JPH0799368A - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JPH0799368A
JPH0799368A JP5242363A JP24236393A JPH0799368A JP H0799368 A JPH0799368 A JP H0799368A JP 5242363 A JP5242363 A JP 5242363A JP 24236393 A JP24236393 A JP 24236393A JP H0799368 A JPH0799368 A JP H0799368A
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window
semiconductor device
optical
sio2
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Hitoshi Kagawa
仁志 香川
Koji Yamashita
光二 山下
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部環境の影響,特に湿度の影響によっても
性能が劣化せず、外観検査が不要であり、かつ安価な光
半導体装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ装置50の気密封止用キャップ
部40の窓部材1をSiにより構成し、該窓部材1とキ
ャップ部本体3との接着材として、Siと共晶合金を形
成する半田材を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は光半導体装置に関し、
特に光ファイバ通信に用いられる半導体レーザ等に利用
される光半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のキャンタイプの気密封止
パッケージを用いた半導体レーザ装置の構造を示す図で
あり、図において、200は半導体レーザ装置、100
はキャップ部、101はコバール合金(Fe,Co,N
i等により構成される合金)で形成され、窓部が設けら
れる部分に直径3〜4mmの開口部を有したキャップ壁部
材、116はキャップ壁部材101の開口部をふさぐよ
うにPb系ガラス117,例えばPbSnガラスによ
り、キャップ壁部材101に接着された窓部材、112
は鉄等により形成されたベース部(アイレット部)で、
該アイレット部112上には、半導体レーザチップ10
4とサブマウント材106を重ねてマウントしたヒート
シンク材105,及びモニタ用フォトダイオード107
がそれぞれマウントされている。通常、光通信に利用さ
れる半導体レーザ装置は、発振波長が0.98μm,
1.2μm,1.3μm,1.55μmのものが主流で
あり、発振波長が0.98μmのものとしては、例えば
InGaAs/GaAs多重量子井戸構造のレーザチッ
プ104が、その他の波長のものとしては、例えばIn
GaAsP系レーザチップ104が使用されている。1
08はモニタホトダイオード107用リード、109は
接地リード、110はレーザチップ104用のリードで
ある。111はレーザチップ104とリード110間を
接続するためのAuワイヤ、118はホトダイオードチ
ップ107とリード108間を接続するためのAuワイ
ヤである。本実施例においては、キャップ部100とア
イレット部112は溶接によって接着されており、この
半導体レーザ200の内部は気密状態が保たれるように
封止されている。また、図7は従来の半導体レーザ装置
のキャップ部100の製造方法を示す図であり、図にお
いて、図4と同一符号は、同一又は相当する部分を示
し、101aはキャップ壁部材101に設けられた窓部
を設けるための開口部である。
【0003】以下、図7に沿って従来の半導体レーザ装
置のキャップ部の製造工程を説明する。まず、図7(a)
に示すように、光学部品用の板ガラスに対して研磨やコ
ーティング,カッティング等の加工を行って形成した直
径3〜4mmの円形形状の窓部材116と、窓部を形成
すべき領域に窓部材116より小さい直径の円形形状の
開口部101aを形成したキャップ壁部材101と、該
開口部101aの直径より内径が大きく、上記窓部材1
16の直径より外径が小さいリング状のPb系ガラス1
17とを用意する。次に、図7(b) の断面図に示すよう
に、上記キャップ壁部材101の内側に、上記Pb系ガ
ラス117を上記開口部101aの周囲に沿わせるよう
に配置し、さらに、上記窓部材116を、上記Pb系ガ
ラス117と重ねあわせるように配置した後に、これら
を炉の中にいれ、加熱してPb系ガラスを溶かし、窓部
材116とキャップ外壁部101を接着してキャップ部
100を得る。
【0004】その後、キャップ部100と、レーザチッ
プ104等を取り付けたアイレット部112とを電気溶
接等により固着し、レーザチップ104等を気密封止し
て図6に示す半導体レーザ装置を得る。
【0005】次に動作について説明する。レーザチップ
104より出射されたレーザ光は、窓部材116を透過
して外部へ出射され、応用製品の所望の光源として利用
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ等
の出射機能を有した光半導体装置は以上のように構成さ
れており、窓部材116がPb系ガラス117により接
着されているため、外部環境の湿度の影響により該Pb
系ガラス117が溶融し、窓部材116を汚染して光半
導体装置の特性を劣化させてしまったり、光半導体装置
の気密性が劣化してしまうという問題があった。
【0007】また、窓部材116がガラス材により構成
されており、レーザ光だけでなく、可視領域の光、即
ち、波長が400〜750nmである光も全て透過する
ため、光半導体装置を組み立てた状態で、窓部材116
を透して肉眼により内部の状態を見ることができる。こ
のため、キャップ部100の内部に、配置等の不揃いに
よる外観上の不具合が発見されると、光半導体装置とし
ての本来の機能に異常がない製品も不良品として判断さ
れてしまうこととなり、歩留りが低下するという問題が
あった。
【0008】さらに、窓部材116がガラス材により構
成されているため、研磨,コーティング等の加工工程を
容易に行えず、窓部材116が高価になり、キャップ部
100全体が高価なものになるという問題があった。
【0009】一方、電子材料21,Feb.p60.
