(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子の放熱性を向上し、応力の影響を抑制することにより，高信頼な半導体レーザ装置を実現する。【解決手段】外部端子を支持するステムと、前記ステムに搭載される第一のヒートシンクと、前記第一のヒートシンクに搭載され、前記外部端子に連絡する配線層を備えるサブマウントと、前記サブマウントに搭載され、前記配線層に連絡する電極を配置した半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前記サブマウント側とは反対側面に接続され、前記第一のヒートシンクに接続する第二のヒートシンクとを有する。【選択図】  図１
2005032937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部端子を支持するステムと、
前記ステムに搭載される第一のヒートシンクと、
前記第一のヒートシンクに搭載され、前記外部端子に連絡する配線層を備えるサブマウントと、
前記サブマウントに搭載され、前記配線層に連絡する電極を配置した半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の前記サブマウント側とは反対側面に接続され、前記第一のヒートシンクに接続する第二のヒートシンクとを有することを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第二のヒートシンクは複数の箇所で前記第一のヒートシンクに接続されることを特徴とするレーザ装置。
【請求項３】
請求項１において、前記外部端子は、第一の外部端子と第二に外部端子を備え、前記配線層は前記第一の外部端子に連絡する第一の配線層と前記第二の外部端子に連絡する第二の配線層とを備え、前記電極は前記第一の配線層に連絡する第一の電極と前記第二の配線層に連絡する第二の電極を備え、前記半導体レーザ素子は、窒化物半導体レーザ素子であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１において、前記第二のヒートシンクの前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さと前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さとの差は、前記第二のヒートシンクの前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さの１０％以内に形成されることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項１において、前記第二のヒートシンクの積層方向の厚さは、前記半導体レーザ素子の厚さの１倍以上２倍以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項６】
外部端子を支持するステムと、
前記ステムに搭載される第一のヒートシンクと、
前記第一のヒートシンクに搭載され、前記外部端子に連絡する配線層を備えるサブマウントと、
前記サブマウントに搭載され、前記配線層に連絡する電極を配置した半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の前記サブマウント側とは反対側面に接続され、前記ステムに接続する第二のヒートシンクとを有し、
前記第一のヒートシンクの幅は前記第一のヒートシンクの幅より狭くなるよう形成されることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項７】
請求項６において、前記第二のヒートシンクの幅と前記半導体レーザ素子の幅との差は前記第二のヒートシンクの幅の１０％以内になるよう形成されることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項８】
請求項１に記載した半導体レーザ装置において，前記窒化物半導体レーザ素子の電極と対向する側に装着されたヒートシンクは，前記窒化物半導体レーザ素子を収納するキャップの内側面の一部と固着していることを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，ＤＶＤ等の光ディスクシステムにおいては，記録容量の大容量，高密度記録化，記録，再生速度の高速化等の高性能化に加えて，システムの小型化の要求が高まっている。高密度記録の手段として，ディスクのピットサイズを小さく，かつ，ディスクを多層にする方法が有効であるが，このようなディスクに高速にアクセスするためには，高出力な半導体レーザが必要となりレーザ部からの発熱量が増加する。一般に，半導体レーザ素子は半導体素子と比較して発熱密度が高い。その上，システム自体が小型化の傾向にあるため，さらに発熱密度が高くなる。半導体レーザ素子の信頼性は温度に敏感であり，半導体レーザ素子使用時の温度が高くなると劣化速度は指数関数的に上昇し，一般に，室温付近で１０℃上昇すると寿命は１／２に程度に低下するため，放熱性の高い半導体レーザ装置の開発が求められている。
