JP2019220672A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
特許文献1には、光電変換素子(例えば、半導体レーザやフォトダイオード)が実装された基板と、パッケージを不活性雰囲気下で半田接合により気密封止された光モジュールが開示されている。 Patent Literature 1 discloses an optical module in which a substrate on which a photoelectric conversion element (for example, a semiconductor laser or a photodiode) is mounted, and a package hermetically sealed by solder bonding in an inert atmosphere.
しかしながら、特許文献1にはパッケージと基板を接合することが記載されているが、真空引きせず、置換された雰囲気内で接合する場合、パッケージ表面や基板表面などに水分やガスなどが残留する。一方、真空引きを行うとすれば、真空チャンバー内で接合するので、位置精度よく両者を接合することは難しいと考えられる。 However, Patent Literature 1 describes that a package and a substrate are joined. However, when joining is performed in a substituted atmosphere without vacuuming, moisture, gas, and the like remain on the package surface, the substrate surface, and the like. . On the other hand, if the evacuation is performed, since the bonding is performed in the vacuum chamber, it is considered difficult to bond the two with high positional accuracy.
そこで、本発明は、透光性部材とパッケージとを位置精度良く接合することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a semiconductor device which can join a translucent member and a package with good positional accuracy.
以上の課題を解決するために、本発明に係る一実施形態の半導体装置の製造方法は、パッケージの凹部内に設けられた半導体レーザ素子を前記凹部を透光性部材で覆うことにより封止することを含む半導体装置の製造方法であって、
前記半導体レーザ素子が設けられた凹部の周りの前記パッケージの表面、又は該表面に対向する前記透光性部材の表面に、複数の半田ボールを間隔を開けて形成する半田ボール形成工程と、
前記透光性部材の表面又は前記パッケージの表面を、半田ボール間に前記凹部内に通じる気道が形成されるように、軟化した状態の半田ボールの上面に接触させて仮固定する仮止め工程と、
前記気道を介して前記凹部内を減圧し、減圧した後に封止用気体を注入した状態で、前記透光性部材とパッケージとを加熱して押圧することにより前記半田ボールを溶融して前記透光性部材と前記パッケージとを接合する接合工程と、含む。
In order to solve the above problems, in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a semiconductor laser element provided in a concave portion of a package is sealed by covering the concave portion with a light transmitting member. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
A solder ball forming step of forming a plurality of solder balls at intervals on the surface of the package around the recess provided with the semiconductor laser element, or on the surface of the translucent member facing the surface,
A temporary fixing step of temporarily fixing the surface of the translucent member or the surface of the package in contact with the upper surface of the softened solder ball so that an airway communicating with the inside of the concave portion is formed between the solder balls; ,
The inside of the recess is depressurized through the airway, and after the depressurization is performed, the sealing ball is injected, and then the light transmitting member and the package are heated and pressed to melt the solder ball, thereby melting the solder ball. A joining step of joining an optical member and the package.
本発明に係る一実施形態の半導体装置の製造方法によれば、透光性部材とパッケージとを位置精度良く接合することができる半導体装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of joining a light transmitting member and a package with high positional accuracy.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態
の半導体装置を製造方法について説明する。実施形態の半導体装置の製造方法は、パッケージの凹部内に設けられた半導体レーザ素子を前記凹部を透光性部材で覆うことにより気密封止することを含む半導体装置の製造方法である。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment is a method for manufacturing a semiconductor device that includes hermetically sealing a semiconductor laser element provided in a concave portion of a package by covering the concave portion with a translucent member.
<実施形態1>
以下、実施形態1の半導体装置の製造方法について、詳細に説明する。
尚、以下の説明では、3つの半導体レーザ素子1,2,3を含む半導体装置を製造する例により説明する。ただし、実施形態1の製造方法は、3つの半導体レーザ素子1,2,3を用いたものに限定されるものではなく、少なくとも1つの半導体レーザ素子を含むものであればよい。
<First embodiment>
Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described in detail.
In the following description, an example of manufacturing a semiconductor device including three
実施形態1の半導体装置の製造方法においては、まず、パッケージ10、半導体レーザ素子1,2,3及び透光性部材20を準備する。
(1)パッケージ10の準備