(1983)に、Siの0.9μm以下の波長の光を透
過させないという透過特性に着目して、Siを特定の波
長の光のみを選択的に透過させるための窓部として採用
した赤外線センサの構造が記載されている。このような
構造の受光機能を有した光半導体装置では、Si窓にお
いて、入射光を波長により選択して、必要な波長の光の
みを透過させることができるので、半導体受光素子を必
要な波長の光にのみ反応させることができ、かつ不要な
光により受ける影響を抑えることができ、これにより、
半導体装置の性能を向上させることができる。しかし、
通常はSi窓部とキャップ壁部材を接着材等により接着
しているため、外部環境の影響,特に湿度の影響によ
り、接着材の一部が溶解し、窓部を汚染したり、気密性
が劣化したりするという問題があった。
【0010】本発明は上記のような問題を解消するため
になされたもので、外部環境の影響により性能が劣化す
ることのない、光半導体装置を提供することを目的とす
る。
【0011】また、本発明は上記のような問題を解消す
るためになされたもので、内部構造が目視されることが
なく、かつ安価に製造することが可能な光半導体装置を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光半導体装
置は、発光または受光もしくは発光及び受光の両方の機
能を有する半導体光素子と、該半導体光素子から放出さ
れる光又は上記半導体光素子に入射される光を透過させ
る材料からなる窓部を含み,上記半導体光素子を気密封
止するパッケージとを有しており、上記窓部はSiから
なり、該窓部は上記パッケージの該窓部以外の部材に、
Siと共晶合金を形成する半田材を用いて接着されてい
るものである。また、本発明は上記光半導体装置におい
て、上記Siと共晶合金を形成する半田材として、Au
半田材,又はAu−Si系半田材を用いたものである。
【0013】また、本発明に係る光半導体装置は、発光
機能を有する半導体光素子と、該半導体光素子から放出
される光を透過させる材質からなる窓部を含み,上記半
導体光素子を気密封止するパッケージとを有しており、
上記窓部がSiからなるものである。
【0014】また、本発明は上記光半導体装置におい
て、上記窓部の両面に、単層又は多層の誘電体薄膜によ
り構成される無反射膜を備えているものである。また、
本発明は上記光半導体装置において、上記無反射膜を、
上記窓部の表面を酸化して形成されたSiO2 膜と、該
SiO2 膜の表面に配置された単層又は多層の誘電体薄
膜により構成したものである。
【0015】また、本発明は上記光半導体装置におい
て、上記無反射膜を、上記窓部表面を酸化して形成され
た、厚さがλ/2n1(λ:上記窓部を透過させる光の波
長,n1:SiO2 の屈折率)であるSiO2 からなる膜
と、該SiO2 からなる膜表面に順次配置された、厚さ
がλ/4n2(n2:Al2 O3 の屈折率)であるAl2 O
3 からなる膜と、厚さがλ/4n1であるSiO2 からな
る膜と、厚さがλ/4n2であるAl2 O3 からなる膜と
により構成したものである。
【0016】また、本発明に係る光半導体装置は、発光
または受光もしくは発光及び受光の両方の機能を有する
半導体光素子と、該半導体光素子から放出される光又は
上記半導体光素子に入射される光を透過させる材質から
なる窓部を含み,上記半導体光素子を気密封止するパッ
ケージとを有しており、上記窓部はSiからなり、該窓
部の両面には、該窓部の表面を酸化して形成されたSi
O2 膜と、該SiO2膜の表面に配置された単層又は多
層の誘電体薄膜により構成される無反射膜を備えている
ものである。
【0017】
【作用】本発明においては、発光または受光もしくは発
光及び受光の両方の機能を有する半導体光素子を、Si
からなる窓部を含むパッケージで気密封止するように
し、上記Siからなる窓部を、上記パッケージの該窓部
以外の部材に、Siと共晶合金を形成する半田材を用い
て接着するようにしたから、接着部に共晶合金が形成さ
れ、接着部が外部環境、特に湿度に対して安定である光
半導体装置を得ることができる。また、Siは可視領域
の光を透過させないため、光半導体装置を組み立てた状
態では窓部を透して内部が目視されることがないものと
できるので、光半導体装置内部に取り付けられた素子の
配置等の不揃いのみを原因とした不良品をなくすことが
でき、これにより、歩留りを向上することができる。さ
らに、上記Siからなる窓部材を、半導体装置の製造に
一般的に用いられるSiのウエハを用い、従来のウエハ
プロセスに使用されている装置を利用して作製すること
ができるので、窓部材を容易に、かつ安価に得ることが
できる。
【0018】また、本発明においては、さらに上記窓部
の両面に、単層又は多層の誘電体薄膜により構成される
無反射膜を備えたから、窓部における光の反射を抑える
ことができ、上記窓部の透過率を向上させることができ
る。
【0019】また、本発明においては、さらに上記無反
射膜を、上記窓部の表面を酸化して形成されたSiO2
膜と、該SiO2 膜の表面に配置された単層又は多層の
誘電体薄膜により構成したから、表面が外気との反応に
より酸化されやすいSiの性質を利用して、容易に無反
射膜を形成することができる。
【0020】
【実施例】
実施例1.図1は本発明の第1の実施例による半導体レ
ーザ装置の構造を示す図であり、図1(a) は半導体レー
ザ装置のキャップ部の断面図、図1(b) は半導体レーザ
装置の断面図、図1(c) は窓部材,及び半田材を示す斜
視図である。図において、50は半導体レーザ装置、4
0はキャップ部、3はレーザ光が通過する部分に直径3
〜4mmの開口部3aが設けられているキャップ壁部材、
1は直径が開口部3aの直径よりも大きく、厚さが30
0〜400μmである円形形状の、レーザ光を透過させ
るSi製窓部材である。直径は上記開口部3aよりも大
きくなるように形成されている。2は上記窓部1とキャ
ップ部本体3とを接着するための厚さ数μmのリング状
のAu半田材で、この半田材2は、内径が上記開口部3
aと同じか、もしくはこれよりも大きく、外径が上記窓
部材1の直径と同じか、もしくは小さく形成されてい
る。5はAg等のヒートシンク材、6は該ヒートシンク
材5上に配置されたサブマウント材、4は発振波長が少
なくとも0.9μm以上である半導体レーザチップ、7
はレーザチップ4から出射されるレーザ光をモニタする
内蔵用モニタホトダイオードチップ、8は該モニタホト
ダイオード7用リード、9は接地リード、10はレーザ
チップ4用のリードである。11はレーザチップ4とリ
ード10間を接続するためのAuワイヤ、13はホトダ
イオードチップ7とリード8間を接続するためのAuワ
イヤである。12はベースであるアイレット部であり、
例えばFeで形成されている。
【0021】図2は本発明の第1の実施例による半導体
レーザ装置におけるキャップ部40の製造方法を示す図
であり、図において、図1と同一符号は、同一又は相当
する部分を示し、20は通常の半導体装置の製造に使用
される、表面に鏡面加工が施されているSiウエハ、2
aは該ウエハ20上に形成されたAu薄膜である。
【0022】次に製造方法について説明する。図2(a)
に示すように厚さが300〜400μmで、その表面に
鏡面加工が施されているSi基板20上に、厚さ数μm
のAu2aを薄膜状に蒸着する。その後、パターニング
により、複数のリング形状のAu半田材2を形成する
(図2(b))。この時、該半田材2とSiウエハ20との
界面ではAu−Si系共晶が形成されている。次に該半
田材2の外周に沿って、エッチング等によりウエハを切
り出し、窓部材1を形成する(図2(c))。その後、図2
(d) の断面図に示すように、該窓部材1をキャップ壁部
材3の内部に、上記半田材2がキャップ壁部材3の開口
部の周囲に接するように配置した後、これらを加熱して
窓部材1とキャップ壁部材3を半田材2によって接着す
る。その後、キャップ壁部材3とアイレット部12とを
溶接により接着して、半導体レーザチップ4等を気密封
止する。
【0023】ここで、本実施例においては、窓部の材料
としてSiを使用しているが、一般にSiはバンドギャ
ップエネルギーが約1.1eVであるので、これよりも
エネルギーの高い,波長が約1.1μm以下の光は吸収
するが、これよりもエネルギーの低い,波長が約1.1
μm以上の光は吸収せず、また、0.9〜1.1μmの
間の波長の光については、Siの吸収係数はまだあまり
大きくないので、部分的にしか光を吸収しない。つまり
Siは、0.9μmより小さい光は透過させないが、波
長が0.9μm以上の光は透過させるという性質を有す
る。したがって、本実施例のような発振波長が0.9μ
m以上の半導体レーザ素子を利用した半導体レーザ装置
において、窓部の材料としてSiを用いても何ら弊害は
ない。特に、現在の光通信に利用されているレーザは、
発振波長が1.2μm,1.3μm,1.55μmのも
のが多いので、窓部をSiにより構成したキャップ部
を、光通信用のレーザに利用することも十分に可能であ
る。
【0024】本実施例の半導体レーザ装置においては、
窓部材1がSiで構成されているので、該窓部材1とキ
ャップ部本体3とをAu半田材2によって接着すること
ができる。この半田材2により接着すると、半田材2と
窓部材1のSiとの間に共晶合金が形成されるので、外
部環境、特に湿度に対して安定となり、従来のPb系ガ
ラスのように、水分によって溶融し、窓部を汚染した
り、気密性を劣化させたりすることをなくすことができ
る。
【0025】また、上記のようにSiは波長が0.9μ
m以下である可視光を透過させないから、Siを窓部に
使用することにより、光半導体装置を組み立てた状態で
は窓部を透して内部の状態を見えないものとでき、キャ
ップ部40内部の半導体レーザチップ4等の配置の不揃
いによって外観上の不具合を生ずることがなく、外観不
良の発生を大幅に低減できる。
【0026】さらに、窓部材1を得る製造工程は、半導
体装置の製造に一般的に使用される安価なシリコン単結
晶のウエハを用いて、従来のウエハプロセスに使用され
ている装置等を利用して行うことができるものであり、
これによって複数の窓部材を同時に得ることができ、窓
部材を安価に作製することができる。
【0027】このように、本実施例では、半導体レーザ
装置の窓部材1の材料としてSiを使用し、該窓部材1
とキャップ部本体3との間を、SiとAu−Si共晶合
金を形成するAu半田材2を用いて接着するようにした
から、接着部が安定な、信頼性の高い半導体レーザ装置
を得ることができる。
【0028】また、窓部材1の材料としてSiを使用す
るようにしたから、半導体レーザ装置を組み立てた状態
において、窓部を透して内部を目視できないようにする
ことができ、外観不良の発生をなくし、製品の歩留りを
向上させることができる。
【0029】また、窓部材1の材料としてSiを使用し
たから、この窓部材を、従来のウエハプロセスに使用さ
れている装置等を利用して、シリコン単結晶のウエハよ
り作製することができ、窓部材を安価に得ることができ
る。
【0030】なお、本実施例ではSi基板20表面にA
u半田材2を設けるようにしたが、本発明は、基板20
表面にAu−Si系半田材を設けるようにしても同様の
効果を奏する。
【0031】実施例2.図3は、本発明の第2の実施例
による半導体レーザ装置の窓部の構造を示す断面図であ
り、図において、40はキャップ部、1はSiにより構
成される窓部材、2は半田材、3はキャップ壁部材、1
3a,13bはSi窓部材1表面及び裏面に熱酸化によ
り形成されたSiO2 膜であり、膜厚はλ/2n1に相当
する。14a,14b及び16a,16bはスパッタ,
または蒸着等で形成されたAl2O3 膜で、膜厚はλ/
4n2であり、15a,15bはAl2 O3 膜14と同様
に形成されたSiO2 膜で、膜厚はλ/4n1である。本
実施例2における窓部材1は、表面にSiO2 膜13
a,Al2 O3 膜14a,SiO2 膜15a,及びAl
2 O3 膜16aの4層の膜によって構成される無反射膜
が、また、裏面にSiO2 膜13b,Al2 O3 膜14
b,SiO2 膜15b,及びAl2 O3 膜16bの4層
の膜によって構成される無反射膜が、それぞれ設けられ
ているものである。ここでλは本実施例の半導体レーザ
装置が扱う波長であり、n1はSiO2 の屈折率,n2はA
l2 O3 の屈折率である。
【0032】図4は本第2の実施例による半導体レーザ
装置の窓部材1の製造方法を模式的に示す図であり、図
において、図3と同一の符号は、同一又は相当する部分
を示し、17はレジストである。
【0033】次に製造方法について説明する。図4(a)
のように、厚さ300〜400μmのSi基板20上
に、厚さが数μmのAu薄膜2aを蒸着等により形成す
る。次に、内径が3〜4mmとなるように該Au薄膜2
aをパターニングして、複数のリング状のAu半田材2
を設ける(図4(b))。この時、この半田材2とSi基板
20との界面ではAu−Si系共晶が形成されている。
次に該リング状の半田材2の内側を除く部分にレジスト
17を形成し(図4(c))、これをマスクとして熱酸化に
より、Si基板20表面のレジスト17のない部分にS
iO2 膜13aを、また基板20の裏面側にSiO2 膜
13bをそれぞれ形成し(図4(d))、さらにSiO2 膜
13aの上にスパッタ,又は蒸着等でAl2 O3 膜14
a,SiO2 膜15a及びAl2 O3 膜16aを順次形
成する(図4(e))。その後、図4(f) に示すように上記
レジスト17を除去して半田材2上に形成されたAl2
O3膜14a,SiO2 膜15a及びAl2 O3 膜16
aを除去する。さらに図4(g) に示すように、同様の工
程を裏面に対しても行い、Al2 O3 膜14b,SiO
2 膜15b及びAl2 O3 膜16bを裏面にも形成す
る。次に上記半田材2の外周に沿って、エッチング等に
よりウエハ20を切り出すことにより、図4(h)に示す
ように両面に無反射膜が形成された窓部材1を得る。そ
の後、該窓部材1をキャップ壁部材3に半田材2により
接着してキャップ部40を得る。
【0034】ここで、図5に、Siからなる窓部の表面
に上記と同様の4層の膜からなる無反射膜を形成した場
合に、最表面のAl2 O3 膜の膜厚が所定のλ/4n2に
対して±100%の範囲でずれたと想定した時の無反射
膜全体の反射率のシミュレーション結果を示す。図5
(a) は窓部上の第4層(Al2 O3 )の膜厚D4と窓部の
端面反射率Rの関係を示す図で、横軸は第4層の膜厚の
変化を膜厚D4がλ/4n2である時を100%として示し
たもので、縦軸は膜厚D4の変化に対応した端面反射率R
の変化を示している。また、図5(b) は上記シミュレー
ションに使用した窓部のモデルを示したものであり、図
において30はSi製窓部、31は無反射膜の第1層を
構成する,厚さD1がλ/2n1であるSiO2 膜、32は
無反射膜の第2層を構成する,厚さD2がλ/4n2である
Al2 O3 膜、33は無反射膜の第3層を構成する,厚
さD3がλ/2n1であるSiO2 膜、34は無反射膜の第
4層を構成するAl2 O3 膜で、この厚さD4は0からλ
/4n2の範囲で変化させることができる。35は上記窓
部に入射される波長λの光である。なお、このシミュレ
ーションではn1(SiO2 の屈折率)の値としては1.