【０００３】
従来の半導体レーザ装置では，一般に，放熱性を向上するために，発光部がサブマウント及びヒートシンク側になるよう搭載されるＪｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ方式が採用されている。これは，半導体レーザ素子の片面側から放熱する構造において，半導体レーザ素子内の発熱部からヒートシンクまでの距離を短くすることで放熱性を向上したものであり，多くの製品で採用されている。さらに放熱性を向上するために，例えば，以下に示す方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平５−３７０８９号公報には，絶縁体セラミックからなる支持体には，第一のヒートシンクが接着剤を介して固定され，ヒートシンクには接着剤を介し半導体レーザ素子が搭載されている。半導体レーザ素子は上面及び下面に電極を有しており，半導体レーザ素子の上下両側から効率的に放熱するために，半導体レーザ素子基板厚は５０μｍ以下で形成されている。そして，半導体レーザ素子には接着剤を介して第二のヒートシンクが搭載されており，第二のヒートシンクは，接着剤を介して絶縁体セラミックからなる支持体に固定されていることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３７０８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記従来技術では、放熱性を外部或いは熱応力による影響について十分考慮された形態となっていなかった。
【０００７】
本発明は，上記課題を解決するためになされたものであり，放熱性及び外部或いは熱応力による影響を抑制した高性能の半導体レーザ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明の半導体レーザ装置は，半導体レーザ素子の電極側及び電極と対向する側にそれぞれヒートシンクを備えている。
【０００９】
具体的には以下の形態を備えることができる。
【００１０】
これにより、上記課題を解決して，放熱性及び外部或いは熱応力による影響を抑制した高性能の半導体レーザ装置を提供することができる。
（１）外部端子を支持するステムと、前記ステムに搭載される第一のヒートシンクと、前記第一のヒートシンクに搭載され、前記外部端子に連絡する配線層を備えるサブマウントと、前記サブマウントに搭載され、前記配線層に連絡する電極を配置した半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前記サブマウント側とは反対側面に接続され、前記第一のヒートシンクに接続する第二のヒートシンクとを有することを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００１１】
また、（１）において、前記第二のヒートシンクは複数の箇所で前記第一のヒートシンクに接続されることを特徴とする。
【００１２】
また、（１）において、前記外部端子は、第一の外部端子と第二に外部端子を備え、前記配線層は前記第一の外部端子に連絡する第一の配線層と前記第二の外部端子に連絡する第二の配線層とを備え、前記電極は前記第一の配線層に連絡する第一の電極と前記第二の配線層に連絡する第二の電極を備え、前記半導体レーザ素子は、窒化物半導体レーザ素子であることを特徴とする半導体レーザ装置である。
これらの何れかの形態を有することにより、第一のヒートシンクよりもレーザ素子に隣接する第二のヒートシンクを第一のヒートシンクに搭載して、第一のヒートシンクでステムに搭載するように形成することにより、熱応力や外力が生じた場合に、ステム側からレーザ素子に受ける応力の影響を少なく抑えることができる。レーザ素子の両側に配置したヒートシンクを各々ステムに設置する形態よりもレーザ素子に両側から与える前述の応力を小さくでき、好適なレーザ発信ができる。
【００１３】
また、（１）において、前記第二のヒートシンクの前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さと前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さとの差は、前記第二のヒートシンクの前記半導体レーザ素子のレーザ照射方向の長さの１０％以内に形成されることを特徴とする半導体レーザ装置であることが好ましい。
【００１４】
これにより、放熱性を確保し、第二のヒートシンクのレーザ素子へ与える熱応力或は外力の影響を抑制することができる。また、取り扱い性を向上できる。
【００１５】
また、（１）において、前記第二のヒートシンクの積層方向の厚さは、前記半導体レーザ素子の厚さの１倍以上２倍以下であることが好ましい。
【００１６】
