JPS59172786A - 半導体レ−ザのサブマウント装置 - Google Patents
半導体レ−ザのサブマウント装置Info
- Publication number
- JPS59172786A JPS59172786A JP58047610A JP4761083A JPS59172786A JP S59172786 A JPS59172786 A JP S59172786A JP 58047610 A JP58047610 A JP 58047610A JP 4761083 A JP4761083 A JP 4761083A JP S59172786 A JPS59172786 A JP S59172786A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- submounting
- submount
- heat sink
- laser element
- Prior art date
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/021—Silicon based substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0235—Method for mounting laser chips
- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は半導体レーザ素子のサブマウント装置に関する
ものである。
ものである。
〈従来技術〉
半導体レーザを室温で連続発振させると共に動作寿命を
向上させためには、主とし゛ζ半導体レーザのｐ−ｎ接
合部で動作時に発生するジュール熱を効果的に外部へ放
散させる必要がある。このため従来における半導体レー
ザ素子のマウント構造は、第１図に示すように、サブマ
ウント材１に半導体レーザ素子２をインジウム（Ｉ ｎ
）ＪＱ （Ｓｎ）等のロウ材３を介して一旦マウントし
、その後さらにヒートシンク材４に、インジウム−錫合
金・（ＩｎＳｎ）等のロウ材５を介してマウントするこ
とにより半導体レーザ素子のｐ−ｎ接合部で発生する熱
を外部放散する構造が一般的であった。
向上させためには、主とし゛ζ半導体レーザのｐ−ｎ接
合部で動作時に発生するジュール熱を効果的に外部へ放
散させる必要がある。このため従来における半導体レー
ザ素子のマウント構造は、第１図に示すように、サブマ
ウント材１に半導体レーザ素子２をインジウム（Ｉ ｎ
）ＪＱ （Ｓｎ）等のロウ材３を介して一旦マウントし
、その後さらにヒートシンク材４に、インジウム−錫合
金・（ＩｎＳｎ）等のロウ材５を介してマウントするこ
とにより半導体レーザ素子のｐ−ｎ接合部で発生する熱
を外部放散する構造が一般的であった。
このような構造において、サブマウント１およびヒート
シンク材４の材料として、ダイヤモンド、銅（Ｃｕ）
、銀（Ａｇ）、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料が使用
さている。
シンク材４の材料として、ダイヤモンド、銅（Ｃｕ）
、銀（Ａｇ）、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料が使用
さている。
ヒートシンク材４ばその使用目的から熱伝導度の大きい
ことを必要とするが、そのほかヒートシンク材の価格、
加工性等を考慮して材料を決定しなければならず、通常
は銅が最も多用さている。
ことを必要とするが、そのほかヒートシンク材の価格、
加工性等を考慮して材料を決定しなければならず、通常
は銅が最も多用さている。
サブマウント材１は、ヒートシンク材４と同様に熱伝導
度の大きいことを必要とするがそのほか、サブマウンＦ
材料の価格、半導体レーザ素子との熱膨張係数の差等を
考慮して材料を決定しなければならない。
度の大きいことを必要とするがそのほか、サブマウンＦ
材料の価格、半導体レーザ素子との熱膨張係数の差等を
考慮して材料を決定しなければならない。
然るにサブマウント材１の各材料のうち、ダイヤセント
は室温近傍で最も熱伝導度が大きく、サブマウンＮＪ料
として優れた特性を示すが、非常に高価である上に通常
は絶縁体であり、従ってサブマウンｌ−１ｆＪｆ １と
して使用するためには適当な金属７Ｖ膜を被膜してロウ
材３とのなじみを良くし、目、つ半導体レーザ素子を動
作させるためには通電可能な状態にしなげればならない
という工程上の複雑さを伴う欠点がある。銅、銀は比較
的安価で熱伝導度も大き（、この点ではサブマウント材
として優れているが、反面、他の月料に比べて半導体レ
ーザ素子を構成しているＧａＡｓ。
は室温近傍で最も熱伝導度が大きく、サブマウンＮＪ料
として優れた特性を示すが、非常に高価である上に通常
は絶縁体であり、従ってサブマウンｌ−１ｆＪｆ １と
して使用するためには適当な金属７Ｖ膜を被膜してロウ
材３とのなじみを良くし、目、つ半導体レーザ素子を動
作させるためには通電可能な状態にしなげればならない
という工程上の複雑さを伴う欠点がある。銅、銀は比較
的安価で熱伝導度も大き（、この点ではサブマウント材
として優れているが、反面、他の月料に比べて半導体レ
ーザ素子を構成しているＧａＡｓ。
Ｇａ１−ｘＡ＃ｘＡｓとの熱膨張係数の差が大きく、加
熱ロウ材は後の冷却時に、半導体レーザ素子内部に歪み
が導入される危険性が大きく、半導体レーザ素子の動作
寿命に悪影響を及ぼず結果になる。
熱ロウ材は後の冷却時に、半導体レーザ素子内部に歪み
が導入される危険性が大きく、半導体レーザ素子の動作
寿命に悪影響を及ぼず結果になる。
また、銅、銀は加工性は良いがサブマウントを高精度に
大量生産するには適さないという欠点もある。シリコン
は、半導体レーザ材料であるＧａＡｓ、Ｇａ１−ｘＡｌ
！ｘＡｓと比較的、膨張係数が近く、マウント歪が軽減
されるという利点を有するが、熱伝導度の面ではダイヤ
モンド、銅、銀と比ｅして可成り劣るという欠点がある
。
大量生産するには適さないという欠点もある。シリコン
は、半導体レーザ材料であるＧａＡｓ、Ｇａ１−ｘＡｌ
！ｘＡｓと比較的、膨張係数が近く、マウント歪が軽減
されるという利点を有するが、熱伝導度の面ではダイヤ
モンド、銅、銀と比ｅして可成り劣るという欠点がある
。
〈発明の目的〉
本発明の目的は、シリコンをサブマウント材料に用い、
その欠点である熱伝導を償うために放熱効果を高めた半
導体レーザのサブマウント装置を提供することにある。
その欠点である熱伝導を償うために放熱効果を高めた半
導体レーザのサブマウント装置を提供することにある。
（発明の構成〉
本発明のサブマウント装置は、半導体レーザ素子とヒー
トシンク材の間にサブマウント材を介在してなる装置に
おいて、サブマウント材としてシリコンを用い、そのサ
ブマウント材の半導体レーザ素子接合部の周面の露出面
に微小な凹凸を多数形成したことを特徴としている。
／〈実施例〉 第２図に本発明の実施例を示す。半導体レーザ素子２と
ザブマウント材６の間はロウ材３によりロウ付けされ、
ヒートシンク材４とサブマウント材６の間はロウ材５に
よりロウ付けされている。
トシンク材の間にサブマウント材を介在してなる装置に
おいて、サブマウント材としてシリコンを用い、そのサ
ブマウント材の半導体レーザ素子接合部の周面の露出面
に微小な凹凸を多数形成したことを特徴としている。
／〈実施例〉 第２図に本発明の実施例を示す。半導体レーザ素子２と
ザブマウント材６の間はロウ材３によりロウ付けされ、
ヒートシンク材４とサブマウント材６の間はロウ材５に
よりロウ付けされている。
サブマウント材６０半導体レーザ素子接合部の周囲には
、微小な多数の凹凸７が形成されている。
、微小な多数の凹凸７が形成されている。
ヒートシンク材４として銅、銀のように熱伝導度の良好
な金属が用いられ、サブマウント材６としてシリコンが
用いられる。ロウ材３及び５には、例えばインジウム、
錫、インジウム錫合金が用いられる。サブマウント材６
のレーザ素子接合部周辺に形成されている微小な凹凸の
大きさは、その凹凸が、縞状の場合、溝の深さが１０μ
ｍ〜１５０石ｍ（７）範囲、溝幅が１０ ｐｍ 〜２０
０ ｐｍの範囲、溝と溝の間に残された６所の幅が１ｏ
μｒｎ〜２００μｍの範囲のものが好ましい。なお、こ
の微少な凹凸は綿状に限られるのではなく、種々な形状
で実施することができる。
な金属が用いられ、サブマウント材６としてシリコンが
用いられる。ロウ材３及び５には、例えばインジウム、
錫、インジウム錫合金が用いられる。サブマウント材６
のレーザ素子接合部周辺に形成されている微小な凹凸の
大きさは、その凹凸が、縞状の場合、溝の深さが１０μ
ｍ〜１５０石ｍ（７）範囲、溝幅が１０ ｐｍ 〜２０
０ ｐｍの範囲、溝と溝の間に残された６所の幅が１ｏ
μｒｎ〜２００μｍの範囲のものが好ましい。なお、こ
の微少な凹凸は綿状に限られるのではなく、種々な形状
で実施することができる。
次に、第２図に示した実施例の製造方法を説明する。Ｓ
ｉ ０２膜を被膜したＳｆの上面にボトレジストを塗
布し半導体レーザ素子をマウントする部分を除いて綿状
のマスクで露光し、現像後、ＨＦ（弗酸）によりＳｉｏ
２膜を縞状に除去する。残った綿状の５ｉ０２膜をエツ
チングマスクとして、ＫＯＨとＨ２０（７）比率１：１
、温度６０°ｃ〜１００°Ｃの溶液を用いてエツチング
を行う°。このエツチングにより方形溝が並列した微小
な凹凸が多数形成される。
ｉ ０２膜を被膜したＳｆの上面にボトレジストを塗
布し半導体レーザ素子をマウントする部分を除いて綿状
のマスクで露光し、現像後、ＨＦ（弗酸）によりＳｉｏ
２膜を縞状に除去する。残った綿状の５ｉ０２膜をエツ
チングマスクとして、ＫＯＨとＨ２０（７）比率１：１
、温度６０°ｃ〜１００°Ｃの溶液を用いてエツチング
を行う°。このエツチングにより方形溝が並列した微小
な凹凸が多数形成される。
〈発明の効果〉
本発明によれば、比較的安価で量産に適したシリコンウ
ェハを用い、半導体レーザ素子のｐ−ｎ接合部で発生す
るジュール熱をヒートシンク材へ伝導すると同時に微小
な凹凸から放熱することができ、動作寿命の長い半導体
レーザ素子を製作することができる。
ェハを用い、半導体レーザ素子のｐ−ｎ接合部で発生す
るジュール熱をヒートシンク材へ伝導すると同時に微小
な凹凸から放熱することができ、動作寿命の長い半導体
レーザ素子を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例を示す拡大模型図、第２図は本発明実施
例を示す拡大模型図である。 １−サブマウント材 ２−半導体レーザ素子 ４− ヒートシンク材 ７−微小な凹凸
例を示す拡大模型図である。 １−サブマウント材 ２−半導体レーザ素子 ４− ヒートシンク材 ７−微小な凹凸
Claims (1)
- 半導体レーザ素子とヒートシンク材の間にサブマウント
材を介在してなる装置において、ザブマウント材として
しシリコンを用い、そのサブマウント材の半導体レーザ
素子接合部の周囲の露出面に微小な凹凸を多数形成した
ことを特徴とする半導体レーザのサブマウント装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047610A JPS59172786A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体レ−ザのサブマウント装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047610A JPS59172786A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体レ−ザのサブマウント装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59172786A true JPS59172786A (ja) | 1984-09-29 |
Family
ID=12779995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047610A Pending JPS59172786A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 半導体レ−ザのサブマウント装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59172786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07193315A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| DE19536463A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Laserdiodenbauelement mit Wärmesenke |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP58047610A patent/JPS59172786A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07193315A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| DE19536463A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Laserdiodenbauelement mit Wärmesenke |
| DE19536463C2 (de) * | 1995-09-29 | 2002-02-07 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Laserdiodenbauelementen |
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