JPS612378A - Light-emitting electronic device and manufacture thereof - Google Patents
Light-emitting electronic device and manufacture thereofInfo
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- JPS612378A JPS612378A JP59121775A JP12177584A JPS612378A JP S612378 A JPS612378 A JP S612378A JP 59121775 A JP59121775 A JP 59121775A JP 12177584 A JP12177584 A JP 12177584A JP S612378 A JPS612378 A JP S612378A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は発光電子装置、たとえば、端面の共振器端面か
らレーザ光を発光（出射）する半導体レーザ素子（レー
ザチップ）、あるいは半導体レーザ部を有する集積化光
デバイス（ＯＥ Ｉ Ｃ）等のチップを組み込んだ発光
電子装置およびその製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a light emitting electronic device, for example, a semiconductor laser element (laser chip) that emits (emits) laser light from a resonator end facet, or an integrated device having a semiconductor laser section. The present invention relates to a light emitting electronic device incorporating a chip such as an optical device (OE IC) and a method for manufacturing the same.
光通信用光源あるいはディジタルオーディオディスク、
ビデオディスク等の情報処理装置用光源として、各種構
造の半導体レーザ素子が開発されている。たとえば、デ
ィジタルオーディオディスク。Light sources for optical communications or digital audio discs,
Semiconductor laser elements with various structures have been developed as light sources for information processing devices such as video discs. For example, digital audio discs.
ビデオディスク等の情報処理装置用光源については１日
経エレクトロニクス、１９８１年、９月１４日号、１３
８〜１５１頁における伐木、西村による″オーディオ・
ディスクの要求に応える半導体レーザー′″と題する文
献において論じられている。また、本出願人は、たとえ
ば、日立評論。Regarding light sources for information processing devices such as video discs, Nikkei Electronics, September 14, 1981, 13
The cutting of trees on pages 8 to 151, "Audio/Audio" by Nishimura
It is discussed in the document entitled ``Semiconductor Laser Meeting the Requirements of Discs''. Also, the applicant is, for example, Hitachi Hyoron.
Ｖｏｗ、、６５．Ｉ Ｏ（］ ９９８３年、３９−’１
８頁における平尾、相木等にょる″光通信用半導体レー
ザ″および″情報処理用半導体レーザ″にも記載されて
いるように、光通信・情報処理用半導体レーザ索子を開
発している。Vow,,65. I O (] 9983, 39-'1
As described in "Semiconductor laser for optical communication" and "Semiconductor laser for information processing" by Hirao, Aiki et al. on page 8, we are developing a semiconductor laser probe for optical communication and information processing.
一方、前記文献に記載されているように、発光電子とし
ての半導体レーザ素子（以下、単にレーザチップとも称
する。）は、シリコン（Ｓｉ） 。On the other hand, as described in the above-mentioned document, a semiconductor laser element (hereinafter also simply referred to as a laser chip) as a light-emitting electron is made of silicon (Si).
銅（Ｃｕ）、シリコンカーバイト（ＳｊＣ）等のサブマ
ウントの土面に、Ａｕ−８ｎ系、Ａｕ−８ｊ系の高融点
鑞月あるいはＩｎ鑞材を介して固定（ボンディング）さ
れているが、そのボンディング性の良否は発光電子装置
の信頼度の良否および製造歩留りに大きく影響する。It is fixed (bonded) to the soil surface of a submount made of copper (Cu), silicon carbide (SjC), etc. via a high melting point solder material such as Au-8n or Au-8j or In solder. The quality of the bonding properties greatly affects the reliability and manufacturing yield of the light emitting electronic device.
ところで、本出願人にあって、レーザチップのサブマウ
ントに対する固定は、鉛（ｐｂ） 、錫（Ｓｎ）からな
る半田（ソルダ）を用いている。By the way, the present applicant uses solder made of lead (PB) and tin (Sn) to fix the laser chip to the submount.
この場合、サブマウントの取付面（主面）には、密着促
進層となるクロム（Ｃｒ）層およびこのクロム層の酸化
を防止する金（Ａ ｕ ）層があらかじめ蒸着によって
形成されている。そして、レーザチップの固定にあって
は、レーザチップは前記サブマウント上に載置され、そ
の後の半田の一時的溶融によってサブマウントに固定さ
れる。In this case, a chromium (Cr) layer serving as an adhesion promoting layer and a gold (Au) layer preventing oxidation of the chromium layer are formed in advance by vapor deposition on the mounting surface (principal surface) of the submount. When fixing the laser chip, the laser chip is placed on the submount, and then fixed to the submount by temporarily melting the solder.
