子に近いところで溢れてしまう傾向があった。そのため、余剰半田が素子の周囲に盛り上がってショートの原因となったり、球状に溜まって測定やその後の組立工程の障害になるという問題も生じていた。

半田が溝からあふれないようにするため、溝を大きくすることも考えられる。しかし、この方法では、溝が半田で埋まりきらなかった場合、素子の直下に空気の隙間が生じて排熱性が著しく低下し、熱的にも電気的にも極めて不利になってしまう。また、溝を大きくすることにより素子と放熱部材または支持部材との接触面積も減るので、排熱性の低下も避けられない。

余剰半田の発生量は、圧のかかり方や素子の形状、放熱部材や支持部材の形状などにより微妙に異なってくる。かといって、はみ出さないように、半田の使用量を少なめにしてしまうと素子が放熱部材等に十分に接着されなくなるおそれもあり、その見極めは難しいものとなる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、余剰半田の発生量に対して柔軟に対応することができる半導体レーザ装置並びにこの半導体レーザ装置に用いられる放熱部材および支持部材を提供することにある。

本発明による第１の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子に対して半田よりなる接着層により放熱部材を接合させたものであり、放熱部材は、少なくとも一部が素子配設領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、半田逃げ溝は、放熱部材の厚さ方向の、または放熱部材の表面に沿い、かつ素子配設領域から離れる方向の少なくとも一部に拡張部を有するものである。

本発明による第２の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子に対して半田よりなる接着層により支持部材を接合させると共に、支持部材の裏面に放熱部材を配設したものであり、支持部材に、上記と同様の拡張部を有する半田逃げ溝を設けるようにしたものである。なお、放熱部材に対しても同様の半田逃げ溝を設けることもできる。

これら第１の半導体レーザ装置または第２の半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子と放熱部材あるいは支持部材とを接着させる段階で余剰半田が生じると、その半田は半田逃げ溝内に収容される。ここで、余剰半田が多い場合には半田逃げ溝内の拡張部に収容され、一方、余剰半田が少ない場合には、その余剰半田により半田逃げ溝の入口が塞がれて半導体レーザ素子直下での空気の隙間がなくなる。

なお、本発明による放熱部材は、本発明の第１の半導体レーザ装置、本発明による支持部材は、第２の半導体レーザ装置にそれぞれ用いられるものである。

本発明の第１の半導体レーザ装置、第２の半導体レーザ装置、放熱部材または支持部材によれば、半田逃げ溝の少なくとも一部に拡張部を設けるようにしたので、組立工程において、余剰半田を半田逃げ溝の入口付近に溢れさせることなく拡張部に収容することができ、余剰半田の発生量に柔軟に対応することができる。よって、余剰半田のはみ出しによる隣接素子間などでのショートの発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面構成を、図２はこの半導体レーザを分解した状態をそれぞれ表すものである。この半導体レーザ装置は、例えば、レーザプロジェクタの光源として用いられるものであり、放熱部材としてのヒートシンク１０に、半田よりなる接着層２０を間にして半導体レーザ素子３０が接合された構成を有している。

ヒートシンク１０は、例えば、銅（Ｃｕ）などの電気的および熱的な伝導性を有する材料により形成されたものである。このヒートシンク１０の素子配設領域１１には半田逃げ溝１２が設けられている。この半田逃げ溝１２は、ヒートシンク１０の厚さ方向に拡張部１２Ａを有するものであり、ここでは、半田逃げ溝１２の断面がヒートシンク１０の表面（入口１２Ｂ）を上底とする台形状をなしており、溝全体が拡張部１２Ａとなっている。この半導体レーザ装置では、余剰半田を入口１２Ｂ付近に溢れさせることなく半田逃げ溝１２内に収容することができ、余剰半田の発生量に柔軟に対応することができるようになっている。

入口１２Ｂの幅ＷＢは、例えば１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。１０μｍより狭いと、余剰半田が入口１２Ｂに溜まってしまい、３００μｍより広いと、入口１２Ｂが完全に半田で塞がれず、半導体レーザ素子３０直下に空気の隙間が生じてしまう虞があるからである。また、入口１２Ｂが大き過ぎると、半導体レーザ素子３０とヒートシンク１０との接触面積がそれだけ小さくなり、排熱性が低下してしまうからである。