或いは、半導体レーザ装置は、窒化物半導体レーザ素子の電極側及び電極と対向する側にそれぞれヒートシンクを備えている。或いは更に，前記窒化物半導体レーザ素子の電極と対向する側に装着されたヒートシンクは凹部を有し，前記窒化物半導体レーザ素子の電極側に装着されたヒートシンクと固着していることができる。
（２）または、ステムと、前記ステムに搭載される第一のヒートシンクと、前記第一のヒートシンクに搭載され、前記外部端子に連絡する配線層を備えるサブマウントと、前記サブマウントに搭載され、前記配線層に連絡する電極を配置した半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前記サブマウント側とは反対側面に接続され、前記ステムに接続する第二のヒートシンクとを有し、
前記第一のヒートシンクの幅は前記第一のヒートシンクの幅より狭くなるよう形成されることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００１７】
また、（１）において、前記第二のヒートシンクの幅と前記半導体レーザ素子の幅との差は前記第二のヒートシンクの幅の１０％以内になるよう形成されることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００１８】
これにより、第一のヒートシンクよりもレーザ素子に隣接する第二のヒートシンクの幅を狭くして、ステムに搭載するように形成することにより、放熱性を向上させつつ、第二のヒートシンクの半導体レーザ素子へ与える熱応力或は外力の影響を抑制することができる。このため、受ける応力の影響を抑制し、放熱性を確保した好適なレーザ発信ができる。
【００１９】
また、前記（１）（２）の何れかに記載した半導体レーザ装置において，前記窒化物半導体レーザ素子の電極と対向する側に装着されたヒートシンクは，前記窒化物半導体レーザ素子を収納するキャップの内側面の一部と固着していることが好ましい。
【００２０】
本発明は半導体レーザ素子は、特に、一側面に二つの電極を有している窒化物半導体レーザ素子を搭載した装置を構成することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の各実施例の半導体レーザ装置を図を用いて説明する。
【００２２】
なお、本発明は、本明細書に記載された内容に限定するものではなく、既に公知技術となっている技術或いは今後公知技術になる技術に基いて変形することを妨げるものではない。
【００２３】
本発明の第１実施例の半導体レーザ装置を図１から図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図，図２は図１のＡ−Ａ‘断面図，図３は図１のＢ−Ｂ‘断面図である。なお，従来技術を含む各図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００２４】
図１において，円板上のステム１５の一表面には３本のリード１６，１７，１８が設けられており，リード１６はステム１５に電気的に接続するよう直接固定されており，リード１７及びリード１８は絶縁体により固定されている。ステム１５の他の表面には銅等からなる第一のヒートシンク５が接着剤１４で固定されており，ヒートシンク５には，例えば銀ペースト等の接着剤４を介し，シリコン等のサブマウント３が搭載されている。サブマウント３の表面には電極８が形成されており，例えばＡｕ−Ｓｎ共晶はんだ等のはんだ２を介し，窒化物半導体レーザ素子１がＪｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ方式で発光部６がサブマウント３側になるよう搭載され，窒化物半導体レーザ素子の複数の電極７を備えた面に接続している。さらに，窒化物半導体レーザ素子１には接着剤１２を介し，凹形の第二のヒートシンク１１が搭載されており，第二のヒートシンク１１の２つの底面は接着剤１３を介し，第一のヒートシンク５に固定されている。
【００２５】
具体的には、例えば、外部端子であるリード１６は、第一のリードと第二のリードを含み、前記配線層を含む電極８は第一のリードに連絡する第一の電極層と前記第二のリードに連絡する第二の電極層とを備え、前記レーザ素子の電極７は第一の電極層に連絡する第一の電極と前記第二の電極層に連絡する第二の電極を備える。
【００２６】
ここで，第二のヒートシンク１１は，絶縁体で熱伝導率が高いこと，かつ，レーザ素子の特性劣化防止上，レーザ素子への応力負荷を小さくするために線膨張係数が窒化物半導体レーザ素子１と同程度であることが好ましく，例えば，ＳｉＣやＡｌＮ，ＢｅＯ等が適当である。サブマウント３の近傍には窒化物半導体レーザ素子１に外部からの電流を供給するためのリード１７が配置されており，リード１７とサブマウントの電極８はワイヤ９と電気的に接続されている。また，他方のサブマウントの電極８はヒートシンク５とワイヤ１０により電気的に接続されている。
【００２７】
これまでの研究により，半導体レーザ素子のような微小構造物においては，輻射による放熱は期待できないこと，また，熱伝達による放熱も非常に小さく，熱伝導による放熱が支配的であることが明らかになっている。したがって，放熱性向上のためには熱伝導放熱経路の確保が重要である。本発明の第１実施例の半導体レーザ装置における主な熱伝導放熱経路は２つある。１つは窒化物半導体レーザ素子１からサブマウント３，第一のヒートシンク５，ステム１５への経路であり，もう１つは窒化物半導体レーザ素子１から第二のヒートシンク１１，第一のヒートシンク５，ステム１５への経路である。ここで，第二のヒートシンク１１が第一のヒートシンク５と接続していない場合，放熱性がほとんど向上しないことを有限要素解析により確認済みであり，第二のヒートシンク１１が第一のヒートシンク５に接続していることが放熱性向上の上で重要である。
【００２８】
このようにステム１５と、ステム１５に搭載される第一のヒートシンク５と、第一のヒートシンク５に搭載され、配線層を含む電極８を備えるサブマウント３と、サブマウント３に搭載され、配線層を含む電極８に連絡する電極７を配置した半導体レーザ素子１と、窒化物半導体レーザ素子である半導体レーザ素子１のサブマウント１３側とは反対側面に接続され、第一のヒートシンク５に接続する第二のヒートシンク１１とを有することを特徴としている。
これにより、第一のヒートシンクよりもレーザ素子に隣接する第二のヒートシンクを第一のヒートシンクに搭載して、第一のヒートシンクでステムに搭載するように形成することにより、熱応力や外力が生じた場合に、ステム側からレーザ素子に受ける応力の影響を少なく抑えることができる。レーザ素子の両側に配置したヒートシンクを各々ステムに設置する形態よりもレーザ素子に両側から与える前述の応力を小さくでき、好適なレーザ発信ができる。
【００２９】
また，放熱効果を大きくするために，図２に示したように、第二のヒートシンク１１の厚さＨｈは窒化物半導体レーザ素子１の厚さＨｃ以上になるように形成されていることが好ましい。
【００３０】
また、図３に示したように，第二のヒートシンク１１の長さＬｈは窒化物半導体レーザ素子１の長さＬｃと同程度になるように形成されていることが好ましい。具体的には製造誤差や製造性を考慮して、ＬｃとＬｈとの差はＬｈの１０％以内に形成される程度であることが好ましい。
【００３１】
これにより、放熱性を確保し、第二のヒートシンクのレーザ素子へ与える熱応力或は外力の影響を抑制することができる。また、取り扱い性を向上できる。
【００３２】
なお，第二のヒートシンク１１の長さＬｈが長すぎると，ワイヤ９及びワイヤ１０のボンディング作業が困難になる。一方，放熱上は放熱面積が大きい，すなわち，Ｌｈがより長い方が好ましい。
【００３３】
次に，本発明の効果を有限要素法により検証した結果について図４を用いて説明する。図４は第二のヒートシンクにＳｉＣを用いた本発明の第１実施例の半導体レーザ装置において，ステムに無限大の放熱板をつけ周囲温度６０℃の環境下でレーザ発振させた時の熱抵抗と第二のヒートシンク厚比（Ｈｈ／Ｈｃ）の関係を示した図である。
【００３４】
図４に示すように第二のヒートシンクを厚くすると熱抵抗は低減する。なお，第二のヒートシンク厚比（Ｈｈ／Ｈｃ）が０とは，第二のヒートシンクを設けない構造を示す。第二のヒートシンク厚比が０から１の範囲において，熱抵抗低減効果は顕著であり，１以上，すなわち，第二のヒートシンク厚が窒化物半導体レーザ素子１の厚さ以上になると，発光部で発生した熱は２方向の主要な熱伝導放熱経路に効率よく分散して外部に放散され，４０％以上熱抵抗が低減する。ただし，２倍以上に厚くしても熱抵抗低減効果は小さくなる。
【００３５】
放熱性上は，第二のヒートシンク厚が窒化物半導体レーザ素子１の厚さ以上であることが有効である。一方，レーザ素子への応力負荷は，第二のヒートシンクが厚くなると大きくなる。したがって，放熱性及び低応力性の観点から，第二のヒートシンク厚が窒化物半導体レーザ素子厚の１から２倍の範囲であることが最も好ましい。また，上記最適範囲よりも放熱性上のマージンは小さくなるが，第二のヒートシンク厚が窒化物半導体レーザ素子厚の製造上の限界，例えば０．１よりも大きく，２倍以下の範囲であっても好ましい。なお，前述の範囲よりも応力負荷の増大及び半導体レーザ装置の大型化が懸念されるが，放熱性は同等以上である，第二のヒートシンク厚が窒化物半導体レーザ素子厚の製造上の限界，例えば０．１よりも大きく，４倍以下の範囲であってもよい。
【００３６】
次に，本発明の第２実施例の半導体レーザ装置を図５から図７を参照しながら説明する。図５は本発明の第２実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図，図６は図５のＡ−Ａ‘断面図，図７は図５のＢ−Ｂ‘断面図である。
【００３７】
図５において，円板上のステム１５の一表面には３本のリード１６，１７，１８が設けられており，リード１６はステム１５に電気的に接続するよう直接固定されており，リード１７及びリード１８は絶縁体により固定されている。ステム１５の他の表面には銅等からなる第一のヒートシンク５が接着剤１４で固定されており，ヒートシンク５には，例えば銀ペースト等の接着剤４を介し，シリコン等のサブマウント３が搭載されている。サブマウント３の表面には電極８が形成されており，例えばＡｕ−Ｓｎ共晶はんだ等のはんだ２を介し，窒化物半導体レーザ素子１がＪｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ方式で発光部６が下方になるよう搭載され，窒化物半導体レーザ素子の電極７と接続している。さらに，窒化物半導体レーザ素子１には接着剤１２を介し第二のヒートシンク１１が搭載されており，第二のヒートシンク１１の他面は接着剤１３でステム１５に固定されている。ここで，第二のヒートシンク１１は，絶縁体で熱伝導率が高いこと，かつ，レーザ素子の特性劣化防止上，レーザ素子への応力負荷を小さくするために線膨張係数が窒化物半導体レーザ素子１と同程度であることが好ましく，材料としてはＳｉＣやＡｌＮ，ＢｅＯ等が適当である。サブマウント３の近傍には窒化物半導体レーザ素子１に外部からの電流を供給するためのリード１７が配置されており，リード１７とサブマウントの電極８はワイヤ９と電気的に接続されている。また，他方のサブマウントの電極８はヒートシンク５とワイヤ１０により電気的に接続されている。
【００３８】
ここで，第二のヒートシンク１１がステム１５と接続してることにより，効果的に放熱性を向上することを有限要素解析により確認済みであり，第二のヒートシンク１１がステム１５に接続していることが放熱性向上の上で重要である。
【００３９】
このように、ステム１５と、ステム１５に搭載される第一のヒートシンク５と、第一のヒートシンク５に搭載され、外部端子であるリード１６に連絡する配線層を備える電極８を備えるサブマウント３と、サブマウント３に搭載され、配線層を備えた電極８に連絡する電極７を配置した窒化物半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１のサブマウント３側とは反対側面に接続され、ステム１５に接続する第二のヒートシンク１１とを有し、第一のヒートシンク１１の幅は前記第一のヒートシンク５の幅より狭くなるよう形成されることを特徴とする。
【００４０】
これにより、第一のヒートシンクよりもレーザ素子に隣接する第二のヒートシンクの幅を狭くして、ステムに搭載するように形成することにより、放熱性を向上させつつ、第二のヒートシンクの半導体レーザ素子へ与える熱応力或は外力の影響を抑制することができる。このため、受ける応力の影響を抑制し、放熱性を確保した好適なレーザ発信ができる。
【００４１】
なお，第二のヒートシンク１１の幅Ｗｈが広すぎると，ワイヤ９及びワイヤ１０のボンディング作業が困難になる。一方，放熱上は放熱面積が大きい，すなわち，Ｗｈが広い方が好ましい。したがって，第二のヒートシンク１１の幅Ｗｈは窒化物半導体レーザ素子１の幅Ｗｃと同程度になるように形成されていることが好ましい。
【００４２】
具体的には製造性等を考慮して、ＷｈとＷｃとの差はＷｈの１０％以内にすることができる。
【００４３】
また，放熱効果を大きくするために，第１実施例の半導体レーザ装置と同様に，第二のヒートシンク１１の厚さＨｈは窒化物半導体レーザ素子１の厚さＨｃ以上になるように形成されていることが好ましい。
【００４４】
次に，本発明の第３実施例の半導体レーザ装置を図８から図１０を参照しながら説明する。図８は本発明の第３実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図，図９は図８のＡ−Ａ‘断面図，図１０は図８のＢ−Ｂ‘断面図である。
【００４５】
図８において，円板上のステム１５の一表面には３本のリード１６，１７，１８が設けられており，リード１６はステム１５に電気的に接続するよう直接固定されており，リード１７及びリード１８は絶縁体により固定されている。ステム１５の他の表面には銅等からなる第一のヒートシンク５が接着剤１４で固定されており，ヒートシンク５には，例えば銀ペースト等の接着剤４を介し，シリコン等のサブマウント３が搭載されている。サブマウント３の表面には電極８が形成されており，例えばＡｕ−Ｓｎ共晶はんだ等のはんだ２を介し，窒化物半導体レーザ素子１がＪｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ方式で発光部６が下方になるよう搭載され，窒化物半導体レーザ素子の電極７と接続している。さらに，窒化物半導体レーザ素子１には接着剤１２を介し第二のヒートシンク１１が搭載されており，第二のヒートシンク１１は接着剤１３を介して，窒化物半導体レーザ素子１等を収納するとともに，窒化物半導体レーザ素子１から発振するレーザ光を取出すためのガラス２０を備えたキャップ１９の内側面の一部に固定されている。ここで，第二のヒートシンク１１は，絶縁体で熱伝導率が高いこと，かつ，レーザ素子の特性劣化防止上，レーザ素子への応力負荷を小さくするために線膨張係数が窒化物半導体レーザ素子１と同程度であることが好ましく，材料としてはＳｉＣやＡｌＮ，ＢｅＯ等が適当である。サブマウント３の近傍には窒化物半導体レーザ素子１に外部からの電流を供給するためのリード１７が配置されており，リード１７とサブマウントの電極８はワイヤ９と電気的に接続されている。また，他方のサブマウントの電極８はヒートシンク５とワイヤ１０（図示せず）により電気的に接続されている。
【００４６】
ここで，第二のヒートシンク１１がキャップ１９を介してステム１５と接続していない場合，放熱性がほとんど向上しないことを有限要素解析により確認済みであり，第二のヒートシンク１１がキャップ１９に接続していることが放熱性向上の上で重要である。
【００４７】
なお，第二のヒートシンク１１の長さＬｈが長すぎると，ワイヤ９及びワイヤ１０のボンディング作業が困難になる。一方，放熱上は放熱面積が大きい，すなわち，Ｌｈが長い方が好ましい。したがって，第二のヒートシンク１１の長さＬｈは窒化物半導体レーザ素子１の長さＬｃと同程度になるように形成されていることが好ましい。
【００４８】
また，放熱効果を大きくするために，第１実施例の半導体レーザ装置と同様に，第二のヒートシンク１１の厚さＨｈは窒化物半導体レーザ素子１の厚さＨｃ以上になるように形成されていることが好ましい。
【００４９】
また、さらに放熱性を向上するためには以下の形態を有することができる。半導体レーザ素子の発光部に加わる応力を低減し，かつ，高放熱な半導体レーザ装置を実現する方法を明らかにしている。実現方法の概要は下記の通りである。窒化物半導体レーザ素子をシリコンサブマウントを介して銅製の第一のヒートシンクに搭載した半導体レーザ装置において，第一のヒートシンクの先端位置が，窒化物半導体レーザ素子の前端面位置と同じであるか突出しており，かつ，窒化物半導体レーザ素子の厚さとシリコンサブマウントの厚さがほぼ同じ，具体的には，サブマウント厚は窒化物半導体レーザ素子厚の０．８倍から１．８倍，または，４．７倍以上になるように形成し，さらに，第一のヒートシンクとシリコンサブマウント間の接着剤は，窒化物半導体レーザ素子厚の０．１７倍以下の銀ペーストを用いるものである。
【００５０】
この構成の半導体レーザ装置に，本発明の第１実施例から第３実施例に示す第二のヒートシンクを設けた場合の放熱性向上の効果を有限要素法により検証した。例えば，本発明の第１実施例において，第一のヒートシンクの先端位置と窒化物半導体レーザ素子の前端面位置と同じで，シリコンサブマウント厚が窒化物半導体レーザ素子厚の２．７倍，銀ペースト厚が窒化物半導体レーザ素子厚の０．３５倍で形成した半導体レーザ装置に対し，シリコンサブマウント厚を窒化物半導体レーザ素子厚の１．０倍，銀ペースト厚を窒化物半導体レーザ素子厚の０．１７倍に変更すると，熱抵抗を約２５％低減できることが分かった。
【００５１】
したがって，第一のヒートシンクの先端位置が，窒化物半導体レーザ素子の前端面位置と同じであるか突出しており，かつ，窒化物半導体レーザ素子の厚さとシリコンサブマウントの厚さがほぼ同じ，具体的には，サブマウント厚は窒化物半導体レーザ素子厚の０．８倍から１．８倍，または，４．７倍以上になるように形成し，さらに，第一のヒートシンクとシリコンサブマウント間の接着剤は，窒化物半導体レーザ素子厚の０．１７倍以下の銀ペーストを用いることが好ましい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により，放熱性及び外部或いは熱応力による影響を抑制した高性能の半導体レーザ装置を提供することができる。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ‘断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ‘断面図である。
【図４】本発明の効果を説明するための解析結果を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ‘断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ‘断面図である。
【図８】本発明の第３実施例の半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ‘断面図である。
【図１０】図８のＢ−Ｂ‘断面図である。
【符号の説明】
１…窒化物半導体レーザ素子，２…はんだ，３…サブマウント，４…接着剤，５…第一のヒートシンク，６…発光部，７…窒化物半導体レーザ素子の電極，８…サブマウントの電極，９…ワイヤ，１０…ワイヤ，１１…第二のヒートシンク，１２…接着剤，１３…接着剤，１４…接着剤，１５…ステム，１６…リード，１７…リード，１８…リード，１９…キャップ，２０…ガラス，２１…支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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