しかし、この固定技術は、厚さ数千へのＡｕ層の厚さが
ばらついて、Ａｕ層が製造仕様よりも薄くなりすぎたり
すると、Ａｕ層のＡｕが半田中に溶け込んでＡｕ層が消
失し、半田との濡れ性が良好であるとは言えないＣｒが
露出し、直接半田と接触する結果、半田の濡れ性が悪く
なり、歩留り低下が生じ易くなるということが本発明者
によって明らかとされた。However, with this fixing technology, if the thickness of the Au layer varies to several thousand, and the Au layer becomes too thin than the manufacturing specifications, the Au in the Au layer will melt into the solder and disappear. The inventor has clarified that Cr, which cannot be said to have good wettability with solder, is exposed and comes into direct contact with the solder, resulting in poor solder wettability and a decrease in yield. Ta.
一方、本発明者は前記技術において、Ａｕ層の厚さをた
とえば、１μｍ程度と厚くして、半田の濡れ性を向上さ
れることを考えたが、このｈ法は、Ａ１１が半１１を構
成するＳｎと反応する結果、接合層がゾル状となり、接
合の高信頼性維持ができ難いことが判明した。On the other hand, in the above technique, the inventor considered that the solder wettability could be improved by increasing the thickness of the Au layer to, for example, about 1 μm, but in this h method, A11 constitutes half 11. As a result of the reaction with Sn, the bonding layer becomes sol-like, making it difficult to maintain high bonding reliability.
また前述のようにＡｕの量を多くすると、ＳｎがＡ１１
に吸い寄せられて反応し、接合層は部分的な盛り上がり
が生じる。この盛り−にがり部分は、レーザチップから
発光されたモニター側のレーザ光を遮る場合もあり、こ
の場合、レーザ光出力の正確なモニターが行えなくなる
ことも判明した。Moreover, as mentioned above, when the amount of Au is increased, Sn becomes A11
The bonding layer is attracted to the surface and reacts, causing a partial bulge in the bonding layer. It has also been found that this raised part sometimes blocks the laser light emitted from the laser chip toward the monitor, and in this case, it becomes impossible to accurately monitor the laser light output.
さらに、前述のように半田の濡れ性が良くないことは、
一度溶けて再硬化して形成された接合層の露出する表面
状態にばらつきを生し、製品個々における接合層の表面
状態（ホモロジイとも称す。）が種々に変化するため、
この表面において反射されるレーザ光の反射状況が一定
せず、レーザ光のモニター出力（Ｉ ｓ）の変動が大き
くなることも判明した。Furthermore, as mentioned above, the wettability of solder is not good.
This causes variations in the exposed surface condition of the bonding layer formed by melting and re-hardening, and the surface condition (also called homology) of the bonding layer varies in each product.
It has also been found that the reflection state of the laser beam reflected on this surface is not constant, and the fluctuation of the monitor output (Is) of the laser beam becomes large.
本発明の目的は、発光素子を固定するために形成された
接合層における発光素子の取付領域から外れた接合層の
表面ホモロジイが安定する接合技術を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a bonding technique that stabilizes the surface homology of a bonding layer formed to fix a light-emitting element that is outside the attachment area of the light-emitting element.
本発明の他の目的は、市記発光素子を固定する接合層の
表面ホモロジイの安定化によって、発光素子から発光さ
れる光のモニター出力の安定化を達成し、発光電子装置
の製造歩留りの向−にが達成できる技術を提供すること
にある。Another object of the present invention is to achieve stabilization of the monitor output of light emitted from the light emitting element by stabilizing the surface homology of the bonding layer that fixes the light emitting element, thereby improving the manufacturing yield of light emitting electronic devices. - The goal is to provide technology that can achieve this goal.
本発明の他の目的は発光素子の接合の信頼度が高い発光
電子装置の製造技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technology for manufacturing a light emitting electronic device in which the reliability of bonding of light emitting elements is high.
本発明の他の目的は発光特性が安定した発光電子装置の
製造技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technology for manufacturing a light-emitting electronic device with stable light-emitting characteristics.
