專利名稱：半導體激光器件、光電轉(zhuǎn)換器和光學信息處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有臺面部(mesa section)的半導體激光器件,還涉及均設(shè)置有這種半導體激光器件的光電轉(zhuǎn)換器和光學信息處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著微處理器單元(microprocessor unit ;MPU)的功能變得越來越復(fù)雜，在諸如大規(guī)模集成電路(LSI)等半導體芯片之間發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量大幅增長。因此，急切地期望信號傳輸?shù)乃俣忍岣咭约叭萘繑U大。為了實現(xiàn)上述期望，將電信號轉(zhuǎn)換為光信號然后進行傳輸?shù)墓鈱W傳輸結(jié)合技術(shù)(光學互連)已經(jīng)引起了人們的關(guān)注(例如，參見 “Encounter with Optical Interconnection，，，Nikkei Electronics, 2001 年 12 月 3 日，第 122 頁至第 125 頁，圖 4 至圖 7 ;并且參見 “Trends in Optical Interconnection Technology and their Impact on Next-Generation Equipment Packaging，，， Yasuhiro Ando, NTT R&D，第 48 卷，第 3 期，第 271 至 280 頁(1999 年))。
在該光學傳輸結(jié)合技術(shù)(光互連)中，發(fā)光器件(例如，面出射型半導體激光器件) 和光探測器(例如，光電二極管)設(shè)置于印刷電路板上，并且光信號通過光波導而被傳輸(例如參見日本專利申請?zhí)亻_第2005-181610號公報、日本專利申請?zhí)亻_第2006-237428號公報和日本專利申請?zhí)亻_第2006-258835號公報)。
作為發(fā)光器件的上述面出射型半導體激光器件(垂直腔面出射型激光器件 (VCSEL))從基板側(cè)依次設(shè)置有例如η側(cè)電極、下部分布式布拉格反射器(distributed bragg reflector ;DBR)層、活性層、上部DBR層和p側(cè)電極。另外,在該面出射型半導體激光器的一部分中設(shè)置有臺面部。該臺面部埋入在由樹脂制成的絕緣層中。換言之，這樣的層疊體的頂面是平坦的，使得能夠進行倒裝式組裝(參見例如日本專利申請?zhí)亻_第2010-141087 號公報)。
上述半導體激光器件具有如下缺點其發(fā)光壽命比未設(shè)置有絕緣層的激光器件的發(fā)光壽命短。發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，期望提供一種半導體激光器件，該半導體激光器件通過在臺面部的周圍設(shè)置埋入部使得能夠進行倒裝式組裝，并且該半導體激光器件具有更長的 發(fā)光壽命。還期望提供一種光電轉(zhuǎn)換器和一種光學信息處理裝置，它們都設(shè)置有上述半導體激光器件。
本發(fā)明一個實施方案提供了一種半導體激光器件，所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部，所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線，所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。具體地，所述第一配線在所述第一連接孔的兩側(cè)延伸，且長度等于或長于所述臺面部的半徑。
在半導體激光器件中，由于啟動時的發(fā)熱或者由于環(huán)境溫度的變化而會導致埋入部發(fā)生熱膨脹。然而，在上述實施方案中，由于所述第一配線被設(shè)置成跨于所述第一連接孔的兩側(cè)，所以在所述第一連接孔的兩側(cè)基本上抵消了由于所述埋入部與所述第一配線二者的熱膨脹系數(shù)差別而導致的施加于所述臺面部上的應(yīng)力。
本發(fā)明另一實施方案提供了一種包含半導體激光器件的光電轉(zhuǎn)換器。所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部， 所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線， 所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。
本發(fā)明又一實施方案提供了一種光學信息處理裝置，所述光學信息處理裝置包括半導體激光器件和用于接收從所述半導體激光器件發(fā)出的光的光探測器。所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部，所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線，所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。
根據(jù)本發(fā)明上述各實施方案中的半導體激光器件、光電轉(zhuǎn)換器和光學信息處理裝置，由于所述第一配線被設(shè)置成跨過所述第一連接孔，因此能夠抑制在不平衡方向上施加至所述臺面部上的應(yīng)力。于是，防止了由于所述埋入部的熱膨脹而導致的所述活性層的劣化，這使得能夠改善發(fā)光壽命。
應(yīng)當理解的是，上面的一般性說明和下面的詳細說明都是示例性的，并且均旨在為本發(fā)明所要求保護的技術(shù)提供進一步的解釋。


這里提供了附圖以便進一步理解本發(fā)明，這些附圖被并入本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分。這些附示了各實施例，并且與本說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1A和圖1B均圖示了在本發(fā)明實施方案的光電轉(zhuǎn)換器中的半導體激光器件的結(jié)構(gòu)。
圖2A和圖2B按照工藝 順序圖示了圖1A和圖1B中所示的光電轉(zhuǎn)換器的制造方法。
圖3A和圖3B圖不了跟在圖2A和圖2B中的工序之后的工序。
圖4A和圖4B圖不了跟在圖3A和圖3B中的工序之后的工序。
圖5A和圖5B圖示了跟在圖4A和圖4B中的工序之后的工序。
圖6A和圖6B圖示了跟在圖5A和圖5B中的工序之后的工序。
圖7A和圖7B圖示了跟在圖6A和圖6B中的工序之后的工序。
圖8的(A)部分和⑶部分圖示了跟在圖7A和圖7B中的工序之后的工序。
圖9A和圖9B圖不了跟在圖8的(A)部分和⑶部分中的工序之后的工序。
圖1OA和圖1OB圖不了跟在圖9A和圖9B中的工序之后的工序。
圖1lA和圖1lB圖示了跟在圖1OA和圖1OB中的工序之后的工序。
圖12A和圖12B均圖示了比較例的半導體激光器件的結(jié)構(gòu)。
圖13A和圖13B均圖示了本發(fā)明變形例的半導體激光器件的結(jié)構(gòu)。
圖14是圖示了光學信息處理裝置的結(jié)構(gòu)的橫截面圖，該光學信息處理裝置基于圖1A和圖1B中所示的光電轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用例。
具體實施方式
下面將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。請注意，將按照如下順序進行說明。
1、實施例
第一配線被設(shè)置成跨過第一連接孔的示例
2、變形例
除了第一配線之外，還將第二配線設(shè)置成跨過第二連接孔的示例
3、應(yīng)用例
光學信息處理裝置的示例
1、實施例
圖1A和圖1B圖示了本發(fā)明實施方案的光電轉(zhuǎn)換器(光電轉(zhuǎn)換器I)的面出射型半導體激光器件(半導體激光器件2)的結(jié)構(gòu)。在光電轉(zhuǎn)換器I中設(shè)置有多個半導體激光器件2。光電轉(zhuǎn)換器I是將輸入進來的電信號轉(zhuǎn)換為光信號并發(fā)送該光信號的發(fā)光裝置。與光接收器(光探測器)結(jié)合起來的光電轉(zhuǎn)換器I用作光學信息處理裝置(例如，稍后將要說明的圖14中的光學信息處理裝置3)。圖1A圖示了半導體激光器件2的頂面的結(jié)構(gòu)，圖1B圖示了沿著圖1A中的B-B線得到的橫截面結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換器I可以利用一個(單個)半導體激光器件2來予以構(gòu)成。
半導體激光器件2包括在基板11上依次設(shè)置的層疊體20、絕緣層31、配線(P側(cè)配線41和η側(cè)配線42)、鈍化層51、凸點下金屬(under bump metal ;UBM)層61和62、以及焊料凸點71和72。層疊體20包括活性層24。焊料凸點71和焊料凸點72被設(shè)置用來倒裝式組裝在例如轉(zhuǎn)接板(interposer)上,從而建立與該轉(zhuǎn)接板的電連接。半導體激光器件 2從安裝在上述轉(zhuǎn)接板上的控制用半 導體芯片接收信號，并且從基板11側(cè)輸出激光束。
基板11是透光基板( 透明基板)，并且是由例如玻璃基板、樹脂基板或藍寶石基板構(gòu)成的。在散熱方面，由藍寶石基板制成的基板11是優(yōu)選的。 在該基板11的表面上設(shè)置有基座12，并且層疊體20設(shè)置于該基座20上?；?2的表面和層疊體20的表面相互面對著，并且這些表面具有例如為正方形的同一形狀。如稍后將要說明的那樣，該基座12使得能夠容易地將所需數(shù)量的層疊體20從器件形成用基板(圖2B中的器件形成用基板29A)轉(zhuǎn)印至基板11。層疊體20密集地形成在該器件形成用基板上?；?1具有例如大約500 μ m 的厚度(在層疊方向上的厚度，下文中將簡稱為“厚度”)?；?2具有例如大約I μ m至 IOym的高度。在基板11的下表面(背面)上，在面對著活性層24 (層疊體20)的位置處設(shè)置有透鏡13 (準直透鏡)。透鏡13在將從活性層24射出的光變?yōu)槠叫泄庵筝敵鲈撈叫泄?。透鏡13具有例如大約240 μ m的直徑。在平面圖中，基座12的中心與透鏡13的中心處于同一位置。
層疊體20包括從基板11側(cè)依次設(shè)置的N-GaAs層21、下部DBR層22 (第一多層反射膜)、活性層24、上部DBR層25 (第二多層反射膜)和P側(cè)電極26 (第一電極)。在層疊體20的下部DBR層22的一部分的上方(在下部DBR層22的上部、活性層24、上部DBR層 25和P側(cè)電極26中)設(shè)置了圓柱狀的臺面部20M。p側(cè)電極26設(shè)置于臺面部20M的頂面上，并且與P側(cè)電極26配對的η側(cè)電極23 (第二電極)設(shè)置于臺面部20Μ的周圍?？梢栽O(shè)置有一個或多于一個的η側(cè)電極23。P側(cè)電極26和η側(cè)電極23分別與上部DBR層25的上部和下部DBR層22的下部接觸。層疊體20被設(shè)置成用絕緣層27 (第一絕緣層)覆蓋著臺面部20Μ和η側(cè)電極23。換言之，通過將臺面部20Μ埋入在絕緣層27中來保護臺面部 20Μ，并且層疊體20的形狀被加工成就像具有平坦頂面的柱形(方柱)，這使得能夠進行倒裝式組裝。在平面圖中，臺面部20Μ例如是具有大約42 μ m直徑的圓形，并且層疊體20例如是各邊大約為46 μ m的正方形。臺面部20M的圓形的中心與層疊體10的正方形的中心基本上處于同一位置。
絕緣層27是用樹脂構(gòu)成的，并且例如是由聚酰亞胺制成的。絕緣層27具有分別到達P側(cè)電極26和η側(cè)電極23的連接孔28ΗΑ和連接孔28ΗΒ。連接孔28ΗΑ被設(shè)置用來將 P側(cè)電極26電連接至P側(cè)配線41，而連接孔28ΗΒ被設(shè)置用來將η側(cè)電極23電連接至η側(cè)配線42。連接孔28ΗΑ被設(shè)置在位于臺面部20Μ (層疊體20)的中心的一個位置處，而連接孔28ΗΒ被設(shè)置在分別處于層疊體20的兩個角附近的兩個位置處。這兩個連接孔28ΗΒ是沿著層疊體20的頂面上的對角線而設(shè)置著的。優(yōu)選的是，連接孔28ΗΒ關(guān)于臺面部20Μ的中心點是對稱的。這是因為η側(cè)配線42的位于層疊體20正上方且彼此面對的區(qū)域(稍后所說明的對置區(qū)域42Α)能夠被設(shè)置為點對稱。
η側(cè)電極(陰極電極)23被設(shè)置用來與P側(cè)電極(陽極電極)27 一起向下部DBR層 22、活性層24和上部DBR層25施加電壓。η側(cè)電極23是通過依次層疊例如鍺(Ge)、金(Au)、 鎳(Ni)和金來構(gòu)成的。N-GaAs層21是η型GaAs層。下部DBR層22是這樣的層該層中， 交替地層疊有高折射率層和低折射率層。下部DBR層22例如是η型AlGaAs層?；钚詫?4 具有量子阱結(jié)構(gòu)，并且包括例如GaAs層和AlGaAs層作為阱層和勢壘層。類似于下部DBR 層22，上部DBR層25是其中層疊有低折射率層和高折射率層的層。上部DBR層25例如是 P型AlGaAs層。上部DBR層25的跟活性層24靠近的一部分設(shè)置有具有電流狹窄化功能的氧化狹窄部25Α。氧化狹窄部25Α被形成為圓環(huán)形，并且設(shè)置于上部DBR層25的外部邊緣上，由此在中心部形成電流注入?yún)^(qū)域。氧化狹窄部25Α被設(shè)置為包含例如氧化鋁(Al2O3)15 P側(cè)電極26具有例如鈦(Ti)、鉬(Pt)、鎳和金的層疊結(jié)構(gòu)。層疊體20整體的厚度為例如大約 6 μ m0
通過將絕緣層31 (第二絕緣層)設(shè)置于層疊體20的頂面上且處于彼此相鄰的層疊體20之間的空間上，使得絕緣層31覆蓋著層疊體20。絕緣層31是由例如聚酰亞胺等樹脂制成的，并且具有大約1(Γ 5μπι的厚度。絕緣層31具有在平面圖中分別設(shè)置于與連接孔28ΗΑ和連接孔28ΗΒ的位置相同的位置處的連接孔3IHA和連接孔31ΗΒ。連接孔3IHA 和連接孔31ΗΒ都具有例如大約10 μ m的直徑。本發(fā)明的埋入部是利用絕緣層31和上述絕緣層27來構(gòu)成的。本發(fā)明的第一連接孔相當于各連接孔31HA和28HA，并且`本發(fā)明實施例的第二連接孔相當于各連接孔3IHB和28HB。P側(cè)配線41和η側(cè)配線42設(shè)置在絕緣層31上。ρ側(cè)配線41將ρ側(cè)電極26電連接至焊料凸點71 (UBM層61)，η側(cè)配線42將η側(cè)電極23電連接至焊料凸點72 (UBM層62)。ρ側(cè)配線41具有處于層疊體20正上方的對置區(qū)域41Α。在本實施例的ρ側(cè)配線41中，在該對置區(qū)域41Α中設(shè)置有過剩配線部(excess wiring section)41B。過剩配線部41B是對置區(qū)域41A的一部分，這一部分從連接孔31HA在與焊料凸點71側(cè)相反(相反180度)的方向上延伸。換言之，P側(cè)配線41被設(shè)置為從焊料凸點71延伸越過連接孔31HA并且跨于連接孔31HA的兩側(cè)(焊料凸點71側(cè)和相反側(cè))。過剩配線部41B的一端(焊料凸點71側(cè)的相反側(cè))不與其它端子連接，并且信號僅從焊料凸點71側(cè)輸入到ρ側(cè)配線41中。如稍后將要詳細說明的那樣，該過剩配線部41B使得能夠抑制埋入在絕緣層31中的臺面部20M的劣化。為了進一步提高抑制臺面部20M的劣化的效果，優(yōu)選的是，過剩配線部41B的長度等于或長于臺面部20M的半徑。更加優(yōu)選地，對置區(qū)域41A的形狀被形成為關(guān)于在臺面部20M的中心處的點基本上呈點對稱。換言之，P側(cè)配線41在連接孔31HA的兩側(cè)均延伸得具有等于或長于臺面部20M的半徑的長度。與·ρ側(cè)配線41類似，η側(cè)配線42也具有位于層疊體20正上方的對置區(qū)域42Α。由于絕緣層31 (絕緣層27)設(shè)置有兩個連接孔31ΗΒ (28ΗΒ)，所以η側(cè)配線42具有兩個對置區(qū)域42Α。在η側(cè)配線42中，該兩個對置區(qū)域42Α被設(shè)置為關(guān)于在臺面部20Μ的中心處的點基本上呈點對稱。盡管η側(cè)配線42僅設(shè)置于連接孔31ΗΒ的一側(cè)，但是通過這樣設(shè)置對置區(qū)域42Α，進一步改善了抑制臺面部20Μ的劣化的效果。需要注意的是，上面提到的“基本上呈點對稱”可以是任何程度的點對稱，只要實現(xiàn)了抑制臺面部20Μ的劣化的效果即可。換言之，這里包括了制造時的誤差等。P側(cè)配線41和η側(cè)配線42布置于同一層面上，并且都具有例如包含大約50nm厚的鈦(Ti)層和大約IOOOnm厚的銅(Cu)層的層疊結(jié)構(gòu)。鈍化層51具有例如大約2 μ m的厚度，并且是由聚酰亞胺制成的。鈍化層51在ρ側(cè)配線41和η側(cè)配線42每一者的起點處具有直徑例如為大約60 μ m的開口。在鈍化層51的上述開口處，設(shè)置有直徑例如均為大約80 μ m的UBM層61和UBM層62。UBM層61和UBM層62都是用例如厚度大約為50nm的金(Au)層和厚度大約為5 μ m的鎳(Ni)層構(gòu)成的。焊料凸點71和焊料凸點72都是由例如錫(Sn)、銀(Ag)和銅(Cu)的合金制成的，并且分別設(shè)置于UBM層61和UBM層62上。UBM層61和UBM層62以及焊料凸點71和焊料凸點72例如被設(shè)置在層疊體20的對角線上。將利用圖2A至圖1lB來說明具有半導體激光器件2的光電轉(zhuǎn)換器I的制造方法。圖2A、3A、4A、5A、6A、7A、9A、10A、11A和圖8的(A)部分分別圖示了各工序的平面圖。圖2B圖示了沿著圖2A中的B-B線得到的橫截面圖，圖3B、4B、5B、6B、7B、9B、10B、11B和圖8的(B)部分分別圖示了沿著圖3A、4A、5A、6A、7A、9A、10A、11A和圖8的(A)部分中的B-B線得到的橫截面圖。首先，例如，在器件形成用基板29A上形成各個層疊體20。層疊體20例如是按如下所述的方式來形成的。在由砷化鎵(GaAs)制成的器件形成用基板29A上，例如依次進行η型GaAs層、η型AlGaAs層、i_GaAs層和ρ型AlGaAs層各者的晶體生長。接著，通過光刻法和蝕刻過程分離出各器件，并且也形成了臺面部20Μ。此時，在ρ型AlGaAs層的位于GaAs層側(cè)的部分中形成AlAs層。通過氧化該AlAs層，形成了氧化狹窄部25Α。接著，在設(shè)置了P側(cè)電極26和η側(cè)電極23之后，形成絕緣層27。通過在器件形成用基板29Α上盡可能密集地形成半導體激光器件2，能夠減少成本。在器件形成用基板29Α上設(shè)置了層疊體20以后，如圖2Α和圖2Β中所示，使得絕緣層27 (在ρ側(cè)電極26側(cè))與表面上設(shè)置有粘接層29C的支撐基板29Β接觸，由此將層疊體20固定。然后，通過蝕刻過程去除器件形成用基板29Α。支撐基板29Β例如是石英基板，并且粘接層29C例如是由娃樹脂(silicone resin)制成的。同時，制備具有基座12和透鏡13的基板11 (圖3A和圖3B)。優(yōu)選的是，在基板11上設(shè)置有用來保護透鏡13的保護壁14。當基板11例如是由諸如玻璃等材料制成的透明基板時，基座12可以通過蝕刻過程予以形成。作為替代方案，當基板11是例如樹脂基板時，基座12可以通過注塑成型(injection molding)過程予以形成。又或者，可以通過在基板11上形成樹脂層之后用光刻法和蝕刻過程來形成基座12，該樹脂層是由紫外線硬化樹月旨(諸如丙烯酸類樹脂等)、聚酰亞胺或者自旋玻璃(spin-on-glass ;S0G)制成的。此時,彼此相鄰的基座12之間的空間大于支撐基板29B (器件形成用基板29A)上的彼此相鄰的層疊體20之間的空間。通過應(yīng)用晶圓 級(wafer level)的半導體制造工藝,能夠以較高的產(chǎn)率且高精度地形成透鏡13和保護壁14。具體地，可以應(yīng)用諸如三維形狀成型技術(shù)等技術(shù)，該三維形狀成型技術(shù)基于使用灰度掩模(gray mask)的三維曝光技術(shù)。接著，如圖4A和圖4B中所示，在基板11的表面(基座12側(cè)的表面)上設(shè)置粘接層15。然后，讓由支撐基板29B保持著的層疊體20對該粘接層15進行擠壓。粘接層15是通過采用諸如旋涂法等涂布法來涂敷例如紫外線硬化樹脂而被形成在基板11 (包括基座12在內(nèi))的整個表面上的。層疊體20在該紫外線硬化樹脂硬化之前就觸靠在粘接層15上。此時，基座12的支承面(bearing surface)略高于基座12周圍的表面,而且,在由支撐基板29B保持著的各層疊體20之中，僅有位于與各基座12面對的區(qū)域中的那些層疊體20才與基板11的粘接層15接觸。這讓支撐基板29B上的層疊體20變稀少了，從而使得能夠?qū)⑺钄?shù)量的層疊體20轉(zhuǎn)印至基板11上。換言之，能夠在器件形成用基板29A上高效地(密集地)形成層疊體20，這使得能夠以低成本形成半導體激光器件2。在讓層疊體20與粘接層15接觸之后，將粘接層15硬化并且因此將基座12上的層疊體20固定。當粘接層15是由紫外線硬化樹脂制成時，從基板11的背側(cè)照射紫外線，例如用I射線照射大約60秒。接著，如圖5A和圖5B中所示，當輕輕分開支撐基板29B和基板11時，僅有面對著各基座12的那些層疊體20被粘附并固定至基板11上。除了被固定至基板11上的那些層疊體20以外的其他層疊體20仍由支撐基板29B保持著，并且在下一次或下一次之后的轉(zhuǎn)印過程中使用。在將層疊體20設(shè)置到基座12上之后，如圖6A和圖6B中所示形成絕緣層31。接著，如圖7A和圖7B中所示，在絕緣層31和絕緣層27中形成連接孔31HA (28HA)和連接孔3IHB (28HB)。在形成連接孔3IHA (28HA)和連接孔3IHB (28HB)之后，如圖8的(A)部分和(B)部分中所示形成P側(cè)配線41和η側(cè)配線42。ρ側(cè)配線41和η側(cè)配線42例如是通過如下方式而形成的通過濺射法在絕緣層31上依次形成厚度大約為50nm的鈦層和厚度大約為IOOOnm的銅層，這兩層構(gòu)成了膜，并隨后對該膜進行圖形化。P側(cè)配線41和η側(cè)配線42設(shè)置有大致呈圓形或橢圓形的部分，這些部分用來建立與焊料凸點71及焊料凸點72 (UBM層61及UBM層62)的連接。這些圓形或橢圓形的部分被設(shè)置在遠離處于各層疊體20正上方的位置的部分處。P側(cè)配線41和η側(cè)配線42具有從這些部分至連接孔31ΗΑ和連接孔31ΗΒ的延伸部。此外，在P側(cè)配線41中形成過剩配線部41Β。該過剩配線部41Β如上所述被設(shè)置用來抑制臺面部20Μ的劣化。優(yōu)選的是，過剩配線部41Β被形成為使得對置區(qū)域41Α具有點對稱性。然而，過剩配線部41Β可以是任意長度(尺寸)，只要該長度能夠?qū)崿F(xiàn)上述效果即可。較佳的是，η側(cè)配線42被形成為使得除了對置區(qū)域42Α之外，該η側(cè)配線42的近旁也關(guān)于層疊體20 (臺面部20Μ)具有點對稱性。在形成ρ側(cè)配線41和η側(cè)配線42之后，如圖9Α和圖9Β中所示，通過例如在P側(cè)配線41和η側(cè)配線42上設(shè)置聚酰亞胺來形成鈍化層51。在鈍化層51中，在ρ側(cè)配線41的起點處和η側(cè)配線42的起點處分別形成有開口。接著,通過例如化學鍍(electrolessplating)法在鈍化層51的開口處形成UBM層61和UBM層62 (圖1OA和圖10B)。接著，通過例如電鍍法形成焊料凸點71和焊料凸點72 (圖1lA和圖11B)。最后，沿著設(shè)置于保護壁14的中央部處的磨砂線(scrub line)(未圖示)切割基板11，由此完成了光電轉(zhuǎn)換器I。在該光電轉(zhuǎn)換器I中，通過從控制用半導體芯片經(jīng)由焊料凸點71和焊料凸點72的信號傳輸，把電壓施加到P側(cè)電極26與η側(cè)電極23之間，并且用于激光振蕩的驅(qū)動電流從P側(cè)電極26流向η側(cè)電極23。此時，流過上部DBR層25的電流具有空穴，并且在被氧化狹窄部25Α狹窄化之后到達活性層24。注入至該活性層24中的空穴與從η側(cè)電極23注入的電子復(fù)合，并因此發(fā)光。該光在下部DBR層22與上部DBR層25之間折返，并因此被放大從而導致激光振蕩。由此產(chǎn)生的激光束在穿過N-GaAs層21和基板11之后被透鏡13準直并射出。這里，P側(cè)配線41具有過剩配線部41Β，因此抑制了臺面部20Μ的劣化。下面將利用比較例對此進行詳細說明。 圖12Α和圖12Β均圖示了比較例的半導體激光器件(半導體激光器件200)的結(jié)構(gòu)。圖12Α是半導體激光器件200的俯視圖，圖12Β是沿著圖12Α中所示的B-B線得到的橫截面圖。該半導體激光器件200的ρ側(cè)配線141被設(shè)置成僅從焊料凸點71到連接孔31ΗΑ，并且在層疊體20正上方的對置區(qū)域141Α中未設(shè)置過剩配線部。在ρ側(cè)配線141的延伸方向上設(shè)置有連接孔31ΗΒ。連接孔31ΗΒ (28ΗΒ)被設(shè)置在臺面部20Μ的三個角中的每一者處，它們不是點對稱布置的。該半導體激光器件200的發(fā)光壽命短于未設(shè)置有諸如絕緣層27和絕緣層31之類的層的半導體激光器件(即沒有埋入化的半導體激光器件)的發(fā)光壽命。關(guān)于其原因，本發(fā)明人將闡明如下。在由于驅(qū)動而發(fā)熱或者由于環(huán)境溫度的上升而變?yōu)楦邷氐陌雽w激光器件200中，絕緣層27和絕緣層31發(fā)生熱膨脹。作為絕緣層27和絕緣層31的材料的樹脂的熱膨脹系數(shù)比作為P側(cè)配線141的材料的金屬(諸如銅或金)的熱膨脹系數(shù)高大約一個數(shù)量級。由于該熱膨脹系數(shù)的差別，就有應(yīng)力在P側(cè)配線141的延伸方向(即，焊料凸點71的方向)上作用于臺面部20Μ上。換言之，臺面部20Μ在焊料凸點71的方向上(即，在朝著圖12Β的右側(cè)的方向上)受到偏力。該應(yīng)力造成了在偏向于臺面部20Μ的發(fā)光區(qū)域(活性層24)的方向上的力矩。因此，活性層24劣化，因而縮短了壽命。特別地，氧化狹窄部25Α由于氧化而稍微改變了其體積，由此產(chǎn)生了微小的內(nèi)部應(yīng)力并且因此其強度很可能會降低。在具有這樣脆弱的氧化狹窄部25Α的電流狹窄化結(jié)構(gòu)的半導體激光器件中，壽命往往變短。相反地，在本實施例的半導體激光器件2中，ρ側(cè)配線41從連接孔31ΗΑ在與焊料凸點71相反的方向上延伸，并且對置區(qū)域41A設(shè)置有過剩配線部41B。換言之，ρ側(cè)配線41被設(shè)置為跨于連接孔31HA的兩側(cè)，并且對置區(qū)域41A更接近對稱形式。因此，作用于臺面部20M上的應(yīng)力在兩側(cè)(在圖1B的左右方向上)被抵消，并且抑制了在偏向于活性層24的方向上產(chǎn)生的力矩。在本實施例中，如上所述，在ρ側(cè)配線41的對置區(qū)域41A中設(shè)置有過剩配線部41B，因此使得能夠抑制在不平衡方向上作用于臺面部20M上的應(yīng)力。因此，能夠通過防止活性層24由于絕緣層27的熱膨脹而變差，來提高發(fā)光壽命。另外，連接孔31HA設(shè)置于層疊體20 (臺面部20M)的中心處，并且對置區(qū)域41A是點對稱的形狀。因此，作用于兩側(cè)每一者上的應(yīng)力變得均等，這使得能夠進一步提高發(fā)光壽命。此外，η側(cè)配線42的兩個連接孔31ΗΒ (對置區(qū)域42Α)被設(shè)置為關(guān)于臺面部20Μ是對稱的，因此能夠進一步減小在不平衡方向上的應(yīng)力。2、變形例圖13Α和圖13Β均圖示了本發(fā)明實施例的變形例的半導體激光器件(半導體激光器件2Α)的結(jié)構(gòu)。圖13Α圖示了半導體激光器件2Α的平面結(jié)構(gòu)，圖13Β圖示了沿著圖13Α中所示的線B-B得到的橫截面結(jié)構(gòu)。該半導體激光器件2Α與上述實施例的半導體激光器件2的不同之處在于在η側(cè)配線42中還設(shè)置有過剩配線部42Β。除此以外，半導體激光器件2Α的結(jié)構(gòu)、功能和效果與半導體激光器件2的結(jié)構(gòu)、功能和效果相同。與上述實施例中的那些元件相同的元件將用與上述實施例中相同的符號來表示，并且將會省略對它們的說明。過剩配線部42Β是從連接孔31ΗΒ在與焊料凸點72相反的方向上延伸的部分。換言之，半導體激光器件 2Α的η側(cè)配線42被設(shè)置為從焊料凸點72延伸越過連接孔31ΗΒ，從而跨于連接孔31ΗΒ的兩側(cè)。為兩個連接孔31ΗΒ每一者均設(shè)置有該過剩配線部42Β。除了處于對置區(qū)域42Α附近之外，過剩配線部42Β還被設(shè)置得處于層疊體20附近，并且具有例如等于或長于臺面部20Μ的半徑的長度。由于過剩配線部42Β就這樣被設(shè)置得處于對置區(qū)域42Α附近，所以不僅抑制了從正上方作用于臺面部20Μ上的應(yīng)力，還抑制了從周圍作用于臺面部20Μ上的應(yīng)力，因而使得能夠進一步提高發(fā)光壽命。3、應(yīng)用例參照上述實施例等而說明的光電轉(zhuǎn)換器被安裝在例如圖14中所示的光學信息處理裝置(光學信息處理裝置3)中。光學信息處理裝置3被設(shè)置成包括光波導320、發(fā)光用光電轉(zhuǎn)換器330和受光用光電轉(zhuǎn)換器340。光波導320被安裝在印刷電路板310上。例如，可以使用本發(fā)明上述實施例的光電轉(zhuǎn)換器作為發(fā)光用光電轉(zhuǎn)換器330。發(fā)光用光電轉(zhuǎn)換器330和受光用光電轉(zhuǎn)換器340通過焊接而被安裝在轉(zhuǎn)接板350上。發(fā)光用光電轉(zhuǎn)換器330和受光用光電轉(zhuǎn)換器340借助該轉(zhuǎn)接板350的貫通電極361和貫通電極362而被電連接至集成電路(IC)371和IC 372。在該光學信息處理裝置3中，激光束受到發(fā)光用光電轉(zhuǎn)換器330的半導體激光器件的信號調(diào)制，然后該激光束通過光波導320而被受光用光電轉(zhuǎn)換器340的光電二極管接收。這樣的光學傳輸和通信系統(tǒng)適用于各種各樣的場所，例如電子設(shè)備之間、電子設(shè)備中的電路板之間、以及電路板中的半導體芯片之間的那些場所。
已經(jīng)參照上述實施例和上述變形例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此而是可以有各種變形。例如，在上述實施例中，雖然已經(jīng)說明了在基板11上具有基座12和透鏡13的半導體激光器件，但是可以采用沒有基座和透鏡的基板。此外，在上述實施例和上述變形例中，以方柱形的層疊體20作為示例，但是層疊體20可以是其它的形狀。例如，可以設(shè)置這樣的臺面部20M :該臺面部20M的形狀被形成得就像圓形的深槽。此外，在上述實施例和上述變形例中，已經(jīng)說明了氧化狹窄部25A設(shè)置于上部DBR層25的一部分中的示例。然而，該氧化狹窄部可以設(shè)置于其它的位置，或者可以將其省略。另外，例如，上述實施例中所說明的各層的材料及厚度、或者成膜方法及成膜條件都不是限制性的。作為替代方案，可以采用其它的材料及厚度，或者其它的成膜方法及成膜條件。此外，例如，在上述實施例中已經(jīng)詳細說明了半導體激光器件的結(jié)構(gòu)，但是并不是必須設(shè)置有所有的層，或者還可以設(shè)置有其它層。此外，各層(部)的布置不限于上述實施例和上述變形例中的布置。例如，雖然在上述實施例中設(shè)置了一個連接孔3IHA和兩個連接孔31HB，但是也可以設(shè)置任意數(shù)量的連接孔，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果即可。另外，本發(fā)明還適用于除了 AlGaAs基半導體激光器件之外的其它半導體激光器件。此外，在上述實施例中，作為示例已經(jīng)說明了具有半導體激光器件2 (B卩，發(fā)光部)的光電轉(zhuǎn)換器I。然而，本發(fā)明可以適用于例如具有光電二極管等的光接收器。請注意，本發(fā)明可以被構(gòu)建為如下方案。(I) 一種半導體激光器件，所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包`括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部，所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線，所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。(2)根據(jù)(I)所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部為圓柱狀，并且所述第一配線在所述第一連接孔的兩側(cè)延伸，且長度等于或長于所述臺面部的半徑。(3)根據(jù)(I)或(2)所述的半導體激光器件，其特征在于，所述埋入部具有第一絕緣層和第二絕緣層，所述臺面部通過被所述第一絕緣體覆蓋而形成了柱形的層疊體，并且所述第二絕緣層覆蓋著所述層疊體。(4)根據(jù)(3)所述的半導體激光器件，其特征在于，所述第一配線的位于所述層疊體上的區(qū)域具有關(guān)于在所述臺面部的中心處的點基本上呈點對稱的形狀，并且該區(qū)域的從所述第一連接孔向一側(cè)延伸的部分是過剩配線部。(5)根據(jù)(3)或(4)所述的半導體激光器件，還包括第二電極，所述第二電極設(shè)置在所述層疊體中，并且與所述第一電極配對；
第二連接孔，所述第二連接孔設(shè)置在所述埋入部中，并且到達所述第二電極；以及第二配線，所述第二配線設(shè)置在所述埋入部中，并且通過所述第二連接孔電連接至所述第二電極，其特征在于，所述第二配線的位于所述層疊體上的區(qū)域具有關(guān)于在所述臺面部的中心處的點基本上呈點對稱的形狀。(6)根據(jù)(5)所述的半導體激光器件，其特征在于，所述第二配線被設(shè)置成跨過所述第二連接孔。(7)根據(jù)(I)至(6)中任一者所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部設(shè)置于透明基板的一個表面的上方，并且在所述透明基板的另一個表面上設(shè)置有與所述活性層相對應(yīng)的透鏡。(8)根據(jù)(7)所述的半導體激光器件，其特征在于，在所述透明基板的所述一個表面上設(shè)置有基座，并且所述臺面部設(shè)置于所述基座上。(9)根據(jù)(I)至(8)中任一者所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部依次含有第一多層反射膜、所述活性層、第二多層反射膜和所述第一電極，所述第二多層反射膜具有氧化狹窄部。10.根據(jù)(I)至(9)中任一者所述的半導體激光器件，其特征在于，信號僅從所述第一連接孔的位于所述第一配線的延伸方向上的一側(cè)輸入到所述第一配線中。(11) 一種光電轉(zhuǎn)換器，其包括如(I)至(10)中任一者所述的半導體激光器件。(12) —種光學信息處理裝置，其包括半導體激光器件和用于接收從所述半導體激光器件發(fā)出的光的光探測 器，所述半導體激光器件是如(I)至(10)中任一者所述的半導體激光器件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，依據(jù)設(shè)計要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種半導體激光器件，所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部，所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線，所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部為圓柱狀，并且所述第一配線在所述第一連接孔的兩側(cè)延伸，且長度等于或長于所述臺面部的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體激光器件，其特征在于，所述埋入部具有第一絕緣層和第二絕緣層，所述臺面部通過被所述第一絕緣層覆蓋而形成了柱形的層疊體，并且所述第二絕緣層覆蓋著所述層疊體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體激光器件，其特征在于，所述第一配線的位于所述層疊體上的區(qū)域具有關(guān)于在所述臺面部的中心處的點基本上呈點對稱的形狀，并且該區(qū)域的從所述第一連接孔向一側(cè)延伸的部分是過剩配線部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體激光器件，還包括第二電極，所述第二電極設(shè)置在所述層疊體中，并且與所述第一電極配對；第二連接孔，所述第二連接孔設(shè)置在所述埋入部中，并且到達所述第二電極；以及第二配線，所述第二配線設(shè)置在所述埋入部上，并且通過所述第二連接孔電連接至所述第二電極，其特征在于，所述第二配線的位于所述層疊體上的區(qū)域具有關(guān)于在所述臺面部的中心處的點基本上呈點對稱的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體激光器件，其特征在于，所述第二配線被設(shè)置成跨過所述第二連接孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部設(shè)置于透明基板的一個表面的上方，并且在所述透明基板的另一個表面上設(shè)置有與所述活性層相對應(yīng)的透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體激光器件，其特征在于，在所述透明基板的所述一個表面上設(shè)置有基座，并且所述臺面部設(shè)置于所述基座上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體激光器件，其特征在于，所述臺面部依次含有第一多層反射膜、所述活性層、第二多層反射膜和所述第一電極，所述第二多層反射膜具有氧化狹窄部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體激光器件，其特征在于，信號僅從所述第一連接孔的位于所述第一配線的延伸方向上的一側(cè)輸入到所述第一配線中。
11.一種光電轉(zhuǎn)換器，其包括如權(quán)利要求1至10中任一項所述的半導體激光器件。
12.一種光學信息處理裝置，其包括半導體激光器件和用于接收從所述半導體激光器件發(fā)出的光的光探測器，所述半導體激光器件是如權(quán)利要求1至10中任一項所述的半導體激光器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體激光器件，其通過在臺面部周圍設(shè)置埋入部使得能夠進行倒裝式組裝，并且具有更長的發(fā)光壽命。本發(fā)明還公開了均設(shè)有上述半導體激光器件的一種光電轉(zhuǎn)換器和一種光學信息處理裝置。所述半導體激光器件包括臺面部，所述臺面部包括活性層，并且在頂面上設(shè)置有第一電極；埋入部，所述埋入部覆蓋著所述臺面部，并且具有到達所述第一電極的第一連接孔；以及第一配線，所述第一配線跨過所述第一連接孔而被設(shè)置在所述埋入部上，所述第一配線通過所述第一連接孔電連接至所述第一電極。
文檔編號H01L31/167GK103050883SQ20121037551
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者大鳥居英 申請人:索尼公司