JP2542746B2 - レ―ザダイオ―ド - Google Patents
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- laser diode
- submount
- silicon
- resin
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
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- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトディスク、
ビデオディスク、光磁気ディスク、追記型光ディスク等
に用いられる光ピックアップの光源、或いはレーザビー
ムプリンタ、センサ、光通信素子等の光源として幅広く
使用されるレーザダイオードに関する。
ビデオディスク、光磁気ディスク、追記型光ディスク等
に用いられる光ピックアップの光源、或いはレーザビー
ムプリンタ、センサ、光通信素子等の光源として幅広く
使用されるレーザダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にレーザダイオード（以下、ＬＤと
略す）は、サブマウントであるシリコン基台上にレーザ
ダイオードチップ（以下、ＬＤチップと略す）をダイボ
ンディングしたものを、乾燥させた不活性ガスを入れた
キャンパッケージ内に封入してなるものである。キャン
パッケージにはＬＤチップからのレーザ発光をパッケー
ジ外部に取り出すためのガラス窓が設けられている。
略す）は、サブマウントであるシリコン基台上にレーザ
ダイオードチップ（以下、ＬＤチップと略す）をダイボ
ンディングしたものを、乾燥させた不活性ガスを入れた
キャンパッケージ内に封入してなるものである。キャン
パッケージにはＬＤチップからのレーザ発光をパッケー
ジ外部に取り出すためのガラス窓が設けられている。
【０００３】ところで、上記の如きＬＤでは、ＬＤチッ
プの大きさは約２５０μｍ角で、基台は約１mm角である
のに比べ、パッケージの大きさは直径５．６〜９mm程も
あるため、１つの電子部品としての占有スペースが大き
く、しかもコスト高である。加えて、各種機器において
光源であるＬＤの位置を調整する場合、パッケージの外
側にパッケージよりも更に大きな調整機構のスペースを
必要とする。これら大きなスペースの必要性は昨今の各
種機器に求められる小型化・軽量化の動向に向いていな
い。
プの大きさは約２５０μｍ角で、基台は約１mm角である
のに比べ、パッケージの大きさは直径５．６〜９mm程も
あるため、１つの電子部品としての占有スペースが大き
く、しかもコスト高である。加えて、各種機器において
光源であるＬＤの位置を調整する場合、パッケージの外
側にパッケージよりも更に大きな調整機構のスペースを
必要とする。これら大きなスペースの必要性は昨今の各
種機器に求められる小型化・軽量化の動向に向いていな
い。
【０００４】このため、ＬＤチップをベアチップ実装で
使用する要求がある。このベアチップ実装したＬＤとし
ては、ユニットタイプのものがある。従来のユニットタ
イプのＬＤの縦断面図を図４に、参考として外観斜視図
を図２に示す。このユニットタイプのＬＤ２１では、ア
ルミニウム板からなる基板（基台）２上にサブマウント
３を介してＬＤチップ９をダイボンディングしてなるも
のである。ＬＤチップ９の構成材料としてはGaAsが多用
されている。又、サブマウント３にはモニタ素子７とし
てのホトダイオードが作製されている。
使用する要求がある。このベアチップ実装したＬＤとし
ては、ユニットタイプのものがある。従来のユニットタ
イプのＬＤの縦断面図を図４に、参考として外観斜視図
を図２に示す。このユニットタイプのＬＤ２１では、ア
ルミニウム板からなる基板（基台）２上にサブマウント
３を介してＬＤチップ９をダイボンディングしてなるも
のである。ＬＤチップ９の構成材料としてはGaAsが多用
されている。又、サブマウント３にはモニタ素子７とし
てのホトダイオードが作製されている。
【０００５】モニタ素子７は、ＬＤチップ９の後方劈開
面９ｂから出射するレーザ光を受光する。モニタ素子７
の受光電流（モニタ電流）に基づいてＡＰＣ回路によ
り、ＬＤチップ９のレーザ光出力が所定の値になるよう
に駆動電流が制御される。サブマウント３上には、ＬＤ
チップ９やモニタ素子７に導通するアルミ配線５、６が
形成されており、これらアルミ配線６、５はフレキシブ
ル回路１４上のリード１４ａ、１４ｂとワイヤＷ1 、Ｗ
2 によって各々ワイヤボンディングされている。なお、
後方劈開面９ｂとモニタ素子７には、アルミナ粒含有シ
リコン樹脂１２が施されている。
面９ｂから出射するレーザ光を受光する。モニタ素子７
の受光電流（モニタ電流）に基づいてＡＰＣ回路によ
り、ＬＤチップ９のレーザ光出力が所定の値になるよう
に駆動電流が制御される。サブマウント３上には、ＬＤ
チップ９やモニタ素子７に導通するアルミ配線５、６が
形成されており、これらアルミ配線６、５はフレキシブ
ル回路１４上のリード１４ａ、１４ｂとワイヤＷ1 、Ｗ
2 によって各々ワイヤボンディングされている。なお、
後方劈開面９ｂとモニタ素子７には、アルミナ粒含有シ
リコン樹脂１２が施されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかるベアチップ実装
したＬＤでは、ＬＤチップ９の耐湿性の対策を十分に施
しておかなければ実環境の使用条件に耐えられない。そ
こで、耐湿性付与のためと、GaAsを用いたＬＤチップ９
は応力に弱く、これの表面安定化（パッシベーション）
を図るために、ＬＤチップ９を含む全体が透明のシリコ
ン樹脂１３で被覆・封止されている。しかしながら、シ
リコン樹脂は若干の吸水性・透水性を有しており、長時
間の耐湿加速試験に耐えられず、実用には難点がある。
したＬＤでは、ＬＤチップ９の耐湿性の対策を十分に施
しておかなければ実環境の使用条件に耐えられない。そ
こで、耐湿性付与のためと、GaAsを用いたＬＤチップ９
は応力に弱く、これの表面安定化（パッシベーション）
を図るために、ＬＤチップ９を含む全体が透明のシリコ
ン樹脂１３で被覆・封止されている。しかしながら、シ
リコン樹脂は若干の吸水性・透水性を有しており、長時
間の耐湿加速試験に耐えられず、実用には難点がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、長時間にわたっ
て優秀な耐湿性を保有するレーザダイオードを提供する
ことにある。
て優秀な耐湿性を保有するレーザダイオードを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザダイオー
ドは、基台上にサブマウントを介してレーザダイオード
チップをボンディングし、このレーザダイオードチップ
からのレーザ光の固体導波路としてのシリコン樹脂を設
け、レーザダイオードチップ及びシリコン樹脂を透明シ
リコン樹脂で封止してなるレーザダイオードにおいて、
前記透明シリコン樹脂上にシリコンゴム層を設けてなる
ものである。このレーザダイオードでは、シリコン樹
脂、透明シリコン樹脂及びシリコンゴム層の３層構造と
なっているため、レーザダイオードの耐湿性が長時間保
持され、前記目的が達成される。
ドは、基台上にサブマウントを介してレーザダイオード
チップをボンディングし、このレーザダイオードチップ
からのレーザ光の固体導波路としてのシリコン樹脂を設
け、レーザダイオードチップ及びシリコン樹脂を透明シ
リコン樹脂で封止してなるレーザダイオードにおいて、
前記透明シリコン樹脂上にシリコンゴム層を設けてなる
ものである。このレーザダイオードでは、シリコン樹
脂、透明シリコン樹脂及びシリコンゴム層の３層構造と
なっているため、レーザダイオードの耐湿性が長時間保
持され、前記目的が達成される。
【０００９】本発明のＬＤに用いるシリコンゴムは、一
般に透明のシリコン樹脂とは異なり、不透明で光透過性
ではないため、ＬＤ等の発光素子のパッシベーションに
は直接使用することができない。しかし、吸水率・透水
率がシリコン樹脂に比べて遙に低いので、まずＬＤチッ
プ等を光透過性のシリコン樹脂で封止して、ＬＤチップ
からのレーザ光の出射方向を確保した上で、更に透明シ
リコン樹脂上にシリコンゴムからなる層を設ければ、十
分な耐湿性をＬＤに付与することが可能となる訳であ
る。
般に透明のシリコン樹脂とは異なり、不透明で光透過性
ではないため、ＬＤ等の発光素子のパッシベーションに
は直接使用することができない。しかし、吸水率・透水
率がシリコン樹脂に比べて遙に低いので、まずＬＤチッ
プ等を光透過性のシリコン樹脂で封止して、ＬＤチップ
からのレーザ光の出射方向を確保した上で、更に透明シ
リコン樹脂上にシリコンゴムからなる層を設ければ、十
分な耐湿性をＬＤに付与することが可能となる訳であ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明のレーザダイオードを実施例に
基づいて説明する。図１にその一実施例の縦断面図を、
図２に外観斜視図を示す。図１及び図２から分かるよう
に本実施例のＬＤの構造はシリコンゴム層以外に関して
は図４に示す従来例のものと同一である。但し、図２に
はシリコン樹脂やシリコンゴム層は示していない。
基づいて説明する。図１にその一実施例の縦断面図を、
図２に外観斜視図を示す。図１及び図２から分かるよう
に本実施例のＬＤの構造はシリコンゴム層以外に関して
は図４に示す従来例のものと同一である。但し、図２に
はシリコン樹脂やシリコンゴム層は示していない。
【００１１】基板２は、アルミニウム板の表面にニッケ
ルメッキ及び金メッキを施したものである。基板２の前
方中央部よりやや前進した位置には、サブマウント３が
インジウム等の接続材料により載置固定される。サブマ
ウント３は、シリコン製の矩形板材により基本的に構成
され、その表面には二酸化シリコン皮膜４を介して、Ｌ
Ｄチップ９に電力を供給するためのアルミニウム配線
５、後述するモニタ素子７の作動によりサブマウント３
に生じた電流を取り出すためのアルミニウム配線６が形
成される。
ルメッキ及び金メッキを施したものである。基板２の前
方中央部よりやや前進した位置には、サブマウント３が
インジウム等の接続材料により載置固定される。サブマ
ウント３は、シリコン製の矩形板材により基本的に構成
され、その表面には二酸化シリコン皮膜４を介して、Ｌ
Ｄチップ９に電力を供給するためのアルミニウム配線
５、後述するモニタ素子７の作動によりサブマウント３
に生じた電流を取り出すためのアルミニウム配線６が形
成される。
【００１２】サブマウント３上における前方中央部に
は、アルミニウム配線５が延在してボンディング面を形
成しており、このボンディング面上にＬＤチップ９が導
電性ロウ材によってダイボンディングされる。この時、
ＬＤチップ９の２つの劈開面９ａ、９ｂは、それぞれサ
ブマウント３の前後方向を向くように位置決めされる。
一方、サブマウント３の表面中央部、即ちＬＤチップ９
の後方劈開面９ｂと隣接する領域には、サブマウント３
表面からｐ型不純物を拡散させてｐｎ接合を形成したホ
トダイオード素子が一体に作製され、この素子がモニタ
素子７として機能する。このモニタ素子７には、アルミ
ニウム配線６が連結されている。
は、アルミニウム配線５が延在してボンディング面を形
成しており、このボンディング面上にＬＤチップ９が導
電性ロウ材によってダイボンディングされる。この時、
ＬＤチップ９の２つの劈開面９ａ、９ｂは、それぞれサ
ブマウント３の前後方向を向くように位置決めされる。
一方、サブマウント３の表面中央部、即ちＬＤチップ９
の後方劈開面９ｂと隣接する領域には、サブマウント３
表面からｐ型不純物を拡散させてｐｎ接合を形成したホ
トダイオード素子が一体に作製され、この素子がモニタ
素子７として機能する。このモニタ素子７には、アルミ
ニウム配線６が連結されている。
【００１３】アルミニウム配線６、５は、基板２上に接
続するフレキシブル回路１４上の対応するリード１４
ａ、１４ｂにワイヤＷ1 、Ｗ2 によって各々ワイヤボン
ディングされている。又、ＬＤチップ９の負極は、サブ
マウント３上の二酸化シリコン皮膜４を一部除去して内
部導通させたパッド８に、ワイヤＷ4 でワイヤボンディ
ングすることにより基板２に電気的に接続される。更に
基板２は、フレキシブル回路１４のリード１４ｃとワイ
ヤＷ3 によりワイヤボンディングされる。ＬＤチップ９
の前方の基板２上には、ガラス又はプラスチックよりな
る透明板１１が配置される。
続するフレキシブル回路１４上の対応するリード１４
ａ、１４ｂにワイヤＷ1 、Ｗ2 によって各々ワイヤボン
ディングされている。又、ＬＤチップ９の負極は、サブ
マウント３上の二酸化シリコン皮膜４を一部除去して内
部導通させたパッド８に、ワイヤＷ4 でワイヤボンディ
ングすることにより基板２に電気的に接続される。更に
基板２は、フレキシブル回路１４のリード１４ｃとワイ
ヤＷ3 によりワイヤボンディングされる。ＬＤチップ９
の前方の基板２上には、ガラス又はプラスチックよりな
る透明板１１が配置される。
【００１４】ここで、ＬＤチップ９の後方劈開面９ｂと
モニタ素子７にアルミナ粒含有シリコン樹脂１２を塗布
し、恒温槽でキュアを行う。これにより、シリコン樹脂
１２は後方劈開面９ｂとモニタ素子７を結ぶ固体導波路
１２ａを構成する。即ち、後方劈開面９ｂからのレーザ
光は固体導波路１２ａ内に散乱して閉じ込められ、モニ
タ素子７に取り入れられる。
モニタ素子７にアルミナ粒含有シリコン樹脂１２を塗布
し、恒温槽でキュアを行う。これにより、シリコン樹脂
１２は後方劈開面９ｂとモニタ素子７を結ぶ固体導波路
１２ａを構成する。即ち、後方劈開面９ｂからのレーザ
光は固体導波路１２ａ内に散乱して閉じ込められ、モニ
タ素子７に取り入れられる。
【００１５】次に、ＬＤチップ９を含む全体に透明のシ
リコン樹脂１３を塗布し、同様にキュアを行う。シリコ
ン樹脂１３で全体が封止された後に、シリコン樹脂１３
上にシリコンゴムを塗布し、室温にて乾燥・固化させて
シリコンゴム層１５とする。シリコンゴム層１５は不透
明であるが、図１から分かるようにレーザ光の前方進路
にゴム層１５は存在せず、レーザ光の出射は妨害され
ず、高度の耐湿性がもたらされる。
リコン樹脂１３を塗布し、同様にキュアを行う。シリコ
ン樹脂１３で全体が封止された後に、シリコン樹脂１３
上にシリコンゴムを塗布し、室温にて乾燥・固化させて
シリコンゴム層１５とする。シリコンゴム層１５は不透
明であるが、図１から分かるようにレーザ光の前方進路
にゴム層１５は存在せず、レーザ光の出射は妨害され
ず、高度の耐湿性がもたらされる。
【００１６】本実施例のＬＤ１では、前方劈開面９ａか
ら発したレーザ光は、シリコン樹脂１３、透明板１１を
透過して、透明板１１の平坦な前面１１ａより前方に出
射する。なお、透明板１１に光反射防止のためのＡＲコ
ートを施しておくと一層好ましい。又、後方劈開面９ｂ
より出射したレーザ光は、固体導波路１２ａ中を進行
し、シリコン樹脂１２中のアルミナ粒で散乱されてモニ
タ素子７に受光される。
ら発したレーザ光は、シリコン樹脂１３、透明板１１を
透過して、透明板１１の平坦な前面１１ａより前方に出
射する。なお、透明板１１に光反射防止のためのＡＲコ
ートを施しておくと一層好ましい。又、後方劈開面９ｂ
より出射したレーザ光は、固体導波路１２ａ中を進行
し、シリコン樹脂１２中のアルミナ粒で散乱されてモニ
タ素子７に受光される。
【００１７】本発明のＬＤが従来のＬＤに比較して如何
に耐湿性に秀でているかということを明確にするため
に、耐湿性の試験結果をグラフで示す図３を参照して説
明する。図３は、実施例及び従来例の各ＬＤにおける封
止樹脂（実施例ではシリコンゴム層、従来例ではシリコ
ン樹脂）の吸湿率（％）と時間（hours ）との関係を示
すものである。但し、耐湿性試験は温度８５℃、相対湿
度８５％の条件下で行い、時間経過に伴って、厚さ１mm
のシリコン樹脂上に設けた厚さ０．３mmのシリコンゴム
層（実施例）からと、厚さ１mmのシリコン樹脂（従来
例）から、それぞれ内部のＬＤチップまで水が到達する
程度を吸湿率（％）で示した。
に耐湿性に秀でているかということを明確にするため
に、耐湿性の試験結果をグラフで示す図３を参照して説
明する。図３は、実施例及び従来例の各ＬＤにおける封
止樹脂（実施例ではシリコンゴム層、従来例ではシリコ
ン樹脂）の吸湿率（％）と時間（hours ）との関係を示
すものである。但し、耐湿性試験は温度８５℃、相対湿
度８５％の条件下で行い、時間経過に伴って、厚さ１mm
のシリコン樹脂上に設けた厚さ０．３mmのシリコンゴム
層（実施例）からと、厚さ１mmのシリコン樹脂（従来
例）から、それぞれ内部のＬＤチップまで水が到達する
程度を吸湿率（％）で示した。
【００１８】この図３から明らかなように、水がＬＤチ
ップに到達した時の吸湿率Ｘにおける時間が、従来例で
は約２０００時間であるのに対し、実施例では約５００
０時間であり、耐湿性が２．５倍以上に向上したことが
理解される。上記実施例のＬＤは、ユニットタイプのも
のであるが、カンシールタイプのものでもシリコンゴム
層により前記と同等の耐湿性を与えることができる。
又、基板の前方に設けた透明板は不可欠なものではな
く、レーザ光を前方劈開面から透明板を介さずに直接出
射させてもよい。
ップに到達した時の吸湿率Ｘにおける時間が、従来例で
は約２０００時間であるのに対し、実施例では約５００
０時間であり、耐湿性が２．５倍以上に向上したことが
理解される。上記実施例のＬＤは、ユニットタイプのも
のであるが、カンシールタイプのものでもシリコンゴム
層により前記と同等の耐湿性を与えることができる。
又、基板の前方に設けた透明板は不可欠なものではな
く、レーザ光を前方劈開面から透明板を介さずに直接出
射させてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明のレーザダイオードは、以上説明
したようにシリコン樹脂（固体導波路）＋透明シリコン
樹脂＋シリコンゴム層の３層構造としてあるから、透明
シリコン樹脂でＬＤチップからの出射レーザ光の進路を
光吸収性なく確保すると共に、パッシベーションを図
り、更にシリコンゴム層により一層長時間にわたって耐
湿性が維持される。
したようにシリコン樹脂（固体導波路）＋透明シリコン
樹脂＋シリコンゴム層の３層構造としてあるから、透明
シリコン樹脂でＬＤチップからの出射レーザ光の進路を
光吸収性なく確保すると共に、パッシベーションを図
り、更にシリコンゴム層により一層長時間にわたって耐
湿性が維持される。
【図１】本発明のＬＤの一実施例を示す中央縦断面図で
ある。
ある。
【図２】図１に示すＬＤの外観斜視図である。
【図３】本発明と従来との各ＬＤにおける時間と封止樹
脂の吸湿率との関係を示すグラフである。
脂の吸湿率との関係を示すグラフである。
【図４】従来のＬＤ例を示す中央縦断面図である。
１ ＬＤ ２ 基板 ３ サブマウント ９ ＬＤチップ １３ シリコン樹脂 １５ シリコンゴム層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 直史 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム 株式会社内 (72)発明者 久保 渉 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム 株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−209785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−84845（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−131160（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】基台上にサブマウントを介してレーザダイ
オードチップをボンディングし、このレーザダイオード
チップからのレーザ光の固体導波路としてのシリコン樹
脂を設け、レーザダイオードチップ及びシリコン樹脂を
透明シリコン樹脂で封止してなるレーザダイオードにお
いて、前記透明 シリコン樹脂上にシリコンゴム層を設けてなる
ことを特徴とするレーザダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037148A JP2542746B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | レ―ザダイオ―ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037148A JP2542746B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | レ―ザダイオ―ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275481A JPH04275481A (ja) | 1992-10-01 |
| JP2542746B2 true JP2542746B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=12489529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037148A Expired - Lifetime JP2542746B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | レ―ザダイオ―ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542746B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7820462B2 (en) * | 2003-07-24 | 2010-10-26 | Reflex Photonics Inc. | Encapsulated optical package |
| JP2006303384A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 光半導体素子用ステム及び光半導体装置 |
| DE102022106941A1 (de) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | Ams-Osram International Gmbh | Optoelektronisches halbleiterlaserbauelement |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131160U (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-03 | 三菱電機株式会社 | 混成集積回路装置 |
| JPS6084845A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 封止半導体装置 |
| JPH02209785A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Sony Corp | 光半導体装置 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3037148A patent/JP2542746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04275481A (ja) | 1992-10-01 |
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