JPH04186688A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH04186688A JPH04186688A JP31229090A JP31229090A JPH04186688A JP H04186688 A JPH04186688 A JP H04186688A JP 31229090 A JP31229090 A JP 31229090A JP 31229090 A JP31229090 A JP 31229090A JP H04186688 A JPH04186688 A JP H04186688A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- deposited metal
- submount
- pattern
- die bonding
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体レーザ装置の実装構造に関するもので
ある。
ある。
［従来の技術］
従来の半導体レーザの実装構造を第３図に示す。
Ｓｉ等の熱膨張係数が半導体レーザチップ３に近イサブ
マウント２を介してパッケージのヒートシンク１ （Ｃ
ｕ等）に融着する。
マウント２を介してパッケージのヒートシンク１ （Ｃ
ｕ等）に融着する。
半導体レーザチップ３とサブマウント２のダイボンディ
ングは、融着金属４としてＡｕＳｎ合金などを用い、サ
ブマウント３側のダイボンディング面は、全面が融着金
属とぬれ性のあるＡｕ７等で覆われていた。
ングは、融着金属４としてＡｕＳｎ合金などを用い、サ
ブマウント３側のダイボンディング面は、全面が融着金
属とぬれ性のあるＡｕ７等で覆われていた。
［発明が解決しようとする課題］
書き込み型光磁気ディスクの光源として利用される高出
力半導体レーザなと、半導体し〜ザを高い電流で動作す
る場合、放熱特性を良好なものとするため、発光部を有
するｐｎ接合部をサブマウント側に接続するジャンクシ
ョンダウン法によりダイボンディングされる。ｐｎ接合
部からサブマウントのダイボンディング面までの距離は
数μｍしかな（、サブマウントのダイボンディング面は
Ａｕで覆われているため融着金属がはみ出して短絡して
しまう問題があった。このため、実装前の検査において
特性の良好な素子も、実装により不良となる場合が多く
、 実装後再検査が必要となり、工程数の増加を招き、コス
ト高となっていた。また、長期信頼性の面からみても、
融着金属のウィスカー成長などにより初期特性が良好で
も短絡を起こしてしまうことがあった。
力半導体レーザなと、半導体し〜ザを高い電流で動作す
る場合、放熱特性を良好なものとするため、発光部を有
するｐｎ接合部をサブマウント側に接続するジャンクシ
ョンダウン法によりダイボンディングされる。ｐｎ接合
部からサブマウントのダイボンディング面までの距離は
数μｍしかな（、サブマウントのダイボンディング面は
Ａｕで覆われているため融着金属がはみ出して短絡して
しまう問題があった。このため、実装前の検査において
特性の良好な素子も、実装により不良となる場合が多く
、 実装後再検査が必要となり、工程数の増加を招き、コス
ト高となっていた。また、長期信頼性の面からみても、
融着金属のウィスカー成長などにより初期特性が良好で
も短絡を起こしてしまうことがあった。
本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、半導体レーザの実装構造において素子の短
絡が皆無となるような実装構造にすることにより、高信
顧性の半導体レーザを提供するところにある。
るところは、半導体レーザの実装構造において素子の短
絡が皆無となるような実装構造にすることにより、高信
顧性の半導体レーザを提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体レーザ装置は、融着金属を介しヒートシ
ンクあるいはサブマウントにジャンクションダウンによ
りグイボンディングされる半導体レーザ装置において、
前記ヒートシンクあるいはサブマウント側のグイボンデ
ィング面の融着領域以外は、融着金属に対しぬれ性のな
い物質であり、かつ前記ヒートシンクあるいはサブマウ
ント（ＩＩＩのダイボンディング面の融着領域は半導体
レーザチップのダイボンディング面よりはみ出さない広
さであることを特徴とする。
ンクあるいはサブマウントにジャンクションダウンによ
りグイボンディングされる半導体レーザ装置において、
前記ヒートシンクあるいはサブマウント側のグイボンデ
ィング面の融着領域以外は、融着金属に対しぬれ性のな
い物質であり、かつ前記ヒートシンクあるいはサブマウ
ント（ＩＩＩのダイボンディング面の融着領域は半導体
レーザチップのダイボンディング面よりはみ出さない広
さであることを特徴とする。
［実 施 例］
第１図に本発明の一実施例を示す。
Ｃｕ ヒ−１−シンク１上にＳｉのサブマウント２が半
田を介して融着されている。このＳｉサブマウント２は
半導体レーザチップ３とＣｕヒートンンク２との熱膨張
係数の違いを回避するもので、半導体レーザチップ３に
グイボンディング時の熱サイクルによるストレスが発生
するのを防いでいる。
田を介して融着されている。このＳｉサブマウント２は
半導体レーザチップ３とＣｕヒートンンク２との熱膨張
係数の違いを回避するもので、半導体レーザチップ３に
グイボンディング時の熱サイクルによるストレスが発生
するのを防いでいる。
半導体レーザチップ３は放熱特性を良好なものとするた
め、ｐｎ接合部５側が融着部に近い、ジャンクションダ
ウンにより、ダイボンディングされている。
め、ｐｎ接合部５側が融着部に近い、ジャンクションダ
ウンにより、ダイボンディングされている。
Ｓｉサブマウント２の半導体レーザチップ３とのグイボ
ンディング面側は、一部のみ融着金属のパターン４が施
されてあり、それ以外の領域はＳｉとなっている。融着
金属のパターン４の広さは半導体レーザチップ３のダイ
ボンディング面より狭い広さとなっている。例えば半導
体レーザチップ３の大きさを２５０μｍＸ４００μｍ（
共振器長Ｘ幅）としたとき融着金属のパターン４は２０
０μｍＸ３５０μｍとする。
ンディング面側は、一部のみ融着金属のパターン４が施
されてあり、それ以外の領域はＳｉとなっている。融着
金属のパターン４の広さは半導体レーザチップ３のダイ
ボンディング面より狭い広さとなっている。例えば半導
体レーザチップ３の大きさを２５０μｍＸ４００μｍ（
共振器長Ｘ幅）としたとき融着金属のパターン４は２０
０μｍＸ３５０μｍとする。
融着金属のパターン４は、リフトオフ法等により形成す
ることができる。すなわち、フォトレジストによりパタ
ーン４の領域に開口部を形成し、蒸着等により融着金属
を形成し、フォトレジスト上の融着金属は有機溶剤で７
オトレジストと共に除去することで融着金属のパターン
４を形成する。
ることができる。すなわち、フォトレジストによりパタ
ーン４の領域に開口部を形成し、蒸着等により融着金属
を形成し、フォトレジスト上の融着金属は有機溶剤で７
オトレジストと共に除去することで融着金属のパターン
４を形成する。
融着金属としては、本実施例では、Ｔ ｉ ／ Ｐ ｔ
／ Ａ ｕ Ｓ ｎ合金の多層構造としている。Ｔｉは
Ｓｉサブマウントとの密着性を良好なものとし、Ｐｔは
耐熱性を考慮する目的で形成されている。Ａｕ５ｎは半
田として使用されるもので、Ｓｎ２０ｗｔ％において約
２８０℃の融点である。
／ Ａ ｕ Ｓ ｎ合金の多層構造としている。Ｔｉは
Ｓｉサブマウントとの密着性を良好なものとし、Ｐｔは
耐熱性を考慮する目的で形成されている。Ａｕ５ｎは半
田として使用されるもので、Ｓｎ２０ｗｔ％において約
２８０℃の融点である。
この構造においては、ＳｌがＡｕＳｎ半田に対して全く
ぬれ性が無いため、融は出したＡｕＳｎ半田は、融着領
域４をはみ出すことはない。このため、従来に比べ半導
体レーザチップが短絡を起こす可能性が非常に少なくな
る。歩留まりについては、従来構造に比べ５０％以上の
歩留まり向上が見られた。
ぬれ性が無いため、融は出したＡｕＳｎ半田は、融着領
域４をはみ出すことはない。このため、従来に比べ半導
体レーザチップが短絡を起こす可能性が非常に少なくな
る。歩留まりについては、従来構造に比べ５０％以上の
歩留まり向上が見られた。
また、半田の膜厚、ボンディング加重などのグイホンデ
ィング条件の管理も従来に比べ緩やかにすることが可能
で、例えば、半田膜厚を厚め、ボンディング加重を大き
めに設定しても素子の短絡不良は起こらない。またこの
結果、接着強度を太き（することが可能となり、熱抵抗
値が減少し、放熱特性の良好な半導体レーザ装置が作製
可能となった。
ィング条件の管理も従来に比べ緩やかにすることが可能
で、例えば、半田膜厚を厚め、ボンディング加重を大き
めに設定しても素子の短絡不良は起こらない。またこの
結果、接着強度を太き（することが可能となり、熱抵抗
値が減少し、放熱特性の良好な半導体レーザ装置が作製
可能となった。
第１図において、パターン４の作製方法は、リフトオフ
法の他にもメタ、ルマスク等を用いたマスク蒸着も可能
である。半田材についてはＡｕＳｎの他にもＡｕＳ ｉ
系、ＩｎＳ Ｐｂ５ｎ系なども可能であり、半田材はＳ
ｉサブマウント２に形成する方法について示したが、半
導体レーザチップ３に形成してもよい。
法の他にもメタ、ルマスク等を用いたマスク蒸着も可能
である。半田材についてはＡｕＳｎの他にもＡｕＳ ｉ
系、ＩｎＳ Ｐｂ５ｎ系なども可能であり、半田材はＳ
ｉサブマウント２に形成する方法について示したが、半
導体レーザチップ３に形成してもよい。
また半導体レーザチップにもＳ１サブマウントと同様に
融着金属領域が形成されていれば、さらなる効果が発揮
される。
融着金属領域が形成されていれば、さらなる効果が発揮
される。
第２図はもう一つの実施例を示したものである。
Ｓｉサブマウント３は図のように凸部を有し、凸部に融
着領域４が形成されているものである。
着領域４が形成されているものである。
融着金属のパターンが形成されている凸部４の広さは半
導体レーザチップ３のダイボンディング面より狭い広さ
となっている。融は呂した融着金属は、融着領域４をは
み出すことはない。この実施例においても、従来に比べ
半導１体レーザチップが短絡を起こす可能性が非常に少
なくなった。
導体レーザチップ３のダイボンディング面より狭い広さ
となっている。融は呂した融着金属は、融着領域４をは
み出すことはない。この実施例においても、従来に比べ
半導１体レーザチップが短絡を起こす可能性が非常に少
なくなった。
［発明の効果］
本発明の半導体レーザ装置は以下に述べるような格別の
効果を有する。
効果を有する。
（１）半導体レーザチップの融着領域外は融着金属に対
して全くぬれ性が無いため、融は出した半田などの融着
金属は、融着領域をはみ出すことはなく、実装による素
子の短絡不良が皆無となる。
して全くぬれ性が無いため、融は出した半田などの融着
金属は、融着領域をはみ出すことはなく、実装による素
子の短絡不良が皆無となる。
（２）このため、実装後の不良数が大幅に減るため、パ
ッケージ込みの不良数が減り、また検査工程も簡略化さ
れるため、コストダウンが可能となる。
ッケージ込みの不良数が減り、また検査工程も簡略化さ
れるため、コストダウンが可能となる。
（３）素子短絡を考慮しない実装条件の選定が可能とな
り、実装による素子特性のばらつきが少なくなり、熱抵
抗などの放熱特性も同上する。
り、実装による素子特性のばらつきが少なくなり、熱抵
抗などの放熱特性も同上する。
第１図は本発明の一実施例を示した半導体レーザ装置の
構造斜視図。 第２図は本発明の一実施例を示した半導体レーザ装置の
構造斜視図。 第３図は従来例を示した半導体レーザ装置の構造斜視図
。 １・・・ヒートシンク ２・・・Ｓｉサブマウント ３・・・半導体レーザチップ ４・・・融着金属領域 ５・・・ｐｎ接合領域 ６・・・半田 ７ ・ ・ ・ Ａｕ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
構造斜視図。 第２図は本発明の一実施例を示した半導体レーザ装置の
構造斜視図。 第３図は従来例を示した半導体レーザ装置の構造斜視図
。 １・・・ヒートシンク ２・・・Ｓｉサブマウント ３・・・半導体レーザチップ ４・・・融着金属領域 ５・・・ｐｎ接合領域 ６・・・半田 ７ ・ ・ ・ Ａｕ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 融着金属を介しヒートシンクあるいはサブマウントにジ
ャンクションダウンによりダイボンディングされる半導
体レーザ装置において、前記ヒートシンクあるいはサブ
マウント側のダイボンディング面の融着領域以外は、融
着金属に対しぬれ性のない物質であり、かつ前記ヒート
シンクあるいは前記サブマウント側のダイボンディング
面の融着領域は半導体レーザチップの前記ダイボンディ
ング面よりはみ出さない広さであることを特徴とする半
導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31229090A JPH04186688A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31229090A JPH04186688A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186688A true JPH04186688A (ja) | 1992-07-03 |
Family
ID=18027471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31229090A Pending JPH04186688A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04186688A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479325B2 (en) * | 1999-12-07 | 2002-11-12 | Sony Corporation | Method of stacking semiconductor laser devices in a sub-mount and heatsink |
| WO2003069743A1 (fr) * | 2002-02-18 | 2003-08-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Embase et dispositif a semiconducteur |
| US7245014B2 (en) | 2003-05-20 | 2007-07-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting apparatus and method for producing the same |
| JP2007227931A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 高出力アレイ型半導体レーザー装置の製造方法 |
| JP2010171047A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US8669559B2 (en) | 2010-04-12 | 2014-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus and image display apparatus manufacturing method |
| JP2015228401A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| KR20160145141A (ko) | 2014-05-22 | 2016-12-19 | 코니카 미놀타 가부시키가이샤 | 유기 일렉트로 루미네센스 소자 |
-
1990
- 1990-11-17 JP JP31229090A patent/JPH04186688A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479325B2 (en) * | 1999-12-07 | 2002-11-12 | Sony Corporation | Method of stacking semiconductor laser devices in a sub-mount and heatsink |
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| KR100764393B1 (ko) * | 2006-02-22 | 2007-10-05 | 삼성전기주식회사 | 고출력 어레이형 반도체 레이저 장치 제조방법 |
| US8153507B2 (en) | 2006-02-22 | 2012-04-10 | Samsung Led Co., Ltd. | Method of manufacturing high power array type semiconductor laser device |
| JP2010171047A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US8669559B2 (en) | 2010-04-12 | 2014-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus and image display apparatus manufacturing method |
| KR20160145141A (ko) | 2014-05-22 | 2016-12-19 | 코니카 미놀타 가부시키가이샤 | 유기 일렉트로 루미네센스 소자 |
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