JP2006120908A

JP2006120908A - Semiconductor device, method for manufacturing the same and hologram laser equipment

Info

Publication number: JP2006120908A
Application number: JP2004307981A
Authority: JP
Inventors: Masatake Okada; 正剛岡田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-05-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which, even if a hole for thermally connecting a laser chip to a photodiode chip is small, the thermal breakage of the laser chip can be precluded, a hologram laser equipment and a method for manufacturing the semiconductor device. <P>SOLUTION: Between a silicon sub-mount photodiode chip 1 for a 2-wavelength laser and a 2-wavelength laser diode chip 2, AuSn electrodes 12A, 12B are formed. First and second holes 17A, 17B located under the AuSn electrodes 12A, 12B are formed in an insulating film 5. Edges in a portion on the silicon sub-mount photodiode chip 1 for the 2-wavelength laser of the AuSn electrodes 12A, 12B are located on a more inside than the edges of the first and second holes 17A, 17B. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.

図４に、従来のＤＶＤ（デジタル万能ディスク）用半導体装置の模式断面図を示す（例えば特許文献１（特開２００２−１９８６１０号公報）参照。）。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional semiconductor device for DVD (digital universal disk) (see, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-198610)).

上記ＤＶＤ用半導体装置は、シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１と、このシリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１上にダイボンドされた赤色レーザダイオードチップ１０２とを備え、赤色レーザダイオードチップ１０２の後面１０２ｂから出射された光をシリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１で受光することにより、赤色レーザダイオードチップ１０２の前面１０２ａから出射される光の出力をモニターする。 The DVD semiconductor device includes a silicon submount photodiode chip 101 and a red laser diode chip 102 die-bonded on the silicon submount photodiode chip 101, and is emitted from the rear surface 102b of the red laser diode chip 102. By receiving the light with the silicon submount photodiode chip 101, the output of the light emitted from the front surface 102 a of the red laser diode chip 102 is monitored.

上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１は、Ｎ⁺型シリコン基板１０３と、このＮ⁺型シリコン基板１０３上に形成されたＮ^-型シリコンエピタキシャル層１０４と、このＮ^-型シリコンエピタキシャル層１０４上に形成された絶縁膜１０５とを有している。 The silicon submount photodiode chip 101, the N ⁺ -type silicon substrate 103, the N ⁺ -type silicon substrate 103 is formed on the N ^- -type silicon epitaxial layer 104, the N ^- formed on -type silicon epitaxial layer 104 And the insulating film 105 formed.

上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層１０４には、シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１の受光部となるＰ型拡散層１０６と、Ｐ型拡散層１０７と、チャンネルストッパとなるＮ型拡散層１０８とが形成されている。 In the N ⁻ -type silicon epitaxial layer 104, a P-type diffusion layer 106 serving as a light receiving portion of the silicon submount photodiode chip 101, a P-type diffusion layer 107, and an N-type diffusion layer 108 serving as a channel stopper are formed. ing.

上記Ｐ型拡散層１０７にはＮ型拡散層１０９が形成されており、このＰ型拡散層１０７およびＮ型拡散層１０９が２重拡散構造を構成している。これにより、上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１と赤色レーザダイオードチップ１０２との短絡を防ぐことができる。 An N-type diffusion layer 109 is formed in the P-type diffusion layer 107, and the P-type diffusion layer 107 and the N-type diffusion layer 109 constitute a double diffusion structure. Thereby, a short circuit between the silicon submount photodiode chip 101 and the red laser diode chip 102 can be prevented.

上記絶縁膜１０５のＮ型拡散層１０９上の部分には穴１１７が開けられ、その穴１１７上に、ＴｉＷ電極１１０、Ａｕ電極１１１およびＡｕＳｎ電極１１２を積層している。これにより、上記赤色レーザダイオードチップ１０２がシリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１に熱的に接続されている。 A hole 117 is formed in the insulating film 105 on the N-type diffusion layer 109, and the TiW electrode 110, the Au electrode 111, and the AuSn electrode 112 are stacked on the hole 117. Thereby, the red laser diode chip 102 is thermally connected to the silicon submount photodiode chip 101.

上記赤色レーザダイオードチップ１０２は、Ｐ型層１１３と、このＰ型層１１３上に形成されたＮ型層１１４とを有している。上記Ｐ型層１１３下にはアノード電極１１５が形成されている一方、Ｎ型層１１４上にはカソード電極１１６が形成されている。 The red laser diode chip 102 has a P-type layer 113 and an N-type layer 114 formed on the P-type layer 113. An anode electrode 115 is formed below the P-type layer 113, while a cathode electrode 116 is formed on the N-type layer 114.

図５に、上記ＤＶＤ用半導体装置を上方から見た模式平面図を示す。なお、図５では、赤色レーザダイオードチップ１０２と、ＡｕＳｎ電極１１２のシリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１側の部分における縁とを二点鎖線で図示し、Ｎ型拡散層１０８の図示を省略している。また、図５のIV−IV線から見た模式断面図が図４である。 FIG. 5 is a schematic plan view of the DVD semiconductor device as viewed from above. In FIG. 5, the red laser diode chip 102 and the edge of the AuSn electrode 112 on the silicon submount photodiode chip 101 side are indicated by a two-dot chain line, and the illustration of the N-type diffusion layer 108 is omitted. . FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

上記ＡｕＳｎ電極１１２は、穴１１７の開口面積よりも大きな底面積を有するように形成されて、絶縁膜１０５および穴１１７に重なっている。 The AuSn electrode 112 is formed to have a bottom area larger than the opening area of the hole 117 and overlaps the insulating film 105 and the hole 117.

また、上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層１０４上に関して赤色レーザダイオードチップ１０２が乗らない部分では、絶縁膜１０５とＡｕ電極１１１との間に、ＡｕＳｎ電極１１２と重ならないようにＡｌ層１１８が形成されている。 In addition, an Al layer 118 is formed between the insulating film 105 and the Au electrode 111 so as not to overlap the AuSn electrode 112 in a portion where the red laser diode chip 102 is not placed on the N ⁻ type silicon epitaxial layer 104. Yes.

図６に、上記ＤＶＤ用半導体装置の等価回路図を示す。 FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the DVD semiconductor device.

上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１と赤色レーザダイオードチップ１０２とはカソードコモンで接続されている。また、２重拡散構造からなるダイオード１５０が接地されており、このダイオード１５０のアノードと赤色レーザダイオードチップ１０２のカソードが同電位になっている。なお、１５１は、抵抗であり、Ｎ型拡散層１０９とＴｉＷ電極１１０とのコンタクト抵抗を擬似的に示している。 The silicon submount photodiode chip 101 and the red laser diode chip 102 are connected by common cathode. A diode 150 having a double diffusion structure is grounded, and the anode of the diode 150 and the cathode of the red laser diode chip 102 are at the same potential. Reference numeral 151 denotes a resistance, which indicates the contact resistance between the N-type diffusion layer 109 and the TiW electrode 110 in a pseudo manner.

上記構成のＤＶＤ用半導体装置によれば、赤色レーザダイオードチップ１０２がシリコンサブマウントフォトダイオードチップ１０１に熱的に接続されているので、赤色レーザダイオードチップ１０２の放熱性を向上させることができる。 According to the DVD semiconductor device having the above configuration, since the red laser diode chip 102 is thermally connected to the silicon submount photodiode chip 101, the heat dissipation of the red laser diode chip 102 can be improved.

また、上記穴１１７の下方に上記２重拡散層を形成しているので、赤色レーザダイオードチップ１０２とＮ^-型シリコンエピタキシャル層１０４とを電気的に分離することができる。 Further, since the double diffusion layer is formed below the hole 117, the red laser diode chip 102 and the N ⁻ type silicon epitaxial layer 104 can be electrically separated.

上記ＤＶＤ用半導体装置の構成は、ＤＶＤおよびＣＤ（コンパクトディスク）に対する情報の読み出しまたは書き込みを行うためのＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置に適用されている。 The structure of the DVD semiconductor device is applied to a DVD / CD semiconductor device for reading or writing information from / to a DVD and a CD (compact disc).

図７に、上記ＤＶＤ用半導体装置の構成が適用された従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式断面図を示し、図８に、上記従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の２波長レーザダイオードチップ２０２の断面を斜め上方から見た模式図を示す。 FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a conventional DVD / CD semiconductor device to which the configuration of the DVD semiconductor device is applied, and FIG. 8 shows a two-wavelength laser diode chip 202 of the conventional DVD / CD semiconductor device. The schematic diagram which looked at the cross section of from diagonally upward is shown.

上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置は、図７に示すように、２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１と、この２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１上にダイボンドされた２波長レーザダイオードチップ２０２とを備え、２波長レーザダイオードチップ２０２の後面２０２ｂから出射された光を２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１で受光することにより、２波長レーザダイオードチップ２０２の前面２０２ａから出射される光の出力をモニターする。 As shown in FIG. 7, the semiconductor device for DVD and CD includes a silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser and a two-wavelength laser diode die-bonded on the silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser. The chip 202 is provided, and the light emitted from the rear surface 202b of the two-wavelength laser diode chip 202 is received by the silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser to be emitted from the front surface 202a of the two-wavelength laser diode chip 202. Monitor the light output.

上記２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１は、Ｎ⁺型シリコン基板２０３と、このＮ⁺型シリコン基板２０３上に形成されたＮ^-型シリコンエピタキシャル層２０４と、このＮ^-型シリコンエピタキシャル層２０４上に形成された絶縁膜２０５とを有している。この絶縁膜２０５の膜厚は約０．８μｍとなっている。 The silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser includes an N ⁺ type silicon substrate 203, an N ⁻ type silicon epitaxial layer 204 formed on the N ⁺ type silicon substrate 203, and this N ⁻ type silicon epitaxial layer. 204 and an insulating film 205 formed on the substrate 204. The thickness of the insulating film 205 is about 0.8 μm.

上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層２０４には、２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１の受光部となるＰ型拡散層２０６と、赤色レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ａと、チャンネルストッパとなるＮ型拡散層２０８とが形成されている。 The N ⁻ -type silicon epitaxial layer 204 includes a P-type diffusion layer 206 serving as a light receiving portion of the silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser, a P-type diffusion layer 207A for red laser, and an N-type serving as a channel stopper. A diffusion layer 208 is formed.

上記赤色レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ａには赤色レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ａが形成されており、この赤色レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ａおよび赤色レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ａが赤色レーザ用２重拡散構造を構成している。これにより、上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１と赤色レーザ用アノード電極２１５Ａとの短絡を防ぐことができる。 The red laser P-type diffusion layer 207A is formed with a red laser N-type diffusion layer 209A. The red laser P-type diffusion layer 207A and the red laser N-type diffusion layer 209A are double diffused for red laser. Make up structure. Thereby, a short circuit between the silicon submount photodiode chip 201 and the red laser anode electrode 215A can be prevented.

上記絶縁膜２０５には、赤色レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ａ上に位置する第１の穴２１７Ａが形成されている。そして、上記第１の穴２１７Ａ上には、ＴｉＷ電極２１０Ａ、Ａｕ電極２１１ＡおよびＡｕＳｎ電極２１２Ａが積層されている。このＡｕＳｎ電極２１２Ａの厚さは１．１μｍとなっている。 The insulating film 205 is formed with a first hole 217A located on the red laser N-type diffusion layer 209A. A TiW electrode 210A, an Au electrode 211A, and an AuSn electrode 212A are stacked on the first hole 217A. The thickness of this AuSn electrode 212A is 1.1 μm.

上記２波長レーザダイオードチップ２０２は、図８に示すように、赤色レーザ用Ｐ型層２１３Ａと、赤外レーザ用Ｐ型層２１３Ｂと、赤色レーザ用Ｐ型層２１３Ａおよび赤外レーザ用Ｐ型層２１３Ｂ上に形成され、かつ、赤色レーザおよび赤外レーザに兼用されるＮ型層２１４とを有している。上記赤色レーザ用Ｐ型層２１３Ａ下には赤色レーザ用アノード電極２１５Ａが形成されていると共に、赤外レーザ用Ｐ型層２１３Ｂ下には赤外レーザ用アノード電極２１５Ｂが形成されている。一方、上記Ｎ型層１１４上には、赤色レーザおよび赤外レーザに兼用されるカソード電極２１６が形成されている。 As shown in FIG. 8, the two-wavelength laser diode chip 202 includes a red laser P-type layer 213A, an infrared laser P-type layer 213B, a red laser P-type layer 213A, and an infrared laser P-type layer. And an N-type layer 214 that is formed on 213B and also serves as a red laser and an infrared laser. A red laser anode electrode 215A is formed under the red laser P-type layer 213A, and an infrared laser anode electrode 215B is formed under the infrared laser P-type layer 213B. On the other hand, on the N-type layer 114, a cathode electrode 216 that is used for both a red laser and an infrared laser is formed.

図９に、上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置を上方から見た模式平面図を示す。なお、図９では、２波長レーザダイオードチップ２０２と、ＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１側の部分における縁とを二点鎖線で図示し、Ｎ型拡散層２０８の図示を省略している。また、図９のVII−VII線から見た模式断面図が図７である。 FIG. 9 is a schematic plan view of the DVD and CD semiconductor device as viewed from above. In FIG. 9, the two-wavelength laser diode chip 202 and the edges of the AuSn electrodes 212A and 212B at the two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 201 side are shown by two-dot chain lines, and the N-type diffusion layer 208 is shown. Is omitted. Moreover, the schematic cross section seen from the VII-VII line of FIG. 9 is FIG.

上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層２０４には、赤色レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ａの側方に位置する赤外レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ｂが形成されている。この赤外レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ｂには赤外レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ｂが形成されており、この赤外レーザ用Ｐ型拡散層２０７Ｂおよび赤外レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ｂが赤外レーザ用２重拡散構造を構成している。これにより、上記２波長レーザダイオード用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１と赤外レーザ用アノード電極２１５Ｂとの短絡を防ぐことができる。 In the N ⁻ -type silicon epitaxial layer 204, an infrared laser P-type diffusion layer 207B located on the side of the red laser P-type diffusion layer 207A is formed. An infrared laser N type diffusion layer 209B is formed in the infrared laser P type diffusion layer 207B, and the infrared laser P type diffusion layer 207B and the infrared laser N type diffusion layer 209B are infrared. A double diffusion structure for laser is formed. Thereby, a short circuit between the silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser diode and the anode electrode 215B for infrared laser can be prevented.

上記絶縁膜２０５には、赤外レーザ用Ｎ型拡散層２０９Ｂ上に位置する第２の穴２１７Ｂが形成されている。そして、上記第２の穴２１７Ｂ上には、ＴｉＷ電極２１０Ｂ、Ａｕ電極２１１ＢおよびＡｕＳｎ電極２１２Ｂが積層されている。このＡｕＳｎ電極２１２Ｂの厚さは１．１μｍとなっている。 In the insulating film 205, a second hole 217B located on the infrared laser N-type diffusion layer 209B is formed. A TiW electrode 210B, an Au electrode 211B, and an AuSn electrode 212B are stacked on the second hole 217B. The thickness of this AuSn electrode 212B is 1.1 μm.

上記ＡｕＳｎ電極２１２Ａは、第１の穴２１７Ａの開口面積よりも大きな底面積を有するように形成されて、絶縁膜２０５および第１の穴２１７Ａに重なっている。また、上記ＡｕＳｎ電極２１２Ｂは、第２の穴２１７Ｂの開口面積よりも大きな底面積を有するように形成されて、絶縁膜２０５および第２の穴２１７Ｂに重なっている。 The AuSn electrode 212A is formed to have a bottom area larger than the opening area of the first hole 217A and overlaps the insulating film 205 and the first hole 217A. Further, the AuSn electrode 212B is formed to have a bottom area larger than the opening area of the second hole 217B, and overlaps the insulating film 205 and the second hole 217B.

また、上記絶縁膜２０５とＡｕ電極２１１Ａとの間には、第１の穴２１７を塞がないようにＡｌ層２１８Ａが形成されている。同様に、上記絶縁膜２０５とＡｕ電極２１１Ｂとの間には、第２の穴２１７を塞がないようにＡｌ層２１８Ｂが形成されている。 In addition, an Al layer 218A is formed between the insulating film 205 and the Au electrode 211A so as not to block the first hole 217. Similarly, an Al layer 218B is formed between the insulating film 205 and the Au electrode 211B so as not to block the second hole 217.

図１０に、上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の等価回路図を示す。 FIG. 10 shows an equivalent circuit diagram of the semiconductor device for DVD and CD.

上記２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１と、２波長レーザダイオードチップ２０２の赤色レーザ部に対応する赤色レーザダイオード１２０２Ａと、２波長レーザダイオードチップ２０２の赤外レーザ部に対応する赤外レーザダイオード１２０２Ｂとはカソードコモンで接続されている。また、上記赤色レーザ用２重拡散構造からなるダイオード２５０Ａと、上記赤外レーザ用２重拡散構造からなるダイオード２５０Ｂとが接地されている。このダイオード２５０Ａ，２５０Ｂのアノードと、赤色レーザダイオード２０２Ａ，赤外レーザダイオード２０２Ｂのカソードとが同電位になっている。なお、２５１Ａは、抵抗であり、赤色レーザ用Ｎ型拡散層２０９ＡとＴｉＷ電極２１０Ａとのコンタクト抵抗を擬似的に示している。また、２５１Ｂも抵抗であり、赤外レーザ用Ｎ型拡散層２０９ＢとＴｉＷ電極２１０Ｂとのコンタクト抵抗を擬似的に示している。 The two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 201, the red laser diode 1202A corresponding to the red laser part of the two-wavelength laser diode chip 202, and the infrared laser corresponding to the infrared laser part of the two-wavelength laser diode chip 202 The diode 1202B is connected to the cathode common. Further, the diode 250A having the double diffusion structure for red laser and the diode 250B having the double diffusion structure for infrared laser are grounded. The anodes of the diodes 250A and 250B and the cathodes of the red laser diode 202A and the infrared laser diode 202B are at the same potential. Note that reference numeral 251A denotes a resistance, which indicates a contact resistance between the red laser N-type diffusion layer 209A and the TiW electrode 210A in a pseudo manner. 251B is also a resistance, and shows a pseudo contact resistance between the infrared laser N-type diffusion layer 209B and the TiW electrode 210B.

しかしながら、上記従来のＤＶＤ用半導体装置の構成が適用された従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置では、第１，第２の穴２１７の開口面積が上記ＤＶＤ用半導体装置の穴１１７の開口面積よりも小さいこと、厚さ１．１μｍのＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂが穴２１７Ａ，２１７Ｂ上から膜厚約０．８μｍの絶縁膜２０５上に渡って形成されていることとにより、ＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂの上面（２波長レーザダイオードチップ２０２側の表面）の中央部に深さ約０．８μｍのへこみが形成されてしまう。 However, in the conventional DVD and CD semiconductor device to which the configuration of the conventional DVD semiconductor device is applied, the opening area of the first and second holes 217 is larger than the opening area of the hole 117 of the DVD semiconductor device. Since the AuSn electrodes 212A and 212B having a thickness of 1.1 μm are formed over the insulating film 205 having a thickness of about 0.8 μm from the holes 217A and 217B, the upper surfaces of the AuSn electrodes 212A and 212B are small. A dent having a depth of about 0.8 μm is formed at the center of (the surface on the two-wavelength laser diode chip 202 side).

したがって、上記２波長レーザダイオードチップ２０２を２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ２０１上にダイボンドすると、赤色レーザ用アノード電極２１５Ａおよび赤外レーザ用アノード電極２１５Ｂでは、周辺部がＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂに接触するが、中央部がＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂに接触しなくなる。つまり、上記赤色レーザ用アノード電極２１５ＡとＡｕＳｎ電極２１２Ａとの間、および、赤外レーザ用アノード電極２１５ＢとＡｕＳｎ電極２１２Ｂとの間に隙間Ｓが生じてしまう。その結果、上記ＡｕＳｎ電極２１２Ａ，２１２Ｂに対する赤色レーザ用アノード電極２１５Ａ，赤外レーザ用アノード電極２１５Ｂの接触面積が小さいことによって、２波長レーザダイオードチップ２０２の放熱性が低くなるので、２波長レーザダイオードチップ２０２が熱破壊してしまうという問題がある。
特開２００２−１９８６１０号公報 Therefore, when the two-wavelength laser diode chip 202 is die-bonded on the silicon submount photodiode chip 201 for two-wavelength laser, the peripheral portions of the red laser anode electrode 215A and the infrared laser anode electrode 215B are AuSn electrodes 212A and 212B. However, the central portion does not contact the AuSn electrodes 212A and 212B. That is, gaps S are generated between the red laser anode electrode 215A and the AuSn electrode 212A and between the infrared laser anode electrode 215B and the AuSn electrode 212B. As a result, since the contact area of the red laser anode electrode 215A and the infrared laser anode electrode 215B with respect to the AuSn electrodes 212A and 212B is small, the heat dissipation of the two-wavelength laser diode chip 202 is reduced, so the two-wavelength laser diode There is a problem that the chip 202 is thermally destroyed.
JP 2002-198610 A

そこで、本発明の課題は、レーザチップとフォトダイオードチップとを熱的に接続するための穴が小さくても、レーザチップの熱破壊を防ぐことができる半導体装置、ホログラムレーザ装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a semiconductor device, a hologram laser device, and a semiconductor device that can prevent thermal destruction of the laser chip even if the hole for thermally connecting the laser chip and the photodiode chip is small. It is to provide a method.

上記課題を解決するため、第１の発明の半導体装置は、
表面に絶縁膜を有するフォトダイオードチップと、このフォトダイオードチップ上にダイボンドされるレーザチップとを備え、上記レーザチップの後面から出射された光を上記フォトダイオードチップで受光することにより、上記レーザチップの前面から出射される光の出力をモニターする半導体装置において、
上記フォトダイオードチップと上記レーザチップとの間に設けられた導電性ろう材と、
上記絶縁膜に形成され、上記導電性ろう材下に位置する穴と
を備え、
上記導電性ろう材の上記フォトダイオードチップ側の部分における縁は上記絶縁膜の上記穴における縁よりも内側に位置することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to a first invention includes:
The laser chip comprises a photodiode chip having an insulating film on the surface and a laser chip die-bonded on the photodiode chip, and the light emitted from the rear surface of the laser chip is received by the photodiode chip. In the semiconductor device that monitors the output of light emitted from the front of the
A conductive brazing material provided between the photodiode chip and the laser chip;
A hole formed in the insulating film and located under the conductive brazing material;
The edge of the conductive brazing material on the photodiode chip side is located inside the edge of the hole of the insulating film.

上記構成の半導体装置によれば、上記導電性ろう材のフォトダイオードチップ側の部分における縁が絶縁膜の穴における縁よりも内側に位置するように、導電性ろう材を絶縁膜の穴上に塗布することによって、導電性ろう材の中央部の高さは表面張力で導電性ろう材の他の部分よりも高くなる。これにより、上記導電性ろう材を溶解させた後、レーザチップの例えば裏面電極を導電性ろう材に押し付けると、導電性ろう材がレーザチップの裏面電極の中央部から周辺部に広がる。その結果、上記レーザチップの裏面電極と導電性ろう材との間に隙間が生じるのを防ぐことができる。したがって、上記レーザチップの裏面電極と導電性ろう材との接触面積が大きくなることによって、レーザチップの放熱性を高めることができるので、絶縁膜の穴が小さくても、レーザチップの熱破壊を防ぐことができる。 According to the semiconductor device having the above configuration, the conductive brazing material is placed on the hole of the insulating film so that the edge of the conductive brazing material on the photodiode chip side is located inside the edge of the hole of the insulating film. By applying, the height of the central portion of the conductive brazing material becomes higher than the other portions of the conductive brazing material due to surface tension. Thereby, after the conductive brazing material is dissolved, when the back electrode of the laser chip, for example, is pressed against the conductive brazing material, the conductive brazing material spreads from the central portion to the peripheral portion of the back surface electrode of the laser chip. As a result, it is possible to prevent a gap from being generated between the back electrode of the laser chip and the conductive brazing material. Therefore, since the heat dissipation of the laser chip can be increased by increasing the contact area between the back electrode of the laser chip and the conductive brazing material, the laser chip can be thermally destroyed even if the hole of the insulating film is small. Can be prevented.

一実施形態の半導体装置では、上記導電性ろう材はＡｕＳｎである。 In one embodiment, the conductive brazing material is AuSn.

一実施形態の半導体装置では、
上記レーザチップは、第１の波長の光を出射すると共に、上記第１の波長とは異なる第２波長の光を出射する２波長レーザダイオードチップであり、
上記絶縁膜の上記穴は、第１の穴と、上記第１の穴に対して所定の間隔を隔てて形成された第２の穴とからなり、
上記導電性ろう材は、上記第１の穴上に塗布する第１の導電性ろう材と、上記第２の穴上に塗布する第２の導電性ろう材とからなり、
上記間隔は、上記２波長レーザダイオードチップが上記第１，第２の導電性ろう材を押圧したときに上記第１の導電性ろう材と上記第２の導電性ろう材とが短絡しないように設定されている。 In the semiconductor device of one embodiment,
The laser chip is a two-wavelength laser diode chip that emits light having a first wavelength and emits light having a second wavelength different from the first wavelength.
The hole of the insulating film includes a first hole and a second hole formed at a predetermined interval with respect to the first hole,
The conductive brazing material is composed of a first conductive brazing material applied onto the first hole and a second conductive brazing material applied onto the second hole,
The interval is set so that the first conductive brazing material and the second conductive brazing material are not short-circuited when the two-wavelength laser diode chip presses the first and second conductive brazing materials. Is set.

一実施形態の半導体装置では、
上記フォトダイオードチップにおいて上記穴に面する箇所に、導電型が互いに異なる２層の拡散層が形成され、
上記２層の拡散層のうち上記レーザダイオードチップとは反対側の拡散層は、一方の端部が上記フォトダイオードチップの端面近傍に位置するように形成されている。 In the semiconductor device of one embodiment,
In the photodiode chip, two diffusion layers having different conductivity types are formed at locations facing the holes,
Of the two diffusion layers, the diffusion layer opposite to the laser diode chip is formed so that one end thereof is positioned in the vicinity of the end face of the photodiode chip.

第２の発明のホログラムレーザ装置は、上記第１の発明の半導体装置を備えたことを特徴としている。 A hologram laser device according to a second invention is characterized by including the semiconductor device according to the first invention.

第３の発明の半導体装置の製造方法は、
上記第１の発明の半導体装置の製造方法であって、
上記導電性ろう材を上記絶縁膜の上記穴の周縁部の厚みより厚くなるように形成した後、上記導電性ろう材を加熱しながら、上記レーザチップを上記導電性ろう材に押圧して、上記導電性ろう材と上記レーザチップとを接触させることを特徴としている。 A method for manufacturing a semiconductor device according to a third invention comprises:
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first invention,
After forming the conductive brazing material to be thicker than the thickness of the peripheral edge of the hole of the insulating film, while heating the conductive brazing material, press the laser chip against the conductive brazing material, The conductive brazing material and the laser chip are brought into contact with each other.

一実施形態の半導体装置の製造方法では、上記導電性ろう材の加熱前の厚みを上記絶縁膜の上記穴の周縁部の厚みより０．２〜２．５μｍ厚くする。 In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, the thickness of the conductive brazing material before heating is set to be 0.2 to 2.5 μm thicker than the thickness of the peripheral portion of the hole of the insulating film.

本発明の半導体装置は、導電性ろう材のフォトダイオードチップ側の部分における縁が絶縁膜の穴における縁よりも内側に位置することによって、レーザチップの例えば裏面電極と導電性ろう材との間に隙間が生じるのを防ぐことができるので、レーザチップの裏面電極と導電性ろう材との接触面積が大きくなることによって、レーザチップの放熱性を高めることができる。したがって、上記絶縁膜の穴が小さくても、レーザチップの熱破壊を防ぐことができる。 In the semiconductor device of the present invention, the edge of the conductive brazing material on the photodiode chip side is located inside the edge of the hole of the insulating film, so that, for example, between the back electrode of the laser chip and the conductive brazing material. Therefore, the heat dissipation of the laser chip can be improved by increasing the contact area between the back electrode of the laser chip and the conductive brazing material. Therefore, even if the hole of the insulating film is small, the laser chip can be prevented from being thermally destroyed.

以下、本発明の半導体装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

図１に、本発明の一実施の形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式断面図を示し、図２に、上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の２波長レーザダイオードチップ２の断面を斜め上方から見た模式図を示す。なお、図１でのＡｕＳｎ電極１２Ａの断面形状は溶解後の断面形状である。また、図示しないが、ＡｕＳｎ電極１２Ｂの断面形状もＡｕＳｎ電極１２Ａの断面形状と同様である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a DVD / CD semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the two-wavelength laser diode chip 2 of the DVD / CD semiconductor device as viewed obliquely from above. A schematic diagram is shown. Note that the cross-sectional shape of the AuSn electrode 12A in FIG. 1 is the cross-sectional shape after dissolution. Although not shown, the sectional shape of the AuSn electrode 12B is the same as that of the AuSn electrode 12A.

上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置は、図１に示すように、２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１と、この２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１上にダイボンドされた２波長レーザダイオードチップ２とを備え、２波長レーザダイオードチップ２の後面２ｂから出射された光を２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１で受光することにより、２波長レーザダイオードチップ２の前面２ａから出射される光の出力をモニターする。上記２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１はフォトダイオードチップの一例であり、２波長レーザダイオードチップ２はレーザチップの一例である。 As shown in FIG. 1, the DVD and CD semiconductor device includes a two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1 and a two-wavelength laser diode die-bonded on the two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1. The chip 2 is provided, and light emitted from the rear surface 2b of the two-wavelength laser diode chip 2 is received by the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength laser, and then emitted from the front surface 2a of the two-wavelength laser diode chip 2. Monitor the light output. The two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1 is an example of a photodiode chip, and the two-wavelength laser diode chip 2 is an example of a laser chip.

上記２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１は、Ｎ⁺型シリコン基板３と、このＮ⁺型シリコン基板３上に形成されたＮ^-型シリコンエピタキシャル層４と、このＮ^-型シリコンエピタキシャル層４上に形成された絶縁膜５とを有している。 The two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1 includes an N ⁺ type silicon substrate 3, an N ⁻ type silicon epitaxial layer 4 formed on the N ⁺ type silicon substrate 3, and this N ⁻ type silicon epitaxial layer. 4 and an insulating film 5 formed on the substrate 4.

上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層４には、２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１の受光部となるＰ型拡散層６と、赤色レーザ用Ｐ型拡散層７Ａとが形成されている。この赤色レーザ用Ｐ型拡散層７ＡのＰ型拡散層６とは反対側の端部が２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１の端面近傍にある。 The N ⁻ -type silicon epitaxial layer 4 is formed with a P-type diffusion layer 6 serving as a light receiving portion of the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength lasers and a P-type diffusion layer 7A for red laser. The end of the red laser P-type diffusion layer 7A opposite to the P-type diffusion layer 6 is in the vicinity of the end face of the silicon submount photodiode chip 1 for the two-wavelength laser.

上記赤色レーザ用Ｐ型拡散層７Ａには赤色レーザ用Ｎ型拡散層９Ａが形成されており、この赤色レーザ用Ｐ型拡散層７Ａおよび赤色レーザ用Ｎ型拡散層９Ａが赤色レーザ用２重拡散構造を構成している。これにより、上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１と赤色レーザ用アノード電極１５Ａとの短絡を防ぐことができる。 The red laser P-type diffusion layer 7A is formed with a red laser N-type diffusion layer 9A. The red laser P-type diffusion layer 7A and the red laser N-type diffusion layer 9A are double diffused for red laser. Make up structure. Thereby, a short circuit between the silicon submount photodiode chip 1 and the red laser anode electrode 15A can be prevented.

上記絶縁膜５には、赤色レーザ用Ｎ型拡散層９Ａ上に位置する第１の穴１７Ａが形成されている。そして、上記第１の穴１７Ａ上には、ＴｉＷ電極１０Ａ、Ａｕ電極１１ＡおよびＡｕＳｎ電極１２Ａが積層されている。このＡｕＳｎ電極１２Ａは第１の導電性ろう材の一例である。 The insulating film 5 has a first hole 17A located on the red laser N-type diffusion layer 9A. A TiW electrode 10A, an Au electrode 11A, and an AuSn electrode 12A are stacked on the first hole 17A. The AuSn electrode 12A is an example of a first conductive brazing material.

上記２波長レーザダイオードチップ２は、図２に示すように、赤色レーザ用Ｐ型層１３Ａと、赤外レーザ用Ｐ型層１３Ｂと、赤色レーザ用Ｐ型層１３Ａおよび赤外レーザ用Ｐ型層１３Ｂ上に形成され、かつ、赤色レーザおよび赤外レーザに兼用されるＮ型層１４とを有している。上記赤色レーザ用Ｐ型層１３Ａ下には赤色レーザ用アノード電極１５Ａが形成されていると共に、赤外レーザ用Ｐ型層１３Ｂ下には赤外レーザ用アノード電極１５Ｂが形成されている。一方、上記Ｎ型層１４上には、赤色レーザおよび赤外レーザに兼用されるカソード電極１６が形成されている。 As shown in FIG. 2, the two-wavelength laser diode chip 2 includes a red laser P-type layer 13A, an infrared laser P-type layer 13B, a red laser P-type layer 13A, and an infrared laser P-type layer. And an N-type layer 14 that is formed on 13B and also serves as a red laser and an infrared laser. A red laser anode electrode 15A is formed under the red laser P-type layer 13A, and an infrared laser anode electrode 15B is formed under the infrared laser P-type layer 13B. On the other hand, on the N-type layer 14, a cathode electrode 16 that is used for both a red laser and an infrared laser is formed.

図３に、上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置を上方から見た模式平面図を示す。なお、図３では、上記２波長レーザダイオードチップ２と、ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２Ｂの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１側の部分における縁とを二点鎖線で図示している。なお、図３のＩ−Ｉ線から見た模式断面図が図１である。 FIG. 3 shows a schematic plan view of the DVD and CD semiconductor device as viewed from above. In FIG. 3, the two-wavelength laser diode chip 2 and the edge of the AuSn electrodes 12A and 12B on the two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1 side are shown by two-dot chain lines. Note that FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along the line II of FIG.

上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層４には、赤色レーザ用Ｐ型拡散層７Ａの側方に位置する赤外レーザ用Ｐ型拡散層７Ｂが形成されている。この赤外レーザ用Ｐ型拡散層７ＢのＰ型拡散層６とは反対側の端部が２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１の端面近傍にある。 The N ⁻ -type silicon epitaxial layer 4 is formed with an infrared laser P-type diffusion layer 7B located on the side of the red laser P-type diffusion layer 7A. The end of the infrared laser P-type diffusion layer 7B opposite to the P-type diffusion layer 6 is in the vicinity of the end face of the silicon submount photodiode chip 1 for the two-wavelength laser.

上記赤外レーザ用Ｐ型拡散層７Ｂには赤外レーザ用Ｎ型拡散層９Ｂが形成されており、この赤外レーザ用Ｐ型拡散層７Ｂおよび赤外レーザ用Ｎ型拡散層９Ｂが赤外レーザ用２重拡散構造を構成している。これにより、上記シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１と赤外レーザ用アノード電極１５Ｂとの短絡を防ぐことができる。 An infrared laser N type diffusion layer 9B is formed in the infrared laser P type diffusion layer 7B, and the infrared laser P type diffusion layer 7B and the infrared laser N type diffusion layer 9B are infrared. A double diffusion structure for laser is formed. Thereby, a short circuit between the silicon submount photodiode chip 1 and the infrared laser anode electrode 15B can be prevented.

