CN111937257B - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111937257B
CN111937257B CN201880091961.4A CN201880091961A CN111937257B CN 111937257 B CN111937257 B CN 111937257B CN 201880091961 A CN201880091961 A CN 201880091961A CN 111937257 B CN111937257 B CN 111937257B
Authority
CN
China
Prior art keywords
barrier layer
solder
face
view
end surface
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.)
Active
Application number
CN201880091961.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111937257A (zh
Inventor
楠政谕
藏本恭介
西田武弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN111937257A publication Critical patent/CN111937257A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111937257B publication Critical patent/CN111937257B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/02345—Wire-bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/3013—AIIIBV compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34326—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

具有以下工序：准备载体；将具有发光条带区域和相邻区域的激光芯片搭载于焊料之上，使该激光芯片位于该第1端面的正上方和该第2端面的正上方；以及使加热后的该焊料在其浸润扩展由于该毛刺而受到限制的同时，在该第1端面或者该第2端面的方向浸润扩展而形成延伸部，该延伸部将该激光芯片与该阻挡层直接连接，该载体具有：载体基板，其具有第1端面和第2端面；电极层，其设置于该载体基板之上；阻挡层，其设置于该电极层之上，在俯视观察时仅达到至该载体基板的端面中的该第1端面或者该第2端面的至少一者；毛刺，其位于该阻挡层的侧面，比该阻挡层高；以及该焊料，其在该阻挡层之上，在俯视观察时从该载体基板的全部端面退后地设置。

Description

半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法。
背景技术
就公知的光模块而言，通过在载体(Submount)电极与例如将AuSn作为材料的焊料之间设置阻挡层，从而抑制焊料的扩展。阻挡层的材料是Pt。抑制焊料的浸润扩展的效果是通过由阻挡层防止焊料与载体电极的Au的反应而得到的。并且，还考虑在形成Pt图案时的剥离时所产生的毛刺成为障碍而防止焊料的扩展。通过设置阻挡层而抑制焊料的扩展，从而能够防止以下情况，即，焊料在整个载体浸润扩展而无法确保导线键合区域。
在专利文献1中，公开了在AuSn焊料层的熔融时，由于阻挡层即Pt层的存在，该AuSn焊料层不与Au层进行反应而保持作为焊料的性质。
专利文献1：日本特开平5-190973号公报
发明内容
如果连载体的端部即切断线处也存在焊料，则有可能在切断时产生焊料毛刺，造成特性恶化及可靠性下降。为了防止这种情况，需要使焊料与载体的端部相比向内侧退入而形成。即，仅在与载体的端面相比希望退后的部位设置焊料。在向以上述方式准备的载体焊接激光芯片时，在激光芯片之下被按压的焊料容易向存在焊料的区域即与谐振器相差了90°的方向行进，不易向不存在焊料的谐振器方向行进。因此，存在激光芯片的端面不易被焊料浸润，散热性差的问题。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供半导体装置的制造方法，在该半导体装置的制造方法中，为了确保导线键合区域，抑制在与谐振器相差了90°的方向上的焊料的浸润扩展，并且为了提高散热性，焊料容易浸润至载体的端部或者其附近。
