JPH03150891A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03150891A JPH03150891A JP29086589A JP29086589A JPH03150891A JP H03150891 A JPH03150891 A JP H03150891A JP 29086589 A JP29086589 A JP 29086589A JP 29086589 A JP29086589 A JP 29086589A JP H03150891 A JPH03150891 A JP H03150891A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体装置に関し、特に発光素子及び発光素
子と電子回路で構成された光電子集積回路の構造に関す
るものである。
子と電子回路で構成された光電子集積回路の構造に関す
るものである。
第３図は現在実用化されているレーザーダイオードの斜
視図で、ダブルへテロ接合のレーザーダイオードの構造
を示す。図において、 ｕｔｇは―Ｍ基板で、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ層（１５１、ｎ−ＧａＡｓ １ｉＱ４１ 、
ｎ−ＡＩＧａＡＪ ＩＩ Ｑ３ 、 ｎ −ｏａＡａ層
α２はｃｉａＡｓ基板αｅ上にエピタキシャル成長する
ことにより作成する。これらの層はＡｌ伽Ａｓ ／ Ｇ
ａＡｓダブルへテロ接合を形成する。αηはｐ＋ ｚ、
拡散層、α９ ｐ −Ｚｎ拡散層で、これらの拡散層α
のαεによりダブルへテロ接合に沿ってｓ ｐ′ｐ”
ホモ接合が形成され、このときｐ領域は活性領域となる
。叫はｐ電極、συはｎ電極で、ｐ領域及びｎ領域の表
面に金属膜を蒸着した後ｓ ｎ−ＧａＡｇ層αりをメサ
エッチングにて分離する事により形成する。第４図（ａ
ｌ〜ｒｃ＋はダブルへテロ構造レーザーダイオードの動
作原理を示す説明図で、ダブルへテロ接合を用いるレー
ザーダイオードでは活性領域はバンドギャップが小す＜
、かつ、非常に薄い。
視図で、ダブルへテロ接合のレーザーダイオードの構造
を示す。図において、 ｕｔｇは―Ｍ基板で、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ層（１５１、ｎ−ＧａＡｓ １ｉＱ４１ 、
ｎ−ＡＩＧａＡＪ ＩＩ Ｑ３ 、 ｎ −ｏａＡａ層
α２はｃｉａＡｓ基板αｅ上にエピタキシャル成長する
ことにより作成する。これらの層はＡｌ伽Ａｓ ／ Ｇ
ａＡｓダブルへテロ接合を形成する。αηはｐ＋ ｚ、
拡散層、α９ ｐ −Ｚｎ拡散層で、これらの拡散層α
のαεによりダブルへテロ接合に沿ってｓ ｐ′ｐ”
ホモ接合が形成され、このときｐ領域は活性領域となる
。叫はｐ電極、συはｎ電極で、ｐ領域及びｎ領域の表
面に金属膜を蒸着した後ｓ ｎ−ＧａＡｇ層αりをメサ
エッチングにて分離する事により形成する。第４図（ａ
ｌ〜ｒｃ＋はダブルへテロ構造レーザーダイオードの動
作原理を示す説明図で、ダブルへテロ接合を用いるレー
ザーダイオードでは活性領域はバンドギャップが小す＜
、かつ、非常に薄い。
また、この活性層はバンドギャップの大きいｎ型クラッ
ド層及びｐ型クラッド層にてサンドインチ状に挾まれて
いる。このような構造において、ｐ側を＋、ｎ側を−に
なるように順バイアスを印加した場合、活性領域にｎク
ラッド層から電子、ｐクラッド層から正孔が注入される
が、活性領域と各クラッド層間の高い障壁電位の念めに
拡散が抑制され、電子及び正孔は活性領域に閉じ込めら
れる。注入された電子及び正孔は再結合により光を放出
するが、第４図［０１に示すように光に対する屈折率が
活性領域で大きく、クラッド層では小さいので１発生し
た光は活性領域内に閉じ込められ、活性領域に沿って伝
ばんする。ところが、第４図ｆａｔに示されるようにレ
ーザ一端面はへき開により鏡面となっているので、光は
端面にて反射され誘導放出を繰り返して増幅でれる。こ
のうち、鏡面（レーザ一端面）を透過した光がレーザー
の出力光となる。
ド層及びｐ型クラッド層にてサンドインチ状に挾まれて
いる。このような構造において、ｐ側を＋、ｎ側を−に
なるように順バイアスを印加した場合、活性領域にｎク
ラッド層から電子、ｐクラッド層から正孔が注入される
が、活性領域と各クラッド層間の高い障壁電位の念めに
拡散が抑制され、電子及び正孔は活性領域に閉じ込めら
れる。注入された電子及び正孔は再結合により光を放出
するが、第４図［０１に示すように光に対する屈折率が
活性領域で大きく、クラッド層では小さいので１発生し
た光は活性領域内に閉じ込められ、活性領域に沿って伝
ばんする。ところが、第４図ｆａｔに示されるようにレ
ーザ一端面はへき開により鏡面となっているので、光は
端面にて反射され誘導放出を繰り返して増幅でれる。こ
のうち、鏡面（レーザ一端面）を透過した光がレーザー
の出力光となる。
次に、このレーザーをパンケージジグし、た半導体装置
