KR960011482B1 - GaAs 레이저 다이오드 및 제조방법 - Google Patents

GaAs 레이저 다이오드 및 제조방법 Download PDF

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최원택
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구자홍
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내용없음.

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GaAs 레이저 다이오드 및 제조방법
제1도는 종래 GaAs 레이저 다이오드의 접합과정을 보인 개략도.
제2도는의 (a) 내지 (g)는 본 발명에 의한 GaAs 레이저 다이오드의 제조공정을 순차적으로 보인 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : n-GaAs기판 2 : n-GaAlAs층
3 : p-GaAs층 4 : p-GaAlAs층
5 : p-GaAs층 6 : p-오믹전극
9 : 금속층 10 : 솔더용 금속층
본 발명은 GaAs 레이저 다이오드(GaAs laser diode) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정을 간소화시킴과 아울러 소자 접합부의 기계적 파손 및 열에 의한 노화현상을 방지할 수 있게 한 GaAs 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 GaAs 레이저 다이오드는 실온에서 연속 발진하는 경우, 또는 높은 주파수를 사용하는 경우에 소자자체의 열방출문제를 해결하여야만 했으며, 그 처리방법으로 가장 널리 사용되는 것이 열방출용 히트 싱크(heat sink)이다.
상기 열방출용 히트 싱크는 Si, Mn, Cu 등으로 제조된다.
상기한 바와 같이 열방출용 히트 싱크가 사용되는 더블헤테로(double hetero) 구조의 GaAs 레이저 다이오드의 일예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
제1도에 도시한 바와 같이, n-GaAs기판(11)의 일측면에 n-GaAlAs층(12), p-GaAs층(13), p-GaAlAs층(14), p-GaAs층(15)이 적층형성되고, n-GaAs기판(15)의 타측면에 전극(16)이 형성된 구조로 되어 있으며, 종래에는 GaAs 레이저 다이오드의 활성영역인 p-GaAs층(13)에 가까운 쪽으로 히트 싱크(17)가 접착되는 업-사이드 다운(up-side down) 구조가 주로 사용되었다. 이때 사용되는 접착용 솔더(solder)(18)(19)는 PbSn솔더에 의한 연질 리본으로서 열압착에 의한 방법으로 GaAs 레이저 다이오드를 히트 싱크(17)에 고정하게 되며, 상기 히트 싱크(17)는 GaAs 레이저 다이오드에서 방출되는 열을 외부로 방출시키게 된다.
도면중 미설명 부호 20은 스템(stem), 21, 22, 22'는 전극을 각각 보인 것이다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 경우에는 GaAs 레이저 다이오드를 히트 싱크(17)에 고정하여야 하는 번거로움이 있었으며, 솔더(18)(19)로서 연질리본을 사용하는 경우, 그 리본 자체의 열저항과 융점으로 인하여 사용온도 및 GaAs 레이저 다이오드의 부착공정시 인가압력 등의 문제가 발생되었고, 이에따라 소자 접합부에서 기계적 파손 및 열에 의한 노화현상이 발생되는 등의 여러 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, GaAs 레이저 다이오드의 웨이퍼 표면에 오믹전극 등의 금속박막을 형성하고, 그 상면에 무전해 도금법을 이용하여 도금층을 두껍게 선택적으로 성장시켜, 그 금속 도금층을 방열체로 함으로써 조립 공정을 보다 간소화시킴과 아울러 조립시 접합부의 파손 및 노화를 방지할 수 있도록 한 것인바, 이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 GaAs 레이저 다이오드의 제조방법은 먼저, 제1도의 (a)에 도시한 바와 같이, n-GaAs기판(1)에 통상적인 방법으로 n-GaAlAs층(2), p-GaAs층(3), p-GaAlAs층(4), p-GaAs층(5)을 순차적으로 형성하고, (b)에 도시한 바와 같이, p-GaAs층(5)에 약 2000Å의 두께로 다층의 p-오믹(ohmic)전극(6)은 전공증착법으로 형성한다. 이때, 진공증착시 웨이퍼와의 접착성을 향상시키기 위하여 일정온도 이상으로 웨이퍼온도를 상승시킨다.
