JPS63213976A - 光半導体素子用サブマウント - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光半導体素子のチップの実装に丈用する光
半導体素子用サブマウントに関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の光半導体素子用サブマウ：／１・の断面
図、第４図はＬＤチップを光半導体素子用サブマウント
を介して、放熱用金属ブロックにグイボンドした際の状
態を示す図である。これらの図において、１は半導体レ
ーザチップ（通称ＬＤチ・ソゴという）、２はＳｌの電
気伝導性材料からなる導電性のサブマウント基体、３は
前記サブマウント基体２の両面にメクライズされたバリ
ヤ層で、第１層ＴｉＪ占３１．第２層Ｎｉ層３２．およ
び第３層Ａｕ層３３からなっている。４は前記バリヤ＋
ａ　３に形成されたＳｎ半田層で、このＳｎ半田層４と
ＬＤチ・ツブ１および放熱用金属ブロック５が接着され
ている。６，７は前記ＬＤチップ１の裏面電極および表
面電極、８は前記Ｌ　Ｄチ・ツブ１の表面電極７上に熱
圧着された金ワイヤである。

次に従来技術の概要を説明する。

■４Ｄデツプ１は、図示はしていないがＧａＡｓ基板上
に、液相成長法によりＧ　ａＡ　ｓ、　Ｇ　ａＸＡ　Ｉ
　ＸＡ　ｓの各層が順次積層され、ダブル・＼テロ接合
を形成している。また、内部ストライブ構造により、電
流注入によるキャリアの閉じ込めが効率よく行われ、そ
の結果、電子とホールの再結合により光が発生する。発
生した光は共振器端面での反射を繰り返し、導波路内で
増幅していき、内部吸収ロスと同しになったところで、
レーザ発振を開始する。

レーザ光は共振器端面の微小な領域より放射されるため
、結晶内部ではかなりの発熱が起こる。発振後のＩ／−
ザ特性を安定に得るためには、放熱が必須である。

第４図を基に、ＬＤチップ１が放熱用金属ブロック５に
グイボンドされろ過程を説明する。

放熱用金属ブロック５の上にサブマウント基体２がマウ
ントされる。サブマウント基体２の両面には、スパッタ
法により順次用１　＠　Ｔ　ｉ層３１゜第２層Ｎｉ層３
２．第３層Ａｕ層３３が積層されたバリヤ層３が形成さ
れている。さらに、バリヤＪｆｆｉ　３の上に、全面が
Ｓｎ半Ｉｆｌ　ＲＦｊ　４て覆われるＪ、うな形でメッ
キが施される。Ｌ　Ｄチップ１は、このサブマウント基
体２の上にマウントされる。その後、Ｌ　Ｄヂ・ツブ１
がグイボンド中に動かないように、ある荷重で加圧され
、放熱用金属ブロック５の下方よりと−トアップする。

ある温度になると、ＬＤチップ１の裏向電極６の金層お
よび放熱用金属ブロック５の表面に施されたＡｕ層と、
サブマウノト基体２０両面に施された３　１１半ｒｌＪ
　Ｉｆｆ　４との間で、それぞれＡ　ｕ−３ｎの共晶半
［Ｓが形成されて接合される（グイボンド完了）。ここ
で使用しているＳｉのサブマウントはグイボンドする際
の半田剤であるとともに、グイボンド中の放熱用金属ブ
ロック５の熱膨張によるＬＤチ、ツブ１の歪を緩和する
ために、非常に重要な部品である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のように構成された光半導体素子用
サブマウントは、サブマウント基体２の最表面のＳｎ半
Ｆｎ層４がメッキにより形成されているため、Ｓｎ厚が
ばらつき安定なＡ　ｕ−３ｎの共晶半田が形成されず、
機械的強度（接合強度）のばらつきが大きかった。

また、ＬＤチップ１の発光点がサブマウン！・基体２と
の接合面に近いような組立方式（Ｊ　ｕｎｃｔｉｏｎ−
ｄｏｗｒ＋組立方式）においては、半田表面状態、すな
わちサブマウント表面のＳｎ厚が厚めにメッキされた場
合には、ＬＤ特性の１つであるモニタ電流１ｍ特性不良
、半田付着によるショー）・不良等が発生する問題点が
あった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、サブマウント基体の両面にバリヤ層を形成
し、さらに、その上に半田層を形成することにより、最
表面の半田層の厚みを細かく制御でき、かつ安定した機
械的強・度を得ることができるとともに、高品質の光半
導体素子用サブマウン１−を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光半導体素子用サブマウントは、電気伝
導性材料からなるサブマウント基体の両面に第１Ｉ酌Ｔ
ｉ１ｆｉ、第２層Ｎｉ層からなるバリヤ層を形成し、こ
のバリヤ層の上にそれぞれ半ｌＪ層を形成したものであ
る。