について述べる。レーザーダイオードにおいてレーザ光
はチップ側面より出力されるために、第５図に示すよう
に素子がパッケージに対し、垂直になるように組立られ
た構造のものが一般に用いられている。図において、（
ア）はＣＡＭパッケージ、（８）はピンで、パッケージ
表面はピン（８）の中の１つに接続されており通常グラ
ンドである。（９）はレーザー素子、（４）はパッケー
ジ表面にダイボンドされた導電性のブロックで、レーザ
ー素子（９）はパッケージ（７）表面に対し垂直に、ブ
ロック側面にグイボンドされている。レーザー作動時に
は、レーザー素子（９１自身より放出される熱により動
作点が変動するので、ブロック（４）には放熱性の高い
ものを用いている。ααはレーザーのｐ電極、ａυはｎ
電極、（６！は金ワイヤで、それぞれｐ電極αＱとピン
（８）ｎｉｌ極（ＩＤとブロック（４）とを接続してい
る。（２１１はキャップで、光が取シ出せるように表面
にガラス窓がついた構造になっている。
について述べる。レーザーダイオードにおいてレーザ光
はチップ側面より出力されるために、第５図に示すよう
に素子がパッケージに対し、垂直になるように組立られ
た構造のものが一般に用いられている。図において、（
ア）はＣＡＭパッケージ、（８）はピンで、パッケージ
表面はピン（８）の中の１つに接続されており通常グラ
ンドである。（９）はレーザー素子、（４）はパッケー
ジ表面にダイボンドされた導電性のブロックで、レーザ
ー素子（９）はパッケージ（７）表面に対し垂直に、ブ
ロック側面にグイボンドされている。レーザー作動時に
は、レーザー素子（９１自身より放出される熱により動
作点が変動するので、ブロック（４）には放熱性の高い
ものを用いている。ααはレーザーのｐ電極、ａυはｎ
電極、（６！は金ワイヤで、それぞれｐ電極αＱとピン
（８）ｎｉｌ極（ＩＤとブロック（４）とを接続してい
る。（２１１はキャップで、光が取シ出せるように表面
にガラス窓がついた構造になっている。
このような構造において、ｎ電極συはグランドに接続
されておシ、一方ｐ電極叫に正の電圧を印加すると、レ
ーザー素子（９）に順方向電流が流れ、活性領域に注入
された電子のエネルギーが光に変換され、レーザー側面
より光が発射される。光はキャップ（２１１のガラス窓
を通過して外部１て取り出される。
されておシ、一方ｐ電極叫に正の電圧を印加すると、レ
ーザー素子（９）に順方向電流が流れ、活性領域に注入
された電子のエネルギーが光に変換され、レーザー側面
より光が発射される。光はキャップ（２１１のガラス窓
を通過して外部１て取り出される。
従来の半導体装置は上記のように構成されていたので、
端面発光型レーザー素子と電子回路とを集積化した光電
子集積回路に適用する場合、第６図に示すように、レー
ザー単体に比べ、送信用光電子集積回路（９）はチップ
サイズが大きくチップ上のパッド数も増えるが、チップ
をパッケージに垂直に組み立てた時、チップの上側にパ
ッドがあるとパッドとピン（６）間でボンディング時に
金ワイヤ（７）が長くなることにより、寄生インダクタ
ンスが大きくなるため、回路の特性に影響を及ぼし２、
従って、バンドはチップの下側に集められなければなら
ず、このようにパッド位置が制約されるためパターンの
自由度が少なく設計が難し、くなるという問題点かあつ
次。
端面発光型レーザー素子と電子回路とを集積化した光電
子集積回路に適用する場合、第６図に示すように、レー
ザー単体に比べ、送信用光電子集積回路（９）はチップ
サイズが大きくチップ上のパッド数も増えるが、チップ
をパッケージに垂直に組み立てた時、チップの上側にパ
ッドがあるとパッドとピン（６）間でボンディング時に
金ワイヤ（７）が長くなることにより、寄生インダクタ
ンスが大きくなるため、回路の特性に影響を及ぼし２、
従って、バンドはチップの下側に集められなければなら
ず、このようにパッド位置が制約されるためパターンの
自由度が少なく設計が難し、くなるという問題点かあつ
次。
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、発光素子単体及び発光素子を含む光電子集積
回路のマスク設計において、パッド位置の制限をなくす
ようにした半導体装置を得ることを目的とするものであ
る。
たもので、発光素子単体及び発光素子を含む光電子集積
回路のマスク設計において、パッド位置の制限をなくす
ようにした半導体装置を得ることを目的とするものであ
る。
この発明に係る半導体装置は、端面発光型光素子単体及
び少なくとも１つの端面発光型光素子と電子回路で構成
される光電子集積回路において、光素子あるいは回路の
各端子とパッケージのピン部間の接続を少なくとも１つ
の基板を介し、て行なうようにしたものである。
び少なくとも１つの端面発光型光素子と電子回路で構成
される光電子集積回路において、光素子あるいは回路の
各端子とパッケージのピン部間の接続を少なくとも１つ
の基板を介し、て行なうようにしたものである。
この発明における半導体装置は、回路の各端子とパッケ
