JPH0567847A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0567847A JPH0567847A JP22571391A JP22571391A JPH0567847A JP H0567847 A JPH0567847 A JP H0567847A JP 22571391 A JP22571391 A JP 22571391A JP 22571391 A JP22571391 A JP 22571391A JP H0567847 A JPH0567847 A JP H0567847A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密着強度が十分で且つ放熱が良い半導体装置
が容易に歩留まり良く得る。 【構成】 半導体レーザ１０１の放熱側の表面にさらに
白金膜１０２を形成し、その上に選択的に金メッキ１０
３を施し、次に金メッキされた面をインジウム半田１０
５で放熱体１０４上に接着する。
が容易に歩留まり良く得る。 【構成】 半導体レーザ１０１の放熱側の表面にさらに
白金膜１０２を形成し、その上に選択的に金メッキ１０
３を施し、次に金メッキされた面をインジウム半田１０
５で放熱体１０４上に接着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザや発光ダ
イオード等の発光素子、受光素子、ホール素子、ハイパ
ワートランジスタ、集積回路等の半導体素子を組み込ん
だ半導体装置に関する。
イオード等の発光素子、受光素子、ホール素子、ハイパ
ワートランジスタ、集積回路等の半導体素子を組み込ん
だ半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子に電流を流すと内部の電気抵
抗により熱が生じる。この発熱は素子の寿命を縮めた
り、発光素子の場合その発光効率を落としたりする。よ
って放熱を良くする事は大変重要である。そのため、半
田剤を用いて素子を放熱体に直接ボンディングをしてい
る。この様子を半導体レーザを例に説明する。
抗により熱が生じる。この発熱は素子の寿命を縮めた
り、発光素子の場合その発光効率を落としたりする。よ
って放熱を良くする事は大変重要である。そのため、半
田剤を用いて素子を放熱体に直接ボンディングをしてい
る。この様子を半導体レーザを例に説明する。
【０００３】図４は従来の半導体装置の製造方法の一部
を示す断面図である。３０１は半導体レーザである。３
０２から３０４は蒸着で形成されたｐ型電極である。各
々は、３０２がクロムと金より成る金属層、３０３が白
金から成るバリア層、３０４が金から成る緩衝層であ
る。緩衝層はボンディング時のストレスを吸収する。ま
た、バリア層は緩衝層中の金原子が金属層に拡散するの
を防ぐ。３０５は蒸着で形成されたｎ型電極である。緩
衝層３０４の上にホトレジストでマスク３０６を形成す
る。この状態を示したのが同図（ａ）である。次に、緩
衝層３０４の露出した部分をエッチングし、続いてマス
ク３０６を除去する。この状態を示したのが同図（ｂ）
である。緩衝層３０４の周辺部をエッチングしバリア層
３０３を露出させるのは、自動特性検査装置に素子を自
動認識させる為である。この種の装置は通常、白金の反
射率が金より小さい事を利用して、金のパターンを認識
し、そこにプローブをもって行く。次に、放熱体上のイ
ンジウムの上に緩衝層３０４が接する様に半導体レーザ
３０１を設置する。昇温してインジウムを溶かしてから
冷やすと、半導体レーザ３０１が固定される。
を示す断面図である。３０１は半導体レーザである。３
０２から３０４は蒸着で形成されたｐ型電極である。各
々は、３０２がクロムと金より成る金属層、３０３が白
金から成るバリア層、３０４が金から成る緩衝層であ
る。緩衝層はボンディング時のストレスを吸収する。ま
た、バリア層は緩衝層中の金原子が金属層に拡散するの
を防ぐ。３０５は蒸着で形成されたｎ型電極である。緩
衝層３０４の上にホトレジストでマスク３０６を形成す
る。この状態を示したのが同図（ａ）である。次に、緩
衝層３０４の露出した部分をエッチングし、続いてマス
ク３０６を除去する。この状態を示したのが同図（ｂ）
である。緩衝層３０４の周辺部をエッチングしバリア層
３０３を露出させるのは、自動特性検査装置に素子を自
動認識させる為である。この種の装置は通常、白金の反
射率が金より小さい事を利用して、金のパターンを認識
し、そこにプローブをもって行く。次に、放熱体上のイ
ンジウムの上に緩衝層３０４が接する様に半導体レーザ
３０１を設置する。昇温してインジウムを溶かしてから
冷やすと、半導体レーザ３０１が固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の工程で
固定すると、半導体レーザの密着強度が不足するものが
頻発する。これは、緩衝層３０４とインジウムが部分的
にしか接着されていない為である。この様な場合、次工
程でｎ型電極３０５にワイヤを打つと、半導体レーザが
外れてしまう。また、動作時には放熱がされ難くなるの
で温度上昇が起こり、上記した様に素子の寿命を縮め且
つ発光効率を落としてしまう。
固定すると、半導体レーザの密着強度が不足するものが
頻発する。これは、緩衝層３０４とインジウムが部分的
にしか接着されていない為である。この様な場合、次工
程でｎ型電極３０５にワイヤを打つと、半導体レーザが
外れてしまう。また、動作時には放熱がされ難くなるの
で温度上昇が起こり、上記した様に素子の寿命を縮め且
つ発光効率を落としてしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題に鑑み、本発
明は、半導体素子の放熱側の表面にさらに白金膜を形成
