JPH07240565A - 発光素子用ステム及び発光装置 - Google Patents

発光素子用ステム及び発光装置

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JPH07240565A
JPH07240565A JP6031699A JP3169994A JPH07240565A JP H07240565 A JPH07240565 A JP H07240565A JP 6031699 A JP6031699 A JP 6031699A JP 3169994 A JP3169994 A JP 3169994A JP H07240565 A JPH07240565 A JP H07240565A
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stem
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Akira Furuya
章 古谷
Hisao Sudo
久男 須藤
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/02208Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステムおよび発光素子に関し, n型基板上に
形成され, 傾斜発光部を有する可視光レーザチップ等を
フェイスダウンでボンディングする際に, プラス駆動型
のレーザを実現できる小型ステムを提供する。 【構成】 1)少なくとも2個の,リード 2の封止孔が
形成されたベース基台 1と,該ベース基台 1の上面に突
出するように形成され,かつ,該該ベース基台 1の上面
に垂直な面に発光素子 5を固着するスタンド 4とを有す
る発光素子用ステムにおいて,該スタンド 4の発光素子
固着面が2個のリードの中心線を含む平面に傾斜して形
成されている, 2)前記ステムの発光素子固着面に, 電気的に絶縁して
発光素子が固着され,発光素子上面の電極とスタンドが
接続され,発光素子下面の電極と一方のリードが接続さ
れている発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子用ステムとそれ
を用いた発光装置に関する。発光素子, とりわけ光ディ
スクやPOS 端末の電源等に用いられる半導体レーザに用
いられるステムは, 素子のマウントスペースが制約さ
れ,特にマイナス側接地/プラス駆動の装置用のレーザ
についてはその制約は厳しい。本発明はこの点を改良す
る。
【0002】
【従来の技術】光ディスク等に用いられるレーザ等の発
光素子のステムは, 外形がほぼ円形のキャンタイプのも
のが多用されている。このステムの外形は9 mmφのもの
と5.6mmφのものが業界の標準として用いられているが,
近年レーザを使用する装置の小型化にともない, 5.6 m
mφのものが多く用いられるようになった。
【0003】図3(A),(B) は従来用いられている外形が
5.6 mmφのステムの説明図であり,図3(A) は発光素子
をマウントしたステムの平面図, (B) は側面図を示す。
図において, 1はベース基台, 2はリード, 2Bはベース
基台に直付けされたベース基台側リード, 3は封止ガラ
ス, 4と発光素子を搭載するスタンド, 5は発光素子
(レーザ), 6は発光素子とスタンド間に挟んだ絶縁板
である。
【0004】スタンド 4はベース基台 1の上面に突出す
る形で設けられており,スタンド 4のベース基台 1の上
面に対して垂直な面にレーザ 5が固着される。レーザ 5
を固着するスタンドの垂直面は2個のリードの中心線を
含む面に平行であり,レーザ5の発光点はステムの中心
にくるようにマウントされる。
【0005】5.6 mmφのステムにおいては,リードの間
隔は2 mmであり,封止孔の間隔は 1mmであるのが標準寸
法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年,本発明者等は図
4に示されるような,エッチング加工した基板の傾斜部
分に発光部が形成された S-Cube レーザ (S3レーザ, Se
lfaligned Stepped Sub-strate Laser) を開発した。こ
のレーザは発光部を斜めにすることによりレーザ光の非
点収差を改善するとともに,従来成長過程を3回必要と
したのを1回のみで行え生産性が向上できる特徴をもっ
ている。
【0007】しかしながら,このレーザは発光部が傾斜
しているためレーザをステムに取りつける時点で,スタ
ンドを回転させて取りつけ面の傾きを補正する必要があ
った。
【0008】このレーザは,レーザをスタンドに固着す
る際には, 放熱性を高めるため,基板表面を下側にする
フェイスダウンボンディングでスタンドに固着される
が, この場合,このレーザはn型半導体基板上に成膜し
て形成されているため,レーザを駆動するプラス電極
(p側電極) がベース基台側に面する構造となる。
【0009】ところが,レーザを用いる装置内の電気回
路系は一般にプラス駆動に対応するような極性で構成さ
れており,このレーザのようにn型半導体基板上に成膜
して形成されるレーザの場合には, レーザ駆動系を別電
源にして,p側電極をベース基台に固着してプラス極性
としてn型基板側をマイナス極性 (マイナス駆動型)に
するか,レーザの接続時にプラスとマイナスを入れ換え
る必要がある。
【0010】この場合, レーザの駆動系のみを別電源に
することは, 装置のコストアップにつながり, レーザ部
で極性を入れ換える方法がとられることが多い。図5を
用いてその方法を説明する。
【0011】図において, 1はベース基台, 2はベース
基台と封止ガラスによって絶縁されたリード, 2Bはベー
ス基台に直付けされたベース基台側リード, 3は封止ガ
ラス, 4は発光素子を搭載するスタンド, 5はレーザ,
6は発光素子とスタンド間に挟んだ絶縁板, 7は絶縁板
上に形成されたメタライズ層, 8はボンディングワイ
ヤ, 9はボンディング用コレットである。
【0012】ベース基台 1の上面に設けられたスタンド
4の発光素子固着面の一部に絶縁膜6を形成し,この絶
縁板 6にメタライズ層 7を介してレーザ 5のp側電極を
固着する。メタライズ層 7はボンディングワイヤ 8で一
方の (プラス側) リード 2と接続されるため,p側電極
とプラス側リードとの接続がなされる。レーザ 2のn型
基板はボンディングワイヤ 8を用いてスタンド 4に接続
され, ベース基台側(マイナス側) リード 2B と接続さ
れることにより,n型基板とマイナス側リードとの接続
がなされる。
【0013】なお,ボンディングワイヤ 8の接続はそれ
ぞれボンディング用コレット 9を用いて行われる。上記
の構成により, p側電極はベース基台と絶縁されるとと
もに, プラス側リードと接続され, n型基板はベース基
台とともにマイナス側リードに接続されることで, プラ
ス駆動に対応することが可能となる。
【0014】ところが,5.6 mmφの小型ステムではリー
ドの封止孔の間隔が 1 mm しかなく, レーザの上下の電
極配線を入れ換えるためのスペースがとれないで,プラ
スとマイナスの極性を入れ換えることは困難であった。
なお,図示のボンディング用コレット 9はボンディング
スペースとの比較のためにその大きさを点線で示す。
【0015】本発明は, 傾斜発光部を有する可視光レー
ザチップ等n型基板上に形成された発光素子をフェイス
ダウンでボンディングする際に, プラス駆動型のレーザ
を実現できる小型ステムの提供を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は, 1)少なくとも2個の,リード 2の封止孔が形成された
ベース基台 1と,該ベース基台 1の上面に突出するよう
に形成され,かつ,該該ベース基台 1の上面に垂直な面
に発光素子 5を固着するスタンド 4とを有する発光素子
用ステムにおいて,該スタンド 4の発光素子固着面が2
個のリードの中心線を含む平面に傾斜して形成されてい
る発光素子用ステム, あるいは 2)前記1)記載のステムの前記発光素子固着面に, 電
気的に絶縁して発光素子5が固着され,該発光素子 5上
面の電極と前記スタンド 4が接続され,該発光素子 5下
面の電極と一方のリード 2が接続されている半導体発光
装置, あるいは 3)前記発光素子の発光部が基板主面に対して傾斜して
形成されている前記1)あるいは2)記載の半導体発光
装置により達成される。
【0017】
【作用】図1(A),(B) 及び図2は本発明の説明図であ
り,図1(A) は発光素子をマウントしたステムの平面
図,図1(B) は側面図,図2はその詳細図である。
【0018】なお,図中の符号は図3,図5で用いられ
たものと,同じものまたは相当するものを示す。本発明
では,ベース基台 1の上面に設けられたスタンド 4の発
光素子固着面が, リードの中心線を含む面から傾斜して
いる。この傾斜によりレーザの発光面の傾きを補正する
と同時にスタンド 4の発光素子固着面の面積を従来例に
比べて広くとることが可能となり,発光素子の上下の電
極の配線を入れ換えるための十分なボンディングスペー
スをとることが可能となる。
【0019】
【実施例】図1(A),(B) , 図2及び図4を用いて本発明
の一実施例を説明する。図1(A),(B) に示されるよう
に,従来例と同様にスタンド 4はベース基台 1の上面に
突出する形で設けられており,スタンド 4のベース基台
1の上面に対して垂直な面にレーザ 5が固着される。レ
ーザ 5を固着するスタンドの垂直面は, リード 2の中心
線を含む面に対して15°傾斜しており封止孔の外径に接
する形で形成されている。レーザの発光点は,この場合
もステムの中心にくるようにマウントされる。
【0020】図4は本発明のステムにマウントした発光
素子の斜視図である。このレーザは光ディスクの光源等
に用いられる可視光 (波長 670〜690 nm) の前記 S-Cub
e レーザである。
【0021】図において,11はn型(n-)GaAs基板, 12は
n-AlGaInP層, 13はGaInP 活性層,14はp型(p-)AlGaInP
層, 15は AlGaInP電流制限層, 16はp-GaAs層, 17はp
側電極 (上部電極), 18はn側電極 (下部電極) であ
る。
【0022】発光部は点線で示されるように基板に対し
て15°傾斜した活性層である。この発光部はステムの中
心にくるようにマウントする。図2に示されるように,
ベース基台 1の上面に設けられたスタンド 4の発光素子
固着面の一部に絶縁膜 6を形成し,この絶縁板 6にメタ
ライズ層 7を介して図4で示したレーザ 5のp側電極17
を固着する。メタライズ層 7はボンディングワイヤ 8で
一方の (プラス側) リード 2と接続されるため,p側電
極とプラス側リードとの接続がなされる。レーザ 2のn
型電極18はボンディングワイヤ 8を用いてスタンド 4に
接続され, ベース基台側 (マイナス側) リード 2B と接
続されることにより,n型基板とマイナス側リードとの
接続がなされる。
【0023】本発明ではスタンド 4をレーザの活性層の
傾斜に合わせて傾けているため,レーザ 5のn型基板と
スタンド 4とを接続するボンディングワイヤ 8の接続ス
ペースを大きくとることができ, 容易にプラスとマイナ
スの極性を入れ換える配線を形成することができる。
【0024】なお, 本発明には関係はないが,余剰にな
っている封止孔内のリード 2とベース基台 1間にレーザ
光をモニタするフォトダイオードが接続される。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば, n型基板上に形成さ
れ, 傾斜発光部を有する可視光レーザチップ等をフェイ
スダウンでボンディングする際に, プラス駆動型のレー
ザを実現できる小型ステムを提供することができた。さ
らに,発光素子の放熱効果を増大させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の説明図
【図2】 実施例の詳細図
【図3】 従来の外形が5.6 mmφのステムの説明図
【図4】 本発明のステムにマウントした発光素子の斜
視図
【図5】 従来例の詳細図
【符号の説明】
1 ベース基台 2, 2B リード 3 封止ガラス 4 発光素子を搭載するスタンド 5 発光素子でレーザ 6 発光素子とスタンド間に挟んだ絶縁板 7 絶縁板上に形成されたメタライズ層 8 ボンディングワイヤ 9 ボンディング用コレット 11 n-GaAs基板 12 n-AlGaInP 層 13 GaInP 活性層 14 p-AlGaInP 層 15 AlGaInP 電流制限層 16 p-GaAs層 17 p側電極 (上部電極) 18 n側電極 (下部電極)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2個の,リード(2) の封止孔
    が形成されたベース基台(1) と,該ベース基台(1) の上
    面に突出するように形成され,かつ,該該ベース基台
    (1) の上面に垂直な面に発光素子(5) を固着するスタン
    ド(4)とを有する発光素子用ステムにおいて,該スタン
    ド(4)の発光素子固着面が2個のリードの中心線を含む
    平面に傾斜して形成されていることを特徴とする発光素
    子用ステム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のステムの前記発光素子固
    着面に, 電気的に絶縁して発光素子(5) が固着され,該
    発光素子(5) 上面の電極と前記スタンド(4)が接続さ
    れ,該発光素子(5) 下面の電極と一方のリード(2) が接
    続されていることを特徴とする半導体発光装置。
  3. 【請求項3】 前記発光素子(5) の発光部が基板主面に
    対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項
    1あるいは2記載の半導体発光装置。
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US7192201B2 (en) 2003-07-09 2007-03-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transmitting module having a de-coupling inductor therein
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