JPH02260671A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPH02260671A JPH02260671A JP1082805A JP8280589A JPH02260671A JP H02260671 A JPH02260671 A JP H02260671A JP 1082805 A JP1082805 A JP 1082805A JP 8280589 A JP8280589 A JP 8280589A JP H02260671 A JPH02260671 A JP H02260671A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- lead frame
- type gaas
- auge
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/073—Connecting or disconnecting of die-attach connectors
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
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。
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〕
本発明は光半導体装置に関し、特に化合物半導体を用い
た光半導体装置のオーミック電極の構造に関する。
た光半導体装置のオーミック電極の構造に関する。
従来、Ｎ型ＧａＡｓ基板を有する赤外ＬＥＤは、ボンデ
ィング方法として導電性ペーストを用いてＡｇメツキさ
れたリード・フレーム上にダイ・ボンディングする方式
が主流である。
ィング方法として導電性ペーストを用いてＡｇメツキさ
れたリード・フレーム上にダイ・ボンディングする方式
が主流である。
第３図に示すように、赤外り、ＥＤチップ１０底面のオ
ーミック電極は、Ｎ型ＧａＡｓ基板１１とのオーミック
性を高める第１ＡｕＧｅ層１５と、電極形成時の熱アロ
イに於けるＡｕＧｅとＧａＡＳとの液相反応を抑制する
ためのＮｉ層１６、そして最表面金属は酸・アルカリに
対する腐食に強いＡｕ層１７を順次有する構造となって
いる。
ーミック電極は、Ｎ型ＧａＡｓ基板１１とのオーミック
性を高める第１ＡｕＧｅ層１５と、電極形成時の熱アロ
イに於けるＡｕＧｅとＧａＡＳとの液相反応を抑制する
ためのＮｉ層１６、そして最表面金属は酸・アルカリに
対する腐食に強いＡｕ層１７を順次有する構造となって
いる。
そして赤外ＬＥＤチップ１０のリード・フレームへのダ
イ・ボンディング工程については、第４図に示すように
、Ａ、ｇメツキＪ’１Ｊ２２を有するリード・フレーム
２３の表面に導電性ペースト２４を塗布した後、赤外Ｌ
Ｅ Ｄチップ１０を加圧接触させることにより得られ
る。その後、導電性ペースト２４の溶剤を揮発させるた
めに、リード・フレーム２３を約２００℃の不活性ガス
中で約１時間乾燥する。
イ・ボンディング工程については、第４図に示すように
、Ａ、ｇメツキＪ’１Ｊ２２を有するリード・フレーム
２３の表面に導電性ペースト２４を塗布した後、赤外Ｌ
Ｅ Ｄチップ１０を加圧接触させることにより得られ
る。その後、導電性ペースト２４の溶剤を揮発させるた
めに、リード・フレーム２３を約２００℃の不活性ガス
中で約１時間乾燥する。
ダイ・ボンディング強度については、赤外ＬＥＤチップ
１０の側面にはい上った導電性ペースト２４により、必
要な強度が保たれていると考えられている。
１０の側面にはい上った導電性ペースト２４により、必
要な強度が保たれていると考えられている。
上述した従来の光半導体装置１例えば赤外ＬＥＤのダイ
・ボンディング方法には、以下に述べる欠点がある。
・ボンディング方法には、以下に述べる欠点がある。
（１）赤外ＬＥＤの電極の最表面金属となるＡｕと導電
性ペーストは、そのダイ・ボンディング工程に於いて、
前述の乾燥工程を通過するが、Ａｕと導電性ペーストは
共晶を形成するものではなく、前述したように赤外ＬＥ
Ｄチップのリード・フレームへの固定は主に導電性ペー
ストの赤外ＬＥＤチップ側面へのはい上りにより得られ
る。ところが赤外ＬＥＤチップ側面にはＰＮ接合が露出
している構造が一般的であるため、ダイ・ボンディング
強度の向上を目的として導電性ペーストの塗布量を増加
させることは、ＬＥＤショートによる著しい製品選別歩
留の低下と信顆度レベルの低下をもたらす。
性ペーストは、そのダイ・ボンディング工程に於いて、
前述の乾燥工程を通過するが、Ａｕと導電性ペーストは
共晶を形成するものではなく、前述したように赤外ＬＥ
Ｄチップのリード・フレームへの固定は主に導電性ペー
ストの赤外ＬＥＤチップ側面へのはい上りにより得られ
る。ところが赤外ＬＥＤチップ側面にはＰＮ接合が露出
している構造が一般的であるため、ダイ・ボンディング
強度の向上を目的として導電性ペーストの塗布量を増加
させることは、ＬＥＤショートによる著しい製品選別歩
留の低下と信顆度レベルの低下をもたらす。
（２）例えば赤外ＬＥＤチップを用いた製品であるホト
・カプラは、市場より大量供給・低価格が要求される。
・カプラは、市場より大量供給・低価格が要求される。
その実行案としてリード・フレームのフープ化による大
量生産を目ざした組立ライン設計が考えられるが、組立
ラインのインデックスが極めて短いこと、速乾性の導電
性ペーストの選定が困難であること等を考慮すると、赤
外ＬＥＤチップを導電性ペーストを用いてダイ・ボンデ
ィングする方法では、前案による組立ライン設計のメリ
ットをいかすことができない。
量生産を目ざした組立ライン設計が考えられるが、組立
ラインのインデックスが極めて短いこと、速乾性の導電
性ペーストの選定が困難であること等を考慮すると、赤
外ＬＥＤチップを導電性ペーストを用いてダイ・ボンデ
ィングする方法では、前案による組立ライン設計のメリ
ットをいかすことができない。
本発明の光半導体装置は、化合物半導体基板と該化合物
半導体基板の底面に形成されたオーミック電極とを有す
る光半導体装置において、前記オーミック電極の最表面
層をＡ ｕ Ｇ ｅ層またはＡｕＳｎ層で構成したもの
である。
半導体基板の底面に形成されたオーミック電極とを有す
る光半導体装置において、前記オーミック電極の最表面
層をＡ ｕ Ｇ ｅ層またはＡｕＳｎ層で構成したもの
である。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図であり、光半導体装
置として赤外ＬＥＤを用いた場合を示している。
置として赤外ＬＥＤを用いた場合を示している。
Ｓｉを不純物とするＮ型ＧａＡｓ基板１１上に、Ｓｉを
両性不純物元素として得られるＮ型ＧａＡｓエピタキシ
ャル層１２．Ｐ型ＧａＡｓエピタキシャル層１３を順次
エピタキシャル成長する。その後Ａ ｕ Ｚ ｎ系の合
金の蒸着及びパターン加工によりＰ側電極１４を形成し
、次にＮ型ＧａＡｓ基板１１の底面に、第１ＡｕＧｅ層
１５、Ｎｉ層１６．Ａｕ層１７及び第２ Ａ ｕ Ｇ
ｅ層１８からなるオーミック電極１９を形成する。
両性不純物元素として得られるＮ型ＧａＡｓエピタキシ
ャル層１２．Ｐ型ＧａＡｓエピタキシャル層１３を順次
エピタキシャル成長する。その後Ａ ｕ Ｚ ｎ系の合
金の蒸着及びパターン加工によりＰ側電極１４を形成し
、次にＮ型ＧａＡｓ基板１１の底面に、第１ＡｕＧｅ層
１５、Ｎｉ層１６．Ａｕ層１７及び第２ Ａ ｕ Ｇ
ｅ層１８からなるオーミック電極１９を形成する。
第１ Ａ ｕ Ｇ ｅ Ｒ１５はＧｅの含有率を約１％
（重量比）のＡｕを蒸着ソースとして真空蒸着方法によ
り形成する。さらに連続してＮｉ層１６及びＡｕ層１７
を形成した後約４００℃の不活性ガス中にて熱アロイを
行なう。その後再び真空蒸着方法により融点温度が３５
６℃であるＧｅの含有率１２％（重量比）のＡｕを蒸着
ソースとして第２ＡｕＧｅ層１８を形成する。
（重量比）のＡｕを蒸着ソースとして真空蒸着方法によ
り形成する。さらに連続してＮｉ層１６及びＡｕ層１７
を形成した後約４００℃の不活性ガス中にて熱アロイを
行なう。その後再び真空蒸着方法により融点温度が３５
６℃であるＧｅの含有率１２％（重量比）のＡｕを蒸着
ソースとして第２ＡｕＧｅ層１８を形成する。
次にこのように構成された赤外ＬＥＤチップのリードフ
レームへのダイ・ボンディングについて第２図を用いて
説明する。
レームへのダイ・ボンディングについて第２図を用いて
説明する。
Ａｇメツキ層２２の形成されたＦｅを主成分とするリー
ド・フレーム２３のマウント・アイランド部分をヒータ
ーにより約４００°Ｃの温度に加熱し、赤外ＬＥＤチッ
プ１０をのせ、約５０ｇ程度の加重を加えてダイ・ボン
ディングする。このとき第２ Ａ ｕ Ｇ ｅ層１８は
、融点温度３５６℃を上回るエネルギーを受は溶融する
が、Ａｕ層１７よりＡｕを、そしてＡｇメツキ層２２よ
りＡｇの拡散を受けＡｕ−Ｇｅ−Ａｇの三元系の合金部
２１を形成する。ダイ・ボンディングされた赤外ＬＥＤ
チップ１０はマウント・アイランド部分がヒーターから
離されることにより常温まで冷却され、合金部２１は固
化する。内部歪を自己解消し易い金属であるＡｕ系金属
であるＡｕ層１７及び第２ Ａ ｕ Ｇ ｅ Ｎ １８
を、各々１μｍ程度の厚さとすることにより、Ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板１１とリード・フレーム２３との間の熱
膨張係数差は解消され、歪による通電劣化レベルの影響
は生じない。
ド・フレーム２３のマウント・アイランド部分をヒータ
ーにより約４００°Ｃの温度に加熱し、赤外ＬＥＤチッ
プ１０をのせ、約５０ｇ程度の加重を加えてダイ・ボン
ディングする。このとき第２ Ａ ｕ Ｇ ｅ層１８は
、融点温度３５６℃を上回るエネルギーを受は溶融する
が、Ａｕ層１７よりＡｕを、そしてＡｇメツキ層２２よ
りＡｇの拡散を受けＡｕ−Ｇｅ−Ａｇの三元系の合金部
２１を形成する。ダイ・ボンディングされた赤外ＬＥＤ
チップ１０はマウント・アイランド部分がヒーターから
離されることにより常温まで冷却され、合金部２１は固
化する。内部歪を自己解消し易い金属であるＡｕ系金属
であるＡｕ層１７及び第２ Ａ ｕ Ｇ ｅ Ｎ １８
を、各々１μｍ程度の厚さとすることにより、Ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板１１とリード・フレーム２３との間の熱
膨張係数差は解消され、歪による通電劣化レベルの影響
は生じない。
第２ＡｕＧｅ層１８の代りにＡｕＧｅ層を用いることか
できる。このとき用いるＳｎの含有率を約２０％（重量
比）とすることにより溶融点温度は２８０ ’Ｃに下が
る。従ってＡｕＳｎ層を用いる場合は、ダイ・ボンディ
ング時のリード・フレームの加熱温度を約３００℃に下
げることが可能になるため、Ｎ型ＧａＡｓ基板１１とリ
ード・フレーム２３との間の熱膨張係数差をより低減で
きる利点がある。
できる。このとき用いるＳｎの含有率を約２０％（重量
比）とすることにより溶融点温度は２８０ ’Ｃに下が
る。従ってＡｕＳｎ層を用いる場合は、ダイ・ボンディ
ング時のリード・フレームの加熱温度を約３００℃に下
げることが可能になるため、Ｎ型ＧａＡｓ基板１１とリ
ード・フレーム２３との間の熱膨張係数差をより低減で
きる利点がある。
なお上記実施例においては光半導体装置として赤外ＬＥ
Ｄを用いた場合について説明したが、化合物半導体基板
とオーミック電極を有するホトトランジスタ等地の光半
導体装置であってもよい。
Ｄを用いた場合について説明したが、化合物半導体基板
とオーミック電極を有するホトトランジスタ等地の光半
導体装置であってもよい。
以上説明したように本発明は、化合物半導体基板の底面
に形成されたオーミック電極の最表面層をＡｕＧｅＪｌ
またはＡｕＳｎ層とすることにより、素子間のショート
の危険をともなわずに、リードフレームとのダイ・ボン
ディング強度を向上させることができる。又導電性ペー
ストを用いたダイ・ボンディングのような乾燥工程を必
要としないため、リード・フレームのフープ化といった
大量生産・低価格化への対応が可能になるという効果を
有する。
に形成されたオーミック電極の最表面層をＡｕＧｅＪｌ
またはＡｕＳｎ層とすることにより、素子間のショート
の危険をともなわずに、リードフレームとのダイ・ボン
ディング強度を向上させることができる。又導電性ペー
ストを用いたダイ・ボンディングのような乾燥工程を必
要としないため、リード・フレームのフープ化といった
大量生産・低価格化への対応が可能になるという効果を
有する。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
一実施例をリードフレームにダイ・ホンディングした場
合の断面図、第３図は従来例の断面図、第４図は従来例
をリードフレームにダイ・ホンディングした場合の断面
図である。 １０−＝赤外ＬＥＤチップ、１１ ・Ｎ型ＧａＡｓ基板
、１２・・・Ｎ型ＧａＡｓエピタキシャルｊ―、１３・
・・Ｐ型ＧａＡｓエピタキシャル層、１４・・・Ｐ側電
極、１５・・・第１ Ａ ｕ Ｑ ｅ層、１６−Ｎｉ層
、１７−・−Ａｕ層、１８−・・第２ＡｕＧｅ層、２１
＝−合金部、２２・・・Ａｇメツキ層、２３・・・リ
ード・フレーム、２４・・・導電性ペースト。
一実施例をリードフレームにダイ・ホンディングした場
合の断面図、第３図は従来例の断面図、第４図は従来例
をリードフレームにダイ・ホンディングした場合の断面
図である。 １０−＝赤外ＬＥＤチップ、１１ ・Ｎ型ＧａＡｓ基板
、１２・・・Ｎ型ＧａＡｓエピタキシャルｊ―、１３・
・・Ｐ型ＧａＡｓエピタキシャル層、１４・・・Ｐ側電
極、１５・・・第１ Ａ ｕ Ｑ ｅ層、１６−Ｎｉ層
、１７−・−Ａｕ層、１８−・・第２ＡｕＧｅ層、２１
＝−合金部、２２・・・Ａｇメツキ層、２３・・・リ
ード・フレーム、２４・・・導電性ペースト。
Claims (1)
- 化合物半導体基板と該化合物半導体基板の底面に形成さ
れたオーミック電極とを有する光半導体装置において、
前記オーミック電極の最表面層をＡｕＧｅ層またはＡｕ
Ｓｎ層で構成したことを特徴とする光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1082805A JPH02260671A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1082805A JPH02260671A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260671A true JPH02260671A (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=13784626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1082805A Pending JPH02260671A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02260671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124524A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Kyocera Corp | 配線基板 |
| US7829910B2 (en) | 2005-01-31 | 2010-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method of fabricating light emitting device |
| JP2013157423A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1082805A patent/JPH02260671A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124524A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Kyocera Corp | 配線基板 |
| US7829910B2 (en) | 2005-01-31 | 2010-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method of fabricating light emitting device |
| JP2013157423A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
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