[發(fā)明專利]氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280052274.4
• 申請(qǐng)日: 2012-05-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103907249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山中一彥;吉田真治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01S5/022
• 分類號(hào): H01S5/022;H01S5/024
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及在投影機(jī)等的顯示器和激光加工裝置所使用的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的發(fā)明。特別是涉及使用了發(fā)出出射光的波長(zhǎng)為從紫外光到藍(lán)色光的光、且出射光強(qiáng)度大的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的發(fā)明。?

背景技術(shù)

作為激光顯示器和投影機(jī)等的圖像顯示裝置的光源，和激光劃片裝置、薄膜的退火裝置等的工業(yè)用加工裝置的光源用途，半導(dǎo)體激光器等使用了氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置得到積極開(kāi)發(fā)。這些氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的出射光，其波長(zhǎng)從紫外光到藍(lán)色光，另外也有光輸出功率超過(guò)1瓦特的能量非常大的情況。因此，對(duì)于裝配有氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的封裝也需要進(jìn)行各種籌劃。?

面對(duì)這樣的背景，在現(xiàn)有的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，例如，如專利文獻(xiàn)1中說(shuō)明的，使用搭載有出射光的波長(zhǎng)為紅外和紅色的半導(dǎo)體激光器的半導(dǎo)體發(fā)光裝置同樣的封裝構(gòu)造。具體來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，將半導(dǎo)體發(fā)光元件裝配在金屬制的基臺(tái)上，其后，用安裝有透光窗的帽構(gòu)件密封。利用此構(gòu)成，不僅從外部對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行密封，而且實(shí)現(xiàn)了來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件的散熱和使來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件的光引出到外部的并立。以下，首先，利用圖11對(duì)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行說(shuō)明。?

現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1000，由半導(dǎo)體激光器元件1030、次基臺(tái)(サブマウント：sub-mount)1010、封裝1040、帽構(gòu)件1100構(gòu)成，封裝1040由如下構(gòu)成：由鐵系材料構(gòu)成的芯柱(ステム：stem)1001；安裝在芯柱1001上的由無(wú)氧銅構(gòu)成的臺(tái)座部1002；經(jīng)由以玻璃構(gòu)成的絕緣環(huán)1020而安裝于芯柱1001的貫通孔1001a、1001b的引針1004、1005和直接安裝?在芯柱1001上的引針1003。半導(dǎo)體激光器元件1030經(jīng)由次基臺(tái)1010而裝配在臺(tái)座部1002上，通過(guò)2條導(dǎo)線1008、1009而與引針1004、1005電連接。另外，帽構(gòu)件1100，由科伐合金(コバ一ル：Kovar)構(gòu)成的金屬帽1103和被低熔點(diǎn)玻璃1105固定的由玻璃構(gòu)成的透光窗1104構(gòu)成。金屬帽1103具備如下：圓筒狀的側(cè)壁部1101；閉合側(cè)壁部1101的一端，且形成有將來(lái)自半導(dǎo)體激光器元件1030的激光引出到外部的出射孔1102a的頂面部1102；配設(shè)于側(cè)壁部1101的另一端，且用于在設(shè)置有半導(dǎo)體激光器元件1030的芯柱1001的上表面通過(guò)電阻焊而使帽構(gòu)件1100密接的凸緣部1103a。另外，在出射孔1102a，透光窗1104以堵塞開(kāi)口部的方式被安裝于頂面部1102。?

另一方面，對(duì)于這樣的封裝構(gòu)成，在專利文獻(xiàn)2中提出有一種散熱性和氣密性兼顧的封裝構(gòu)造。以下，使用圖12對(duì)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光裝置2000的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在半導(dǎo)體發(fā)光裝置2000中，在固定半導(dǎo)體激光器元件2030的封裝2040的芯柱2001上，在與帽2100焊接接合的部位通過(guò)銀釬焊固著形成焊接輔助構(gòu)件2015。在該焊接輔助構(gòu)件2015上焊接接合帽2100。由此，芯柱2001和帽2100經(jīng)由焊接輔助構(gòu)件2015接合，因此能夠不用考慮帽2100和芯柱2001的焊接性而選擇芯柱2001的構(gòu)成材料。其結(jié)果是，從半導(dǎo)體激光器元件2030發(fā)生的熱通過(guò)次基臺(tái)2010、元件固定臺(tái)座2002、芯柱2001的路徑而被高效率地釋放到外部，可以使半導(dǎo)體激光器元件2030的發(fā)生熱的散熱性提高。?

先行技術(shù)文獻(xiàn)?

專利文獻(xiàn)?

專利文獻(xiàn)1：特開(kāi)2009-135235號(hào)公報(bào)?

專利文獻(xiàn)2：特開(kāi)2001-358398號(hào)公報(bào)?

在上述這樣的構(gòu)成中，使用了現(xiàn)有的封裝的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中可列舉如下課題。首先，在圖11所示的發(fā)明中，安裝有帽構(gòu)件的芯柱使用的是Fe系材料，因此熱傳導(dǎo)率不充分，半導(dǎo)體發(fā)光元件的高輸出功率化困難。?

另一方面，在圖12所示這樣的發(fā)明中，雖然芯柱可以使用熱傳導(dǎo)率高的材料，但是根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者們的研究能夠確認(rèn)，基于用于芯柱的材料，會(huì)產(chǎn)生氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化這一現(xiàn)象。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是解決上述課題的發(fā)明，其第一目的在于，在封裝有氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。此外，其第二目的在于，將由氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)生的焦耳熱高效率地向封裝外部排放，從而實(shí)現(xiàn)使特性劣化的抑制和散熱性的提高得以兼顧的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。?