JPH04286177A - 半導体レーザ用サブマウント - Google Patents

半導体レーザ用サブマウント

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JPH04286177A
JPH04286177A JP7469891A JP7469891A JPH04286177A JP H04286177 A JPH04286177 A JP H04286177A JP 7469891 A JP7469891 A JP 7469891A JP 7469891 A JP7469891 A JP 7469891A JP H04286177 A JPH04286177 A JP H04286177A
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JP
Japan
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semiconductor laser
submount
plate
diamond
thermal expansion
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Withdrawn
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JP7469891A
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English (en)
Inventor
Jiro Shinkai
次郎 新開
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ用サブマ
ウントに関する。より詳細には、本発明は、半導体レー
ザを搭載するためのサブマウントであって、特に、半導
体レーザとの熱的な不整合を軽減した新規な半導体レー
ザ用サブマウントの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】III−V族化合物であるGaAs等に
代表される化合物半導体により形成された半導体レーザ
は、動作中に半導体レーザ自体が発熱する。そこで、自
身の放熱性を向上させる目的と、その装置を構成する他
の素子への熱の影響を軽減する目的とで、サブマウント
と呼ばれる部材に搭載して実装される。
【0003】図2は、従来の一般的なサブマウント1と
、そのサブマウント1上に実装された半導体レーザ2と
の構成を示す断面図である。
【0004】同図に示すように、サブマウント1は、両
面にAu鍍金層12を備えた板状部材11により構成さ
れている。板状部材11の材料としては、ダイヤモンド
、Cu−W合金、シリコン等が知られている。
【0005】一方、半導体レーザ2は、p側電極21、
p−GaAsコンタクト層22、n型ブロック層23、
p型クラッド層24、活性層25、n型クラッド層26
、n型GaAs基板27およびn側電極層28を順次積
層した構成となっている。
【0006】以上のように構成された半導体レーザ2は
、サブマウント1上に熱間圧着により固定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図2に示すようにして
使用されるサブマウント1において、その主要部材であ
る板状部材11の材料はそれぞれ以下のような特徴を有
している。
【0008】即ち、ダイヤモンドは、特に熱伝導性に優
れ、半導体レーザ2の発生する熱を速やかに拡散すると
いう点では極めて優れた材料である。しかしながら、ダ
イヤモンドの熱膨張率は、半導体レーザ2の主材料であ
るGaAsの熱膨張率と大きく異なっている。このため
、熱間圧着により半導体レーザ2をサブマウント1上に
実装する際に、両者の熱的な不整合に起因する応力が発
生し、半導体レーザ2の信頼性が劣化するという問題が
ある。
【0009】一方、Cu−W合金は、CuとWとの配合
比によって調整することにより、その熱膨張率をGaA
sと実質的に等しくすることができる。従って、半導体
レーザと熱間圧着を行っても、半導体レーザに歪みが発
生することはない。しかしながら、Cu−W合金の熱伝
導率は、ダイヤモンドには遠く及ばず、放熱性が劣ると
いう点では、依然として半導体レーザの信頼性に寄与す
るものではない。
【0010】このように、従来のサブマウントでは、そ
の放熱路としての特性と、熱的な不整合とがトレードオ
フの関係にあり、理想的なサブマウントは未だ実現され
ていない。
【0011】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、GaAsとの熱膨張率の整合性が高く、且つ
、熱伝導性にも優れた新規なサブマウントを提供するこ
とをその目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
半導体レーザを搭載するための半導体レーザ用サブマウ
ントであって、半導体レーザと実質的に熱膨張率が等し
い材料により構成された第1の板状部材と、熱伝導性に
優れたダイヤモンドで構成された第2の板状部材とを備
え、前記第1の板状部材上に半導体レーザが実装される
ように、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを
互いに積層してなることを特徴とする半導体レーザ用の
サブマウントが提供される。
【0013】
【作用】本発明に係るサブマウントは、GaAs等の化
合物半導体と実質的に等しい熱膨張率を有する第1の板
状部材と、放熱性に優れたダイヤモンドにより形成され
た第2の板状部材との積層構造となっていることをその
主要な特徴としている。
【0014】従来のサブマウントは、その主要部分であ
る板状部材を単一の材料により形成していたので、材料
固有の問題点がそのままサブマウントの問題点として残
っていた。
【0015】これに対して、本発明に係るサブマウント
は、半導体レーザと熱膨張率が等しい材料により構成さ
れた第1の板状部材と、熱伝導性に優れたダイヤモンド
により形成された第2の板状部材とを積層した構造とな
っており、半導体レーザは、第1の板状部材上に搭載さ
