JP4567162B2

JP4567162B2 - Cap for optical semiconductor device and optical semiconductor device using the same

Info

Publication number: JP4567162B2
Application number: JP2000260218A
Authority: JP
Inventors: 光男石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: JP2002076494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光半導体装置用キャップとこれを用いた光半導体装置に関するもので、特に露点上昇を防止する光半導体装置用キャップの構造とこれを用いた光半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザの応用範囲の広がりに伴って、半導体レーザの使用環境が厳しくなってきている。例えば、温度８５℃、湿度８５％の高温・高湿での厳しい環境に放置される場合もある。そのため半導体レーザ装置は−４０℃〜＋８５℃でのデバイスの信頼性の保証が要求される。
そこで上記のような高温・高湿での環境下にも耐えられるように、金属キャップに工夫が施されてきた。
【０００３】
図５は従来の半導体レーザ装置用キャップの断面図である。
図５において、１００はキャップ、１０２は金属キャン、１０４は窓ガラス、１０６は低融点ガラス（以下、ＬＴＧという）で主成分はＰｂＯである。１０８は導電性材料、１１０はＮｉメッキである。
取付基板（図示せず）の上に実装されたレーザダイオードチップ（図示せず、以下、ＬＤチップという）に、このキャップ１００を被せることにより、レーザチップを封入し、耐環境性を高めている。
【０００４】
キャップ１００に使用されている、窓ガラス１０４と金属キャン１０２を接着するためのＬＴＧ１０６は脆く壊れやすく、また吸湿性が高いので水分と反応してＬＴＧ１０６の主成分であるＰｂＯのＰｂが溶け出し、窓ガラス１０４の外表面に付着することがあり、これらの問題を解決するために、例えば上記の従来例の特開平８−２５０６１６号公報に記載されているように、窓ガラス１０４と金属キャン１０２を接着しているＬＴＧ１０６の外表面に導電性材料を被覆しさらにその上にＮｉメッキを行なっている。
【０００５】
ＬＤチップを取付基板に実装した後、上記のようなキャップ１００が取付基板に溶接され、ＬＤチップは密封されるので、ＬＴＧ１０６の外表面に導電性材料を被覆しさらにその上にＮｉメッキを施したことと合わせて、外部からの保護と外気からの水分の浸入が防止され、取付基板により封止されたキャップ１００の内部は湿度の低い環境が保たれ、外部原因による信頼性の劣化が防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャップ１００を取付基板に溶接する際やＬＤチップのダイボンド、またワイヤボンド時などの組立時に大なり小なり熱応力が発生する。
この熱応力を除去するために、キャップ１００の溶接後にアニールのために高温保存を行なう。
キャップ１００のＬＴＧ１０６が湿気を含んだまま、キャップ１００を溶接すると、アニールのために高温保存の際にＬＴＧ１０６から水分が放出されて、密封されているキャップ１００内部の露点が上昇し、常温に戻したときにキャップ１００内部で結露する。
【０００７】
このためＬＴＧ１０６の結露によるＰｂＯのＰｂの溶出が原因の窓ガラス１０４の汚染や、結露による窓ガラス１０４の曇りなどによりレーザ装置の光学特性が劣化したり、さらにはキャップ１００内部の水分がＬＤチップに吸着し電気的特性が劣化するなどの問題が生じる場合があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、この発明の第１の目的は、キャップを溶接した後露点上昇が生じないキャップを提供することであり、第二の目的はキャップ内の露点上昇を抑制することにより、光学的特性は電気的特性の劣化が少なく信頼性の高い光半導体装置を提供することである。
【０００８】
なお、上述した公知文献に加えて、気密性に優れた光透過窓を備えた半導体用パッケージに関して、特開平８−２４１９３３号公報がある。これは、パッケージ本体と窓材の材料選択の自由度を高め、気密性の優れた透過窓構造にするために、窓材とパッケージ本体との間に金属枠を介在させたものである。
この発明では、窓材と金属枠とを低融点ガラスで接着し、この接着したものの金属枠とパッケージ本体とをはんだで接着するもので、窓材を接着した後メッキ液に浸漬する必要が無く低融点ガラスのメッキ液への溶融が無く、窓材と金属枠部材と低融点ガラスとの間で熱膨張の整合を取っておけばパッケージ本体の材料選択の自由度は高くなるというものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光半導体装置用キャップは、筒状の胴体部とこの胴体部の一端を閉じるとともに中央部に開口を有する頂部と胴体部の他端に配設された取付部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体の胴体部内側に、頂部の開口に対向して配設された透明な窓部材と、この窓部材とキャップ本体の内側表面との間に配設され、これら窓部材とキャップ本体とを接着する接着部材と、この接着部材の表面の窓部材とキャップ本体の内側表面との間の露呈面に配設された、接着部材より吸湿性が少ない材料で形成された薄膜と、を備えたもので、接着部材に吸収された水分がキャップ本体の内側に放出されることを防止することができる。
【００１０】
さらに、接着部材に金属材粒子を含有させ導電性を付与するとともに薄膜を接着部材の露呈面に直接配設されたメッキ膜としたもので、接着部材に吸収された水分がキャップ本体の内側に放出されることを防止する薄膜を簡単に形成できる構成とすることができる。
【００１１】
また、筒状の胴体部とこの胴体部の一端を閉じるとともに中央部に開口を有する頂部と胴体部の他端に配設された取付部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体の胴体部内側に、頂部の開口に対向して配設された透明な窓部材と、この窓部材とキャップ本体の内面との間に配設され、これら窓部材とキャップ本体とを接着する接着部材と、キャップ本体の胴体部内面に配設された吸湿材と、を備えたもので、キャップ本体の接着部材から放出された水分を吸収し、キャップ本体の内側空間の露点の上昇を抑制することができる。
【００１２】
また、筒状の胴体部とこの胴体部の一端を閉じるとともに中央部に開口を有する頂部と胴体部の他端に配設された取付部とを有する金属材料のキャップ本体と、このキャップ本体の頂部の内側表面であって開口の周縁に形成された金属酸化膜層と、この金属酸化膜層に対向して表面に配設された第１のシリコン酸化膜層を有し、この第１のシリコン酸化膜層と金属酸化膜層とを介して、開口に対向してキャップ本体と接着された透明な窓部材と、を備えたもので、キャップ本体の内側空間へ水分を放出する原因物質を除去して、キャップ本体と窓部材とを接着した構成とすることができる。
【００１３】
さらに、窓部材と同程度の熱膨張係数を有する材料で形成されるとともに金属酸化膜層に対向して表裏面に配設された第２のシリコン酸化膜層を有する環状部材を窓部材とキャップ本体との間にさらに配設するとともに、この環状部材が第２のシリコン酸化膜層と金属酸化膜層とを介してキャップ本体と、また第２のシリコン酸化膜層と第１のシリコン酸化膜層とを介して窓部材とそれぞれ接着したもので、窓部材の熱変形を緩和し、熱応力を低くすることができる。
【００１４】
また、この発明に係る光半導体装置は、一主面を有する取付基板と、この取付基板の一主面上に台座を介して配設された光半導体素子と、この光半導体素子をそのキャップ本体内部に封入し、取付基板上に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光半導体装置用キャップとを備えたもので、光半導体素子を封入したキャップ本体の内側空間の露点上昇を抑制し、結露を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に記載の実施の形態においては、光半導体素子として、例えばＬＤを使用した場合について説明する。
実施の形態１．
この実施の形態は、金属キャンと窓ガラスとを接着するＬＴＧに金属フィラーを含有させて導電性を持たせ、金属キャン内側空間に露呈したＬＴＧの表面にメッキ層を直接形成し、金属キャン内側空間にＬＴＧの含有水分が放出されないようにしたものである。
【００１６】
図１はこの発明に係る半導体レーザ装置の分解断面図である。
図１において、１０は半導体レーザ装置、１２は取付基板、１４はこの取付基板に配設された外部リード端子で、１４ａは高電位側の外部リード端子で取付基板１２と絶縁されている。１４ｂは低電位側の外部リード端子で、例えば接地される。外部リード端子１４は必ずしも２本ではなく、適宜本数は決められる。１６は内部リード端子である。１８は光半導体素子としてのＬＤチップ、２０はこのＬＤチップ１８を取り付けるサブマウント、２２はサブマウント２０が取り付けられたマウントで、サブマウント２０，マウント２２が台座を構成する。
【００１７】
このマウント２２が取付基板１２に取り付けられ、ＬＤチップ１８の出射光が取付基板１２に対して垂直に出射されるように実装される。図１の矢印は出射光を示す。
破線で囲まれた２３はパッケージ本体で、取付基板１２、取付基板１２に装着されている外部リード端子１４、内部リード端子１６、ＬＤチップ１８、サブマウント２０、マウント２２、接続ワイヤ（図示せず）などを含めて構成され、後に述べる金属キャップを除く部分がパッケージ本体２３で、半導体レーザ装置１０は、後に述べる金属キャップとパッケージ本体２３とで構成されている。
【００１８】
ＬＤチップ１８の高電位側端子（図示せず）は内部リード端子１６と、例えばワイヤボンディング（図示せず）で接続され、ＬＤチップ１８の低電位側端子（図示せず）はサブマウント２０、マウント２２を介して低電位側の外部リード端子１４ｂに接続される。
図１の破線で囲まれた２４は光半導体装置用キャップとしての金属キャップである。
金属キャップ２４は、キャップ本体としての金属キャン２６、レーザ光を透過する透明な窓部材としての窓ガラス２８、この窓ガラス２８と金属キャン２６を接着する接着部材としての低融点ガラス（ＬＴＧ）３０、及びこのＬＴＧ３０の表面の露呈面に形成された薄膜としてのＮｉメッキ膜３２で構成されている。
【００１９】
金属キャン２６はＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金からなり、円筒形の胴体部２６ａ、胴体部２６ａの上端を閉じる頂部２６ｂ、胴体部２６ａの下端にフランジ状に張り出した取付部２６ｃ、及びＬＴＧ３０の接着部を除いて被覆された金属キャン２６の仕上げのためのＮｉメッキ膜２６ｄから構成されている。
また頂部２６ｂには、レーザ光を出射するための開口２６ｅが形成されている。
ＬＴＧ３０は、Ｎｉメッキ膜３２が形成できるような、Ｎｉメッキ可能な金属フィラー３０ａを含有し、導電性が付与されている。
【００２０】
金属キャップ２４は、窓ガラス２８をＬＴＧ３０で接着する際、金属キャン２６の表面には金属酸化膜（図示せず）が形成され、酸化物の共有結合によりＬＴＧ３０を介して窓ガラス２８と金属キャン２６とが接着される。この後金属キャン２６の金属酸化膜はエッチングにより除去され、金属キャン２６の表面に仕上げのＮｉメッキ膜２６ｄが形成される。この仕上げのＮｉメッキ膜２６ｄ形成の際に、ＬＴＧ３０はＮｉメッキ可能な金属フィラー３０ａを含有し、導電性を付与されているので、ＬＴＧ３０の表面にもＮｉメッキ膜３２が形成される。Ｎｉメッキ膜３２の厚さは１μｍ以上の厚さがあればよい。
【００２１】
このように構成された金属キャップ２４は、ＬＤチップ１８が実装された取付基板１２の表面に取付部２６ｃにより直接溶接され、ＬＤチップ１８、内部リード端子１６、サブマウント２０、マウント２２等は金属キャップ２４の内側空間に封入され、金属キャップ２４の内側空間は外部と空気の流通が遮断される。
図１の鎖線の部分で金属キャップ２４とパッケージ本体２３とが溶接され、半導体レーザ装置１０が構成されると、ＬＤチップ１８のダイボンディング、配線のためのワイヤボンディング、さらに金属キャップ２４の溶接の際等の組立時に発生した熱応力を緩和するために、半導体レーザ装置１０を高温保持してアニールされる。
【００２２】
この際、この実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０においては、窓ガラス２８と金属キャン２６とを接着するＬＴＧ３０は、金属キャップ２４の内側の露呈面にはＮｉメッキ膜３２が形成されている。このためアニールの際の高温保持においても、金属キャップ２４と取付基板１２とで囲まれる空間にはＬＴＧ３０からの水分の放出は行われない。このためアニールが終わって常温に戻されたときでも、湿度が低く露点上昇は生じないので、結露することはない。
したがって、金属キャップ２４の内側の窓ガラス２８表面がＬＴＧのＰｂにより汚染されることはなく、また結露によって金属キャップ２４の内側の窓ガラス２８の表面が曇ることはない。このため半導体レーザ装置１０の光学的特性の劣化が防止される。さらに結露が発生しないので、ＬＤチップ１８の電気的特性が劣化することはない。
【００２３】
このように、窓ガラス２８と金属キャン２６とを接着するＬＴＧ３０の金属キャップ２４の内側の露呈面にＮｉメッキ膜３２を設けることにより、この金属キャップ２４を使用した半導体レーザ装置１０は光学的特性および電気的特性の劣化が防止され、信頼性の高い半導体レーザ装置１０を得ることができる。
