JPS594187A - ＧａＡｓの気密封止 - Google Patents
ＧａＡｓの気密封止Info
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- JPS594187A JPS594187A JP58107984A JP10798483A JPS594187A JP S594187 A JPS594187 A JP S594187A JP 58107984 A JP58107984 A JP 58107984A JP 10798483 A JP10798483 A JP 10798483A JP S594187 A JPS594187 A JP S594187A
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- hermetic sealing
- gallium
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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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
【発明の詳細な説明】
本発明はガリウムヒ累部品ＣＧａＡ３ ）とガラス母材
との間の気密封止に関するものであって、その４会界面
での口、１μｍより大きく１００μｍより小さい凹凸が
除去されているような気密封止に関するものである。
との間の気密封止に関するものであって、その４会界面
での口、１μｍより大きく１００μｍより小さい凹凸が
除去されているような気密封止に関するものである。
近来の半導体電子工業の急速の成長のなかで、ガリウム
ヒ素は主として以下のような物性のためにＪ着々注目を
あつめるに至っている。
ヒ素は主として以下のような物性のためにＪ着々注目を
あつめるに至っている。
−１ば接遷移型の禁制帝構造のため効率の高い゛亀子−
元のエネルギー変換が可能であり、この性質はボｉ・ダ
イオード、発光ダイオ−ｒ、レーずダイオード、光学セ
ンサにオリ用されている。
元のエネルギー変換が可能であり、この性質はボｉ・ダ
イオード、発光ダイオ−ｒ、レーずダイオード、光学セ
ンサにオリ用されている。
−高移動度な有しており、この性質はアナログ及びデジ
タル電子回路での帯域幅にオリ用されている。
タル電子回路での帯域幅にオリ用されている。
−１りＵえばｔ〜”Ｘ０ａ１．−Ｘ和 のように、合金
性が高く、異なるプロセス中におけるエツチング特性や
禁゛制帯幅のような物性パラメータを自由に１あつらえ
る”ことを可能とする。
性が高く、異なるプロセス中におけるエツチング特性や
禁゛制帯幅のような物性パラメータを自由に１あつらえ
る”ことを可能とする。
ＧａＡｓ中に光学部品を作りこむ場合、通常は従来の封
止方法が用いられる。すなわち、光学的接続のためのガ
ラス窓を備えた金属カプセル中に封１トされる。数少な
い例ではあるが、光ファイバへの効率のよい成就のため
にレンズ要素を備えたカプセル２用いる場合もある（ス
ウェーデン国特許出願８２０３５９７−３号参照）。そ
れら封止の方法を制限するものは、小型化の到達限度と
、それらが部品製造のための全コストの主要な部分ケ占
めるということである。
止方法が用いられる。すなわち、光学的接続のためのガ
ラス窓を備えた金属カプセル中に封１トされる。数少な
い例ではあるが、光ファイバへの効率のよい成就のため
にレンズ要素を備えたカプセル２用いる場合もある（ス
ウェーデン国特許出願８２０３５９７−３号参照）。そ
れら封止の方法を制限するものは、小型化の到達限度と
、それらが部品製造のための全コストの主要な部分ケ占
めるということである。
本発明は、ガリウムヒ累部品とガラス母材との間の封止
に関して付随する上述及びその他の問題点に対する解答
である。本発明に従う封１ヒは、界面から有機物及び／
あるいは無機物の接着剤仝で除去し、光学的に検出でき
る色あるいは色の変化がないようにすること、ガラス母
材の酸素濃度を°、界面と界面から１０μｍ以上の距離
との間で定められる体積内でのガリウムとヒ素によって
形成される酸化物のストイキオメトリ濃度よりすって低
くするようにガラス母材を形成することによって特徴づ
け６れる。色変化はＧａ ４ｓの酸化時に起こり、それ
によって接着に問題が生じる。このことは本発明に従っ
て、封止を還元性雰囲気、例えば水素がスと窒素ガスの
混合ガス中において行うことによって、そしてガラス内
に通常発生する過剰酸素を欠乏させることによって防止
できた。本発明に従５−６１止は、ガリウムヒ束中の光
学部品のための製造コストの低下と共に、小型化をも達
成できるという点で利点２有する。
に関して付随する上述及びその他の問題点に対する解答
である。本発明に従う封１ヒは、界面から有機物及び／
あるいは無機物の接着剤仝で除去し、光学的に検出でき
る色あるいは色の変化がないようにすること、ガラス母
材の酸素濃度を°、界面と界面から１０μｍ以上の距離
との間で定められる体積内でのガリウムとヒ素によって
形成される酸化物のストイキオメトリ濃度よりすって低
くするようにガラス母材を形成することによって特徴づ
け６れる。色変化はＧａ ４ｓの酸化時に起こり、それ
によって接着に問題が生じる。このことは本発明に従っ
て、封止を還元性雰囲気、例えば水素がスと窒素ガスの
混合ガス中において行うことによって、そしてガラス内
に通常発生する過剰酸素を欠乏させることによって防止
できた。本発明に従５−６１止は、ガリウムヒ束中の光
学部品のための製造コストの低下と共に、小型化をも達
成できるという点で利点２有する。
上に述べた問題点は、ＧａＡｓ部品をガラスに直接封入
することによって解決することが従来性われている。そ
れは例えば米国特許明細第３．５７７，６２９号に述べ
られた方法に、ＧａＡｓ材料に特有な特別な修正ン施こ
した方法によって行われる。
することによって解決することが従来性われている。そ
れは例えば米国特許明細第３．５７７，６２９号に述べ
られた方法に、ＧａＡｓ材料に特有な特別な修正ン施こ
した方法によって行われる。
本発明は図面により詳細に例示されるであろう。
第１図はＧａＡｓ部品を光学ファイバに封止する方法を
示しである。第２図は電気リードを有するＧａＡｓ部品
の封止を示している。第６図はガラス母材を（）＋３．
ＡＢ部品に対して封止した実／Ｍ例を示Ｌ２ている。第
４図は光学ファイバ馨含む、光学的圧力測定装置ケ示し
、第５図は本発明に従った気ＶＢ向止を実現する方法を
示す。
示しである。第２図は電気リードを有するＧａＡｓ部品
の封止を示している。第６図はガラス母材を（）＋３．
ＡＢ部品に対して封止した実／Ｍ例を示Ｌ２ている。第
４図は光学ファイバ馨含む、光学的圧力測定装置ケ示し
、第５図は本発明に従った気ＶＢ向止を実現する方法を
示す。
第１図は、ＧａＡＳ部品１を光学ファイバ３の端面に対
して封止する万ｆｆｉ’Ｙ示している。この封止の特徴
は、ファイバとＧａＡｓ部品との間のを面４が、光学的
に検出できる範囲円で平面にみががれており、すなわち
０．１μｍ以上の凹凸はなくされているが、しかしその
面の巨視的な表面構造は平面から幾分はずれてもよい（
１００μｍより小さい凹凸もまた除去されている）とい
うことである。このことは第１ｂ図に示されており、そ
こでは端面２はいくらか凸面になっており、従ってＧａ
Ａｓ部品１は何らかの曲げ応力をうけている。他の１つ
の特徴は界面４が光学的に検出できる色変化を有してい
ないということである。色変化はＧ、ａ、（Ｂ表面の酸
化時に起る。酸化物の母結晶への接着性は低いため、激
化物の存在は悪い影響を与える。ガラス母材中の酸素濃
度は、酸化物のストイキオメトリ濃度よりもず１）と低
くする。この酸化物とは界面４とそこから１０μｍ以上
の距離で定められる体積中において、ガリウム及びヒ素
が形成する酸化物である。本発明の別の特徴の１つは、
界面に有機物あるいは無機物の接着剤のどちらも存在し
ないということである。しかし、０ａＡｓ部品がそれ自
身の中にドーパントあるいは仕金性添カロ物を有してい
る。例えば既に述べたアルミニウム添加の場合がその例
である。
して封止する万ｆｆｉ’Ｙ示している。この封止の特徴
は、ファイバとＧａＡｓ部品との間のを面４が、光学的
に検出できる範囲円で平面にみががれており、すなわち
０．１μｍ以上の凹凸はなくされているが、しかしその
面の巨視的な表面構造は平面から幾分はずれてもよい（
１００μｍより小さい凹凸もまた除去されている）とい
うことである。このことは第１ｂ図に示されており、そ
こでは端面２はいくらか凸面になっており、従ってＧａ
Ａｓ部品１は何らかの曲げ応力をうけている。他の１つ
の特徴は界面４が光学的に検出できる色変化を有してい
ないということである。色変化はＧ、ａ、（Ｂ表面の酸
化時に起る。酸化物の母結晶への接着性は低いため、激
化物の存在は悪い影響を与える。ガラス母材中の酸素濃
度は、酸化物のストイキオメトリ濃度よりもず１）と低
くする。この酸化物とは界面４とそこから１０μｍ以上
の距離で定められる体積中において、ガリウム及びヒ素
が形成する酸化物である。本発明の別の特徴の１つは、
界面に有機物あるいは無機物の接着剤のどちらも存在し
ないということである。しかし、０ａＡｓ部品がそれ自
身の中にドーパントあるいは仕金性添カロ物を有してい
る。例えば既に述べたアルミニウム添加の場合がその例
である。
１つの実施例においては、ＧａＡ３部品としては日本国
特許出願昭５５−１３９９７７号に従う少なくとも１つ
のフォトルミネッセンス領域を有する光フアイバ光学温
度センサである。他の実施例としては、日本国特許出願
昭５６−９５１６４号に従う、これもおそらく能動電気
回路素子を含むいわゆるフォトルミネッセンスダイオー
ドである。
特許出願昭５５−１３９９７７号に従う少なくとも１つ
のフォトルミネッセンス領域を有する光フアイバ光学温
度センサである。他の実施例としては、日本国特許出願
昭５６−９５１６４号に従う、これもおそらく能動電気
回路素子を含むいわゆるフォトルミネッセンスダイオー
ドである。
第２図は′電気リード６．７を有するＧａＡｓ部品５の
封止を示しＣおり、リードが平面研磨された表面９′Ｆ
！０：有するガラス母材８中へ融止されている。
封止を示しＣおり、リードが平面研磨された表面９′Ｆ
！０：有するガラス母材８中へ融止されている。
部品の能動領域１０は他の方向においては、゛母結晶に
よって保護されている。界面１１は既に第１図の界面４
に関して述べた特徴を有している。゛電気的接続表面１
２．１３には、例えばＧａＡｓ結晶及び接続リード６．
７と合金を形成するような、址属を薄くメッキしてもよ
い。
よって保護されている。界面１１は既に第１図の界面４
に関して述べた特徴を有している。゛電気的接続表面１
２．１３には、例えばＧａＡｓ結晶及び接続リード６．
７と合金を形成するような、址属を薄くメッキしてもよ
い。
第６図は、（）ａＳＳ部品１５に対して封止されたガラ
ス母材１４が、凸型の而１６によって光学的レンズ要素
乞構成しており、それが幾何光学で知られた関係に従っ
て部品１５から発する元を点１７へ集果させる実施例を
示している。
ス母材１４が、凸型の而１６によって光学的レンズ要素
乞構成しており、それが幾何光学で知られた関係に従っ
て部品１５から発する元を点１７へ集果させる実施例を
示している。
第４図は光学的圧力測定装置を示しており、光学ファイ
バ３と、弾性ダイアフラム２６を構成することによって
排気あるいはガス充填された体積２５奢分離するガリウ
ムヒ素母材１とヒ宮んでいる。ダイアフラム２６はすく
なくとも１つの波長間隔でフォトルミネッセンスを放出
するように配置された好適実施例である。
バ３と、弾性ダイアフラム２６を構成することによって
排気あるいはガス充填された体積２５奢分離するガリウ
ムヒ素母材１とヒ宮んでいる。ダイアフラム２６はすく
なくとも１つの波長間隔でフォトルミネッセンスを放出
するように配置された好適実施例である。
第５図は、本発明に従って気密封止を実現するだめの方
法を示している。０ａＡｓ部品１８とガラス母材１９は
高電圧源へつながる電気リード２０゜２１を有しており
、容器２２中に設置されている。
法を示している。０ａＡｓ部品１８とガラス母材１９は
高電圧源へつながる電気リード２０゜２１を有しており
、容器２２中に設置されている。
この容器は例えば水素ガスと窒素ガスの混合ガスのよう
な還元性ガスを充填されている。容器２２には加熱装置
２３が備えられており、それによってガラス母材１９と
部品１８は４００℃まで加熱できる。供給電力の制御の
ために温度制御装置２４がつながれている。
な還元性ガスを充填されている。容器２２には加熱装置
２３が備えられており、それによってガラス母材１９と
部品１８は４００℃まで加熱できる。供給電力の制御の
ために温度制御装置２４がつながれている。
第５図に従う方法は米国特許明細第
３．５７７，６２９号に述べられた方法とは還元性雰囲
気を用いる点で異なっている。更に封止の前に還元性雰
囲気中へガラス母材を保存することによって、前もって
がラス母材１９の過剰酸ＸＹなくしておく必要がある。
気を用いる点で異なっている。更に封止の前に還元性雰
囲気中へガラス母材を保存することによって、前もって
がラス母材１９の過剰酸ＸＹなくしておく必要がある。
（そうでなげれば酸素の濃度に関しては上述を参照。）
更に、ガラス母材１９の熱膨張係数はＧａＡｓのそれと
大きくは異なっていないことが必要でおる。
大きくは異なっていないことが必要でおる。
Ｇ、ａＡ日の膨張係数は６ＸＩＦ／℃である。（これら
の要求ヲ満足する品質のガラスは市販されており、コー
ニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社より０２１１の商品番号で
市販されている。９ 本発明は、特許請求の範囲の内で、数多くの変形が可能
である。
の要求ヲ満足する品質のガラスは市販されており、コー
ニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社より０２１１の商品番号で
市販されている。９ 本発明は、特許請求の範囲の内で、数多くの変形が可能
である。
第１ａ図は、光学ファイバに封止されたＱａＡｓ部品構
造を示す図面。第１１：１図はファイバ端面が凸面の場
合を示す図面。 第２図は、電気リードＹ有するＧａＡＳ ｓ品の刺止例
を示す図面。 第６図は、ガラス母材とＧａＡ３部品との他の刺止例を
示す図面。 第４図は、光学ファイバを含む、光学的圧力？１＋１１
定装置を示す図面。 第５図は、本発明に従う気密封止を行う方決を示す図面
。 （参照番号） １・・・・・・（＋ａＡｓ部品 ２・・・・・・端面 ３・・・・・・光学ファイバ ４・・・・・・界面 ５・・・・・・（ｌａ Ａ Ｓ部品 ６．７・・・・・・電気リード ８・・・・・・ガラス母材 ９・・・・・・研磨向 １０・・・・ｆｉｌシ動領域 １１・・・・・・許Ｗ１ １２．１３・・・接続面 １４・・・・・・ガラス母材 １５・・・・・・ＧａＡ３部品 １６・・・・・・凸面 １７・・・・・・焦点 １８ ・・・・・・ Ｇａ八へ 部品 １９・・・・・・ガラスＰ、を材 ２０．２１・・・・・・′電気リード ２２・・・・・・容器 ２３・・・・・・加熱装置ば ２４・・・・・・温度制側１装置 ２５・・・・・・ガス充填部 ２６・・・・・・ダイアフラム
造を示す図面。第１１：１図はファイバ端面が凸面の場
合を示す図面。 第２図は、電気リードＹ有するＧａＡＳ ｓ品の刺止例
を示す図面。 第６図は、ガラス母材とＧａＡ３部品との他の刺止例を
示す図面。 第４図は、光学ファイバを含む、光学的圧力？１＋１１
定装置を示す図面。 第５図は、本発明に従う気密封止を行う方決を示す図面
。 （参照番号） １・・・・・・（＋ａＡｓ部品 ２・・・・・・端面 ３・・・・・・光学ファイバ ４・・・・・・界面 ５・・・・・・（ｌａ Ａ Ｓ部品 ６．７・・・・・・電気リード ８・・・・・・ガラス母材 ９・・・・・・研磨向 １０・・・・ｆｉｌシ動領域 １１・・・・・・許Ｗ１ １２．１３・・・接続面 １４・・・・・・ガラス母材 １５・・・・・・ＧａＡ３部品 １６・・・・・・凸面 １７・・・・・・焦点 １８ ・・・・・・ Ｇａ八へ 部品 １９・・・・・・ガラスＰ、を材 ２０．２１・・・・・・′電気リード ２２・・・・・・容器 ２３・・・・・・加熱装置ば ２４・・・・・・温度制側１装置 ２５・・・・・・ガス充填部 ２６・・・・・・ダイアフラム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ 界面（４，１１）において、［Ｊ、１μｍよ
り大きく、１００μｍよりも小さい凹凸が除去されてい
るような、ガリウムヒ系部品（１，５，ｉ５）とガラス
母材（３，８，１４）との間の気密封止であって、弁面
（４，１１）から有機物及び／あるいは無機吻の接漸剤
が除去されており、光学的に色づいてみえないようにさ
れており、またガラス母材が、そこでの＄素の濃度ン、
弁面（４，ＩＩＪと脊面（４，１１）から１０ ｐｍ以
上の距離とで定められる俸槓円でのガリウムとヒ葉によ
って形成されるば化物のストイキオメトリを満足するた
めに必要な濃度よりもずっと低くするように形成されて
いることによって特徴づげられる気そ封ｂ（２、特許請
求の範囲第１塊の気密封止でろって、ガラス母材が光学
同ファイバ（３）乞含むこと乞特徴とする気密封止。 （３） 特許請求の範囲第１項の気密封止であって、
ガラス母材（８）あるいはガリウムヒ系部品に金属リー
ド（６，７Ｊが設げられていることを特徴とする気密封
止。 （４１特許請求の範囲第１項の気密封止であって、ガラ
ス母材（１４）が光学的レンズ要素の形態に形成されて
いること馨特徴とする気密封止。 （５）＠許請求の範囲第２項の気密封止であって、ガリ
ウムヒ系部品（１，５，１５Ｊが光学ファイバ（３）中
へ光？放出するように配置されていることを特徴とする
気ｍ封止。 （６）特許請求の範囲第２項の気密封ｈｈであって、ガ
リウムヒ系部品（１，５，１５）が能動′ぼ気回路要素
を含むことを特徴とする気密封止。 （７）特許請求の範囲第１項の気が封止であって、排気
もしくはガス充填された体積（２５）が周囲から、封正
によって分離されていることｔ特徴とする気密封止。 （８）特許請求の範囲第７項の気密封止で必って、ガリ
ウムヒ系部品（１）がずくなくとも１つり点で弾性夕゛
イアフラム（２６）として、あるいは固定された梁とし
て形成されていることを特徴とする、気密封止。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE82038266 | 1982-06-21 | ||
| SE8203826A SE439481B (sv) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | Hermetisk forsegling mellan galliumarsenidkomponenter och glaskroppar |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594187A true JPS594187A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=20347119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JPS594187A (ja) |
| CA (1) | CA1207173A (ja) |
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