상기 p-오믹전극(6)에는 (c)에 도시한 바와 같이, 절연막으로서 포트레지스터(photoresist)막(7)을 도포한후, 사진 식각법으로 일정형상의 개공부(8)가 형성되도록 식각한다.
본 발명의 일 실시예에서는 전면전극형으로서 캐비티길이(cavity length)(1)는 250㎛, 폭(w)은 300㎛인 GaAs 레이저 다이오드를 제작하게 된다.
상기한 바와 같이 패턴이 형성된 웨이퍼를 무전해 도금법에 따라 선택적으로 Ni도금을 실시하여 (d)에 도시한 바와같이 20㎛두께의 열방출용 전극인 Ni금속측(9)을 형성한다. 이때 도금용액은 Bule sumer(일본의 Kanigen사 제품)을 사용하였으며, 도금시 밀도가 되도록 높아야 열방출이 효과적으로 이루어지게 된다. 이후, (e)에 도시한 바와같이, 도금표면에 열압착 또는 리본 부착이 가능한 AiSn의 솔더용 금속층(10)을 통상의 방법으로 진공 증착하되, 이때 온도를 낮추어 합금이 되지않도록 하다. 만일 합금이 될 경우에는 표면 산화의 우려가 있게 된다.
이와같이 하여, (f)에 도시한 바와같이, 열방출전극인 Ni금속층(9)이 완성되면, 포토레지스트막(7)을 제거하고, 웨이퍼기판의 아랫면을 래핑(lapping)하여 두께를 약 80㎛정도가 되게 한 다음, 그 래칭된 면에 Au의 리드와이어 벤딩용 전극(도시되지 않음)을 형성하고, 리드와이어와 접속시 오믹 콘택트(ohmic contact)가 되도록 Cr→Ni→AuGe 순으로 진공증착하여 n-오믹전극(11)을 형성한다.
이후, 포토레지스트막(7)이 형성되었던 스트라이프(stripe)부분에 대하여 그 반대편의 전극(11) 부분에 스크라이브(scribe)를 실시하여 소자를 300×250㎛의 크기로 절단함으로써 (g)에 도시한 바와같이, 제작이 완료된다.
상기한 바와 같은 방법으로 제조된 소자는 새로운 솔더 메탈의 삽입없이 솔더용 금극층(10) 만을 이용하여 패키지에 열압착이 가능하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 선택적인 무전해 도금법으로 열방출용 전극을 형성함으로써 종래의 경우와 같이 Si로 제조된 히트 싱크에 비히여 레이저 다이오드의 열을 신속하게 방출시킬 수 있게 되며, 조립공정을 보다 간소화시킴과 아울러, 종래와 같은 솔더 금속인 리본의 사용을 배제하여 소자 저합부의 기계적 파손 및 열에 의한 노화현상을 현저하게 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. n-GaAs기판(1)의 일측면에 n-오믹전극(11)이 형성되고, 그 타측면에 n-GaAlAs층(2), p-GaAs층(3), p-GaAlAs층(4), p-GaAs층(5), p-오믹전극(6)이 순차적으로 적층형성되고, 상기 p-오믹전극(6)에 열방출용 전극인 Ni금속층(9)이 형성되며, 그 Ni금속층(9)에 솔더용 금속층(10)이 형성되어 구성됨을 특징으로 하는 GaAs 레이저 다이오드.
  2. 상기 GaAs 레이저 다이오드를 제조함에 있어서, Ni금속층(9)을 무전해 도금법으로 선택적으로 형성함을 특징으로 하는 GaAs 레이저 다이오드 제조방법.
KR1019900005784A 1990-04-24 1990-04-24 GaAs 레이저 다이오드 및 제조방법 KR960011482B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002069355A1 (en) * 2001-02-24 2002-09-06 Inostek Inc. Metal resistor device and method for manufacturing the same
US10028217B2 (en) 2015-03-17 2018-07-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for power-saving in electronic device and electronic device thereof

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US6993828B2 (en) 2001-02-24 2006-02-07 Inostek Inc. Method for manufacturing metal thin film resistor
US10028217B2 (en) 2015-03-17 2018-07-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for power-saving in electronic device and electronic device thereof

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