ージのピン部との接続を少なくとも１枚の基板を介して
行なうことにより、回路各端子のパッドがチップ上のど
の位置にあっても、基板の配線パターンを変えることに
よりパッドの近くで配線と接続することができ、その分
パッドの位置が自由に設計できる。
ージのピン部との接続を少なくとも１枚の基板を介して
行なうことにより、回路各端子のパッドがチップ上のど
の位置にあっても、基板の配線パターンを変えることに
よりパッドの近くで配線と接続することができ、その分
パッドの位置が自由に設計できる。
以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。
第１図（ａｌ〜（Ｃ１はこの発明の一実施例である送信
用光電子集積回路を固定する基板の構造を示す正面図、
側面図および背面図、第２図はこの発明の一実施例によ
る半導体装置の構造を示す斜視図である。
用光電子集積回路を固定する基板の構造を示す正面図、
側面図および背面図、第２図はこの発明の一実施例によ
る半導体装置の構造を示す斜視図である。
第１図（ａｌ〜（Ｃ１に示すように、光電子集積回路（
１）のパッド位置に合わせて、セラミック基板１（８）
に配線（２Ｊを石を蒸着することにより形成する。セラ
ミック基板１（８）だけでは放熱性が悪いためチップを
固定する部分は導電性でかつ放熱性のよいＯｕＷのブロ
ック（４）に直付けできるようにセラミック基板１（８
１に穴をあけである。また、ブロック（４）はセラミッ
ク基板１（８）の穴に当る部分がちょうど凸部で、セラ
ミック基板１（８）をはんだ付けし、たときに凸部表面
がセラミック表面と一致するようにしである。チップは
ブロック（４）の凸部にダイボンドＬ１蒸着配線１２）
とパッド間をワイヤボンディングする。次に、セラミッ
ク基板ＩＣ８）上の配線とセラミック基板２（６）の各
々の配線間を金リボン（２２１で接続し、た後、第２図
に示すように、ブロック（４）及びセラミック基板２（
６）をパッケージ（７）表面にダイボンドする。次に、
セラミック基板２（６）上の配線（２１とパッケージの
各ピン（８）間をワイヤボンディングする。
１）のパッド位置に合わせて、セラミック基板１（８）
に配線（２Ｊを石を蒸着することにより形成する。セラ
ミック基板１（８）だけでは放熱性が悪いためチップを
固定する部分は導電性でかつ放熱性のよいＯｕＷのブロ
ック（４）に直付けできるようにセラミック基板１（８
１に穴をあけである。また、ブロック（４）はセラミッ
ク基板１（８）の穴に当る部分がちょうど凸部で、セラ
ミック基板１（８）をはんだ付けし、たときに凸部表面
がセラミック表面と一致するようにしである。チップは
ブロック（４）の凸部にダイボンドＬ１蒸着配線１２）
とパッド間をワイヤボンディングする。次に、セラミッ
ク基板ＩＣ８）上の配線とセラミック基板２（６）の各
々の配線間を金リボン（２２１で接続し、た後、第２図
に示すように、ブロック（４）及びセラミック基板２（
６）をパッケージ（７）表面にダイボンドする。次に、
セラミック基板２（６）上の配線（２１とパッケージの
各ピン（８）間をワイヤボンディングする。
上記実施例においてはチップのパッド位置に応じた配線
が施された導電性の２層構造のセラミック基板１（８）
とセラミック基板２（６）を介することによりパッド位
置が制約されないので、マスク設計において自由度が増
しパターンが最適化できる。
が施された導電性の２層構造のセラミック基板１（８）
とセラミック基板２（６）を介することによりパッド位
置が制約されないので、マスク設計において自由度が増
しパターンが最適化できる。
尚、上記実施例では基＆ （８１（６）Ｉｃセラミック
を用いた場合を示したが、その表面に配線Ｉ２）がパタ
ーニングできるものなら他のサファイヤ基板等でも、こ
の発明を適用することが出き同様の効果が得られる。
を用いた場合を示したが、その表面に配線Ｉ２）がパタ
ーニングできるものなら他のサファイヤ基板等でも、こ
の発明を適用することが出き同様の効果が得られる。
また、上記実施例では基板を２枚用いた場合を示したが
、ワイヤボンドを行なう点が光電子集積回路の各バンド
と水平で、かつパッケージのピンとも水平となる構造で
あるならば、基板は１枚でも、また、２枚以上であって
もよい。
、ワイヤボンドを行なう点が光電子集積回路の各バンド
と水平で、かつパッケージのピンとも水平となる構造で
あるならば、基板は１枚でも、また、２枚以上であって
もよい。
また１上記実施例ではセラミックと銅タングステンの二
層構造とした場合を示したが、放熱性のよい材料である
ならば一層構造であっても同様の効果を得ることができ
る。
層構造とした場合を示したが、放熱性のよい材料である
ならば一層構造であっても同様の効果を得ることができ
る。
以上のようにこの発明によれば、端面発光型光素子単体
、及び少なくとも１つの端面発光型光素子と電子回路で
構成される光電子集積回路において、素子あるいは回路
の各端子とパッケージのピン部間の接続を、少なくとも
１つの基板を介して行なうようにし、九ので、チップ上