〔作用〕

この発明における光半導体素子用サブマウントは、第１
右１°１層、第２層Ｎｉ層からなるバリヤ層をサブマウ
ント基体の両面に形成し、さらに、その上に半田層を形
成したことから、このサブマウントを介してＬＤチップ
を放熱用金属ブロックに接着する際には、サブマウント
基体の電気伝導性を損なうことなく、接着溶融時にＬＤ
チップの裏面電極とＪ３ｙ、熱用金属ブロック表面との
間で安定しｔコ密着性の非常に優れた接合が得られろ。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の光半導体素子用サブマウントの断面
図、第２図はこの発明のサブマウントを介して、ＬＤチ
ップがＪＪＮｉ熱用金属ブロックにグイボンドされた状
態を示す図である。

第１図において、電気伝導性のサブマウノト基体２０両
面に、第１層Ｔｉ層３１．第２層Ｎｉ層３２からなるＳ
ｌの拡散上界を防ぐバリヤ層３０を形成し、さらに、こ
のバリヤ層３０の上に半田層として、Ｓｎ半田層４が連
続的に、例えば蒸着により形成されている。従来のサブ
マウン１−と違ってＳｎ半田層４の下のＡｕ層をなくし
たバリヤ層３０とすることで、常温でも形成されるＡｕ
　−３ｎ合金半田の表面酸化に起因したグイボンド後の
半田層表面の外観不良（半田の盛り上がり）が著しく低
減され、また、接着強度においても、密着性がよいこと
から十分な強度が得られる。さらに、Ｓｎ半田層４が蒸
着により形成されていることで、Ｓｎ厚のばらつきが十
分に抑えられ、特にンヤンクション・ダウン組立法にお
いては、発光点、より放射されたレーザビームがＳｎ半
田層４によりけられるというモニタ電流Ｉｍ特性不良、
半田付着によるンｗ　　ｌ・不良等が著しく低減される
。

なお、上記実施例では、半田層としてＳｎを用いた場合
を示したが、これに限らずＰｂ５ｎ。

［ｎであっても同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、電気伝導性材料からな
るサブマウント基体の両面にバリヤ層を設け、さらに、
その上に半田層を形成したので、グイボンド後の半１’
ｆ１層表面の外観不良（半田の盛り共合）が著しく低減
され、また、十分な接着強度を有する接合が得られ、か
つ半田厚のばらつきが抑えられ、ＬＤ特性の１つである
モニタ電流Ｉｍ特性不良、半田付着によるシーＪ〜１・
不良等が著しく低減される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光半導体素子用サブ
マウントの断面図、第２図はこの発明のサブマウントを
介してＬＤチ・ソゴを放熱用金属ブロックにグイボンド
した状態を示す図、第３図は従来の光半導体素子用サブ
マウントの断面図、第４図は従来のサブマウントを介し
てＬＤチップを／＆熱用金属ブロックにグイボンドした
状態を示す図である。 図において、１はＬ　Ｄチップ、２（よりブマウント基
体、４ＬよＳｎｎ半月０層５は放熱用金属プロ・ツク、
６は裏面電極、７は表面電極、８は金ワイヤ、３０はバ
リヤ層、３１は第１層Ｔｉ層、３２は第２層Ｎｉ層であ
る。 な才、３、各図中の同一符号は同一または相当部分を示
す。 代理人　大　岩　増　雄　　　（外２名）第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光半導体素子のチップをサブマウントを介して放
   熱用金属ブロックに接着する光半導体素子用サブマウン
   トにおいて、サブマウント基体をＳｉの電気伝導性材料
   で構成するとともに、前記サブマウント基体の両面に第
   １層Ｔｉ層、第２層Ｎｉ層からなるバリヤ層を設け、さ
   らに、前記バリヤ層上に半田層を形成しなことを特徴と
   する光半導体素子用サブマウント。
2. （２）半田層は、Ｓｎで構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の光半導体素子用サブマウン
   ト。
3. （３）バリヤ層および半田層は、蒸着により形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光半導
   体素子用サブマウント。