JPH04352372A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JPH04352372A JPH04352372A JP3126036A JP12603691A JPH04352372A JP H04352372 A JPH04352372 A JP H04352372A JP 3126036 A JP3126036 A JP 3126036A JP 12603691 A JP12603691 A JP 12603691A JP H04352372 A JPH04352372 A JP H04352372A
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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
- H01L2224/01—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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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
- H01L2224/80—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
- H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子を有する
光半導体装置に関するものである。
光半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体発光素子において、特に光
フィイバ通信に使用する場合、結合効率を上げるため電
流狭窄等により発光領域を小さく，高い電流密度で駆動
するものが多い。しかし半導体発光素子内で消費される
エネルギーの大部分は結晶内部で熱に変換されるため、
上記のような半導体発光素子は高温となり、素子の特性
や信頼性を低下させる要因となる。この対策として、Ｓ
ｉ，Ｃｕ，アルミナイトライド等のヒートシンク（Ｈｅ
ａｔＳｉｎｋ：吸熱体）上に蒸着したＡｕＳｎやＳｎ，
ＰｂＳｎ等の融着材料により半導体発光素子を接着し、
放熱性を向上させる構造が多く採用されている。
フィイバ通信に使用する場合、結合効率を上げるため電
流狭窄等により発光領域を小さく，高い電流密度で駆動
するものが多い。しかし半導体発光素子内で消費される
エネルギーの大部分は結晶内部で熱に変換されるため、
上記のような半導体発光素子は高温となり、素子の特性
や信頼性を低下させる要因となる。この対策として、Ｓ
ｉ，Ｃｕ，アルミナイトライド等のヒートシンク（Ｈｅ
ａｔＳｉｎｋ：吸熱体）上に蒸着したＡｕＳｎやＳｎ，
ＰｂＳｎ等の融着材料により半導体発光素子を接着し、
放熱性を向上させる構造が多く採用されている。
【０００３】更に、ヒートシンクを用いる半導体発光素
子は最も発熱する活性層をヒートシンクに近づけ、放熱
効果を上げるために活性層を含むｐ−ｎ接合を有する側
を接着面とする、いわゆるジャンクション−ダウン（ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ）構造を採用しているものが
多い。このため、同じ結晶構造であれば、ＬＥＤの場合
、光出力はｐ−ｎ接合面を接着面と反対にするジャンク
ション−アップ（ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ｕｐ）構造の１．
５〜２倍程度を得ている。
子は最も発熱する活性層をヒートシンクに近づけ、放熱
効果を上げるために活性層を含むｐ−ｎ接合を有する側
を接着面とする、いわゆるジャンクション−ダウン（ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎ−ｄｏｗｎ）構造を採用しているものが
多い。このため、同じ結晶構造であれば、ＬＥＤの場合
、光出力はｐ−ｎ接合面を接着面と反対にするジャンク
ション−アップ（ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ｕｐ）構造の１．
５〜２倍程度を得ている。
【０００４】図４はその従来の光半導体装置を示す。こ
こで１はヒートシンク、２は発光素子、３は活性層、４
は接着電極材料、５は融着材料、６は合金である。
こで１はヒートシンク、２は発光素子、３は活性層、４
は接着電極材料、５は融着材料、６は合金である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のヒートシンク上にジャンクション−ダウン構造の半
導体発光素子を全面接着で搭載している構造では、ヒー
トシンク上に半導体発光素子をチップボンドする場合、
ヒートシンク上に蒸着された融着材料を熱により溶融さ
せ合金接着するため、半導体発光素子を押さえる真空ピ
ンセットの圧力やチップ自信の重み等により、溶融した
融着材料が接着面から溢れ、図４に示すように、チップ
側面に噴出する場合がある。これはヒートシンク接着面
上の融着材料が厚すぎた場合は特に顕著になる。
来のヒートシンク上にジャンクション−ダウン構造の半