本発明の他の目的は発光素子の製造歩留りの同士が図れ
る発光電子装置の製造技術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technology for manufacturing light emitting electronic devices that can improve the manufacturing yield of light emitting devices.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
不明ＨＩ書の記述および添付図面からあきらかになるで
あろう。The above and other objects and novel features of the present invention include:
This will become clear from the description in the unknown HI document and the attached drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、本発明の半導体レーザ装置はその製造時、レ
ーザチップをサブマウントの取付面に半田を介して固定
する場合、前記サブマウントの取付面にＣｒ層、バリア
兼固溶層としてのパラジウム（ｐｂ）層、Ａｕ層、半田
層をそれぞれ必要最小限の厚さに順次積層形成した後、
取付面にＡｕ層を有するレーザチップを前記半田層上に
載せ、半田を加熱して−・時的に溶融させてレーザチッ
プをサブマウン１〜に固定している。この際、前記Ｐｄ
層のｒｌｄは、その表層部分はＡｕ層および半田層中に
溶け込み、Ａ ｕ 、半田との間に表面状態が安定した
接合層を形成する。また、ｐｂ層の下層は消失すること
なく存続するため、半田は半田の濡れ性が良くないＣｒ
とは直接接触せず、半田は支持板およびレーザチップ側
のＡｕと良好に溶け合い接合強度が大きい良好な接合層
ができ、接合の信頼性向」−が達成できる。また、支持
板に才９けるＡｕ層の厚さは０．０５〜０．１μｍと少
ないことから、半田を構成するＳｎとＡｕとの反応は起
き難く、レーザチップの周囲における半田部分の盛り上
がりも発生し難くなり、レーザ光の遮り現象も発生し難
くなって、半導体レーザ装置の発光特性の向上が達成で
きる。That is, in manufacturing the semiconductor laser device of the present invention, when the laser chip is fixed to the mounting surface of the submount via solder, the mounting surface of the submount is coated with a Cr layer and a palladium (PB) layer as a barrier and solid solution layer. ) layer, Au layer, and solder layer to the required minimum thickness,
A laser chip having an Au layer on the mounting surface is placed on the solder layer, and the solder is heated and temporarily melted to fix the laser chip to the submount 1. At this time, the Pd
The surface layer rld of the layer melts into the Au layer and the solder layer, and forms a bonding layer with a stable surface state between Au and the solder. In addition, since the lower layer of the PB layer remains without disappearing, the solder is made of Cr, which has poor solder wettability.
The solder melts well with the Au on the supporting plate and the laser chip side, creating a good bonding layer with high bonding strength, and achieving high bonding reliability. In addition, since the thickness of the Au layer on the support plate is as small as 0.05 to 0.1 μm, reactions between the Sn and Au that make up the solder are difficult to occur, and the solder portion around the laser chip does not swell. This makes it difficult for the laser beam to be blocked, and the light emitting characteristics of the semiconductor laser device can be improved.
第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の要
部を示す一部を断面とした斜視図、第２図は同じくレー
ザチップの固定前のレーザチップとサブマウントを示す
模式図、第３図は同じくレーザチップの固定後のレーザ
チップとサブマウントを示す模式図、第４図は同じく半
導体レーザ装置の製造工程を示すフローチャート、第５
図は従来品と本発明品におけるモニター出力精度グラフ
である。FIG. 1 is a partially sectional perspective view showing essential parts of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a laser chip and a submount before the laser chip is fixed, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the laser chip and the submount after fixing the laser chip, FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the semiconductor laser device, and FIG.
The figure is a monitor output accuracy graph for the conventional product and the product of the present invention.
この実施例における半導体レーザ装置は第１図に示され
るように、それぞれアセンブリの主体部品となる板状の
支持板（ステム）■およびこのシステム１の主面側に気
密固定されたキャップ２とからなっている。前記ステム
１は数ｍの厚さからなるＦｅ−Ｎｊ系等の矩形の金属板
となっていて、その主面（上面）の中央部には銅製のヒ
ートシンク３が鑞材等で固定されている。ヒートシンク
３の内側面にはサブマウント（支持板）４を介してレー
ザチップ５が固定されている。レーザチップ５は、たと
えば、幅が／１００μｍ、長さが３００μｍ、高さが１
００μｍとなっていて、レーザ光を発光する共振器（第
２図参照）６は、レーザチップ５の表面から３〜５μｍ
程度の深さに位置しでいる。As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device in this embodiment consists of a plate-shaped support plate (stem) which is the main component of the assembly, and a cap 2 that is hermetically fixed to the main surface side of the system 1. It has become. The stem 1 is a rectangular metal plate made of Fe-Nj metal or the like having a thickness of several meters, and a heat sink 3 made of copper is fixed to the center of the main surface (upper surface) with a brazing material or the like. . A laser chip 5 is fixed to the inner surface of the heat sink 3 via a submount (support plate) 4. For example, the laser chip 5 has a width of /100 μm, a length of 300 μm, and a height of 1
00 μm, and the resonator 6 that emits laser light (see Figure 2) is located 3 to 5 μm from the surface of the laser chip 5.
It is located at a certain depth.
このようなレーザチップ５は、第３図に示されるように
、共振器端面がザブマウン１−４側に近い状態で接合層
７によってサブマウント４に固定されている。また、サ
ブマウン１−／Ｉは無月によってヒートシンク３に固定
されている。なお、レーザチップ５はレーザ光８をステ
ム１側およびステム１から遠ざかる方向に発光するよう
に固定さ第１．ている。また、前記ステム１の主面には
レーザチップ５の下端から発光されるレーザ光８を受光
し、レーザ光８の光出力をモニターする受光素７−９が
固定されている。As shown in FIG. 3, such a laser chip 5 is fixed to the submount 4 by a bonding layer 7 with the resonator end face close to the submount 1-4 side. Further, the submount 1-/I is fixed to the heat sink 3 by Muzuki. Note that the laser chip 5 is fixed so as to emit laser light 8 toward the stem 1 and in a direction away from the stem 1. ing. Furthermore, a light receiving element 7-9 is fixed on the main surface of the stem 1 for receiving the laser beam 8 emitted from the lower end of the laser chip 5 and monitoring the optical output of the laser beam 8.
ここで、前記レーザチップ５の固定力法について第２図
および第：３図を参照しながら説明する。Here, the fixing force method for the laser chip 5 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.
前記サブマウント４は、たとえば、ＳｊＣの小片からな
っている。このサブマウン］へ４はレーザチップ５の固
定前の状態では、第２図に示されるように、レーザチッ
プ５が固定される取付面には、あらかじめ厚さ０．１μ
ｍのＣｒ層１０．厚さ０．２〜０．４μｍのバリア兼固
溶層となるＰｄ層１１゜厚さ０．０５−０．１μｍのＡ
Ｕ層１２、厚さ２〜３ｐｍのＰｂ−８ｎ（融点１８３°
Ｃ）からなる半田層１３が、それぞれ蒸着によって被着
されている。The submount 4 is made of a small piece of SjC, for example. Before the laser chip 5 is fixed, the mounting surface to which the laser chip 5 is fixed has a thickness of 0.1μ.
m Cr layer 10. Pd layer 11° serving as a barrier and solid solution layer with a thickness of 0.2 to 0.4 μm, A with a thickness of 0.05 to 0.1 μm
U layer 12, 2-3 pm thick Pb-8n (melting point 183°
A solder layer 13 consisting of C) is applied in each case by vapor deposition.
一方、レーザチップ５はその表裏面にそれぞれ最ト層が
Ａ、ｕからなる電極１４．１５を有している。On the other hand, the laser chip 5 has electrodes 14 and 15 on its front and back surfaces, the outermost layer of which is made of A and U, respectively.
そして、レーザチップ５をサブマウン１〜４に固定する
際は、第３図に示されるように、レーザチップ５をサブ
マウン１−４の所定箇所に載置した後、一時的に加熱し
て半田層１３を溶融し、再び硬化した半田層（接合層７
）でレーザチップ５をサブマウント４に固定している。When fixing the laser chip 5 to the sub-mounts 1 to 4, as shown in FIG. 13 and hardened again (bonding layer 7
) is used to fix the laser chip 5 to the submount 4.
この際、前記半田層Ｉ３の加熱溶融時、Ｐｄ層１１の表
層部分は半田層１３に溶け込み半田層１３を構成するＳ
ｎと化合しＰｄＳｎのような化合物が、接合層７の表面
に現れる。前記化合物は、半田中に均一に散在し、溶融
状態では白濁状態となり、同化状態ではざらざらな粗面
となる。この粗面の再現性は良く、接合層７の表面ホモ
ロジイはす：＜′に安定する。したがって、製品となっ
た段階では、モニター側のレーザ光８は、接合層７の表
面が粗面となったことによって乱反射が生じるため、受
光素子９におけるレーザ光のモニター出カは、第５図の
グラフに示されるようになる。同図１こｊ９いて（ａ）
は本発明の発光装置について示し、（ｂ）は従来の発光
装置について示されている。At this time, when the solder layer I3 is heated and melted, the surface layer portion of the Pd layer 11 melts into the solder layer 13, and the S
A compound such as PdSn combined with n appears on the surface of the bonding layer 7. The compound is uniformly dispersed in the solder, becomes cloudy in the molten state, and has a rough surface in the assimilated state. The reproducibility of this rough surface is good, and the surface homology of the bonding layer 7 is stable at <'. Therefore, at the stage when the product is manufactured, the laser beam 8 on the monitor side undergoes diffuse reflection due to the rough surface of the bonding layer 7, so the monitor output of the laser beam at the light receiving element 9 is as shown in FIG. as shown in the graph below. Figure 1 (a)
(b) shows the light emitting device of the present invention, and (b) shows the conventional light emitting device.
従来品に比較して若干低くなるが、接合層７の表面ホモ
ロジイが安定するため、モニター出カ精度は、同グラフ
に示されるように、分布幅は挟くなり、品質か安定し、
量産化に適する。同グラフにおいて、横軸はモニター出
力（Ｉｓ）、縦軸は度数（個）を示すものである。Although it is slightly lower than the conventional product, since the surface homology of the bonding layer 7 is stabilized, the monitor output accuracy is narrower as shown in the same graph, and the quality is stable.