拡張部１２Ａの最大幅ＷＡは、入口１２Ｂの幅ＷＢとの対比にもよるが、例えば１００μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。なお、拡張部１２Ａは、完全に半田で充填される必要はなく、空気の隙間が残っていてもよい。拡張部１２Ａは半導体レーザ素子３０から離れているので、空気の隙間が残っていても排熱性に対する影響はほとんどないからである。

なお、半田逃げ溝１２の奥行きＤは、なるべく長いほうが好ましく、例えば、素子配設領域１１を超えてその外側に延びる程度に長いことが好ましい。余剰半田を半導体レーザ素子３０の後方にはみ出させて、拡張部１２Ａに収容することができるからである。なお、半田逃げ溝１２は、全体が素子配設領域１１内に収まるような奥行きＤで設けられていてもよい。

接着層２０を構成する半田材料は特に限定されず、例えば、主成分としてインジウム（Ｉｎ）を含むもの、スズ（Ｓｎ）を含むもの、あるいは金（Ａｕ）を含むもの等、鉛を含まない半田（鉛フリー半田）が好ましいが、鉛系半田でもよい。接着層２０の厚みは、できるだけ薄くすることが望ましい。半田の熱伝導性は比較的低いので、接着層２０を薄くして半田の使用量を少なくするほうが排熱性を良くすることができるからである。ただし、接着層２０は、ヒートシンク１０と半導体レーザ素子３０との接着性が損なわれない程度の厚みを確保することが望ましい。

半導体レーザ素子３０は、複数の発光点３０Ａを有するバー状のものであり、ヒートシンク１０の素子配設領域１１に接着層２０を間にして配設されている。半導体レーザ素子３０は、発光点３０Ａが半田逃げ溝１２の真上を回避するように配設されていることが好ましい。発光点３０Ａでの大きな発熱を効率よくヒートシンク１０に逃がすことができるからである。

図３は、図１および図２に示した半導体レーザ素子３０の一部を拡大して表したものである。この半導体レーザ素子３０は、例えば、複数のレーザダイオード（ＬＤ）チップ３１が並設されたレーザダイオードバーであり、その寸法は長さ約１０ｍｍ、共振器長２００μｍないし１．５ｍｍ、具体的には約７００μｍ程度、厚さ約１００μｍである。なお、ここで、長さとは、レーザダイオードチップ３１の配列方向における寸法であり、共振器長は、半導体レーザ素子３０からの光ＬＢの出射方向すなわち共振器方向における寸法であり、厚さは、レーザダイオードチップ３１の配列方向と共振器方向との両方に直交する方向における寸法である。

各レーザダイオードチップ３１は、基板３２上に、活性層を含む半導体層３３を有しており、この半導体層３３内の活性層の一部が電流注入によりレーザ発振を生じる発光点３０Ａとなっている。なお、半導体レーザ素子３０の構成材料および発振波長などは特に限定されないが、具体的な構成例としては、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）よりなる基板２２上に、ＡｌＧａＩｎＰ混晶，ＧａＩｎＰ混晶，ＡｌＩｎＰ混晶などのＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる半導体層２３を備えた赤色レーザが挙げられる。

半導体層３３の上には、例えば、各レーザダイオードチップ３１に対応して、ｐ側電極３４が形成されている。ｐ側電極３４は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層を半導体層３３の側から順に積層した構成を有している。また、基板３２の裏面には、例えば、各レーザダイオードチップ３１に対応して、ｎ側電極３５が設けられている。ｎ側電極３５は、例えば、金（Ａｕ）層，金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層および金（Ａｕ）層を基板３２の側から順に積層した構成を有している。なお、半導体レーザ素子３０は、通常、ｐ側電極３４がヒートシンク１０に対向するように配設されているが、ｎ側電極３５がヒートシンク１０に対向するように配設されていてもよい。

この半導体レーザ装置は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、上述した材料よりなるヒートシンク１０を用意し、このヒートシンク１０を前面から切削することにより、素子配設領域１１に半田逃げ溝１２を設ける。その際、半田逃げ溝１２には、ヒートシンク１０の厚さ方向に拡張部１２Ａを設け、その幅がヒートシンク１０の表面から深くなるにつれて次第に広くなる台形状とする。

次いで、例えばヒートシンク１０の素子配設領域１１に、リボン状またはワイヤ状などに成形された半田を配置することにより接着層２０を設ける。

また、例えば、上述した材料よりなる基板３２の表側に、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法またはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；電子ビーム蒸着）法により、上述した材料よりなる半導体層３３を形成する。次いで、ｐ側電極３４およびｎ側電極３５を形成し、基板３２を所定の大きさに整える。これにより、図３に示したバー状の半導体レーザ素子３０が形成される。

続いて、ヒートシンク１０の素子配設領域１１に設けられた接着層２０と、半導体レーザ素子３０のｐ側電極３４側の面とを対向させ、位置合わせを精度よく行い、接着層２０の上に半導体レーザ素子３０を載せる。そののち、ヒートシンク１０に対して加熱処理を施すことにより、ヒートシンク１０の素子配設領域１１に半導体レーザ素子３０を接着層２０により溶着させる。以上により、図１および図２に示した半導体レーザ装置が完成する。

この半導体レーザ装置では、各レーザダイオードチップ３１のｎ側電極３５とｐ側電極３４との間に所定の電圧が印加されると、半導体層３３の活性層に電流が注入され、発光点３０Ａにおいて電子−正孔再結合により発光が起こる。ここでは、半田逃げ溝１２の断面が台形状となっており、深くなるにつれて拡がる拡張部１２Ａとなっているので、余剰半田は余裕をもって拡張部１２Ａに収容され、入口１２Ｂ付近に溢れることがなくなる。よって、はみ出した余剰半田によって素子間でショートが発生するようなことがなくなる。また、入口１２Ｂは余剰半田で確実に塞がれており、半導体レーザ素子３０直下に空気の隙間が生じることがない。よって、半導体レーザ素子３０で発生した熱は効率よくヒートシンク１０へと放出される。

このように本実施の形態では、ヒートシンク１０に断面台形状の半田逃げ溝１２を設けるようにしたので、余剰半田を入口１２Ｂ付近にあふれさせることなく内部に収容することができ、余剰半田の発生量に柔軟に対応することができる。また、半導体レーザ素子３０直下の接着層２０の厚みを適量に制御することができ、接着層２０を厚くすることによる排熱性の低下を抑制することもできる。よって、信頼性が向上するものであり、特に高出力レーザなどの発熱量の大きな半導体レーザ装置に好適に用いることができる。

更に、余剰半田が半導体レーザ素子３０の周囲にはみ出すことがなくなり、これに起因するショートや端面の割れなどを防止することができ、よって製造歩留りが向上する。

加えて、入口１２Ｂを小さくしても半田逃げ溝１２の内部面積を大きくすることができるので、半導体レーザ素子３０とヒートシンク１０との接触面積を増やすことができ、半田逃げ溝１２を設けることによる排熱性の低下を抑えることができる。

更にまた、ヒートシンク１０に飛び飛びで設けられた複数の半田逃げ溝１２は、半導体レーザ素子３０とヒートシンク１０との熱膨張係数差が大きい場合に、両者間の応力を細分化し、半導体レーザ素子３０全体でなく小さい範囲に分割するクッション機能を果たすこととなる。したがって、特に、高出力化のためバー状の半導体レーザ素子３０を用いる場合には、半導体レーザ素子３０の端部に応力が集中するのを和らげ、割れやひび等を抑制し、ヒートシンク１０から半導体レーザ素子３０が剥がれてしまうことなどを防止することができる。

なお、半田逃げ溝１２の形状は上記のような台形形状に限らず、種々変形可能であり、例えば以下のような形状であっても同様の機能を果たすことができるものである。

〔変形例〕
図４は、半田逃げ溝１２の断面形状があたかも涙のしずく形をなすようにしたものである。

また、拡張部１２Ａは、必ずしも一本の溝である必要はなく、枝分かれした形でもよい。例えば図５は、半田逃げ溝１２に複数の分岐部１２Ａ１，１２Ａ２，１２Ａ３を設け、これら複数の分岐部１２Ａ１，１２Ａ２，１２Ａ３の合計幅（ＷＡ１＋ＷＡ２＋ＷＡ３）が入口１２Ｂの幅ＷＢよりも広くなるようにしたものである。なお、分岐部１２Ａ１〜１２Ａ２の各々は必ずしも一定幅である必要はなく、例えば深くなるにつれて幅が広くなるようにしてもよい。また、分岐部の数や配置は特に限定されない。例えば、分岐部１２Ａ１〜１２Ａ３は、半田逃げ溝１２の異なる位置から枝分かれしていてもよい。

更に、拡張部１２Ａが半田逃げ溝１２の一部を構成するような形状としてもよい。例えば、図６は、半田逃げ溝１２の入口１２Ｂと略球状の拡張部１２Ａとの間に、ほぼ一定幅の首状部１２Ｃを設けたものである。また、例えば、図７は、半田逃げ溝１２の深さ方向の途中に分岐部１２Ａ１〜１２Ａ３を設けると共に、入口１２Ｂと分岐部１２Ａ１〜１２Ａ３との間に首状部１２Ｃを設けている。このようにすれば、半導体レーザ素子３０から十分離れた位置に、広い体積をもつ拡張部１２Ａを設けることができ、拡張部１２Ａ内に空気の隙間が生じても排熱性に対する影響をより小さくすることができる。なお、首状部１２Ｃは、入口１２Ｂと同じ幅でもよいし、それよりも広くしてもよい。

加えて、このように首状部１２Ｃを設ける場合には、拡張部１２Ａは、例えば図８に示したように、首状部１２Ｃとの境界で最大幅ＷＡを有し、そこから離れるにつれて次第に幅が狭くなるようにしてもよい。

更にまた、一つのヒートシンク１０に複数の半田逃げ溝１２を設ける場合、拡張部１２Ａの形状は必ずしも同一である必要はない。例えば、余剰半田の発生量の見込みや、ヒートシンク１０の寸法・形状などに応じて、拡張部１２Ａの形状を異ならせるようにしてもよい。

加えてまた、上記実施の形態では、半田逃げ溝１２をヒートシンク１０の厚さ方向に断面積が変化するものとしたが、図９および図１０に示したようにヒートシンク１０の表面に沿い、かつ素子配設領域１１から離れる方向において断面積が変化するような形態としてもよい。この場合、各半田逃げ溝１２は、例えば、素子配設領域１１内に入口１２Ｂを有し、素子配設領域１１を超えてその外側に延びるように設けられている。なお、このとき、各入口１２Ｂは、素子配設領域１１の縁部に重なっていてもよい。また、このときの半田逃げ溝１２の形状は上記と同様に種々の形とすることができる。

〔第２の実施の形態〕
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成を表したものである。この半導体レーザ装置は、ヒートシンク１１０上にサブマウント１４０を間にして半導体レーザ素子３０を配設したものであり、ここではサブマウント１４０に第１の実施の形態の半田逃げ溝１２と同じ形状の半田逃げ溝１４２が設けられている。なお、第１の実施の形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

サブマウント１４０は、例えばシリコンカーバイト（ＳｉＣ）などにより構成されたものであり、その寸法は、例えば、長さ約１１ｍｍ、奥行き約２ｍｍ、厚さ約３００μｍである。ここで、奥行きは、半導体レーザ素子３０からの光ＬＢの出射方向すなわち共振器方向における寸法である。

サブマウント１４０の素子配設領域１４１には、断面台形状の複数の半田逃げ溝１４２が設けられている。半田逃げ溝１４２は、第１の実施の形態の半田逃げ溝１２と同様に、入口１４２Ｂから深くなるにつれて徐々に幅が広くなる拡張部１４２Ａを有している。これにより、この半導体レーザ装置では、第１の実施の形態の効果に加えて、サブマウント１４０の反りを緩和または相殺することもできるようになっている。

すなわち、サブマウント１４０はヒートシンク１１０よりも薄い板状のものが多いので、半導体レーザ素子３０とサブマウント１４０との間に熱膨張係数差がある場合、サブマウント１４０に反りが生じやすくなる。また、熱膨張係数が揃っている場合であっても、半導体レーザ素子３０が棒状のものであるときには半導体レーザ素子３０の形状に引きずられて歪むこともある。実際にはサブマウント１４０の熱膨張係数が半導体レーザ素子３０よりも小さい場合が多く、サブマウント１４０はヒートシンク１１０側に凸な反りを生じやすいが、半田逃げ溝１４２を設けることによりサブマウント１４０の上面（半導体レーザ素子３０が配設される面）が広がりやすい力が働き、反りを緩和または相殺することができる。

サブマウント１４０と半導体レーザ素子３０との間、サブマウント１４０とヒートシンク１１０との間には、半田よりなる接着層１５０，１６０が設けられている。

接着層１５０，１６０は半田であるが、鉛を含まない半田（鉛フリー半田）であることが好ましい。接着層１５０の構成材料としては、具体的には、インジウム（Ｉｎ）等を主成分とする低融点の半田がある。一方、接着層１６０では、例えば、金（Ａｕ）−スズ（Ｓｎ）半田（共晶）、または銀（Ａｇ）−スズ（Ｓｎ）半田（共晶）が挙げられる。スズ（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）系のもの、およびスズ（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）系のものは、組み合わせによっては接着層１５０，１６０のいずれにも使用可能である。

この半導体レーザ装置は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、上述した寸法および材料よりなるサブマウント１４０を用意し、このサブマウント１４０を前面から切削することにより、素子配設領域１４１に半田逃げ溝１４２を設ける。その際、半田逃げ溝１４２には、サブマウント１４０の厚さ方向に拡張部１４２Ａを設け、その幅がサブマウント１４０の表面から深くなるにつれて次第に広くなる台形状とする。

次いで、例えばサブマウント１４０の素子配設領域１４１に、例えば真空蒸着法により金（Ａｕ）層およびスズ（Ｓｎ）層を順に積層することにより、接着層１６０を形成する。なお、このとき、接着層１６０を素子配設領域１４１のみに形成するのは困難であるので、素子配設領域１４１を含む表面全体に設けるようにしてもよい。

また、第１の実施の形態と同様にして、半導体レーザ素子３０を作製する。

次いで、サブマウント１４０の素子配設領域１４１に設けられた接着層１６０と、半導体レーザ素子３０のｐ側電極３４側の面とを対向させ、位置合わせを精度よく行い、接着層１６０の上に半導体レーザ素子３０を載せる。そののち、サブマウント１４０に対して加熱処理を施すことにより、サブマウント１４０の素子配設領域１４１に半導体レーザ素子３０を接着層１６０により溶着させる。

続いて、上述した材料よりなるヒートシンク１１０を用意し、このヒートシンク１１０の表面の一部に、リボン状またはワイヤ状などに成形された半田を配置することにより接着層１５０を設ける。

そののち、サブマウント１４０を、接着層１５０を間にしてヒートシンク１１０に載せ、加熱処理を施すことにより、ヒートシンク１１０上にサブマウント１４１を間にして半導体レーザ素子３０を配設する。以上により、図１１に示した半導体レーザ装置が完成する。

この半導体レーザ装置は、上記第１の実施の形態と同様に作用する。

このように本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加えて、サブマウント１４０の素子配設領域１４１に半田逃げ溝１４２を設けるようにしたので、サブマウント１４０の上面（半導体レーザ素子３０が配設される面）が広がりやすい力が働き、反りを緩和または相殺することができる。

なお、上記実施の形態では、サブマウント１４０に第１の実施の形態の半田逃げ溝１２と同様の半田逃げ溝１４２を設けた場合について説明したが、例えば図１２に示したように、ヒートシンク１１０のサブマウント１４０との接触領域１１１に半田逃げ溝１１２を設け、第１の実施の形態の半田逃げ溝１２と同様に、半田逃げ溝１１２の入口１１２Ｂから深くなるにつれて次第に幅が広くなる拡張部１１２Ａを設けるようにしてもよい。

また、上記実施の形態の半田逃げ溝１４２，１１２についても、第１の実施の形態と同様の変形例が適用可能である。なお、半田逃げ溝１４２と半田逃げ溝１１２とは必ずしも同じ形状で形成される必要はなく、また、その数、位置または間隔も同じである必要はない。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ装置がバー状の半導体レーザ素子３０を備えた場合について説明したが、半導体レーザ素子３０はレーザダイオードチップでもよい。

更にまた、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。

加えてまた、上記実施の形態および実施例では、半導体レーザを例として説明したが、本発明は半導体レーザ以外にも、スーパールミネッセントダイオードなどの他の半導体発光素子にも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置の構成を表す断面図である。 図１に示した半導体レーザ装置を分解して表す斜視図である。 半導体レーザ素子の一部を拡大して表した斜視図である。 半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。 半導体レーザ装置の他の変形例を表す断面図である。 半導体レーザ装置の更に他の変形例を表す断面図である。 半導体レーザ装置の更に他の変形例を表す断面図である。 半導体レーザ装置の更に他の変形例を表す断面図である。 半導体レーザ装置の更に他の変形例を表す断面図である。 図９に示した半導体レーザ装置を分解して表す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置の構成を表す断面図である。 図１１に示した半導体レーザ装置の変形例を表す断面図である。

符号の説明

１０，１１０…ヒートシンク、１１，１４１…素子配設領域、１２，１１２，１４２…半田逃げ溝、１２Ａ，１１２Ａ，１４２Ａ…拡張部、１２Ｂ，１１２Ｂ…入口、１２Ｃ…首状部、２０，１５０，１６０…接着層、３０…半導体レーザ素子、３１…レーザダイオードチップ、３２…基板、３３…半導体層、３４…ｐ側電極、３５…ｎ側電極、１１１…接触領域、１４０…サブマウント

Claims (10)

1. 表面に素子配設領域を有する放熱部材と、前記素子配設領域に半田よりなる接着層により接合された半導体レーザ素子とを備えた半導体レーザ装置であって、
   前記放熱部材は、少なくとも一部が前記素子配設領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、前記半田逃げ溝は、前記放熱部材の厚さ方向の、または前記放熱部材の表面に沿い、かつ前記素子配設領域から離れる方向の少なくとも一部に拡張部を有する
   ことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記半田逃げ溝は、その幅が前記放熱部材の表面から深くなるにつれて次第に広くなる形状を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 前記半田逃げ溝は深さ方向の途中に複数の分岐部を有し、前記複数の分岐部の合計幅が入口での幅よりも広い
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
4. 前記半田逃げ溝の入口の幅は、１０μｍ以上３００μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
5. 前記拡張部の最大幅は、１００μｍ以上２ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
6. 前記半導体レーザ素子は、前記半田逃げ溝の真上を回避した位置に、少なくとも一つの発光点を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
7. 表面に素子配設領域を有する支持部材と、前記素子配設領域に半田よりなる接着層により接合された半導体レーザ素子と、前記支持部材の裏面に配設された放熱部材とを備えた半導体レーザ装置であって、
   前記支持部材は、少なくとも一部が前記素子配設領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、前記半田逃げ溝は、前記支持部材の厚さ方向の、または前記支持部材の表面に沿い、かつ前記素子配設領域から離れる方向の少なくとも一部に拡張部を有する
   ことを特徴とする半導体レーザ装置。
8. 前記放熱部材は、少なくとも一部が前記支持部材との接触領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、前記半田逃げ溝は、前記放熱部材の厚さ方向の、または前記放熱部材の表面に沿い、かつ前記接触領域から離れる方向の少なくとも一方に拡張部を有する
   ことを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装置。
9. 半田よりなる接着層を間にして半導体レーザ素子に接合される放熱部材であって、
   前記放熱部材は、少なくとも一部が素子配設領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、前記半田逃げ溝は、前記放熱部材の厚さ方向の、または前記放熱部材の表面に沿い、かつ前記素子配設領域から離れる方向の少なくとも一部に拡張部を有する
   ことを特徴とする放熱部材。
10. 半田よりなる接着層を間にして半導体レーザ素子に接合される支持部材であって、
    前記支持部材は、少なくとも一部が素子配設領域内に含まれる位置に半田逃げ溝を有し、前記半田逃げ溝は、前記支持部材の厚さ方向の、または前記支持部材の表面に沿い、かつ前記素子配設領域から離れる方向の少なくとも一部に拡張部を有する
    ことを特徴とする支持部材。
    

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