上記絶縁膜５には、赤外レーザ用Ｎ型拡散層９Ｂ上に位置する第２の穴１７Ｂが形成されている。そして、上記第２の穴１７Ｂ上には、ＴｉＷ電極１０Ｂ、Ａｕ電極１１ＢおよびＡｕＳｎ電極１２Ｂが積層されている。このＡｕＳｎ電極１２ＢはＡｕＳｎ電極１２Ａと分離されていない。つまり、上記ＡｕＳｎ電極１２ＡとＡｕＳｎ電極１２Ｂとは短絡していない。また、上記ＡｕＳｎ電極１２Ｂは第２の導電性ろう材の一例である。 The insulating film 5 is formed with a second hole 17B located on the infrared laser N-type diffusion layer 9B. A TiW electrode 10B, an Au electrode 11B, and an AuSn electrode 12B are stacked on the second hole 17B. The AuSn electrode 12B is not separated from the AuSn electrode 12A. That is, the AuSn electrode 12A and the AuSn electrode 12B are not short-circuited. The AuSn electrode 12B is an example of a second conductive brazing material.

上記ＡｕＳｎ電極１２Ａの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１側の部分における縁は、第１の穴１７Ａの縁よりも内側に位置している。これにより、上記ＡｕＳｎ電極１２Ａの底面積（Ａｕ電極１１Ａに対するＡｕＳｎ電極１２Ａの接触面積）は第１の穴１７Ａの開口面積よりも小さなく、ＡｕＳｎ電極１２Ａの下部が絶縁膜５上に重なっていない。 The edge of the AuSn electrode 12A on the silicon submount photodiode chip 1 side for a two-wavelength laser is located inside the edge of the first hole 17A. Thereby, the bottom area of the AuSn electrode 12A (the contact area of the AuSn electrode 12A with respect to the Au electrode 11A) is smaller than the opening area of the first hole 17A, and the lower part of the AuSn electrode 12A does not overlap the insulating film 5. .

上記ＡｕＳｎ電極１２Ａと同様に、上記ＡｕＳｎ電極１２Ｂの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１側の部分における縁は、第２の穴１７Ｂの縁よりも内側に位置している。これにより、上記ＡｕＳｎ電極１２Ｂの底面積（Ａｕ電極１１Ｂに対するＡｕＳｎ電極１２Ｂの接触面積）は第２の穴１７Ｂの開口面積よりも小さく、ＡｕＳｎ電極１２Ｂの下部が絶縁膜５上に重なっていない。 Similarly to the AuSn electrode 12A, the edge of the AuSn electrode 12B on the two-wavelength laser silicon submount photodiode chip 1 side is located on the inner side of the edge of the second hole 17B. Thereby, the bottom area of the AuSn electrode 12B (the contact area of the AuSn electrode 12B with the Au electrode 11B) is smaller than the opening area of the second hole 17B, and the lower part of the AuSn electrode 12B does not overlap the insulating film 5.

また、上記第１の穴１７Ａと第２の穴１７Ｂとの間の距離は、溶解したＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２Ｂに２波長レーザダイオードチップ２を押し付けても、ＡｕＳｎ電極１２ＡとＡｕＳｎ電極１２Ｂとが短絡しないように設定されている。 The distance between the first hole 17A and the second hole 17B is such that the AuSn electrode 12A and the AuSn electrode 12B are short-circuited even when the two-wavelength laser diode chip 2 is pressed against the dissolved AuSn electrodes 12A and 12B. It is set not to.

また、上記Ｎ^-型シリコンエピタキシャル層４上に関して２波長レーザダイオードチップ２が乗らない部分では、絶縁膜５とＡｕ電極１１Ａとの間に、ＡｕＳｎ電極１２Ａと重ならないようにＡｌ層１８Ａが形成されていると共に、絶縁膜５とＡｕ電極１１Ｂとの間に、第２のＡｕＳｎ電極１２Ｂと重ならないようにＡｌ層１８Ｂが形成されている。 Further, an Al layer 18A is formed between the insulating film 5 and the Au electrode 11A so as not to overlap the AuSn electrode 12A in a portion where the two-wavelength laser diode chip 2 is not placed on the N ⁻ type silicon epitaxial layer 4. In addition, an Al layer 18B is formed between the insulating film 5 and the Au electrode 11B so as not to overlap the second AuSn electrode 12B.

なお、１９，２０はＮ^-型シリコンエピタキシャル層４に短絡するカソード電極であり、２１はＰ型拡散層６と短絡するアノード電極である。つまり、１９，２０は２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１のカソード電極であり、２１は２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１のアノード電極である。 In addition, 19 and 20 are cathode electrodes that are short-circuited to the N ⁻ -type silicon epitaxial layer 4, and 21 is an anode electrode that is short-circuited to the P-type diffusion layer 6. That is, 19 and 20 are cathode electrodes of the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength lasers, and 21 is an anode electrode of the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength lasers.

上記構成のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置によれば、ＡｕＳｎ電極１２Ａの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１側の部分における縁が第１の穴１７Ａの縁よりも内側に位置するように、ＡｕＳｎ電極１２ＡにすべきＡｕＳｎを第１の穴１７Ａ上に塗布した後、上記ＡｕＳｎを３８０〜４２０℃の加熱で溶解すると、上記ＡｕＳｎは表面張力で中央部が一番高くなる。これにより、上記２波長レーザダイオードチップ２を２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１上にダイボンドすると、溶解したＡｕＳｎが赤色レーザ用アノード電極１５Ａの中央部から周辺部に広がる。その結果、上記赤色レーザ用アノード電極１５ＡとＡｕＳｎ電極１２Ａとの間に隙間が生じるのを防ぐことができる。したがって、上記ＡｕＳｎ電極１２Ａに対する赤色レーザ用アノード電極１５Ａの接触面積が大きくなることによって、２波長レーザダイオードチップ２の放熱性を高めることができるので、２波長レーザダイオードチップ２が熱破壊するのを防ぐことができる。 According to the semiconductor device for DVD and CD having the above-described configuration, the edge of the AuSn electrode 12A on the silicon submount photodiode chip 1 side for the two-wavelength laser is positioned inside the edge of the first hole 17A. After AuSn to be used as the AuSn electrode 12A is applied on the first hole 17A, when the AuSn is melted by heating at 380 to 420 ° C., the central portion of the AuSn becomes the highest due to surface tension. As a result, when the two-wavelength laser diode chip 2 is die-bonded on the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength laser, the dissolved AuSn spreads from the central portion to the peripheral portion of the red laser anode electrode 15A. As a result, it is possible to prevent a gap from being generated between the red laser anode electrode 15A and the AuSn electrode 12A. Therefore, since the heat radiation property of the two-wavelength laser diode chip 2 can be increased by increasing the contact area of the red laser anode electrode 15A with the AuSn electrode 12A, the two-wavelength laser diode chip 2 is prevented from being thermally destroyed. Can be prevented.

また、上記ＡｕＳｎ電極１２Ｂの２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１側の部分における縁が第２の穴１７Ｂの縁よりも内側に位置するように、ＡｕＳｎ電極１２ＢにすべきＡｕＳｎを第２の穴１７Ｂ上に塗布した後、上記ＡｕＳｎを３８０〜４２０℃の加熱で溶解すると、上記ＡｕＳｎは表面張力で中央部が一番高くなる。これにより、上記２波長レーザダイオードチップ２を２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１上にダイボンドすると、溶解したＡｕＳｎが赤外レーザ用アノード電極１５Ｂの中央部から周辺部に広がる。その結果、上記赤外レーザ用アノード電極１５ＢとＡｕＳｎ電極１２Ｂとの間に隙間が生じるのを防ぐことができる。したがって、上記ＡｕＳｎ電極１２Ｂに対する赤外レーザ用アノード電極１５Ｂの接触面積が大きくなることによって、２波長レーザダイオードチップ２の放熱性をさらに高めることができるので、２波長レーザダイオードチップ２が熱破壊するのを確実に防ぐことができる。 Further, the second AuSn to be used as the AuSn electrode 12B is arranged so that the edge of the AuSn electrode 12B on the silicon submount photodiode chip 1 side for the two-wavelength laser is located inside the edge of the second hole 17B. When the AuSn is melted by heating at 380 to 420 ° C. after being applied on the hole 17B, the central portion of the AuSn becomes the highest due to surface tension. As a result, when the two-wavelength laser diode chip 2 is die-bonded on the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength laser, the dissolved AuSn spreads from the central portion to the peripheral portion of the infrared laser anode electrode 15B. As a result, it is possible to prevent a gap from being formed between the infrared laser anode electrode 15B and the AuSn electrode 12B. Therefore, since the heat dissipation of the two-wavelength laser diode chip 2 can be further increased by increasing the contact area of the anode electrode 15B for infrared laser with the AuSn electrode 12B, the two-wavelength laser diode chip 2 is thermally destroyed. Can be surely prevented.

上記溶解したＡｕＳｎを赤色レーザ用アノード電極１５Ａ，赤外レーザ用アノード電極１５Ｂの中央部から周辺部に確実に広げる観点上、ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２ＢにすべきＡｕＳｎの溶解前の厚さは、第１，第２の穴１７Ａ，１７Ｂの周縁部の厚さに０．２μｍ以上加えた厚さにするのが好ましい。 From the viewpoint of reliably spreading the dissolved AuSn from the central portion to the peripheral portion of the red laser anode electrode 15A and the infrared laser anode electrode 15B, the thickness of the AuSn that should be used as the AuSn electrodes 12A and 12B is It is preferable to add a thickness of 0.2 μm or more to the thickness of the peripheral portion of the first and second holes 17A and 17B.

上記溶解したＡｕＳｎが２波長レーザダイオードチップ２の前面２ａ，後面２ｂに付着するのを防ぎ、ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２Ｂの材料費の上昇を防ぎ、ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２Ｂによって赤色レーザ用アノード電極１５Ａと赤外レーザ用アノード電極１５Ｂが短絡するのを防ぐ観点上、ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２ＢにすべきＡｕＳｎの溶解前の厚さは、第１，第２の穴１７Ａ，１７Ｂの周縁部の厚さに２．５μｍを加えた厚さを越えないようにするのが好ましい。 The dissolved AuSn is prevented from adhering to the front surface 2a and the rear surface 2b of the two-wavelength laser diode chip 2, the material cost of the AuSn electrodes 12A and 12B is prevented from increasing, and the red laser anode electrode 15A and the AuSn electrodes 12A and 12B From the viewpoint of preventing the anode electrode 15B for the infrared laser from being short-circuited, the thickness of AuSn to be used as the AuSn electrodes 12A and 12B is the thickness of the peripheral portion of the first and second holes 17A and 17B. It is preferable not to exceed the thickness of 2.5 μm.

すなわち、上記ＡｕＳｎ電極１２Ａ，１２ＢにすべきＡｕＳｎの溶解前の厚さは、第１，第２の穴１７Ａ，１７Ｂの周縁部の厚さより０．２〜２．５μｍ厚くするのが好ましく、第１，第２の穴１７Ａ，１７Ｂの周縁部の厚さより１．０〜１．５μｍ厚くするのがより好ましい。 That is, the thickness of AuSn to be used for the AuSn electrodes 12A and 12B is preferably 0.2 to 2.5 μm thicker than the peripheral edge of the first and second holes 17A and 17B. It is more preferable to make it 1.0 to 1.5 μm thicker than the thickness of the peripheral portion of the first and second holes 17A and 17B.

また、上記赤色レーザ用Ｐ型拡散層７ＡのＰ型拡散層６とは反対側の端部が２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１の端面近傍にあることにより、赤色レーザ用Ｎ型拡散層９Ａをダイシングによるクラック等の影響のないところまで広げることができる。したがって、図９の従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置に比べ、第１の穴１７Ａの開口面積を大きくすることができるから、Ａｕ電極１１Ａに対するＡｕＳｎ電極１２Ａの接触面積を大きくすることができる。 Further, the end of the red laser P-type diffusion layer 7A opposite to the P-type diffusion layer 6 is in the vicinity of the end face of the silicon submount photodiode chip 1 for the two-wavelength laser, so that the N-type diffusion for the red laser The layer 9A can be expanded to a place where there is no influence of cracks caused by dicing. Therefore, compared with the conventional DVD / CD semiconductor device of FIG. 9, the opening area of the first hole 17A can be increased, so that the contact area of the AuSn electrode 12A with the Au electrode 11A can be increased.

また、上記赤外レーザ用Ｐ型拡散層７ＢのＰ型拡散層６とは反対側の端部が２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ１の端面近傍にあることにより、赤外レーザ用Ｎ型拡散層９Ｂをダイシングによるクラック等の影響のないところまで広げることができる。したがって、図９の従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置に比べ、第２の穴１７Ｂの開口面積を大きくすることができるから、Ａｕ電極１１Ｂに対するＡｕＳｎ電極１２Ｂの接触面積を大きくすることができる。 Further, since the end of the infrared laser P-type diffusion layer 7B opposite to the P-type diffusion layer 6 is in the vicinity of the end surface of the silicon submount photodiode chip 1 for two-wavelength laser, the infrared laser N The mold diffusion layer 9B can be expanded to a place where there is no influence of cracks caused by dicing. Therefore, compared with the conventional DVD / CD semiconductor device of FIG. 9, the opening area of the second hole 17B can be increased, so that the contact area of the AuSn electrode 12B with the Au electrode 11B can be increased.

また、図９の従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置では、レーザダイボンド装置の僅かな傾きが２波長間の密着バラツキになって、歩留まり低下の原因になっていたが、本実施形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置では、レーザダイボンド装置の僅かな傾きがあっても、２波長間の密着バラツキの発生を防ぐことができるので、歩留まりを向上できる。 Further, in the conventional DVD / CD semiconductor device of FIG. 9, the slight inclination of the laser die bonding device causes the adhesion variation between the two wavelengths, which causes the yield reduction. In the semiconductor device for manufacturing, even if there is a slight inclination of the laser die bonding apparatus, it is possible to prevent the adhesion variation between the two wavelengths, so that the yield can be improved.

上記実施形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置は、ＣＤの情報を少なくとも読めるＤＶＤレコーダー等の電子機器に用いると好適である。 The DVD and CD semiconductor device of the above-described embodiment is suitable for use in an electronic device such as a DVD recorder that can at least read CD information.

また、上記実施形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置と、２波長レーザダイオードチップ２の前面２ａから出射される赤色レーザ光または赤外レーザ光が入射するホログラム素子とを備えるホログラムレーザ装置を構成してもよい。 Further, a hologram laser device comprising the DVD and CD semiconductor device of the above embodiment and a hologram element on which the red laser light or infrared laser light emitted from the front surface 2a of the two-wavelength laser diode chip 2 is incident is configured. Also good.

また、上記実施形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置は歩留まりを向上できるので、低価格のホログラムレーザ装置を提供することができる。 Further, since the DVD and CD semiconductor devices of the above embodiments can improve the yield, a low-cost hologram laser device can be provided.

上記実施の形態では、フォトダイオードチップとレーザチップとを、導電性ろう材の一例としてのＡｕＳｎで接続していたが、フォトダイオードチップとレーザチップとを、例えばＩｎＳｎ（インジウムスズ）またはＢｉＳｎ（ビスマススズ）等で接続してもよい。 In the above embodiment, the photodiode chip and the laser chip are connected by AuSn as an example of the conductive brazing material. However, the photodiode chip and the laser chip are, for example, InSn (indium tin) or BiSn (bismuth tin). ) Or the like.

図１は本発明の一実施の形態のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a DVD / CD semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図２は上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の２波長レーザダイオードチップの断面を斜め上方から見た模式図である。FIG. 2 is a schematic view of the cross section of the two-wavelength laser diode chip of the semiconductor device for DVD and CD as viewed obliquely from above. 図３は上記ＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of the DVD and CD semiconductor device. 図４は従来のＤＶＤ用半導体装置の模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional DVD semiconductor device. 図５は上記従来のＤＶＤ用半導体装置の模式平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of the conventional DVD semiconductor device. 図６は上記従来のＤＶＤ用半導体装置の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the conventional DVD semiconductor device. 図７は従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional DVD / CD semiconductor device. 図８は上記従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の２波長レーザダイオードチップの断面を斜め上方から見た模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a cross section of a two-wavelength laser diode chip of the conventional DVD / CD semiconductor device as viewed obliquely from above. 図９は上記従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の模式平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view of the conventional DVD / CD semiconductor device. 図１０は上記従来のＤＶＤ，ＣＤ用半導体装置の等価回路図である。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the conventional DVD / CD semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

１２波長レーザ用シリコンサブマウントフォトダイオードチップ
２２波長レーザダイオードチップ
２ａ前面
２ｂ後面
５絶縁膜
７Ａ赤色レーザ用Ｐ型拡散層
７Ｂ赤外レーザ用Ｐ型拡散層
９Ａ赤色レーザ用Ｎ型拡散層
９Ｂ赤外レーザ用Ｎ型拡散層
１２Ａ，１２ＢＡｕＳｎ電極
１７Ａ第１の穴
１７Ｂ第２の穴 1 Silicon submount photodiode chip 2 for two-wavelength laser 2 Two-wavelength laser diode chip 2a Front surface 2b Rear surface 5 Insulating film 7A P-type diffusion layer 7B for red laser P-type diffusion layer 9A for infrared laser N-type diffusion layer 9B for red laser N-type diffusion layers for infrared lasers 12A, 12B AuSn electrode 17A first hole 17B second hole

Claims

表面に絶縁膜を有するフォトダイオードチップと、このフォトダイオードチップ上にダイボンドされるレーザチップとを備え、上記レーザチップの後面から出射された光を上記フォトダイオードチップで受光することにより、上記レーザチップの前面から出射される光の出力をモニターする半導体装置において、
上記フォトダイオードチップと上記レーザチップとの間に設けられた導電性ろう材と、
上記絶縁膜に形成され、上記導電性ろう材下に位置する穴と
を備え、
上記導電性ろう材の上記フォトダイオードチップ側の部分における縁は上記絶縁膜の上記穴における縁よりも内側に位置することを特徴とする半導体装置。 The laser chip comprises a photodiode chip having an insulating film on the surface and a laser chip die-bonded on the photodiode chip, and the light emitted from the rear surface of the laser chip is received by the photodiode chip. In the semiconductor device that monitors the output of light emitted from the front of the
A conductive brazing material provided between the photodiode chip and the laser chip;
A hole formed in the insulating film and located under the conductive brazing material;
The semiconductor device according to claim 1, wherein an edge of the conductive brazing material on the photodiode chip side is located on an inner side than an edge of the hole in the insulating film.

請求項１に記載の半導体装置において、
上記導電性ろう材はＡｕＳｎであることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device characterized in that the conductive brazing material is AuSn.

請求項２に記載の半導体装置において、
上記レーザチップは、第１の波長の光を出射すると共に、上記第１の波長とは異なる第２波長の光を出射する２波長レーザダイオードチップであり、
上記絶縁膜の上記穴は、第１の穴と、上記第１の穴に対して所定の間隔を隔てて形成された第２の穴とからなり、
上記導電性ろう材は、上記第１の穴上に塗布する第１の導電性ろう材と、上記第２の穴上に塗布する第２の導電性ろう材とからなり、
上記間隔は、上記２波長レーザダイオードチップが上記第１，第２の導電性ろう材を押圧したときに上記第１の導電性ろう材と上記第２の導電性ろう材とが短絡しないように設定されていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The laser chip is a two-wavelength laser diode chip that emits light having a first wavelength and emits light having a second wavelength different from the first wavelength.
The hole of the insulating film includes a first hole and a second hole formed at a predetermined interval with respect to the first hole,
The conductive brazing material is composed of a first conductive brazing material applied onto the first hole and a second conductive brazing material applied onto the second hole,
The interval is set so that the first conductive brazing material and the second conductive brazing material are not short-circuited when the two-wavelength laser diode chip presses the first and second conductive brazing materials. A semiconductor device characterized by being set.

請求項１に記載の半導体装置において、
上記フォトダイオードチップにおいて上記穴に面する箇所に、導電型が互いに異なる２層の拡散層が形成され、
上記２層の拡散層のうち上記レーザダイオードチップとは反対側の拡散層は、一方の端部が上記フォトダイオードチップの端面近傍に位置するように形成されていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
In the photodiode chip, two diffusion layers having different conductivity types are formed at locations facing the holes,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein one of the two diffusion layers opposite to the laser diode chip is positioned near one end face of the photodiode chip.

請求項１に記載の半導体装置を備えたことを特徴とするホログラムレーザ装置。 A hologram laser device comprising the semiconductor device according to claim 1.

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記導電性ろう材を上記絶縁膜の上記穴の周縁部の厚みより厚くなるように形成した後、上記導電性ろう材を加熱しながら、上記レーザチップを上記導電性ろう材に押圧して、上記導電性ろう材と上記レーザチップとを接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
After forming the conductive brazing material to be thicker than the thickness of the peripheral edge of the hole of the insulating film, while heating the conductive brazing material, press the laser chip against the conductive brazing material, A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the conductive brazing material and the laser chip are brought into contact with each other.

請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
上記導電性ろう材の加熱前の厚みを上記絶縁膜の上記穴の周縁部の厚みより０．２〜２．５μｍ厚くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the thickness of the conductive brazing material before heating is 0.2 to 2.5 μm thicker than the thickness of the peripheral edge of the hole of the insulating film.