上記の説明では、ＬＴＧの表面にＮｉメッキを形成する例を説明したが、必ずしもこれに限らず、水分の吸放出が遮断できる他の金属膜や誘電体膜でも同様の効果を奏する。
【００２４】
実施の形態２．
この実施の形態は、金属キャン内側表面に吸湿材を装着して、金属キャップをパッケージ本体に溶接した後のアニールの際に放出される水分を吸着し、常温に戻した時にも露点上昇が生じないようにするものである。
図２はこの実施の形態に係る金属キャップの断面図である。
この実施の形態では金属キャップと溶接され、ともに半導体レーザ装置を構成するパッケージ本体は実施の形態１と同じであるので、金属キャップのみ説明する。これは以下の実施の形態の説明においても同様である。
【００２５】
図２において、４０は金属キャップ、４２は吸湿材である。吸湿材４２は金属キャン２６の内側表面に形成された仕上げ用のＮｉメッキ膜２６ｄの表面上に装着されている。
図２において、図１と同じ符号は、同じ物か相当のものである。これは以下の実施の形態の説明においても同様である。
金属キャップ４０がパッケージ本体２３の取付基板１２の表面に直接溶接されると、吸湿材４２はＬＤチップ１８、内部リード端子１６、サブマウント２０、マウント２２等と一緒に外部と空気の流通が遮断された金属キャップ４０の内側空間に封入される。
【００２６】
この後組立時に発生した熱応力を緩和するために、半導体レーザ装置１０を高温保持してアニールされる。この時ＬＴＧ３０に含まれていた水分が金属キャップ４０の内側空間に放出されるが、吸湿材４２によって吸着される。このため常温に温度が降下しても、金属キャップ４０の内側空間において露点上昇が発生せず、金属キャップ４０の内側表面やＬＴＧ３０表面、窓ガラス２８の表面などに結露することはない。それゆえＬＴＧ３０のＰｂが溶け出して窓ガラス２８の表面を汚染したり、結露による水滴が窓ガラス２８の表面を水滴で曇らせたりすることはなく半導体レーザ装置１０の光学的特性の劣化が防止される。またＬＤチップ１８に水滴が付着することはないので、ＬＤチップ１８の電気的特性が劣化することはない。
【００２７】
このように、金属キャップ２４の内側表面に吸湿材４２を装着することにより、この金属キャップ４０を使用した半導体レーザ装置１０は光学的特性および電気的特性の劣化が防止され、信頼性の高い半導体レーザ装置１０を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
この実施の形態は、金属キャンの頂部内側の開口周縁に金属酸化膜層を形成し、一方窓ガラスの方にも金属キャンの頂部の開口周縁に対向してシリコン酸化膜層を形成し、金属キャンの金属酸化膜層と窓ガラスのシリコン酸化膜層とを共有結合により直接に接着し、金属キャンと窓ガラスとの接着に低融点ガラスを使用しないようにして金属キャップの内側に水分を放出されるのを防止するものである。
図３はこの実施の形態に係る金属キャップの断面図である。
【００２９】
図３において、４６は金属キャップ、４８は金属キャン２６の頂部２６ｂの内側の開口２６ｅの周縁に形成された金属酸化膜層で、この金属酸化膜層４８はＮｉメッキ膜２６ｄが形成される前に形成される。５０は金属キャン２６の金属酸化膜層４８に対応して窓ガラス２８の外周縁に形成された第１のシリコン酸化膜層としてのシリコン酸化膜層である。
金属キャン２６と窓ガラス２８とは、加熱して金属キャン２６の金属酸化膜層４８と窓ガラス２８のシリコン酸化膜層との共有結合をおこすことにより、接着される。その後、金属キャップ４６の表面にＮｉメッキ膜を形成して仕上げされる。
【００３０】
金属キャップ４６がパッケージ本体２３に溶接された後、組立時に発生した熱応力を緩和するためのアニールされる。この時この金属キャップ４６は水分の吸放出を行なうＬＴＧが使用されていないので、常温に温度が降下しても、金属キャップ４６の内側空間において露点上昇が発生せず、金属キャップ４６の内側の窓ガラス２８の表面などに結露することはないし、もちろんＰｂによる汚染も無い。それゆえ半導体レーザ装置１０の光学的特性の劣化が防止される。またＬＤチップ１８に水滴が付着することはないので、ＬＤチップ１８の電気的特性が劣化することはない。
【００３１】
このように、金属キャン２６の金属酸化膜層４８と窓ガラス２８のシリコン酸化膜層５０とを共有結合により直接に接着し、金属キャン２６と窓ガラス２８との接着に低融点ガラスを使用しないようにした金属キャップ４６を使用した半導体レーザ装置１０は光学的特性および電気的特性の劣化が防止され、信頼性の高い半導体レーザ装置１０を得ることができる。
【００３２】
実施の形態４．
この実施の形態は、金属キャンの金属酸化膜層と窓ガラスのシリコン酸化膜層とを共有結合により直接に接着する場合において、熱応力を緩和するために、金属キャンと窓ガラスとの間に窓ガラスと同じ材料の環状部材を介在させて接着するものである。
図４はこの実施の形態に係る金属キャップの断面図である。
図４において、５６は金属キャップ、５８は窓ガラス２８同じ材料の環状部材としての環状リング、この環状リング５８はこの実施の形態においては窓ガラス２８同じ材料で形成したが、窓ガラス２８同じ程度の熱膨張係数の材料であれば他の材料で構成してもよい。
【００３３】
６０は第２のシリコン酸化膜層としてのシリコン酸化膜層で、このシリコン酸化膜層６０は環状リング５８の表裏面の外周縁に、金属キャン２６に形成された金属酸化膜層４８、窓ガラス２８のシリコン酸化膜層５０と対応させて形成されている。環状リング５８の厚みは０．１〜０．３μｍ程度である。
環状リング５８のシリコン酸化膜層６０は、金属キャン２６に形成された金属酸化膜層４８、窓ガラス２８のシリコン酸化膜層５０とそれぞれ共有結合で直接接着される。
【００３４】
金属キャン２６に形成された金属酸化膜層４８と窓ガラス２８のシリコン酸化膜層５０とを共有結合により、直接接着する場合加熱する必要がある。このとき金属キャンの材料と窓ガラス２８の材料とは熱膨張率が異なり、金属キャン２６と窓ガラス２８との溶接面を介して熱応力が生じる。このため環状リング５８を両者の間に介挿しておくと、環状リング５８はその形状により窓ガラス２８に比べて変形しやすい。したがって金属キャン２６による熱歪みを受けた場合においても、熱歪みを吸収しやすい。このため金属キャン２６による熱歪みがそのまま窓ガラス２８に伝達されないので、窓ガラス２８に加わる変形は小さくなり、熱応力も小さくなる。このため窓ガラス２８は損傷を受け難くなり、金属キャップ５６の歩留まりが向上し、またその機械的な信頼性が高くなる。
【００３５】
したがってこの実施の形態で述べた金属キャップ５６をパッケージ本体に溶接する場合にも、熱応力によって窓ガラスが損傷を受け難くなり、半導体レーザ装置１０の歩留まりが向上するとともに、この金属キャップ５６を使用することにより半導体レーザ装置１０の機械的な信頼性も高くなる。