のパッド位置に応じて基板上に配線をパターニングする
ことにより、チップ上のパッド位置が制限されないため
マスク設計上の自由度が増すという効果がある。
、及び少なくとも１つの端面発光型光素子と電子回路で
構成される光電子集積回路において、素子あるいは回路
の各端子とパッケージのピン部間の接続を、少なくとも
１つの基板を介して行なうようにし、九ので、チップ上
のパッド位置に応じて基板上に配線をパターニングする
ことにより、チップ上のパッド位置が制限されないため
マスク設計上の自由度が増すという効果がある。
第１図（ａｌ〜ｔｃ＋はこの発明の一実施例によるセラ
ミック基板の構造を示す正面図、側面図及び底面図、第
２図は第１図のセラミック基板を取付けた半導体装置の
斜視図、第３図は従来のダブルへテロ構造レーザーダイ
オードの構造を示す斜視図、第４図（ａｌ〜＋ＣＩは従
来のダブルへテロ構造レーザーダイオードの動作原理を
示す説明図、第５図は従来の半導体装置の構造を示す展
開斜視図、第６図は従来の送信用光電子集積回路を含む
半導体装置の構造を示す斜視図である。 図において、（１）は送信用光電子集積回路、（２）は
配線、（８）はセラミック基板１、（４）は導電性ブロ
ック、Ｃδ：は金ワイヤ、（６）はセラミック基板２、
（γ）はパッケージ、（８）はピン、のは金リボンを示
す。 なお、図中、同一符号は同一 ま念は相当部分を示す。
ミック基板の構造を示す正面図、側面図及び底面図、第
２図は第１図のセラミック基板を取付けた半導体装置の
斜視図、第３図は従来のダブルへテロ構造レーザーダイ
オードの構造を示す斜視図、第４図（ａｌ〜＋ＣＩは従
来のダブルへテロ構造レーザーダイオードの動作原理を
示す説明図、第５図は従来の半導体装置の構造を示す展
開斜視図、第６図は従来の送信用光電子集積回路を含む
半導体装置の構造を示す斜視図である。 図において、（１）は送信用光電子集積回路、（２）は
配線、（８）はセラミック基板１、（４）は導電性ブロ
ック、Ｃδ：は金ワイヤ、（６）はセラミック基板２、
（γ）はパッケージ、（８）はピン、のは金リボンを示
す。 なお、図中、同一符号は同一 ま念は相当部分を示す。
Claims (1)
- 端面発光型光素子単体及び少なくとも１つの端面発光型
素子と電子回路で構成される光電子集積回路において、
光素子あるいは回路の各端子とパッケージのピン部間の
接続を少なくとも１つの基板を介して行なうことを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29086589A JPH03150891A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29086589A JPH03150891A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150891A true JPH03150891A (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=17761498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29086589A Pending JPH03150891A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03150891A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6879440B1 (ja) * | 2020-07-06 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 光受信モジュール |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP29086589A patent/JPH03150891A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6879440B1 (ja) * | 2020-07-06 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 光受信モジュール |
| WO2022009259A1 (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 三菱電機株式会社 | 光受信モジュール |
| US11953375B2 (en) | 2020-07-06 | 2024-04-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Light receiving module comprising stem and block on an upper surface of the stem |
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