JP2633833B2 - 半導体レーザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザの電極構造に係り、特に、パ
ツケージへの実装に好適な電極構造に関する。

〔従来の技術〕

半導体レーザは、チツプを放熱体に低歪で接合する必
要があり、通常は一方の電極を放熱体にソルダ付けし、
他方の電極にワイヤボンデイングを行つてパツケージに
実装している。

このため、従来の電極においては、例えば、特開昭55
−39696号公報に記載されているように、ソルダに接す
る電極に対しては、ソルダ濡れが良く、かつ、ソルダに
対するバリヤ性を有する電極構造が採られ、他方、ワイ
ヤボンデイングを行う電極に対しては、ワイヤボンダビ
リテイ（ワイヤボンドの容易さ）を主体とした設計がな
されていた。

一方、素子の給電極性（例えば、パツケージのキヤン
の給電時の，の極性）を簡便に変更するには、チツ
プの取付面の方向を逆転すれば良いことが知られてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記、従来技術においては、チツプを逆転して実装で
きるまでの考慮はなされていなかつた。

本発明の目的は、Ｐ電極・Ｎ電極いずれの側でも放熱
体に接合してパツケージに実装することができる、すな
わち、チツプを逆転しても実装できる半導体レーザの電
極を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、基板半導体の構成金属の外方への拡散
を阻止し、かつ、ソルダの内部への拡散を防止するバリ
ヤ層を、Ｐ・Ｎ両電極に設けることにより達成すること
ができる。

〔作用〕

次に、本発明の基本構成を第１図を用いて説明する。
今、GaAs/GaAlAs系の半導体レーザを例にとると、ま
ず、Ｐ型層１上にオーム性接触を得るための電極層２を
形成し、ついで、拡散バリヤ層３を設ける。さらにその
上に、リードワイヤ11をボンデイングするための金属層
４を形成する。

Ｎ型層５に対しても全く同様であり、オーミツク電極
層６、拡散バリヤ層７、ワイヤボンデイング用金属層８
を形成する。

拡散バリヤ層3,7は、基本半導体を構成する金属（Ga
やAsなど）がワイヤボンデイング用金属層4,8にまで外
方拡散し、ワイヤボンダビリテイが損われるのを防止す
るとともに、ソルダ９を用いてチツプを放熱体10にダイ
ボンデイングした場合に、チツプの実装中や動作中にソ
ルダが半導体基体中に拡散・侵入することにより素子が
劣化するのを防止している。

上記のバリヤ層は、ソルダに対して適度の濡れ性があ
ることが必要であり、例えば、Pt,Pdなどが好適な材料
である。通常、バリヤ層はＰ側・Ｎ側とも同一材質で形
成することができる。しかし、オーミツク電極層の材質
の相異により、各各異なる材質を用いてバリヤ層を形成
する必要がある場合もある。

ワイヤボンデイング用金属層4,8は、通常、数100Åの
薄いAuで形成する。しかし、リードワイヤの材質とバリ
ヤ層の材質との組合せによつては、ワイヤボンデイング
用金属層4,8を省略できる場合もある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図により説明する。GaAs
/GaAlAs系半導体レーザの基体結晶は、ｎ型GaAs基板26
上に液相エピタキシヤル法を用いて形成したｎ型GaAlAs
クラツド層25、活性層24、Ｐ型GaAlAsクラツド層22、ｎ
型GaAsキヤツプ層21とで構成されている。

まず予め、ｎ型GaAsキヤツプ層21を突抜け、Ｐ型GaAl
Asクラツド層12に達する選択Ｐ型拡散層23を形成する。

次に、上記の拡散層23がある半導体表面にＰ型電極層
を設ける。まず、Moを約1000Åの厚さに真空蒸着してＰ
型オーミツク電極層27を形成する。ついで、Pt（約3000
Å）を連続蒸着して拡散バリヤ層28を形成し、最後にAu
（約500Å）を連続蒸着してボンデイング用金属層29を
設ける。