本发明涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具有以下工序：准备载体，该载体具有载体基板、电极层、阻挡层、毛刺以及焊料，该载体基板具有第1端面和与该第1端面相对的第2端面，该电极层设置于该载体基板之上，该阻挡层设置于该电极层之上，在俯视观察时仅达到至该载体基板的端面中的该第1端面或者该第2端面的至少一者，该毛刺位于该阻挡层的侧面，比该阻挡层高，该焊料在该阻挡层之上，在俯视观察时从该载体基板的全部端面退后地设置；将具有发光条带区域和该发光条带区域左右的相邻区域的激光芯片搭载于该焊料之上，使该激光芯片位于该第1端面的正上方和该第2端面的正上方；以及使加热后的该焊料在其浸润扩展由于该毛刺而受到限制的同时，在该第1端面或者该第2端面的方向浸润扩展而形成延伸部，该延伸部将该激光芯片与该阻挡层直接连接。
本发明的其它特征在下面得以明确。
发明的效果
通过阻挡层的毛刺而限制熔融后的焊料的延伸方向，使焊料延伸至激光芯片的前端面侧或者后端面侧，因此能够确保导线键合区域，并且使焊料浸润扩展至载体的端部或者其附近。
附图说明
图1是半导体装置的斜视图。
图2是激光芯片的剖面图。
图3A是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。
图3B是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。
图3C是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。
图4A是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。
图4B是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。
图4C是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。
图5A是第1对比例涉及的半导体装置的俯视图。
图5B是第1对比例涉及的半导体装置的剖面图。
图5C是第1对比例涉及的半导体装置的剖面图。
图6A是第2对比例涉及的半导体装置的俯视图。
图6B是第2对比例涉及的半导体装置的剖面图。
图6C是第2对比例涉及的半导体装置的剖面图。
图7A是实施方式2涉及的半导体装置的俯视图。
图7B是实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。
图7C是实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。
图8A是实施方式2涉及的半导体装置的俯视图。
图8B是实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。
图8C是实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。
图9A是实施方式3涉及的半导体装置的俯视图。
图9B是实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。
图9C是实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。
图10A是实施方式3涉及的半导体装置的俯视图。
图10B是实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。
图10C是实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。
图11A是实施方式4涉及的半导体装置的俯视图。
图11B是实施方式4涉及的半导体装置的剖面图。
图11C是实施方式4涉及的半导体装置的剖面图。
图12A是实施方式4涉及的半导体装置的俯视图。
图12B是实施方式4涉及的半导体装置的剖面图。
图12C是实施方式4涉及的半导体装置的剖面图。
具体实施方式
参照附图，对实施方式涉及的半导体装置的制造方法进行说明。对相同或者相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。
实施方式1.
图1是实施方式1的半导体装置的斜视图。至少一部分由半导体形成的激光芯片10安装于载体19。载体19安装于散热器14。散热器14被固定于管座16。设置有多个贯通管座16的端子18。该端子18与激光芯片10电连接。例如，激光芯片10的上表面与端子18通过导线连接，载体19与其他端子18通过其他导线连接。
图2是将激光芯片10与激光的行进方向垂直地切断后的剖面图。激光芯片10具有半导体基板10a。在该半导体基板10a之上形成有由n型AlInP构成的下包层10b。半导体基板10a与下包层10b直接接合。在下包层10b之上形成有由未掺杂的AlInP构成的下导光层10c。在下导光层10c之上形成有由GaInP构成的有源层10d。
在有源层10d之上形成有由未掺杂的AlGaInP构成的上导光层10e。在上导光层10e之上形成有由p型AlInP构成的上包层10f。在上包层10f之上形成有由p型GaAs构成的接触层10g。
半导体基板10a的厚度为50～150μm。下包层10b的厚度为0.5～4.0μm。下包层10b的载流子浓度为0.5～1.5×1018cm-3。下导光层10c以及上导光层10e的厚度为0.02～0.4μm。有源层10d的厚度为3.0～20nm。上包层10f的厚度为0.5～4.0μm。上包层10f的载流子浓度为0.5～2.0×1018cm-3。接触层10g的厚度为0.05～0.5μm。接触层10g的载流子浓度为1.0～4.0×1019cm-3。
在接触层10g的旁边形成有氮化硅膜等绝缘膜10h。在发光区域即注入电流的区域，该绝缘膜10h被蚀刻而具有开口。该开口部以外的接触层通过蚀刻而被去除。在接触层10g以及绝缘膜10h之上形成有p侧电极10i。p侧电极10i是层叠了Ti、Pt、Au等薄膜的电极。p侧电极10i的厚度为0.05～1.0μm。通过绝缘膜10h的开口，接触层10g与p侧电极10i低电阻接合。在p侧电极10i之上形成有金镀层10j。金镀层10j的厚度为1.0～6.0μm。
在半导体基板10a的下表面接合有n侧电极10k。在n侧电极10k之下形成有金镀层10l。n侧电极10k是层叠了Ti、Pt、Au等薄膜的电极。n侧电极10k的厚度为0.05～1.0μm，金镀层10l的厚度为1.0～6.0μm。激光芯片10的宽度L1为400μm。
激光芯片10具有发光条带区域10A和发光条带区域10A左右的相邻区域10B。发光条带区域10A是形成有接触层10g的部分，该接触层10g是以仅残留发光区域的方式蚀刻而成的。发光条带区域10A的宽度为100μm。此外，上述材料和数值是示例，也可以是其它材料和数值。以下的记述也是示例，不限定于此。
将该激光芯片10上下对调，p侧的金镀层10j被芯片键合至载体19。并且，对金镀层10l进行导线键合，经由该导线向激光芯片10供给电流。
图3A、3B、3C是表示将激光芯片10焊接至载体之前的状态的图。图3A是俯视图。对激光芯片10仅绘制了轮廓以使得可观察到载体的表面。图3B是图3A的A-A’线的剖面图。图3B是谐振器方向的剖面图。图3C是图3A的B-B’线的剖面图。图3C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。
在图3A中示出了激光芯片10具有前端面10n和后端面10m的情况。前端面10n和后端面10m比载体基板凸出，但载体基板的端面也可以位于前端面10n和后端面10m的正下方。
参照图3B对载体19进行说明。载体19具有：载体基板12；电极层30，其设置于载体基板12之上；阻挡层32，其设置于电极层30之上；以及焊料34，其与阻挡层32接触。
载体基板12的材料例如是SiC。载体基板12具有第1端面12a和与第1端面12a相对的第2端面12b。电极层30是在载体基板12的激光芯片10侧设置的层。电极层30例如包含Ti、Ta、Mo、Pt或者Au。也可以由Ti、Ta、Mo、Pt、Au中的任一者形成电极层30。电极层30能够形成于载体基板12的整个上表面。
阻挡层32如图3B所示的那样，达到至第1端面12a和第2端面12b的正上方。阻挡层32是通过在形成了被图案化的抗蚀层之后蒸镀Pt，然后剥离而形成的。剥离是指通过将在抗蚀层图案之上蒸镀的Pt与抗蚀层一起去除，从而使在抗蚀层图案以外处蒸镀的Pt残留的工序。在该剥离时，在图案的边界处的阻挡层产生毛刺32a。具体地说，以产生阻挡层32的毛刺32a的方式设定Pt图案形成时的抗蚀层形状。在抗蚀层厚度过厚的情况下，抗蚀层成为阴影，在图案的边界处的抗蚀层的侧面没有蒸镀Pt，因此不产生毛刺。另外，在抗蚀层厚度过薄的情况下，在图案的边界处的抗蚀层的侧面蒸镀Pt，但在抗蚀层图案以外处蒸镀的Pt、在抗蚀层侧面蒸镀的Pt和在抗蚀层图案之上蒸镀的Pt相连，因此无法剥离。因此，优选使抗蚀层厚度为Pt的厚度的大于或等于1.5倍至小于或等于4倍，更优选大于或等于2倍至小于或等于3倍，由此形成毛刺，并且能够剥离。
在图3A中示出了毛刺32a。该毛刺32a位于阻挡层32的侧面。阻挡层32达到至第1端面12a和第2端面12b的正上方，因此毛刺32a在图3A中形成于阻挡层32的上下，不形成于阻挡层32的左右。阻挡层32以在俯视观察时仅达到至载体基板12的端面中的第1端面12a或者第2端面12b的至少一者的方式而形成。在图3B中示出了阻挡层32在俯视观察时达到至载体基板12的端面中的第1端面12a和第2端面12b的情况。在图3C中示出了阻挡层32未达到至载体基板12的端面的情况。阻挡层32既没有达到至载体基板12的端面中的图3A的上侧的端面，也没有达到至图3A的下侧的端面。
焊料34例如由AuSn合金等材料形成。如图3A所示的那样，焊料34在阻挡层32之上在俯视观察时相对于载体基板的全部端面而退后地设置。在图3B中示出了在谐振器方向，在相对于载体19的端面而退后的位置设置的焊料34。在图3C中示出了在与谐振器方向相差了90°的方向，在相对于载体基板12的端面而退后的位置设置的焊料34。通过在相对于载体基板的端面而退后的位置设置焊料34，从而能够防止载体切断时的焊料毛刺。由焊料切断产生的焊料毛刺的高度大，为几十μm，因此可能产生光被焊料毛刺遮挡等问题，因此要避免焊料毛刺。与此相对，由载体切断产生的阻挡层32的毛刺32a的高度很小，为几μm，因此即使产生毛刺也没有问题。焊料毛刺的高度与阻挡层的毛刺32a的高度不同的产生原因在于，焊料34柔软，因此在切断时延伸，但Pt的阻挡层32坚硬，因此在切断时不延伸。
在图3C中示出了毛刺32a形成得比阻挡层32高的情况。在图3C中，焊料34位于被该毛刺32a夹着的位置。因此，能够抑制焊料34向与谐振器方向相差了90°的方向浸润扩展，确保露出了电极层30的导线键合区域。这样，在与谐振器方向相差了90°的方向即y方向，阻挡层32和焊料34两者是从载体基板12的端部向内侧退入而形成的，并且通过毛刺32a而抑制了焊料的浸润扩展。就谐振器方向即x方向而言，连载体端部也存在阻挡层32，焊料34是与载体端部相比向内侧退入而形成的。
载体基板12的厚度为100～300μm，电极层30的厚度为0.1～1.0μm。载体基板12和电极层30的宽度为800～1200μm。宽度是指图3A的y方向上的长度。阻挡层32的厚度为0.1～1.0μm。焊料34的厚度为0.5～10μm。焊料34的宽度为500～900μm。
在实施方式1的半导体装置的制造方法中，首先，准备上述这样的载体19。在图3B、3C、3D中示出了在载体19之上即将搭载激光芯片10前的状态。
图4A、4B、4C是表示将激光芯片10焊接至载体19之后的状态的图。图4A是俯视图。图4B是图4A的A-A’线的剖面图。图4B是谐振器方向的剖面图。图4C是图4A的B-B’线的剖面图。图4C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。
在实施方式1涉及的半导体装置的制造方法中，如图4B所示的那样，将激光芯片10搭载于焊料34之上，使激光芯片10位于第1端面12a的正上方和第2端面12b的正上方。接下来，加热焊料34。在图4A中示出了通过该加热而使焊料浸润扩展，从而形成了延伸部34a、34b的情况。延伸部34a是焊料在谐振器方向浸润扩展而形成的。在图4B中示出了焊料34向第1端面12a和第2端面12b的方向浸润扩展而形成延伸部34a，该延伸部34a将激光芯片10与阻挡层32直接连接的情况。延伸部34a在俯视观察时达到第1端面12a和第2端面12b。延伸部34a将发光条带区域10A的端部与阻挡层32的端部连接，因此提高了激光芯片10的散热性。设置延伸部34a这一做法本身有助于散热性的改善，如果使该延伸部34a与激光芯片10的端部或者其附近接触，则能够提供高散热性。在图4B中，在第1端面12a侧和第2端面12b侧两者存在延伸部34a，但也可以仅在某一者存在延伸部34a。