Suitable for mass production. In the graph, the horizontal axis shows the monitor output (Is), and the vertical axis shows the frequency (units).
また、Ｐｄ層ＩＩの下部は」二部に前記化合物ができる
結果、半１１との接触がなく溶けたままで存続してバリ
ア層として作用すること、また、前記化合物もバリア層
として働くことから、半田は半田との濡れ性が悪いＣｒ
層１０とは接触し難くなり、サブマウン１〜４の主面に
おける半田の濡れ性は良好となり、レーザチップ５の接
合性は良好となる。In addition, as a result of the formation of the compound in the lower part of the Pd layer II, there is no contact with the half 11 and it remains melted and acts as a barrier layer, and since the compound also acts as a barrier layer, The solder is Cr, which has poor wettability with solder.
It becomes difficult to contact the layer 10, the solder wettability on the main surfaces of the submounts 1 to 4 becomes good, and the bondability of the laser chip 5 becomes good.
また、半田とのＳｎとＩ）ｄとが反応する結果、ｐｂが
動き■くなってＡｕにｐｂが吸い寄せられ難くなり、Δ
ＵとＳ ｒ＋との反応による接合層７の露出する表面に
おける部分的な盛リドかり現象は発生し難くなる。した
が−〕で、レーザチップ５がら発光されるレーザ光８が
盛り十かり部分によって遮蔽される等の支障は発生し難
くなり、レーザ光８の光鳴を遮るような発光特性不良の
発生が防止できる。In addition, as a result of the reaction between Sn and I)d with the solder, pb moves and becomes difficult to attract to Au, and Δ
The phenomenon of partial build-up on the exposed surface of the bonding layer 7 due to the reaction between U and Sr+ is less likely to occur. However, in -], problems such as the laser beam 8 emitted from the laser chip 5 being blocked by a large portion are less likely to occur, and defects in the light emission characteristics such as blocking the sound of the laser beam 8 are less likely to occur. It can be prevented.
さらに、１−述のように、レーザチップ５の接合の確実
性、発光特性不良の発生防止、レーザ光のモニター出力
の安定化等によって、製造歩留りが向」ニする。Furthermore, as described in 1-1, the manufacturing yield is improved by ensuring the bonding of the laser chip 5, preventing the occurrence of defective light emitting characteristics, and stabilizing the monitor output of the laser beam.
一方、前記ステム１には３木のり−ト］６が固定されＣ
いる。１本のリード１６はステｌｚ １の裏面に電気的
よりよび機械的に固定され、他の２本のり一１〜１Ｇは
ステム１を貫通し、かつガラスのような絶縁体Ｉ７を介
してステム１に対し′電気的に絶縁されて固定されてい
る。前記ステムｌ上に突出するり一ド１６の子端はそれ
ぞれワイヤ１８を介し“Ｃレーザチップ５および受光素
Ｔ−９の各電極に接続されている。On the other hand, three wooden beams [6] are fixed to the stem 1.
There is. One lead 16 is electrically and mechanically fixed to the back surface of the stem 1, and the other two leads 1 to 1G pass through the stem 1 and connect to the stem through an insulator I7 such as glass. 1 and is electrically insulated and fixed. The terminal ends of the guide 16 projecting above the stem 1 are connected to the electrodes of the C laser chip 5 and the photodetector T-9 via wires 18, respectively.
他力、前記ステム１の主面には透明窓１９を有する金属
製のキャップ２が気密的に固定され、レーザチップ５お
よびビー１〜シンク３等を封止している。前記透明窓１
９はキャップ２の天井部に設けた円形孔を透明ガラス板
２０て塞ぐことによって形成されている。したがって、
レーザチップ５のト端から出射したレーザ光８は、この
透明ガラス板２０を透過してステム１とキャップ２とに
よって形成されたパッケージ２】外に放射される。Additionally, a metal cap 2 having a transparent window 19 is hermetically fixed to the main surface of the stem 1, sealing the laser chip 5, the beam 1 to the sink 3, and the like. Said transparent window 1
9 is formed by closing a circular hole provided in the ceiling of the cap 2 with a transparent glass plate 20. therefore,
A laser beam 8 emitted from the top end of the laser chip 5 passes through the transparent glass plate 20 and is emitted to the outside of the package 2 formed by the stem 1 and the cap 2.
なＪ９、ステム１には、この半導体レーザ装置を各種機
器に取付ける際使用する取付孔２２が設けられている。J9, the stem 1 is provided with a mounting hole 22 for use in mounting this semiconductor laser device on various types of equipment.
つぎに、第４図のフローチャー１へを参照しながら半導
体レーザ装置の組立方法について説明する。Next, a method for assembling a semiconductor laser device will be described with reference to flowchart 1 in FIG.
最初にステムＩ、サブマウン１−４．キャンプ２が用意
される。前記ステム１には既に３本のり一ド１６および
ヒートシンク３が取付けられている。First, stem I, submounts 1-4. Camp 2 will be set up. Three glue rods 16 and a heat sink 3 are already attached to the stem 1.
２木のり一ド１６は前記のようにステム１を貫通し、゛
かつ絶縁体１７を介してステム１に絶縁的に固定されて
いる。また、残りの１木のリードはステｌｚ Ｉに電気
的かつ機械的に接合されている。前記ザブマウン１−４
には、前述の取付は方法によってあらかじめレーザチッ
プ５が固定されている。The two-piece glue 16 passes through the stem 1 as described above, and is insulatively fixed to the stem 1 via the insulator 17. Moreover, the remaining one lead is electrically and mechanically connected to Sterlz I. Said Zabu Maun 1-4
In this case, the laser chip 5 is fixed in advance by the above-mentioned mounting method.
さらに、前記キャップ２はその天月部に設けた円形孔を
寒くように透明ガラス板２０が気密的に固定され、透明
窓１９が形成さｔシている。Furthermore, a transparent glass plate 20 is hermetically fixed to a circular hole provided in the crown part of the cap 2, and a transparent window 19 is formed therein.
そこで、このようなステｌ＼１の主面中央に受光素７−
９がソルダー等の無月を介して固定されるとともに、ピ
ー１〜シン゛り３の内側面にサブマウン１〜４がｆｍ
＋、Ｉを介して固定される。前記受光素子９はレーザチ
ップ５から発光されるレーザ光８を受光できるような位
置に固定される。Therefore, the photodetector element 7- is placed in the center of the main surface of such a stem \1.
9 is fixed via a solder or the like, and submounts 1 to 4 are attached to the inner surfaces of pieces 1 to 3.
+, fixed via I. The light receiving element 9 is fixed at a position where it can receive the laser light 8 emitted from the laser chip 5.
つぎに、レーザチップ５および受光素子９の各電極とス
テｌＳｌの主面上に突出するり一部１６の先端とは、ワ
イヤ１８によって電気的に接続される。Next, each electrode of the laser chip 5 and the light-receiving element 9 and the tip of the portion 16 protruding above the main surface of the stem 1S1 are electrically connected by a wire 18.
その後、ステ１％ Ｉの主面にはキャップ２が気密的に
固定される。キャップ２はステム１の主面に突出するり
一部１６先端部分、ヒートシンク３゜受光素子９等を気
密的に被う。Thereafter, the cap 2 is airtightly fixed to the main surface of the ST1% I. The cap 2 protrudes from the main surface of the stem 1 and covers the tip portion 16, the heat sink 3°, the light receiving element 9, etc. in an airtight manner.
このようにして、第１図に示されるように゛ヒ導体し・
−任装置が製造される。In this way, as shown in FIG.
- A custom device is manufactured.
１、本発明によれば、レーザチップ５は゛１６田層１３
／！−介してサブマウン１〜／Ｉに固定されるが、この
際、゛１′田層１３の下のＡＵ層１２の下部には半ｒｌ
ｌの加熱ン８融時半田とＣｒとが直接接触しないように
バリア層として働＜Ｐｄが存在するため、サブマウン１
−／ＩにツＪするレーザチップ５の接合性が良くなり、
接合の信頼性向上が達成できるという効果が得らＪしる
。1. According to the present invention, the laser chip 5 has a layer 13
/! - It is fixed to the sub-mounts 1 to /I through the
The submount 1 acts as a barrier layer to prevent direct contact between the solder and Cr.
- The bondability of the laser chip 5 that connects to /I is improved,
The effect is that the reliability of the bonding can be improved.
２、本発明によれば、レーザチップ５の接合において、
八〇とＳｎとが反応を起こす前にバリア兼固溶層となる
Ｐｃ１層１１のｐｂとＳｎとが反応を起こしているため
、八〇にｐｂ等が寄っていくことがなくなり、Ａｕと半
田との反応に基づく接合層７の部分的な盛り１・かり現
象は発生し難くなり、レーザ光８の光路を遮るような発
光特性不良の発生が防止できるという効果が得られる。2. According to the present invention, in joining the laser chip 5,
Before 80 and Sn react, PB and Sn in the Pc1 layer 11, which serves as a barrier and solid solution layer, react with each other, so PB etc. do not approach 80, and Au and solder The phenomenon of partial bulging of the bonding layer 7 due to the reaction with the laser beam 1 becomes less likely to occur, and it is possible to prevent the occurrence of poor light emission characteristics such as blocking the optical path of the laser beam 8.
３、−］二２之のように、バリア兼固溶層であるＰｄ層
１１のＰｄは、半田の溶面（時、半田のＳｎと均一的に
反応を起こし、その状態で同化する結果、接合層７の露
出する表面は粗面化する。この粗面４よレーザ光に乱反
射を生しさせるため、レーザ光のモニター出力自体は若
干低下するが、常に接合層７０表面ホモロジイは安定し
、レーザ光出力のバラツキ範囲は狭く品質が向上し、歩
留り向」二が図れるという効果が得られる。3, -] 22, Pd in the Pd layer 11, which serves as a barrier and solid solution layer, uniformly reacts with Sn in the solder (at the melting surface of the solder) and is assimilated in that state. The exposed surface of the bonding layer 7 becomes rough.Since the rough surface 4 causes diffuse reflection of the laser beam, the monitor output of the laser beam itself decreases slightly, but the surface homology of the bonding layer 70 is always stable. The range of variation in laser light output is narrow, quality is improved, and yields can be improved.
４、上記１〜３により、レーザチップ５の接合の確実性
が向上すること、発光特性不良の発生防止が図れること
、レーザ光のモニター出力が安定することから、製造歩
留りが向−１ニするという相乗効果が得られる。4. With 1 to 3 above, the reliability of joining the laser chip 5 is improved, the occurrence of defective light emission characteristics can be prevented, and the monitor output of the laser beam is stabilized, so that the manufacturing yield is improved by -1. A synergistic effect can be obtained.
以−１６６本発明によってなされた発明を実施例にＬル
づき具体的に説明したが１本発明は−Ｉ−記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、密
着促進層の材質としては、前記のＣｒに代えてバナジウ
１Ｓ（Ｖ）、チタン（Ｔ ｊ ）を用いても前記実施例
と同様な効果が得られる。Hereinafter, the invention made by the present invention has been specifically explained based on Examples, but the present invention is not limited to the Examples described in -I-, and various changes can be made without departing from the gist thereof. Needless to say, it is. For example, as the material for the adhesion promoting layer, the same effect as in the above embodiment can be obtained by using vanadium 1S (V) or titanium (T j ) in place of the above-mentioned Cr.
また、バリア兼固溶層であるＰｄ層の厚さを、たとえば
、０．５〜１．０μｍと積極的に厚くして、レーザチッ
プ５の固定時、ＰｄとＳｎとの反応をより確実とし、接
合層表面の表面ホモロジイの安定化を図り、より高い生
産性の安定化を達成するようにしてもよい。In addition, the thickness of the Pd layer, which serves as a barrier and solid solution layer, is actively increased to, for example, 0.5 to 1.0 μm to ensure the reaction between Pd and Sn when fixing the laser chip 5. , the surface homology of the bonding layer surface may be stabilized to achieve higher stabilization of productivity.
さらに、バリア兼固溶層の材質としては、前記のＩ”
ｃｌに代えてニッケル（Ｎ」）を用いても前記実施例と
同様な効果が得られる。この場合、Ｎ」は’＋４ｆｎ層
Ｊ−ンよび４１１層への溶け込みは前記Ｐｄの場合に比
１咬しＣ低いが、接合層の表面の粗面化およびＣｒと１
４１Ｔ＋との接触阻止作用としてのバリア層として充分
作用することから、Ｐｂの場合と同様な効果が得られる
。Furthermore, as the material of the barrier/solid solution layer, the above-mentioned I"
Even if nickel (N'') is used in place of Cl, the same effect as in the above embodiment can be obtained. In this case, the penetration of N into the +4fn layer J-n and the 411th layer is 1 bit lower than in the case of Pd, but the roughening of the surface of the bonding layer and the Cr and 1
Since it acts sufficiently as a barrier layer to prevent contact with 41T+, the same effect as in the case of Pb can be obtained.
以−Ｖ４の説明では主として本発明者によってなされた
発明をその背景となった利用分野である半導体レーザ技
術に適用した場合に−）いて説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、端面発光型の発光タイオ
ー１へあるいは半導体レーザ部を有する集積化光デバイ
ス（ＯＥＴＣ）等のチップを組み込んだ発光電子装置製
造技術などに適用できる。In the following explanation of V4, the invention made by the present inventor was mainly applied to semiconductor laser technology, which is the background application field, but the invention is not limited thereto. The present invention can be applied to a light emitting electronic device manufacturing technology in which a chip such as an integrated optical device (OETC) having a semiconductor laser portion or a light emitting type light emitting diode 1 is incorporated.
