JP2017017297A - Semiconductor device and laser equipment - Google Patents

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米田　豊
Yutaka Yoneda
豊 米田
廣居　正樹
Masaki Hiroi
正樹 廣居
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of suppressing the formation of a warp in a support member.SOLUTION: A semiconductor device includes: two semiconductor elements (10A and 10B); a support member 20 supporting the two semiconductor elements (10A and 10B). The support member 20 is formed by an insulation member 21 and two metal members (22 and 23) which has thermal expansion coefficient different from that of the insulation member 21 and sandwiches the insulation member 21. The support member 20 includes concave parts (31, 32, and 33) of which a part of the support member 20 is eliminated in a surface of the side (+Z side ) to which the semiconductor elements 10A and 10B in the support member 20 are supported and a surface (-Z side) opposite to the side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体装置及びレーザ装置に係り、更に詳しくは、半導体素子が支持部材に支持されている半導体装置、及び該半導体装置を有するレーザ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a laser device, and more particularly to a semiconductor device in which a semiconductor element is supported by a support member, and a laser device having the semiconductor device.

半導体素子は、操作性の向上、破損防止、及び放熱などのために、支持部材に支持されて、半導体装置として用いられている。   The semiconductor element is supported by a support member and used as a semiconductor device in order to improve operability, prevent damage, and dissipate heat.

例えば、特許文献１には、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子よりも熱膨張係数の大きな放熱部材と、半導体レーザ素子に略等しい熱膨張係数を有すると共に半導体レーザ素子側の表面に配置された第１層、および放熱部材に略等しい熱膨張係数を有すると共に放熱部材側の裏面に配置された第２層を含む複数の層の積層構造を有し、かつ、複数の層がロウ付けまたは拡散接合により互いに接合されて一体構造をなしている支持部材と、半導体レーザ素子と前記支持部材とを接合する第１接着層と、放熱部材と支持部材とを接合する第２接着層とを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor laser element, a heat radiating member having a thermal expansion coefficient larger than that of the semiconductor laser element, and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the semiconductor laser element and disposed on the surface of the semiconductor laser element side. 1 layer and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the heat radiating member and a laminated structure of a plurality of layers including a second layer disposed on the back surface on the heat radiating member side, and the plurality of layers are brazed or diffusion bonded A support member joined together to form an integral structure, a first adhesive layer that joins the semiconductor laser element and the support member, and a second adhesive layer that joins the heat dissipation member and the support member. A semiconductor laser device is disclosed.

しかしながら、半導体素子と支持部材の熱膨張係数に大きな差があると、支持部材に反りが生じるおそれがあった。   However, if there is a large difference between the thermal expansion coefficients of the semiconductor element and the support member, the support member may be warped.

本発明は、少なくとも１つの半導体素子と、前記少なくとも１つの半導体素子を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、第１の部材と、前記第１の部材とは熱膨張係数の異なる第２の部材とを有し、前記第２の部材は、前記第１の部材の、前記少なくとも１つの半導体素子が支持される一側の面及び該一側の面の反対面である他側の面に設けられ、前記支持部材は、前記他側の面に、凹部を有している半導体装置である。   The present invention includes at least one semiconductor element and a support member that supports the at least one semiconductor element. The support member has a first member and a first member having different thermal expansion coefficients. And the second member includes a surface on one side of the first member on which the at least one semiconductor element is supported and a surface opposite to the surface on the one side. The support member is a semiconductor device having a recess on the other surface.

本発明の半導体装置によれば、支持部材に反りが生じるのを抑制することができる。   According to the semiconductor device of the present invention, it is possible to prevent the support member from warping.

本発明のレーザ装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laser apparatus of this invention. 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ本発明の半導体装置を説明するための図である。2A and 2B are diagrams for explaining the semiconductor device of the present invention. 図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 2 (A). 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ変形例１の半導体装置を説明するための図である。4A and 4B are diagrams for explaining the semiconductor device of Modification 1. FIG. 図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 4 (A). 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ変形例２の半導体装置を説明するための図である。6A and 6B are diagrams for explaining the semiconductor device of Modification 2. FIG. 図６（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 6 (A). 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ変形例３の半導体装置を説明するための図である。FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining the semiconductor device of Modification 3. 図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 8 (A). Ｘ軸方向に沿って並んでいる４つの半導体素子が支持部材に支持されている場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where the four semiconductor elements located in a line along the X-axis direction are supported by the support member. 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、ＸＹ面上に２次元配列されている４つの半導体素子が支持部材に支持されている場合を説明するための図である。FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams for explaining a case where four semiconductor elements that are two-dimensionally arranged on the XY plane are supported by a support member.

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザ装置１の概略構成が示されている。このレーザ装置１は、半導体装置１００、放熱部材５０、及びペルチェ素子６０などを有している。なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系を用い、半導体装置１００からの光（レーザ光）の射出方向を＋Ｚ方向として説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser apparatus 1 according to an embodiment. The laser device 1 includes a semiconductor device 100, a heat dissipation member 50, a Peltier element 60, and the like. Note that in this specification, an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system is used, and the light (laser light) emission direction from the semiconductor device 100 is described as the + Z direction.

放熱部材５０は、半導体装置１００に接合されており、半導体装置１００で発生した熱を放熱する。ここでは、放熱部材５０の材料として、銅タングステン（ＣｕＷ）合金が用いられている。   The heat radiating member 50 is bonded to the semiconductor device 100 and radiates heat generated in the semiconductor device 100. Here, a copper tungsten (CuW) alloy is used as the material of the heat dissipation member 50.

ペルチェ素子６０は、放熱部材５０に取り付けられており、放熱部材５０を冷却する。   The Peltier element 60 is attached to the heat dissipation member 50 and cools the heat dissipation member 50.

半導体装置１００は、図２（Ａ）〜図３に示されるように、２つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ）、及び該２つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ）を支持する支持部材２０などを有している。なお、図３は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。   As shown in FIGS. 2A to 3, the semiconductor device 100 includes two semiconductor elements (10A, 10B), a support member 20 that supports the two semiconductor elements (10A, 10B), and the like. ing. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

半導体素子１０Ａ及び半導体素子１０Ｂは、いずれも基板上に複数の半導体層が積層されている半導体レーザ素子である。ここでは、基板は、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍのガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板である。また、各半導体素子の大きさは１０ｍｍ×５ｍｍである。そして、半導体素子１０Ａと半導体素子１０Ｂの間隔は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。   Each of the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B is a semiconductor laser element in which a plurality of semiconductor layers are stacked on a substrate. Here, the substrate is a gallium arsenide (GaAs) substrate having a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm. The size of each semiconductor element is 10 mm × 5 mm. The distance between the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B is 0.1 mm to 0.2 mm.

支持部材２０は、第１の部材の一例である絶縁部材２１と、第２の部材の一例であり、該絶縁部材２１を挟む２つの金属部材（２２、２３）とからなっている。金属部材２２は、絶縁部材２１の＋Ｚ側の金属部材であり、金属部材２３は、絶縁部材２１の−Ｚ側の金属部材である。   The support member 20 includes an insulating member 21 that is an example of a first member, and two metal members (22, 23) that are an example of a second member and sandwich the insulating member 21 therebetween. The metal member 22 is a metal member on the + Z side of the insulating member 21, and the metal member 23 is a metal member on the −Z side of the insulating member 21.

ここでは、絶縁部材２１の材料は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であり、絶縁部材２１の厚さは０．５ｍｍである。また、絶縁部材２１の大きさは２０ｍｍ×２０ｍｍである。   Here, the material of the insulating member 21 is aluminum nitride (AlN), and the thickness of the insulating member 21 is 0.5 mm. The size of the insulating member 21 is 20 mm × 20 mm.

金属部材２２及び金属部材２３の材料は銅（Ｃｕ）であり、金属部材２２及び金属部材２３の厚さは０．０５ｍｍである。   The material of the metal member 22 and the metal member 23 is copper (Cu), and the thickness of the metal member 22 and the metal member 23 is 0.05 mm.

半導体素子１０Ａ及び半導体素子１０Ｂは、いずれも接合材１２を用いて、金属部材２２と接合されている。ここでは、接合材１２として、金すず（ＡｕＳｎ）合金が用いられている。   Both the semiconductor element 10 </ b> A and the semiconductor element 10 </ b> B are bonded to the metal member 22 using the bonding material 12. Here, a gold tin (AuSn) alloy is used as the bonding material 12.

支持部材２０は、支持部材２０における半導体素子１０Ａ及び半導体素子１０Ｂが支持される側（＋Ｚ側）の面と、該面と反対側（−Ｚ側）の面とに、支持部材２０の一部が除去された凹部（３１、３２、３３）を有している。なお、以下では、＋Ｚ側の面を「第１の面」ともいい、−Ｚ側の面を「第２の面」ともいう。   The support member 20 is a part of the support member 20 on the surface (+ Z side) of the support member 20 on which the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B are supported (+ Z side) and on the surface opposite to the surface (−Z side). Has the recesses (31, 32, 33) from which is removed. Hereinafter, the surface on the + Z side is also referred to as a “first surface”, and the surface on the −Z side is also referred to as a “second surface”.

凹部３１は、第１の面であって、半導体素子１０Ａと半導体素子１０Ｂの間に設けられている。凹部３１は、半導体素子１０Ａと半導体素子１０Ｂを絶縁するための溝である。   The recess 31 is a first surface and is provided between the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B. The recess 31 is a groove for insulating the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B.

凹部３２は、第２の面であって、半導体素子１０Ａの−Ｚ側に設けられている。また、凹部３３は、第２の面であって、半導体素子１０Ｂの−Ｚ側に設けられている。凹部３２及び凹部３３の大きさは、広さが０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ×２０ｍｍであり、深さは０．０５ｍｍである。   The recess 32 is a second surface and is provided on the −Z side of the semiconductor element 10A. The recess 33 is the second surface and is provided on the −Z side of the semiconductor element 10B. As for the size of the recess 32 and the recess 33, the width is 0.1 mm to 0.15 mm × 20 mm, and the depth is 0.05 mm.

ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の熱膨張係数は６×１０−６（１／Ｋ）であり、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の熱膨張係数は３×１０−６（１／Ｋ）であり、銅（Ｃｕ）の熱膨張係数は１７×１０−６（１／Ｋ）である。 The thermal expansion coefficient of gallium arsenide (GaAs) is 6 × 10 −6 (1 / K), the thermal expansion coefficient of aluminum nitride (AlN) is 3 × 10 −6 (1 / K), and copper (Cu). The thermal expansion coefficient is 17 × 10 −6 (1 / K).

このような構成を有する半導体装置１００では、支持部材２０に反りが生じることを抑制することができる。   In the semiconductor device 100 having such a configuration, the support member 20 can be prevented from warping.

なお、仮に第２の面に凹部が設けられていないと、絶縁部材２１と金属部材２２，２３の熱膨張係数の違いにより、支持部材２０の反りが発生する。第１の面の金属部材２２は、搭載されている半導体素子により、自由に伸長する部分が小さく、第１の面の金属部材２２に比較して第２の面の金属部材２３の伸長が大きくなるためである。   If the concave portion is not provided on the second surface, the support member 20 warps due to the difference in thermal expansion coefficient between the insulating member 21 and the metal members 22 and 23. The metal member 22 on the first surface has a small portion that freely expands due to the mounted semiconductor element, and the metal member 23 on the second surface has a larger extension than the metal member 22 on the first surface. It is to become.

以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置１００は、２つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ）、及び該２つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ）を支持する支持部材２０などを有している。支持部材２０は、絶縁部材２１と、該絶縁部材２１とは熱膨張係数が異なる２つの金属部材（２２、２３）を有している。２つの金属部材（２２、２３）は、絶縁部材２１の、前記２つの半導体素子が支持される一側の面及び該一側の面の反対面である他側の面に設けられている。   As described above, the semiconductor device 100 according to the present embodiment includes the two semiconductor elements (10A, 10B), the support member 20 that supports the two semiconductor elements (10A, 10B), and the like. The support member 20 includes an insulating member 21 and two metal members (22, 23) having different thermal expansion coefficients from the insulating member 21. The two metal members (22, 23) are provided on one surface of the insulating member 21 on which the two semiconductor elements are supported and on the other surface that is the opposite surface of the one surface.

そして、支持部材２０は、支持部材２０における半導体素子１０Ａ及び半導体素子１０Ｂが支持される側（＋Ｚ側）の面と、該面と反対側（−Ｚ側）の面とに、支持部材２０の一部が除去された凹部（３１、３２、３３）を有している。   The support member 20 is formed on the surface of the support member 20 on which the semiconductor element 10A and the semiconductor element 10B are supported (+ Z side) and on the surface opposite to the surface (−Z side). It has the recessed part (31, 32, 33) from which one part was removed.

この場合は、支持部材２０に反りが生じるのを抑制することができる。   In this case, it is possible to prevent the support member 20 from warping.

＜変形例１＞
図４（Ａ）〜図５には、変形例１の半導体装置１００Ａの概略構成が示されている。なお、図５は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 <Modification 1>
4A to 5 show a schematic configuration of a semiconductor device 100A of the first modification. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

この半導体装置１００Ａは、上記実施形態の半導体装置１００における前記凹部３２と前記凹部３３に代えて、凹部３４が設けられている点に特徴を有している。   This semiconductor device 100A is characterized in that a recess 34 is provided instead of the recess 32 and the recess 33 in the semiconductor device 100 of the above embodiment.

凹部３４は、第２の面であって、凹部３１の−Ｚ側に設けられている。この場合も、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。   The recess 34 is a second surface and is provided on the −Z side of the recess 31. In this case as well, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

更に、この場合は、各半導体素子の−Ｚ側に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及び銅（Ｃｕ）が存在しているので、半導体素子で発生する熱を容易に放熱することができる。   Further, in this case, since aluminum nitride (AlN) and copper (Cu) are present on the −Z side of each semiconductor element, heat generated in the semiconductor element can be easily dissipated.

＜変形例２＞
図６（Ａ）〜図７には、変形例２の半導体装置１００Ｂの概略構成が示されている。なお、図７は、図６（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 <Modification 2>
6A to 7 show a schematic configuration of a semiconductor device 100B according to the second modification. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

この半導体装置１００Ｂは、上記半導体装置１００Ａにおける凹部３１及び凹部３４に充填材４０が充填されている点に特徴を有している。ここでは、充填材４０として、樹脂が用いられている。この場合も、上記半導体装置１００Ａと同様な効果を得ることができる。   The semiconductor device 100B is characterized in that the recesses 31 and the recesses 34 in the semiconductor device 100A are filled with the filler 40. Here, a resin is used as the filler 40. Also in this case, the same effect as the semiconductor device 100A can be obtained.

更に、この場合は、凹部に充填材４０が充填されているため、支持部材２０の機械的強度を向上させることができる。   Further, in this case, since the recess 40 is filled with the filler 40, the mechanical strength of the support member 20 can be improved.

凹部に充填される樹脂として、エポキシ樹脂、シリコン系樹脂、ＵＶ硬化樹脂などを用いることができる。   An epoxy resin, a silicon-based resin, a UV curable resin, or the like can be used as the resin filled in the recess.

なお、上記半導体装置１００における凹部３１、凹部３２及び凹部３３に充填材４０が充填されても良い。この場合も、支持部材２０の機械的強度を向上させることができる。   In addition, the filling material 40 may be filled in the recess 31, the recess 32, and the recess 33 in the semiconductor device 100. Also in this case, the mechanical strength of the support member 20 can be improved.

また、充填材４０として、樹脂以外のものを用いても良い。   Moreover, you may use things other than resin as the filler 40. FIG.

＜変形例３＞
図８（Ａ）〜図９には、変形例３の半導体装置１００Ｃの概略構成が示されている。なお、図９は、図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 <Modification 3>
8A to 9 show a schematic configuration of a semiconductor device 100C according to the third modification. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

この半導体装置１００Ｃは、上記半導体装置１００Ａにおける凹部３４に代えて、凹部３５が設けられている点に特徴を有している。この凹部３５は、凹部３１よりも幅が広くなっている。この場合も、上記半導体装置１００Ａと同様な効果を得ることができる。   The semiconductor device 100C is characterized in that a recess 35 is provided instead of the recess 34 in the semiconductor device 100A. The recess 35 is wider than the recess 31. Also in this case, the same effect as the semiconductor device 100A can be obtained.

この場合は、支持部材２０の反りを抑制する効果が更に大きくなる。   In this case, the effect of suppressing the warp of the support member 20 is further increased.

なお、上記実施形態では、第２の面の凹部が支持部材２０の一端から他端まで延びる溝の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２の面の凹部の周囲が金属部材２２に囲まれていても良い。   In the above embodiment, the case where the concave portion of the second surface is a groove extending from one end to the other end of the support member 20 has been described, but the present invention is not limited to this, and the periphery of the concave portion of the second surface is It may be surrounded by the metal member 22.

また、上記実施形態では、半導体素子の基板がガリウム砒素（ＧａＡｓ）からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、インジウムリン（ＩｎＰ）や、窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる基板を用いることができる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the board | substrate of a semiconductor element consists of gallium arsenide (GaAs), it is not limited to this. For example, a substrate made of indium phosphide (InP) or gallium nitride (GaN) can be used.

また、上記実施形態では、絶縁部材２１が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、絶縁部材２１が炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなっていても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the insulating member 21 consists of aluminum nitride (AlN), it is not limited to this. For example, the insulating member 21 may be made of silicon carbide (SiC).

また、上記実施形態では、金属部材２２及び金属部材２３が銅（Ｃｕ）からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、金属部材２２及び金属部材２３がアルミニウム（Ａｌ）からなっていても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the metal member 22 and the metal member 23 consist of copper (Cu), it is not limited to this. For example, the metal member 22 and the metal member 23 may be made of aluminum (Al).

また、上記実施形態では、金属部材２２及び金属部材２３の厚さが０．０５ｍｍの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、金属部材２２の厚さを更に厚く（例えば、０．７ｍｍ）しても良い。この場合は、電気抵抗を小さくすることができ、駆動電流による金属部材２２の発熱を抑制することが可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the thickness of the metal member 22 and the metal member 23 was 0.05 mm, it is not limited to this. For example, the thickness of the metal member 22 may be further increased (for example, 0.7 mm). In this case, the electrical resistance can be reduced, and the heat generation of the metal member 22 due to the drive current can be suppressed.

また、上記実施形態では、接合材１２が金すず（ＡｕＳｎ）合金からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、接合材１２がビスマス（Ｂｉ）入りはんだや、鉛（Ｐｂ）フリーはんだからなっていても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the joining material 12 consisted of a gold tin (AuSn) alloy, it is not limited to this. For example, the bonding material 12 may be made of bismuth (Bi) -containing solder or lead (Pb) -free solder.

また、上記実施形態では、２つの半導体素子が支持部材２０に支持される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つの半導体素子が支持部材２０に支持されていても良いし、３つ以上の半導体素子が支持部材２０に支持されていても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where two semiconductor elements were supported by the supporting member 20, it is not limited to this. For example, one semiconductor element may be supported by the support member 20, or three or more semiconductor elements may be supported by the support member 20.

例えば、図１０には、Ｘ軸方向に沿って並んでいる４つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）が支持部材２０に支持されている場合が示されている。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）には、ＸＹ面上に２次元配列されている４つの半導体素子（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）が支持部材２０に支持されている場合が示されている。   For example, FIG. 10 shows a case where four semiconductor elements (10A, 10B, 10C, 10D) arranged along the X-axis direction are supported by the support member 20. 11A and 11B show a case where four semiconductor elements (10A, 10B, 10C, 10D) two-dimensionally arranged on the XY plane are supported by the support member 20. FIG. ing.

また、上記実施形態では、支持部材２０における第１の面と第２の面とに凹部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２の面のみに凹部を有していても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a 1st surface in the supporting member 20 and a 2nd surface have a recessed part, it is not limited to this, It has a recessed part only in a 2nd surface. May be.

また、上記実施形態では、第２の面の凹部の深さが０．０５ｍｍの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の面の凹部の深さがさらに深くても良い。この場合は、絶縁部材２１の一部が除去されることとなる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the depth of the recessed part of a 2nd surface was 0.05 mm, it is not limited to this. For example, the depth of the concave portion on the second surface may be deeper. In this case, a part of the insulating member 21 is removed.

また、上記実施形態では、放熱部材５０の材料として、銅タングステン（ＣｕＷ）合金が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、放熱部材５０の材料として、銅（Ｃｕ）が用いられても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a copper tungsten (CuW) alloy was used as a material of the thermal radiation member 50, it is not limited to this. For example, copper (Cu) may be used as the material of the heat dissipation member 50.

また、上記実施形態において、ペルチェ素子６０に代えて、水冷装置を用いても良い。   In the above embodiment, a water cooling device may be used instead of the Peltier element 60.

また、上記実施形態において、放熱部材５０を強制的に冷却する必要がなければ、ペルチェ素子６０はなくても良い。   Moreover, in the said embodiment, if it is not necessary to cool the heat radiating member 50 compulsorily, the Peltier device 60 may be omitted.

また、上記実施形態では、半導体装置１００がレーザ装置に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。この場合は、半導体素子として、用途に応じた半導体素子が用いられる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the semiconductor device 100 was used for a laser apparatus, it is not limited to this. In this case, a semiconductor element suitable for the application is used as the semiconductor element.

１…レーザ装置、１０Ａ…半導体素子、１０Ｂ…半導体素子、２０…支持部材、２１…絶縁部材（第１の部材）、２２…金属部材（第２の部材の一部）、２３…金属部材（第２の部材の一部）、３１…凹部、３２…凹部、３３…凹部、３４…凹部、３５…凹部、３６ａ〜３６ｄ…凹部、３７ａ〜３７ｄ…凹部、４０…充填材、５０…放熱部材、６０…ペルチェ素子、１００…半導体装置、１００Ａ…半導体装置、１００Ｂ…半導体装置、１００Ｃ…半導体装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser apparatus, 10A ... Semiconductor element, 10B ... Semiconductor element, 20 ... Support member, 21 ... Insulating member (1st member), 22 ... Metal member (a part of 2nd member), 23 ... Metal member ( A part of the second member), 31 ... a recess, 32 ... a recess, 33 ... a recess, 34 ... a recess, 35 ... a recess, 36a to 36d ... a recess, 37a to 37d ... a recess, 40 ... a filler, 50 ... a heat dissipation member , 60 ... Peltier element, 100 ... semiconductor device, 100A ... semiconductor device, 100B ... semiconductor device, 100C ... semiconductor device.

特開２００６―３４４７４３号公報JP 2006-344743 A

Claims (10)

少なくとも１つの半導体素子と、
前記少なくとも１つの半導体素子を支持する支持部材とを備え、
前記支持部材は、第１の部材と、前記第１の部材とは熱膨張係数の異なる第２の部材とを有し、
前記第２の部材は、前記第１の部材の、前記少なくとも１つの半導体素子が支持される一側の面及び該一側の面の反対面である他側の面に設けられ、
前記支持部材は、前記他側の面に、凹部を有している半導体装置。 At least one semiconductor element;
A support member that supports the at least one semiconductor element;
The support member includes a first member and a second member having a different thermal expansion coefficient from the first member,
The second member is provided on one surface of the first member on which the at least one semiconductor element is supported and on the other surface that is the opposite surface of the one surface,
The support member is a semiconductor device having a recess on the other surface. 前記凹部は、充填剤で充填されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the concave portion is filled with a filler. 前記充填剤は樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein the filler is a resin. 前記第１の部材は絶縁部材であり、前記第２の部材は金属部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first member is an insulating member, and the second member is a metal member. 前記支持部材は、前記一側の面にも凹部を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the support member has a recess also on the surface on the one side. 前記一側の面の凹部と前記他側の面の凹部は、対向していることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the concave portion on the one side surface and the concave portion on the other side surface face each other. 前記他側の面の凹部は、前記一側の面の凹部よりも、幅が広いことを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 5, wherein the concave portion on the other surface has a width wider than that of the concave portion on the one surface. 前記少なくとも１つの半導体素子は複数の半導体素子であり、
前記一側の面の凹部は、隣り合う２つの半導体素子の間に設けられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。 The at least one semiconductor element is a plurality of semiconductor elements;
The semiconductor device according to claim 5, wherein the concave portion on the one side surface is provided between two adjacent semiconductor elements. 前記半導体素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element is a semiconductor laser element. 請求項９に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に取り付けられた放熱部材と、を備えるレーザ装置。 A semiconductor device according to claim 9;
And a heat dissipating member attached to the semiconductor device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138666A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 古河電気工業株式会社 Submount, submount having semiconductor element mounted thereto, and semiconductor element module
WO2019142256A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2019142255A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2019142254A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2022264972A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-22 古河電気工業株式会社 Chip-on-submount

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138666A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 古河電気工業株式会社 Submount, submount having semiconductor element mounted thereto, and semiconductor element module
JPWO2017138666A1 (en) * 2016-02-12 2018-12-06 古河電気工業株式会社 Submount, semiconductor device mounting submount, and semiconductor device module
US10992102B2 (en) 2016-02-12 2021-04-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Submount, semiconductor device mounting submount, and semiconductor device module
WO2019142256A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2019142255A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2019142254A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 新電元工業株式会社 Electronic module
JP6591690B1 (en) * 2018-01-17 2019-10-16 新電元工業株式会社 Electronic module
JPWO2019142255A1 (en) * 2018-01-17 2020-10-22 新電元工業株式会社 Electronic module
JPWO2019142256A1 (en) * 2018-01-17 2020-10-22 新電元工業株式会社 Electronic module
JP6999707B2 (en) 2018-01-17 2022-01-19 新電元工業株式会社 Electronic module
JP7018459B2 (en) 2018-01-17 2022-02-10 新電元工業株式会社 Electronic module
WO2022264972A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-22 古河電気工業株式会社 Chip-on-submount

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