JPH04276679A - レーザダイオード - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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５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。

【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。

【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。

【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、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、シリコン樹脂上にフッ素樹
脂層を設けてなるものである。この構成により、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に用いるフッ素樹脂は、光透
過性であると共に、一般に透明のシリコン樹脂に比べて
吸水率・透水率が格段に低いだけでなく、接触角が小さ
くて揆水性に富んでいる。このため、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、更にシリコン樹脂
上にフッ素樹脂からなる層を設ければ十分な耐湿性をＬ
Ｄに付与することが可能となると共に、パッシベーショ
ンの性能向上を図れる訳である。

【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の構造はフッ素樹脂層以外に関しては
図５に示す従来例のものと同一である。但し、図２には
シリコン樹脂やフッ素樹脂層は示していない。

【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。

【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、Ｌ
Ｄ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１４ａ
、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。

【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、有機溶剤に溶解さ
せたフッ素樹脂をシリコン樹脂１３上に塗布し、乾燥・
固化させてフッ素樹脂層１５とする。このフッ素樹脂層
１５により、高度の耐湿性とパッシベーションの性能向
上がもたらされる。

【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。透明板１１を設けることは、出射光の方向・波
面を一定に保つ必要がある場合に有効である。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。

【００１７】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
のアルミナ粒により散乱されてモニタ素子７に受光され
る。図３に別実施例を示す。この実施例は、ＬＤチップ
９の前方劈開面９ａの前方に透明体を設けていない構造
のもので、劈開面９ａの前方にシリコン樹脂１３が拡張
され、更にフッ素樹脂層１５がシリコン樹脂１３を覆う
。これ以外の構造は図１に示すものと同一である。当実
施例では、劈開面９ａからのレーザ光はシリコン樹脂１
３、フッ素樹脂層１５を透過して出射する。

【００１８】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４を参照して説明
する。図４は、実施例及び従来例の各ＬＤにおける封止
樹脂（実施例ではフッ素樹脂層、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１ｍ
ｍのシリコン樹脂上に設けた厚さ数１０μｍのフッ素樹
脂層（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。

【００１９】この図４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１００
００時間であり、耐湿性が５倍以上に向上したことが理
解される。

【００２０】

【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上に更にフッ素樹脂層を設けて
なるから、シリコン樹脂でＬＤチップからの出射レーザ
光の進路を確保すると共に、パッシベーションを図り、
更にフッ素樹脂層により一層長時間にわたって耐湿性が
維持され、パッシベーション性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＤの一実施例を示す中央縦断面図で
ある。

【図２】図１に示すＬＤの外観斜視図である。

【図３】本発明のＬＤの別実施例を示す中央縦断面図で
ある。

【図４】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。

【図５】従来のＬＤ例を示す中央縦断面図である。

【符号の説明】

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　　フッ素樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、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、シリコン樹脂上にフ
   ッ素樹脂層を設けてなることを特徴とするレーザダイオ
   ード。