45を使用し、n2(Al2 O3 の屈折率)の値としては
1.63を使用し、Si製窓部材の屈折率の値としては
3.50を使用した。
【0035】図5(a) から分かるように、本実施例2の
無反射膜の構成において、第4膜の膜厚D4が0又はλ/
2n2の時、端面反射率Rは22.04%と最も大きい値
を取り、膜厚D4がλ/4n2の時に最も小さい0.04%
の値を示す。従って、第4膜の膜厚D4をλ/4n2とする
ことができれば、上記無反射膜の反射率は0.04%と
なり、無反射膜として十分な機能が得られることがわか
る。
【0036】本実施例の無反射膜のSiO2 膜13a,
13bは、Siウエハ等を加熱した際にSi表面が酸化
されてSiO2 膜が形成される性質を利用して作製した
ものであり、このように窓部材1表面が酸化されて形成
されたSiO2 膜を利用することにより、無反射膜の作
製を容易に行うことができる。
【0037】このように本発明の第2の実施例では、半
導体レーザ装置の窓部材1の材料としてSiを用い、該
窓部材1上に、該窓部材1の表面が酸化されて形成され
たSiO2 膜を利用した無反射膜を設けるようにしたか
ら、窓部における光の反射を抑えることができ、高性能
な半導体レーザ装置を容易に得ることができる。
【0038】また、半導体装置の製造に一般的に用いら
れるシリコン単結晶のウエハを用いて、従来のウエハプ
ロセスに使用されている装置等を利用して、無反射膜を
有した窓部材1を作製することができるから、高性能な
窓部材を安価に得ることができる。
【0039】なお、上記第2の実施例においては、無反
射膜としてSiO2 膜,及びAl2O3 膜からなる多層
膜を用いたが、本発明は無反射膜として他の誘電体膜か
らなる単層,または多層の膜を用いた場合についても適
用でき、上記実施例と同様の効果を奏する。
【0040】また、上記各実施例においては、キャップ
部が、Siからなる窓部材と、Si以外の材料からなる
キャップ壁部材とが共晶合金を形成する半田材により接
着された場合について説明したが、本発明は、窓部とキ
ャップ壁部材とを含むキャップ部全体がSiにより一体
として形成されている場合においても適用可能なもので
あり、この場合は、キャップ部全体とアイレット部との
接着をSiと共晶合金を形成する半田材で接着すること
により、上記各実施例と同様の効果が得られる。
【0041】また、上記各実施例においては、半導体光
素子として半導体レーザチップを使用した光半導体装置
の場合について説明したが、本発明は、半導体光素子と
して発光ダイオード,フォトダイオード,あるいは発
光,受光の両方の機能を有する素子等を使用した光半導
体装置についても適用でき、上記各実施例と同様の効果
を奏する。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光また
は受光もしくは発光及び受光の両方の機能を有する半導
体光素子を、Siからなる窓部を含むパッケージで気密
封止するようにし、上記Siからなる窓部を、上記パッ
ケージの該窓部以外の部材に、Siと共晶合金を形成す
る半田材を用いて接着するようにしたので、接着部に共
晶合金が形成され、接着部が外部環境、特に湿度に対し
て安定であり、信頼性の高い光半導体装置を得ることが
できる効果がある。
【0043】また、光半導体装置を組み立てた状態で、
窓部を透して内部を目視できないものとすることができ
るので、半導体レーザ装置内部に取り付けられた素子の
配置等の単なる不揃いを原因とした不良品を発生させる
ことがなく、製品の歩留りを向上できる効果がある。
【0044】さらに、上記Siからなる窓部材を、半導
体装置の製造に一般的に用いられるSiのウエハを用
い、従来のウエハプロセスに使用されている装置を利用
して作製することができるので、窓部材を容易、かつ安
価に得ることができ、これにより、安価に発光機能を有
した光半導体装置を得ることができる効果がある。
【0045】また、本発明によれば、さらに上記窓部の
両面に、単層又は多層の誘電体薄膜により構成される無
反射膜を備えたので、窓部における光の反射を抑えるこ
とができ、上記窓部の透過率を向上させることができ、
優れた特性の光半導体装置を得ることができる効果があ
る。
【0046】また、本発明によれば、さらに上記無反射
膜を、上記窓部の表面を酸化して形成されたSiO2 膜
と、該SiO2 膜の表面に配置された単層又は多層の誘
電体薄膜により構成したので、表面が外気との反応によ
り酸化されやすいSiの性質を利用して、容易に無反射
膜を形成することができ、優れた特性の光半導体装置を
容易に得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は、本発明の第1の実施例による半導
体レーザ装置のキャップ(封止)部の断面を示す図(図
1(a)),光半導体装置の断面を示す図(図1(b)),及び
窓部を示す斜視図(図1(c))である。
【図2】本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置
のキャップ部の製造工程を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
の窓部の構成を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
の窓部の製造工程を示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
の窓部表面に設けられた無反射膜の反射率シミュレーシ
ョンの結果を示す図(図5(a)),及び反射膜シミュレー
ションのモデルを示す図(図5(b))である。
【図6】従来の半導体レーザ装置の構造を示す図であ
る。
【図7】従来の半導体レーザ装置の製造工程を示す斜視
図(図7(a)),及び断面図(図7(b))である。
【符号の説明】
1 Si製窓部材 2 Au半田材 2a Au薄膜 3,101 キャップ(封止)壁部材 3a,101a 開口部 4,104 半導体レーザチップ 5,105 ヒートシンク 6,106 サブマウント 7,107 内蔵ホトダイオードチップ 8,108 ホトダイオードリード 9,109 コモン(接地)リード 10,110 レーザチップリード 11,111 Auワイヤ 12,112 ベース部(アイレット部) 13 Auワイヤ 13a,13b Si熱酸化膜(SiO2 ) 14a,14b Al2 O3 膜 16a,16b Al2 O3 膜 15a,15b SiO2 膜 17 レジスト 20 Siウエハ 30 Si窓部材 31 SiO2 膜(第1層) 32 Al2 O3 膜(第2層) 33 SiO2 膜(第3層) 34 Al2 O3 膜(第4層) 35 入射光 40,100 キャップ部 50,200 半導体レーザ装置 116 窓部材 117 Pb系ガラス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光または受光もしくは発光及び受光の
    両方の機能を有する半導体光素子と、該半導体光素子か
    ら放出される光又は上記半導体光素子に入射される光を
    透過させる材質からなる窓部を含み,上記半導体光素子
    を気密封止するパッケージとを備え、 上記窓部はSiからなるものであり、 該窓部は上記パッケージ本体にSiと共晶合金を形成す
    る半田材を用いて接着されていることを特徴とする光半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光半導体装置において、 上記Siと共晶合金を形成する半田材は、Au半田材,
    又はAu−Si系半田材であることを特徴とする光半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 発光機能を有する半導体光素子と、該半
    導体光素子から放出される光を透過させる材質からなる
    窓部を含み,上記半導体光素子を気密封止するパッケー
    ジとを備え、 上記窓部がSiからなることを特徴とする光半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の光半導体装置において、 上記窓部は、その両面上に、単層又は多層の誘電体薄膜
    により構成される無反射膜を備えていることを特徴とす
    る光半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の光半導体装置において、 上記無反射膜は、上記窓部の表面を酸化して形成された
    SiO2 膜と、該SiO2 膜の表面に形成された単層又
    は多層の誘電体薄膜とにより構成されていることを特徴
    とする光半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の光半導体装置において、 上記無反射膜は、上記窓部表面を酸化して形成された、
    厚さがλ/2n1(λ:上記窓部を透過させる光の波長,
    n1:SiO2 の屈折率)であるSiO2 からなる膜と、 該SiO2 からなる膜表面に形成された、厚さがλ/4
    n2(n2:Al2 O3 の屈折率)であるAl2 O3 からな
    る膜と、 該Al2 O3 からなる膜表面に形成された、厚さがλ/
    4n1であるSiO2 からなる膜と、 該SiO2 からなる膜表面に形成された、厚さがλ/4
    n2であるAl2 O3 からなる膜とにより構成されている
    ことを特徴とする光半導体装置。
  7. 【請求項7】 発光または受光もしくは発光及び受光の
    両方の機能を有する半導体光素子と、該半導体光素子か
    ら放出される光又は上記半導体光素子に入射される光を
    透過させる材質からなる窓部を含み,上記半導体光素子
    を気密封止するパッケージとを備え、 上記窓部はSiからなるものであり、 該窓部は、その両面上に、該窓部の表面を酸化して形成
    されたSiO2 膜と、該SiO2 膜の表面に形成された
    単層又は多層の誘電体薄膜とにより構成される無反射膜
    を備えていることを特徴とする光半導体装置。
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