JPH071793B2 - ハイブリツド光ｉｃ装置 - Google Patents
ハイブリツド光ｉｃ装置Info
- Publication number
- JPH071793B2 JPH071793B2 JP60162388A JP16238885A JPH071793B2 JP H071793 B2 JPH071793 B2 JP H071793B2 JP 60162388 A JP60162388 A JP 60162388A JP 16238885 A JP16238885 A JP 16238885A JP H071793 B2 JPH071793 B2 JP H071793B2
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- JP
- Japan
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- light emitting
- hole
- emitting element
- wiring metal
- electric
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバー通信、光記録再生等に有用とな
る光源に関し、特に発光素子とそれを駆動する電気ICを
ハイブリッドで構成する装置に関するものである。
る光源に関し、特に発光素子とそれを駆動する電気ICを
ハイブリッドで構成する装置に関するものである。
従来の技術 近年、大容量光ファイバー通信の発達にともない、発光
素子を高速変調動作させることが必要となっている。発
光素子を高速変調動作させるため、それを駆動させる電
気ICは、SiあるいはGaAsを材料とした高速動作が可能な
ICを用いていた。従来のハイブリッド光IC装置は、この
ICチップと発光素子のチップ間にワイヤーボンディング
を行って電気的に接続していた。ところが、この装置で
はワイヤーを介して接続することによる配線容量の増大
化にともない、高速変調動作が困難になるという欠点が
あった。また、発光素子にワイヤーボンディングするこ
とによって素子に欠陥が導入され易く信頼性の面で問題
があった。さらに、各々別にダイスボンディングするた
め小型化が望めない。このような観点から、最近では発
光素子と電気ICを１チップにモノリシック化した光ICの
開発が活発化してきているが、電気素子と発光素子との
プロセスの整合性がとれない等の作製上の課題が多く、
いまだ歩留まり、信頼性等で問題が多い。
素子を高速変調動作させることが必要となっている。発
光素子を高速変調動作させるため、それを駆動させる電
気ICは、SiあるいはGaAsを材料とした高速動作が可能な
ICを用いていた。従来のハイブリッド光IC装置は、この
ICチップと発光素子のチップ間にワイヤーボンディング
を行って電気的に接続していた。ところが、この装置で
はワイヤーを介して接続することによる配線容量の増大
化にともない、高速変調動作が困難になるという欠点が
あった。また、発光素子にワイヤーボンディングするこ
とによって素子に欠陥が導入され易く信頼性の面で問題
があった。さらに、各々別にダイスボンディングするた
め小型化が望めない。このような観点から、最近では発
光素子と電気ICを１チップにモノリシック化した光ICの
開発が活発化してきているが、電気素子と発光素子との
プロセスの整合性がとれない等の作製上の課題が多く、
いまだ歩留まり、信頼性等で問題が多い。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来の技術で問題となっていたワイヤー接続
による配線容量の増大化、ワイヤーボンディング工程に
よる信頼性の低下，及び小型化の困難性、歩留まりの低
下を解決しようとするものである。
による配線容量の増大化、ワイヤーボンディング工程に
よる信頼性の低下，及び小型化の困難性、歩留まりの低
下を解決しようとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、 電気素子が形成された半導体基板と、 前記電気素子が形成された領域と異なる領域に、選択的
に形成された、テーパ状の斜面を有する孔と、 前記電気素子と接続し、前記電気素子が形成された領域
から、前記テーパ状斜面を介して、前記孔の底部にまで
伸びている配線金属と、 前記孔の底部の配線金属上に載置され、前記配線金属と
電気的に接続された発光素子とを備え、 前記発光素子の端面から出射する光は、前記孔のテーパ
状斜面で反射して前記基板上方に取り出される ハイブリッド光IC装置とする。
に形成された、テーパ状の斜面を有する孔と、 前記電気素子と接続し、前記電気素子が形成された領域
から、前記テーパ状斜面を介して、前記孔の底部にまで
伸びている配線金属と、 前記孔の底部の配線金属上に載置され、前記配線金属と
電気的に接続された発光素子とを備え、 前記発光素子の端面から出射する光は、前記孔のテーパ
状斜面で反射して前記基板上方に取り出される ハイブリッド光IC装置とする。
作用 本発明によれば、孔に形成された配線金属上に発光素子
をダイスボンディングすることによって電気素子と発光
素子を電気的に接続するものであるので、従来の電気IC
と発光素子を接続するワイヤーボンディング工程が不要
となる。従って、従来問題となっていたワイヤー接続に
よる配線容量の増大化 信頼性の低下を防ぐものであ
る。
をダイスボンディングすることによって電気素子と発光
素子を電気的に接続するものであるので、従来の電気IC
と発光素子を接続するワイヤーボンディング工程が不要
となる。従って、従来問題となっていたワイヤー接続に
よる配線容量の増大化 信頼性の低下を防ぐものであ
る。
また、テーパ状斜面を介して、電気素子と発光素子とが
配線されているので、配線が段切れを起こすことがな
い。
配線されているので、配線が段切れを起こすことがな
い。
また、テーパ状斜面を有する孔の底部に、発光素子が載
置されるので、発光素子から出射する光を有効に基板上
方に取り出すことができる。
置されるので、発光素子から出射する光を有効に基板上
方に取り出すことができる。
さらに、基板の電気素子が形成されていない領域の任意
の位置に、複数の孔を形成することが可能となり、よっ
て、複数の発光素子を１チップに内蔵させる場合でも小
型化が可能となる。
の位置に、複数の孔を形成することが可能となり、よっ
て、複数の発光素子を１チップに内蔵させる場合でも小
型化が可能となる。
実施例 本発明の一実施例を第１図に示す。本実施例は、半導体
基板としてSi-ICウェハーを用いたものである。以下、
作製工程を図面に従って説明する。
基板としてSi-ICウェハーを用いたものである。以下、
作製工程を図面に従って説明する。
第２図は、既にトランジスタ等の電気素子が形成された
Si-ICウェハー１上に電気素子が形成されている領域と
異なる領域に選択的に孔７をテーパ状に形成した後、酸
化膜３を形成した断面図である。これは、通常のウェハ
ープロセスであるフォトリソグラフィ工程及びエッチン
グ工程により行なう。エッチングとして異方性エッチン
グ液例えば、エチレンジアミン−ピロカテコール水溶液
を用いているかあるいはドライエッチング等により容易
にテーパ状の斜面を有する孔７を形成できる。酸化膜３
は、通常のCVD法等により形成する。然る後、配線金属
４を孔７及び電気素子が形成された領域に選択的に形成
する。
Si-ICウェハー１上に電気素子が形成されている領域と
異なる領域に選択的に孔７をテーパ状に形成した後、酸
化膜３を形成した断面図である。これは、通常のウェハ
ープロセスであるフォトリソグラフィ工程及びエッチン
グ工程により行なう。エッチングとして異方性エッチン
グ液例えば、エチレンジアミン−ピロカテコール水溶液
を用いているかあるいはドライエッチング等により容易
にテーパ状の斜面を有する孔７を形成できる。酸化膜３
は、通常のCVD法等により形成する。然る後、配線金属
４を孔７及び電気素子が形成された領域に選択的に形成
する。
この様子を第３図に示す。通常の蒸着法により配線金属
を蒸着し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工
程、あるいはリフトオフ工程を行なうことにより容易に
形成できる。この際、孔７がテーパ状になっているので
配線金属が段切れを起こすことはない。
を蒸着し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工
程、あるいはリフトオフ工程を行なうことにより容易に
形成できる。この際、孔７がテーパ状になっているので
配線金属が段切れを起こすことはない。
然る後、半導体レーザ２を孔７に形成された配線金属４
上にダイスボンディングする。半導体レーザ２は例えば
TJS型構造であり、一方の面にｐ側電極24及びｎ側電極2
3が形成されている。
上にダイスボンディングする。半導体レーザ２は例えば
TJS型構造であり、一方の面にｐ側電極24及びｎ側電極2
3が形成されている。
ダイスボンディングは、あらかじめ半導体レーザ２のｐ
側電極24及びｎ側電極23の表面にPb/Sn等の半田層（図
示せず）を形成しておき、加熱されたSi-ICウェハーに
半田層を用いてボンディングすることにより容易に行な
える。
側電極24及びｎ側電極23の表面にPb/Sn等の半田層（図
示せず）を形成しておき、加熱されたSi-ICウェハーに
半田層を用いてボンディングすることにより容易に行な
える。
このようにすれば、半導体レーザ２のｐ側電極24及びｎ
側電極23とSi-ICウェハー１に既に形成されている電気
素子は配線金属４により接続されることになる。
側電極23とSi-ICウェハー１に既に形成されている電気
素子は配線金属４により接続されることになる。
また、第１図に示すように半導体レーザ２で発光した出
射光５は、テーパ状の斜面に形成された配線金属４で反
射しSi-ICウェハー１の面に対し、上方に出射される。
上方に出射されたレーザ光は、例えば光ファイバー等に
結合され伝送される。
射光５は、テーパ状の斜面に形成された配線金属４で反
射しSi-ICウェハー１の面に対し、上方に出射される。
上方に出射されたレーザ光は、例えば光ファイバー等に
結合され伝送される。
第４図は、半導体レーザ２がダイスボンディングされた
Si-ICウェハー１を上から見た図である。電気IC11の１
チップに半導体レーザ２を１チップ内蔵し構成したもの
である。Si-ICウェハー１を分割線12に沿って、スクラ
イプあるいはダイシングすることにより、半導体レーザ
２が内蔵された電気ICチップ、即ちハイブリッド光ICチ
ップが得られる。第５図は、電気IC11の１チップに半導
体レーザ２をチップ内蔵し構成したものである。このよ
うに、用途に応じて電気IC1チップ内に複数の半導体レ
ーザチップを内蔵させることも可能である。
Si-ICウェハー１を上から見た図である。電気IC11の１
チップに半導体レーザ２を１チップ内蔵し構成したもの
である。Si-ICウェハー１を分割線12に沿って、スクラ
イプあるいはダイシングすることにより、半導体レーザ
２が内蔵された電気ICチップ、即ちハイブリッド光ICチ
ップが得られる。第５図は、電気IC11の１チップに半導
体レーザ２をチップ内蔵し構成したものである。このよ
うに、用途に応じて電気IC1チップ内に複数の半導体レ
ーザチップを内蔵させることも可能である。
なお、本実施例では半導体レーザ２としてTJS型構造を
用いたが、他の、一方の面からｐ側及びｎ側の両方の電
極を取り出せる構造のレーザ、例えばＳ・Ｉ基板上に形
成したレーザ等にも応用できる。また、半導体レーザ以
外の発光素子としてLED等にも適用できる。
用いたが、他の、一方の面からｐ側及びｎ側の両方の電
極を取り出せる構造のレーザ、例えばＳ・Ｉ基板上に形
成したレーザ等にも応用できる。また、半導体レーザ以
外の発光素子としてLED等にも適用できる。
さらに、電気ICとしてSi-ICを用いたが、他の例えばGaA
s等化合物半導体を材料とするICを用いることもでき
る。
s等化合物半導体を材料とするICを用いることもでき
る。
発明の効果 本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）電気素子と発光素子とを一体化し、かつその間を
接続する配線金属も段切れを起こすことがない。
接続する配線金属も段切れを起こすことがない。
（２）発光素子から出射する光を有効にウェハ上方に取
り出すことができる。
り出すことができる。
（３）基板の電気素子が形成されていない任意の位置に
容易に孔を形成できるので、複数の発光素子を１チップ
に内蔵させる場合でも、極めて小型に構成できる、とい
うハイブリッド光IC装置を実現できる。
容易に孔を形成できるので、複数の発光素子を１チップ
に内蔵させる場合でも、極めて小型に構成できる、とい
うハイブリッド光IC装置を実現できる。
（４）発光素子と電気ICをハイブリッドで構成するに際
し、両素子の電気的接続をウェハープロセスの配線工程
で行なうので、従来問題となっていたワイヤーボンディ
ング接続による配線容量の増大化 信頼性の低下を招か
ない。
し、両素子の電気的接続をウェハープロセスの配線工程
で行なうので、従来問題となっていたワイヤーボンディ
ング接続による配線容量の増大化 信頼性の低下を招か
ない。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第2,3図は実
施例の作製プロセスを示す断面図、第4,5図はSi-ICウェ
ハーに半導体レーザをダイスボンディングした後の上面
図である。 １……Si-ICウェハー、２……半導体レーザ、４……配
線金属、７……孔、23,24……電極。
施例の作製プロセスを示す断面図、第4,5図はSi-ICウェ
ハーに半導体レーザをダイスボンディングした後の上面
図である。 １……Si-ICウェハー、２……半導体レーザ、４……配
線金属、７……孔、23,24……電極。
Claims (5)
- 【請求項１】電気素子が形成された半導体基板と、 前記電気素子が形成された領域と異なる領域に、選択的
に形成された、テーパ状の斜面を有する孔と、 前記電気素子と接続し、前記電気素子が形成された領域
から、前記テーパ状斜面を介して、前記孔の底部にまで
伸びている配線金属と、 前記孔の底部の配線金属上に載置され、前記配線金属と
電気的に接続された発光素子とを備え、 前記発光素子の端面から出射する光は、前記孔のテーパ
状斜面で反射して前記基板上方に取り出される ことを特徴とするハイブリッド光IC装置。 - 【請求項２】発光素子の両端面から出射する光は、とも
に孔のテーパ状斜面で反射して、基板上方に取り出され
る ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイブ
リッド光IC装置。 - 【請求項３】テーパ状斜面に形成された配線金属は、発
光素子から出射する光を反射するミラーを兼ねている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイブ
リッド光IC装置。 - 【請求項４】電気素子が形成された１つのチップには、 複数の孔が形成されており、 前記孔のぞれぞれに発光素子が載置され、 複数の発光素子を有する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイブ
リッド光IC装置。 - 【請求項５】テーパ状斜面と、この上に形成された配線
金属との間に、 酸化膜を有する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハイブ
リッド光IC装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60162388A JPH071793B2 (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ハイブリツド光ｉｃ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60162388A JPH071793B2 (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ハイブリツド光ｉｃ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223163A JPS6223163A (ja) | 1987-01-31 |
| JPH071793B2 true JPH071793B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=15753632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60162388A Expired - Lifetime JPH071793B2 (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ハイブリツド光ｉｃ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071793B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR880014692A (ko) * | 1987-05-30 | 1988-12-24 | 강진구 | 반사경이 부착된 반도체 발광장치 |
| JP2892820B2 (ja) * | 1990-11-26 | 1999-05-17 | 松下電子工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| US5532173A (en) * | 1994-07-14 | 1996-07-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | FET optical receiver using backside illumination, indium materials species |
| KR0179803B1 (ko) * | 1995-12-29 | 1999-03-20 | 문정환 | 리드노출형 반도체 패키지 |
| EP1059668A3 (en) * | 1999-06-09 | 2007-07-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device |
| DE10122705B4 (de) * | 2000-05-11 | 2012-07-26 | Mitutoyo Corp. | Einrichtung mit funktionalem Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| CN100421268C (zh) * | 2004-02-23 | 2008-09-24 | 斯坦雷电气株式会社 | Led及其制造方法 |
| US7868349B2 (en) | 2005-02-17 | 2011-01-11 | Lg Electronics Inc. | Light source apparatus and fabrication method thereof |
| EP1696495B1 (en) * | 2005-02-25 | 2014-10-15 | LG Electronics Inc. | Light source apparatus and fabrication method thereof |
| JP4723305B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2011-07-13 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 軌道回路による列車在線検知方法及びその装置 |
| JP5886899B2 (ja) * | 2014-06-10 | 2016-03-16 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543660Y2 (ja) * | 1974-10-05 | 1979-02-20 | ||
| US4293826A (en) * | 1979-04-30 | 1981-10-06 | Xerox Corporation | Hybrid semiconductor laser/detectors |
| JPS56112767A (en) * | 1980-02-13 | 1981-09-05 | Hitachi Ltd | Light emitting semiconductor device |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP60162388A patent/JPH071793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6223163A (ja) | 1987-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |