JPS60211992A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS60211992A JPS60211992A JP59067639A JP6763984A JPS60211992A JP S60211992 A JPS60211992 A JP S60211992A JP 59067639 A JP59067639 A JP 59067639A JP 6763984 A JP6763984 A JP 6763984A JP S60211992 A JPS60211992 A JP S60211992A
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- laser
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ装置に係り、特にジャンクショ
ン・アップ型レーザ等の半導体レーザの熱抵抗低減に好
適な半導体レーザ装置に関する。
ン・アップ型レーザ等の半導体レーザの熱抵抗低減に好
適な半導体レーザ装置に関する。
従来のジャンクション・アップ型レーザ、例えばP−s
ideup型レーザの電極リードは、金線をワイヤボン
ディングして形成していたので、電極リード側からの放
熱効果が低く、従って熱抵抗が増大する欠点があった。
ideup型レーザの電極リードは、金線をワイヤボン
ディングして形成していたので、電極リード側からの放
熱効果が低く、従って熱抵抗が増大する欠点があった。
そこで、Joyceらは、P−5ide up型レーザ
のP電極上に厚い金層を形成することによる熱抵抗の低
減効果を理論計算によって示した(W、 B、 Joy
ce etal ; J、 Appl、 Phys、
46゜P、 855(1975)、)が、この方法を実
際に適用するには製造工程が複雑困難になるうえ、コス
トが高くなるなど実用上の欠点があった。
のP電極上に厚い金層を形成することによる熱抵抗の低
減効果を理論計算によって示した(W、 B、 Joy
ce etal ; J、 Appl、 Phys、
46゜P、 855(1975)、)が、この方法を実
際に適用するには製造工程が複雑困難になるうえ、コス
トが高くなるなど実用上の欠点があった。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、熱
抵抗を低減した高信頼性を有する半導体レーザ装置を提
供することを目的とするものである。
抵抗を低減した高信頼性を有する半導体レーザ装置を提
供することを目的とするものである。
半導体レーザの熱抵抗を低減するには、ヒートシンクに
融着されていない電極から取り出す電気リードによる放
熱効果を高める必要がある。本発明では、電極リードを
構成する素材として、比較的熱伝導率が高く、しかも熱
膨張係数がレーザ結晶のそれに近くて熱歪による素子劣
化を抑止し得る誘電体材料あるいは半導体材料を用いる
。これによって、上記目的の熱抵抗の低減化を達成し、
組立てが容易でありしかも高信頼性を有するジャンクシ
ョン・アップ型レーザを実現した。
融着されていない電極から取り出す電気リードによる放
熱効果を高める必要がある。本発明では、電極リードを
構成する素材として、比較的熱伝導率が高く、しかも熱
膨張係数がレーザ結晶のそれに近くて熱歪による素子劣
化を抑止し得る誘電体材料あるいは半導体材料を用いる
。これによって、上記目的の熱抵抗の低減化を達成し、
組立てが容易でありしかも高信頼性を有するジャンクシ
ョン・アップ型レーザを実現した。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第1図は、本発明を用いたP−sideup型ImGa
AsP/ImPダブルへテロ構造レーザの例を示す組立
外観図である。レーザチップ1のn電極は、金メツキ加
工を施した銅製ヒートシンクブロック2に、例えば導電
性のSiサブマウント3を介して半田付けされ、該チッ
プのP電極は、本発明の主要な構成要素であるビーム4
の表面に蒸着形成した金属層5を半田付けすることによ
り外部リード端子8へ電気接続されている。ビーム4は
、電気リードとヒートシンクとしての役割をもつもので
、以下これをビームリードヒートシンク(Beam −
Lead−HeaIl:5ink ; BLI(と略す
)と称す。
AsP/ImPダブルへテロ構造レーザの例を示す組立
外観図である。レーザチップ1のn電極は、金メツキ加
工を施した銅製ヒートシンクブロック2に、例えば導電
性のSiサブマウント3を介して半田付けされ、該チッ
プのP電極は、本発明の主要な構成要素であるビーム4
の表面に蒸着形成した金属層5を半田付けすることによ
り外部リード端子8へ電気接続されている。ビーム4は
、電気リードとヒートシンクとしての役割をもつもので
、以下これをビームリードヒートシンク(Beam −
Lead−HeaIl:5ink ; BLI(と略す
)と称す。
第2図は、レーザチップ1の周辺の詳細な構造図である
。以下、具体的な組立手順の一例を示す。
。以下、具体的な組立手順の一例を示す。
まず、レーザチップJをSiサブマウント3にAuSn
系半田10を用いて融着し、次いで該サブマウントを半
田10より融点の低いAuSn系半田11を用いてブロ
ック2に融着する。引き続いて、例エバ、T ir P
t + A uを連続蒸着して形成される金属層5、
並びに第3図に示す如く部分的に蒸着形成したPb5n
系半田層9および9′を有するBLH4を用いてP電極
からの電気リード取り出しを行う。半田層9′を用いて
融着される銅製ブロック6(表面Auメッキ加工)は、
アルミナ材7によってブロック2と電気絶縁されている
。
系半田10を用いて融着し、次いで該サブマウントを半
田10より融点の低いAuSn系半田11を用いてブロ
ック2に融着する。引き続いて、例エバ、T ir P
t + A uを連続蒸着して形成される金属層5、
並びに第3図に示す如く部分的に蒸着形成したPb5n
系半田層9および9′を有するBLH4を用いてP電極
からの電気リード取り出しを行う。半田層9′を用いて
融着される銅製ブロック6(表面Auメッキ加工)は、
アルミナ材7によってブロック2と電気絶縁されている
。
第4図は、第2図を簡略に表現したもので、レーザチッ
プ1の活性領域、すなわち発熱領域12からの熱の流れ
を矢印で示している。本実施例によれば、実線の矢印で
示す熱流のほかに、破線で示す熱流が生じることになり
、素子の熱抵抗を著しく低減でき、素子特性および信頼
性を大きく向上する効果がある。
プ1の活性領域、すなわち発熱領域12からの熱の流れ
を矢印で示している。本実施例によれば、実線の矢印で
示す熱流のほかに、破線で示す熱流が生じることになり
、素子の熱抵抗を著しく低減でき、素子特性および信頼
性を大きく向上する効果がある。
第5図は、−例として本発明によるP−sideup型
ImGaAsP/ ImPダブルへテロ構造レーザの熱
抵抗の低減効果を示すものである。プロット0およびΔ
は、従来方式(電気リードとして25μmφ金線を使用
)および本発明の方式(BLH4としてSiCセラミッ
クを使用)を用いて組立てたそれぞれ10個の素子につ
いて測定した熱抵抗Rt、hの平均値であり、縦棒は標
準偏差を示す。第5図の実線および破線は、従来および
本発明の方式について前記Joyceらのモデル式から
めた熱抵抗の活性層幅Wに対する依存性を示す。これら
の結果から、本発明により約25%の熱抵抗を低減でき
たことが明らかである。
ImGaAsP/ ImPダブルへテロ構造レーザの熱
抵抗の低減効果を示すものである。プロット0およびΔ
は、従来方式(電気リードとして25μmφ金線を使用
)および本発明の方式(BLH4としてSiCセラミッ
クを使用)を用いて組立てたそれぞれ10個の素子につ
いて測定した熱抵抗Rt、hの平均値であり、縦棒は標
準偏差を示す。第5図の実線および破線は、従来および
本発明の方式について前記Joyceらのモデル式から
めた熱抵抗の活性層幅Wに対する依存性を示す。これら
の結果から、本発明により約25%の熱抵抗を低減でき
たことが明らかである。
第6図は、本発明による電流−光出力(I−P)特性の
改善効果を示すものである。曲線aは従来方式で組立て
た素子の特性であり、曲線すは同一の素子を用いて本発
明の方式で組立てたときの特性である。この結果は、上
述の熱抵抗低減効果により発振効率が向上することを端
的に示すものである。
改善効果を示すものである。曲線aは従来方式で組立て
た素子の特性であり、曲線すは同一の素子を用いて本発
明の方式で組立てたときの特性である。この結果は、上
述の熱抵抗低減効果により発振効率が向上することを端
的に示すものである。
第7図は、本発明による信頼性の向上効果を示すもので
ある。劣化速度は、雰囲気温度60℃、光出力5 m
W / facetの定光出力動作試験における動作電
流の増加速度である。プロット0およびΔは、従来方式
および本発明の方式で組立てたそれぞれ10個の素子の
平均劣化速度であり、縦棒は標準偏差を示す。この結果
から、本発明による熱抵抗低減効果により劣化速度を半
減できることが明らかである。本発明による信頼性の向
上を図るには、BLH4の材料として熱伝導率が高くし
かもレーザチップlに近い熱棒張係数を有するものが望
しい。第7図の結果は、BLH4としてSiCセラミッ
ク(熱膨張係数: 3.7X10−’ 1 /deg。
ある。劣化速度は、雰囲気温度60℃、光出力5 m
W / facetの定光出力動作試験における動作電
流の増加速度である。プロット0およびΔは、従来方式
および本発明の方式で組立てたそれぞれ10個の素子の
平均劣化速度であり、縦棒は標準偏差を示す。この結果
から、本発明による熱抵抗低減効果により劣化速度を半
減できることが明らかである。本発明による信頼性の向
上を図るには、BLH4の材料として熱伝導率が高くし
かもレーザチップlに近い熱棒張係数を有するものが望
しい。第7図の結果は、BLH4としてSiCセラミッ
ク(熱膨張係数: 3.7X10−’ 1 /deg。
熱伝導率: 2 、7 W/cm deg)を用いた場
合のものであり、熱膨張係数はInP結晶の4.5XI
G−’1/degに近く、組立時にレーザチップ1に加
わる熱歪みが低減されている。他のBLH材としてSi
(熱膨張係数: 3 、5 X 10−’ 1./de
g、熱伝導率1 、3 W / am deg)やBe
O(6,5X10−’1 /deg、 2 、4 W/
cIIldeg)も有望であり、第5〜7図に示した結
果と同様の改善効果が確かめられた。
合のものであり、熱膨張係数はInP結晶の4.5XI
G−’1/degに近く、組立時にレーザチップ1に加
わる熱歪みが低減されている。他のBLH材としてSi
(熱膨張係数: 3 、5 X 10−’ 1./de
g、熱伝導率1 、3 W / am deg)やBe
O(6,5X10−’1 /deg、 2 、4 W/
cIIldeg)も有望であり、第5〜7図に示した結
果と同様の改善効果が確かめられた。
尚、上記実施例では、P−side up型レーザの例
を主体に説明したが、本発明は、基本的には、これに限
らず、P−side dotyn型のものに対しても適
用可能である。
を主体に説明したが、本発明は、基本的には、これに限
らず、P−side dotyn型のものに対しても適
用可能である。
以上述べたように、本発明によれば、簡便な組立て方式
によりジャンクション・アップ型レーザの熱抵抗を低減
でき、併せて電気光学特性や信頼性の改善効果がある。
によりジャンクション・アップ型レーザの熱抵抗を低減
でき、併せて電気光学特性や信頼性の改善効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す外観図、第2図はレー
ザチップ周辺の構造図、第3図はビームリードヒートシ
ンクの構造図、第4図は発熱領域からの熱流を説明する
図、第5図は本発明による熱抵抗低減効果を示す図、第
6図は電流−光出力特性の改善効果を示す図、第7図は
信頼性の向上効果を示す図である。 ■・・・レーザチップ、2・・・ヒートシンク、3・・
・サブマウント、4・・・ビームリードヒートシンク、
5・・・子 1 口 第 3 図 第 42 2 45 口 ¥I 4 図 工 (儂4) 第 7 図 尺+A(’C/w)
ザチップ周辺の構造図、第3図はビームリードヒートシ
ンクの構造図、第4図は発熱領域からの熱流を説明する
図、第5図は本発明による熱抵抗低減効果を示す図、第
6図は電流−光出力特性の改善効果を示す図、第7図は
信頼性の向上効果を示す図である。 ■・・・レーザチップ、2・・・ヒートシンク、3・・
・サブマウント、4・・・ビームリードヒートシンク、
5・・・子 1 口 第 3 図 第 42 2 45 口 ¥I 4 図 工 (儂4) 第 7 図 尺+A(’C/w)
Claims (1)
- 1、一方の電極がヒートシンクに融着されている半導体
レーザチップにおいて、該レーザチップの他方の電極か
ら取り出すリードを構成する要素として、Si、BaO
,およびSiCの少なくとも一つを含むことを特徴とす
る半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59067639A JPS60211992A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59067639A JPS60211992A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211992A true JPS60211992A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13350765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59067639A Pending JPS60211992A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60211992A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02306681A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ装置 |
JPH0537089A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
EP0560358A2 (en) * | 1992-03-11 | 1993-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
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WO2000049691A1 (en) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Presstek, Inc. | Emitter array with individually addressable laser diodes |
WO2000059086A1 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-05 | Cutting Edge Optronics, Inc. | Laser diode packaging |
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WO2013128794A1 (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置 |
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US9590388B2 (en) | 2011-01-11 | 2017-03-07 | Northrop Grumman Systems Corp. | Microchannel cooler for a single laser diode emitter based system |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59067639A patent/JPS60211992A/ja active Pending
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2013128794A1 (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置 |
CN104067463A (zh) * | 2012-03-02 | 2014-09-24 | 松下电器产业株式会社 | 半导体发光装置 |
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