し、その上に選択的に金メッキを施し、次に金メッキさ
れた面をインジウム半田で放熱体上に接着するものであ
る。
明は、半導体素子の放熱側の表面にさらに白金膜を形成
し、その上に選択的に金メッキを施し、次に金メッキさ
れた面をインジウム半田で放熱体上に接着するものであ
る。
【０００６】
【作用】本発明によれば、金メッキされた面は歩留まり
良くインジウム半田に全面密着する。よって、密着強度
が十分で且つ放熱が良くなる。さらに、金表面に凹凸を
形成してから接着すると、密着強度と再現性はさらに向
上する。また、金メッキの周囲に白金を露出させてある
ため、この部分でインジウムをはじく。よって、インジ
ウムが側面へ這上がって半導体素子が短絡するのを、歩
留まり良く防ぐ事が出来る。
良くインジウム半田に全面密着する。よって、密着強度
が十分で且つ放熱が良くなる。さらに、金表面に凹凸を
形成してから接着すると、密着強度と再現性はさらに向
上する。また、金メッキの周囲に白金を露出させてある
ため、この部分でインジウムをはじく。よって、インジ
ウムが側面へ這上がって半導体素子が短絡するのを、歩
留まり良く防ぐ事が出来る。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明による半導体装置の実施例を
示す断面図である。半導体レーザを例にあげている。１
０１は半導体レーザであり、放熱側の表面に厚み１００
ナノメートルの白金層１０２と金メッキによる厚み約１
から３ミクロンの金層１０３が形成されている。１０４
は銅或は鉄を主成分とする放熱体で錆による腐食を防ぐ
ため薄い金で覆われている。１０５は半田剤として用い
るインジウムである。インジウム１０５は約２００℃か
ら２５０℃に昇温すると十分に溶ける。
示す断面図である。半導体レーザを例にあげている。１
０１は半導体レーザであり、放熱側の表面に厚み１００
ナノメートルの白金層１０２と金メッキによる厚み約１
から３ミクロンの金層１０３が形成されている。１０４
は銅或は鉄を主成分とする放熱体で錆による腐食を防ぐ
ため薄い金で覆われている。１０５は半田剤として用い
るインジウムである。インジウム１０５は約２００℃か
ら２５０℃に昇温すると十分に溶ける。
【０００８】インジウムは半田剤として良く知られた金
属であるが、上述の様に蒸着された金に対しては密着し
にくい。ところが、発明者らは実験の結果、メッキで形
成した金に対してはインジウムが全面に密着し、密着強
度も十分であることを見いだした。これは、メッキによ
る金は蒸着よりも結晶化が進んでいることによるもので
あろうと考えられる。さらに、金表面に細かい凹凸を作
ることによりさらに密着強度が上がることも分かった。
典型的な値は２００グラム重以上である。これは、表面
積が増加することによると思われる。
属であるが、上述の様に蒸着された金に対しては密着し
にくい。ところが、発明者らは実験の結果、メッキで形
成した金に対してはインジウムが全面に密着し、密着強
度も十分であることを見いだした。これは、メッキによ
る金は蒸着よりも結晶化が進んでいることによるもので
あろうと考えられる。さらに、金表面に細かい凹凸を作
ることによりさらに密着強度が上がることも分かった。
典型的な値は２００グラム重以上である。これは、表面
積が増加することによると思われる。
【０００９】さて、このように密着が良くなったために
生じる新しい問題がある。接着工程でインジウム半田が
表面張力により半導体レーザに吹い寄せられて来て、側
面を数ミクロンも這上がる様になる。半導体レーザのｐ
ｎ接合は通常この辺りにあるので、電気的に短絡してし
まい不良になってしまう。これを防ぐために、金層１０
３の周囲には白金層１０２を露出させる。白金はインジ
ウムをはじくので、側面への這上がりがなくなるのがそ
の理由である。白金とインジウムとの間には一般的に相
図（phase diagram）が存在しないので、合金化しにく
いことは容易に類推がつくが、上記したような２００か
ら２５０℃程度の低温ではほとんど密着すらしないとい
うことは、従来知られていなかった。
生じる新しい問題がある。接着工程でインジウム半田が
表面張力により半導体レーザに吹い寄せられて来て、側
面を数ミクロンも這上がる様になる。半導体レーザのｐ
ｎ接合は通常この辺りにあるので、電気的に短絡してし
まい不良になってしまう。これを防ぐために、金層１０
３の周囲には白金層１０２を露出させる。白金はインジ
ウムをはじくので、側面への這上がりがなくなるのがそ
の理由である。白金とインジウムとの間には一般的に相
図（phase diagram）が存在しないので、合金化しにく
いことは容易に類推がつくが、上記したような２００か
ら２５０℃程度の低温ではほとんど密着すらしないとい
うことは、従来知られていなかった。
【００１０】よって、本発明による半導体装置のポイン
トをまとめると以下のようになる。半導体素子の放熱体
への直接ボンディングを容易にするインジウム半田に対
し、金メッキによる金を用いることにより十分な強度の
密着を得ると共に、周囲を白金にして側面へのインジウ
ムの這上がりを防ぐのである。
トをまとめると以下のようになる。半導体素子の放熱体
への直接ボンディングを容易にするインジウム半田に対
し、金メッキによる金を用いることにより十分な強度の
密着を得ると共に、周囲を白金にして側面へのインジウ
ムの這上がりを防ぐのである。
【００１１】図１の説明を続ける。同図の１０６は金線
である。この金線と放熱体はｎ側とｐ側の配線を構成し
ている。さて、半導体レーザは活性層近傍から発熱す
る。活性層はレーザ光を発生する部分でありストライプ
状に延在している。図２（ａ）と（ｂ）は、接着前の半
導体レーザの放熱側の表面を示す図である。１０２と１
０３は図１と共通で、それぞれ白金層と金メッキによる
金層である。１０７は活性層を示している。表面より数
ミクロン奥にあるので破線で示している。（ａ）の場
合、金層１０３は活性層を完全に覆っているので、十分
な放熱が得られる。（ｂ）の場合、金層１０３は活性層
をほぼ覆っている。（ｂ）には及ばないものの、ほぼ十
分な放熱が得られる。この特徴は、へき開面１０８と１
０９上を金層１０３が横切らないので、へき開が容易な
ことである。
である。この金線と放熱体はｎ側とｐ側の配線を構成し
ている。さて、半導体レーザは活性層近傍から発熱す
る。活性層はレーザ光を発生する部分でありストライプ
状に延在している。図２（ａ）と（ｂ）は、接着前の半
導体レーザの放熱側の表面を示す図である。１０２と１
０３は図１と共通で、それぞれ白金層と金メッキによる
金層である。１０７は活性層を示している。表面より数
ミクロン奥にあるので破線で示している。（ａ）の場
合、金層１０３は活性層を完全に覆っているので、十分
な放熱が得られる。（ｂ）の場合、金層１０３は活性層
をほぼ覆っている。（ｂ）には及ばないものの、ほぼ十
分な放熱が得られる。この特徴は、へき開面１０８と１
０９上を金層１０３が横切らないので、へき開が容易な
ことである。
【００１２】図３は本発明による半導体装置の製造方法
の実施例を示す断面図である。図１の半導体レーザを例
にあげている。１０１は図１同様、半導体レーザであ
る。この上に白金層１０２を蒸着で形成する。次に、そ
の周囲を覆うようにホトレジスト２０１を形成する。こ
の状態で、金メッキをすると露出した白金の上に金が形
成される。これを、よう素とよう化カリウムの水溶液か
ら成るエッチング液でエッチングすると、金の主面のみ
が選択的にエッチングされ、深さ数ミクロンの細かい凹
凸が出来る。その後、ホトレジスト２０１を除去すると
（ｂ）図の様になる。１０３は完成した金層である。も
ちろん、ホトレジスト２０１を除去してから金のエッチ
ングをしても良いが、金層１０３の側面もエッチングさ
れる。この場合、図２（ａ）、（ｂ）に示したような金
の方形のパターンが崩れる恐れがあり、密着面積が減る
危険がある。この後、インジウム半田で放熱側の主面を
放熱体にボンディングし、他方の主面に金線を打つ。こ
の状態が、図１である。
の実施例を示す断面図である。図１の半導体レーザを例
にあげている。１０１は図１同様、半導体レーザであ
る。この上に白金層１０２を蒸着で形成する。次に、そ
の周囲を覆うようにホトレジスト２０１を形成する。こ
の状態で、金メッキをすると露出した白金の上に金が形
成される。これを、よう素とよう化カリウムの水溶液か
ら成るエッチング液でエッチングすると、金の主面のみ
が選択的にエッチングされ、深さ数ミクロンの細かい凹
凸が出来る。その後、ホトレジスト２０１を除去すると
（ｂ）図の様になる。１０３は完成した金層である。も
ちろん、ホトレジスト２０１を除去してから金のエッチ
ングをしても良いが、金層１０３の側面もエッチングさ
れる。この場合、図２（ａ）、（ｂ）に示したような金
の方形のパターンが崩れる恐れがあり、密着面積が減る
危険がある。この後、インジウム半田で放熱側の主面を
放熱体にボンディングし、他方の主面に金線を打つ。こ
の状態が、図１である。
【００１３】本実施例では、半導体レーザを用いたが、
他の半導体素子に関しても同様の効果が得られるのは言
うまでもない。
他の半導体素子に関しても同様の効果が得られるのは言
うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、密着強度が十分で且つ
放熱が良い半導体装置が容易に歩留まり良く得られる。
この密着強度と再現性は、金表面に凹凸を形成するとさ
らに向上する。また、インジウムが側面へ這上がって半
導体素子が短絡するのを、歩留まり良く防ぐ事が出来
る。さらに本発明による製造方法に寄れば、露出した金
の主面のみに選択的に凹凸が出来、金のパターンが崩れ
る恐れが無い。
放熱が良い半導体装置が容易に歩留まり良く得られる。
この密着強度と再現性は、金表面に凹凸を形成するとさ
らに向上する。また、インジウムが側面へ這上がって半
導体素子が短絡するのを、歩留まり良く防ぐ事が出来
る。さらに本発明による製造方法に寄れば、露出した金
の主面のみに選択的に凹凸が出来、金のパターンが崩れ
る恐れが無い。
【図１】本発明による半導体装置の実施例を示す断面図
【図２】本発明による半導体装置の接着前の放熱側の表
面を示す図
面を示す図
【図３】本発明による半導体装置の製造方法の実施例を
示す断面図
示す断面図
【図４】従来の半導体装置の製造方法の一部を示す断面
図
図
１０１ 半導体レーザ １０２ 白金層 １０３ 金層 １０４ 放熱体 １０５ インジウム １０６ 金線 １０７ 活性層 １０８ へき開面 １０９ へき開面 ２０１ ホトレジスト ３０１ 半導体レーザ ３０２ 金属層 ３０３ バリア層 ３０４ 緩衝層 ３０５ ｎ型電極 ３０６ マスク
Claims (3)
- 【請求項１】半導体素子の一主面に金メッキをする工程
と、放熱体の上に形成されたインジウムを溶融し前記金
と接着する工程を有する事を特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２】半導体素子の一主面に白金の薄膜を形成す
る工程と、前記薄膜の中央部に選択的に金メッキをする
工程と、放熱体の上に形成されたインジウムを溶融し前
記金と接着する工程を有する事を特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項３】金メッキで形成された金の表面に凹凸を作
る工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22571391A JPH0567847A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22571391A JPH0567847A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567847A true JPH0567847A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16833644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22571391A Pending JPH0567847A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567847A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015900A1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Panasonic Corporation | Élément émetteur de lumière semi-conducteur et son procédé de fabrication |
| JP2010171047A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| CN102214895A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| JP2014518450A (ja) * | 2011-06-17 | 2014-07-28 | アイピージー フォトニクス コーポレーション | 半導体デバイスのためのサブマウントを有する半導体ユニット |
| WO2016097780A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Alpes Lasers Sa | Quantum cascade laser optimized for epitaxial side-down mounting |
| JP6964832B1 (ja) * | 2020-09-04 | 2021-11-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及び半導体レーザ装置 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP22571391A patent/JPH0567847A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015900A1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Panasonic Corporation | Élément émetteur de lumière semi-conducteur et son procédé de fabrication |
| US8222670B2 (en) | 2006-07-31 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same |
| JP2010171047A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| CN102214895A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| JP2011222675A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2014518450A (ja) * | 2011-06-17 | 2014-07-28 | アイピージー フォトニクス コーポレーション | 半導体デバイスのためのサブマウントを有する半導体ユニット |
| WO2016097780A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Alpes Lasers Sa | Quantum cascade laser optimized for epitaxial side-down mounting |
| CN107408790A (zh) * | 2014-12-19 | 2017-11-28 | 阿尔佩斯激光有限公司 | 针对外延侧向下安装优化的量子级联激光器 |
| JP2018503979A (ja) * | 2014-12-19 | 2018-02-08 | アルプ レイザーズ ソシエテ アノニムＡｌｐｅｓ Ｌａｓｅｒｓ Ｓ．Ａ． | エピタキシャルサイドダウン実装のために最適化された量子カスケードレーザー |
| US10038307B2 (en) | 2014-12-19 | 2018-07-31 | Alpes Lasers Sa | Quantum cascade laser optimized for epitaxial side-down mounting |
| JP6964832B1 (ja) * | 2020-09-04 | 2021-11-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及び半導体レーザ装置 |
| WO2022049714A1 (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及び半導体レーザ装置 |
| CN115989620A (zh) * | 2020-09-04 | 2023-04-18 | 三菱电机株式会社 | 半导体激光器以及半导体激光装置 |
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