延伸部34b是焊料34沿着激光芯片10在图4A的z正方向行进而形成的。在图4A中，焊料34向y正负方向的浸润扩展由于毛刺32a而得到抑制。这样，加热后的焊料34由于毛刺32a而使浸润扩展受到限制，并且向第1端面12a或者第2端面12b的方向浸润扩展而形成延伸部34a，该延伸部34a将激光芯片10与阻挡层32直接连接。
连谐振器方向的载体端部也存在实施方式1的阻挡层32，因此没有谐振器方向的阻挡层32的剥离，不产生毛刺。即，在阻挡层32的x正负方向没有毛刺。因此，焊料34不受到由毛刺带来的限制而在谐振器方向浸润扩展，形成延伸部34a。延伸部34a与激光芯片10的端部或者其附近接触，提高了激光芯片10的散热性。
这里，对第1对比例进行说明。图5A、5B、5C是表示第1对比例的激光芯片安装之后的状态的图。图5A是第1对比例的半导体装置的俯视图。图5B是图5A的A-A’线的剖面图。图5C是图5A的B-B’线的剖面图。在图5A、5B中示出了焊料34达到至载体19的端面正上方的情况。在这种情况下，有可能在载体的切断时产生焊料毛刺34A，使特性恶化或可靠性下降。
接下来，对第2对比例进行说明。图6A、6B、6C是表示第2对比例的激光芯片安装之后的状态的图。图6A是第2对比例的半导体装置的俯视图。图6B是图6A的A-A’线的剖面图。图6C是图6A的B-B’线的剖面图。在图6A中示出了焊料34仅在相对于载体基板的端部而退后的位置设置的情况。在图6B中示出了在谐振器方向上焊料34被2个毛刺32a夹着的情况。在这种情况下，焊料34的谐振器方向的浸润扩展得到抑制，使焊料无法与激光芯片的端部或者其附近接触。
在本实施方式的半导体装置的制造方法中，如上所述，使焊料34相对于载体19的全部端面而退后，通过阻挡层32的毛刺32a对焊料34的浸润扩展方向进行控制，由此不产生第1对比例和第2对比例的问题。
本实施方式的半导体装置的制造方法能够在不丧失其特征的范围进行各种变形。上述具体的材料以及数值全部是示例。例如，在本实施方式中，使载体基板12由SiC、使焊料34由Au和Sn的合金、使电极层30由Ti、Ta、Mo、Pt、Au等构成而进行了说明，但也可以使用其它材料。另外，阻挡层32的材料是Pt，但作为最终构造，只要形成毛刺即可，能够使用Pt以外的阻挡层。除了Pt以外，例如也可以是Ni、Cu、Pd、Co等。
在实施方式1中所说明的变形能够应用于以下的实施方式涉及的半导体装置的制造方法。此外，以下的实施方式涉及的半导体装置的制造方法与实施方式1之间的类似点多，因此以与实施方式1之间的不同点为中心进行说明。
实施方式2.
对实施方式2参照图7A、7B、7C和图8A、8B、8C而进行说明。图7A、7B、7C是表示将激光芯片10焊接至载体19之前的状态的图。图7A是俯视图。图7B是图7A的A-A’线的剖面图。图7B是谐振器方向的剖面图。图7C是图7A的B-B’线的剖面图。图7C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。
将与激光芯片10的谐振器方向正交的方向称为正交方向。正交方向是y方向。在实施方式2中，将正交方向上的阻挡层32以及焊料34的长度设为小于或等于正交方向上的激光芯片10的长度。在图7C中示出了将正交方向上的阻挡层32以及焊料34的长度y1设为小于或等于正交方向上的激光芯片10的长度y2的情况。
图8A、8B、8C是表示将激光芯片10焊接至载体19之后的状态的图。图8A是俯视图。图8B是图8A的A-A’线的剖面图。图8B是谐振器方向的剖面图。图8C是图8A的B-B’线的剖面图。图8C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。如上所述，通过将正交方向上的焊料34的长度设为小于或等于激光芯片10的长度，从而能够抑制焊料34向正交方向的浸润扩展。因此，与实施方式1相比，能够使焊料34向激光芯片10的前端面10n或者后端面10m侧浸润扩展。
实施方式3.
对实施方式3参照图9A、9B、9C和图10A、10B、10C而进行说明。图9A、9B、9C是表示将激光芯片10焊接至载体19之前的状态的图。图9A是俯视图。图9B是图9A的A-A’线的剖面图。图9B是谐振器方向的剖面图。图9C是图9A的B-B’线的剖面图。图9C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。
图9A的y方向是之前定义的正交方向。在实施方式3中，与后端面10m侧相比，在前端面10n侧，正交方向上的焊料34的长度小。例如，焊料34的侧面在俯视观察时相对于谐振器方向而倾斜。换言之，焊料34呈朝向前端面10n侧而宽度变小的锥形形状。并且，例如，能够将前端面10n侧的焊料34的正交方向长度设为小于或等于发光条带区域10A的宽度，将后端面10m侧的焊料34的正交方向长度设为大于或等于发光条带区域10A的宽度。
图10A、10B、10C是表示将激光芯片10焊接至载体19之后的状态的图。图10A是俯视图。图10B是图10A的A-A’线的剖面图。图10C是图10A的B-B’线的剖面图。如前所述，通过将焊料34的正交方向长度设为在前端面12n侧比后端面12m侧小，从而焊料34在前端面10n的方向变得容易浸润扩展。因此，能够通过延伸部34a而将阻挡层32与激光芯片的前端面10n侧连接，因此能够实现由激光芯片10的前端面10n的散热性提高带来的特性改善。
在实施方式3中，在激光芯片10的前端面10n侧，使焊料的正交方向上的长度变短，但相反地，也可以在激光芯片10的后端面10m侧，使焊料34的正交方向上的长度变短。在这种情况下，能够通过延伸部34a而将激光芯片10的后端面10m侧与阻挡层32连接，因此能够提高后端面10m侧的散热性。因此，只要正交方向上的焊料34的长度随着从第1端面12a侧和第2端面12b侧的一者向另一者行进而变小即可。并且，如果在焊料34的一端，正交方向上的长度比发光条带区域10A的正交方向上的长度短，在焊料34的另一端，正交方向上的长度比发光条带区域10A的正交方向上的长度长，则能够促进向前端面10n或者后端面10m侧形成延伸部34a。
实施方式4.
对实施方式4参照图11A、11B、11C和图12A、12B、12C而进行说明。图11A、11B、11C是表示将激光芯片10焊接至载体19之前的状态的图。图11A是俯视图。图11B是图11A的A-A’线的剖面图。图11B是谐振器方向的剖面图。图11C是图11A的B-B’线的剖面图。图11C是与谐振器方向相差了90°的方向的剖面图。
如图11A、11B所示，阻挡层32在俯视观察时仅达到至载体基板12的端面中的第1端面12a。因此，在俯视观察时不仅在阻挡层32和焊料34的y正负方向，而且在第2端面12b与阻挡层32之间也存在毛刺32a。这样，对于前端面10n侧，连谐振器方向的载体端部也存在阻挡层32，焊料34与谐振器方向的载体端部相比设置于内侧。另一方面，对于后端面10m侧，阻挡层32和焊料34两者都与载体端部相比设置于内侧。
在图11B中示出了阻挡层32达到至第1端面12a的正上方的情况。另外，在阻挡层32与第2端面12b之间形成有毛刺32a。该毛刺32a抑制了焊料34在后端面10m的方向浸润扩展。因此，在前端面10n的方向，焊料34变得易于浸润扩展。
图12A、12B、12C是表示将激光芯片10焊接至载体19之后的状态的图。图12A是俯视图。图12B是图12A的A-A’线的剖面图。图12C是图12A的B-B’线的剖面图。如前所述，在阻挡层32的后端面10m侧形成有毛刺32a，因此通过该毛刺32a而抑制了焊料34浸润扩展至后端面10m。并且，向前端面10n侧的焊料34的浸润扩展得到促进而形成延伸部34a。另外，如在实施方式3中所说明的那样，如果以越向前端面10n侧行进则正交方向上的长度越短的方式设置焊料34，则进一步促进焊料34向前端面10n侧的浸润扩展。
此外，能够将上述各实施方式的特征进行组合。
标号的说明
10激光芯片，12载体基板，19载体，30电极层，32阻挡层，34焊料。

Claims (8)

1.一种半导体装置的制造方法，其具有以下工序：
准备载体，该载体具有载体基板、电极层、阻挡层、毛刺以及焊料，该载体基板具有第1端面和与所述第1端面相对的第2端面，该电极层设置于所述载体基板之上，该阻挡层设置于所述电极层之上，在俯视观察时仅达到至所述载体基板的端面中的所述第1端面或者所述第2端面的至少一者，该毛刺位于所述阻挡层的侧面，比所述阻挡层高，该焊料在所述阻挡层之上，在俯视观察时从所述载体基板的全部端面退后地设置；
将具有发光条带区域和所述发光条带区域左右的相邻区域的激光芯片搭载于所述焊料之上，使所述激光芯片位于所述第1端面的正上方和所述第2端面的正上方；以及
使加热后的所述焊料在其浸润扩展由于所述毛刺而受到限制的同时，在所述第1端面或者所述第2端面的方向浸润扩展而形成延伸部，所述延伸部将所述激光芯片与所述阻挡层直接连接，