ここでは、複数のパッケージ10が集合状態で設けられた集合基板100を準備する。集合基板100は、図1に示すように、各パッケージ10に対応する領域(以下、集合状態にある場合であっても単にパッケージという。)にそれぞれ凹部10rを含む。また、凹部10rの内部には半導体レーザ素子の電極が接続される正負の配線電極が設けられており、その配線電極は、各パッケージ10においてそれぞれ、凹部10rの反対側の下面に設けられた外部端子電極に接続されている。さらに、各パッケージ10において凹部10rの周りにはそれぞれ接合用金属膜10mが設けられている。ここで、集合基板100は、例えば、半導体レーザ素子が発生する熱を効率よく放熱するために熱伝導率の高いセラミックスにより構成することが好ましい。セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、又は炭化ケイ素が挙げられる。配線電極及び外部端子電極には、Cu、W、Au等の金属を用いることができる。接合用金属膜10mには、Au等を用いることができる。また、集合基板100には予め個片化用の切り込みが設けられている。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, first, the
(1) Preparation of
(2)半導体レーザ素子1,2,3の準備
半導体レーザ素子として、例えば、RGB(赤色、緑色、青色)の三種類の半導体レーザ素子1,2,3を準備する。半導体レーザ素子1は、例えば、発光ピーク波長が605nm〜750nmの範囲内にある赤色発光のレーザダイオード(LD)素子である。赤色発光のLD素子としては、例えば、InAlGaP系やGaAs系の半導体を含むものが挙げられる。赤色発光のLD素子として、2以上の導波路領域を備えるものを用いることが好ましい。これにより、レーザ発振による発熱を複数の導波路領域に分散させることができるので、発熱による出力低下を抑制することができる。
(2) Preparation of
また、半導体レーザ素子2は、例えば、発光ピーク波長が495nm〜570nmの範囲内にある緑色発光のLD素子である。緑色発光のLD素子としては、GaN系の半導体、例えば、GaN、InGaN、及びAlGaNの少なくとも1つを含むものを用いることができる。
The
半導体レーザ素子3は、例えば、発光ピーク波長が420nm〜494nmの範囲内にある青色発光のLD素子である。青色発光のLD素子としては、GaN系の半導体、例えば、GaN、InGaN、及びAlGaNの少なくとも1つを含むものを用いることができる。
The
(3)半導体レーザ素子1,2,3のサブマウント4a、4bへの搭載
ここでは、上記準備した半導体レーザ素子1,2,3をサブマウント4a、4bの上に搭載する。具体的には、GaAs系のレーザダイオードである半導体レーザ素子1は、例えば、単独でサブマウント4aの上に搭載する。また、GaN系のレーザダイオードである半導体レーザ素子2及び半導体レーザ素子3は、例えば、ツェナーダイオード等の保護素子8とともにサブマウント4bの上に搭載する。半導体レーザ素子2及び半導体レーザ素子3をそれぞれ保護素子8と並列接続することにより、ある一定以上の電圧が半導体レーザ素子2,3に印加されないようにすることができる。
このように、半導体レーザ素子1,2,3を、サブマウント4a、4bを介して凹部10rの底面に実装するか否かは任意であるが、サブマウント4a、4bを介して凹部10rの底面に実装すると、半導体レーザ素子の光出射端面における発光点から凹部10rの底面までの距離をサブマウント4a、4bの厚みの分だけ大きくすることができる。これにより、LD素子から放射された光を効率よく光反射部材60に照射することができる。各サブマウント4a、4bには配線電極が設けられており、各半導体レーザ素子はAuSn等の接合部材により各サブマウント4a、4b上に固定されている。
(3) Mounting of
In this manner, whether or not the
サブマウント4a、4bとして、例えば、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いることができる。
As the
ここで、半導体レーザ素子1を単独でサブマウント4aの上に搭載し、半導体レーザ素子2,3を保護素子8とともにサブマウント4bの上に搭載する理由は、GaAs等の結晶はGaN系の結晶に比べて結晶欠陥の少ない材料であり静電耐圧が比較的高いからである。
尚、以下の説明において、サブマウント4a、4bとサブマウント4a、4b上に搭載された半導体レーザ素子を含むものをレーザユニットという。
Here, the reason that the semiconductor laser element 1 is mounted alone on the
In the following description, a laser unit including a
(4)光反射部材6の準備
光反射部材6は、図1に示すように、例えば、3つの側面を有しその1つの側面を反射面とする略三角柱形状であり、その反射面によりレーザ光を反射してレーザ光を所定の方向に出射させる部材である。光反射部材6は、反射面に対して各半導体レーザ素子のレーザ光が所定の角度で入射されるように凹部10rの底面に設けられる。この光反射部材6を用いることにより、凹部10rの底面と平行に進行する光を凹部10rの底面と垂直な方向に方向転換することができる。これにより、各半導体レーザ素子のレーザ光の出射方向を凹部10rの底面と平行にでき、発光装置を薄型にできる。
(4) Preparation of
光反射部材6としては、母材に反射膜が形成されたもの、又は、反射膜を設けずに、母材そのものが反射率の高い金属等から形成されたものを用いることができる。母材としては、石英若しくはBK7等のガラス、Si等の比較的熱に強い材料を用いることができる。母材として金属を用いてもよい。反射膜としては、反射率の高い金属や誘電体多層膜等を用いることができる。反射膜は光反射面のみに形成されていてもよい。尚、光反射部材6は、複数の光反射部材に分離されていてもよく、例えば、半導体レーザ素子1,2,3にそれぞれ対応させて複数の光反射部材を用いてもよい。
As the
(5)透光性部材20の準備
透光性部材20は、レーザ光を透過させる透光性を有する部材であり、パッケージ10の凹部10r内に設けられた半導体レーザ素子を覆って半導体レーザ素子を気密封止するものである。透光性部材20は、下面の外周部に接合用金属膜20mが設けられており、その接合用金属膜20mがパッケージ10の凹部10rの周りに設けられた接合用金属膜10mに半田ボール15を介して接合されて、パッケージ10に固定される。透光性部材20は、例えば、ガラスに上記接合用金属膜20mが設けられたもの又はサファイアに上記接合用金属膜20mが設けられたものを用いることができる。中でもサファイアに接合用金属膜20mが設けられたものを用いることが好ましい。例えば、サファイアは、比較的強度が高く破損しにくいため、半導体レーザ素子が配置される凹部10r内の気密信頼性を高くできる。また、サファイアは熱伝導率がガラスより高いので、後に説明する仮接合工程や本接合工程時に熱が伝わりやすく、半田ボールの軟化および溶融させやすい。
(5) Preparation of
実施形態1の半導体装置の製造方法では、準備したパッケージ10に、準備したレーザユニット、光反射部材及び透光性部材20等を以下のような工程を経て組み込んで発光装置を製造する。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, a light emitting device is manufactured by incorporating the prepared laser unit, the light reflecting member, the
1.実装工程
工程では、図1に示すように、集合基板100の各パッケージ10の凹部10rの底面にそれぞれレーザユニット1u,2u,3uと光反射部材6を実装する。ここでは、例えば、各部材を以下の配置として、それぞれ実装する。半導体レーザ素子1,2,3から出射されるレーザ光が互いに平行でかつ凹部10rの底面に平行に出射されるようにレーザユニット1u,2u,3uを配置する。また、半導体レーザ素子1,2,3から出射されるレーザ光が反射面6aにより上方に反射されるように光反射部材6を配置する。尚、実装用の接合部材としては、AuSn、Ag粒子ペースト、Au粒子ペースト等を用いることができる。
1. In the mounting step, as shown in FIG. 1, the
2.ワイヤボンディング工程
ワイヤボンディング工程では、図2に示すように、レーザユニット1u,2u,3uの配線電極と凹部10r内の配線電極とをワイヤ7によって接続する。
2. Wire Bonding Step In the wire bonding step, as shown in FIG. 2, the wiring electrodes of the
3.半田ボール形成工程
半田ボール形成工程では、図3に示すように、パッケージ10上面の接合用金属膜10mの上に、例えば、AuSnからなる複数の半田ボール15を間隔を開けて並べる。この半田ボール15は、AuSn等の半田を用いる。半田ボール15は、例えば、80〜400μmの範囲の径で形成することができる。半田ボール15の径及び隣接する半田ボール15間の間隔は、後述の仮止め工程において適度の気道が確保され、本接合工程において確実に気密封止できるように適宜設定される。半田ボール15の径は、100〜200μmの範囲が好ましい。半田ボールの径が100μm未満の場合、例えば、セラミックパッケージのように接合面の平坦性が良好ではないものを接合するときに、半田ボールの体積が十分ではなく、接合面の凹凸を十分埋めることが難しい。また、半田ボールの径が200μm以上の場合、半田ボールの体積は過剰な状態であり、接合時に半田ボールが必要以上に広がってしまう。また、隣接する半田ボール15間の間隔は、100〜1000μmの範囲に設定されることが好ましい。上記範囲は、半田ボールの径に依存して決定される。半田ボールの径が上記範囲であれば、接合工程において、溶融状態となった半田ボールが過不足なく広がり効果的な接合が得られる。尚、半田ボール15の形状は、球形に限定されるものではなく、楕円球、半球形、楕円半球形であってもよい。ここで、半田ボール15の径とは、半田ボール15の最大径をいう。また、半田ボールの径が上記範囲で形成できなかった場合、同じ位置に複数の半田ボール15を重ねて形成してもよい。こうすれば、半田ボール15を所望の体積で形成することができる。よって、後述する仮止め工程において、適度に気道が確保され、本接合工程において確実に気密封止できる。その際、重なった半田ボール15の形状及び/又は径は、半田ボールが1個からなる場合と異なっていても良い。
3. Solder Ball Forming Step In the solder ball forming step, as shown in FIG. 3, a plurality of
以上の半田ボール形成工程において、半導体レーザ素子が設けられた凹部10rの周りのパッケージ10の表面に複数の半田ボール15を間隔を開けて形成する例について説明した。これに限らず、例えば上下を逆転させて、透光性部材20の外周部分に設けられた接合用金属膜20mの上に複数の半田ボールを間隔を開けて形成してもよい。この場合、後述の仮止め工程では、パッケージ10の表面に設けられた接合用金属膜10mを、軟化した状態の半田ボール15の上面に接触させて仮固定する。
In the above-described solder ball forming step, an example has been described in which a plurality of
以上のように、複数の半田ボール15は、パッケージ10の表面に形成してもよいし、透光性部材20の表面に形成してもよいが、本実施形態1では、パッケージ10及び透光性部材20のうち熱伝導率の高い方の部材に形成することが好ましい。このようにすると、以下の仮止め工程及び接合工程において半田ボール15に熱が伝わり易くなる。例えば、パッケージ10を主としてAlNセラミックスで構成し、透光性部材20を主としてサファイアで構成する場合には、パッケージ10の表面に半田ボール15を形成するようにする。
As described above, the plurality of
4.接合工程
接合工程は、(1)半田ボール15間に凹部10r内に通じる気道が形成されるように、透光性部材20の表面(下面に設けられた接合用金属膜20mの表面)を、軟化した状態の半田ボール15の上面に接触させて仮固定する仮止め工程と、(2)半田ボール15間に形成された気道を介して凹部10r内を減圧し、減圧した後に封止用気体を注入した状態で、透光性部材20とパッケージ10とを加熱して押圧する本接合工程とを含む。本接合工程では、半田ボール15を溶融して透光性部材20とパッケージ10とを接合する。
ここで、加熱して押圧するとは、加熱するタイミングと押圧するタイミングの順序を限定するものではなく、加熱した後に加熱した状態で押圧することと、押圧した後に押圧した状態で加熱することと、加熱と押圧を同時に行うことの全てを含む。
以下、接合工程についてより具体的に説明する。
4. Bonding Step The bonding step is as follows: (1) The surface of the light transmitting member 20 (the surface of the
Here, the heating and pressing does not limit the order of the timing of heating and the timing of pressing, and pressing in a heated state after heating, and heating in a pressed state after pressing, Includes all simultaneous heating and pressing.
Hereinafter, the joining step will be described more specifically.
(1)仮止め工程
仮止め工程では、透光性部材20を、透光性部材20の下面の外周に形成された接合用金属膜20mが複数の半田ボール15に対向するように位置あわせをして凹部10r上に仮止めする。仮止め工程では、例えば、半田ボールの融点未満の温度で透光性部材20を半田ボール上に押圧する。これにより容易に接合することができる。仮止め工程における接合の際、透光性部材20の加熱温度よりパッケージ10の加熱温度を低くすることが好ましい。このようにすれば、パッケージ10及びレーザユニット1u、2u、3に設けられている電極が熱ダメージによって劣化することを低減でき、レーザユニットの駆動電圧上昇を抑制することができる。また、パッケージよりも熱伝導率が低い透光性部材20の温度を短時間で高めることができる。例えば、半田ボール15として、融点が285℃のAnSnを使用した場合、透光性部材20の加熱温度を230℃〜270℃の範囲に設定し、パッケージ10の加熱温度を180℃〜220℃の範囲に設定する。熱圧着時における、加熱温度、圧力、時間等の熱圧着条件は、半田ボール15の形状及び径、隣接する半田ボール15間の間隔を考慮して適宜設定される。
(1) Temporary Fixing Step In the temporary fixing step, the
この仮止め工程は、例えば、ダイボンダー装置等を用いて、透光性部材20、必要に応じて透光性部材20とパッケージ10とを介して半田ボール15を融点未満の温度に加熱して軟化させる。これにより、半田ボール15間に前記凹部10r内に通じる気道が形成されるように、透光性部材20を軟化した状態の半田ボール15の上面に接触させて仮止めする。仮止め工程は、半田ボールが軟化した際に、隣合った半田ボール同士が接触しないように行う。これにより、確実に凹部10r内に通じる気道を確保することができる。尚、仮止め工程は、大気中で実施することができ、以下の本接合工程のように真空チャンバー中で実施する必要はない。真空チャンバー内で仮止め又は、仮止めを行わず本接合する場合と比べて、真空チャンバー外で仮止めをする場合、位置精度よく接合することができる。また、真空外で仮止めしておくことで、パッケージ10を搬送する時に透光性部材20とパッケージ10がずれることを抑制できる。
In this temporary fixing step, for example, the
(2)本接合工程
本接合工程では、まず、透光性部材20が仮止めされたパッケージ10(集合基板100)を真空チャンバーに搬入する。次に、真空チャンバー内を減圧することにより、半田ボール15間に形成された気道を介して透光性部材20で覆われた凹部10r内を減圧する。凹部10r内を減圧した後に、真空チャンバーに封止用気体を導入することにより、凹部10r内に封止用気体を注入する。そして、凹部10r内に封止用気体を注入した状態で、透光性部材20とパッケージ10とを加熱して押圧する。
この加熱・押圧は、例えば、減圧可能な真空チャンバーの中にそれぞれ加熱温度を調節できる上金型(第1押圧体)と下金型(第2押圧体)を備えたホットプレスを配置し、これを用いて、例えば以下のように行う。
(2) Main Bonding Step In the main bonding step, first, the package 10 (the collective substrate 100) on which the
For the heating and pressing, for example, a hot press having an upper mold (first pressing body) and a lower mold (second pressing body) capable of adjusting the heating temperature is arranged in a vacuum chamber capable of reducing pressure, This is used, for example, as follows.
最初に、図5に模式的に示すように、真空チャンバー内の上金型31と下金型32の間に、凹部10rの上にそれぞれ透光性部材20が載置された集合基板100を配置する。
First, as schematically shown in FIG. 5, between the
次に、半田ボール15間に形成された気道を塞がない程度に上下から上金型31と下金型32とを集合基板100に接触させる。この状態で真空チャンバー内を減圧し、減圧した後、真空チャンバー内に封止用気体を投入する。これにより、半田ボール15間に形成された気道を介して透光性部材20で覆われた凹部10r内に封止用気体が注入される。封止用気体としては、例えば、乾燥空気(ドライエア)とヘリウムガスとを含む混合気体を用いることができる。乾燥空気とヘリウムガスとを含む混合気体を用いる場合は、乾燥空気を構成する酸素及び窒素とヘリウムガスの比率は、例えば、酸素20%、窒素60%、ヘリウム20%とする。
Next, the
次に、封止用気体を注入した状態で、透光性部材20とパッケージ10とを上金型31と下金型32とによって加熱して押圧する。
この際、上金型31と下金型32とによる加熱温度は、例えば、半田ボール15が融点以上の温度になるように加熱する。加熱の際、例えば、上金型31の温度より下金型32の温度を低くして、透光性部材20の加熱温度よりもパッケージ10の加熱温度を低くすることが好ましい。すなわち、透光性部材20側に第1温度で加熱した上金型31(第1押圧体)を接触させて押圧し、パッケージ10側に第1温度よりも低い第2温度で加熱した下金型32(第2押圧体)を接触させて押圧し、これにより半田ボール15を溶融して透光性部材20とパッケージ10とを接合することが好ましい。このようにすると、パッケージ10及びレーザユニット1u、2u、3uに設けられている電極が熱ダメージによって劣化することを低減でき、レーザユニットの駆動電圧上昇を抑制することができる。
例えば、凹部10r内に半導体レーザ素子を実装する際に用いた接合部材の融点より低い温度になるように、パッケージ10を加熱して押圧することにより、半導体レーザ素子の所定の位置からの実装位置のずれを抑えることができる。
また、半導体レーザ素子が第1接合部材によりサブマウント4a、4b上に接合され、そのサブマウント4a、4bが凹部10r内に第2接合部材により実装されているような場合には、例えば、パッケージ10を第1接合部材の融点及び第2接合部材の融点より低い温度で加熱して押圧する。これにより、半導体レーザ素子の所定の位置からの実装位置のずれを抑えることができる。上記本接合工程では、例えば、上金型31(第1押圧体)の温度を280℃以上400℃以下、下金型32(第2押圧体)の温度を100℃以上200℃以下の範囲であることが好ましい。また、押圧時の荷重を1cm2あたり10N以上100N以下の範囲とすることが好ましい。
Next, with the sealing gas injected, the
At this time, the heating temperature of the
For example, the
In the case where the semiconductor laser device is bonded on the
以上の接合工程において、上金型31(第1押圧体)と透光性部材20との間に加熱温度に耐えうる耐熱性と柔軟性を有する緩衝シートを配置し、透光性部材20を緩衝シートを介して加熱して押圧することが好ましい。このようにすると、各透光性部材20に対して全体に均一に押圧することができ、それぞれ確実に気密封止することができる。気密封止されていることは例えば、ドライエアのリーク量で判断することができる。ドライエアのリーク量が10−8Pa・m3/s以下であれば十分気密封止できていると考えられる。また、緩衝シートを用いることにより、上金型31(第1押圧体)と透光性部材20の間の接触熱抵抗を低くでき、すなわち熱伝導を良好にでき、これにより、透光性部材20を効率的に加熱することができる。
ここで、緩衝シートとしては、例えば、カーボンシートを用いることができる。カーボンシートであれば、耐熱性が高くかつ広い温度範囲で柔軟性及び圧縮復元性を有するため適している。また、カーボンシートは、例えば、ゴム等の他の弾性部材に比較すると、封止用気体を汚染するガスの発生がない点でも適している。
In the above joining step, a buffer sheet having heat resistance and flexibility that can withstand the heating temperature is disposed between the upper mold 31 (first pressing body) and the
Here, for example, a carbon sheet can be used as the buffer sheet. A carbon sheet is suitable because it has high heat resistance and has flexibility and compression restorability in a wide temperature range. Further, the carbon sheet is also suitable in that, for example, there is no generation of gas contaminating the sealing gas as compared with other elastic members such as rubber.
また、以上の接合工程において、上金型31(第1押圧体)と透光性部材20との間に配置された緩衝シートに代えて、あるいはこれに加えて、下金型32(第2押圧体)とパッケージ10の間に加熱温度に耐えうる耐熱性と柔軟性を有する緩衝シートを配置するようにしてもよい。
下金型32(第2押圧体)とパッケージ10の間に緩衝シートを配置した場合には、パッケージ10の底面側の接触状態が良好になり効率的に放熱できるようになる。これにより、例えば、下金型32の加熱温度を上金型31の加熱温度より低くした場合に、上金型31側の熱を効率的に下金型側へ逃がすことができ、パッケージ10の温度上昇を抑えることができる。下金型32側の緩衝シートとしては、上金型31側の緩衝シートと同様に、カーボンシートを用いることができる。
In the above joining step, the lower mold 32 (the second mold) is used instead of or in addition to the buffer sheet disposed between the upper mold 31 (first pressing body) and the
When the buffer sheet is arranged between the lower mold 32 (second pressing body) and the
5.個片化工程
以上のようにして、集合状態で作製された発光装置を、図6に示すように、例えば、ブレイク用のブレード40を用いて素子単位に分割する。集合基板には上記したように、予め個片化用の切り込みが設けられているので、ブレイク用のブレード40を切り込みに対して押し当てることで個片化することができる。この個片化工程では、ブレイク用のブレード40をパッケージ側から押し当てる。このようにすれば、透光性部材20側からブレイク用のブレード40を押し当てる場合と比べて、透光性部材が傷つくことを抑制することができる。図7には、個片化された発光装置を示す。
以上のようにして、凹部10r内に設けられた半導体レーザ素子が透光性部材20によって気密封止された発光装置を製造することができる。
5. Individualization Step As described above, the light emitting devices manufactured in the aggregated state as described above are divided into element units using, for example, a
As described above, it is possible to manufacture a light emitting device in which the semiconductor laser element provided in the
以上のように構成された実施形態1の半導体装置の製造方法によれば、本接合工程の前に仮止め工程を設けているので、仮止め工程を真空チャンバー外で行うことができる。これにより、透光性部材とパッケージとを位置精度良く接合することができる。もし、仮止め工程を行わず、透光性部材とパッケージを真空チャンバー内で位置決めする場合、真空チャンバー内を観測するためには、真空チャンバーに設けられた観測用窓から視認する。そうすると、観察範囲が制限されるので、正確な位置を検知することが難しいことがある。また、汎用的なダイボンダー装置等を用いて容易に透光性部材を配置することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of Embodiment 1 configured as described above, the temporary fixing step is provided before the main bonding step, so that the temporary fixing step can be performed outside the vacuum chamber. Thereby, the translucent member and the package can be joined with high positional accuracy. If the translucent member and the package are positioned in a vacuum chamber without performing the temporary fixing step, the inside of the vacuum chamber is observed through an observation window provided in the vacuum chamber to observe the inside of the vacuum chamber. Then, since the observation range is limited, it may be difficult to detect an accurate position. In addition, the translucent member can be easily arranged using a general-purpose die bonder device or the like.
また、実施形態1の半導体装置の製造方法では、本接合工程において、真空チャンバー内を減圧することにより半田ボール15間に形成された気道を介して透光性部材20で覆われた凹部10r内を減圧して、減圧した後に封止用気体を注入している。これにより、この減圧を利用してパッケージ10に付着した水分や付着したガス成分を除去することが可能になる。したがって、仮止めしない場合と比較して、例えば200℃の温度で長時間加熱することにより付着した水分や付着したガス成分を除去する必要がなく、長時間の加熱による半導体レーザ素子の劣化を抑制できる。
In the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, in the final bonding step, the pressure in the vacuum chamber is reduced, so that the inside of the
また、実施形態1の半導体装置の製造方法によれば、集合基板100を用いて一括で気密封止を行うことが可能であるため、CANパッケージを用いて構成された発光装置に比較して安価に製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, since the hermetic sealing can be performed collectively using the
以上の実施形態1では、発光装置を製造する場合を例に、半導体装置の製造方法について説明した。ただし、実施形態1の半導体装置の製造方法は、発光装置の製造に限定されるものではなく、気密封止を必要とする他の半導体装置に適用することもできる。他の半導体装置に適用した場合も、上述の実施形態1の半導体装置の製造方法と同様に、透光性部材とパッケージを位置精度よく接合することができる。また、半導体装置を安価に製造することが可能になる。 In the first embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device has been described with an example of manufacturing a light emitting device. However, the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment is not limited to the method for manufacturing a light-emitting device, and can be applied to other semiconductor devices requiring hermetic sealing. Even when applied to another semiconductor device, the translucent member and the package can be joined with high positional accuracy, similarly to the method of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. Further, the semiconductor device can be manufactured at low cost.
なお、以上の実施形態1で説明した半導体装置は、例えば、配線基板、コリメートレンズ等の他の部材を含んでいてもよい。発光装置50は、例えば、以下のように透光性部材20の上にコリメートレンズ設けることにより、各半導体レーザ素子からの光を平行光にして出射させることができる。
The semiconductor device described in the first embodiment may include other members such as a wiring board and a collimator lens. The light-emitting
例えば、コリメートレンズを有する発光装置は、実施形態1の製造方法で作製された発光装置50を用いてさらに以下の工程を経て作製することができる。
For example, a light emitting device having a collimating lens can be manufactured through the following steps using the
6.配線基板実装工程
ここでは、図8に示すように、実施形態1の製造方法で作製された発光装置50のパッケージ10を配線基板110上に実装する。配線基板110は、図8に示すように、例えば、セラミックスからなり、パッケージ10を配線基板110に実装する際のアライメントマークとして機能する金属膜112が形成された基板111と、発光装置50と電気的に接続するための配線電極113と、パッケージ10の放熱面と基板111を固定するための金属膜114と、を含む。基板111は、パッケージ10と同一の材料で構成することが好ましく、例えば、パッケージ10をセラミックスで構成する場合には、同一のセラミック材料で基板111を構成する。
6. Wiring Board Mounting Step Here, as shown in FIG. 8, the
7.コリメートレンズ取り付け工程
次に、図9に示すように、透光性部材20の上に、コリメートレンズ70を取り付ける。透光性部材20の上面の四隅に接着剤90を塗布して、コリメートレンズ70を位置あわせして固定する。コリメートレンズ70は、硼珪酸ガラスなどのガラス等により構成することができる。コリメートレンズ70は、半導体レーザ素子1が出射するレーザ光を所定の方向に出射する第1レンズ部71と、半導体レーザ素子2が出射するレーザ光を所定の方向に出射する第2レンズ部72と、半導体レーザ素子3が出射するレーザ光を所定の方向に出射する第3レンズ部73とが並んで設けられている。また、非レンズ部74は第1レンズ部71と、第2レンズ部72と、第3レンズ部73とを取り囲むように設けられている。
以下のように作製されたコリメートレンズを有する発光装置は、各半導体レーザ素子からの光を平行光にして出射させることができる。
7. Next, a collimating
A light emitting device having a collimating lens manufactured as described below can emit light from each semiconductor laser element as parallel light.
また、半導体装置の製造方法は上記したものだけに限られない。真空引きを行わず気密封止を行う場合、例えば以下に示すような方法をとることができる。 Further, the method of manufacturing a semiconductor device is not limited to the above-described method. When airtight sealing is performed without performing evacuation, for example, the following method can be used.
<実施形態2>
実施形態2の半導体装置の製造方法は、パッケージの凹部内に設けられた半導体レーザ素子を前記凹部を透光性部材で覆うことにより封止することを含む半導体装置の製造方法であって、半田ボール形成工程と、接合工程とを含む。半田ボール形成工程は、半導体レーザ素子が設けられた凹部の周りのパッケージの表面、又は、該表面と対向する前記透光性部材の表面に、複数の半田ボールを間隔を開けて形成する工程である。接合工程は、封止用気体を給気する給気口及び排気する排気口を備える容器へ、パッケージ及び透光性部材をそれぞれ分離した状態で、または、半田ボール間に気道が形成されるように一体化した状態で収容し、封止用気体を容器へ供給するとともに、半田ボールが形成されたパッケージ又は透光性部材を加熱して、パッケージ及び透光性部材の少なくともいずれか一方を押圧することにより、半田ボールを溶融して透光性部材の表面とパッケージの表面とを接合する工程である。
<
The method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment is a method for manufacturing a semiconductor device including sealing a semiconductor laser element provided in a concave portion of a package by covering the concave portion with a light transmitting member. A ball forming step and a joining step are included. The solder ball forming step is a step of forming a plurality of solder balls at intervals on the surface of the package around the concave portion provided with the semiconductor laser element or on the surface of the light-transmitting member facing the surface. is there. In the joining step, the package and the translucent member are separated from each other in a container having an air supply port for supplying the sealing gas and an exhaust port for exhausting the gas, or an airway is formed between the solder balls. And a sealing gas is supplied to the container, and the package or the translucent member on which the solder balls are formed is heated to press at least one of the package and the translucent member. This is a step of melting the solder balls and joining the surface of the light transmitting member and the surface of the package.
実施形態2の半導体装置の製造方法によれば、真空チャンバーを用いないので、透光性部材とパッケージとを位置精度良く接合することができる半導体装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment, since a vacuum chamber is not used, it is possible to provide a semiconductor device capable of joining a light transmitting member and a package with high positional accuracy.
以下、実施形態2の半導体装置の製造方法について、詳細に説明する。ただし、前述の実施形態1と実質的に同一な事項については適宜省略することがある。 Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described in detail. However, items substantially the same as those in the first embodiment may be appropriately omitted.
(1)パッケージの準備
図10を用いてパッケージ10について説明する。
パッケージの準備に関して、以下に示すこと以外は実施形態1に記載した事項と実質的に同一である。
ここでは、パッケージ10を準備する。パッケージ10は予め個片化されたされたものでもよいし、複数のパッケージ10が集合状態で設けられた集合基板100でもよい。
パッケージ10は、透光性部材20を配置するための外周部10nと透光性部材20が接合される表面と半導体レーザユニットが設けられる凹部10rとを有している。外周部10nの表面は透光性部材20が接合される表面よりも高くなっている。透光性部材20が接合される表面は角部を有する形状である。凹部10rを取り囲み、透光性部材20が接合されるパッケージ表面の角部のうち、凹部10r側の角部の曲率半径は、外周部10n側の角部の曲率半径よりも大きい。
(1) Package Preparation The
Except for the following, the preparation of the package is substantially the same as that described in the first embodiment.
Here, the
The
パッケージ10の材料と透光性部材20の材料とが異なる場合、両者の線膨張係数が一致しないことがある。このような場合、両者を接合する接合材は、パッケージ10と透光性部材20の線膨張係数差に起因して熱応力を受け、損傷する可能性がある。
本実施形態2においては、図10に示すように、凹部10rを取り囲み、透光性部材20が接合されるパッケージ表面の角部のうち、凹部10r側の角部の曲率半径は、外周部10n側の角部の曲率半径よりも大きいことが好ましい。凹部の曲率を上記のような形状をすることで、パッケージ10と透光性部材20とを接合する接合材が熱応力の影響で損傷する可能性を低減できる。パッケージ全体の大きさを小さくしたいときには、外周部側の角部の形を透光性部材20の形に依存させることが好ましい。透光性部材20の角部に曲率をもたせる工程が煩雑になるような材料の場合、外周部側の曲率半径を十分大きくすることは難しい。しかしながら、凹部側の角部の曲率半径を上記のようにすることで、熱応力の集中を低減できる。このような透光性部材20としては、例えばサファイアが挙げられる。
また、上記のようなパッケージ形状をとることで、角部以外の領域と比べて半田ボールを角部へ多く配置することが可能となる。多くの半田ボール15を配置することで、パッケージ10と透光性部材20との密着性を高め、封止用気体がリークしにくくなる。
If the material of the
In the second embodiment, as shown in FIG. 10, among the corners of the package surface surrounding the
In addition, by adopting the package shape as described above, it becomes possible to arrange more solder balls in the corners than in the region other than the corners. By arranging
(2)半導体レーザ素子の準備
準備する半導体レーザ素子としては、半導体レーザ素子の材料および発光ピーク波長は実施形態1と同様のものを用いることができる。RGBの三色の半導体レーザ素子1,2,3に限られない。RGBのうちいずれか1色でもよいし、2色でもよい。また、いずれか1色を複数個備えてもよい。本実施形態2では、青色発光の半導体レーザ素子を用いる場合の形態について説明する。
(2) Preparation of Semiconductor Laser Element As the semiconductor laser element to be prepared, the same material and the same emission peak wavelength as those of the first embodiment can be used. The present invention is not limited to the
(3)半導体レーザ素子のサブマウントへの搭載及び(4)光反射部材の準備
搭載する半導体レーザ素子の数および発光色は適宜変更し、レーザユニットを形成することができるが、実施形態1において説明した事項と実質的に同一である。
(3) Mounting the semiconductor laser element on the submount and (4) Preparing the light reflecting member The number and emission color of the semiconductor laser elements to be mounted can be changed as appropriate to form a laser unit. It is substantially the same as the matter described.
(5)透光性部材の準備
図11Aを用いて透光性部材20について説明する。
透光性部材の準備に関して、以下に説明する事項以外は実施形態1において説明した事項と実質的に同一である。
青色の半導体レーザ素子3を用いる場合、図11Aに示すように、半導体装置から出射される光を白色にするために、透光性部材20は波長変換部材21をさらに備えてもよい。波長変換部材21は半導体レーザ素子3から発振したレーザ光により励起されて、レーザ光とは異なる波長の光を発光する。例えば、波長変換部材は単結晶もしくは多結晶の蛍光体、蛍光体と反射材の複合体もしくは、蛍光体の粉末と反射材とを成形して焼成した焼結体により形成することができる。蛍光体21pとしては、賦活剤をセリウムとし、母体をイットリウム・アルミニウム・ガーネット(以下、YAGと呼ぶ。)とした所謂YAG蛍光体を用いることができる。反射材21rとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、賦活剤を含まないYAG、酸化イットリウムなどを用いることができる。
(5) Preparation of Translucent Member The
The preparation of the translucent member is substantially the same as that described in the first embodiment, except for the matters described below.
When the blue
実施形態2の半導体装置の製造方法では、準備したパッケージ10に、準備したレーザユニット3u、光反射部材6及び、透光性部材20などを以下のような工程を経て組み込んで発光装置を製造する。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, a light emitting device is manufactured by incorporating the
1.実装工程、2.ワイヤボンディング工程及び3.半田ボール形成工程
実装工程、ワイヤボンディング工程及び半田ボール形成工程は実施形態1において説明した事項と実質的に同様である。半田ボール15はパッケージ10の凹部の周りの表面および該表面と対向する透光性部材20の表面のいずれに設けてもよいが、本実施形態2ではパッケージ10の凹部の周りの表面に設けた場合について説明する。
1. 1. mounting process; 2. wire bonding step and Solder Ball Forming Step The mounting step, wire bonding step, and solder ball forming step are substantially the same as those described in the first embodiment. The
4.接合工程
実施形態2における接合工程では、溶融した半田ボールにより、透光性部材の表面とパッケージの表面を接合する。このとき封止用気体を給気する給気口及び排気する排気口を備える容器へ、パッケージ及び透光性部材をそれぞれ分離した状態で、または、半田ボール間に気道が形成されるように一体化した状態で収容し、封止用気体を容器へ供給するとともに、半田ボールが形成されたパッケージ又は透光性部材を加熱して、パッケージ及び透光性部材の少なくともいずれか一方を押圧する。
ここで、「それぞれ分離した状態で収容する」とは、パッケージと透光性部材とを同時に収容する場合と、異なるタイミングで収容する場合とを全て含む。また、異なるタイミングで収容する場合はパッケージと透光性部材とのいずれを先に収容してもよい。
また、半田ボールが形成されたパッケージ又は透光性部材を加熱することと、パッケージ及び透光性部材の少なくともいずれか一方を押圧することの順序はいずれが先でもよい。
4. Bonding Step In the bonding step in the second embodiment, the surface of the light transmitting member and the surface of the package are bonded by the molten solder ball. At this time, the package and the translucent member are integrated into a container having an air supply port for supplying the sealing gas and an exhaust port for discharging the gas so that an airway is formed between the solder balls. The package and the light transmitting member are heated while the package or the light transmitting member on which the solder balls are formed is pressed, and at least one of the package and the light transmitting member is pressed.
Here, the phrase “accommodating in a separated state” includes all cases of accommodating the package and the translucent member at the same time and cases of accommodating them at different timings. In the case of housing at different timings, either the package or the light transmitting member may be housed first.
In addition, the order of heating the package or the translucent member on which the solder balls are formed and pressing at least one of the package and the translucent member may be first.
以下、図12A及び図12Bを用いて接合工程を説明する。
まず、少なくとも給気口123in及び排気口123outを備える容器を、ヒータを備えるステージ122上へ配置する。容器120とステージ122は一体的に形成されていてもよく、この場合はこれらの部材をまとめて1つの容器と見做すことができる。
封止用気体はガスライン123で供給され、給気口123inから容器120の内部へ導入される。この容器120は排気口123outを備えているので、これを通じて封止用気体は容器外へ排気される。そのとき、もともと容器内に満たされていた水分を含む気体も排気される。これにより、容器120内を乾燥した気体で満たした状態で、すなわち、パッケージ10の凹部10r内を乾燥した気体で満たした状態で、パッケージを透光性部材で気密封止することができる。その結果、水分を含んだ気体を含んで封止される場合と比べて、半導体装置の露点が下がる。
封止用気体はパッケージ10を容器120内へ導入する前から接合工程が終了するまで供給し続けることが好ましい。これにより、容器120内の雰囲気をより確実に封止用気体に置換することができる。
封止用気体の流量は、5リットル毎分以上であることが好ましい。容器120内の気体を十分置換することができ、半導体装置の露点が下がる。また、封止用気体の温度の上限は、半田ボール15の融点未満であればよい。例えば、半田ボール15の材料がAuSnである場合は、封止用気体の温度は、280℃以下とする。
封止用気体は実施形態1と同様に乾燥空気とヘリウムガスとを含む混合気体を用いることができる。
Hereinafter, the bonding process will be described with reference to FIGS. 12A and 12B.
First, a container having at least the supply port 123in and the exhaust port 123out is arranged on the
The sealing gas is supplied through the
It is preferable that the sealing gas be continuously supplied before the
The flow rate of the sealing gas is preferably 5 liters per minute or more. The gas in the
As in the first embodiment, a mixed gas containing dry air and helium gas can be used as the sealing gas.
また、ステージ122の温度は半田ボール15の融点より低く、かつ、半田ボール15の融点近傍まで温めておくことが好ましい。融点との温度差が、例えば30℃以下となるまで温めておく。好ましくは20℃以下であり、さらに好ましくは10℃以下である。ステージ122を予め加熱しておくことで、半田ボール15が形成されたパッケージ10をステージ122上へ配置した際に、パッケージ10を配置してから加熱する場合と比べてパッケージ10の温度が短時間で半田ボール15の融点以上に到達できる。結果として、リードタイムを短縮することができる。
Further, it is preferable that the temperature of the
次に、半田ボール15が形成されたパッケージ10と透光性部材20とを容器120内へそれぞれ収容する。図12Bに示すように、押圧体124を用いて透光性部材20を加圧することにより、パッケージ10の表面と透光性部材20の表面が半田ボール15を介して接合される。ただし、パッケージ10と透光性部材20は封止用気体を容器120内に供給する前に収容してもよいし、供給した後で収容してもよい。また、透光性部材20は押圧体124に取り付けた状態で容器120内に導入し、パッケージ10と接合してもよい。押圧体124が加える荷重は1N以上、200N以下であることが好ましい。さらに好ましくは、1N以上100N以下である。容器内は封止用気体で満たされているために、透光性部材20をパッケージ10上に載せただけでは半田ボール15は十分広がらない可能性がある。上記程度の荷重を加えることで、接合に十分な範囲まで広げることができる。
Next, the
以上の接合工程において、凹部10rを取り囲み、透光性部材20が接合されるパッケージ表面に複数の半田ボール15を間隔を開けて形成する例について説明した。これに限らず、例えば透光性部材20の外周部分に設けられた接合用金属膜20mの上に複数の半田ボールを間隔を開けて形成してもよい。この場合は、透光性部材20をステージ122へ配置し、押圧体124を用いてパッケージ10を加圧することにより接合することが考えられる。
In the above joining step, an example has been described in which the plurality of
5.個片化工程
個片化工程は、パッケージ準備工程において集合基板100を準備した場合に実施する工程である。例えば、実施形態1のように行う。接合工程よりも前にすでに個片化されている場合は、ここで個片化工程を行わなくてよい。
5. Individualization Step The individualization step is a step performed when the
以上のように構成された実施形態2の半導体装置の製造方法によれば、真空チャンバーを用いないので、透光性部材とパッケージとを位置精度良く接合することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of
また、実施形態2の半導体装置の製造方法によれば、容器内部の雰囲気を封止用気体で置換することで、真空引きを行わない状態においても半導体装置内に含まれる水分量を低減した状態で発光装置と透光性部材とを気密封止することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the second embodiment, the atmosphere inside the container is replaced with a sealing gas to reduce the amount of moisture contained in the semiconductor device even without vacuuming. Thus, the light emitting device and the light transmitting member can be hermetically sealed.
図11Bはパッケージ10と波長変換部材21を備えた透光性部材20を接合した発光装置50の上面図である。半導体レーザから発振されたレーザ光は光反射部材6により立ち上げられ、波長変換部材21の蛍光体21pを経て白色光となり,発光装置の外へ取り出される。
FIG. 11B is a top view of the
1,2,3 半導体レーザ素子
1u,2u,3u レーザユニット
4a,4b サブマウント
6 光反射部材
6a 反射面
7 ワイヤ
8 保護素子
10 パッケージ
10m,20m 接合用金属膜
10n 外周部
10r 凹部
15 半田ボール
15a 接合材
20 透光性部材
21 波長変換部材
21r 反射材
21p 蛍光体
31 上金型
32 下金型
50 発光装置
70 コリメートレンズ
71 第1レンズ部
72 第2レンズ部
73 第3レンズ部
74 非レンズ部
90 接着剤
100 集合基板
110 配線基板
111 基板
112 金属膜
113 配線電極
114 金属膜
120 容器
122 ステージ
123 ガスライン
123in 給気口
123 out 排気口
124 押圧体
1, 2, 3
Claims (14)
前記半導体レーザ素子が設けられた凹部の周りの前記パッケージの表面、又は該表面に対向する前記透光性部材の表面に、複数の半田ボールを間隔を開けて形成する半田ボール形成工程と、
前記透光性部材の表面又は前記パッケージの表面を、半田ボール間に前記凹部内に通じる気道が形成されるように、軟化した状態の半田ボールの上面に接触させて仮固定する仮止め工程と、
前記気道を介して前記凹部内を減圧し、減圧した後に封止用気体を注入した状態で、前記透光性部材と前記パッケージとを加熱して押圧することにより前記半田ボールを溶融して前記透光性部材と前記パッケージとを接合する接合工程と、を含む半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising sealing a semiconductor laser element provided in a concave portion of a package by covering the concave portion with a translucent member,
A solder ball forming step of forming a plurality of solder balls at intervals on the surface of the package around the recess provided with the semiconductor laser element, or on the surface of the translucent member facing the surface,
A temporary fixing step of temporarily fixing the surface of the translucent member or the surface of the package in contact with the upper surface of the softened solder ball so that an airway communicating with the inside of the concave portion is formed between the solder balls; ,
The inside of the recess is depressurized through the airway, and in a state where the sealing gas is injected after the depressurization, the solder ball is melted by heating and pressing the translucent member and the package. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a bonding step of bonding a light transmitting member and the package.
前記接合工程において、前記パッケージを前記第1接合部材の融点より低い温度で加熱して押圧する請求項1〜10のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。 Before the solder ball forming step, the method includes an element mounting step of mounting the semiconductor laser element in the recess by a first bonding member,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the bonding step, the package is heated and pressed at a temperature lower than a melting point of the first bonding member.
前記接合工程において、前記パッケージを前記第1接合部材の融点及び前記第1接合部材の融点より低い温度で加熱して押圧する請求項11に記載の半導体装置の製造方法。 In the element mounting step, a first mounting step of bonding the semiconductor laser element on a submount by the first bonding member and a submount in which the semiconductor laser element is bonded are mounted in the recess by a second bonding member. Including a second mounting step,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the bonding step, the package is heated and pressed at a temperature lower than a melting point of the first bonding member and a melting point of the first bonding member.
前記半導体レーザ素子が設けられた凹部の周りの前記パッケージの表面、又は該表面に対向する前記透光性部材の表面に、複数の半田ボールを間隔を開けて形成する半田ボール形成工程と、
封止用気体を給気する給気口及び排気する排気口を備える容器へ、前記パッケージ及び前記透光性部材をそれぞれ分離した状態で、または、前記半田ボール間に気道が形成されるように一体化した状態で収容し、前記封止用気体を前記容器へ供給するとともに、前記半田ボールが形成された前記パッケージ又は前記透光性部材を加熱して、前記パッケージ及び前記透光性部材の少なくともいずれか一方を押圧することにより、前記半田ボールを溶融して前記透光性部材の表面と前記パッケージの表面とを接合する接合工程と、を含む半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising sealing a semiconductor laser element provided in a concave portion of a package by covering the concave portion with a translucent member,
A solder ball forming step of forming a plurality of solder balls at intervals on the surface of the package around the recess provided with the semiconductor laser element, or on the surface of the translucent member facing the surface,
In a container having an air supply port for supplying a sealing gas and an exhaust port for exhausting the air, in a state where the package and the translucent member are separated from each other, or such that an airway is formed between the solder balls. While housed in an integrated state, the sealing gas is supplied to the container, and the package or the translucent member on which the solder balls are formed is heated, and the package and the translucent member are heated. A bonding step of melting at least one of the solder balls to bond the surface of the translucent member and the surface of the package by pressing at least one of them.
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