JP2000068583A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

Info

Publication number
JP2000068583A
JP2000068583A JP10231658A JP23165898A JP2000068583A JP 2000068583 A JP2000068583 A JP 2000068583A JP 10231658 A JP10231658 A JP 10231658A JP 23165898 A JP23165898 A JP 23165898A JP 2000068583 A JP2000068583 A JP 2000068583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
submount
solder
metal base
semiconductor laser
ausn
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
Application number
JP10231658A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000068583A5 (ja
Inventor
Mitsuo Ishii
光男 石井
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
Priority to JP10231658A priority Critical patent/JP2000068583A/ja
Publication of JP2000068583A publication Critical patent/JP2000068583A/ja
Publication of JP2000068583A5 publication Critical patent/JP2000068583A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ・チップ7をサブマウント8を
介して金属基台9に固定した半導体レーザ装置におい
て、InあるいはSnを含む半田13を介して、金属基
台9のAuメッキ層10とサブマウント8裏面とを接合
する際に、形成される化合物AuInあるいはAuSn
が脆弱なものとなることを防止して、接合部の接合強度
を向上させて信頼性向上を図る。 【解決手段】 金属基台8表面に凹部11を形成し、半
田13が接合の際の溶融時にサブマウント8の外周部に
はみ出すのを抑制して、半田13の膜厚を所定量確保
し、接合時に形成される化合物AuInあるいはAuS
nが、該AuInはAuの重量組成比が50%を越えな
いように、該AuSnはAuの重量組成比が20%を越
えないようにして、低融点で良質な化合物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置に関し、特に半導体素子を支持するサブマウントとそ
れを固定する金属基台との半田を介した接合に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザ素子は、その動作時に多量
の熱を発生するのと、寸法が小さいことから、熱の放散
と取扱性向上とのために、サブマウントと称される支持
体に固定され、さらにそのサブマウントを介して放熱用
の金属基台に固定される。図4は、従来の半導体レーザ
装置の構造を示す断面図である。図において、1は半導
体レーザ・チップ、2はサブマウント、3は金属基台、
4は半導体レーザ・チップ1とサブマウント2とを接合
する半田、5はサブマウント2と金属基台3とを接合す
る半田、6は金属基台3表面のメッキ層である。半田
4、5はサブマウント2の主面および裏面に蒸着法など
により予め形成され、ダイボンドのヒートアップ時に溶
融し、半導体レーザ・チップ1とサブマウント2主面、
およびサブマウント2裏面と金属基台3をそれぞれ接合
する。また一般に半田4、5は、例えば、In、InP
b、PbSn、AgSn等、InあるいはSnを含むソ
フト半田が用いられ、金属基台3表面のメッキ層6には
Auが用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置は以上のように構成されており、InあるいはSnを
含むソフト半田5を介して、金属基台3のAuメッキ層
6とサブマウント2裏面とを接合する際に、化合物Au
InあるいはAuSnが形成される。これらの化合物に
は、Auの重量組成比がある範囲の時に、脆弱な性質を
持つものが存在することが知られている。この様な脆弱
な性質の化合物は、半田5の厚みをある程度確保するこ
とでその生成が防止できるものであるが、半田5を厚く
しようとすると、図4に示すように、接合時にサブマウ
ント2の外周部に半田5がはみ出してしまうため、金属
基台3とサブマウント2との間の半田5の厚みを確保す
るのは限界があった。上記の様な脆弱な化合物が形成さ
れると、金属基台3のAuメッキ層6とサブマウント2
裏面との半田5を介した接合は、接合強度が低下する。
半導体レーザ・チップ1、サブマウント2および金属基
台3のそれぞれ異なる材料を接合して構成する半導体レ
ーザ装置では、それぞれの材料の熱膨張係数の違いから
組み立て応力が作用するものであり、このような脆弱な
化合物の形成により、金属基台3とサブマウント2との
接合強度が低下すると、接合部の信頼性が著しく低下す
るという問題点があった。
【0004】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、InあるいはSnを含
む半田を介して、金属基台のAuメッキ層とサブマウン
ト裏面とを接合する際に、形成される化合物AuInあ
るいはAuSnが脆弱なものとなることを防止して、接
合部の接合強度を向上させて信頼性向上を図ることを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる請求項
1記載の半導体レーザ装置は、金属基台と、この金属基
台の主面に半田を介して固定されたサブマウントと、こ
のサブマウントの主面に半田を介して固定された半導体
レーザ・チップとを有する装置構成であって、上記金属
基台表面にAuメッキが施され、該金属基台と上記サブ
マウントを固定する上記半田がInあるいはSnを含
み、上記金属基台の上記Auメッキ層と上記サブマウン
トとの上記半田を介した接合時に形成される化合物Au
InあるいはAuSnが、該AuInはAuの重量組成
比が50%を越えないものであり、該AuSnはAuの
重量組成比が20%を越えないものである。
【0006】またこの発明に係わる請求項2記載の半導
体レーザ装置は、金属基台のサブマウントと接合する面
に凹部を設け、該凹部内の半田を介して上記金属基台と
上記サブマウントを接合したものである。
【0007】またこの発明に係わる請求項3記載の半導
体レーザ装置は、金属基台のサブマウントと接合する面
の該サブマウント周辺位置に、半田を囲むように突起を
設け、該半田を介して上記金属基台と上記サブマウント
を接合したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施の形態を、図について説明する。図1(a)およ
び図1(b)は、この発明の実施の形態1による半導体
レーザ装置の構造を示す断面図である。図において、7
は半導体レーザ・チップ、8はサブマウント、9は金属
基台、10は金属基台9表面のAuメッキ層、11、1
1aは金属基台9表面のサブマウント8と接合する位置
に設けられた凹部、12は半導体レーザ・チップ7とサ
ブマウント8とを接合する半田、13はサブマウント8
と金属基台9とを接合する半田である。図1(a)は、
凹部11の面積がサブマウント8裏面より小さい場合、
図1(b)は、凹部11aの面積がサブマウント8裏面
より所定量を越えない程度に若干大きく、サブマウント
8が凹部11a内で接合されている場合を示すものであ
る。
【0009】金属基台9は、金型で成形する際にその表
面に凹部11(11a)を例えば5μmの深さに形成
し、その後金属基台9表面にAuによるメッキを0.3
〜0.5μmの膜厚で施す。このAuメッキ層10は、
後工程のワイヤボンディングの際の信頼性確保のために
も、またメッキ形成の際の製法上の信頼性確保のために
も、この程度の膜厚が必要である。半田12、13はサ
ブマウント8の主面および裏面に蒸着法などにより予め
形成され、ダイボンドのヒートアップ時に溶融し、半導
体レーザ・チップ7とサブマウント8主面、およびサブ
マウント8裏面と金属基台9のAuメッキ層10をそれ
ぞれ接合する。また半田12、13は、例えば、In、
InPb、PbSn、AgSn等、InあるいはSnを
含むソフト半田が用いられるが、この場合、サブマウン
ト8裏面に形成される半田13は、例えば10μmの膜
厚のPbSn半田13であるとする。
【0010】金属基台9表面のサブマウント8と接合す
る位置には、凹部11(11a)が形成されているた
め、サブマウント8裏面に形成されたPbSn半田13
は、サブマウント8が金属基台9に接合される際の溶融
時に凹部11(11a)内に溜められて、サブマウント
8外周部にはみ出すのが抑制され、半田13の膜厚低減
が抑えられる。このとき図1(a)に示す場合、凹部1
1の外周部とサブマウント8の端部とが接合するため、
その領域で半田13の膜厚が薄くなるものであるが、図
1(b)に示す場合では半田13の膜厚を全体として確
保することができる。
【0011】ところで、InあるいはSnを含むソフト
半田13を介して、金属基台9のAuメッキ層10とサ
ブマウント8裏面とを接合する際に、化合物AuInあ
るいはAuSnが形成される。これらの化合物には、A
uの重量組成比がある範囲の時に、脆弱な性質を持つも
のが存在することが知られており、重量組成比と融点お
よびその性質との関係を図2に示す。図2(a)は、P
bSn、AgSn等Snを含む半田13を用いた場合に
形成される化合物AuSnについて示した場合で、14
はSnの重量組成比と融点との関係を示すグラフ、15
は脆弱な性質を有する化合物が形成され易い領域を示
す。図に示すように、Snが50〜80%程度の重量組
成比の領域15で、形成される化合物AuSnは脆弱と
なり易く、これ以外の重量組成比では、Snが約80%
以上(Auが約20%以下)の重量組成比の領域16
で、脆弱な性質を有するものは形成され難く、しかも低
融点で軟度の高い良質の化合物AuSnとなる。
【0012】図2(b)は、In、InPb等Inを含
む半田13を用いた場合に形成される化合物AuInに
ついて示した場合で、17はInの重量組成比と融点と
の関係を示すグラフ、18は脆弱な性質を有する化合物
が形成され易い領域を示す。図に示すように、Inが約
50%以下の重量組成比の領域18で、形成される化合
物AuInは脆弱となり易く、Snが約50%以上(A
uが約50%以下)の重量組成比の領域19で、脆弱な
性質を有するものは形成され難く、しかも低融点で軟度
の高い良質の化合物AuInとなる。
【0013】この実施の形態では、上記のように、金属
基台9表面にAuメッキ層10とサブマウント8裏面に
PbSn半田13とを形成し、PbSn半田13は、サ
ブマウント8が金属基台9に接合される際の溶融時に凹
部11(11a)内に溜められて、サブマウント8外周
部へのはみ出しによる膜厚低減を抑制できる。このた
め、接合時に形成される化合物AuSnをAuの重量組
成比が約20%を越えない低いものとすることができ、
図2(a)に示すように、低融点で軟度の高い良質なも
のとできる。これにより、サブマウント8と金属基台9
表面のAuメッキ層10との半田13を介した接合部の
接合強度が向上できて、信頼性が向上する。
【0014】なお、この実施の形態ではPbSn半田1
3を用いたが、InあるいはSnを含む他のソフト半田
13を用い、金属基台9表面の凹部11(11a)の形
成により、半田13の膜厚を所定量確保することによ
り、金属基台9のAuメッキ層10とサブマウント8と
の半田13を介した接合時に形成される化合物AuIn
あるいはAuSnが、該AuInはAuの重量組成比が
50%を越えないように、該AuSnはAuの重量組成
比が20%を越えないようにしても、同様の効果が得ら
れる。
【0015】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2による半導体レーザ装置の構造を示す断面図であ
る。上記実施の形態1では金属基台9に凹部11(11
a)を形成して、半田13を用いた接合時に半田13を
凹部11(11a)内に溜めるようにしたが、この実施
の形態では、図に示すように、金属基台9のサブマウン
ト8と接合する面で、サブマウント8周辺位置に半田1
3を囲むように突起14を設ける。このため金属基台9
のAuメッキ層10とサブマウント8との半田13を介
した接合の際の半田13溶融時に、半田13は突起14
によりサブマウント8外周部にはみ出し難くなり、半田
13の膜厚低減を抑制できる。
【0016】これにより、InあるいはSnを含むソフ
ト半田13の膜厚を所定量確保することができ、金属基
台9のAuメッキ層10とサブマウント8との半田13
を介した接合時に形成される化合物AuInあるいはA
uSnが、該AuInはAuの重量組成比が50%を越
えないように、該AuSnはAuの重量組成比が20%
を越えないようにすることができて、上記実施の形態1
と同様に、接合部の接合強度が向上できて、信頼性が向
上する。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1記載
の半導体レーザ装置は、金属基台と、この金属基台の主
面に半田を介して固定されたサブマウントと、このサブ
マウントの主面に半田を介して固定された半導体レーザ
・チップとを有する装置構成であって、上記金属基台表
面にAuメッキが施され、該金属基台と上記サブマウン
トを固定する上記半田がInあるいはSnを含み、上記
金属基台の上記Auメッキ層と上記サブマウントとの上
記半田を介した接合時に形成される化合物AuInある
いはAuSnが、該AuInはAuの重量組成比が50
%を越えないものであり、該AuSnはAuの重量組成
比が20%を越えないものであるため、金属基台のAu
メッキ層とサブマウントとの半田を介した接合部の接合
強度が向上し、信頼性が向上する。
【0018】またこの発明の請求項2記載の半導体レー
ザ装置は、金属基台のサブマウントと接合する面に凹部
を設け、該凹部内の半田を介して上記金属基台と上記サ
ブマウントを接合したため、半田の厚みを所定量確保す
ることができて、半田接合時に形成される化合物AuI
nあるいはAuSnが、該AuInはAuの重量組成比
が50%を越えないように、該AuSnはAuの重量組
成比が20%を越えないようにすることができ、金属基
台のAuメッキ層とサブマウントとの半田を介した接合
部の接合強度が向上し、信頼性が向上する。
【0019】またこの発明に係わる請求項3記載の半導
体レーザ装置は、金属基台のサブマウントと接合する面
の該サブマウント周辺位置に、半田を囲むように突起を
設け、該半田を介して上記金属基台と上記サブマウント
を接合したため、半田の厚みを所定量確保することがで
きて、半田接合時に形成される化合物AuInあるいは
AuSnが、該AuInはAuの重量組成比が50%を
越えないように、該AuSnはAuの重量組成比が20
%を越えないようにすることができ、金属基台のAuメ
ッキ層とサブマウントとの半田を介した接合部の接合強
度が向上し、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体レーザ
装置の構造を示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半田接合時に
形成される化合物の重量組成比と融点およびその性質と
の関係を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による半導体レーザ
装置の構造を示す断面図である。
【図4】 従来の半導体レーザ装置の構造を示す断面図
である。
【符号の説明】
7 半導体レーザ・チップ、8 サブマウント、9 金
属基台、10 Auメッキ層、11,11a 凹部、1
2,13 半田、14 突起。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基台と、この金属基台の主面に半田
    を介して固定されたサブマウントと、このサブマウント
    の主面に半田を介して固定された半導体レーザ・チップ
    とを有する半導体レーザ装置において、上記金属基台表
    面にAuメッキが施され、該金属基台と上記サブマウン
    トを固定する上記半田がInあるいはSnを含み、上記
    金属基台の上記Auメッキ層と上記サブマウントとの上
    記半田を介した接合時に形成される化合物AuInある
    いはAuSnが、該AuInはAuの重量組成比が50
    %を越えないものであり、該AuSnはAuの重量組成
    比が20%を越えないものであることを特徴とする半導
    体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 金属基台のサブマウントと接合する面に
    凹部を設け、該凹部内の半田を介して上記金属基台と上
    記サブマウントを接合したことを特徴とする請求項1記
    載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 金属基台のサブマウントと接合する面の
    該サブマウント周辺位置に、半田を囲むように突起を設
    け、該半田を介して上記金属基台と上記サブマウントを
    接合したことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ
    装置。
JP10231658A 1998-08-18 1998-08-18 半導体レーザ装置 Pending JP2000068583A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10231658A JP2000068583A (ja) 1998-08-18 1998-08-18 半導体レーザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10231658A JP2000068583A (ja) 1998-08-18 1998-08-18 半導体レーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000068583A true JP2000068583A (ja) 2000-03-03
JP2000068583A5 JP2000068583A5 (ja) 2004-12-16

Family

ID=16926955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10231658A Pending JP2000068583A (ja) 1998-08-18 1998-08-18 半導体レーザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000068583A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214441A (ja) * 2003-01-06 2004-07-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2007012764A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 C I Kasei Co Ltd 発光ダイオード複合素子
JP2007012765A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 C I Kasei Co Ltd 発光ダイオード複合素子
JP2007048839A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子
JP2009519834A (ja) * 2005-12-16 2009-05-21 イノベイティブ マイクロ テクノロジー 隆起特徴部を有する金属合金を用いたウェハレベル気密接合
WO2012172855A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 株式会社フジクラ レーザモジュール
JP2019016658A (ja) * 2017-07-05 2019-01-31 三菱電機株式会社 光モジュールおよび光モジュールの製造方法
JPWO2020031944A1 (ja) * 2018-08-09 2020-08-27 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 半導体発光装置
JPWO2020175619A1 (ja) * 2019-02-28 2021-12-16 京セラ株式会社 電子部品搭載用パッケージ、電子装置及び発光装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214441A (ja) * 2003-01-06 2004-07-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP4679268B2 (ja) * 2005-06-29 2011-04-27 シーアイ化成株式会社 発光ダイオード複合素子
JP2007012764A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 C I Kasei Co Ltd 発光ダイオード複合素子
JP2007012765A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 C I Kasei Co Ltd 発光ダイオード複合素子
JP4679267B2 (ja) * 2005-06-29 2011-04-27 シーアイ化成株式会社 発光ダイオード複合素子
JP2007048839A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子
JP2009519834A (ja) * 2005-12-16 2009-05-21 イノベイティブ マイクロ テクノロジー 隆起特徴部を有する金属合金を用いたウェハレベル気密接合
WO2012172855A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 株式会社フジクラ レーザモジュール
JP2013004752A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Fujikura Ltd レーザモジュール
US9158078B2 (en) 2011-06-16 2015-10-13 Fujikura Ltd. Laser module
JP2019016658A (ja) * 2017-07-05 2019-01-31 三菱電機株式会社 光モジュールおよび光モジュールの製造方法
JPWO2020031944A1 (ja) * 2018-08-09 2020-08-27 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 半導体発光装置
CN112438000A (zh) * 2018-08-09 2021-03-02 新唐科技日本株式会社 半导体发光装置及半导体发光装置的制造方法
CN112438000B (zh) * 2018-08-09 2022-05-13 新唐科技日本株式会社 半导体发光装置及半导体发光装置的制造方法
JPWO2020175619A1 (ja) * 2019-02-28 2021-12-16 京セラ株式会社 電子部品搭載用パッケージ、電子装置及び発光装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6084895A (en) Semiconductor laser apparatus
CA2080931C (en) Bonding method using solder composed of multiple alternating gold and tin layers
US8193634B2 (en) Mounted semiconductor device and a method for making the same
JP4466645B2 (ja) 非セラミック系窓枠を有する半導体パッケージ
US7442582B2 (en) Method for producing a chip-substrate connection
JP2000068583A (ja) 半導体レーザ装置
JP7324665B2 (ja) サブマウント
US5016083A (en) Submount for semiconductor laser device
JPH06502962A (ja) ダイス固着構造
JP3912130B2 (ja) サブマウント
JP2000068583A5 (ja)
JP3377553B2 (ja) 半導体レーザ装置
JPH04315486A (ja) 光電子装置およびその製造方法
JPH08222658A (ja) 半導体素子用パッケージ及びその製造方法
JPH04186688A (ja) 半導体レーザ装置
JPH1126335A (ja) 半導体装置
JPH05243690A (ja) 半導体レーザ装置
JP2006216766A (ja) セラミックス配線基板とそれを用いた半導体装置
EP0711104A1 (en) Packaged semiconductor, semiconductor device made therewith and method for making same
JPS63233591A (ja) 光半導体素子用サブマウント
JP3309297B2 (ja) 半導体パッケージとその製造方法
JP3745828B2 (ja) 光半導体素子用パッケージ
JPS59983A (ja) 半導体レ−ザ装置の製造方法
JP2964403B1 (ja) リードフレームに半導体チップをマウントしたパッケージの製造方法
JPH0621237Y2 (ja) セラミツクパツケ−ジ

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040116

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060901

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070410