与所述激光芯片的谐振器方向正交的方向即正交方向上的所述焊料的长度随着从所述第1端面侧和所述第2端面侧的一者向另一者行进而变小。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述阻挡层在俯视观察时达到至所述第1端面和所述第2端面，所述延伸部在俯视观察时达到至所述第1端面和所述第2端面。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
与所述激光芯片的谐振器方向正交的方向即正交方向上的所述阻挡层以及所述焊料的长度小于或等于所述正交方向上的所述激光芯片的长度。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述焊料的一端，所述正交方向上的长度比所述发光条带区域的所述正交方向上的长度短，在所述焊料的另一端，所述正交方向上的长度比所述发光条带区域的所述正交方向上的长度长。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述阻挡层在俯视观察时仅达到至所述载体基板的端面中的所述第1端面，在俯视观察时在所述第2端面与所述阻挡层之间存在所述毛刺。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述阻挡层通过剥离法而形成，在剥离时产生所述毛刺。
7.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有以下工序：
准备载体，该载体具有载体基板、电极层、阻挡层、毛刺以及焊料，该载体基板具有第1端面和与所述第1端面相对的第2端面，该电极层设置于所述载体基板之上，该阻挡层设置于所述电极层之上，在俯视观察时仅达到至所述载体基板的端面中的所述第1端面或者所述第2端面的至少一者，该毛刺位于所述阻挡层的侧面，比所述阻挡层高，该焊料在所述阻挡层之上，在俯视观察时从所述载体基板的全部端面退后地设置；
将具有发光条带区域和所述发光条带区域左右的相邻区域的激光芯片搭载于所述焊料之上，使所述激光芯片位于所述第1端面的正上方和所述第2端面的正上方；以及
使加热后的所述焊料在其浸润扩展由于所述毛刺而受到限制的同时，在所述第1端面或者所述第2端面的方向浸润扩展而形成延伸部，所述延伸部将所述激光芯片与所述阻挡层直接连接，
所述阻挡层在俯视观察时仅达到至所述载体基板的端面中的所述第1端面，在俯视观察时在所述第2端面与所述阻挡层之间存在所述毛刺，
所述焊料越向所述第1端面侧行进，则与所述激光芯片的谐振器方向正交的方向即正交方向上的长度越短。
8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述阻挡层通过剥离法而形成，在剥离时产生所述毛刺。
CN201880091961.4A 2018-04-03 2018-04-03 半导体装置的制造方法 Active CN111937257B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/014216 WO2019193643A1 (ja) 2018-04-03 2018-04-03 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111937257A CN111937257A (zh) 2020-11-13
CN111937257B true CN111937257B (zh) 2022-03-04

Family

ID=66530725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880091961.4A Active CN111937257B (zh) 2018-04-03 2018-04-03 半导体装置的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11411369B2 (zh)
JP (1) JP6512375B1 (zh)
CN (1) CN111937257B (zh)
WO (1) WO2019193643A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190973A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Toshiba Corp 半導体レーザ用サブマウント
JPH09172224A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Toshiba Corp 光半導体素子用サブマウントおよびそのマウント方法
JP2003324228A (ja) * 2002-05-01 2003-11-14 Ricoh Co Ltd 半導体発光素子の固着方法
CN1633706A (zh) * 2002-03-06 2005-06-29 住友电气工业株式会社 次载具和半导体组件
CN101232152A (zh) * 2004-03-30 2008-07-30 三洋电机株式会社 半导体激光器装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303299A (ja) 2005-04-22 2006-11-02 Sharp Corp 半導体レーザ
JP5028217B2 (ja) 2007-10-29 2012-09-19 日立協和エンジニアリング株式会社 光素子搭載方法
JP2011222675A (ja) 2010-04-07 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP6305127B2 (ja) * 2014-03-12 2018-04-04 三菱電機株式会社 半導体レーザ光源

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190973A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Toshiba Corp 半導体レーザ用サブマウント
JPH09172224A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Toshiba Corp 光半導体素子用サブマウントおよびそのマウント方法
CN1633706A (zh) * 2002-03-06 2005-06-29 住友电气工业株式会社 次载具和半导体组件
JP2003324228A (ja) * 2002-05-01 2003-11-14 Ricoh Co Ltd 半導体発光素子の固着方法
CN101232152A (zh) * 2004-03-30 2008-07-30 三洋电机株式会社 半导体激光器装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11411369B2 (en) 2022-08-09
WO2019193643A1 (ja) 2019-10-10
JP6512375B1 (ja) 2019-05-15
CN111937257A (zh) 2020-11-13
JPWO2019193643A1 (ja) 2020-04-30
US20210050706A1 (en) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3889933B2 (ja) 半導体発光装置
JP4148664B2 (ja) 窒化物系半導体レーザ素子およびその形成方法
CN108389946B (zh) 半导体发光元件
JP4290745B2 (ja) Ｉｉｉ−ｖ族半導体素子の製造方法
US7929587B2 (en) Semiconductor laser diode element and method of manufacturing the same
US8442085B2 (en) Semiconductor optical device
JP5376866B2 (ja) 半導体発光装置の製造方法及び半導体発光装置
KR101561203B1 (ko) 반도체 발광소자
JP2011222675A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2007027572A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
KR101638120B1 (ko) 반도체 발광소자
CN111937257B (zh) 半导体装置的制造方法
US20050190806A1 (en) Semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP2002171021A (ja) 半導体レーザ、半導体レーザの製造方法および半導体レーザの実装方法
JP4868833B2 (ja) 半導体発光素子及び発光装置
WO2019180773A1 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1146034A (ja) レーザダイオード
US20210111030A1 (en) Method of producing a semiconductor laser and semiconductor laser
JP4216011B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子チップとそれを含むレーザ装置
JP2007173402A (ja) 半導体レーザ装置
JP2008091768A (ja) 半導体レーザ装置および電子機器
JP7135482B2 (ja) 半導体発光装置
US20220166186A1 (en) Semiconductor laser element
JP2008021762A (ja) 半導体レーザ素子および半導体レーザ装置
CN116998073A (zh) 半导体激光器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant