JP2019062033A - Semiconductor laser device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor laser device superior in heat dissipation capable of preventing electrical short circuit due to contact of a wire with a radiator.SOLUTION: A semiconductor laser device 1 comprises: a semiconductor laser element 10 which has a light emitting layer 11 for emitting laser beam, a first electrode 12 and a second electrode 13; a first radiator 20 formed of a conductive material, which is disposed at one side of the semiconductor laser element 10; and a second radiator 30 formed of a conductive material, which is disposed at the other side of the semiconductor laser element 10. The first radiator 20 is electrically connected to the first electrode 12 via the wire 60. The second radiator 30 has a recess 31 in a plane opposite to the first radiator 20 and electrically connected to the second electrode 13. A bent portion 61 of the wire 60 is positioned in the recess 31.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、半導体レーザ素子を有する半導体レーザ装置に関する。   The present disclosure relates to a semiconductor laser device having a semiconductor laser device.

近年、プロジェクタ又は産業用スポット照明等の光源として用いられる半導体レーザ装置については、半導体レーザ装置に搭載される半導体レーザ素子のレーザ光の高出力化が要望されている。このため、半導体レーザ素子に流れる電流が大きくなり、これに伴って、半導体レーザ素子の発熱量が増加する。   In recent years, with regard to semiconductor laser devices used as light sources for projectors or industrial spot lighting, there is a demand for higher output of laser light of semiconductor laser elements mounted on semiconductor laser devices. For this reason, the current flowing through the semiconductor laser device is increased, and the amount of heat generation of the semiconductor laser device is increased accordingly.

半導体レーザ素子は、高温になるとレーザ光の出力が低下して、信頼性が低下する。特に、半導体レーザ素子は、発光により自身から熱が発生し、この熱によって半導体レーザ素子の温度が上昇してレーザ光の出力が低下する。   When the temperature of the semiconductor laser device becomes high, the output of the laser beam is reduced and the reliability is reduced. In particular, the semiconductor laser device generates heat from itself due to light emission, and the heat increases the temperature of the semiconductor laser device to reduce the output of the laser light.

そこで、従来、半導体レーザ素子の放熱性を高めるために、半導体レーザ素子の両側の各々にサブマウントを配置する技術が提案されている（例えば特許文献１）。   Therefore, in order to improve the heat dissipation of the semiconductor laser device, there has conventionally been proposed a technique in which submounts are disposed on both sides of the semiconductor laser device (for example, Patent Document 1).

特許文献１に開示された半導体発光装置は、ＴＯ−Ｃａｎ型の半導体レーザ装置であり、リード、基台及び素子実装台を有するステムと、第１のサブマウントとともにステムの素子実装台に実装された半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の第１のサブマウント側とは反対側に配置された第２のサブマウントとを備える。   The semiconductor light emitting device disclosed in Patent Document 1 is a TO-Can type semiconductor laser device and is mounted on a stem of the stem together with a stem having a lead, a base and a mount for the element, and a first submount. And a second submount disposed on the opposite side of the first submount of the semiconductor laser.

この半導体発光装置において、半導体レーザ素子の正極は、第１のサブマウントと電気的に接続されている。具体的には、第１のサブマウントの表面には金属層が形成れており、この金属層とリードとがワイヤ（ボンディングワイヤ）によって接続されている。また、第２のサブマウントの表面にも金属層が形成れており、半導体レーザ素子の負極とステムの基台とは、第２のサブマウントによって電気的に接続されている。   In this semiconductor light emitting device, the positive electrode of the semiconductor laser element is electrically connected to the first submount. Specifically, a metal layer is formed on the surface of the first submount, and the metal layer and the lead are connected by a wire (bonding wire). A metal layer is also formed on the surface of the second submount, and the negative electrode of the semiconductor laser element and the base of the stem are electrically connected by the second submount.

国際公開第２０１３／１７５６９７号International Publication No. 2013/175697

特許文献１に開示された技術では、半導体レーザ素子の正極と電気的に接続された第１のサブマウントとリードとをワイヤによって接続することで通電させている。また、第２のサブマウントと半導体レーザ素子の負極とを電気的に接続するために、第２のサブマウントの表面には金属層が形成されている。   In the technique disclosed in Patent Document 1, the first sub-mount electrically connected to the positive electrode of the semiconductor laser element and the lead are connected by a wire to conduct electricity. Further, a metal layer is formed on the surface of the second submount in order to electrically connect the second submount and the negative electrode of the semiconductor laser device.

しかしながら、このような構成では、半導体レーザ素子の負極側の第２のサブマウントとワイヤとの接触による電気的短絡を回避するために、第２のサブマウントとワイヤとが接触しないようにしてワイヤをボンディングする必要がある。このため、特許文献１に開示された半導体発光装置は、ワイヤの配線方法の自由度が低く、また、信頼性及び歩留まりが低い。   However, in such a configuration, in order to avoid an electrical short circuit due to the contact between the second submount on the negative electrode side of the semiconductor laser device and the wire, the wire is prevented from contacting the second submount Need to be bonded. For this reason, the semiconductor light emitting device disclosed in Patent Document 1 has a low degree of freedom in the wire wiring method, and also has low reliability and yield.

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、放熱性に優れるとともに、ワイヤと放熱体との接触による電気的短絡を抑制できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。   The present disclosure is made to solve such a problem, and has an object to provide a semiconductor laser device that is excellent in heat dissipation and that can suppress an electrical short circuit due to a contact between a wire and a heat sink. .

上記目的を達成するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、レーザ光を出射する発光層、第１電極及び第２電極を有する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の一方側に配置された、導電性材料よりなる第１放熱体と、前記半導体レーザ素子の他方側に配置された、導電性材料よりなる第２放熱体とを備え、前記第１放熱体は、ワイヤを介して前記第１電極と電気的に接続され、前記第２放熱体は、前記第１放熱体と対向する面に凹部を有し、且つ、前記第２電極と電気的に接続され、前記ワイヤの屈曲部は、前記凹部に位置する。   In order to achieve the above object, one aspect of a semiconductor laser device according to the present disclosure includes a semiconductor laser device having a light emitting layer for emitting laser light, a first electrode and a second electrode, and one side of the semiconductor laser device. The first heat dissipating member is provided with a first heat dissipating member made of a conductive material, and a second heat dissipating member made of a conductive material, which is disposed on the other side of the semiconductor laser device, and the first heat dissipating member Of the wire is electrically connected to the first electrode, the second radiator has a recess on the surface facing the first radiator, and is electrically connected to the second electrode; The bent portion is located in the recess.

このように、半導体レーザ素子の一方側には第１放熱体が配置され、半導体レーザ素子の他方側には第２放熱体が配置されているので、半導体レーザ素子で発生する熱を効率良く放熱することができる。   As described above, since the first radiator is disposed on one side of the semiconductor laser device and the second radiator is disposed on the other side of the semiconductor laser device, the heat generated in the semiconductor laser device can be efficiently dissipated. can do.

しかも、第１放熱体と半導体レーザ素子の第１電極とが電気的に接続され、かつ、第２放熱体と半導体レーザ素子の第２電極とが電気的に接続されているので、第１放熱体と第２放熱体とによって半導体レーザ素子に給電することができる。このとき、第１放熱体と半導体レーザ素子の第１電極とをワイヤによって接続したとしても、ワイヤの屈曲部が第２放熱体の凹部に位置しているので、ワイヤと第２放熱体との接触による電気的短絡を抑制することができる。   Moreover, since the first heat dissipation body and the first electrode of the semiconductor laser device are electrically connected, and the second heat dissipation body and the second electrode of the semiconductor laser device are electrically connected, the first heat dissipation is performed. Power can be supplied to the semiconductor laser device by the body and the second heat radiator. At this time, even if the first heat radiating body and the first electrode of the semiconductor laser element are connected by the wire, the bent portion of the wire is located in the concave portion of the second heat radiating body. An electrical short circuit due to contact can be suppressed.

したがって、放熱性に優れるとともに、ワイヤと第２放熱体との接触による電気的短絡を抑制できる半導体レーザ装置を実現できる。   Therefore, it is possible to realize a semiconductor laser device that is excellent in heat dissipation and that can suppress an electrical short circuit due to the contact between the wire and the second heat radiator.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第１放熱体よりも熱伝導性が高い材料よりなるサブマウントをさらに備え、前記第１電極は、前記第２電極よりも前記発光層に近い位置にあり、前記半導体レーザ素子は、前記第１電極側において前記サブマウントに固定され、前記サブマウントは、前記半導体レーザ素子とは反対側の面において前記第１放熱体と接合され、前記ワイヤは、一端が前記サブマウントに接続され、他端が前記第１放熱体に接続されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the semiconductor laser device further includes a submount made of a material having a thermal conductivity higher than that of the first heat radiator, and the first electrode is the light emitting layer than the second electrode. The semiconductor laser element is fixed to the submount on the first electrode side, and the submount is joined to the first heat dissipator on the side opposite to the semiconductor laser element; The wire may have one end connected to the submount and the other end connected to the first radiator.

この構成により、半導体レーザ素子で発生する熱を、サブマウントを介して第１放熱体に効率良く放熱させることができる。したがって、より放熱性に優れた半導体レーザ装置を実現できる。   With this configuration, the heat generated by the semiconductor laser element can be efficiently dissipated to the first heat radiator via the submount. Therefore, it is possible to realize a semiconductor laser device that is more excellent in heat dissipation.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記サブマウントは、高熱伝導絶縁体と、該高熱伝導絶縁体の表面に形成された金属層とからなり、前記金属層には、前記第１電極が接合され、且つ、前記ワイヤの一端が接続されていてもよい。   Further, in one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the submount includes a high thermal conductivity insulator and a metal layer formed on a surface of the high thermal conductivity insulator, and the metal layer One electrode may be joined and one end of the wire may be connected.

このように、高熱伝導絶縁体によってサブマウントを構成することにより、熱伝導性に優れたサブマウントを容易に実現できる。また、高熱伝導絶縁体の表面には、半導体レーザ素子の第１電極が接合されるとともに、ワイヤの一端が接続される金属層が形成されている。これにより、この金属層を介して半導体レーザ素子の第１電極とワイヤとを電気的に接続することができる。つまり、半導体レーザ素子と第１放熱体とをサブマウント及びワイヤを介して電気的に接続することができる。   Thus, by constructing the submount with the high thermal conductivity insulator, it is possible to easily realize the submount having excellent thermal conductivity. In addition, on the surface of the high thermal conductivity insulator, the first electrode of the semiconductor laser device is bonded, and a metal layer to which one end of the wire is connected is formed. Thus, the first electrode of the semiconductor laser device can be electrically connected to the wire through the metal layer. That is, the semiconductor laser element and the first heat radiating body can be electrically connected via the submount and the wire.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記高熱伝導絶縁体は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、単結晶の炭化ケイ素、多結晶の炭化ケイ素、及び窒化アルミニウムの何れかであるとよい。   In one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the high thermal conductivity insulator is any of single crystal diamond, polycrystalline diamond, single crystal silicon carbide, polycrystalline silicon carbide, and aluminum nitride. Good.

これらの材料は熱伝導率が高いので、高熱伝導絶縁体をこれらの材料によって構成することによって、高い熱伝導性を有するサブマウントを容易に得ることができる。これにより、一層放熱性に優れた半導体レーザ装置を実現できる。   Since these materials have high thermal conductivity, by forming a high thermal conductivity insulator with these materials, it is possible to easily obtain a submount having high thermal conductivity. As a result, a semiconductor laser device with even better heat dissipation can be realized.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第１放熱体は、前記第２放熱体と対向する面に凹所を有し、前記凹所の底面に、前記サブマウントが接合され、前記ワイヤの他端は、前記凹所の底面に接続されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the first heat dissipation body has a recess in a surface facing the second heat dissipation member, and the submount is joined to a bottom surface of the recess. The other end of the wire may be connected to the bottom of the recess.

この構成により、サブマウントに固定された半導体レーザ素子を、第１放熱体と第２放熱体との間の省スペースに配置することができる。また、第１放熱体に凹所を設けることで、凹所のエッジを利用してサブマウントと第１放熱体との位置合わせを行うことができるので、半導体レーザ素子が実装されたサブマウントを第１放熱体の所定の位置に容易に配置することができる。   With this configuration, the semiconductor laser element fixed to the submount can be disposed in a space-saving space between the first heat radiator and the second heat radiator. Further, by providing the recess in the first heat sink, the submount and the first heat sink can be aligned using the edge of the recess, so that the submount on which the semiconductor laser device is mounted is used. It can be easily disposed at a predetermined position of the first radiator.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第１放熱体と前記第２放熱体とは、前記凹所の周囲において絶縁体を介して接合されているとよい。   Further, in one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the first heat radiating body and the second heat radiating body may be joined via an insulator around the recess.

この構成により、第１放熱体と第２放熱体との電気的短絡を抑制することができる。   With this configuration, an electrical short circuit between the first and second radiators can be suppressed.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記第２放熱体は、前記第１放熱体と対向する面において前記第２電極と接触していてもよい。   Further, in one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the second heat radiating body may be in contact with the second electrode on a surface facing the first heat radiating body.

この構成により、半導体レーザ素子で発生する熱を、第２放熱体を介して効率良く放熱させることができる。   With this configuration, the heat generated in the semiconductor laser element can be efficiently dissipated through the second heat dissipation body.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記凹部の表面には、絶縁膜が形成されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, an insulating film may be formed on the surface of the recess.

この構成により、振動等によって仮にワイヤが凹部内で第２放熱体と接触した場合であっても、ワイヤと第２放熱体との電気的短絡を回避することができる。   With this configuration, even if the wire is in contact with the second radiator within the recess due to vibration or the like, an electrical short circuit between the wire and the second radiator can be avoided.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記ワイヤは、複数本であってもよい。   Further, in one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, a plurality of the wires may be provided.

複数本のワイヤを用いることにより半導体レーザ素子の発光層に流す電流量を増加させることができる。また、複数本のワイヤを用いると、ワイヤ同士が接触して信頼性が低下するおそれがあるが、複数本のワイヤを用いる場合であっても、第２放熱体の凹部の中に各ワイヤの屈曲部を位置させることで、各ワイヤが横に拡がることを抑制できる。これにより、ワイヤ同士の接触を抑制することができる。   By using a plurality of wires, the amount of current flowed to the light emitting layer of the semiconductor laser device can be increased. Moreover, there is a possibility that the wires may contact with each other to reduce the reliability if a plurality of wires are used. However, even in the case of using a plurality of wires, it is possible to use each wire in the recess of the second radiator. By positioning the bent portion, it is possible to suppress the lateral spread of each wire. Thereby, the contact of wires can be suppressed.

また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記凹部は一つであり、前記複数本のワイヤの各々の屈曲部は、前記一つの凹部に位置していてもよい。   Further, in one aspect of the semiconductor laser device according to the present disclosure, the number of the recessed portions may be one, and the bent portions of the plurality of wires may be located in the one recessed portion.

この構成により、個々のワイヤ毎に対応させて凹部を形成することなく、第２放熱体の一つの凹部に複数本のワイヤの屈曲部を簡単に納めることができる。   According to this configuration, it is possible to easily fit the bent portions of the plurality of wires in one recess of the second heat dissipation body without forming a recess corresponding to each wire.

放熱性に優れるとともに、ワイヤと第２放熱体との接触による電気的短絡を抑制することができる半導体レーザ装置を実現できる。   It is possible to realize a semiconductor laser device that is excellent in heat dissipation and that can suppress an electrical short circuit due to the contact between the wire and the second heat radiator.

実施の形態に係る半導体レーザ装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser device according to an embodiment. 実施の形態に係る半導体レーザ装置の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a semiconductor laser device according to an embodiment. 実施の形態に係る半導体レーザ装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a semiconductor laser device according to an embodiment. 実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment. 実施の形態に係る半導体レーザ装置における半導体レーザ素子及びサブマウントの実装形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mounting form of the semiconductor laser element and submount in the semiconductor laser apparatus concerning embodiment. 実施の形態に係る半導体レーザ装置における半導体レーザ素子及びサブマウントの実装形態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the mounting form of the semiconductor laser element and submount in the semiconductor laser device concerning an embodiment. 第２放熱体を外したときの実施の形態に係る半導体レーザ装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a semiconductor laser device concerning an embodiment when a 2nd heat radiating body is removed. 実施の形態に係る半導体レーザ装置の第２放熱体を下面側から見たときの斜視図である。It is a perspective view when the 2nd heat radiating body of the semiconductor laser apparatus concerning embodiment is seen from a lower surface side. 実施の形態に係る半導体レーザ装置を電源に接続したときの一例を示す図である。It is a figure which shows an example when the semiconductor laser apparatus which concerns on embodiment is connected to a power supply. 第２放熱体を外したときの変形例１に係る半導体レーザ装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a semiconductor laser device concerning modification 1 when a 2nd heat dissipation body is removed. 変形例１に係る半導体レーザ装置の第２放熱体を下面側から見たときの斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of the second heat radiating body of the semiconductor laser device according to the modification 1 as viewed from the lower surface side. 第２放熱体を外したときの変形例２に係る半導体レーザ装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a semiconductor laser device concerning modification 2 when a 2nd heat dissipation body is removed. 変形例２に係る半導体レーザ装置の第２放熱体を下面側から見たときの斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of the second heat radiating body of the semiconductor laser device according to the modification 2 as viewed from the lower surface side. 第２放熱体を外したときの変形例３に係る半導体レーザ装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a semiconductor laser device concerning modification 3 when a 2nd heat dissipation body is removed. 変形例３に係る半導体レーザ装置の第２放熱体を下面側から見たときの斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of the second heat radiating body of the semiconductor laser device according to Modification 3 as viewed from the lower surface side. 変形例４に係る実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment of Modification 4; 変形例５に係る実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment of Modification 5;

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below shows one specific example of the present disclosure. Accordingly, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps (steps) and order of steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples and limit the present disclosure. It is not the main point to do. Therefore, among the components in the following embodiments, components that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present disclosure are described as optional components.

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。   Further, each drawing is a schematic view, and is not necessarily illustrated exactly. Therefore, the scale and the like do not necessarily match in each figure. In the drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted or simplified.

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る半導体レーザ装置１の構成について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１の斜視図である。図２は、同半導体レーザ装置１の分解斜視図である。図３は、同半導体レーザ装置１の正面図である。図４は、同半導体レーザ装置１の断面図である。図５及び図６は、同半導体レーザ装置１における半導体レーザ素子１０及びサブマウント４０の実装形態を示す図であり、図５はその斜視図、図６はその拡大断面図を示している。なお、図４は、半導体レーザ素子１０の共振器長方向と平行な面で切断したときの断面であり、図６は、半導体レーザ素子１０の共振器長方向を法線とする面で切断したときの断面図である。 Embodiment
First, the configuration of the semiconductor laser device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser device 1 according to an embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the semiconductor laser device 1. FIG. 3 is a front view of the semiconductor laser device 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device 1. 5 and 6 are views showing the mounting form of the semiconductor laser element 10 and the submount 40 in the semiconductor laser device 1, FIG. 5 is a perspective view thereof, and FIG. 6 is an enlarged sectional view thereof. 4 is a cross section of the semiconductor laser device 10 taken along a plane parallel to the cavity length direction, and FIG. 6 is taken along a plane with the cavity length direction of the semiconductor laser device 10 as a normal. FIG.

図１〜図４に示すように、半導体レーザ装置１は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子１０と、半導体レーザ素子１０の一方側に配置された第１放熱体２０と、半導体レーザ素子１０の他方側に配置された第２放熱体３０とを備える。本実施の形態に係る半導体レーザ装置１は、さらに、第３放熱体であるサブマウント４０と、絶縁シート５０とを備える。   As shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor laser device 1 includes a semiconductor laser device 10 for emitting a laser beam, a first radiator 20 disposed on one side of the semiconductor laser device 10, and the semiconductor laser device 10. And a second radiator 30 disposed on the other side. The semiconductor laser device 1 according to the present embodiment further includes a submount 40, which is a third heat dissipating member, and an insulating sheet 50.

半導体レーザ素子１０は、図５及び図６に示すように、サブマウント４０の上に配置される。半導体レーザ素子１０は、ＬＤ（レーザダイオード）チップであり、図６に示すように、レーザ光を出射する発光層１１、第１電極１２及び第２電極１３を有する。第１電極１２及び第２電極１３は、発光層１１に電流を流すための電極である。   The semiconductor laser device 10 is disposed on the submount 40, as shown in FIGS. The semiconductor laser device 10 is an LD (laser diode) chip, and has a light emitting layer 11 for emitting laser light, a first electrode 12 and a second electrode 13 as shown in FIG. The first electrode 12 and the second electrode 13 are electrodes for causing a current to flow in the light emitting layer 11.

本実施の形態において、半導体レーザ素子１０の第１電極１２は、第１放熱体２０とワイヤ６０を介して電気的に接続される。具体的には、半導体レーザ素子１０の第１電極１２は、サブマウント４０及びワイヤ６０を介して、第１放熱体２０と電気的に接続される。ワイヤ６０は、金ワイヤ等のボンディングワイヤであり、図１〜図４に示すように、一端がサブマウント４０に接続され、他端が第１放熱体２０に接続されている。図４に示すように、ワイヤ６０は、ワイヤ６０の一部が折れ曲がった部分である屈曲部６１と、両端部のボンド部６２とを有する。   In the present embodiment, the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 is electrically connected to the first radiator 20 via the wire 60. Specifically, the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 is electrically connected to the first radiator 20 via the submount 40 and the wire 60. The wire 60 is a bonding wire such as a gold wire, and one end is connected to the submount 40 and the other end is connected to the first radiator 20 as shown in FIGS. 1 to 4. As shown in FIG. 4, the wire 60 has a bent portion 61 which is a portion where the wire 60 is partially bent and bond portions 62 at both ends.

また、半導体レーザ素子１０の第２電極１３は、第２放熱体３０と電気的に接続される。第２電極１３と第２放熱体３０とは、直接接合されることにより電気的に接続されていてもよいし、導電性接合材料等を介して間接的に電気的に接続されていてもよい。   Further, the second electrode 13 of the semiconductor laser device 10 is electrically connected to the second heat radiator 30. The second electrode 13 and the second heat radiator 30 may be electrically connected by direct bonding, or may be electrically connected indirectly via a conductive bonding material or the like. .

図６に示すように、半導体レーザ素子１０は、基板１０ａと、基板１０ａの一方の面側に順次積層された、ｎ型クラッド層１０ｂ、活性層１０ｃ、ｐ型クラッド層１０ｄ及びｐ型コンタクト層１０ｅと、ｐ型コンタクト層１０ｅに積層されたｐ側電極１０ｆと、基板１０ａの他方の面に形成されたｎ側電極１０ｇとを有する。半導体レーザ素子１０は、ｐ側電極１０ｆ及びｎ側電極１０ｇが基板１０ａの異なる面側に位置する両面電極構造である。   As shown in FIG. 6, the semiconductor laser device 10 includes a substrate 10a and an n-type cladding layer 10b, an active layer 10c, a p-type cladding layer 10d and a p-type contact layer sequentially stacked on one surface of the substrate 10a. 10e, a p-side electrode 10f stacked on the p-type contact layer 10e, and an n-side electrode 10g formed on the other surface of the substrate 10a. The semiconductor laser device 10 has a double-sided electrode structure in which the p-side electrode 10 f and the n-side electrode 10 g are located on different sides of the substrate 10 a.

また、本実施の形態において、半導体レーザ素子１０は、リッジストライプ構造として、凸条に形成されたｐ型クラッド層１０ｄの一部分とｐ型コンタクト層１０ｅとによって構成されたリッジ部を有する。   Further, in the present embodiment, the semiconductor laser device 10 has a ridge portion formed of a portion of the p-type cladding layer 10d formed in the ridge and the p-type contact layer 10e as a ridge stripe structure.

ｐ型クラッド層１０ｄのリッジ部以外の部分は、絶縁膜１０ｈで覆われている。つまり、絶縁膜１０ｈは、リッジ部の部分が開口している。   The portion other than the ridge portion of the p-type cladding layer 10d is covered with the insulating film 10h. That is, in the insulating film 10h, the ridge portion is open.

ｐ側電極１０ｆには、パッド電極１０ｉが積層されている。具体的には、パッド電極１０ｉは、ｐ側電極１０ｆ及び絶縁膜１０ｈを覆うように形成されている。なお、本実施の形態では、ｐ側電極１０ｆ及びパッド電極１０ｉによって第１電極１２が構成されているが、これに限らない。第１電極１２は、ｐ側電極１０ｆびパッド電極１０ｉのいずれか一方であってもよいし、第１電極１２には、その他の電極又は導電部材が含まれていてもよい。   A pad electrode 10i is stacked on the p-side electrode 10f. Specifically, the pad electrode 10i is formed to cover the p-side electrode 10f and the insulating film 10h. In the present embodiment, although the first electrode 12 is configured by the p-side electrode 10 f and the pad electrode 10 i, the present invention is not limited to this. The first electrode 12 may be either one of the p-side electrode 10 f and the pad electrode 10 i, and the first electrode 12 may include another electrode or a conductive member.

また、本実施の形態において、第２電極１３は、ｎ側電極１０ｇのみによって構成されているが、これに限らない。例えば、第２電極１３には、その他の電極又は導電部材が含まれていてもよい。   Further, in the present embodiment, the second electrode 13 is constituted only by the n-side electrode 10g, but the present invention is not limited to this. For example, the second electrode 13 may include another electrode or a conductive member.

半導体レーザ素子１０において、活性層１０ｃ（発光層１１）からｐ側電極１０ｆまでの距離は、活性層１０ｃ（発光層１１）からｎ側電極１０ｇまでの距離よりも小さい。つまり、第１電極１２は、第２電極１３よりも発光層１１に近い位置にある。   In the semiconductor laser device 10, the distance from the active layer 10c (light emitting layer 11) to the p-side electrode 10f is smaller than the distance from the active layer 10c (light emitting layer 11) to the n-side electrode 10g. That is, the first electrode 12 is closer to the light emitting layer 11 than the second electrode 13.

半導体レーザ素子１０は、例えば、窒化物半導体材料によって構成された窒化物半導体レーザである。一例として、基板１０ａは、厚さ８０μｍのＧａＮ単結晶からなるｎ型六方晶ＧａＮ基板等の半導体基板である。なお、基板１０ａは、ＧａＡｓ基板等であってもよい。ｎ型クラッド層１０ｂは、厚さ３μｍのｎ型ＡｌＧａＮ層である。活性層１０ｃは、厚さ５ｎｍのＩｎＧａＮ層と厚さ１０ｎｍのＡｌＧａＮ層とからなる井戸層である。ｐ型クラッド層１０ｄは、厚さ１．５ｎｍのｐ型ＡｌＧａＮ層と厚さ１．５ｎｍのＧａＮ層とを１６０周期繰り返して形成した総厚０．４８μｍの超格子層である。ｐ型コンタクト層１０ｅは、厚さ５ｎｍのｐ型ＧａＮ層である。ｐ側電極１０ｆは、厚さ７５ｎｍのＰｄ／Ｐｔの２層構造からなるオーミック電極である。ｎ側電極１０ｇは、Ｔｉ（０．１μｍ）／Ｐｔ（０．２μｍ）／Ａｕ（０．２μｍ）の３層構造からなるオーミック電極である。絶縁膜１０ｈは、厚さ３００ｎｍのＳｉＯ２からなる誘電体膜である。パッド電極１０ｉは、Ｔｉ（０．１μｍ）／Ｐｔ（０．２μｍ）／Ａｕ（０．２μｍ）の３層構造からなる電極部材である。 The semiconductor laser device 10 is, for example, a nitride semiconductor laser made of a nitride semiconductor material. As an example, the substrate 10 a is a semiconductor substrate such as an n-type hexagonal GaN substrate made of GaN single crystal with a thickness of 80 μm. The substrate 10a may be a GaAs substrate or the like. The n-type cladding layer 10 b is an n-type AlGaN layer with a thickness of 3 μm. The active layer 10c is a well layer including an 5 nm thick InGaN layer and a 10 nm thick AlGaN layer. The p-type cladding layer 10d is a superlattice layer with a total thickness of 0.48 μm formed by repeating a cycle of a 1.5 nm-thick p-type AlGaN layer and a 1.5 nm-thick GaN layer for 160 cycles. The p-type contact layer 10 e is a p-type GaN layer having a thickness of 5 nm. The p-side electrode 10 f is an ohmic electrode having a 75 nm-thick Pd / Pt two-layer structure. The n-side electrode 10 g is an ohmic electrode having a three-layer structure of Ti (0.1 μm) / Pt (0.2 μm) / Au (0.2 μm). The insulating film 10 h is a dielectric film made of SiO 2 with a thickness of 300 nm. The pad electrode 10i is an electrode member having a three-layer structure of Ti (0.1 μm) / Pt (0.2 μm) / Au (0.2 μm).

このように構成される半導体レーザ素子１０は、ＡｕＳｎからなる半田１４によってサブマウント４０に実装される。本実施の形態において、半導体レーザ素子１０は、ジャンクションダウンでサブマウント４０に実装されている。つまり、半導体レーザ素子１０は、第１電極１２側（ｐ側電極１０ｆ側）においてサブマウント４０に固定されている。具体的には、半導体レーザ素子１０の第１電極１２（本実施の形態ではパッド電極１０ｉ）が半田１４を介してサブマウント４０の金属層４２に接合されている。これにより、半導体レーザ素子１０は、サブマウント４０に固定されるだけではなく、サブマウント４０と電気的に接続される。   The semiconductor laser device 10 thus configured is mounted on the submount 40 by the solder 14 made of AuSn. In the present embodiment, the semiconductor laser device 10 is mounted on the submount 40 with the junction down. That is, the semiconductor laser element 10 is fixed to the submount 40 on the first electrode 12 side (p-side electrode 10 f side). Specifically, the first electrode 12 (the pad electrode 10i in the present embodiment) of the semiconductor laser element 10 is bonded to the metal layer 42 of the submount 40 via the solder 14. Thus, the semiconductor laser device 10 is not only fixed to the submount 40 but also electrically connected to the submount 40.

なお、本実施の形態では、半導体レーザ素子１０は、レーザ光の出射側端面である前端面がサブマウント４０の前端面と面一となるようにサブマウント４０に配置されているが、半導体レーザ素子１０の前端面は、サブマウント４０の前端面よりも突出しているとよい。このようにすることで、半導体レーザ素子１０から出射したレーザ光がサブマウント４０で反射することを抑制できる。   In the present embodiment, the semiconductor laser device 10 is disposed on the submount 40 so that the front end face, which is the emission side end face of the laser beam, is flush with the front end face of the submount 40. The front end face of the element 10 may project beyond the front end face of the submount 40. In this way, the laser light emitted from the semiconductor laser element 10 can be prevented from being reflected by the submount 40.

サブマウント４０は、高熱伝導絶縁体４１と、高熱伝導絶縁体４１の表面に形成された金属層４２とからなる。サブマウント４０は、第１放熱体２０よりも熱伝導性が高い材料によって構成されている。具体的には、高熱伝導絶縁体４１の熱伝導率は、第１放熱体２０の熱伝導率よりも高い。   The submount 40 is composed of a high thermal conductivity insulator 41 and a metal layer 42 formed on the surface of the high thermal conductivity insulator 41. The submount 40 is made of a material whose thermal conductivity is higher than that of the first radiator 20. Specifically, the thermal conductivity of the high thermal conductivity insulator 41 is higher than the thermal conductivity of the first heat sink 20.

本実施の形態において、高熱伝導絶縁体４１は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、単結晶の炭化ケイ素（ＳｉＣ）、多結晶の炭化ケイ素（ＳｉＣ）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の何れかによって構成されているが、これに限定されるものではない。   In the present embodiment, the high thermal conductivity insulator 41 is made of any of single crystal diamond, polycrystalline diamond, single crystal silicon carbide (SiC), polycrystalline silicon carbide (SiC), and aluminum nitride (AlN). Although it is not limited to this.

金属層４２は、金属材料等の導電性材料によって構成されている。本実施の形態において、金属層４２は、金からなるＡｕ薄膜層である。上記のように、金属層４２には、半導体レーザ素子１０の第１電極１２が接合されている。また、金属層４２には、ワイヤ６０の一端が接続されている。   The metal layer 42 is made of a conductive material such as a metal material. In the present embodiment, the metal layer 42 is an Au thin film layer made of gold. As described above, the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 is bonded to the metal layer 42. Further, one end of the wire 60 is connected to the metal layer 42.

互いに接合された半導体レーザ素子１０及びサブマウント４０は、図３及び図４に示すように、第１放熱体２０に配置される。この場合、半導体レーザ素子１０が接合されたサブマウント４０は、半導体レーザ素子１０とは反対側の面において第１放熱体２０と接合される。また、サブマウント４０に実装された半導体レーザ素子１０のサブマウント４０とは反対側の面（第２電極１３側の面）は、第２放熱体３０と接触している。このように、半導体レーザ素子１０及びサブマウント４０は、第１放熱体２０及び第２放熱体３０に挟持されている。   The semiconductor laser element 10 and the submount 40 bonded to each other are disposed on the first heat sink 20 as shown in FIGS. 3 and 4. In this case, the submount 40 to which the semiconductor laser device 10 is bonded is bonded to the first radiator 20 on the surface opposite to the semiconductor laser device 10. Further, the surface (surface on the second electrode 13 side) opposite to the submount 40 of the semiconductor laser element 10 mounted on the submount 40 is in contact with the second radiator 30. As described above, the semiconductor laser element 10 and the submount 40 are sandwiched between the first radiator 20 and the second radiator 30.

第１放熱体２０及び第２放熱体３０は、半導体レーザ素子１０で発生する熱を放熱するためのヒートシンクであるとともに、半導体レーザ素子１０に供給する電流が流れる電流経路をなす導電体である。したがって、第１放熱体２０及び第２放熱体３０は、金属材料等の熱伝導性に優れた導電性材料によって構成されているとよい。本実施の形態において、第１放熱体２０及び第２放熱体３０は、銅によって構成されている。具体的には、第１放熱体２０及び第２放熱体３０は、銅ブロックである。また、第１放熱体２０及び第２放熱体３０を構成する銅表面には、金メッキが施されている。   The first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are heat sinks for radiating heat generated by the semiconductor laser element 10 and are conductors forming current paths through which the current supplied to the semiconductor laser element 10 flows. Therefore, it is good for the 1st thermal radiation body 20 and the 2nd thermal radiation body 30 to be comprised by the conductive material excellent in thermal conductivity, such as a metal material. In the present embodiment, the first radiator 20 and the second radiator 30 are made of copper. Specifically, the first radiator 20 and the second radiator 30 are copper blocks. Further, the copper surfaces constituting the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are plated with gold.

図４に示すように、第１放熱体２０の前端面と第２放熱体３０の前端面とは面一である。また、本実施の形態では、第１放熱体２０の側端面と第２放熱体３０の側端面とについても、面一となっている。また、半導体レーザ素子１０の前端面及びサブマウント４０の前端面は、第１放熱体２０の前端面及び第２放熱体３０の前端面と面一となっている。   As shown in FIG. 4, the front end face of the first heat sink 20 and the front end face of the second heat sink 30 are flush with each other. Further, in the present embodiment, the side end surface of the first heat radiator 20 and the side end surface of the second heat radiator 30 are also flush. Further, the front end face of the semiconductor laser device 10 and the front end face of the submount 40 are flush with the front end face of the first radiator 20 and the front end face of the second radiator 30.

図１〜図４に示すように、第１放熱体２０は、半導体レーザ素子１０の下方に配置されている。具体的には、第１放熱体２０は、半導体レーザ素子１０のｐ側電極１０ｆ側（第１電極１２側）に配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the first radiator 20 is disposed below the semiconductor laser device 10. Specifically, the first radiator 20 is disposed on the p-side electrode 10 f side (the first electrode 12 side) of the semiconductor laser element 10.

第１放熱体２０は、第２放熱体３０と対向する面に凹所２１を有する。本実施の形態において、凹所２１は、第１放熱体２０の表面を薄肉で窪ませた形状の窪み部であり、第１放熱体２０の上面の一端側の中央部に形成されている。一例として、凹所２１は、平面視形状が矩形で、深さが一定の窪み部である。凹所２１の底面は、平面である。   The first heat radiating body 20 has a recess 21 on the surface facing the second heat radiating body 30. In the present embodiment, the recess 21 is a recessed portion having a shape in which the surface of the first heat sink 20 is thin and recessed, and is formed in a central portion on one end side of the upper surface of the first heat sink 20. As an example, the recess 21 is a recess having a rectangular shape in plan view and a constant depth. The bottom of the recess 21 is a plane.

凹所２１の底面に、半導体レーザ素子１０が固定されたサブマウント４０が接合されている。つまり、サブマウント４０の半導体レーザ素子１０が接合された面とは反対側の面が凹所２１の底面に当接している。   The submount 40 to which the semiconductor laser device 10 is fixed is joined to the bottom of the recess 21. That is, the surface of the submount 40 opposite to the surface to which the semiconductor laser element 10 is bonded is in contact with the bottom surface of the recess 21.

図７に示すように、凹所２１の底面には、ワイヤ６０が接続されている。具体的には、ワイヤ６０は、一端（一方のボンド部６２）がサブマウント４０の金属層４２に接続され、他端（他方のボンド部６２）が凹所２１の底面に接続されている。なお、図７は、第２放熱体３０を外したときの半導体レーザ装置１の部分斜視図である。   As shown in FIG. 7, a wire 60 is connected to the bottom of the recess 21. Specifically, one end (one bonding portion 62) of the wire 60 is connected to the metal layer 42 of the submount 40, and the other end (the other bonding portion 62) is connected to the bottom surface of the recess 21. FIG. 7 is a partial perspective view of the semiconductor laser device 1 when the second heat radiation body 30 is removed.

なお、図２及び図４に示すように、第１放熱体２０の後端部の中央には、後方に突出する突出部２２が設けられている。突出部２２には、給電用の接続穴２３が設けられている。接続穴２３には、第１放熱体２０に給電を行うための電極端子が接続される。   As shown in FIGS. 2 and 4, at the center of the rear end portion of the first radiator 20, a projecting portion 22 which protrudes backward is provided. The projection 22 is provided with a connection hole 23 for feeding. An electrode terminal for supplying power to the first heat radiating body 20 is connected to the connection hole 23.

図１〜図４に示すように、第１放熱体２０と対向する位置に、第２放熱体３０が配置されている。第２放熱体３０は、半導体レーザ素子１０の上方に配置されている。具体的には、第２放熱体３０は、半導体レーザ素子１０のｎ側電極１０ｇ側（第２電極１３側）に配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the second heat radiating body 30 is disposed at a position facing the first heat radiating body 20. The second heat sink 30 is disposed above the semiconductor laser device 10. Specifically, the second heat sink 30 is disposed on the n-side electrode 10 g side (the second electrode 13 side) of the semiconductor laser element 10.

第２放熱体３０は、半導体レーザ素子１０の第２電極１３と電気的に接続されている。本実施の形態において、第２放熱体３０は、第１放熱体２０と対向する面において、半導体レーザ素子１０の第２電極１３と接触している。   The second heat sink 30 is electrically connected to the second electrode 13 of the semiconductor laser device 10. In the present embodiment, the second heat radiating body 30 is in contact with the second electrode 13 of the semiconductor laser element 10 on the surface facing the first heat radiating body 20.

第２放熱体３０は、第１放熱体２０と対向する面に凹部３１を有する。凹部３１は、第２放熱体３０の表面を薄肉で窪ませた形状の窪み部であり、第２放熱体３０の下面の一端側の中央部に形成されている。図８に示すように、本実施の形態において、凹部３１は、平面視形状がコ字形状で、深さが一定の窪み部である。凹部３１の底面は、平面である。なお、図８は、第２放熱体３０を下面側から見たときの斜視図である。   The second heat radiating body 30 has a recess 31 on the surface facing the first heat radiating body 20. The recessed portion 31 is a recessed portion having a shape in which the surface of the second heat radiating body 30 is thin and recessed, and is formed in the central portion on one end side of the lower surface of the second heat radiating body 30. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the concave portion 31 is a hollow portion having a U-shape in a plan view and a constant depth. The bottom surface of the recess 31 is a flat surface. FIG. 8 is a perspective view of the second radiator 30 as viewed from the lower surface side.

また、図８に示すように、凹部３１を形成することにより、第２放熱体３０には、凸部３２が設けられる。つまり、凸部３２は、凹部３１に囲まれている。本実施の形態では、凹部３１の平面視形状がコ字形状であるので、凸部３２の平面視形状が矩形状であり、凸部３２の４辺のうちの３辺（２つの側面と後方面）が凹部３１に囲まれている。また、凸部３２の前端面は第２放熱体３０の前端面と面一であり、凸部３２の上面は、第２放熱体３０の下面と面一である。   Further, as shown in FIG. 8, the convex portion 32 is provided on the second heat radiator 30 by forming the concave portion 31. That is, the convex portion 32 is surrounded by the concave portion 31. In the present embodiment, since the plan view shape of the concave portion 31 is U-shaped, the plan view shape of the convex portion 32 is rectangular, and three sides out of four sides of the convex portion 32 Section) is surrounded by the recess 31. Further, the front end surface of the convex portion 32 is flush with the front end surface of the second heat radiator 30, and the upper surface of the convex portion 32 is flush with the lower surface of the second heat radiator 30.

図３及び図４に示すように、凸部３２は、半導体レーザ素子１０の第２電極１３と接合される。これにより、第２放熱体３０と半導体レーザ素子１０の第２電極１３とが電気的に接続される。つまり、半導体レーザ素子１０への給電は、第２放熱体３０の凸部３２によって行われる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the convex portion 32 is joined to the second electrode 13 of the semiconductor laser device 10. As a result, the second radiator 30 and the second electrode 13 of the semiconductor laser element 10 are electrically connected. That is, the power supply to the semiconductor laser device 10 is performed by the convex portion 32 of the second radiator 30.

第２放熱体３０の凹部３１には、ワイヤ６０の屈曲部６１が収納される。つまり、ワイヤ６０の屈曲部６１は、凹部３１に位置している。本実施の形態において、ワイヤ６０は、複数本である。具体的には、半導体レーザ素子１０の両側方の各々に３本ずつ配置された合計６本のワイヤ６０と、半導体レーザ素子１０の後方（出射側端面とは反対側）に配置された１本のワイヤ６０との合計７本のワイヤ６０が用いられている。   The bent portion 61 of the wire 60 is accommodated in the recess 31 of the second heat radiator 30. That is, the bent portion 61 of the wire 60 is located in the recess 31. In the present embodiment, a plurality of wires 60 are provided. Specifically, a total of six wires 60 disposed three by three on each side of the semiconductor laser device 10 and one wire disposed behind the semiconductor laser device 10 (opposite to the end face on the emission side) A total of seven wires 60 with one wire 60 are used.

半導体レーザ素子１０の側方に配置された６本のワイヤ６０は、上方で屈曲した屈曲部６１とその周辺部分とが第２放熱体３０の凹部３１の中に納まっており、６本のワイヤ６０は、凹部３１と接触していない。また、６本のうち片側３本ずつのワイヤ６０は、前後方向にずれることなく殆ど向きを変えておらず、半導体レーザ素子１０の側方において外方に向かって互いに並行に架張されている。また、片側３本ずつのワイヤ６０は、隣り合う前後の距離も十分に保たれており、接触しない。   In the six wires 60 disposed laterally of the semiconductor laser device 10, the bent portion 61 bent upward and the peripheral portion thereof are accommodated in the recess 31 of the second heat radiator 30, and the six wires 60 are arranged. 60 is not in contact with the recess 31. Further, among the six wires, three wires 60 on each side are hardly changed in direction without being shifted in the front-rear direction, and are stretched parallel to each other outward at the side of the semiconductor laser device 10 . In addition, the distance between adjacent wires is also sufficiently maintained, and the three wires 60 do not contact each other.

半導体レーザ素子１０の後方に配置された１本のワイヤ６０についても、上方で屈曲した屈曲部６１とその周辺部分とが第２放熱体３０の凹部３１の中に納まっており、凹部３１と接触していない。   Also with respect to one wire 60 disposed behind the semiconductor laser element 10, the bent portion 61 bent upward and its peripheral portion are accommodated in the concave portion 31 of the second heat radiator 30, and contact with the concave portion 31 I did not.

このように、全てのワイヤ６０は、凹部３１と接触しておらず、第２放熱体３０と非接触である。つまり、凹部３１は、ワイヤ６０と接触しない形状及び深さで形成されている。これにより、ワイヤ６０と第２放熱体３０とが電気的に短絡することを抑制できる。なお、凹部３１の表面には、酸化アルミニウム膜又はＳｉＯ２膜等の絶縁膜が形成されているとよい。この場合、例えば、凹部３１の表面に絶縁材料を塗布すること等により、絶縁膜を形成することができる。 Thus, all the wires 60 are not in contact with the recess 31 and are not in contact with the second heat radiator 30. That is, the recess 31 is formed in such a shape and depth as not to be in contact with the wire 60. Thereby, it can suppress that the wire 60 and the 2nd thermal radiation body 30 electrically short-circuit. An insulating film such as an aluminum oxide film or a SiO 2 film may be formed on the surface of the recess 31. In this case, for example, the insulating film can be formed by applying an insulating material to the surface of the recess 31 or the like.

また、本実施の形態において、凹部３１は、一つである。したがって、７本のワイヤ６０の各々の屈曲部６１は、一つの凹部３１に位置している。つまり、全てのワイヤ６０の屈曲部６１が一つの凹部３１にまとめて収納されている。   Further, in the present embodiment, the number of the concave portions 31 is one. Therefore, the bent portions 61 of the seven wires 60 are located in one recess 31. That is, the bent portions 61 of all the wires 60 are collectively stored in one recess 31.

なお、図２及び図４に示すように、第２放熱体３０には、給電用の接続穴３３が設けられている。接続穴３３には、第２放熱体３０に給電を行うための電極端子が接続される。本実施の形態において、接続穴３３は、第２放熱体３０の上面に設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the second radiator 30 is provided with a connection hole 33 for feeding. An electrode terminal for supplying power to the second heat radiator 30 is connected to the connection hole 33. In the present embodiment, the connection hole 33 is provided on the upper surface of the second heat sink 30.

このように構成された第２放熱体３０は、サブマウント４０と第１放熱体２０とをワイヤ６０によってワイヤボンディングした後に、第１放熱体２０を覆うようにして第１放熱体に重ね合わせる。   The second radiator 30 configured as described above is wire-bonded to the submount 40 and the first radiator 20 by the wire 60, and then is overlaid on the first radiator so as to cover the first radiator 20.

このとき、第１放熱体２０と第２放熱体３０とは、少なくとも第１放熱体２０の凹所２１の周囲において絶縁シート５０を介して接合される。具体的には、絶縁シート５０は、絶縁シート５０が無かった場合に重ね合わせた第１放熱体２０と第２放熱体３０とが接触する部分に存在する。図２に示すように、本実施の形態において、絶縁シート５０は、凹所２１に対応する部分が切り欠かれた矩形状のシート状の絶縁体である。なお、絶縁シート５０を介して重ね合わされた第１放熱体２０と第２放熱体３０とは、例えばボルト（不図示）によって締め付けられて固定される。したがって、絶縁シート５０は、第１放熱体２０と第２放熱体３０とによって圧接される。   At this time, the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are joined at least around the recess 21 of the first heat radiating body 20 via the insulating sheet 50. Specifically, the insulating sheet 50 is present at a portion where the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 overlap when the insulating sheet 50 is absent. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the insulating sheet 50 is a rectangular sheet-like insulator in which a portion corresponding to the recess 21 is cut out. In addition, the 1st thermal radiation body 20 and the 2nd thermal radiation body 30 which were piled up via the insulation sheet 50 are tightened and fixed, for example with a volt | bolt (not shown). Therefore, the insulating sheet 50 is in pressure contact with the first radiator 20 and the second radiator 30.

以上のように構成される半導体レーザ装置１は、例えば、図９に示すように、電源１００に接続されることでレーザ光を出射する。図９は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１を電源１００に接続したときの一例を示す図である。   For example, as shown in FIG. 9, the semiconductor laser device 1 configured as described above emits laser light by being connected to the power supply 100. FIG. 9 is a diagram showing an example when the semiconductor laser device 1 according to the embodiment is connected to the power supply 100. As shown in FIG.

この場合、半導体レーザ装置１の第１放熱体２０の接続穴２３には、電源線等によって電源１００の一方の電極（例えば正極）と電気的に接続された電極端子１１０がねじ込まれる。また、半導体レーザ装置１の第２放熱体３０の接続穴３３には、電源線等によって電源１００の他方の電極（例えば負極）と電気的に接続された電極端子１２０がねじ込まれるが。これにより、図９の矢印で示すようにして、半導体レーザ装置１に電流が流れる。   In this case, an electrode terminal 110 electrically connected to one electrode (for example, the positive electrode) of the power supply 100 by a power supply wire or the like is screwed into the connection hole 23 of the first heat radiator 20 of the semiconductor laser device 1. In addition, an electrode terminal 120 electrically connected to the other electrode (for example, the negative electrode) of the power supply 100 by a power supply wire or the like is screwed into the connection hole 33 of the second heat dissipation body 30 of the semiconductor laser device 1. As a result, a current flows in the semiconductor laser device 1 as indicated by the arrows in FIG.

具体的には、電源１００によって半導体レーザ装置１に給電が行われると、半導体レーザ装置１に流れる電流は、第１放熱体２０→ワイヤ６０→サブマウント４０（金属層４２）→半導体レーザ素子１０→第２放熱体３０の順に流れる。これにより、半導体レーザ素子１０からレーザ光が出射する。   Specifically, when power is supplied to the semiconductor laser device 1 by the power supply 100, the current flowing through the semiconductor laser device 1 is: first radiator 20 → wire 60 → submount 40 (metal layer 42) → semiconductor laser device 10 → The second heat sink 30 flows in the order. Thereby, laser light is emitted from the semiconductor laser element 10.

なお、図９に示すように、半導体レーザ装置１の下に、水冷機構２００を配置するとよい。これにより、水冷機構２００によって、半導体レーザ素子１０で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。また、水冷機構２００を配置する場合は、第１放熱体２０と水冷機構２００との絶縁性を確保するために、水冷機構２００と第１放熱体２０との間には、絶縁シート３００を配置するとよい。   As shown in FIG. 9, the water cooling mechanism 200 may be disposed below the semiconductor laser device 1. Thereby, the heat generated by the semiconductor laser device 10 can be dissipated more efficiently by the water cooling mechanism 200. When the water cooling mechanism 200 is disposed, the insulating sheet 300 is disposed between the water cooling mechanism 200 and the first radiator 20 in order to ensure the insulation between the first radiator 20 and the water cooling mechanism 200. It is good to do.

以上、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１によれば、レーザ光を出射する発光層１１、第１電極１２及び第２電極１３を有する半導体レーザ素子１０と、半導体レーザ素子１０の一方側に配置された、導電性材料よりなる第１放熱体２０と、半導体レーザ素子１０の他方側に配置された、導電性材料よりなる第２放熱体３０とを備え、第１放熱体２０は、ワイヤ６０を介して第１電極１２と電気的に接続され、第２放熱体３０は、第２電極１３と電気的に接続される。そして、第２放熱体３０は、第１放熱体２０と対向する面に凹部３１を有し、ワイヤ６０の屈曲部６１は、この凹部３１に位置している。   As described above, according to the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the semiconductor laser device 10 having the light emitting layer 11 for emitting laser light, the first electrode 12 and the second electrode 13, and one side of the semiconductor laser device 10 The first heat dissipating member 20 is provided with a first heat dissipating member 20 made of a conductive material, and a second heat dissipating member 30 made of a conductive material provided on the other side of the semiconductor laser device 10. The second heat sink 30 is electrically connected to the first electrode 12 via the electrode 60, and the second heat sink 30 is electrically connected to the second electrode 13. And the 2nd heat sink 30 has crevice 31 in the field which counters to the 1st radiator 20, and bent part 61 of wire 60 is located in this crevice 31. As shown in FIG.

このように、半導体レーザ素子１０の一方側には第１放熱体２０が配置され、半導体レーザ素子１０の他方側には第２放熱体３０が配置されている。本実施の形態では、半導体レーザ素子１０の上下を挟むように第１放熱体２０及び第２放熱体３０が配置されている。これにより、半導体レーザ素子１０で発生する熱を効率良く放熱することができる。   As described above, the first radiator 20 is disposed on one side of the semiconductor laser device 10, and the second radiator 30 is disposed on the other side of the semiconductor laser device 10. In the present embodiment, the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are disposed so as to sandwich the upper and lower sides of the semiconductor laser element 10. Thus, the heat generated in the semiconductor laser device 10 can be efficiently dissipated.

しかも、第１放熱体２０及び第２放熱体３０が導電性材料によって構成されている。そして、第１放熱体２０と半導体レーザ素子１０の第１電極１２とが電気的に接続され、第２放熱体３０と半導体レーザ素子１０の第２電極１３とが電気的に接続されている。これにより、第１放熱体２０と第２放熱体３０とによって半導体レーザ素子１０に給電することができる。このとき、第１放熱体２０と半導体レーザ素子１０の第１電極１２とをワイヤ６０によって接続したとしても、ワイヤ６０の屈曲部６１が第２放熱体３０の凹部３１に位置しているので、ワイヤ６０と第２放熱体３０との接触による電気的短絡を抑制することができる。   Moreover, the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are made of a conductive material. The first radiator 20 and the first electrode 12 of the semiconductor laser element 10 are electrically connected, and the second radiator 30 and the second electrode 13 of the semiconductor laser element 10 are electrically connected. Thus, power can be supplied to the semiconductor laser device 10 by the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30. At this time, even if the first heat sink 20 and the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 are connected by the wire 60, the bent portion 61 of the wire 60 is located in the recess 31 of the second heat sink 30, An electrical short circuit due to the contact between the wire 60 and the second heat sink 30 can be suppressed.

したがって、放熱性に優れるとともに、ワイヤ６０と第２放熱体３０との接触による電気的短絡を抑制できる半導体レーザ装置１を実現できる。   Therefore, it is possible to realize the semiconductor laser device 1 which is excellent in heat dissipation and can suppress an electrical short circuit due to the contact between the wire 60 and the second heat radiator 30.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１は、第１放熱体２０よりも熱伝導性が高い材料よりなるサブマウント４０をさらに備えている。そして、半導体レーザ素子１０では、第１電極１２が第２電極１３よりも発光層１１に近い位置にあり、半導体レーザ素子１０は、第１電極１２側においてサブマウント４０に固定されている。サブマウント４０は、半導体レーザ素子１０とは反対側の面において第１放熱体２０と接合され、ワイヤ６０は、一端がサブマウント４０に接続され、他端が第１放熱体２０に接続されている。   In addition, the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment further includes a submount 40 made of a material having a thermal conductivity higher than that of the first radiator 20. In the semiconductor laser device 10, the first electrode 12 is closer to the light emitting layer 11 than the second electrode 13, and the semiconductor laser device 10 is fixed to the submount 40 on the first electrode 12 side. The submount 40 is joined to the first heat sink 20 on the surface opposite to the semiconductor laser element 10, one end of the wire 60 is connected to the submount 40, and the other end is connected to the first heat sink 20. There is.

この構成により、半導体レーザ素子１０は、熱源となる発光層１１がサブマウント４０に近い位置となるようにサブマウント４０に固定される。これにより、半導体レーザ素子１０で発生する熱を、サブマウント４０を介して第１放熱体２０に効率良く放熱させることができる。したがって、より放熱性に優れた半導体レーザ装置１を実現できる。   With this configuration, the semiconductor laser element 10 is fixed to the submount 40 such that the light emitting layer 11 serving as a heat source is positioned close to the submount 40. As a result, the heat generated by the semiconductor laser device 10 can be efficiently dissipated to the first radiator 20 via the submount 40. Therefore, the semiconductor laser device 1 with more excellent heat dissipation can be realized.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１では、サブマウント４０は、高熱伝導絶縁体４１と、高熱伝導絶縁体４１の表面に形成された金属層４２とを有する。そして、金属層４２には、第１電極１２が接合され、且つ、ワイヤ６０の一端が接続されている。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the submount 40 includes the high thermal conductivity insulator 41 and the metal layer 42 formed on the surface of the high thermal conductivity insulator 41. The first electrode 12 is bonded to the metal layer 42, and one end of the wire 60 is connected.

このように、高熱伝導絶縁体４１によってサブマウント４０を構成することにより、熱伝導性に優れたサブマウント４０を容易に実現できる。   As described above, by forming the submount 40 by the high thermal conductivity insulator 41, the submount 40 having excellent thermal conductivity can be easily realized.

この場合、高熱伝導絶縁体４１の材料として、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、単結晶の炭化ケイ素、多結晶の炭化ケイ素、及び窒化アルミニウムの何れかを用いることができる。これにより、高い熱伝導性を有するサブマウント４０を容易に得ることができるので、一層放熱性に優れた半導体レーザ装置１を実現できる。   In this case, any of single crystal diamond, polycrystalline diamond, single crystal silicon carbide, polycrystalline silicon carbide, and aluminum nitride can be used as the material of the high thermal conductivity insulator 41. As a result, the submount 40 having high thermal conductivity can be easily obtained, so that the semiconductor laser device 1 having further excellent heat dissipation can be realized.

また、単結晶ダイヤモンド等のこれらの材料をはじめとして、熱伝導性に優れた高熱伝導絶縁体４１を主体とするサブマウントは、金属材料を主成分とするサブマウントに比べて熱伝導率が高いものの、絶縁材料によって構成されていることが多い。このため、このままでは、サブマウントを通じて、半導体レーザ素子１０に給電を行うことができない。   Further, a submount mainly composed of a high thermal conductive insulator 41 excellent in thermal conductivity, including these materials such as single crystal diamond, has a thermal conductivity higher than that of a submount mainly composed of a metal material. However, they are often made of an insulating material. Therefore, it is not possible to feed power to the semiconductor laser device 10 through the submount as it is.

そこで、本実施の形態では、高熱伝導絶縁体４１の表面に金属層４２が形成されている。そして、金属層４２には、半導体レーザ素子１０の第１電極１２が接合されるとともに、ワイヤ６０の一端が接続される。これにより、熱伝導性に優れた絶縁性の高熱伝導絶縁体４１を用いたとしても、この金属層４２を介して半導体レーザ素子１０の第１電極１２とワイヤ６０とを電気的に接続することができる。つまり、半導体レーザ素子１０と第１放熱体２０とをサブマウント４０及びワイヤ６０を介して電気的に接続することができる。したがって、熱伝導性に優れた高熱伝導絶縁体４１が絶縁体であったとしても、第１放熱体２０と第２放熱体３０とによって半導体レーザ素子１０に給電することができる。したがって、より一層放熱性に優れた半導体レーザ装置１を実現できる。   Therefore, in the present embodiment, the metal layer 42 is formed on the surface of the high thermal conductivity insulator 41. Then, the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 is bonded to the metal layer 42, and one end of the wire 60 is connected. Thereby, even if the insulating high thermal conductivity insulator 41 excellent in thermal conductivity is used, the first electrode 12 of the semiconductor laser device 10 and the wire 60 are electrically connected through the metal layer 42. Can. That is, the semiconductor laser element 10 and the first radiator 20 can be electrically connected via the submount 40 and the wire 60. Therefore, even if the high thermal conductive insulator 41 excellent in thermal conductivity is an insulator, the semiconductor laser element 10 can be supplied with power by the first heat radiator 20 and the second heat radiator 30. Therefore, it is possible to realize the semiconductor laser device 1 further excellent in heat dissipation.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、第１放熱体２０は、第２放熱体３０と対向する面に凹所２１を有している。そして、凹所２１の底面には、サブマウント４０が接合される。さらに、ワイヤ６０の他端は、凹所２１の底面に接続されている。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the first heat radiating body 20 has a recess 21 on the surface facing the second heat radiating body 30. Then, the submount 40 is joined to the bottom of the recess 21. Furthermore, the other end of the wire 60 is connected to the bottom of the recess 21.

この構成により、サブマウント４０に固定された半導体レーザ素子１０を、第１放熱体２０と第２放熱体３０との間の省スペースに配置することができる。また、第１放熱体２０に凹所２１を設けることで、凹所２１のエッジを利用してサブマウント４０と第１放熱体２０との位置合わせを行うことができるので、半導体レーザ素子１０が実装されたサブマウント４０を第１放熱体２０の所定の位置に容易に配置することができる。   With this configuration, the semiconductor laser element 10 fixed to the submount 40 can be disposed in a space-saving space between the first radiator 20 and the second radiator 30. Further, by providing the recess 21 in the first heat sink 20, the submount 40 and the first heat sink 20 can be aligned using the edge of the recess 21. The mounted submount 40 can be easily disposed at a predetermined position of the first heat sink 20.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、第１放熱体２０と第２放熱体３０とは、凹所２１の周囲において絶縁シート５０を介して接合されている。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the first heat radiating body 20 and the second heat radiating body 30 are joined around the recess 21 via the insulating sheet 50.

この構成により、半導体レーザ素子１０の放熱性を高めるために第１放熱体２０の上面と第２放熱体３０の下面とを近接させたとしても、第１放熱体２０と第２放熱体３０との電気的短絡を抑制することができる。   With this configuration, even if the upper surface of the first heat sink 20 and the lower surface of the second heat sink 30 are brought close to each other in order to enhance the heat dissipation of the semiconductor laser device 10, the first heat sink 20 and the second heat sink 30 Can be suppressed.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、第２放熱体３０は、第１放熱体２０と対向する面において半導体レーザ素子１０の第２電極１３と接触している。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the second heat radiating body 30 is in contact with the second electrode 13 of the semiconductor laser element 10 on the surface facing the first heat radiating body 20.

この構成により、半導体レーザ素子１０で発生する熱を、第２放熱体３０を介して効率良く放熱させることができる。   With this configuration, the heat generated by the semiconductor laser device 10 can be efficiently dissipated through the second heat dissipation body 30.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、凹部３１の表面には、絶縁膜が形成されているとよい。   In the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, an insulating film may be formed on the surface of the recess 31.

この構成により、振動等によって仮にワイヤ６０が凹部３１内で第２放熱体３０と接触した場合であっても、ワイヤ６０と第２放熱体３０との電気的短絡を回避することができる。   With this configuration, even if the wire 60 temporarily contacts the second radiator 30 in the recess 31 due to vibration or the like, an electrical short circuit between the wire 60 and the second radiator 30 can be avoided.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、ワイヤ６０は、複数本である。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, a plurality of wires 60 are provided.

複数本のワイヤ６０を用いることにより半導体レーザ素子１０の発光層１１に流す電流量を増加させることができる。これにより、高出力の半導体レーザ素子１０を用いることができるので、高出力の半導体レーザ装置１を実現できる。   By using the plurality of wires 60, the amount of current flowing through the light emitting layer 11 of the semiconductor laser device 10 can be increased. Thus, the semiconductor laser device 10 with high output can be used, so that the semiconductor laser device 1 with high output can be realized.

また、複数本のワイヤ６０を用いると、ワイヤ６０同士が接触して信頼性が低下するおそれがあるが、本実施の形態のように、複数本のワイヤ６０を用いる場合であっても、第２放熱体３０の凹部３１の中に各ワイヤ６０の屈曲部６１を位置させることで、各ワイヤ６０が横（半導体レーザ素子１０の前後）に拡がることを抑制できる。これにより、ワイヤ６０同士の接触を抑制することができる。   Moreover, there is a possibility that the wires 60 may contact with each other and the reliability may be reduced if a plurality of wires 60 are used, but even in the case of using a plurality of wires 60 as in the present embodiment, By positioning the bent portions 61 of the respective wires 60 in the concave portions 31 of the heat sink 30, it is possible to suppress the respective wires 60 from spreading laterally (front and back of the semiconductor laser element 10). Thereby, the contact between the wires 60 can be suppressed.

また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１において、凹部３１は一つであり、また、複数本のワイヤ６０の各々の屈曲部６１は、一つの凹部３１に位置している。   Further, in the semiconductor laser device 1 according to the present embodiment, the number of the recessed portions 31 is one, and the bent portions 61 of the plurality of wires 60 are located in the one recessed portion 31.

この構成により、個々のワイヤ６０毎に対応させて凹部３１を形成することなく、第２放熱体３０の一つの凹部３１に複数本のワイヤ６０の屈曲部６１を簡単に納めることができる。   According to this configuration, the bent portions 61 of the plurality of wires 60 can be easily accommodated in one recess 31 of the second heat dissipation body 30 without forming the recesses 31 corresponding to the individual wires 60.

（変形例）
以上、本開示に係る半導体レーザ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。 (Modification)
Although the semiconductor laser device according to the present disclosure has been described above based on the embodiments, the present disclosure is not limited to the above embodiments.

例えば、上記実施の形態において、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の両側方及び後方に配置したが、図１０に示す変形例１に係る半導体レーザ装置１Ａのように、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の後方には配置されておらず、半導体レーザ素子１０の両側方のみに配置されていてもよい。例えば、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の片側３本ずつの合計６本配置することができる。また、変形例１における半導体レーザ装置１Ａでは、上記実施の形態における第２放熱体３０を用いてもよいが、図１１に示すように、ワイヤ６０の配置に対応する２つの凹部３１Ａが形成された第２放熱体３０Ａが用いてもよい。図１１に示されるように、凸部３２Ａの後方が削られていない第２放熱体３０Ａを用いることによって、上記実施の形態における半導体レーザ装置１よりも放熱性に優れた半導体レーザ装置１Ａを実現できる。   For example, in the above embodiment, the wires 60 are disposed on both sides and the back of the semiconductor laser device 10, but as in the semiconductor laser device 1A according to the first modification shown in FIG. It may not be disposed behind 10 and may be disposed only on both sides of the semiconductor laser device 10. For example, a total of six wires 60 can be arranged, three on each side of the semiconductor laser element 10. Further, in the semiconductor laser device 1A in the first modification, the second heat sink 30 in the above embodiment may be used, but as shown in FIG. 11, two concave portions 31A corresponding to the arrangement of the wire 60 are formed. The second radiator 30A may be used. As shown in FIG. 11, by using the second heat radiator 30A in which the rear portion of the convex portion 32A is not scraped, a semiconductor laser device 1A having a better heat dissipation than the semiconductor laser device 1 in the above embodiment is realized. it can.

あるいは、図１２に示す変形例２に係る半導体レーザ装置１Ｂのように、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の片側一方のみに配置されていてもよい。例えば、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の片側一方のみに３本配置することができる。また、変形例２における半導体レーザ装置１Ｂでは、上記実施の形態における第２放熱体３０又は変形例１における第２放熱体３０Ａを用いてもよいが、図１３に示すように、ワイヤ６０の配置に対応する１つの矩形状の凹部３１Ｂが形成された第２放熱体３０Ｂを用いてもよい。図１３に示す第２放熱体３０Ｂを用いることで、上記の半導体レーザ装置１、１Ａよりも放熱性に優れた半導体レーザ装置１Ｂを実現できる。   Alternatively, as in a semiconductor laser device 1B according to the second modification shown in FIG. 12, the wire 60 may be disposed on only one side of the semiconductor laser element 10. For example, three wires 60 can be disposed only on one side of the semiconductor laser device 10. Further, in the semiconductor laser device 1B in the second modification, although the second heat radiator 30 in the above embodiment or the second heat radiator 30A in the first modification may be used, as shown in FIG. The second heat dissipating member 30B may be used in which one rectangular recess 31B corresponding to is formed. By using the second heat radiating body 30B shown in FIG. 13, it is possible to realize a semiconductor laser device 1B that is more excellent in heat radiation than the above-described semiconductor laser devices 1 and 1A.

あるいは、図１４に示す変形例３に係る半導体レーザ装置１Ｃのように、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の後方のみに配置されていてもよい。例えば、ワイヤ６０は、半導体レーザ素子１０の後方のみに１本配置することができる。また、変形例３における半導体レーザ装置１Ｃでは、上記実施の形態における第２放熱体３０を用いてもよいが、図１５に示すように、ワイヤ６０の配置に対応する１つの矩形状の凹部３１Ｃが形成された第２放熱体３０Ｃを用いてもよい。図１５に示す第２放熱体３０Ｃを用いることで、上記の半導体レーザ装置１、１Ａ、１Ｂよりも放熱性に優れた半導体レーザ装置１Ｃを実現できる。   Alternatively, as in a semiconductor laser device 1C according to the third modification shown in FIG. For example, one wire 60 can be disposed only behind the semiconductor laser device 10. Further, in the semiconductor laser device 1C in the third modification, although the second heat radiator 30 in the above embodiment may be used, as shown in FIG. 15, one rectangular recess 31C corresponding to the arrangement of the wire 60. The second heat dissipating member 30 </ b> C may be used. By using the second heat radiating body 30C shown in FIG. 15, it is possible to realize a semiconductor laser device 1C that is more excellent in heat dissipation than the above-described semiconductor laser devices 1, 1A, and 1B.

また、上記実施の形態において、第２放熱体３０の凹部３１は、深さが一定で断面形状を矩形状に形成したが、これに限らない。例えば、図１６に示す変形例４に係る半導体レーザ装置１Ｄのように、断面形状が二等辺三角形の凹部３１Ｄが形成された第２放熱体３０Ｄであってもよいし、図１７に示す変形例５に係る半導体レーザ装置１Ｅのように、断面形状が直角三角形の凹部３１Ｅが形成された第２放熱体３０Ｅであってもよいし。この場合、ワイヤ６０と第２放熱体３０との接触を回避するために、凹部３１Ｄ及び３１Ｅの最深部周辺がワイヤ６０の屈曲部６１に対応するように凹部３１Ｄ及び３１Ｅを形成するとよい。なお、第２放熱体の凹部の断面形状は、これらに限らず、球形、又は、三角形以外のテーパを有する形状であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the recessed part 31 of the 2nd thermal radiation body 30 formed the cross-sectional shape into a rectangular shape with fixed depth, it does not restrict to this. For example, as in a semiconductor laser device 1D according to the fourth modification shown in FIG. 16, the second heat sink 30D may be formed with a recess 31D having an isosceles triangular cross section, or the second modification shown in FIG. Like the semiconductor laser device 1E according to No. 5, the second heat radiator 30E may have a recess 31E having a right-angled triangular cross section. In this case, in order to avoid contact between the wire 60 and the second heat radiator 30, the recesses 31D and 31E may be formed such that the deepest portions of the recesses 31D and 31E correspond to the bent portions 61 of the wire 60. In addition, the cross-sectional shape of the recessed part of a 2nd heat radiating body may be a shape which does not restrict to these but spherical shape or taper other than a triangle.

また、上記実施の形態において、半導体レーザ素子１０の導波路は、リッジストライプ構造としたが、これに限らず、電極ストライプ構造であってもよい。   Further, in the above embodiment, the waveguide of the semiconductor laser device 10 has a ridge stripe structure. However, the present invention is not limited to this, and may have an electrode stripe structure.

また、上記実施の形態において、半導体レーザ素子１０は、発光点が１つであるシングルエミッタ構造としたが、発光点が複数のマルチエミッタ構造であってもよい。   Although the semiconductor laser device 10 has a single emitter structure in which the number of light emitting points is one in the above embodiment, the light emitting point may have a plurality of multi-emitter structures.

また、上記実施の形態において、ｐ側電極１０ｆをサブマウント４０側（下向き）となるように半導体レーザ素子１０を実装したが、これに限らず、ｎ側電極１０ｇがサブマウント４０側（上向き）となるように半導体レーザ素子１０を実装してもよい。この場合、半導体レーザ装置を流れる電流は、図９に示される流れの向きとは逆向きになる。   In the above embodiment, the semiconductor laser device 10 is mounted so that the p-side electrode 10 f is on the submount 40 side (downward). However, the present invention is not limited thereto. The n-side electrode 10 g is on the submount 40 (upward) The semiconductor laser device 10 may be mounted so that In this case, the current flowing through the semiconductor laser device is opposite to the flow direction shown in FIG.

その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。   In addition, the embodiment can be realized by arbitrarily combining the components and functions in the embodiments within the scope obtained by applying various modifications that those skilled in the art may think on to the above embodiment, and the scope of the present disclosure. Forms are also included in the present disclosure.

本開示に係る半導体レーザ装置は、放熱性に優れるので、プロジェクタ等に用いられる画像表示用光源又は産業用スポット照明等に用いられる照明用光源等として利用することができ、特に、比較的に高い光出力を必要とする機器の光源として有用である。   Since the semiconductor laser device according to the present disclosure is excellent in heat dissipation, it can be used as an image display light source used for a projector or the like, an illumination light source used for industrial spot illumination or the like, and is particularly high. It is useful as a light source for equipment requiring light output.

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 半導体レーザ装置
１０ 半導体レーザ素子
１０ａ 基板
１０ｂ ｎ型クラッド層
１０ｃ 活性層
１０ｄ ｐ型クラッド層
１０ｅ ｐ型コンタクト層
１０ｆ ｐ側電極
１０ｈ 絶縁膜
１０ｉ パッド電極
１１ 発光層
１２ 第１電極
１３ 第２電極
１４ 半田
２０ 第１放熱体
２１ 凹所
２２ 突出部
２３ 接続穴
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ 第２放熱体
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅ 凹部
３２、３２Ａ 凸部
３３ 接続穴
４０ サブマウント
４１ 高熱伝導絶縁体
４２ 金属層
５０ 絶縁シート
６０ ワイヤ
６１ 屈曲部
６２ ボンド部
１００ 電源
１１０ 電極端子
１２０ 電極端子
２００ 水冷機構
３００ 絶縁シート 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Semiconductor laser device 10 Semiconductor laser device 10a Substrate 10b n-type cladding layer 10c active layer 10d p-type cladding layer 10e p-type contact layer 10f p-side electrode 10h insulating film 10i pad electrode 11 emission Layer 12 first electrode 13 second electrode 14 solder 20 first radiator 21 recess 22 protrusion 23 connection hole 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E second radiator 31, 31A, 31B, 31C, 31D, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31E recessed part 32, 32A convex part 33 connection hole 40 submount 41 high thermal conductivity insulator 42 metal layer 50 insulation sheet 60 wire 61 bending part 62 bond part 100 power supply 110 electrode terminal 120 electrode terminal 200 water cooling mechanism 300 insulation sheet

Claims (10)

レーザ光を出射する発光層、第１電極及び第２電極を有する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の一方側に配置された、導電性材料よりなる第１放熱体と、
前記半導体レーザ素子の他方側に配置された、導電性材料よりなる第２放熱体とを備え、
前記第１放熱体は、ワイヤを介して前記第１電極と電気的に接続され、
前記第２放熱体は、前記第１放熱体と対向する面に凹部を有し、且つ、前記第２電極と電気的に接続され、
前記ワイヤの屈曲部は、前記凹部に位置する
半導体レーザ装置。 A semiconductor laser device having a light emitting layer for emitting laser light, a first electrode, and a second electrode;
A first heat sink made of a conductive material disposed on one side of the semiconductor laser device;
And a second heat sink made of a conductive material disposed on the other side of the semiconductor laser device.
The first heat dissipating member is electrically connected to the first electrode through a wire,
The second heat dissipating member has a recess on the surface facing the first heat dissipating member, and is electrically connected to the second electrode,
The bending part of the said wire is located in the said recessed part. Semiconductor laser apparatus. 前記第１放熱体よりも熱伝導性が高い材料よりなるサブマウントをさらに備え、
前記第１電極は、前記第２電極よりも前記発光層に近い位置にあり、
前記半導体レーザ素子は、前記第１電極側において前記サブマウントに固定され、
前記サブマウントは、前記半導体レーザ素子とは反対側の面において前記第１放熱体と接合され、
前記ワイヤは、一端が前記サブマウントに接続され、他端が前記第１放熱体に接続されている
請求項１記載の半導体レーザ装置。 The submount further comprises a material having a thermal conductivity higher than that of the first heat sink,
The first electrode is closer to the light emitting layer than the second electrode, and
The semiconductor laser device is fixed to the submount at the first electrode side,
The submount is joined to the first heat sink at a surface opposite to the semiconductor laser device,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein one end of the wire is connected to the submount and the other end is connected to the first heat radiator. 前記サブマウントは、高熱伝導絶縁体と、該高熱伝導絶縁体の表面に形成された金属層とからなり、
前記金属層には、前記第１電極が接合され、且つ、前記ワイヤの一端が接続されている
請求項２記載の半導体レーザ装置。 The submount comprises a high thermal conductivity insulator and a metal layer formed on the surface of the high thermal conductivity insulator,
The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the first electrode is joined to the metal layer, and one end of the wire is connected to the metal layer. 前記高熱伝導絶縁体は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、単結晶の炭化ケイ素、多結晶の炭化ケイ素、及び窒化アルミニウムの何れかである
請求項３記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the high thermal conductivity insulator is any of single crystal diamond, polycrystalline diamond, single crystal silicon carbide, polycrystalline silicon carbide, and aluminum nitride. 前記第１放熱体は、前記第２放熱体と対向する面に凹所を有し、
前記凹所の底面に、前記サブマウントが接合され、
前記ワイヤの他端は、前記凹所の底面に接続されている
請求項２〜４の何れか１項に記載の半導体レーザ装置。 The first heat dissipating member has a recess in a surface facing the second heat dissipating member,
The submount is joined to the bottom of the recess,
The semiconductor laser device according to any one of claims 2 to 4, wherein the other end of the wire is connected to the bottom surface of the recess. 前記第１放熱体と前記第２放熱体とは、前記凹所の周囲において絶縁体を介して接合されている
請求項５記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to claim 5, wherein the first heat radiating body and the second heat radiating body are joined via an insulator around the recess. 前記第２放熱体は、前記第１放熱体と対向する面において前記第２電極と接触している
請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second heat radiating body is in contact with the second electrode on a surface facing the first heat radiating body. 前記凹部の表面には、絶縁膜が形成されている
請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 7, wherein an insulating film is formed on the surface of the recess. 前記ワイヤは、複数本である
請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of the wires are provided. 前記凹部は一つであり、
前記複数本のワイヤの各々の屈曲部は、前記一つの凹部に位置する
請求項９記載の半導体レーザ装置。 The recess is one,
The semiconductor laser device according to claim 9, wherein a bending portion of each of the plurality of wires is located in the one recess.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021131171A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 日亜化学工業株式会社 Laser light source
WO2022230339A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-03 日亜化学工業株式会社 Light source device
JP7480653B2 (en) 2020-09-16 2024-05-10 住友電気工業株式会社 Optical semiconductor device

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