同様に、ｎ型GaAs基板26側には、AuGe−Pt−Auからな
る３層構造オーミツク電極層30（総合膜厚約2000Å）を
真空蒸着する。ついで、拡散バリヤ層28となるPtを約30
00Å連続蒸着し、最後に、Auを約500Å連続蒸着してボ
ンデイング用金属層29を形成した。

上記の電極構造は、Pb/Snソルダを用いた実装に好適
である。また、ソルダとしてInを用いた場合には、Mo27
層にもソルダバリヤ性があるので、Ｐ型電極層のPtバリ
ヤ層28を省略することができる。

同様に、Inソルダを用いる場合には、ｎ型電極層のPt
バリヤ層28の代りにMoを用いてバリヤ層を構成してもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基板半導体の構成金属を拡散を防止
し、かつソルダの拡散を防止するバリヤ層をＰ・Ｎ両電
極に設けることにより半導体レーザチツプの放熱体への
接合方向をいずれの向きとしてもパツケージへの実装が
可能になる。このため、パツケージの給電極性が反対と
なる型式の製品を製作する場合でも、チツプの電極構造
を何ら変更する必要がないので、生産工程が簡素化さ
れ、生産性が向上する。

以上の説明では、GaAs/GaAlAs系半導体レーザを例と
したが、化合物半導体、特にIII−Ｖ族化合物半導体を
用いた種々のデバイスに本発明が広く適用できることは
言うまでもない。

また、バリヤ層を構成する材質としては、Pt,Pdの他
に、用いるソルダの材質によつては、MoやW,Ta,Hfなど
も使用可能であり、さらに、これらの複合膜や、高融点
金属のシリサイドも使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本概念を示す電極構造の縦断面
図、第２図は本発明の実施例の電極構造を示す縦断面図
である。 2,6……オーミツク電極層、3,7……拡散バリヤ層、4,8
……ワイヤボンデイング用金属層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 反町 進 長野県小諸市大字柏木字東大道下190番 地 株式会社日立製作所小諸分工場内 (72)発明者 柏田 泰利 長野県小諸市大字柏木字東大道下190番 地 株式会社日立製作所小諸分工場内 (72)発明者 茅根 直樹 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−33885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−125156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−40879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−2378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−5593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−192370（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性層と、該活性層を挟んで形成されたｎ
   型の半導体層とｐ型の半導体層を含めて構成された半導
   体レーザにおいて、上記ｎ型半導体層の活性層の反対側
   に、AuGeからなる第１の層、Ptからなる第２の層、Auか
   らなる第３の層、Pt又はPdからなる第４の層、及びAuか
   らなる第５の層が順次積層され、上記ｐ型半導体層の活
   性層の反対側に、Moからなる第６の層、Pt、Pd、Ｗ、T
   a、並びにHfから選ばれた元素からなる第７の層、及びA
   uからなる第８の層が順次積層され、且つ上記第５の層
   又は上記第８の層にはソルダにより上記半導体レーザに
   電流を供給する電流供給部材が接続されていることを特
   徴とする半導体レーザ。
2. 【請求項２】活性層と、該活性層を挟んで形成されたｎ
   型の半導体層とｐ型の半導体層を含めて構成された半導
   体レーザにおいて、上記ｎ型半導体層の活性層の反対側
   に、AuGeからなる第１の層、Ptからなる第２の層、Auか
   らなる第３の層、Pt又はPdからなる第４の層、及びAuか
   らなる第５の層が順次積層され、上記ｐ型半導体層の活
   性層の反対側に、Moからなる第６の層、及びAuからなる
   第７の層が順次積層され、且つ上記第５の層又は上記第
   ７の層にはInソルダにより上記半導体レーザに電流を供
   給する電流供給部材が接続されていることを特徴とする
   半導体レーザ。