JPH0738208A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH0738208A
JPH0738208A JP5201863A JP20186393A JPH0738208A JP H0738208 A JPH0738208 A JP H0738208A JP 5201863 A JP5201863 A JP 5201863A JP 20186393 A JP20186393 A JP 20186393A JP H0738208 A JPH0738208 A JP H0738208A
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Hideyuki Yamada
英行 山田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サブマウントにレーザペレットを搭載する際
に、ソルダがレーザ光出射部を塞ぐようにはみ出すこと
のないようにする。ウェハダイシング時のソルダ剥がれ
を防止する。 【構成】 Siサブマウント2の表面に凹凸を設ける。
サブマウント2上にTiPt電極4、AuSnソルダ4
を蒸着により形成する。LDペレット1を融着する。 【効果】 LDペレットの融着時に、余分のソルダはサ
ブマウント表面の凹部に沿って流れるため、ソルダがペ
レット1の端面を塞ぐようにはみ出すことはなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理・光通信等
の用途に用いられる半導体レーザ装置に関し、特にレー
ザダイオード・ペレットの搭載されるサブマウントの構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザ装置は、ステム上にレーザ
ダイオード・ペレット(以下、LDペレットと記す)お
よびレーザ光出力をモニタするためのホトディテクタ・
ペレットとを搭載し、キャップにて封止して構成したも
のである。この際、ステムとLDペレットとの熱膨張係
数の差を吸収するため、並びに、量産性向上のために、
LDペレットは、通常LDペレットと近い熱膨張係数を
もちかつ熱伝導率の高い材料からなるサブマウントを介
してステムにマウントされる。
【0003】図8(a)は、従来のLDペレットの搭載
構造を示す正面図である。同図に示されるように、Si
サブマウント2上にはTiPt電極3が形成され、その
上にはさらにAuSnソルダ4が蒸着されている。Si
サブマウント2は、PbSnソルダ6を介してステム・
ポール7上に固着され、LDペレット1は、ジャンクシ
ョンダウンの状態でSiサブマウント2上にAuSnソ
ルダ4を介して搭載される。
【0004】上述した従来例で問題となるのは、第1
に、サブマウントをSiウェハから切り出す際に、ソル
ダが電極面から剥がれやすいことであり、第2に、LD
ペレットをサブマウントに装着(融着)するために用い
られるソルダ材が、図8(b)に示すように、融着時に
ペレット前方にはみ出してソルダボール4bを形成し、
LDペレットから出射される光を妨げやすいことであ
る。ソルダ剥がれを防止しはみ出すソルダ量を少なくす
るために融着材の厚さを薄くすると、十分な接着性を確
保することができなくなり、信頼性が低下する。そこ
で、従来のサブマウントの場合、図9に示すように、A
uSnソルダ4をサブマウントの縁から後退したパター
ンに蒸着することが行われてきた。
【0005】LDペレット側面へのソルダの盛り上がり
を防止するためのサブマウント構造として、特開昭61
−18190号公報には図10に示すもの提案されてい
る。同図に示されるように、Siサブマウント2の表面
にはV字形の溝8が形成されており、その表面には、C
r、Ni−Cr、Niからなる下地金属層3aが形成さ
れ、その上にはSn等からなるソルダ4cが蒸着されて
いる。このサブマウント構造では、LDペレットの融着
時にはソルダ材は溝8に流れ込むように流動するので、
ソルダの盛り上がりやソルダボールの発生は防止され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図9に示す従来例で
は、サブマウント製造時にサブマウントの端から融着材
までの距離Lを正確に制御しなければならない。この距
離が小さすぎるとソルダボールができやすくなり、大き
すぎると融着後にサブマウントの端までソルダが行きわ
たらずレーザの放熱性が悪化することになるからであ
る。そのため、この従来例では、製作するのに調整等に
余分の人手がかかり、歩留まりが低下することになりや
すい。また、図10に示したサブマウントの場合、サブ
マウントとLDペレットとの接触面積が小さく、放熱性
が悪化するという問題があった。さらに、サブマウント
をウェハのダイシングによって切り出すとき、ソルダ4
が溝に沿って剥がれやすいという問題があった。
【0007】したがって、この発明の目的とするところ
は、上記の問題点に鑑み、製作に当たってサブマウント
上のソルダの位置を正確に制御する必要がなく、ダイシ
ング時にソルダ剥がれが生じにくく、かつ良好な放熱性
も有するサブマウントを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、表面に金属層(3)が形成された
サブマウント(2)と、該サブマウント上にろう材
(4)を介して搭載されたLDペレット(1)と、を備
える半導体レーザ装置において、前記サブマウント
(2)の前記LDペレットの搭載部の少なくとも一部は
凹凸に加工されており、その凸部(3)はその頂部が平
坦になされておりかつLDペレットの寸法より十分細か
いピッチでマトリックス状に配列されていることを特徴
とする半導体レーザ装置が提供される。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例のSiサブ
マウントにLDペレットを搭載するときの状態を示す斜
視図である。同図に示されるように、Siサブマウント
2の表面には、TiPt電極3とAuSnソルダ4が設
けられるが、ここでSi基板表面は凹凸に加工されてお
り、それに倣ってソルダ4にも突起部4aが形成されて
いる。このように構成されたSiサブマウント2では、
LDペレット1の融着時にソルダ4はサブマウント表面
の凹部に沿って流れるため、ソルダボールの形成は抑制
される。
【0010】次に、図2(a)〜(c)を参照して第1
の実施例のサブマウントの製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング
工程によりSiウェハ表面を加工して、図2(a)に示
すように、突起部2aを形成する。ここで、突起部2a
の高さを4μm、その平面寸法を10μm×10μmと
し、凹部の幅を10μmとする。
【0011】その上に、TiとPtとをそれぞれ膜厚1
000Åに蒸着してTiPt電極3を形成する。さらに
その上に、Auを4000Åの厚さに、続いてAuSn
ソルダ4を3μmの厚さに蒸着する。このとき、ソルダ
面には突起部4aが形成される〔図2(b)〕。次に、
ウェハを切断部5に沿ってフルダイシングして、個々の
サブマウントに分離する〔図2(c)〕。
【0012】このフルダイシング工程において、サブマ
ウントの凹部に形成されたソルダ4は、網目状に電極上
に被着しているため剥離されにくくなっている。突起部
4aのAuSnソルダ4については、ダイシング部分に
かかった部分が剥がれることがあるが、図2(c)に示
されるように、突起部の端部でソルダ膜が薄くなってい
るために、剥離はここで止まる。すなわち、突起の寸法
が10μm×10μmであることにより、剥離は、サブ
マウントの縁からせいぜい10μm中に入ったところま
でであり、実用上無視できる。
【0013】半導体LDペレット1のサブマウントへの
融着は、従来と同様にN2 雰囲気中で300℃に加熱す
ることにより行う。融着後の状態を正面図にて図3に示
す。この融着時にLDペレット1下の余分のAuSnソ
ルダ4はサブマウントの凹部を埋めるように流動するの
で、ソルダによるボールは生じない。LDペレットをサ
ブマウントに融着するにあたり、LDペレットをサブマ
ウントの端から15μm出っ張らせてマウントする場
合、ソルダボールの発生率を従来のサブマウント(図9
に示されたもの)と本発明のサブマウントで比較する
と、従来のサブマウントで、AuSnソルダがサブマウ
ントの縁から10μm後退して蒸着されている場合、ソ
ルダボールの発生率は5%であったのに対し、本実施例
のサブマウントでは0%であった。また、LDペレット
とサブマウントとは面接触にて密着するため、放熱性は
良好である。
【0014】図4は、本発明の第2の実施例において用
いられるサブマウントの平面図である。この実施例では
突起部2bは、円柱状に形成されている。本実施例にお
いて、円柱の高さは3.5μm、直径は10μmであ
る。また、突起部2bのピッチは20μmである。この
実施例によっても先の実施例の場合と同様の効果を享受
することができる。
【0015】図5は、本発明の第3の実施例を説明する
ためのSiサブマウントの斜視図である。このサブマウ
ント2では、突起部2a(4a)はLDペレットがマウ
ントされる部分のみに形成されまたAuSnソルダ4も
その近傍のみにパターン蒸着されている。これにより、
AuSnソルダの溶融度のばらつきによるレーザ光のモ
ニター用ホト・ディテクタ側への光量のばらつきを低減
することができる。
【0016】図6は、本発明の第4の実施例を説明する
ための、ウェハのダイシング前の状態を示す斜視図であ
る。この実施例におけるサブマウントでは、突起部4a
はダイシングされる切断部に沿った部分のみであり、サ
ブマウントの中央部は平坦になされている。そして、L
Dペレットは一部中央の平坦部にかけてマウントされ
る。これにより、LDペレットと電極面との密着する面
積がより広がり、放熱性の向上を図ることができる。こ
こで、凸凹面の領域の幅を50μm程度とすれば、ダイ
シング時に余分の調整等を行う必要はない。
【0017】図7は、本発明の第5の実施例を説明する
ための、ウェハのダイシング前の状態を示す斜視図であ
る。この実施例では、切断部5は突起部4aの行、列に
対し斜めに交わるように設定されている。本実施例によ
れば、フルダイシング時に、ダイサーの刃がAuSnソ
ルダ4層に対して斜めに当たるため、ソルダの剥離はよ
り抑制される。
【0018】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、サブマウントの
材料をシリコンに代え、ダイヤモンド、BN、SiC等
を用いることができ、また、電極材料、ろう材について
も実施例で示されたものに代え通常用いられている他の
材料を用いることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるサブ
マウントは、LDペレットの搭載部に頂部が平坦な突起
部をマトリックス状に配置したものであるので、本発明
によれば、マウント時にソルダはサブマウントの凹部に
沿って流動するため、ソルダボールの発生は抑制され
る。また、レーザペレットとサブマウントとを面接触を
もって密着させることができるため、レーザの放熱性を
向上させることができる。また、ウェハのダイシング工
程において、サブマウントの凹部に形成されたソルダ
は、網目状に電極上に被着しているため剥離されにくく
なっており、突起部のソルダについては剥がれることが
あっても、剥離はダイシング部の突起部のみに限定され
るため、ソルダ材の剥離を実用上問題のない程度に抑え
ることができる。さらに、サブマウントの製作上の利点
として、ウェハをダイシングするにあたり細かな位置制
御をする必要がないことが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のLDペレットの搭載時
の状況を示す斜視図。
【図2】本発明の第1の実施例のサブマウントの製造方
法を説明するための斜視図と断面図。
【図3】本発明の第1の実施例の正面図。
【図4】本発明の第2の実施例を説明するためのサブマ
ウントの平面図。
【図5】本発明の第3の実施例を説明するためのサブマ
ウントの斜視図。
【図6】本発明の第4の実施例を説明するためのサブマ
ウント用ウェハの斜視図。
【図7】本発明の第5の実施例を説明するためのサブマ
ウント用ウェハの斜視図。
【図8】従来例の正面図と側面図。
【図9】従来例において用いられるサブマウントの斜視
図。
【図10】他の従来例において用いられるサブマウント
の斜視図。
【符号の説明】
1 レーザダイオード・ペレット(LDペレット) 2 Siサブマウント 2a、2b、4a 突起部 3 TiPt電極 3a 下地金属層 4 AuSnソルダ 4b ソルダボール 4c ソルダ 5 切断部 6 PbSnソルダ 7 ステム・ポール 8 溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に金属層が形成されているサブマウ
    ントと、該サブマウント上にろう材を介して搭載された
    レーザダイオード・ペレットと、を備える半導体レーザ
    装置において、前記サブマウントの前記レーザダイオー
    ド・ペレットの搭載部の少なくとも一部は凹凸に加工さ
    れており、その凸部はその頂部が平坦になされておりか
    つレーザダイオード・ペレットの寸法より十分細かいピ
    ッチでマトリックス状に配列されていることを特徴とす
    る半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記凸部の横断面形状が円形であること
    を特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 前記凸部の列が、前記サブマウントの辺
    に非平行であることを特徴とする請求項1記載の半導体
    レーザ装置。
  4. 【請求項4】 前記レーザダイオード・ペレットの前方
    側部分下のサブマウントの表面は凹凸になされており、
    前記レーザダイオード・ペレットの後方側部分下のサブ
    マウントの表面は平坦になされていることを特徴とする
    請求項1記載の半導体レーザ装置。
  5. 【請求項5】 前記凸部は、サブマウント表面の4辺の
    縁に沿った部分にのみ形成されていることを特徴とする
    請求項1記載の半導体レーザ装置。
JP5201863A 1993-07-22 1993-07-22 半導体レーザ装置 Pending JPH0738208A (ja)

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