JPH09223846A - 窒化物半導体レーザ素子 - Google Patents
窒化物半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH09223846A JPH09223846A JP2884096A JP2884096A JPH09223846A JP H09223846 A JPH09223846 A JP H09223846A JP 2884096 A JP2884096 A JP 2884096A JP 2884096 A JP2884096 A JP 2884096A JP H09223846 A JPH09223846 A JP H09223846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- insulating film
- chip
- laser device
- laser
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒化物半導体よりなるレーザチップをヒート
シンク、サブマウント等にボンディングするにあたり、
主として、チップの放熱が十分に行われるレーザ素子の
新規な構造を提供して、素子寿命を向上させ、連続発振
できるようにすると共に、レーザ素子の信頼性を向上さ
せる。 【構成】 同一面側に正負一対の電極を有するレーザチ
ップが、支持体にフェイスダウンでボンディングされて
なるレーザ素子であって、前記支持体の表面には絶縁膜
が形成されると共に、その絶縁膜の表面にリード電極が
形成されており、前記レーザチップの少なくとも一方の
電極が前記リード電極にボンディングされていることに
より、金属製の支持体を用いることができるため、放熱
性が高まる。
シンク、サブマウント等にボンディングするにあたり、
主として、チップの放熱が十分に行われるレーザ素子の
新規な構造を提供して、素子寿命を向上させ、連続発振
できるようにすると共に、レーザ素子の信頼性を向上さ
せる。 【構成】 同一面側に正負一対の電極を有するレーザチ
ップが、支持体にフェイスダウンでボンディングされて
なるレーザ素子であって、前記支持体の表面には絶縁膜
が形成されると共に、その絶縁膜の表面にリード電極が
形成されており、前記レーザチップの少なくとも一方の
電極が前記リード電極にボンディングされていることに
より、金属製の支持体を用いることができるため、放熱
性が高まる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
るレーザ素子に関する。
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
るレーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外〜青色の領域に発光するレーザ素子
の材料として窒化物半導体が知られており、本出願人
は、最近この材料を用いてパルス電流において、室温で
のレーザ発振を発表した。（例えば、Jpn.J.Appl.Phys.
Vol35 (1996) pp.L74-76）
の材料として窒化物半導体が知られており、本出願人
は、最近この材料を用いてパルス電流において、室温で
のレーザ発振を発表した。（例えば、Jpn.J.Appl.Phys.
Vol35 (1996) pp.L74-76）
【０００３】窒化物半導体は一般にサファイア、スピネ
ルのような絶縁性基板の上に成長されることが多い。そ
のためレーザチップの電極は半導体層側から正負一対の
電極が取り出されたいわゆるフリップチップ形式とされ
る。フリップチップ形式のレーザチップはヒートシン
ク、サブマウント、ステム等の熱伝導率の良い支持体に
ボンディングされてレーザ素子とされる。ボンディング
手法にはチップの電極と支持体とが対向するようにした
フェースダウンボンディングと、チップの基板と支持体
とが対向するようにしたフェースアップボンディングと
の２種類の手法がある。
ルのような絶縁性基板の上に成長されることが多い。そ
のためレーザチップの電極は半導体層側から正負一対の
電極が取り出されたいわゆるフリップチップ形式とされ
る。フリップチップ形式のレーザチップはヒートシン
ク、サブマウント、ステム等の熱伝導率の良い支持体に
ボンディングされてレーザ素子とされる。ボンディング
手法にはチップの電極と支持体とが対向するようにした
フェースダウンボンディングと、チップの基板と支持体
とが対向するようにしたフェースアップボンディングと
の２種類の手法がある。
【０００４】前記したように窒化物半導体が成長される
基板は、総じて絶縁性のものが多く、また熱伝導率も低
いものが多い。熱伝導率の低い基板をフェースアップで
ボンディングすると、発熱が基板を通じて支持体に十分
伝導せず、チップ寿命を著しく短くしてしまう。
基板は、総じて絶縁性のものが多く、また熱伝導率も低
いものが多い。熱伝導率の低い基板をフェースアップで
ボンディングすると、発熱が基板を通じて支持体に十分
伝導せず、チップ寿命を著しく短くしてしまう。
【０００５】一方、電極とフェースダウンでボンディン
グを行うと、支持体に正電極部と、負電極部とを設ける
必要があり、そのために絶縁性の支持体が多く採用され
る。絶縁性の支持体は、一般に金属よりなる支持体に比
較して熱伝導率が悪い。このためチップの放熱が十分に
行えずに、素子寿命を低下させてしまう。
グを行うと、支持体に正電極部と、負電極部とを設ける
必要があり、そのために絶縁性の支持体が多く採用され
る。絶縁性の支持体は、一般に金属よりなる支持体に比
較して熱伝導率が悪い。このためチップの放熱が十分に
行えずに、素子寿命を低下させてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】レーザチップはチップ
の発熱が支持体を介して十分に放熱される必要がある。
特に窒化物半導体よりなるレーザチップは紫外、青色等
の高エネルギー光を放出するため、赤色、赤外等の半導
体レーザに比べて、非常に発熱量が大きい。従来のパル
ス発振から、連続発振に進歩させるためには、チップの
放熱の問題が非常に重要である。従って本発明はこのよ
うな事情を鑑みて成されたものであって、その目的とす
るところは、窒化物半導体よりなるレーザチップを例え
ばヒートシンク、サブマウント等にボンディングするに
あたり、主として、チップの放熱が十分に行われるレー
