JPH02281679A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボンディング・ワイヤによるインダクタンス
を低減した半導体レーザ装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体レーザ素子の高速化に伴い、光フアイバ通
信の伝送容量は大幅に伸びな。数年前までは、伝送容量
として４００　Ｍ　ｂ　／　ｓ程度であったのが、今で
は１．６Ｇｂ／ｓのシステムが実用化されている。数年
光の近い将来には２．４〜４．８Ｇｂ／ｓの高速システ
ムが計画されている。

ところで、半導体レーザ素子単体の周波数応答特性は大
幅に改善され、今では２〜５　Ｇ　ｂ　／　ｓ程度の高
速変調が可能になったものの、半導体レーザ素子の実装
方法は、まだこの様な高速変調に適したものになってお
らず改善が必要とされる。第４図に従来の半導体レーザ
装置の構造図を示す。

絶縁性放熱体１の上下の面にはＡｕを含む金属膜２．３
が形成されており、放熱体１の上には半導体レーザ素子
４が共晶ハンダ５により固着されている。更に放熱体１
そのものは導電性台座６の上にＰｂ５ｎ共晶ハンダ７に
より固着されている。

半導体レーザ素子４は固着時のストレス等の影響を避け
るために、ｐ−ｎ接合面が固着部より遠い側、すなわち
上側になるように固着される。ｎ型半導体基板を用いた
半導体レーザ素子では、固着部に接する側がｎ型１反対
側がｐ型となる。また、一般に半導体レーザ素子４のド
ライブ回路はアース（すなわち台座６）が正極となる。

従って、半導体レーザ素子４の上側電極と台座６との間
を電気的に導通させるため、導電性ワイヤ８が両者の間
に設けられている。更に、給電用端子１０から放熱体１
の上面の金属膜２には導電性ワイヤ９が接続されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体レーザ装置の問題点は導電性ワイ
ヤ８．９が長いために生じるインダクタンスが大きくな
り２〜５Ｇｂ／β程度の高速変調が困難なことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による半導体レーザ装置は、絶縁性放熱体の上面
に互いに分割された第１の金属膜と第２の金属膜とを有
し、前記第１の金属膜は前記放熱体の側面及び裏面に連
続して形成されており、第２の金属膜上に共晶合金によ
り半導体レーザ素子が固着されており前記放熱体は導電
性台座の上に固着されており、前記半導体レーザ素子の
上側電極と前記第１の金属膜とは第１導電性ワイヤによ
り接続され、前記第２の金属膜は給電用端子に第２の導
電性ワイヤにより接続されていることを特徴とする。

また本発明による半導体レーザ装置は、絶縁性放熱体の
上面に互いに分割された第１．第２の金属膜を有し、前
記放熱体の下面には互いに分割された第３．第４の金属
膜を有し、前記第１と第３の金属膜、前記第２の第４の
金属膜はそれぞれ前記放熱体側面を経由して連続してお
り、前記第２の金属膜の上には共晶合金により半導体レ
ーザ素子が固着されており、前記半導体レーザ素子の上
側電極と前記第１の金属膜とは導電性ワイヤにより接続
され、前記放熱体は絶縁性台座の上に形成された第１．
第２の金属配線の上に、前記第３の金属膜と前記第１の
金属配線とが接触し、更に前記第４の金属膜と前記第２
の金属配線とが接触するように固着されていることを特
徴とする。

〔実施例〕

以下に本発明について図面を用いて詳細に説明する。第
１図は本発明の第１の実施例である半導体レーザ装置の
構造図である。ボロン・ナイトライド（ＢＮ）からなる
絶縁性放熱体１の上面にＡｕを含む第１の金属膜２１と
、これとは電気的に分離された第２の金属膜２２とが設
けられており、第２の金属膜２２は放熱体１の側面及び
裏面にまで連続して形成されている。半導体レーザ素子
４はＡｕＳｎ共晶ハンダ５により第１の金属膜２１上に
ｐ型半導体側が上になるように固着されている。放熱体
ｌはＰｂ５ｎハンダ７により導電性台座６の上に固着さ
れている。更に、給電用端子１０と第１の金属膜２１の
間には導電性ワイヤ９が接続され、更に半導体レーザ素
子４の上からの導電性ワイヤ８は第２の金属膜２２に接
続されている。

従来例で示した半導体レーザ装置では、半導体レーザ素
子４からのワイヤ８が台座６に接続されるため比較的長
くなっていた。これに対し、本実施例による半導体レー
ザ装置では、半導体レーザ素子４からのワイヤ８は第２
の金属膜２２に接続されているなめ、ワイヤ８の長さは
従来例に比べ短くなる。具体的に言えば、放熱体１の横
幅が１ｍｍであるので、ワイヤ８の長さは、従来例では
１．２ｍｍ、本実施例では０．３ｍｍ程変ヒケる。これ
により装置全体のインダクタンスは従来の２ｎＨから０
．８ｎＨに低減され、２．４Ｇ　ｂ　／　ｓ程度の変調
が可能となった。

第２図に本発明の第２の実施例の半導体レーザ装置の構
造図を示す。ボロン・ナイトライドからなる絶縁性放熱
体１の上面に第１．第２のＡｕを含む金属膜３１．３２
が設けられており、それぞれの金属膜は互いに接続する
ことなく放熱体１の裏側にまで連続して形成されている
。第２の金属Ｍ３２の上には半導体レーザ素子４がＡｕ
Ｓｎ共晶ハンダ５により固着されている。放熱体１はセ
ラミックからなる絶縁性台座３０の上の金属配線３３．
３４の上に、第１の金属［３１と金属配線３３とが接触
し更に第２の金属膜３２と金属配線３４とが接触する様
にＰｂ５ｎハンダ７により固着されている。半導体レー
ザ素子４の上側電極から第１の金属膜３１へは導電性ワ
イヤ８が接続されている。

本実施例による半導体レーザ装置では、導電性ワイヤの
数が一本で済み、かつワイヤ８の長さが第１の実施例と
同様の理由により、従来よりも短くできるため、インダ
クタンスは大幅に小さくなり、おおよそ０．３ｎＨとな
った。更に、４．８Ｇ　ｂ　／　ｓの良好なパルス変調
が可能となった。

本実施例では、放熱体１を固着する台座３ｏとして、金
属配線３３．３４を形成した絶縁性の台座３０が必要と
なる。この台座は従来にない特殊なものであるため、こ
こでその−例を示す。第３図は、第２の実施例で示した
半導体レーザ装置用の台座（キャリア）部の構造図であ
る。Ｌ型の金属台４０と、セラミックからなる絶縁性台
座３゜と、給電用の金属リード４１とがら構成されてい
る。絶縁性台座３０の上には、金属台４ｏがら連続した
金属配線３３と、金属リード４１がら連続した金属配線
３４とが、中央で互いに対向するように形成されている
。金属配線３３と３４が互いに対向して形成された部分
に、半導体レーザ素子が固着される放熱体１を第３図中
の点線で示したように配置することにより、第２の実施
例で示した半導体レーザ装置が得られる。

なお、本発明の実施例で示した半導体レーザ装置では、
絶縁性放熱体１の材質として、ボロン・ナイトライドを
用いたが、絶縁物質としては、高抵抗のシリコン、酸化
ベリリウム、ダイアモンド等であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による半導体レーザ装置で
は導電性ワイヤの長さが短くなり、更にその本数も従来
よりも減らすことが可能であるため、装置全体のインダ
クタンスが減少し、２〜５　Ｇ　ｂ　／　ｓ程度の高速
変調が可能になった。

例として示した半導体レーザ装置の構造図である。

１・・・絶縁性放熱体、２，３，２１，２２．３１３２
・・・金属膜、４・・・半導体レーザ素子、５，７・・
・共晶合金ハンダ、６・・・導電性台座、８．９・・・
導電性ワイヤ、１０・・・給電用端子、３ｏ・・・絶縁
性台座、３３．３４・・・金属配線、４ｏ・・・金属台
、４１・・・金属リード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性放熱体の上面に互いに分割された第１の金属
   膜と第２の金属膜とを有し、前記第１の金属膜は前記放
   熱体の側面及び裏面に連続して形成されており、第２の
   金属膜上に共晶合金により半導体レーザ素子が固着され
   ており前記放熱体は導電性台座の上に固着されており、
   前記半導体レーザ素子の上側電極と前記第１の金属膜と
   は第１導電性ワイヤにより接続され、前記第２の金属膜
   は給電用端子に第２の導電性ワイヤにより接続されてい
   ることを特徴とする半導体レーザ装置。 ２、絶縁性放熱体の上面に互いに分割された第１、第２
   の金属膜を有し、前記放熱体の下面には互いに分割され
   た第３、第４の金属膜を有し、前記第１と第３の金属膜
   、前記第２の第４の金属膜はそれぞれ前記放熱体側面を
   経由して連続しており、前記第２の金属膜の上には共晶
   合金により半導体レーザ素子が固着されており、前記半
   導体レーザ素子の上側電極と前記第１の金属膜とは導電
   性ワイヤにより接続され、前記放熱体は絶縁性台座の上
   に形成された第１、第２の金属配線の上に、前記第３の
   金属膜と前記第１の金属配線とが接触し、更に前記第４
   の金属膜と前記第２の金属配線とが接触するように固着
   されていることを特徴とする半導体レーザ装置。