以上の各実施の形態においては、光半導体装置として半導体レーザ装置に就いて説明したが、半導体受光素子を用いた光半導体装置にこの発明のキャップを用いても同様の効果を奏する。
【００３６】
【発明の効果】
この発明に係る光半導体装置用キャップおよび光半導体装置は、以上に説明したような構成を備えているので、以下のような効果を有する。
この発明に係る光半導体装置用キャップによれば、窓部材とキャップ本体とを接着する接着部材の表面の、窓部材とキャップ本体の内側表面との間の露呈面に配設された、接着部材より吸湿性が少ない材料で形成された薄膜と、を備えたもので、接着部材に吸収された水分がキャップ本体の内側に放出されることを防止することができる。そしてキャップがパッケージ本体と組み合わされて光半導体装置を構成した場合、組立時の熱応力緩和のためのアニールを行なっても、接着部材からキャップ本体内側空間への水分の放出を防止でき、窓部材の光透過面の汚染や曇りを防止し光学的特性の劣化が抑制され、光半導体素子の電気的特性の劣化が抑制される。延いては信頼性の高い光半導体装置を構成することができる。
【００３７】
さらに、接着部材に金属材粒子を含有させ導電性を付与するとともに薄膜を接着部材の露呈面に直接配設されたメッキ膜としたもので、接着部材に吸収された水分がキャップ本体の内側に放出されることを防止する薄膜を簡単に形成できる構成とすることができる。この構成により、接着部材に吸収された水分がキャップ本体の内側に放出されることを防止することができる光半導体装置用のキャップを安価に製造することができる。延いては信頼性が高く、安価な光半導体装置を構成することができる。
【００３８】
また、キャップ本体と、このキャップ本体の胴体部内側に配設された透明な窓部材と、窓部材とキャップ本体とを接着する接着部材と、キャップ本体の胴体部内面に配設された吸湿材と、を備えたもので、キャップ本体の接着部材から放出された水分を吸収し、キャップ本体の内側空間の露点の上昇を抑制することができる。そしてキャップがパッケージ本体と組み合わされて光半導体装置を構成した場合、組立時の熱応力緩和のためのアニールを行なっても、接着材からキャップ本体内側空間へ放出される水分を吸収でき、窓部材の光透過面の汚染や曇りを防止し光学的特性の劣化が抑制され、光半導体素子の電気的特性の劣化が抑制される。延いては信頼性の高い光半導体装置を構成することができる。
【００３９】
また、金属材料のキャップ本体と、このキャップ本体の頂部の内側表面であって開口の周縁に形成された金属酸化膜層と、この金属酸化膜層に対向して表面に配設された第１のシリコン酸化膜層を有し、この第１のシリコン酸化膜層と金属酸化膜層とを介して、開口に対向してキャップ本体と接着された透明な窓部材と、を備えたもので、キャップ本体の内側空間へ水分を放出する原因物質を除去して、キャップ本体と窓部材とを接着した構成とすることができ、簡単な構成の光半導体装置用キャップを構成できる。そしてキャップがパッケージ本体と組み合わされて光半導体装置を構成した場合、組立時の熱応力緩和のためのアニールを行なっても、キャップ本体内側空間への水分の放出がなく、窓部材の光透過面の汚染や曇りがなく光学的特性の劣化が抑制され、光半導体素子の電気的特性の劣化が抑制される。延いては信頼性の高い光半導体装置を構成することができる。
【００４０】
さらに、窓部材と同程度の熱膨張係数を有する材料で形成されるとともに金属酸化膜層に対向して表裏面に配設された第２のシリコン酸化膜層を有する環状部材を窓部材とキャップ本体との間にさらに配設するとともに、この環状部材が第２のシリコン酸化膜層と金属酸化膜層とを介してキャップ本体と、また第２のシリコン酸化膜層と第１のシリコン酸化膜層とを介して窓部材とそれぞれ接着したもので、窓部材の熱変形を緩和し、熱応力を低くすることができる。このため半導体装置用キャップの歩留まりを高めることができる。そしてキャップがパッケージ本体と組み合わされて光半導体装置を構成した場合、光半導体装置の歩留まりも高めることができ、延いては安価で信頼性の高い光半導体装置を構成することができる。
【００４１】
また、この発明に係る光半導体装置は、一主面を有する取付基板と、この取付基板の一主面上に台座を介して配設された光半導体素子と、この光半導体素子をそのキャップ本体内部に封入し、取付基板上に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光半導体装置用キャップとを備えたもので、光半導体素子を封入したキャップ本体の内側空間の露点上昇を抑制し、結露を防止することができる。延いては信頼性の高い光半導体装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光半導体装置の分解断面図である。
【図２】この発明に係る光半導体装置用キャップの断面図である。
【図３】この発明に係る光半導体装置用キャップの断面図である。
【図４】この発明に係る光半導体装置用キャップの断面図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置用のキャップの断面図である。
【符号の説明】
１２取付基板、１８レーザダイオードチップ、２０サブマウント、２２マウント、２６金属キャン、２８窓ガラス、３０低融点ガラス、３０ａ金属フィラー、３２Ｎｉメッキ膜、４２吸湿材、４８金属酸化膜、５０シリコン酸化膜、５８環状リング、６０シリコン酸化膜。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device cap and an optical semiconductor device using the same, and more particularly to an optical semiconductor device cap structure that prevents an increase in dew point and an optical semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
With the expansion of the application range of semiconductor lasers, the use environment of semiconductor lasers has become severe. For example, it may be left in a severe environment at a high temperature and high humidity of 85 ° C. and 85% humidity. Therefore, the semiconductor laser device is required to guarantee the reliability of the device at −40 ° C. to + 85 ° C.
Therefore, the metal cap has been devised so that it can withstand the above-described environment of high temperature and high humidity.
[0003]
FIG. 5 is a sectional view of a conventional cap for a semiconductor laser device.
In FIG. 5, 100 is a cap, 102 is a metal can, 104 is a window glass, 106 is a low-melting glass (hereinafter referred to as LTG), and the main component is PbO. Reference numeral 108 denotes a conductive material, and 110 denotes Ni plating.
A laser diode chip (not shown, hereinafter referred to as an LD chip) mounted on a mounting substrate (not shown) is covered with this cap 100, thereby encapsulating the laser chip and improving environmental resistance. .
[0004]
The LTG 106 for bonding the window glass 104 and the metal can 102 used for the cap 100 is brittle and fragile, and also has high hygroscopicity, so it reacts with moisture and Pb of PbO, which is the main component of the LTG 106, melts. In order to solve these problems, the window glass 104 and the metal can 102 may be adhered to the outer surface of the window glass 104, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-250616. A conductive material is coated on the outer surface of the LTG 106 to which is adhered, and Ni plating is further performed thereon.
[0005]
After the LD chip is mounted on the mounting substrate, the cap 100 as described above is welded to the mounting substrate, and the LD chip is sealed. Therefore, the outer surface of the LTG 106 is covered with a conductive material, and Ni plating is applied thereon. In addition to this, the protection from the outside and the ingress of moisture from the outside air are prevented, the inside of the cap 100 sealed by the mounting substrate is kept in a low humidity environment, and the deterioration of the reliability due to the external cause is prevented. Is done.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the cap 100 is welded to the mounting substrate, LD chip die-bonding, or wire-bonding or the like, a greater or lesser thermal stress is generated.
In order to remove this thermal stress, high temperature storage is performed for annealing after the cap 100 is welded.
When the cap 100 is welded while the LTG 106 of the cap 100 contains moisture, moisture is released from the LTG 106 during high-temperature storage for annealing, and the dew point inside the sealed cap 100 rises to return to normal temperature. Condensation occurs in the cap 100.
[0007]
For this reason, the optical characteristics of the laser device deteriorate due to contamination of the window glass 104 due to the elution of PbO Pb due to dew condensation of the LTG 106, fogging of the window glass 104 due to dew condensation, etc. Furthermore, the moisture inside the cap 100 becomes the LD chip. In some cases, it may be adsorbed on the surface and the electrical characteristics may deteriorate.
The present invention has been made to solve such problems, and a first object of the present invention is to provide a cap that does not cause an increase in dew point after the cap is welded. By suppressing the rise of the dew point in the cap, the optical characteristic is to provide a highly reliable optical semiconductor device with little deterioration of electrical characteristics.
[0008]
In addition to the above-mentioned publicly known documents, there is JP-A-8-241933 regarding a semiconductor package having a light transmission window with excellent airtightness. In this case, a metal frame is interposed between the window material and the package body in order to increase the degree of freedom in selecting the material of the package body and the window material and to form a transparent window structure with excellent airtightness.
In this invention, the window material and the metal frame are bonded with a low melting point glass, and the bonded metal frame and the package body are bonded with solder, and it is not necessary to immerse the plating in the plating solution after the window material is bonded. There is no melting of the low melting point glass into the plating solution, and if the thermal expansion is matched between the window material, the metal frame member, and the low melting point glass, the degree of freedom in selecting the material of the package body is increased. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An optical semiconductor device cap according to the present invention includes a cap body having a cylindrical body portion, a top portion that closes one end of the body portion and has an opening at a central portion, and a mounting portion that is disposed at the other end of the body portion. A transparent window member disposed on the inner side of the body of the cap body so as to face the opening of the top portion, and disposed between the window member and the inner surface of the cap body. An adhesive member that adheres to the main body, and a thin film formed of a material that is less hygroscopic than the adhesive member, disposed on the exposed surface between the window member on the surface of the adhesive member and the inner surface of the cap body, The moisture absorbed by the adhesive member can be prevented from being released to the inside of the cap body.
[0010]
Further, the adhesive member contains metal particles to provide conductivity, and the thin film is a plating film disposed directly on the exposed surface of the adhesive member, so that moisture absorbed by the adhesive member is placed inside the cap body. It can be set as the structure which can form the thin film which prevents discharge | emission easily.
[0011]
Also, a cap body having a cylindrical body portion, a top portion having one end of the body portion closed and having an opening in the center portion, and a mounting portion disposed at the other end of the body portion, and the inside of the body portion of the cap body A transparent window member disposed opposite the top opening, an adhesive member disposed between the window member and the inner surface of the cap body, and bonding the window member and the cap body; and a cap. A moisture absorbing material disposed on the inner surface of the body portion of the main body, and absorbs moisture released from the adhesive member of the cap body, thereby suppressing an increase in the dew point of the inner space of the cap body.
[0012]
Further, a cap body made of a metal material having a cylindrical body portion, a top portion that closes one end of the body portion and has an opening in the center portion, and an attachment portion disposed at the other end of the body portion, A metal oxide film layer formed on the inner surface of the top and at the periphery of the opening, and a first silicon oxide film layer disposed on the surface opposite to the metal oxide film layer; A transparent window member bonded to the cap body through the silicon oxide film layer and the metal oxide film layer so as to face the opening. A causative substance that releases moisture into the inner space of the cap body. It can remove and can be set as the structure which adhere | attached the cap main body and the window member.
[0013]
Further, an annular member formed of a material having a thermal expansion coefficient comparable to that of the window member and having a second silicon oxide film layer disposed on the front and back surfaces facing the metal oxide film layer is provided with the window member and the cap. The annular member is further disposed between the main body and the cap body via the second silicon oxide film layer and the metal oxide film layer, and the second silicon oxide film layer and the first silicon oxide film. The window member is bonded to each other through the layer, so that thermal deformation of the window member can be reduced and thermal stress can be lowered.
[0014]
An optical semiconductor device according to the present invention includes an attachment substrate having one principal surface, an optical semiconductor element disposed on a principal surface of the attachment substrate via a pedestal, and the optical semiconductor element as a cap body. 7. An optical semiconductor device cap according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical semiconductor device cap is enclosed on the mounting substrate, and an increase in the dew point in the inner space of the cap body encapsulating the optical semiconductor element is suppressed. In addition, condensation can be prevented.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the embodiments described below, a case where an LD is used as an optical semiconductor element will be described.
Embodiment 1 FIG.
In this embodiment, a metal filler is included in the LTG that bonds the metal can and the window glass to make it conductive, and a plating layer is directly formed on the surface of the LTG exposed in the metal can inner space, and the metal can inside This prevents the moisture contained in the LTG from being released into the space.
[0016]
FIG. 1 is an exploded sectional view of a semiconductor laser device according to the present invention.
In FIG. 1, 10 is a semiconductor laser device, 12 is a mounting board, 14 is an external lead terminal disposed on the mounting board, and 14a is an external lead terminal on the high potential side and is insulated from the mounting board 12. An external lead terminal 14b on the low potential side is grounded, for example. The number of external lead terminals 14 is not necessarily two, and the number is appropriately determined. Reference numeral 16 denotes an internal lead terminal. Reference numeral 18 denotes an LD chip as an optical semiconductor element, 20 denotes a submount to which the LD chip 18 is attached, 22 denotes a mount to which the submount 20 is attached, and the submount 20 and the mount 22 constitute a pedestal.
[0017]
The mount 22 is attached to the attachment substrate 12 and mounted so that the emitted light of the LD chip 18 is emitted perpendicularly to the attachment substrate 12. The arrow in FIG. 1 indicates the emitted light.
A package body 23 surrounded by a broken line is a mounting body 12, an external lead terminal 14, an internal lead terminal 16, an LD chip 18, a submount 20, a mount 22 and a connection wire (not shown) mounted on the mounting board 12. The portion excluding the metal cap described later is a package main body 23, and the semiconductor laser device 10 is composed of a metal cap described later and the package main body 23.
[0018]
The high potential side terminal (not shown) of the LD chip 18 is connected to the internal lead terminal 16 by, for example, wire bonding (not shown), and the low potential side terminal (not shown) of the LD chip 18 is the submount 20. The low potential side external lead terminal 14b is connected through the mount 22.
1 is a metal cap 24 as a cap for an optical semiconductor device.
The metal cap 24 includes a metal can 26 as a cap body, a window glass 28 as a transparent window member that transmits laser light, and a low melting point glass (LTG) 30 as an adhesive member that bonds the window glass 28 and the metal can 26 together. , And an Ni plating film 32 as a thin film formed on the exposed surface of the LTG 30.
[0019]
The metal can 26 is made of an Fe-Co-Ni alloy, and has a cylindrical body part 26a, a top part 26b that closes the upper end of the body part 26a, a mounting part 26c that projects in a flange shape at the lower end of the body part 26a, and an adhesive part of the LTG 30 It is comprised from the Ni plating film | membrane 26d for the finishing of the metal can 26 coat | covered except for.
In addition, an opening 26e for emitting laser light is formed in the top portion 26b.
The LTG 30 contains a Ni-platable metal filler 30a so that the Ni plating film 32 can be formed, and is imparted with conductivity.
[0020]
When the window glass 28 is bonded with the LTG 30, the metal cap 24 is formed with a metal oxide film (not shown) on the surface of the metal can 26, and the window glass 28 and the metal can through the LTG 30 by the covalent bond of oxide. 26 is bonded. Thereafter, the metal oxide film of the metal can 26 is removed by etching, and a finished Ni plating film 26 d is formed on the surface of the metal can 26. When forming the finished Ni plating film 26d, the LTG 30 contains a metal filler 30a that can be plated with Ni and is imparted with conductivity, so that the Ni plating film 32 is also formed on the surface of the LTG 30. The Ni plating film 32 may have a thickness of 1 μm or more.
[0021]
The thus configured metal cap 24 is directly welded to the surface of the mounting substrate 12 on which the LD chip 18 is mounted by the mounting portion 26c, and the LD chip 18, the internal lead terminal 16, the submount 20, the mount 22 and the like are made of metal. The inside space of the cap 24 is enclosed, and the inside space of the metal cap 24 is blocked from flowing air to the outside.
When the metal cap 24 and the package body 23 are welded at the portion of the chain line in FIG. 1 to constitute the semiconductor laser device 10, die bonding of the LD chip 18, wire bonding for wiring, and further welding of the metal cap 24 are performed. In order to relieve the thermal stress generated at the time of assembling, the semiconductor laser device 10 is annealed while being held at a high temperature.
[0022]
At this time, in the semiconductor laser device 10 according to the first embodiment, the LTG 30 that bonds the window glass 28 and the metal can 26 has the Ni plating film 32 formed on the exposed surface inside the metal cap 24. . For this reason, even when holding at a high temperature during annealing, moisture is not released from the LTG 30 into the space surrounded by the metal cap 24 and the mounting substrate 12. For this reason, even when the annealing is finished and the temperature is returned to room temperature, the humidity is low and the dew point does not increase, so no dew condensation occurs.
Therefore, the surface of the window glass 28 inside the metal cap 24 is not contaminated by Pb of LTG, and the surface of the window glass 28 inside the metal cap 24 is not fogged by condensation. For this reason, deterioration of the optical characteristics of the semiconductor laser device 10 is prevented. Furthermore, since no condensation occurs, the electrical characteristics of the LD chip 18 will not deteriorate.
[0023]
Thus, by providing the Ni plating film 32 on the exposed surface of the metal cap 24 of the LTG 30 that bonds the window glass 28 and the metal can 26, the semiconductor laser device 10 using the metal cap 24 has optical characteristics. In addition, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor laser device 10 in which deterioration of electrical characteristics is prevented.
In the above description, an example in which Ni plating is formed on the surface of the LTG has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and other metal films and dielectric films that can block moisture absorption and release have the same effect.
[0024]
Embodiment 2. FIG.
In this embodiment, a moisture absorbing material is attached to the inner surface of the metal can, the moisture released during annealing after the metal cap is welded to the package body is adsorbed, and the dew point rises even when the temperature is returned to room temperature. It is something to prevent.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the metal cap according to this embodiment.
In this embodiment, the package main body that is welded to the metal cap and constitutes the semiconductor laser device is the same as that of the first embodiment, so only the metal cap will be described. The same applies to the following description of the embodiment.
[0025]
In FIG. 2, 40 is a metal cap and 42 is a hygroscopic material. The hygroscopic material 42 is mounted on the surface of the finishing Ni plating film 26 d formed on the inner surface of the metal can 26.
2, the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or equivalent. The same applies to the following description of the embodiment.
When the metal cap 40 is directly welded to the surface of the mounting substrate 12 of the package body 23, the moisture absorbing material 42 blocks the flow of air from the outside together with the LD chip 18, the internal lead terminal 16, the submount 20, the mount 22, and the like. The metal cap 40 is sealed in the inner space.
[0026]
Thereafter, in order to relieve the thermal stress generated during assembly, the semiconductor laser device 10 is annealed while being kept at a high temperature. At this time, moisture contained in the LTG 30 is released into the inner space of the metal cap 40, but is adsorbed by the moisture absorbent 42. For this reason, even if the temperature drops to room temperature, no dew point rises in the inner space of the metal cap 40, and no dew condensation occurs on the inner surface of the metal cap 40, the surface of the LTG 30, the surface of the window glass 28, or the like. Therefore, Pb of the LTG 30 is melted and the surface of the window glass 28 is not contaminated, and water droplets due to condensation do not cause the surface of the window glass 28 to be fogged with water droplets, thereby preventing the optical characteristics of the semiconductor laser device 10 from deteriorating. The In addition, since water droplets do not adhere to the LD chip 18, the electrical characteristics of the LD chip 18 do not deteriorate.
[0027]
As described above, by mounting the moisture absorbing material 42 on the inner surface of the metal cap 24, the semiconductor laser device 10 using the metal cap 40 is prevented from deterioration of optical characteristics and electrical characteristics, and a highly reliable semiconductor. The laser device 10 can be obtained.
[0028]
Embodiment 3 FIG.
In this embodiment, a metal oxide film layer is formed on the periphery of the opening inside the top of the metal can, while a silicon oxide film layer is formed on the window glass so as to face the opening periphery of the top of the metal can. The metal oxide layer of the can and the silicon oxide layer of the window glass are directly bonded by a covalent bond, and moisture is released to the inside of the metal cap by avoiding the use of low melting point glass for bonding the metal can and the window glass. It is intended to prevent this.
FIG. 3 is a sectional view of the metal cap according to this embodiment.
[0029]
In FIG. 3, 46 is a metal cap, 48 is a metal oxide film layer formed at the periphery of the opening 26e inside the top portion 26b of the metal can 26, and this metal oxide film layer 48 is before the Ni plating film 26d is formed. Formed. Reference numeral 50 denotes a silicon oxide film layer as a first silicon oxide film layer formed on the outer peripheral edge of the window glass 28 corresponding to the metal oxide film layer 48 of the metal can 26.
The metal can 26 and the window glass 28 are bonded together by heating and causing a covalent bond between the metal oxide film layer 48 of the metal can 26 and the silicon oxide film layer of the window glass 28. Thereafter, a Ni plating film is formed on the surface of the metal cap 46 and finished.
[0030]
After the metal cap 46 is welded to the package body 23, it is annealed to relieve thermal stress generated during assembly. At this time, since the metal cap 46 does not use an LTG that absorbs and releases moisture, even if the temperature drops to room temperature, the dew point does not increase in the inner space of the metal cap 46, and the inside of the metal cap 46 does not. There is no condensation on the surface of the window glass 28 and, of course, no contamination by Pb. Therefore, deterioration of the optical characteristics of the semiconductor laser device 10 is prevented. In addition, since water droplets do not adhere to the LD chip 18, the electrical characteristics of the LD chip 18 do not deteriorate.
[0031]
As described above, the metal oxide film layer 48 of the metal can 26 and the silicon oxide film layer 50 of the window glass 28 are directly bonded by covalent bonding, and low melting glass is not used for bonding the metal can 26 and the window glass 28. The semiconductor laser device 10 using the metal cap 46 thus made can prevent deterioration of optical characteristics and electrical characteristics, and can provide a highly reliable semiconductor laser apparatus 10.
[0032]
Embodiment 4 FIG.
In this embodiment, when the metal oxide film layer of the metal can and the silicon oxide film layer of the window glass are directly bonded by a covalent bond, the metal can is interposed between the metal can and the window glass in order to reduce thermal stress. It is bonded with an annular member made of the same material as the window glass.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the metal cap according to this embodiment.
In FIG. 4, 56 is a metal cap, 58 is an annular ring as an annular member made of the same material as the window glass 28, and this annular ring 58 is made of the same material as the window glass 28 in this embodiment. As long as the material has a coefficient of thermal expansion, other materials may be used.
[0033]
Reference numeral 60 denotes a silicon oxide film layer as a second silicon oxide film layer. This silicon oxide film layer 60 is formed on the outer peripheral edge of the front and back surfaces of the annular ring 58, a metal oxide film layer 48 formed on the metal can 26, and a window glass. 28 corresponding to the silicon oxide film layer 50. The thickness of the annular ring 58 is about 0.1 to 0.3 μm.
The silicon oxide film layer 60 of the annular ring 58 is directly bonded to the metal oxide film layer 48 formed on the metal can 26 and the silicon oxide film layer 50 of the window glass 28 by a covalent bond.
[0034]
When the metal oxide film layer 48 formed on the metal can 26 and the silicon oxide film layer 50 of the window glass 28 are directly bonded by a covalent bond, heating is required. At this time, the material of the metal can and the material of the window glass 28 have different coefficients of thermal expansion, and thermal stress is generated through the welded surface between the metal can 26 and the window glass 28. For this reason, if the annular ring 58 is interposed between the two, the annular ring 58 is more easily deformed than the window glass 28 due to its shape. Accordingly, even when the metal can 26 is subjected to thermal strain, the thermal strain is easily absorbed. For this reason, since the thermal strain caused by the metal can 26 is not directly transmitted to the window glass 28, deformation applied to the window glass 28 is reduced, and thermal stress is also reduced. Therefore, the window glass 28 is not easily damaged, the yield of the metal cap 56 is improved, and the mechanical reliability thereof is increased.
[0035]
Therefore, even when the metal cap 56 described in this embodiment is welded to the package body, the window glass is not easily damaged by the thermal stress, the yield of the semiconductor laser device 10 is improved, and the metal cap 56 is used. By doing so, the mechanical reliability of the semiconductor laser device 10 is also increased.
In each of the above embodiments, a semiconductor laser device has been described as an optical semiconductor device. However, even if the cap of the present invention is used for an optical semiconductor device using a semiconductor light receiving element, the same effect can be obtained.
[0036]
【The invention's effect】
Since the cap for an optical semiconductor device and the optical semiconductor device according to the present invention are configured as described above, they have the following effects.
According to the optical semiconductor device cap according to the present invention, the adhesive member disposed on the exposed surface between the window member and the inner surface of the cap body on the surface of the adhesive member that bonds the window member and the cap body. It is possible to prevent moisture absorbed by the adhesive member from being released to the inside of the cap body. When the cap is combined with the package body to form an optical semiconductor device, the window member can prevent moisture from being released from the adhesive member to the inner space of the cap body even if annealing is performed to reduce thermal stress during assembly. Thus, contamination and fogging of the light transmission surface of the optical semiconductor element are prevented, deterioration of the optical characteristics is suppressed, and deterioration of the electrical characteristics of the optical semiconductor element is suppressed. As a result, a highly reliable optical semiconductor device can be formed.
[0037]
Further, the adhesive member contains metal particles to provide conductivity, and the thin film is a plating film disposed directly on the exposed surface of the adhesive member, so that moisture absorbed by the adhesive member is placed inside the cap body. It can be set as the structure which can form the thin film which prevents discharge | emission easily. With this configuration, a cap for an optical semiconductor device that can prevent moisture absorbed by the adhesive member from being released to the inside of the cap body can be manufactured at low cost. As a result, a highly reliable and inexpensive optical semiconductor device can be configured.
[0038]
A cap body, a transparent window member disposed inside the body of the cap body, an adhesive member for bonding the window member and the cap body, and a moisture absorbent disposed on the inner surface of the body of the cap body. And can absorb moisture released from the adhesive member of the cap body and suppress an increase in the dew point of the inner space of the cap body. When the cap is combined with the package body to constitute the optical semiconductor device, the moisture released from the adhesive to the inner space of the cap body can be absorbed even when annealing is performed to reduce thermal stress during assembly. Thus, contamination and fogging of the light transmission surface of the optical semiconductor element are prevented, deterioration of the optical characteristics is suppressed, and deterioration of the electrical characteristics of the optical semiconductor element is suppressed. As a result, a highly reliable optical semiconductor device can be configured.
[0039]
Also, a cap body of a metal material, a metal oxide film layer formed on the inner surface of the top of the cap body and at the periphery of the opening, and a first surface disposed on the surface facing the metal oxide film layer A transparent window member bonded to the cap body facing the opening through the first silicon oxide film layer and the metal oxide film layer, A causative substance that releases moisture into the inner space of the cap body can be removed, and the cap body and the window member can be bonded to each other, so that an optical semiconductor device cap with a simple structure can be configured. When the cap is combined with the package body to form an optical semiconductor device, no moisture is released into the inner space of the cap body even if annealing is performed to reduce thermal stress during assembly, and the light transmission surface of the window member Therefore, the deterioration of the optical characteristics is suppressed, and the deterioration of the electrical characteristics of the optical semiconductor element is suppressed. As a result, a highly reliable optical semiconductor device can be configured.
[0040]
Further, an annular member formed of a material having a thermal expansion coefficient comparable to that of the window member and having a second silicon oxide film layer disposed on the front and back surfaces facing the metal oxide film layer is provided with the window member and the cap. The annular member is further disposed between the main body and the cap body via the second silicon oxide film layer and the metal oxide film layer, and the second silicon oxide film layer and the first silicon oxide film. The window member is bonded to each other through the layer, so that thermal deformation of the window member can be reduced and thermal stress can be lowered. For this reason, the yield of the cap for semiconductor devices can be increased. When the cap is combined with the package body to configure the optical semiconductor device, the yield of the optical semiconductor device can be increased, and thus an inexpensive and highly reliable optical semiconductor device can be configured.
[0041]
An optical semiconductor device according to the present invention includes an attachment substrate having one principal surface, an optical semiconductor element disposed on a principal surface of the attachment substrate via a pedestal, and the optical semiconductor element as a cap body. 7. An optical semiconductor device cap according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical semiconductor device cap is enclosed on the mounting substrate, and an increase in the dew point in the inner space of the cap body encapsulating the optical semiconductor element is suppressed. In addition, condensation can be prevented. As a result, a highly reliable optical semiconductor device can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view of an optical semiconductor device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cap for an optical semiconductor device according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical semiconductor device cap according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical semiconductor device cap according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional cap for a semiconductor laser device.
[Explanation of symbols]
12 mounting substrate, 18 laser diode chip, 20 submount, 22 mount, 26 metal can, 28 window glass, 30 low melting glass, 30a metal filler, 32 Ni plating film, 42 hygroscopic material, 48 metal oxide film, 50 silicon oxide Film, 58 annular ring, 60 silicon oxide film.

Claims

A cap body having a cylindrical body part, a top part that closes one end of the body part and has an opening in the center part, and an attachment part disposed at the other end of the body part;
A transparent window member disposed on the inner side of the body part of the cap body so as to face the opening at the top,
Thereby bonding the inner table surface of the window member and the cap body, and a low melting glass material in which the metal particles are electrically conductive are contained is applied,
A surface of the low-melting glass material that covers the surface directed to the inside of the cap body, and is disposed directly on the surface, and has a plating film that is less hygroscopic than the low-melting glass material,
An optical semiconductor device cap comprising:

A cap body made of a metal material having a cylindrical body portion, a top portion that closes one end of the body portion and has an opening at the center portion, and an attachment portion disposed at the other end of the body portion;
A metal oxide film layer formed on the inner surface of the top of the cap body and on the periphery of the opening;
A first silicon oxide film layer disposed on the surface is opposed to the metal oxide film layer, and is opposed to the opening through the first silicon oxide film layer and the metal oxide film layer. A transparent window member bonded to the cap body,
An optical semiconductor device cap comprising:

An annular member formed of a material having a thermal expansion coefficient comparable to that of the window member and having a second silicon oxide film layer disposed on the front and back surfaces opposite to the metal oxide film layer is provided with the window member and the cap body. The annular member is disposed between the cap body, the second silicon oxide film layer, and the first silicon oxide layer via the second silicon oxide film layer and the metal oxide film layer. 3. The cap for an optical semiconductor device according to claim 2 , wherein the cap member is bonded to the window member through a film layer.

A mounting substrate having a main surface;
An optical semiconductor element disposed on the one main surface of the mounting substrate via a pedestal;
The optical semiconductor device cap according to any one of claims 1 to 3 , wherein the optical semiconductor element is sealed inside the cap body and disposed on the mounting substrate.
An optical semiconductor device comprising: