JPS5896792A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS5896792A JPS5896792A JP56195394A JP19539481A JPS5896792A JP S5896792 A JPS5896792 A JP S5896792A JP 56195394 A JP56195394 A JP 56195394A JP 19539481 A JP19539481 A JP 19539481A JP S5896792 A JPS5896792 A JP S5896792A
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- semiconductor laser
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
- H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2203—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure with a transverse junction stripe [TJS] structure
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- 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
- H10W72/50—Bond wires
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- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
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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】
この発明は、高出力が得られ、しかも高い信頼性暑有し
、かつ製造が谷易な半導体レーザ装置に関するものであ
る。
、かつ製造が谷易な半導体レーザ装置に関するものであ
る。
一生表面にＰ形電極とＮ形電極を有する半導体レーザク
イオードとして牛絶縁性基板横方向拡散ストライプレー
ザ（以下、半絶縁性ＴＪＳレーザと略す）がある。この
構造は第１図に示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上
に順次第１のＮ形ＧａＡＩＡａ１＠２．活性層であるＮ
形ＧａＡａ Ｎ ３ ＋第２のＮ形ＧａＡｌＡｓ層４２
表面層であるＮ形ＧａＡａ層５ｙｒ−ｒ−ビタキシャル
成長法により形成し、ウェハの所定の位置にＺｎ等の拡
散によりＰ形拡散領域７を形成して得られる。この場合
、表面膚であるＮ形ＧｔＡ＠Ｉ’ｉｉ ５にはこの層ｌ
追って電流が流れないようにするためメサ領域６が設け
られる。
イオードとして牛絶縁性基板横方向拡散ストライプレー
ザ（以下、半絶縁性ＴＪＳレーザと略す）がある。この
構造は第１図に示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上
に順次第１のＮ形ＧａＡＩＡａ１＠２．活性層であるＮ
形ＧａＡａ Ｎ ３ ＋第２のＮ形ＧａＡｌＡｓ層４２
表面層であるＮ形ＧａＡａ層５ｙｒ−ｒ−ビタキシャル
成長法により形成し、ウェハの所定の位置にＺｎ等の拡
散によりＰ形拡散領域７を形成して得られる。この場合
、表面膚であるＮ形ＧｔＡ＠Ｉ’ｉｉ ５にはこの層ｌ
追って電流が流れないようにするためメサ領域６が設け
られる。
このような−主表面にＰ形電極８． Ｎ形電極９を有す
るレーザクイオードは、従来、第１図に示すように熱応
力緩和部材１０Ｙ介し放熱体（図示せず）上ＫＰ形電極
８． Ｎ形電極９を上にしてダイホントされ、Ｐ形電極
８． Ｎ形電極９にＡｕ線１１．１１’Ｙワイヤホント
して電極取り出しが行われていた。放熱体としてはＣｕ
フｐツクやＡｇ７ｐツクが用いられ、熱応力緩和部材１
０はレーザダイオードを放熱体に直接クイホントした場
合、両者の熱膨張係数の遅いからレーザタイオードに応
力が発生するのを押えるために用いられ、 ＧａＡｌ
Ａａ系レーザダイオードではＳ１片が通している。Ｓｉ
片は熱伝導性も艮（高電流密度で動作するレーザクイオ
ードの発生した熱ヶ効率良（放熱体へ逃が丁役目もする
。従来、１／−リーダイオードは熱応力緩和部材１０で
あるＳｉ片へはＡｕ−８ｉはんだ１２のペンントを敷き
、これを溶かして固着していた。
るレーザクイオードは、従来、第１図に示すように熱応
力緩和部材１０Ｙ介し放熱体（図示せず）上ＫＰ形電極
８． Ｎ形電極９を上にしてダイホントされ、Ｐ形電極
８． Ｎ形電極９にＡｕ線１１．１１’Ｙワイヤホント
して電極取り出しが行われていた。放熱体としてはＣｕ
フｐツクやＡｇ７ｐツクが用いられ、熱応力緩和部材１
０はレーザダイオードを放熱体に直接クイホントした場
合、両者の熱膨張係数の遅いからレーザタイオードに応
力が発生するのを押えるために用いられ、 ＧａＡｌ
Ａａ系レーザダイオードではＳ１片が通している。Ｓｉ
片は熱伝導性も艮（高電流密度で動作するレーザクイオ
ードの発生した熱ヶ効率良（放熱体へ逃が丁役目もする
。従来、１／−リーダイオードは熱応力緩和部材１０で
あるＳｉ片へはＡｕ−８ｉはんだ１２のペンントを敷き
、これを溶かして固着していた。
このように、上記従来の組立て方法による半導体レーザ
装置においては、次のような欠点があった０ （１１レーザ発振な行う活性領域１３が熱伝導性が艮好
なＳｉ片等の熱応力緩和部材１０からほぼンーザタイオ
ードチップの厚さだけ離れており、半絶縁性ＧａＡａ基
板１が熱伝導性が悪いため、高電流密度で動作するレー
ザタイオードの放熱が十分でな（、活性領域１３の温度
が大きく上昇しやすく大きな出カン取り出せない１゜（
２） レーザクイオードの熱応力緩和部材１０へのダ
イポンドはＡｕ−８ｉはんだ１２のペレットイ用いて行
われるが、Ｎ２雰囲気にしていてもかなり高い温度（ｌ
ｆｌ」えば４３０°Ｃ）でタイボンドするため、Ｓｌが
酸化されやすく、Ａｕ −８ｉはんだ１２上にチップを
置き荷重を加えるだけではダイホントされず、チップ乞
押えこするようにしてＡｕ−８ｉはんだ１２の赤面の酸
化物を除かなければダイボンドされない。
装置においては、次のような欠点があった０ （１１レーザ発振な行う活性領域１３が熱伝導性が艮好
なＳｉ片等の熱応力緩和部材１０からほぼンーザタイオ
ードチップの厚さだけ離れており、半絶縁性ＧａＡａ基
板１が熱伝導性が悪いため、高電流密度で動作するレー
ザタイオードの放熱が十分でな（、活性領域１３の温度
が大きく上昇しやすく大きな出カン取り出せない１゜（
２） レーザクイオードの熱応力緩和部材１０へのダ
イポンドはＡｕ−８ｉはんだ１２のペレットイ用いて行
われるが、Ｎ２雰囲気にしていてもかなり高い温度（ｌ
ｆｌ」えば４３０°Ｃ）でタイボンドするため、Ｓｌが
酸化されやすく、Ａｕ −８ｉはんだ１２上にチップを
置き荷重を加えるだけではダイホントされず、チップ乞
押えこするようにしてＡｕ−８ｉはんだ１２の赤面の酸
化物を除かなければダイボンドされない。
Ａｕ−８ｔはんだ１２’Ｙ用いず、Ｓｉ片の熱応力緩和
部材１０にかなり厚（Ａｕ膜膜板被覆ておき、加熱によ
りＡｕとＳｔが反応しできるＡｕ−８ｉはんだ１２を利
用する場合でも、Ｓｔはかなり厚いＡｕＰＩＪｌであっ
てもＡｕ［表面までたＪＰ丁く達し、酸化されて酸化膜
を作りや１い。
部材１０にかなり厚（Ａｕ膜膜板被覆ておき、加熱によ
りＡｕとＳｔが反応しできるＡｕ−８ｉはんだ１２を利
用する場合でも、Ｓｔはかなり厚いＡｕＰＩＪｌであっ
てもＡｕ［表面までたＪＰ丁く達し、酸化されて酸化膜
を作りや１い。
このように、Ａｕ−８ｔ糸のほんだ材を用いる場合、酸
化膜ができやすいことからチツプゼ熱応力緩和部材１０
上に固定し、加熱と荷重を加えるだけではタイホントさ
れに（い。このことはレーザダイオードの組立てン自動
化する場合著しい欠点となる〇 （３） レーザクイオードチツプは非常に小さい（例
えば幅３００ Ｊｉｍ Ｘ長さ２００μｍＸ厚ｇｓ。
化膜ができやすいことからチツプゼ熱応力緩和部材１０
上に固定し、加熱と荷重を加えるだけではタイホントさ
れに（い。このことはレーザダイオードの組立てン自動
化する場合著しい欠点となる〇 （３） レーザクイオードチツプは非常に小さい（例
えば幅３００ Ｊｉｍ Ｘ長さ２００μｍＸ厚ｇｓ。
μｍ）のに、−主表面にＰ形電極８． Ｎ形電極９と２
つの電極があるため、電極の帳を狭（しなけれはならず
、したがって、ワイヤホントされるＡｕ線１１．１１’
も細（しなければならない。このため付加抵抗か大きく
なり、同時にＡｕ＃ １１． １１’が切れやすい。ま
ｊ、、＝Ａｕ線ｉ１．ｉｉ’ｖワイヤボンドするとき、
局所的に大きな力が加わりゃ丁（、活性領域１３はレー
ザタイオードの一生表面から数μｍのところに位置して
おり、ワイヤポンドの際の力が活性領域１３に影響しゃ
丁（素子が劣化しやすい。
つの電極があるため、電極の帳を狭（しなけれはならず
、したがって、ワイヤホントされるＡｕ線１１．１１’
も細（しなければならない。このため付加抵抗か大きく
なり、同時にＡｕ＃ １１． １１’が切れやすい。ま
ｊ、、＝Ａｕ線ｉ１．ｉｉ’ｖワイヤボンドするとき、
局所的に大きな力が加わりゃ丁（、活性領域１３はレー
ザタイオードの一生表面から数μｍのところに位置して
おり、ワイヤポンドの際の力が活性領域１３に影響しゃ
丁（素子が劣化しやすい。
（４）順方向１流はＰ形電極Ｂ上のＡｕ線１１のボンテ
ィングした位置より広がり、Ｎ形電極９上のＡｕ臆１１
’のボンティングした位置に収束する。このため活性領
域１３ン流れる電流密度６工共振器方向で一定とならず
、しきい値電流が太き（なるとともに局部への電流集中
により素子が劣化しやすい原因となり、長時間の安定な
動作が得られない。
ィングした位置より広がり、Ｎ形電極９上のＡｕ臆１１
’のボンティングした位置に収束する。このため活性領
域１３ン流れる電流密度６工共振器方向で一定とならず
、しきい値電流が太き（なるとともに局部への電流集中
により素子が劣化しやすい原因となり、長時間の安定な
動作が得られない。
この発明は、上記の欠点を除去するためになされたもの
で、熱応力緩和部材とメタライズの改良により高出力が
得られ、しかも高い信頼性をもつ半導体ンーザ装置を提
供することを目的としている。以下この発明について詳
述する。
で、熱応力緩和部材とメタライズの改良により高出力が
得られ、しかも高い信頼性をもつ半導体ンーザ装置を提
供することを目的としている。以下この発明について詳
述する。
第２図はこの発明の一災Ｍ例であるＳｉ片からなる熱応
力緩和部材１０の断面図？示す。すなわち、例えはＮ形
のＳｉ基板１４Ｙ用い、このＳｉ基板１４の一生表面に
互いに分離されているＰ−１形拡散懺域１ｓ、ｉ５”ｒ
形成する。Ｓｉ基板１４の一生表面の所定の位置は絶縁
膜１６Ｙ形成しておく。Ｐ＋形拡散領域１５．１５’の
表面をｅ１１５ように電極として多層の金属層１７，１
Ｂを形成する。表面の金属層１８としてはＡｕが適して
いる。
力緩和部材１０の断面図？示す。すなわち、例えはＮ形
のＳｉ基板１４Ｙ用い、このＳｉ基板１４の一生表面に
互いに分離されているＰ−１形拡散懺域１ｓ、ｉ５”ｒ
形成する。Ｓｉ基板１４の一生表面の所定の位置は絶縁
膜１６Ｙ形成しておく。Ｐ＋形拡散領域１５．１５’の
表面をｅ１１５ように電極として多層の金属層１７，１
Ｂを形成する。表面の金属層１８としてはＡｕが適して
いる。
Ｓｊに直接接する金属層１Ｔとしてはダイポンドの際、
前述したようにＳｉが金属層１８表面にまで達し、酸化
されるのを防止する役目を′ｆゐものであり、ＳｔがＡ
ｕ中に拡散していかないようにするバリアとなるととも
に、Ｓｔと良好なコンタクトが得られる金属を用いＱ。
前述したようにＳｉが金属層１８表面にまで達し、酸化
されるのを防止する役目を′ｆゐものであり、ＳｔがＡ
ｕ中に拡散していかないようにするバリアとなるととも
に、Ｓｔと良好なコンタクトが得られる金属を用いＱ。
それでこの金属層１７としては、例えばＴｉ、 Ｔａ
、 Ｍｏ、 ＴｉＷ等が適している。これらの金属は
Ａｕとたやすく合金ｔつ（ることがなく、かなり厚く形
成されたＡｕかうなる金属層１８の表面は酸化膜で覆わ
れることはない。しかもＳｌとは良好なコンタクトが得
られる。
、 Ｍｏ、 ＴｉＷ等が適している。これらの金属は
Ａｕとたやすく合金ｔつ（ることがなく、かなり厚く形
成されたＡｕかうなる金属層１８の表面は酸化膜で覆わ
れることはない。しかもＳｌとは良好なコンタクトが得
られる。
このような熱応力緩和部材ＩＱＫレーザダイオードを組
立てた一例を第３図に断面図で示す。レーザタイオード
のＰ形電極８およびＮ形電極９の金属層は多層にし、こ
の金属層からはんだ材を得るようにする。この理由はＳ
ｉ片からなる熱応力緩和部材１０の一生表面に設けられ
た金属層１Ｔ。
立てた一例を第３図に断面図で示す。レーザタイオード
のＰ形電極８およびＮ形電極９の金属層は多層にし、こ
の金属層からはんだ材を得るようにする。この理由はＳ
ｉ片からなる熱応力緩和部材１０の一生表面に設けられ
た金属層１Ｔ。
１８からはＳｔ衣表面バリアとしての金属層１７が形成
されており、加熱により８ｉと表面の金属層１８として
のＡｕとが合金し、はんだ材となることがなく、はんだ
ベレットゲタイボンドの都度熱応力緩和部材１０上にセ
ントしなけれはならないからである。
されており、加熱により８ｉと表面の金属層１８として
のＡｕとが合金し、はんだ材となることがなく、はんだ
ベレットゲタイボンドの都度熱応力緩和部材１０上にセ
ントしなけれはならないからである。
レーザダイオードのＰ形電極８およびＮ形電極９は、例
えば底面層としてＡｕＹ用い、その下の膚としてＧｅ、
さらに下の層はＡｕという多層の構成にてる。こう
することにより熱応力綾部部材１０にレーザダイオード
なタイポンドｊるために加熱した場合、底面層のＡｕと
Ｇｅが共晶合金を作９Ａｕ−ＧｅＱ月まんだ材となり熱
応力緩ｌｆＯ部材１０とレーザタイオードが荷皇馨加え
るだけでダイポンドされる。その理由は、ＧｅがＳｔに
比べ酸化される程度が小さく、Ｐ形電極８．Ｎ形電極９
に酸化膜ができに（いためである。しかし、レーザタイ
オードの各電極８，９０表面層をＡｕ −Ｇｅの合金と
した場合、ＧｅはＳｉに比べ酸化されにくいとはいえ、
やはり多少の酸化が進む傾向が生じる。それで、Ｇａは
かなり厚いＡｕによりａわれ、Ｇｅが直接外部雰囲気に
触れないようにしてお（ことが重要である。この層の金
属としてはＡｕと共晶合金を作りやすいためはんだ材に
なりやすく、Ｓｉに比べ酸化される程度が小さいＳｎも
適しており、またＡｕ−Ｇｅ、 Ａｕ−８ｎ等のように
合金としても良い。しかし、前述したようにこの層の金
属膜はかなり厚い純度の高い表面層のＡｕで被覆されレ
ーザタイオードの各電極８，９０表面に酸化膜かできな
いように丁なことが重要である。
えば底面層としてＡｕＹ用い、その下の膚としてＧｅ、
さらに下の層はＡｕという多層の構成にてる。こう
することにより熱応力綾部部材１０にレーザダイオード
なタイポンドｊるために加熱した場合、底面層のＡｕと
Ｇｅが共晶合金を作９Ａｕ−ＧｅＱ月まんだ材となり熱
応力緩ｌｆＯ部材１０とレーザタイオードが荷皇馨加え
るだけでダイポンドされる。その理由は、ＧｅがＳｔに
比べ酸化される程度が小さく、Ｐ形電極８．Ｎ形電極９
に酸化膜ができに（いためである。しかし、レーザタイ
オードの各電極８，９０表面層をＡｕ −Ｇｅの合金と
した場合、ＧｅはＳｉに比べ酸化されにくいとはいえ、
やはり多少の酸化が進む傾向が生じる。それで、Ｇａは
かなり厚いＡｕによりａわれ、Ｇｅが直接外部雰囲気に
触れないようにしてお（ことが重要である。この層の金
属としてはＡｕと共晶合金を作りやすいためはんだ材に
なりやすく、Ｓｉに比べ酸化される程度が小さいＳｎも
適しており、またＡｕ−Ｇｅ、 Ａｕ−８ｎ等のように
合金としても良い。しかし、前述したようにこの層の金
属膜はかなり厚い純度の高い表面層のＡｕで被覆されレ
ーザタイオードの各電極８，９０表面に酸化膜かできな
いように丁なことが重要である。
レーザダイオードに直接接している金属膜としてＡｕＹ
例に上げたが、レーザダイオードと低接触抵抗の電極形
成を行うためのシンタ一工程において、Ａｕ ７３’
ＧａＡｓ層にしみ込みやすく、またＡｕとＧａＡａがぬ
れが悪（均一になりに（（、レーザダイオードの特性に
息影＃ｔおよはさない、Ｊ：うに、Ａｕ膚の下にバリア
となり侍、かつＧａＡｓ Ｎとコンタクトがとれやすく
、ぬれの良い金属膜を被着した万がよい、１この金属膜
としてＮｉ’ｐＴｉが適している。
例に上げたが、レーザダイオードと低接触抵抗の電極形
成を行うためのシンタ一工程において、Ａｕ ７３’
ＧａＡｓ層にしみ込みやすく、またＡｕとＧａＡａがぬ
れが悪（均一になりに（（、レーザダイオードの特性に
息影＃ｔおよはさない、Ｊ：うに、Ａｕ膚の下にバリア
となり侍、かつＧａＡｓ Ｎとコンタクトがとれやすく
、ぬれの良い金属膜を被着した万がよい、１この金属膜
としてＮｉ’ｐＴｉが適している。
上述の第３図に示すこの発明の一実施例では、レーザタ
イオードの側にはんだ材となり得る金属層が形成されて
いる場合を説明したが、熱応力緩和部材１０の万に前述
したようなはんだ材となる金属ｊ−ン形成しても良い３
．熱応力緩和部材１０に、例えはＮ形のＳｉ基板１４を
用い互いに分離されたＰ＋形拡散領域１５．１５’Ｙ形
成しているか、これはＰ＋形拡散領域１５．Ｉｓ′上の
金属１１１７゜１８にワイヤポンドさねＴこ２つのＡｕ
Ｍｌ １． １１’にそれぞれ電圧が印加され、Ｐ 形
拡敢領域１５゜１５′上の金属層ｉｚ、１ａＶｃ、固着
されるレーザダイオードに電圧が印加されるとき、レー
ザタイオードが順バイアス、逆バイアスθへ・ずれにパ
イ７スされても熱応力緩和部材１０中のＰ−Ｎ接合１９
゜１９′のいずれかが逆バイアスされ電流が流れないよ
うにするためである。
イオードの側にはんだ材となり得る金属層が形成されて
いる場合を説明したが、熱応力緩和部材１０の万に前述
したようなはんだ材となる金属ｊ−ン形成しても良い３
．熱応力緩和部材１０に、例えはＮ形のＳｉ基板１４を
用い互いに分離されたＰ＋形拡散領域１５．１５’Ｙ形
成しているか、これはＰ＋形拡散領域１５．Ｉｓ′上の
金属１１１７゜１８にワイヤポンドさねＴこ２つのＡｕ
Ｍｌ １． １１’にそれぞれ電圧が印加され、Ｐ 形
拡敢領域１５゜１５′上の金属層ｉｚ、１ａＶｃ、固着
されるレーザダイオードに電圧が印加されるとき、レー
ザタイオードが順バイアス、逆バイアスθへ・ずれにパ
イ７スされても熱応力緩和部材１０中のＰ−Ｎ接合１９
゜１９′のいずれかが逆バイアスされ電流が流れないよ
うにするためである。
また第３図に示すようにＰ 形拡散領域１５゜１５′上
に設けられる金属層１８はかなり厚（しておき、絶縁膜
１６との間に段差が付（ようにしてお（。しかも２つの
Ｐ 形拡散領域１５．１５’にはさまれた絶縁膜１６は
その幅馨レーザダイオードに設けられているメサ領域６
０幅とほぼ同じ程度（１０〜２０μｍ）ｉＣしてお（。
に設けられる金属層１８はかなり厚（しておき、絶縁膜
１６との間に段差が付（ようにしてお（。しかも２つの
Ｐ 形拡散領域１５．１５’にはさまれた絶縁膜１６は
その幅馨レーザダイオードに設けられているメサ領域６
０幅とほぼ同じ程度（１０〜２０μｍ）ｉＣしてお（。
こうしておくことにより、レーザダイオードおよび熱応
力緩和部材１０の断面から垂直な方向から位置検出をし
、メサ領域６とＰ 形拡散領域１５．１５’にはさまれ
た絶縁膜１６とが対向するように位置合わせすれは、第
３図に示すＸ方向では位Ｉｔ棺度高くレーザダイオード
は熱応力緩和部材１０に固定される。
力緩和部材１０の断面から垂直な方向から位置検出をし
、メサ領域６とＰ 形拡散領域１５．１５’にはさまれ
た絶縁膜１６とが対向するように位置合わせすれは、第
３図に示すＸ方向では位Ｉｔ棺度高くレーザダイオード
は熱応力緩和部材１０に固定される。
メサ領域６の深さは５μｍ程度であるが、熱応力緩和部
材１０の絶縁膜１６と金属７１１１１７．１８との段差
はせいぜい１〜２μｍ程度であり、はっきりした段差と
なりに（い。
材１０の絶縁膜１６と金属７１１１１７．１８との段差
はせいぜい１〜２μｍ程度であり、はっきりした段差と
なりに（い。
このため第４図に示すように熱応力緩和部材１０のＰ＋
形拡散額域１５．１５”ｋ縞状凸形にして、Ｐ＋形拡散
領域１５．１５’にほさまわた絶縁膜１６の低部とＰ＋
形拡散領域１５．１５’との段差ンはつきすさせ、位置
合わせしやすいようにした方が良い。
形拡散額域１５．１５”ｋ縞状凸形にして、Ｐ＋形拡散
領域１５．１５’にほさまわた絶縁膜１６の低部とＰ＋
形拡散領域１５．１５’との段差ンはつきすさせ、位置
合わせしやすいようにした方が良い。
以上詳細に説明したようにこの発明は、前述の欠点が除
去されるとともに、次のような利点ン有する。
去されるとともに、次のような利点ン有する。
（１１レーザクイオードの活性領域が熱伝導性の良好な
熱応力緩和部材から数μｍしか離れていないため、高電
流密度で動作するレーザダイオードが発生ｆる熱を効率
良く放熱体へ拡散せしめ、レーザダイオードの活性領域
の温度上昇が小さく大きな出力が得られる。
熱応力緩和部材から数μｍしか離れていないため、高電
流密度で動作するレーザダイオードが発生ｆる熱を効率
良く放熱体へ拡散せしめ、レーザダイオードの活性領域
の温度上昇が小さく大きな出力が得られる。
（２）熱応力緩和部材中に設けられたＰ４形拡散領域上
に形成される電極としての金属層のＳｉと直接接する金
属膜はＳｌとは良好なコンタクトｖとれると同時ＫＳｉ
Ｋ対してバリアとなり、タイホント時Ｓ１が電極表面ま
で達し酸化されるのｔ防止する金属が用いられ、この金
属はＡｕ等の金属で覆われ、しかも酸化されにくい金属
。
に形成される電極としての金属層のＳｉと直接接する金
属膜はＳｌとは良好なコンタクトｖとれると同時ＫＳｉ
Ｋ対してバリアとなり、タイホント時Ｓ１が電極表面ま
で達し酸化されるのｔ防止する金属が用いられ、この金
属はＡｕ等の金属で覆われ、しかも酸化されにくい金属
。
例えば、Ｔｉ、 Ｍｏ、 Ｔａ、 ＴｉＷ等を用いる。
しかも熱応力緩不１１部材またはレーザタイオードのい
ずれかの電極としての金属にはＳｔより酸化される程度
の小さいＧｅ、 Ｓｎ等の層が設けられ、さらに酸化
を防止するためこの金属層はＡｕ等の金属でかな９厚（
覆われているので、ダイポンド時加熱によりＧｅやＳｎ
はＡｕと共晶合金ｔつ（９はんだ材となる。このはんだ
材は酸化される程度が小さく、ダイポンド時レーザクイ
オードに荷重馨加え、加熱するだけで固着される。した
がってはんだペレット乞タイボンドする毎に敷（必要が
ないだけでな（、酸化のされに（いはんだ材ン用いてい
るので余分な荷重を加える必要がなく、ましてレーザダ
イオードチップを押えこす９っけな（て良い。
ずれかの電極としての金属にはＳｔより酸化される程度
の小さいＧｅ、 Ｓｎ等の層が設けられ、さらに酸化
を防止するためこの金属層はＡｕ等の金属でかな９厚（
覆われているので、ダイポンド時加熱によりＧｅやＳｎ
はＡｕと共晶合金ｔつ（９はんだ材となる。このはんだ
材は酸化される程度が小さく、ダイポンド時レーザクイ
オードに荷重馨加え、加熱するだけで固着される。した
がってはんだペレット乞タイボンドする毎に敷（必要が
ないだけでな（、酸化のされに（いはんだ材ン用いてい
るので余分な荷重を加える必要がなく、ましてレーザダ
イオードチップを押えこす９っけな（て良い。
（３）熱応力緩和部材中に設けられたＰ＋形拡散領域上
の金属Ｊ−とＰ＋形拡散領域にはさまれたＩｖ！Ｉ縁膜
とは段差をつけられている。またはＰ＋形拡散領域を縞
状の凸形にし前述の絶縁膜の低部との段差馨はつきりさ
せてお（。しかもこの絶縁膜低部の幅をレーザダイオー
ドのメサ領域の幅と同程度としておけば、メサ領域と絶
縁膜とが対向するように位置合わせすれば高い精度の組
立てかできる。前記（２＋で述べたことと合わせてこの
ことは組立ての自動化のときに有用である。
の金属Ｊ−とＰ＋形拡散領域にはさまれたＩｖ！Ｉ縁膜
とは段差をつけられている。またはＰ＋形拡散領域を縞
状の凸形にし前述の絶縁膜の低部との段差馨はつきりさ
せてお（。しかもこの絶縁膜低部の幅をレーザダイオー
ドのメサ領域の幅と同程度としておけば、メサ領域と絶
縁膜とが対向するように位置合わせすれば高い精度の組
立てかできる。前記（２＋で述べたことと合わせてこの
ことは組立ての自動化のときに有用である。
（４１Ａｕ線を熱応力緩和部材の電極上にワイヤポンド
するため、Ａｕ線を太くでき、レーザダイオードに直接
ワイヤボンドするのでなく、ワイヤポンドの際の力がレ
ーザタイオードに加わらず、素子に悪影響ンおよほすこ
とがない。Ａｕ嶽とレーザダイオードの電極とは熱応力
緩和部材上の電極面上でコノタフ）Ｙ取っており、付加
抵抗が小さくて丁む。
するため、Ａｕ線を太くでき、レーザダイオードに直接
ワイヤボンドするのでなく、ワイヤポンドの際の力がレ
ーザタイオードに加わらず、素子に悪影響ンおよほすこ
とがない。Ａｕ嶽とレーザダイオードの電極とは熱応力
緩和部材上の電極面上でコノタフ）Ｙ取っており、付加
抵抗が小さくて丁む。
（５） 順方向電流はＰ形電極全域より流れ込み、Ｎ
形電極全域よりＭすれ出丁ので、活性懺域馨流れるｉｔ
流分布（工共振器方向でほぼ一定となる３、したがって
レーザ発振のしきい値電流を低（できろ。また電流集中
が少ないのでレーザダイオードの劣化が少なく高い信頼
性を有丁４）ことになる１゜ （６）熱応力緩和部材に形成されたＰ＋形拡散領域を縞
状の凸形にした場合、レーザタイオードの活性領域は２
つのＰ＋形拡散領域にはさまれ１こ（はみ上に位１ｔｊ
るため活性領域から発せら恩 れるレーザビームが熱応力緩和材によりけられれており
、レーザタイオードが順バイアス、逆バイアスいずれに
バイアスされても一万のｐ −Ｎ接合が逆バイアスされ
、熱応力緩和部材には電流が流れず、レーザダイオード
に悪影響ンおよほさない。
形電極全域よりＭすれ出丁ので、活性懺域馨流れるｉｔ
流分布（工共振器方向でほぼ一定となる３、したがって
レーザ発振のしきい値電流を低（できろ。また電流集中
が少ないのでレーザダイオードの劣化が少なく高い信頼
性を有丁４）ことになる１゜ （６）熱応力緩和部材に形成されたＰ＋形拡散領域を縞
状の凸形にした場合、レーザタイオードの活性領域は２
つのＰ＋形拡散領域にはさまれ１こ（はみ上に位１ｔｊ
るため活性領域から発せら恩 れるレーザビームが熱応力緩和材によりけられれており
、レーザタイオードが順バイアス、逆バイアスいずれに
バイアスされても一万のｐ −Ｎ接合が逆バイアスされ
、熱応力緩和部材には電流が流れず、レーザダイオード
に悪影響ンおよほさない。
第１図は従来の方法で組立てられた半導体レーザ装置の
一例乞示す断面図、第２図はこの発明による熱応力緩和
部材の一実施例を示す断面図、第３図は第２図に示す熱
応力緩和部材を用い−ＣＭｉ立てｋこの発明の一実施例
を示す半導体レーザ装置の断面図、第４図はこの発明の
他の実施例〉示す半導体レーザ装置の断面図である。 図中、１は半絶縁性ＧａＡａ基板、２は第１のＮ形Ｇａ
ＡｌＡｓ層、３はＮ形ＧａＡａ虐、４は第２のＮ形Ｇａ
ＡＩＡａ層、５はＮ形ＧａＡａ層、６はメサ領域、７は
Ｐ形拡散領域、８はＰ形電極、９はＮ形電極、１０は熱
応力緩和部材、１１．１１’はＡｕ線、１２はＡｕ−８
ｔはんだ、１３は活性領域、１４はＮ形のＳｉ基板、ｉ
ｓ、ｉｓばＰ 形拡散狽域、１６は絶縁膜、１７．１８
は金属層、１９゜１９′はＰ−Ｎ接合ケ示す。なお、図
中の同一符号は同一または相当部分馨示す。 代理人 葛野侶−（外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 １ 第１頁の続き ＠発 明 者 高官三部 伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電 機株式会社エル・ニス・アイ研 突所内 手続補正書（自発） ■、事件の表示 特願昭 ５６−１９１５３９４
号２、発明の名称 牛導体レーザ装置３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３跨
） ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、および図面６、補正の内
容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２） 第１図を別紙のように補正する。 以上 ２、特許請求の範囲 （１）−主表面にＰ形電極、Ｎ形電極を有する半導体レ
ーザダイオードを放熱体に熱応力緩和部材を介して組立
てる半導体レーザ装置において、前記熱応力緩和部材と
して第１の導電形を有するシリコン基板の一生表面上の
所定の位置に互いに分離された第２の導電形を有する第
１．第２の低比抵抗領域を形成し、前記第１．第２の低
比抵抗領域上に多層の金属膜層が形成され、前記多層の
金属膜層のシリコンと接する金属層はダイボンド時の加
熱に際してシリコンが前記多層の金属膜層の表面に達し
酸化されることを防止するだめのバリアとなり得る金属
層とし、前記第１．第２の低比抵抗領域上の金属層ある
いはレーザダイオードの電極金属層のいずれかがダイポ
ンド時の加熱において合金化しゃ丁（、はんだ材となり
やすい金属を多層にしかも酸化されにくい金属層に構成
し、さらに前記第１．第２の低比抵抗領域とレーザダイ
オードのＰ形電極、Ｎ形電極とｔ固着したことを特徴と
する半導体レーザ装置。 （２） シリコン基板中の第１．第２の低比抵抗領域
が縞状で凸形の形状となっており、前記凸一覧半導体レ
ーザダイオードのＰ形電極、Ｎ形電極が固着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導
体レーザ装置。
一例乞示す断面図、第２図はこの発明による熱応力緩和
部材の一実施例を示す断面図、第３図は第２図に示す熱
応力緩和部材を用い−ＣＭｉ立てｋこの発明の一実施例
を示す半導体レーザ装置の断面図、第４図はこの発明の
他の実施例〉示す半導体レーザ装置の断面図である。 図中、１は半絶縁性ＧａＡａ基板、２は第１のＮ形Ｇａ
ＡｌＡｓ層、３はＮ形ＧａＡａ虐、４は第２のＮ形Ｇａ
ＡＩＡａ層、５はＮ形ＧａＡａ層、６はメサ領域、７は
Ｐ形拡散領域、８はＰ形電極、９はＮ形電極、１０は熱
応力緩和部材、１１．１１’はＡｕ線、１２はＡｕ−８
ｔはんだ、１３は活性領域、１４はＮ形のＳｉ基板、ｉ
ｓ、ｉｓばＰ 形拡散狽域、１６は絶縁膜、１７．１８
は金属層、１９゜１９′はＰ−Ｎ接合ケ示す。なお、図
中の同一符号は同一または相当部分馨示す。 代理人 葛野侶−（外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 １ 第１頁の続き ＠発 明 者 高官三部 伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電 機株式会社エル・ニス・アイ研 突所内 手続補正書（自発） ■、事件の表示 特願昭 ５６−１９１５３９４
号２、発明の名称 牛導体レーザ装置３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３跨
） ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、および図面６、補正の内
容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２） 第１図を別紙のように補正する。 以上 ２、特許請求の範囲 （１）−主表面にＰ形電極、Ｎ形電極を有する半導体レ
ーザダイオードを放熱体に熱応力緩和部材を介して組立
てる半導体レーザ装置において、前記熱応力緩和部材と
して第１の導電形を有するシリコン基板の一生表面上の
所定の位置に互いに分離された第２の導電形を有する第
１．第２の低比抵抗領域を形成し、前記第１．第２の低
比抵抗領域上に多層の金属膜層が形成され、前記多層の
金属膜層のシリコンと接する金属層はダイボンド時の加
熱に際してシリコンが前記多層の金属膜層の表面に達し
酸化されることを防止するだめのバリアとなり得る金属
層とし、前記第１．第２の低比抵抗領域上の金属層ある
いはレーザダイオードの電極金属層のいずれかがダイポ
ンド時の加熱において合金化しゃ丁（、はんだ材となり
やすい金属を多層にしかも酸化されにくい金属層に構成
し、さらに前記第１．第２の低比抵抗領域とレーザダイ
オードのＰ形電極、Ｎ形電極とｔ固着したことを特徴と
する半導体レーザ装置。 （２） シリコン基板中の第１．第２の低比抵抗領域
が縞状で凸形の形状となっており、前記凸一覧半導体レ
ーザダイオードのＰ形電極、Ｎ形電極が固着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導
体レーザ装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ −主表面にＰ形電極、Ｎ形電極を有する半導体
レーザダイオードを放熱体に熱応力緩和部材を介して組
立てる半導体レーザ装置において、前記熱応力緩木１部
材として第１の導電形ケ有するシリコン基板の一生表面
上の所定の位１ｔＫ互いに分離された＄２の導電形を有
する第１．第２の低比抵抗領域を形成し、前記第１．第
２の低比抵抗領域上に多層の金属膜層が形成され、前記
多層の金属膜のシリコンと接する金属層はタイポンド時
の加熱に除してシリコンが前記多層の金属膜の表面に達
し酸化されることを防止する１こめの・・リアとなり得
る金属層とし、前記第１．第２の低比抵抗領域上の金属
層あるいはレーザタイオートの電極金属層のいずれかが
ダイホント時の加熱において合金化しゃ丁（、はんだ材
となりやすい金属を多層にしかも酸化されにくい金属層
に構成し、さらに前記第１．第２の低比抵抗領域とレー
ザダイオードのＰ形電極、Ｎ形電極とを固着したことを
特徴とする半導体レーザ装置。 （２） シリコン基板中の第１．第２の低比抵抗領域
が縞状で凸形の形状となっており、前記凸部に半導体レ
ーザダイオードのＰ形電極、Ｎ形電極が固着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１１項記載の半導
体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56195394A JPS5896792A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56195394A JPS5896792A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896792A true JPS5896792A (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=16340411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56195394A Pending JPS5896792A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11145561A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体モジュール |
-
1981
- 1981-12-03 JP JP56195394A patent/JPS5896792A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11145561A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体モジュール |
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