導体発光素子を全面接着で搭載している構造では、ヒー
トシンク上に半導体発光素子をチップボンドする場合、
ヒートシンク上に蒸着された融着材料を熱により溶融さ
せ合金接着するため、半導体発光素子を押さえる真空ピ
ンセットの圧力やチップ自信の重み等により、溶融した
融着材料が接着面から溢れ、図４に示すように、チップ
側面に噴出する場合がある。これはヒートシンク接着面
上の融着材料が厚すぎた場合は特に顕著になる。
【０００６】なお、図４において、１はヒートシンク、
２は発光素子、３は活性層、４は接着電極材料、５は融
着材料、６は合金である。
２は発光素子、３は活性層、４は接着電極材料、５は融
着材料、６は合金である。
【０００７】このとき、ジャンクション−ダウン構造の
半導体発光素子では接着面に接合部が近接しているため
、チップ側面の接合部分に融着材料が噴出し短絡させて
しまい歩留りが低下するという課題があった。またチッ
プ側面に絶縁膜としてＳｉＯ２膜を蒸着したものもある
が、噴出した融着材料により、ＳｉＯ２膜が破壊されや
はり短絡してしまうものがあった。
半導体発光素子では接着面に接合部が近接しているため
、チップ側面の接合部分に融着材料が噴出し短絡させて
しまい歩留りが低下するという課題があった。またチッ
プ側面に絶縁膜としてＳｉＯ２膜を蒸着したものもある
が、噴出した融着材料により、ＳｉＯ２膜が破壊されや
はり短絡してしまうものがあった。
【０００８】これら課題の対策として、従来までに、ヒ
ートシンク上の接着領域をチップ接着面より小さくし、
多少、融着材料が溢れ出てもチップ側面まで達しないよ
うに考慮したものもあるが、接着領域を小さくし過ぎる
と接着強度低下や、熱放散性の悪化などの課題があり、
接着領域をチップ接着面の大きさを近接させると、やは
り融着材料が押し出されるために再び短絡の危険性が高
くなる課題があった。
ートシンク上の接着領域をチップ接着面より小さくし、
多少、融着材料が溢れ出てもチップ側面まで達しないよ
うに考慮したものもあるが、接着領域を小さくし過ぎる
と接着強度低下や、熱放散性の悪化などの課題があり、
接着領域をチップ接着面の大きさを近接させると、やは
り融着材料が押し出されるために再び短絡の危険性が高
くなる課題があった。
【０００９】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、チップボンド時の短絡不良を低減させるヒートシン
クを用いて、ジャンクション−ダウン構造の半導体発光
素子を接着した光半導体装置を提供することを目的とす
る。
で、チップボンド時の短絡不良を低減させるヒートシン
クを用いて、ジャンクション−ダウン構造の半導体発光
素子を接着した光半導体装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光半導体装置は、半導体発光素子と、その半
導体発光素子端部側面に近接する表面の少なくとも一部
分に溝を形成したヒートシンクと、そのヒートシンクと
前記半導体発光素子を接着する融着材料とを少なくとも
有する構成による。
に本発明の光半導体装置は、半導体発光素子と、その半
導体発光素子端部側面に近接する表面の少なくとも一部
分に溝を形成したヒートシンクと、そのヒートシンクと
前記半導体発光素子を接着する融着材料とを少なくとも
有する構成による。
【００１１】
【作用】上記構成により、半導体発光素子端部側面に近
接した表面の一部分に溝を形成したヒートシンク上に半
導体発光素子を接着するので、接着時に溶融した融着材
料の一部が溝部分に流入し、半導体発光素子側面に噴出
する割合が低減する。
接した表面の一部分に溝を形成したヒートシンク上に半
導体発光素子を接着するので、接着時に溶融した融着材
料の一部が溝部分に流入し、半導体発光素子側面に噴出
する割合が低減する。
【００１２】また必要により接着領域内に均等な間隔の
溝または格子状の溝を形成するので、接着時の融着材料
の噴出が低減するとともに接着面内の接着強度分布の偏
りがなくなる。
溝または格子状の溝を形成するので、接着時の融着材料
の噴出が低減するとともに接着面内の接着強度分布の偏
りがなくなる。
【００１３】
【実施例】本発明の光半導体装置の第１の実施例を、図
１に示した上面図と接着前後の断面図、同第２の実施例
を図２に示した上面図と接着前後の断面図、同第３の実
施例を図３に示した上面図と接着前後の断面図を参照し
て説明する。
１に示した上面図と接着前後の断面図、同第２の実施例
を図２に示した上面図と接着前後の断面図、同第３の実
施例を図３に示した上面図と接着前後の断面図を参照し
て説明する。
【００１４】図１において、図４の従来例と同一部分に
は同一番号を付し、説明を省略する。すなわち本発明の
特徴はヒートシンク１に溝１１を設けたことである。従
来例と同じように発光素子２は活性層３を下にしたジャ
ンクション−ダウン構造であり、この実施例ではＧａＡ
ｌＡｓを活性層３とした発光波長８５０ｎｍの面発光Ｌ
ＥＤを使用し、接着電極材料４にはＡｕを蒸着している
。ヒートシンク１の材料はＳｉを使用し、融着材料５に
はＳｎを使用した。ヒートシンク１１の上面には発光素
子２の端部側面に近接した位置に溝１１を形成した後、
図１（ｂ）に示すように融着材料５のＳｎを均一な層厚
となるように一様に蒸着している。
は同一番号を付し、説明を省略する。すなわち本発明の
特徴はヒートシンク１に溝１１を設けたことである。従
来例と同じように発光素子２は活性層３を下にしたジャ
ンクション−ダウン構造であり、この実施例ではＧａＡ
ｌＡｓを活性層３とした発光波長８５０ｎｍの面発光Ｌ
ＥＤを使用し、接着電極材料４にはＡｕを蒸着している
。ヒートシンク１の材料はＳｉを使用し、融着材料５に
はＳｎを使用した。ヒートシンク１１の上面には発光素
子２の端部側面に近接した位置に溝１１を形成した後、
図１（ｂ）に示すように融着材料５のＳｎを均一な層厚
となるように一様に蒸着している。
【００１５】つぎに図１（ｃ）に示すように、このヒー
トシンク１に上記発光素子２を接着したとき、接着時に
融着材料５は熱圧着により、合金（ＡｕＳｎ）６となり
、接着すると共に、溝１１周辺では溶融した融着材料５
が溝１１内に流入し、発光素子２側面に噴出する割合を
低くすることが可能である。
トシンク１に上記発光素子２を接着したとき、接着時に
融着材料５は熱圧着により、合金（ＡｕＳｎ）６となり
、接着すると共に、溝１１周辺では溶融した融着材料５
が溝１１内に流入し、発光素子２側面に噴出する割合を
低くすることが可能である。
【００１６】つぎに第２の実施例として図２に示すよう
にヒートシンク１上の溝１１を等間隔に配置し形成した
。これにより、発光素子２側面に噴出する割合が低くな
ると共に、溝１１が等間隔に配置されているため、溝１
１内に未接着部分を生じても、接着領域の接着強度分布
の偏りは生じず、溝１１を形成したことによる信頼性低
下を防ぐことができる。
にヒートシンク１上の溝１１を等間隔に配置し形成した
。これにより、発光素子２側面に噴出する割合が低くな
ると共に、溝１１が等間隔に配置されているため、溝１
１内に未接着部分を生じても、接着領域の接着強度分布
の偏りは生じず、溝１１を形成したことによる信頼性低
下を防ぐことができる。
【００１７】つぎに第３の実施例として図３に示すよう
にヒートシンク１上の溝１１として格子状のものを形成
した。これにより第２の実施例と同様に発光素子２側面
に噴出する割合が低くなると共に、溝１１が格子状に形
成されているため、接着領域の接着強度分布の偏りをな
くし、溝１１を形成したことによる信頼性低下を防ぐこ
とができる。
にヒートシンク１上の溝１１として格子状のものを形成
した。これにより第２の実施例と同様に発光素子２側面
に噴出する割合が低くなると共に、溝１１が格子状に形
成されているため、接着領域の接着強度分布の偏りをな
くし、溝１１を形成したことによる信頼性低下を防ぐこ
とができる。
【００１８】従来、短絡不良率が１％程度であったのに
対し、このような構造を採用することにより、短絡不良
を皆無にすることができた。
対し、このような構造を採用することにより、短絡不良
を皆無にすることができた。
【００１９】なお、この他の実施例として、使用する光
半導体素子の半導体材料はＧａＡｌＡｓ以外でもかまわ
ず、また端面発光ＬＥＤや半導体レーザー等でも同様の
効果がある。
半導体素子の半導体材料はＧａＡｌＡｓ以外でもかまわ
ず、また端面発光ＬＥＤや半導体レーザー等でも同様の
効果がある。
【００２０】ヒートシンク１の材料は前記実施例のＳｉ
以外で例えばＳｉＣ等でもかまわず、熱放散効果があれ
ばステム，受光素子，ＩＣ等の面上に融着材料５を形成
して光半導体素子を接着した場合も同様である。
以外で例えばＳｉＣ等でもかまわず、熱放散効果があれ
ばステム，受光素子，ＩＣ等の面上に融着材料５を形成
して光半導体素子を接着した場合も同様である。
【００２１】融着材料５は前記実施例のＳｎだけでなく
、ＰｂＳｎ等の融着による接着材料であれば同様の効果
が得られる。
、ＰｂＳｎ等の融着による接着材料であれば同様の効果
が得られる。
【００２２】溝１１の形成方法は、実施例のようにヒー
トシンク１面上にフォトレジストによるパターニングを
行い、溝１１部分をエッチングで形成する方法以外でも
かまわない。
トシンク１面上にフォトレジストによるパターニングを
行い、溝１１部分をエッチングで形成する方法以外でも
かまわない。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
光半導体装置は、半導体発光素子とその半導体発光素子
端部側面に近接する表面の少なくとも一部分に溝を形成
したヒートシンクと、そのヒートシンクと前記半導体発
光素子を接着する融着材料とを少なくとも有する構成に
よるので、接着時に溶融した融着材料の一部を溝部分に
流入させ、融着材料が半導体発光素子端部側面に噴出す
る割合を低減させることができ、この結果、チップボン
ド時での半導体発光素子の短絡による歩留まり低下を防
止することが可能となる。
光半導体装置は、半導体発光素子とその半導体発光素子
端部側面に近接する表面の少なくとも一部分に溝を形成
したヒートシンクと、そのヒートシンクと前記半導体発
光素子を接着する融着材料とを少なくとも有する構成に
よるので、接着時に溶融した融着材料の一部を溝部分に
流入させ、融着材料が半導体発光素子端部側面に噴出す
る割合を低減させることができ、この結果、チップボン
ド時での半導体発光素子の短絡による歩留まり低下を防
止することが可能となる。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例の光半導体装置
の要部平面図 （ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
の要部平面図 （ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例の光半導体装置
の要部平面図 （ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
の要部平面図 （ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施例の光半導体装置
の要部平面図 （ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
の要部平面図 （ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）
（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
【図４】（ａ）は従来の光半導体装置の要部平面図（ｂ
）は図４（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）（ｃ
）は図４（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
）は図４（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着前）（ｃ
）は図４（ａ）のＡ−Ａ線による断面図（接着後）
１ ヒートシンク
２ 発光素子
３ 活性層
４ 接着電極材料
５ 融着材料
６ 合金
１１ 溝
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体発光素子と、その半導体発光素
子端部側面に近接する表面の少なくとも一部分に溝を形
成したヒートシンクと、そのヒートシンクと前記半導体
発光素子を接着する融着材料とを少なくとも有すること
を特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】 半導体発光素子が、その半導体発光素
子の発熱側を接着面としたものであることを特徴とする
請求項１記載の光半導体装置。 - 【請求項３】 半導体発光素子端部側面に近接する表
面の少なくとも一部分に溝を形成したヒートシンクに代
えて、前記半導体発光素子接着面の下部に相当する全表
面に等間隔に複数個の溝の形成したヒートシンクを用い
たことを特徴とする請求項１または２記載の光半導体装
置。 - 【請求項４】 半導体発光素子端部側面に近接する表
面の少なくとも一部分に溝を形成したヒートシンクに代
えて、前記半導体発光素子接着面の下部に相当する全表
面に格子状の溝を形成したヒートシンクを用いたことを
特徴とする請求項１または２記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126036A JPH04352372A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126036A JPH04352372A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352372A true JPH04352372A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14925089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126036A Pending JPH04352372A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04352372A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006016398A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Renesas Technology Corp. | 発光装置および発光装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3126036A patent/JPH04352372A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006016398A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Renesas Technology Corp. | 発光装置および発光装置の製造方法 |
| US7476913B2 (en) | 2004-08-10 | 2009-01-13 | Renesas Technology Corp. | Light emitting device having a mirror portion |
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