ザ素子の新規な構造を提供して、素子寿命を向上させ、
連続発振できるようにすることにある。
の発熱が支持体を介して十分に放熱される必要がある。
特に窒化物半導体よりなるレーザチップは紫外、青色等
の高エネルギー光を放出するため、赤色、赤外等の半導
体レーザに比べて、非常に発熱量が大きい。従来のパル
ス発振から、連続発振に進歩させるためには、チップの
放熱の問題が非常に重要である。従って本発明はこのよ
うな事情を鑑みて成されたものであって、その目的とす
るところは、窒化物半導体よりなるレーザチップを例え
ばヒートシンク、サブマウント等にボンディングするに
あたり、主として、チップの放熱が十分に行われるレー
ザ素子の新規な構造を提供して、素子寿命を向上させ、
連続発振できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ素子は、
同一面側に正負一対の電極を有するレーザチップが、支
持体にフェイスダウンでボンディングされてなるレーザ
素子であって、前記支持体の表面には絶縁膜が形成され
て、その絶縁膜の表面にリード電極が形成されており、
前記レーザチップの少なくとも一方の電極が前記リード
電極にボンディングされていることを特徴とする。
同一面側に正負一対の電極を有するレーザチップが、支
持体にフェイスダウンでボンディングされてなるレーザ
素子であって、前記支持体の表面には絶縁膜が形成され
て、その絶縁膜の表面にリード電極が形成されており、
前記レーザチップの少なくとも一方の電極が前記リード
電極にボンディングされていることを特徴とする。
【０００８】前記レーザチップは、支持体のボンディン
グ面に対して、ほぼ水平になるようにボンディングされ
ていることを特徴とする。水平にボンディングするに
は、絶縁膜の厚さ、若しくはリード電極の厚さ、または
支持体の厚さの内の少なくとも一つが調整されているこ
とが望ましい。
グ面に対して、ほぼ水平になるようにボンディングされ
ていることを特徴とする。水平にボンディングするに
は、絶縁膜の厚さ、若しくはリード電極の厚さ、または
支持体の厚さの内の少なくとも一つが調整されているこ
とが望ましい。
【０００９】またレーザチップの電極間に跨れた支持体
の表面には、凹状の溝が形成されていることを特徴とす
る。溝か形成されている場合、絶縁膜は、支持体のボン
ディング面から溝の内部に連続して形成されていること
が望ましい。
の表面には、凹状の溝が形成されていることを特徴とす
る。溝か形成されている場合、絶縁膜は、支持体のボン
ディング面から溝の内部に連続して形成されていること
が望ましい。
【００１０】さらにリード電極は、ボンディング面と対
向する支持体の表面まで連続して形成されていることを
特徴とする。
向する支持体の表面まで連続して形成されていることを
特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明のレーザ素子では、支持体にフェースダ
ウンでボンディングされているため、チップの発熱が熱
伝導性の良い電極を通って支持体に伝わるため、放熱効
率がよい。さらに支持体表面に形成された絶縁膜は、同
一面側に電極が設けられたチップの電極間のショートを
防止すると共に、支持体にＡｌ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電性
材料、およびＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料の使用が可
能となる。このため支持体に熱伝導率の高い材料が使用
できるため、チップの放熱が非常に良くなる。また絶縁
性の支持体表面がメタライズされたものも使用可能とな
る。
ウンでボンディングされているため、チップの発熱が熱
伝導性の良い電極を通って支持体に伝わるため、放熱効
率がよい。さらに支持体表面に形成された絶縁膜は、同
一面側に電極が設けられたチップの電極間のショートを
防止すると共に、支持体にＡｌ、Ａｕ、Ｃｕ等の導電性
材料、およびＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料の使用が可
能となる。このため支持体に熱伝導率の高い材料が使用
できるため、チップの放熱が非常に良くなる。また絶縁
性の支持体表面がメタライズされたものも使用可能とな
る。
【００１２】さらに、レーザチップは支持体のボンディ
ング面に対して、ほぼ水平になるようにボンディングさ
れていることより、レーザ光の出射位置が一定している
ため、レーザ光をレンズ等で集光する場合にも、レンズ
位置を容易に設定できる。
ング面に対して、ほぼ水平になるようにボンディングさ
れていることより、レーザ光の出射位置が一定している
ため、レーザ光をレンズ等で集光する場合にも、レンズ
位置を容易に設定できる。
【００１３】チップの水平を調整するためには、前記し
た絶縁膜の厚さ、リード電極の厚さ、または支持体の厚
さの内の少なくとも一つを調整することが望ましい。例
えば絶縁膜、リード電極、支持体の厚さは一定の膜厚で
形成することが容易であり、ダイボンダーの圧力により
その厚さが変化することがない。これらの厚さを変える
ことにより、チップが安定した位置、角度でボンディン
グできるため、レーザ素子製造が容易にできるようにな
り生産性が向上する。
た絶縁膜の厚さ、リード電極の厚さ、または支持体の厚
さの内の少なくとも一つを調整することが望ましい。例
えば絶縁膜、リード電極、支持体の厚さは一定の膜厚で
形成することが容易であり、ダイボンダーの圧力により
その厚さが変化することがない。これらの厚さを変える
ことにより、チップが安定した位置、角度でボンディン
グできるため、レーザ素子製造が容易にできるようにな
り生産性が向上する。
【００１４】さらに、レーザチップの電極間に跨れた支
持体の表面には、凹状の溝が形成されていることによ
り、電極間のショートを防止することができる。同一面
側に正と負の電極が形成されたレーザチップは、通常半
田、導電性ペースト等の導電性接着剤でフェースダウン
ボンディングされる。導電性材料が過熱された状態で、
チップをダイボンドすると、過剰の導電性材料があれ
ば、その過剰の導電性材料が片方の電極に接触するとチ
ップ間でショートする恐れがある。しかし、本発明のよ
うに両電極が跨る箇所の支持体に凹状の溝を形成する
と、過剰の導電性材料が他の電極に接触しにくくなるの
で、レーザ素子の信頼性が向上する。
持体の表面には、凹状の溝が形成されていることによ
り、電極間のショートを防止することができる。同一面
側に正と負の電極が形成されたレーザチップは、通常半
田、導電性ペースト等の導電性接着剤でフェースダウン
ボンディングされる。導電性材料が過熱された状態で、
チップをダイボンドすると、過剰の導電性材料があれ
ば、その過剰の導電性材料が片方の電極に接触するとチ
ップ間でショートする恐れがある。しかし、本発明のよ
うに両電極が跨る箇所の支持体に凹状の溝を形成する
と、過剰の導電性材料が他の電極に接触しにくくなるの
で、レーザ素子の信頼性が向上する。
【００１５】また、リード電極は、ボンディング面と対
向する支持体の表面まで連続して形成されていると、支
持体を他の部材と接続する際に、ワイヤーボンディング
せず、直接ダイボンドできるため、さらに放熱の効率が
良くなる。
向する支持体の表面まで連続して形成されていると、支
持体を他の部材と接続する際に、ワイヤーボンディング
せず、直接ダイボンドできるため、さらに放熱の効率が
良くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明のレーザ素子の一構
造を示す模式的な模式的な断面図であり、１が支持体、
２０は絶縁膜（以下、第一の絶縁膜という。）、３０が
第一のリード電極（以下、第一のリード電極とい
う。）、チップ側は１０が基板、１１はレーザ発振する
窒化物半導体層、１２および１３は同一面側の窒化物半
導体層に設けられた互いに極性の異なる電極、詳しく述
べると１２はｎ層側の負電極、１３はｐ層側の正電極で
ある。この図に示すようにレーザチップは電極面側が支
持体面側と対向するフェースダウンの状態で、半田、銀
ペースト等の導電性接着剤４０を介してダイボンドされ
ている。なおこの図では負電極１２側は金線５０により
ワイヤーボンディングされている。
造を示す模式的な模式的な断面図であり、１が支持体、
２０は絶縁膜（以下、第一の絶縁膜という。）、３０が
第一のリード電極（以下、第一のリード電極とい
う。）、チップ側は１０が基板、１１はレーザ発振する
窒化物半導体層、１２および１３は同一面側の窒化物半
導体層に設けられた互いに極性の異なる電極、詳しく述
べると１２はｎ層側の負電極、１３はｐ層側の正電極で
ある。この図に示すようにレーザチップは電極面側が支
持体面側と対向するフェースダウンの状態で、半田、銀
ペースト等の導電性接着剤４０を介してダイボンドされ
ている。なおこの図では負電極１２側は金線５０により
ワイヤーボンディングされている。
【００１７】レーザチップの基板１０には、サファイ
ア、スピネル等の絶縁性基板の他、ＧａＮ、Ｓｉ、Ｓｉ
Ｃ等の導電性基板も使用できるが、一般的にはサファイ
アが使用されている。窒化物半導体層１１は基本的にｎ
型コンタクト層、ｎ型光閉じこめ層、活性層、ｐ型光閉
じこめ層、ｐ型コンタクト層が積層されたダブルへテロ
構造を有しており、同一面側から電極を取り出すため
に、ｐ型コンタクト層、ｐ型光閉じこめ層、活性層およ
びｎ型光閉じこめ層の一部がエッチングにより除去され
て、ｎ型コンタクト層が露出されている。正電極１３は
最上層のｐ型コンタクト層に設けられ、負電極１２はエ
ッチングにより露出されたｎ型コンタクト層の表面に設
けられている。この構造はＬＥＤでも同様である。
ア、スピネル等の絶縁性基板の他、ＧａＮ、Ｓｉ、Ｓｉ
Ｃ等の導電性基板も使用できるが、一般的にはサファイ
アが使用されている。窒化物半導体層１１は基本的にｎ
型コンタクト層、ｎ型光閉じこめ層、活性層、ｐ型光閉
じこめ層、ｐ型コンタクト層が積層されたダブルへテロ
構造を有しており、同一面側から電極を取り出すため
に、ｐ型コンタクト層、ｐ型光閉じこめ層、活性層およ
びｎ型光閉じこめ層の一部がエッチングにより除去され
て、ｎ型コンタクト層が露出されている。正電極１３は
最上層のｐ型コンタクト層に設けられ、負電極１２はエ
ッチングにより露出されたｎ型コンタクト層の表面に設
けられている。この構造はＬＥＤでも同様である。
【００１８】支持体１とは、例えばサブマウント、ヒー
トシンク、ステム等、レーザチップをダイボンドする全
ての部材を指し、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の熱伝導率の高い
金属性材料の他、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体材料を用いるこ
ともできる。またこの他、ダイアモンド、ＢＮ、ＡｌＮ
等の半絶縁性材料で表面がメタライズされたものも使用
することができるが、好ましくは金属材料を用いる。な
お、図１の支持体は金属より成っているため、正電極１
３に対応する外部電極は、負電極１２のようにワイヤー
ボンドで取り出す必要はなく、支持体１のどの場所から
取り出しても良く、例えば支持体１を直接他の部材にダ
イボンドすることもできる。
トシンク、ステム等、レーザチップをダイボンドする全
ての部材を指し、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の熱伝導率の高い
金属性材料の他、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体材料を用いるこ
ともできる。またこの他、ダイアモンド、ＢＮ、ＡｌＮ
等の半絶縁性材料で表面がメタライズされたものも使用
することができるが、好ましくは金属材料を用いる。な
お、図１の支持体は金属より成っているため、正電極１
３に対応する外部電極は、負電極１２のようにワイヤー
ボンドで取り出す必要はなく、支持体１のどの場所から
取り出しても良く、例えば支持体１を直接他の部材にダ
イボンドすることもできる。
【００１９】第一の絶縁膜２０は、例えばＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3等の酸化物、ＳｉＮX等の窒化物、ＭｇＦ2等のハ
ロゲン化物等を好ましく形成することができ、これらの
絶縁材料をスパッタリング、蒸着等の気相製膜装置を用
いて形成することができる。またこの他ポリエチレン、
ポリプロピレン等の有機物を形成しても良い。第一の絶
縁膜２０の膜厚は特に問うものではないが、この図に示
すように窒化物半導体の形状に合わせた膜厚で形成し
て、チップが支持体に対して水平となるようにすること