図面の筒？１１．な説明
第１図は本発明の−・実施例による半導体レーザ装置の
要部を示す一部を断面とした斜視図、第２図は同じくレ
ーザチップの固定前のレーザチップとサブマウン１−を
示す模式図、第３図は同じくレーザチップの固定後のレ
ーザチップとサブマウン１〜を示す模式図。A drawing tube? 11. Explanation: Figure 1 is a partially sectional perspective view showing the main parts of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 similarly shows the laser chip and submount 1 before the laser chip is fixed. FIG. 3 is a schematic diagram showing the laser chip and the sub-mount 1 after the laser chip is fixed.
第４図は同じく半導体レーザ′Ａ装置の製造工程を示す
フローチャー１〜、
第５図は従来品と本発明品にＪ′ンけるモニター出力精
度グラフである。FIG. 4 is a flowchart 1 to 1 showing the manufacturing process of the semiconductor laser 'A device, and FIG. 5 is a monitor output accuracy graph for the conventional product and the product of the present invention.
ｌ−ステム、２ キャップ、３−ヒートシンク、４・・
サブマウン１−１５・レーザチップ、６ 共振器、７
・接合層、８ レーザ光、９・受光素子、１Ｏ−Ｃｒ層
、ｌ ｌ Ｉ）ｄ層、１２ ΔＵ層、１３半１１１層
、１４．１５ 電極、１６ リード、１７・・絶縁体
、１８ ・ワイヤ、１９・・透明窓、２０ 透明ガラス
板、２１ パッケージ、２２・−取付孔。l-Stem, 2-Cap, 3-Heat sink, 4...
Submount 1-15/Laser chip, 6 Resonator, 7
- Bonding layer, 8 Laser light, 9 - Light receiving element, 1O-Cr layer, l l I) d layer, 12 ΔU layer, 13 and half 111 layers, 14.15 Electrode, 16 Lead, 17... Insulator, 18 - Wire, 19...Transparent window, 20 Transparent glass plate, 21 Package, 22...Mounting hole.
第、１ 図
第 ２ 図 第 ３ □１第
４
ゝ＼く
□に−
、、、（ｂ ）
〉き−一一一Figure 1 Figure 2 Figure 3 □1st
4 ゝ\ku□ni- ,,, (b) 〉ki-111
Claims (1)
層と、この密着促進層の上面に被着されたバリア兼固溶
層と、このバリア兼固溶層の上面に形成されかつ前記バ
リア兼固溶層を構成する物質およびＡｕならびに半田と
からなる接合層によって支持板に固定されたチップと、
を有する発光電子装置。 ２、前記支持板のバリア兼固溶層はパラジウムで構成さ
れ、支持板にはレーザチップが接合層によって固定され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の発
光電子装置。 ３、支持板の主面に密着促進層、バリア兼固溶層、金層
、半田層を順次被着形成する工程と、表面に金層を有し
たチップを金層を介して前記半田層上に重ね合わせると
ともに、加熱してチップを前記支持板に固定する工程と
、を有することを特徴とする発光電子装置の製造方法。 ４、前記バリア兼固溶層は半田溶融時少なくとも表層部
分が前記金属、半田層に溶け込むように加熱処理するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の発光電子装
置の製造方法。 ５、前記バリア兼固溶層はパラジウムによって形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の発
光電子装置の製造方法。[Scope of Claims] 1. A support plate, an adhesion promoting layer adhered to the main surface of this support plate, a barrier/solid solution layer applied to the upper surface of this adhesion promoting layer, and this barrier/solid solution layer. a chip fixed to a support plate by a bonding layer formed on the upper surface of the solution layer and made of a substance constituting the barrier/solid solution layer, Au, and solder;
A light emitting electronic device having a 2. The light emitting electronic device according to claim 1, wherein the barrier/solid solution layer of the support plate is made of palladium, and a laser chip is fixed to the support plate by a bonding layer. 3. A step of sequentially depositing an adhesion promoting layer, a barrier/solid solution layer, a gold layer, and a solder layer on the main surface of the support plate, and placing a chip with a gold layer on the surface on the solder layer via the gold layer. A method of manufacturing a light emitting electronic device, comprising the steps of superimposing the chip on the support plate and heating to fix the chip on the support plate. 4. The method for manufacturing a light-emitting electronic device according to claim 3, wherein the barrier/solid solution layer is heat-treated so that at least a surface layer thereof melts into the metal and the solder layer when melting the solder. 5. The method for manufacturing a light emitting electronic device according to claim 4, wherein the barrier/solid solution layer is formed of palladium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121775A JPS612378A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Light-emitting electronic device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121775A JPS612378A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Light-emitting electronic device and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS612378A true JPS612378A (en) | 1986-01-08 |
Family
ID=14819575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121775A Pending JPS612378A (en) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | Light-emitting electronic device and manufacture thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS612378A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244548A (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser device |
| WO2020196489A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | Integrated optical device |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59121775A patent/JPS612378A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244548A (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser device |
| WO2020196489A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | Integrated optical device |
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