れる。
【0016】従って、熱間圧着に際して半導体レーザに
熱応力が作用することがなくなる一方、動作中に半導体
レーザの発生した熱は、第2の板状部材を介して良好に
拡散される。また、第1の板状部材と第2の板状部材と
の間の熱膨張率の不整合は、接合面積の広いサブマウン
ト内で吸収されるので、理想的な特性を有するサブマウ
ントが実現される。
【0017】尚、以上のように構成された本発明に係る
サブマウントは、半導体レーザの実装面が予め規定され
ている点を除けば、従来のサブマウントと全く同じよう
に取り扱うことができる。
【0018】また、上記各層の機能に鑑みて、第1の板
状部材は、熱間圧着時の影響を受ける範囲の厚さとすれ
ば良く、残余の厚さは、全てダイヤモンドで構成するこ
とが望ましい。また、第1の板状部材と第2の板状部材
との接合は、Au、Au−Sn合金等の公知の接合材料
を使用することができる。
【0019】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず
、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【0020】
【実施例】図1は、本発明に係るサブマウント1aの具
体的な構成例を、半導体レーザ2を実装した状態で示す
断面図である。尚、ここで使用されている半導体レーザ
2は、図2において示した従来の半導体レーザ2と全く
同じものなので、各構成要素には図2と共通の参照番号
を付して、その説明は省略している。
【0021】図1に示すように、ここで使用されている
サブマウント1aは、接合材13により一体に貼り合わ
された、第1および第2の板状部材11a、11bと、
その表裏に形成されたAu鍍金層12とから構成されて
いる。
【0022】ここで、第1の板状部材11aは、半導体
レーザ2の材料であるGaAs基板27か、サブマウン
ト1に直接接合されるp−GaAsコンタクト層21と
熱膨張率を一致させたCu−W合金により形成されてい
る。また、第2の板状部材11bは、熱伝導率の極めて
高いダイヤモンドにより形成されている。尚、第1およ
び第2の板状部材11a、11bを接合する接合部材1
3としてはAu−Sn(Auを70%程度含有する)を
使用し、両者は熱間圧着により接合している。
【0023】以上のように構成されたサブマウント1a
は、図1に示すように、Cu−W合金により形成された
第1の板状部材11a上に、半導体レーザ2を実装して
使用される。実装方法としては、従来のサブマウントと
同様に、p−GaAsコンタクト層21を下にして、熱
間圧着により実装することができる。
【0024】尚、本実施例においてサブマウント1a上
に搭載した半導体レーザ2は、その幅×奥行×高さが、
それぞれ 0.4mm×0.25mm×0.07mmの
半導体レーザであり、サブマウントは、その幅×奥行を
0.75mm×0.75mmとした。また、第1の板状
部材11aの厚さは0.15mmとし、第2の板状部材
11bの厚さは 0.2mmとした。また、第1の板状
部材11aの材料は、Cu:Wの比を10:90とした
【0025】以上のように構成されたサブマウント1a
は、実装面側が、GaAsと熱膨張率の等しいCu−W
合金の板状部材により構成されているので、半導体レー
ザ2の熱間圧着時に、半導体レーザ2に熱応力が発生す
ることがなく、半導体レーザの特性に最も影響の深い活
性層25に対して作用する熱応力を解消することができ
る。また、サブマウント1aの殆どの部分は熱伝導性に
優れたダイヤモンドにより形成されているので、半導体
レーザ2で発生した熱は、サブマウント1aを介して速
やかにステムに伝導される。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るサブ
マウントは、半導体レーザの実装面側が半導体レーザと
熱膨張率の等しい材料により構成されており、熱間圧着
により半導体レーザに熱応力が作用することがない。一
方、実装面と反対の側は、熱伝導率に優れたダイヤモン
ドにより構成されており、半導体レーザの発生した熱を
速やかに拡散する機能を有している。
【0027】従って、接着時に半導体レーザに歪みが生
じることが無く、且つ、高出力動作時の放熱性に優れて
いるので、半導体レーザの信頼性が著しく向上される。
【0028】このような本発明に係る半導体レーザ用サ
ブマウントは、特に、半導体レーザを高出力動作状態で
使用し、且つ、高い信頼性が要求される分野において有
利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサブマウントの具体的な構成例を
、半導体レーザを実装した状態で示す断面図である
【図
2】従来のサブマウントの典型的な構成を、半導体レー
ザを実装した状態で示す断面図である
【符号の説明】
1    サブマウント、 11    板状部材、 11a    板状部材(Cu−W合金)、11b  
  板状部材(ダイヤモンド)、12    Au鍍金
層、 13    接合材、 2    半導体レーザ、 21    p側電極、 22    p−GaAsコンタクト層、23    
n型ブロック層、 24    p型クラッド層、 25    活性層、 26    n型クラッド層、 27    n型GaAs基板、 28    およびn側電極層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザを搭載するための半導体レー
    ザ用サブマウントであって、半導体レーザと実質的に熱
    膨張率が等しい材料により構成された第1の板状部材と
    、熱伝導性に優れたダイヤモンドで構成された第2の板
    状部材とを備え、前記第1の板状部材上に半導体レーザ
    が実装されるように、前記第1の板状部材と前記第2の
    板状部材とを互いに積層してなることを特徴とする半導
    体レーザ用のサブマウント。
JP7469891A 1991-03-14 1991-03-14 半導体レーザ用サブマウント Withdrawn JPH04286177A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980514