が望ましく、例えば数百オングストローム〜十数μｍの
膜厚で形成することが望ましい。絶縁膜の膜厚は使用す
る材料の熱伝導率によって適宜変更することができる。
さらに、第一の絶縁膜２０は負電極１２に対応する支持
体の表面に形成することが好ましい。なぜなら、窒化物
半導体はｎ層の抵抗率よりも、ｐ層の抵抗率が高いこと
が多く、また活性層はｐ層とｎ層との間の狭い領域にあ
る。従って、ｐ層側の発熱量の方がｎ層側より大きい傾
向にあるため、ｐ層側に絶縁膜を形成すると、形成しな
いものに比較して放熱効率は悪くなる傾向にある。
ｌ2Ｏ3等の酸化物、ＳｉＮX等の窒化物、ＭｇＦ2等のハ
ロゲン化物等を好ましく形成することができ、これらの
絶縁材料をスパッタリング、蒸着等の気相製膜装置を用
いて形成することができる。またこの他ポリエチレン、
ポリプロピレン等の有機物を形成しても良い。第一の絶
縁膜２０の膜厚は特に問うものではないが、この図に示
すように窒化物半導体の形状に合わせた膜厚で形成し
て、チップが支持体に対して水平となるようにすること
が望ましく、例えば数百オングストローム〜十数μｍの
膜厚で形成することが望ましい。絶縁膜の膜厚は使用す
る材料の熱伝導率によって適宜変更することができる。
さらに、第一の絶縁膜２０は負電極１２に対応する支持
体の表面に形成することが好ましい。なぜなら、窒化物
半導体はｎ層の抵抗率よりも、ｐ層の抵抗率が高いこと
が多く、また活性層はｐ層とｎ層との間の狭い領域にあ
る。従って、ｐ層側の発熱量の方がｎ層側より大きい傾
向にあるため、ｐ層側に絶縁膜を形成すると、形成しな
いものに比較して放熱効率は悪くなる傾向にある。
【００２０】第一の絶縁膜２０の表面に形成されている
第一のリード電極３０は、負電極１２と電気的に接続さ
れて、外部から例えばワイヤーボンド、ダイボンド等の
電極接続手段を達成するために形成されるものであっ
て、パターンメタライズされた線状の電極はもちろんの
こと、第一の絶縁膜２０の表面のほぼ全面に形成された
面状の電極でも良い。
第一のリード電極３０は、負電極１２と電気的に接続さ
れて、外部から例えばワイヤーボンド、ダイボンド等の
電極接続手段を達成するために形成されるものであっ
て、パターンメタライズされた線状の電極はもちろんの
こと、第一の絶縁膜２０の表面のほぼ全面に形成された
面状の電極でも良い。
【００２１】さらに、図１のレーザチップは、支持体１
の表面に形成された第一の絶縁膜２０と第一のリード電
極３０とにより、支持体１のボンディング面とほぼ水平
となっている。具体的には、正電極１３に対応する支持
体１の表面には第一の絶縁膜２０が形成されず、負電極
１２に対応する支持体１の表面に第一の絶縁膜２０が形
成されることにより水平が調整されている。
の表面に形成された第一の絶縁膜２０と第一のリード電
極３０とにより、支持体１のボンディング面とほぼ水平
となっている。具体的には、正電極１３に対応する支持
体１の表面には第一の絶縁膜２０が形成されず、負電極
１２に対応する支持体１の表面に第一の絶縁膜２０が形
成されることにより水平が調整されている。
【００２２】このように、同一面側に電極が形成された
レーザチップの電極を、第一の絶縁膜２０の上に第一の
リード電極３０が形成された支持体１とフェースダウン
でダイボンドすると、チップの発熱は導電性接着剤４０
を介して支持体１に効率よく伝わる。しかも支持体１の
ボンディング面には第一の絶縁膜２０を介してリード電
極３０が形成されているので、支持体１に熱伝導率の高
い金属、半導体を使用することができ、放熱効果が高ま
る。
レーザチップの電極を、第一の絶縁膜２０の上に第一の
リード電極３０が形成された支持体１とフェースダウン
でダイボンドすると、チップの発熱は導電性接着剤４０
を介して支持体１に効率よく伝わる。しかも支持体１の
ボンディング面には第一の絶縁膜２０を介してリード電
極３０が形成されているので、支持体１に熱伝導率の高
い金属、半導体を使用することができ、放熱効果が高ま
る。
【００２３】図２は本発明の他の実施例に係るレーザ素
子の構造を示す模式的な断面図であり、図１と同一符号
は同一部材を示している。このレーザ素子が図１のレー
ザ素子と異なる点は以下の通りである。
子の構造を示す模式的な断面図であり、図１と同一符号
は同一部材を示している。このレーザ素子が図１のレー
ザ素子と異なる点は以下の通りである。
【００２４】まず支持体１のボンディング面には、正電
極１３に対応する絶縁膜２１（以下、第二の絶縁膜とい
う。）が形成され、第二の絶縁膜２１の表面にリード電
極３１（以下、第二のリード電極という。）が形成され
ている。しかも第一の絶縁膜２０を第二の絶縁膜２１よ
りも厚く形成することにより、レーザチップを水平にし
ている。
極１３に対応する絶縁膜２１（以下、第二の絶縁膜とい
う。）が形成され、第二の絶縁膜２１の表面にリード電
極３１（以下、第二のリード電極という。）が形成され
ている。しかも第一の絶縁膜２０を第二の絶縁膜２１よ
りも厚く形成することにより、レーザチップを水平にし
ている。
【００２５】次に、第一のリード電極３０を支持体１の
裏面、つまりボンディング面と反対側の面まで形成して
いることにより、裏面まで形成された第一のリード電極
３０を他の部材に直接ダイボンドできる。このように、
片方の電極をワイヤーボンディングし、もう一方の電極
をダイレクトボンディングする構造のレーザ素子は、従
来の赤色半導体レーザ、赤外半導体レーザで用いられて
いる製造装置がそのまま使用できるので生産技術上都合
がよい。
裏面、つまりボンディング面と反対側の面まで形成して
いることにより、裏面まで形成された第一のリード電極
３０を他の部材に直接ダイボンドできる。このように、
片方の電極をワイヤーボンディングし、もう一方の電極
をダイレクトボンディングする構造のレーザ素子は、従
来の赤色半導体レーザ、赤外半導体レーザで用いられて
いる製造装置がそのまま使用できるので生産技術上都合
がよい。
【００２６】さらに、レーザチップの負電極１２と正電
極１３とが跨った箇所にある支持体１の表面に凹状の溝
６０を形成している、この溝６０は過剰の導電性接着剤
４０のはみ出しによる電極間のショートを防止してい
る。溝６０は支持体１をウェットエッチング、若しくは
ドライエッチングすることで形成可能である。また電極
間のショートをさらに防止するためには、後に示す図３
のように溝６０の内部にまで絶縁膜を形成することが最
も好ましい。
極１３とが跨った箇所にある支持体１の表面に凹状の溝
６０を形成している、この溝６０は過剰の導電性接着剤
４０のはみ出しによる電極間のショートを防止してい
る。溝６０は支持体１をウェットエッチング、若しくは
ドライエッチングすることで形成可能である。また電極
間のショートをさらに防止するためには、後に示す図３
のように溝６０の内部にまで絶縁膜を形成することが最
も好ましい。
【００２７】図３も本発明の他の実施例に係るレーザ素
子の構造を示す模式的な断面図である。この素子が本発
明の他のレーザ素子と異なるところは、まずチップを水
平にするために、支持体１の厚さが、負電極１２に対応
する部位と、正電極１３に対応する部位とで異なるよう
にしているところである。つまり支持体１の厚さを調整
することにより、支持体１に段差を設けてチップを水平
にしている。
子の構造を示す模式的な断面図である。この素子が本発
明の他のレーザ素子と異なるところは、まずチップを水
平にするために、支持体１の厚さが、負電極１２に対応
する部位と、正電極１３に対応する部位とで異なるよう
にしているところである。つまり支持体１の厚さを調整
することにより、支持体１に段差を設けてチップを水平
にしている。
【００２８】次に、支持体１の表面に形成された第一の
絶縁膜２０、第一のリード電極３０、および第二のリー
ド電極３１を支持体１のボンディング面と反対側の面ま
で連続して形成している。このようにするとワイヤーボ
ンディングなしに、支持体を他の部材にダイレクトボン
ディングできるため、素子の放熱性は最も良くなる。し
かも、正電極１３側の第二のリード電極３１が支持体１
に直接接しているので放熱効果も大きい。また、レーザ
チップの大きさが数百μｍ角であるのに対し、支持体１
の大きさはチップに比べて数倍大きい。従って、チップ
のみをフェースダウンボンディングするには、非常に細
かい作業を必要とするが、支持体をボンディングするに
はそのサイズが大きくなっているため、細かい作業を必
要とせずにボンディングできるので歩留まりも向上す
る。
絶縁膜２０、第一のリード電極３０、および第二のリー
ド電極３１を支持体１のボンディング面と反対側の面ま
で連続して形成している。このようにするとワイヤーボ
ンディングなしに、支持体を他の部材にダイレクトボン
ディングできるため、素子の放熱性は最も良くなる。し
かも、正電極１３側の第二のリード電極３１が支持体１
に直接接しているので放熱効果も大きい。また、レーザ
チップの大きさが数百μｍ角であるのに対し、支持体１
の大きさはチップに比べて数倍大きい。従って、チップ
のみをフェースダウンボンディングするには、非常に細
かい作業を必要とするが、支持体をボンディングするに
はそのサイズが大きくなっているため、細かい作業を必
要とせずにボンディングできるので歩留まりも向上す
る。
【００２９】次に、先にも述べたように、負電極１２と
正電極１３とが跨った支持体１の表面に形成された溝６
０の内部に、第一の絶縁膜２０を形成している。この図
では第一の絶縁膜２０を溝の内部に形成しているが、第
二の絶縁膜２１でもよいことは云うまでもない。また、
第一の絶縁膜２０、第二の絶縁膜２１を一体と成して連
続して形成しても良い。このように溝６０の内部まで絶
縁膜を形成すると、いずれの導電性材料がはみ出してき
てもショートすることがないので、素子の信頼性が向上
する。
正電極１３とが跨った支持体１の表面に形成された溝６
０の内部に、第一の絶縁膜２０を形成している。この図
では第一の絶縁膜２０を溝の内部に形成しているが、第
二の絶縁膜２１でもよいことは云うまでもない。また、
第一の絶縁膜２０、第二の絶縁膜２１を一体と成して連
続して形成しても良い。このように溝６０の内部まで絶
縁膜を形成すると、いずれの導電性材料がはみ出してき
てもショートすることがないので、素子の信頼性が向上
する。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ素
子は、同一面側に電極が形成されたレーザチップの電極
を、支持体とフェースダウンでダイボンドしているの
で、チップの発熱は支持体に効率よく伝わる。しかも支
持体のボンディング面には絶縁膜を介してリード電極が
形成されているので、支持体に熱伝導率の高い金属、半
導体を使用することができ、放熱効果が高まる。従って
レーザ素子の寿命を長くすることができ、連続発振が可
能となる。また本発明の他の要件を備えていることによ
り、レーザ光の出射位置の安定化をはかることができ、
また電極間もショートしにくくなるため素子の信頼性が
向上する。
子は、同一面側に電極が形成されたレーザチップの電極
を、支持体とフェースダウンでダイボンドしているの
で、チップの発熱は支持体に効率よく伝わる。しかも支
持体のボンディング面には絶縁膜を介してリード電極が
形成されているので、支持体に熱伝導率の高い金属、半
導体を使用することができ、放熱効果が高まる。従って
レーザ素子の寿命を長くすることができ、連続発振が可
能となる。また本発明の他の要件を備えていることによ
り、レーザ光の出射位置の安定化をはかることができ、
また電極間もショートしにくくなるため素子の信頼性が
向上する。
【図１】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を
示す模式的な断面図。
示す模式的な断面図。
【図２】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図。
を示す模式的な断面図。
【図３】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図。
を示す模式的な断面図。
１・・・・支持体 １０・・・・基板 １１・・・・窒化物半導体層 １２、１３・・・・電極 ２０、２１・・・・絶縁膜 ３０、３１・・・・リード電極 ４０・・・・導電性接着剤 ５０・・・・金線 ６０・・・・溝
Claims (6)
- 【請求項１】 同一面側に正負一対の電極を有するレー
ザチップが、支持体にフェイスダウンでボンディングさ
れてなるレーザ素子であって、前記支持体の表面には絶
縁膜が形成されると共に、その絶縁膜の表面にリード電
極が形成されており、前記レーザチップの少なくとも一
方の電極が前記リード電極にボンディングされているこ
とを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記レーザチップは、支持体のボンディ
ング面に対して、ほぼ水平になるようにボンディングさ
れていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導
体レーザ素子。 - 【請求項３】 絶縁膜の厚さ、若しくはリード電極の厚
さ、または支持体の厚さの内の少なくとも一つが調整さ
れて、レーザチップが水平にボンディングされているこ
とを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素
子。 - 【請求項４】 前記レーザチップの電極間に跨れた支持
体の表面には、凹状の溝が形成されていることを特徴と
する請求項１ないし請求項３の内のいずれか一項に記載
の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項５】 前記絶縁膜が、支持体のボンディング面
から溝の内部に連続して形成されていることを特徴とす
る請求項４に記載の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項６】 前記リード電極は、ボンディング面と対
向する支持体の表面まで連続して形成されていることを
特徴とする請求項１ないし請求項５の内のいずれか一項
に記載の窒化物半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02884096A JP3617565B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02884096A JP3617565B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223846A true JPH09223846A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3617565B2 JP3617565B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=12259573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02884096A Expired - Fee Related JP3617565B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3617565B2 (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016455A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor luminous element and semiconductor laser |
| JP2001111156A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| JP2001358371A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Nichia Chem Ind Ltd | 光半導体素子 |
| JP2002171022A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Sony Corp | 半導体装置及びサブマウント部材 |
| JP2003168829A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-06-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| US6740906B2 (en) | 2001-07-23 | 2004-05-25 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including modifications for submount bonding |
| JP2004152808A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光装置 |
| US6791119B2 (en) | 2001-02-01 | 2004-09-14 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including modifications for light extraction |
| US6794684B2 (en) | 2001-02-01 | 2004-09-21 | Cree, Inc. | Reflective ohmic contacts for silicon carbide including a layer consisting essentially of nickel, methods of fabricating same, and light emitting devices including the same |
| JP2004296882A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
| JP2005038892A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| JP2005051233A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| US6965552B2 (en) * | 2002-02-01 | 2005-11-15 | Hitachi, Ltd. | Mounting method for optical device and optical head equipment |
| JP2006191052A (ja) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 金属カラムを利用した発光素子のフリップチップボンディング構造体 |
| US7211833B2 (en) | 2001-07-23 | 2007-05-01 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including barrier layers/sublayers |
| US7304418B2 (en) | 2003-10-24 | 2007-12-04 | Seiko Epson Corporation | Light source apparatus with light-emitting chip which generates light and heat |
| JP2010062592A (ja) * | 2004-12-14 | 2010-03-18 | Seoul Opto Devices Co Ltd | 複数の発光セルを有する発光素子 |
| KR101036462B1 (ko) * | 2004-01-19 | 2011-05-24 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 패키지 및 그 서브 마운트 제조 방법 |
| JP2016039324A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及び発光装置の製造方法 |
| CN111653935A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-11 | 武汉仟目激光有限公司 | 激光器及其引线封装结构 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP02884096A patent/JP3617565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016455A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor luminous element and semiconductor laser |
| JP2001111156A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| JP2001358371A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Nichia Chem Ind Ltd | 光半導体素子 |
| JP2002171022A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Sony Corp | 半導体装置及びサブマウント部材 |
| US7026659B2 (en) | 2001-02-01 | 2006-04-11 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including pedestals |
| US8692277B2 (en) | 2001-02-01 | 2014-04-08 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including optically matched substrates |
| US8426881B2 (en) | 2001-02-01 | 2013-04-23 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including two reflector layers |
| US7420222B2 (en) | 2001-02-01 | 2008-09-02 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including transparent oxide layers |
| US6791119B2 (en) | 2001-02-01 | 2004-09-14 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including modifications for light extraction |
| US6794684B2 (en) | 2001-02-01 | 2004-09-21 | Cree, Inc. | Reflective ohmic contacts for silicon carbide including a layer consisting essentially of nickel, methods of fabricating same, and light emitting devices including the same |
| US7037742B2 (en) | 2001-07-23 | 2006-05-02 | Cree, Inc. | Methods of fabricating light emitting devices using mesa regions and passivation layers |
| US8907366B2 (en) | 2001-07-23 | 2014-12-09 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including current spreading layer and barrier sublayers |
| US7211833B2 (en) | 2001-07-23 | 2007-05-01 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including barrier layers/sublayers |
| US7611915B2 (en) | 2001-07-23 | 2009-11-03 | Cree, Inc. | Methods of manufacturing light emitting diodes including barrier layers/sublayers |
| US6740906B2 (en) | 2001-07-23 | 2004-05-25 | Cree, Inc. | Light emitting diodes including modifications for submount bonding |
| JP2003168829A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-06-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| US6965552B2 (en) * | 2002-02-01 | 2005-11-15 | Hitachi, Ltd. | Mounting method for optical device and optical head equipment |
| JP2004152808A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光装置 |
| JP2004296882A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
| JP2005051233A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| JP2005038892A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| US7304418B2 (en) | 2003-10-24 | 2007-12-04 | Seiko Epson Corporation | Light source apparatus with light-emitting chip which generates light and heat |
| KR101036462B1 (ko) * | 2004-01-19 | 2011-05-24 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 패키지 및 그 서브 마운트 제조 방법 |
| JP2013201456A (ja) * | 2004-12-14 | 2013-10-03 | Seoul Opto Devices Co Ltd | 複数の発光セルを有する発光素子 |
| JP2010062592A (ja) * | 2004-12-14 | 2010-03-18 | Seoul Opto Devices Co Ltd | 複数の発光セルを有する発光素子 |
| JP2006191052A (ja) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 金属カラムを利用した発光素子のフリップチップボンディング構造体 |
| JP2016039324A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及び発光装置の製造方法 |
| CN111653935A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-11 | 武汉仟目激光有限公司 | 激光器及其引线封装结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3617565B2 (ja) | 2005-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3617565B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| KR100568269B1 (ko) | 플립-칩 본딩용 질화갈륨계 발광 다이오드 및 그 제조방법 | |
| JP3447527B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| KR100688317B1 (ko) | 반도체 발광소자, 그 제조방법 및 탑재기판 | |
| US10763392B2 (en) | Light emitting device | |
| JP2004537171A (ja) | サブマウントボンディングのための修正を含む発光デバイス、および、その製法 | |
| JPH07235729A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子 | |
| KR20080015794A (ko) | ＩｎＧａＡｌＮ 발광 장치 및 이의 제조 방법 | |
| TWI449201B (zh) | 氮化銦鎵發光二極體之高反射率ｐ接觸 | |
| JPH06177429A (ja) | 青色ｌｅｄ素子 | |
| US20100224890A1 (en) | Light emitting diode chip with electrical insulation element | |
| JP2004503096A (ja) | ＩｎＧａＮベースの発光ダイオードチップ及びその製造方法 | |
| JPH09260539A (ja) | サブマウント装置および半導体装置ならびにそれらの製造方法 | |
| JP2728190B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| TWI335114B (en) | Optimized contact design for thermosonic bonding of flip-chip devices | |
| KR100953661B1 (ko) | 수직 전극 구조 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP3801108B2 (ja) | 半導体素子の固定方法および半導体装置 | |
| JPH10308560A (ja) | 半導体発光素子および発光装置 | |
| JP4810751B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JPH1022570A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH09181394A (ja) | 窒化物半導体レーザダイオード | |
| JP3309953B2 (ja) | 窒化物半導体レーザダイオード | |
| JP3917619B2 (ja) | 半導体発光素子の製法 | |
| JP3211870B2 (ja) | 発光素子及びそれを用いた発光ダイオード | |
| JPS60157284A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041006 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041102 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |