特許 7324665 サブマウント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-02

(45)【発行日】2023-08-10

(54)【発明の名称】サブマウント

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/023 20210101AFI20230803BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20230803BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20230803BHJP

   C23C 28/02 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

H01S5/023

H01L23/12 J

H01L23/36 C

C23C28/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019166870

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021044468

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(72)【発明者】

【氏名】宮本 光教

(72)【発明者】

【氏名】関根 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】木内 隆俊

【審査官】百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７３２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５９７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２５０３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９０５２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１８６９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０１３８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３１２９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３５１８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６９５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５９９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２００７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１３０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０９２４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６６５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９５７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０７６８６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－０４６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００４５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２２６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－０１３８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４７６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０５３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５２５５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／５８

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４６

Ｃ２３Ｃ ２４／００－３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に備えたはんだ膜に共晶組織を生成して支持基板と接合させるサブマウントであって、
前記基板の少なくとも一方の面に形成された第１金属膜と、
前記第１金属膜の上面上及び前記第１金属膜の周囲の前記基板上に形成され、前記はんだ膜を構成する材料成分を含む表面金属層と当該表面金属層の下層に位置し前記はんだ膜に対するバリア層とを含む積層膜と、を備え、
前記はんだ膜は前記第１金属膜の上面上に形成された前記積層膜上に形成され、
前記第１金属膜の側面上に、前記はんだ膜に対するバリア層として機能し前記第１金属膜より前記はんだ膜のぬれ性がよい表面を備えた第２金属膜を有することを特徴とするサブマント。

【請求項2】

前記第１金属膜の周囲の前記基板上に形成された前記積層膜は、前記第１金属膜より厚みが小さいことを特徴とする請求項１に記載のサブマウント。

【請求項3】

前記第１金属膜の周囲の前記基板上に形成された前記積層膜上にさらに前記はんだ膜を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のサブマウント。

【請求項4】

前記はんだ膜はＡｕＳｎはんだであり、前記積層膜の前記バリア層はＰｔ膜、Ｎｉ膜、Ｐｄ膜またはＣｏ膜であり、前記表面金属層はＡｕ膜であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のサブマウント。

【請求項5】

前記第２金属膜は、Ｐｄ膜、Ｎｉ膜またはＣｏ膜であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のサブマウント。

【請求項6】

前記第１金属膜の側面は、前記第１金属膜の表面から前記基板に向かい広がる傾斜面であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のサブマウント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー素子等の電子部品を実装し、電子部品をステムや筐体等の支持基板に配置するためのサブマウントに関する。

【背景技術】

【0002】

レーザー素子は、電流を光に変換する半導体素子であるが、光の変換効率が完全ではないので、必ず電流ロスがあり、そのロス分は熱に変換される。レーザー素子を実装するサブマウントには、電極配線の役割と素子から発生した熱を筐体に素早く伝達する役割がある。

【0003】

レーザー用サブマウントは、熱伝導率の高いＡｌＮ等からなる基板上にレーザーを実装するためのはんだ膜と、サブマウントを支持基板に配置するためのはんだ膜とを備えている。これらのはんだ膜としてはＡｕＳｎはんだ膜が広く利用されており、このＡｕＳｎはんだ膜は基板に形成した薄膜のメタライズ（例えば、基板側よりＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜）上に成膜されることが一般的である。

【0004】

また、レーザー用サブマウントの熱伝導率を更に高めるために、基板の表裏に熱伝導性のよい銅めっき等からなる厚い金属膜を配置したサブマウントが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。図４は従来のサブマウントの模式図である。サブマウント１００は、ＡｌＮからなる基板１０１の表裏面に銅めっき１０２ａ、１０２ｂを備えている。サブマウント１００における一方の面に形成された銅めっき１０２ａの上面には、レーザー素子を実装するためのＡｕＳｎはんだ膜１０３を備え、他方の面の銅めっき１０２ｂの上面全面には銅サブマウント１００を図示しない支持基板へ取り付けるためのＡｕＳｎはんだ膜１０４を備えている。はんだ膜１０３と銅めっき１０２ａの間、及びはんだ膜１０４と銅めっき１０２ｂの間には、銅めっき１０２ａ、１０２ｂの表面側よりＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのメタライズ（不図示）が形成されている。銅めっき１０２ａ、１０２ｂの厚さは、一般的には２０μｍ以上であり、１００μｍを超える場合もある。サブマウント１００全体の体積のうち、銅めっき１０２ａ、１０２ｂの比率が高いほどサブマウント１００の熱伝導率が高くなり、銅めっき１０２ａ，１０２ｂを備えていないサブマウントに比べて、レーザーの高出力化および省電力化が期待できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平５－１３８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のサブマウントは、厚膜で形成した金属膜（従来例における銅めっき１０２ａ、１０２ｂ）の側面が露出している。この金属膜を銅めっき、はんだ膜をＡｕＳｎはんだで形成した場合、はんだ膜を溶融して接合相手部材（例えば、レーザー素子やステム等の支持基板）と接合したとき、はんだ膜を構成するＳｎ成分が金属膜へ拡散する。また、はんだ膜の拡散により金属膜側面とはんだ膜界面の物理的状況の変化によりはんだ膜の濡れ性が低下し、はんだ膜の金属膜側への濡れ広がりが不足し、代わって接合相手部材側に無駄に濡れ広がってしまうことがある。このような場合、はんだ膜の組成が不安定となり、本来のはんだ膜の共晶組織が得られなくなる。

【0007】

はんだ膜の共晶組織が得られず、亜共晶あるいは過共晶となれば、接合強度が弱くなり、特にヒートサイクル試験などの熱膨張と熱収縮により接合部にクラックが生じやすくなり、著しく接合強度が低下する。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、はんだ膜の組成を安定化させ、はんだ膜の共晶組織を安定的に生成できるサブマウントを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

電子部品を支持基板に配置するためのサブマウントであって、基板と、当該基板の少なくとも一方の面に形成された第１金属膜と、前記第１金属膜上に形成されたはんだ膜と、を備え、前記第１金属膜の側面上に、前記第１金属膜より前記はんだ膜のぬれ性がよい表面を備えた第２金属膜を有するサブマントとする。
さらに、前記第１金属膜の上面上であり、前記第１金属膜と前記はんだ膜との間に前記第２金属膜をさらに有するサブマウントとしてもよい。
また、前記第２金属膜は、前記第１金属膜より前記はんだ膜のぬれ性がよい表面金属層、該表面金属層の下層に位置し前記はんだ膜に対するバリア層及び該バリア層の下層であり前記第１金属膜と密着する密着層を備えたサブマウントとしてもよい。
また、前記第１金属膜の側面上に形成された第２金属膜と、前記第１金属膜の上面上に形成された前記第２金属膜とは、異なる材料により構成したサブマウントとしてもよい。
さらに、前記第２金属膜は、蒸着またはスパッタにより形成され、前記第２金属層の下層には、めっき法により形成され、前記第１金属膜より前記第１金属膜より前記はんだ膜のぬれ性がよい表面を備えた第３金属膜を有するサブマウントとしてもよい。
さらにまた、前記第１金属膜の側面は、前記第１金属膜の表面から前記基板に向かい広がる傾斜面としたサブマウントとしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明のサブマウントによれば、サブマウントと、サブマウントと接合される接合部材とを接合するはんだ膜の組成を安定化させ、はんだ膜の共晶組織を安定的に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係るサブマウントの断面図である。

【図2】本発明に係るサブマウントの断面図であり、サブマウントにレーザー素子およびステムが接合された後を示す図である。

【図3】本発明に係るサブマウントの断面図である。

【図4】従来のサブマウントの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下図面を参照して、本発明に係るサブマウントについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ。

【0013】

図１は、本発明に係るサブマウントの第１実施形態の断面図である。

【0014】

サブマウント１０は、ＡｌＮ基板１１と、ＡｌＮ基板１１の一方の面上に形成された銅めっき１２ａと、他方の面上に形成された銅めっき１２ｂと、銅めっき１２ａの表面上に形成され、銅めっき１２ａの表面側から順にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの膜が積層された積層膜１３ａと、銅めっき１２ｂの表面上に形成され、銅めっき１２ｂの表面側から順にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの膜が積層された積層膜１３ｂとを備える。銅めっき１２ａ、１２ｂは、ＡｌＮ基板１１の外形より小さく形成されており、積層膜１３ａは、銅めっき１２ａが形成されていないＡｌＮ基板１１の一方の面上にも形成されており、積層膜１３ｂは、銅めっき１２ｂ及び後述するＮｉめっき膜１５ａが形成されていないＡｌＮ基板１１の他方の面上にも形成されている。さらに、サブマウント１０は、積層膜１３ａの表面上に形成され、電子部品を実装するためのＡｕＳｎはんだ膜１４ａと、積層膜１３ｂの表面上に形成され、ステム等の支持基板にサブマウント１０を実装するためのＡｕＳｎはんだ膜１４ｂとを備える。さらにまた、サブマウント１０は、銅めっき１２ｂの表面からＡｌＮ基板１１の表面にわたり銅めっき１２ｂの側面に形成されたＮｉめっき膜１５ａを備える。

【0015】

ＡｌＮ基板１１は、例えばＹ_２Ｏ_３をバインダーとして添加されたＡｌＮ焼結体を用いることできる。サブマウント１０は高い熱伝導率を有することが望ましく、その観点から、ＳｉＣ基板やその他のセラミックスも用いることができる。ＡｌＮ基板１１は、表面が研磨されていることが望ましいが、研削面や焼結後そのままの面でも構わない。

【0016】

銅めっき１２ａ、１２ｂは、サブマウント１０の熱伝導率を向上させるための金属膜であり、電気めっきで形成することができる。銅めっき１２ａ、１２ｂは、サブマント１０を構成する部材の中で最も熱伝導率が高く、サブマウント１０の熱伝導性の向上に寄与する。また、銅めっき１２ａ、１２ｂを電気めっきで形成する場合は、めっき成長のシードメタル膜として、あらかじめＡｌＮ基板１１の表面に、表面側からＴｉ／ＣｕあるいはＴｉＷ／Ｃｕの積層膜が薄膜で成膜されている（不図示。）。シードメタル膜におけるＴｉまたはＴｉＷの膜は、ＡｌＮ基板１１とシードメタル膜のＣｕとを密着させる密着膜であるが、サブマウント１０の基材に応じて、ＣｒやＮｉなどを用いることもできる。電気めっきのほか、銅箔をＡｌＮ基板１１にボンディング（ＤＢＣ：Ｄｉｒｅｃｔ ｂｏｎｄｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ）することでも同様の構造が得られる。銅箔をＡｌＮ基板１１にボンディングする場合は、両者の密着性を向上させるため、ＡｌＮ基板１１または銅箔の表面を酸化処理したり、表面に金属膜を形成したりして行ってもよい。なお、銅めっき１２ａ、１２ｂは、熱伝導性のよい材料であれば銅めっきに限らず他の材料による金属膜としてもよく、その厚みが大きい程、熱伝導性の向上を図ることができる。

【0017】

銅めっき１２ａ、１２ｂは、ＡｌＮ基板１１より外形が小さく、エッチングによって、任意のパターン形状を作製することができる（サブトラクティブ法）。任意のパターン形状とする方法としては、レジスト開口したところに銅めっきして、直接所望の銅パターン形状を形成する方法でもよい（アディティブ法）。また、銅めっき１２ａ、１２ｂの側面は、ＡｌＮ基板１１に向かって広がる傾斜面となっている。

【0018】

Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂは、典型的には厚さが、Ｔｉ＝０．０６μｍ、Ｐｔ＝０．２μｍ、Ａｕ＝０．５μｍ程度となるように成膜され、真空蒸着やスパッタリングを用いることができる。Ｔｉは密着層、ＰｔはＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂ融解時の拡散を防止するバリア層、ＡｕはＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂの融解時にＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂ内に拡散し、ＡｕＳｎ全体の組成変動量を調節するための層である。バリア層は、Ｐｔの他、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｏなども用いることができる。但し、厚さは上述の限りではない。

【0019】

ＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂは、ＡｕとＳｎの組成比が共晶点になるように調整された層であり、真空蒸着やスパッタリングを用いることができる。好ましくは、ＡｕとＳｎを別々の蒸発源から蒸発させて所望の組成を得る２元同時蒸着法は膜質や組成が均一化するので良い。他にも、ＡｕとＳｎを積層させて構成しても良い。

【0020】

ＡｕＳｎはんだ膜１４、１４ｂは、ＡｕとＳｎの組成比をおよそ７１：２９（ａｔｏｍｉｃ％）が信頼性や接合強度の観点から良く用いられるが、６．３：９３．７の組成比でも用いることができる。この組成比は、接合後にこの組成比となることが良く、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂに含まれるＡｕや接合相手（電子部品や支持基板）に含まれるＡｕと混ざり合うため、予め、ＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂはそれを見越して過共晶に設定しておくと良い。

【0021】

ＡｕＳｎはんだ膜１４ａは、厚さが約１～３μｍ程度であり、レーザー素子等の電子部品と接合する層であり、フォトリソなどによって、パターン化されている。一方、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂは、厚さが約３～７μｍ程度であり、筐体あるいはステム等の支持基板と接合する層である。

【0022】

Ｎｉめっき膜１５ａは、銅めっき１２ｂの側面に形成される層であり、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂや、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂとＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ｂに含まれるＡｕや接合相手（支持基板）に形成されたサブマウント１０搭載のためのＡｕとが混ざり合ったはんだ膜に対して、銅めっき１２ｂより濡れ性のよい材料により構成される。Ｎｉめっき膜１５ａは、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂの溶融時にＡｕＳｎはんだ膜１４ｂや、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂとＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ｂに含まれるＡｕや接合相手（支持基板）に形成されたサブマウント１０搭載のためのＡｕとが混ざり合ったはんだ膜が銅めっき１２ｂの側面を濡れ広がりよくするための層であり、更にはＡｕＳｎはんだ膜１４ｂのＳｎが銅めっき１２ｂ中へ拡散することを抑制するためのバリア層としても機能する。Ｎｉめっき膜１５ａは、このはんだ膜に対し濡れ性のよい材料で構成すればＮｉに限らずＰｄ、Ｃｏなどでも形成できるが、特にＮｉが望ましい。Ｎｉがよい理由は、ＡｕＳｎはんだに対し濡れ性がよく、Ｐｔに次いでＡｕＳｎはんだへの融解速度が遅い（バリア性が高い）ためである。なお、Ｎｉめっき膜１５ａとＡｌＮ基板１１との間には、銅めっき１２ａ、１２ｂとＡｌＮ基板１１との間に配設されたシードメタル膜が延設されていてもよい。この場合、Ｎｉめっき膜１５ａとＡｌＮ基板１１との間において、このシードメタル膜は、Ｎｉめっき膜１５ａとＡｌＮ基板１１とを密着させる密着膜として機能する。さらに、このシードメタル膜は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との間にまで延設してもよい。しかし、シードメタル膜におけるＡｌＮ基板１１との密着層をＴｉＷとした場合は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂにおけるＡｌＮ基板１１との密着層であるＴｉと比較してＡｌＮ基板１１との密着力が小さいことより、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂを溶融凝固した時の応力等によってＡｌＮ基板１１との界面で剥離を引き起こす恐れがあり、この場合は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との間までシードメタル膜を延設しない方が好ましい。つまり、シードメタル膜とＡｌＮ基板１１との密着力が、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との密着力より小さい場合は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との間にシードメタル膜を配設しない方が好ましく、シードメタル膜とＡｌＮ基板１１との密着力が、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との密着力より大きい場合は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂとＡｌＮ基板１１との間までシードメタル膜を配設してもよい。

【0023】

Ｎｉめっき膜１５ａは、電気めっきや無電解めっきで形成することができ、厚さは上述の機能が発現すれば良いが、１μｍ以上が好ましい。真空蒸着やスパッタリングを用いることも可能であるが、この方法では銅めっき１２ｂの側面に成膜されにくく、銅めっき１２ｂ側面の表面が露出する場合があるため、電気めっきなどで形成するのが好ましい。なお、Ｎｉめっき膜１５ａの側面を本実施例のように傾斜面とすることで、Ｎｉめっき膜１５ａの形成方法に関わらず、銅めっき１２ｂの側面にＮｉめっき膜１５ａをより確実に形成することができる。また、図１に示す本実施例では、Ｎｉめっき膜１５ａを銅めっき１２ｂの側面にのみ形成しているが、銅めっき１２ｂの側面に加え、銅めっき１２ｂとＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ｂとの間にＮｉめっき膜１５ａを備えた構成であっても、何ら問題無い。

【0024】

次に、本発明に係るサブマウントにレーザー素子を搭載し、ステムに接合した状態を説明する。図２は、本発明に係るサブマウントの断面図であり、サブマウントにレーザー素子およびステムが接合された後の図である。

【0025】

サブマウント１０は、ＡｕＳｎはんだ膜１４ａを接合膜としてレーザー素子２１を搭載し、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂを接合膜としてステム２２に搭載される。図示していないが、レーザー素子２１及びステム２２の表面には、それぞれサブマウント１０との接合のためのメタライズ膜が予め形成されており、ＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂの溶融時にＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂとの接合膜として機能する。具体的には、ＡｕＳｎはんだ膜１４ａとレーザー素子２１表面のメタライズが接合し、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂとステム２２表面のメタライズ膜とが接合する。レーザー素子２１とステム２２のメタライズ膜は、例えば、レーザー素子２１、ステム２２の表面側よりＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを積層した積層膜、またはＮｉ／Ａｕを積層した積層膜などが用いられる。

【0026】

サブマウント１０とレーザー素子２１およびステム２２における接合は、ＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂの共晶温度（Ａｕ：Ｓｎ＝７：３ａｔ％では２７８℃）以上の温度で、真空中あるいはＮ_２雰囲気中で接合されるのが一般的である。

【0027】

接合後では、サブマウント１０のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層膜１３ａ、１３ｂのＡｕがそれぞれＡｕＳｎはんだ膜１４ａ、１４ｂ中に拡散し、Ｔｉ／Ｐｔ膜２３ａ、２３ｂとなり、ＡｕＳｎはんだ膜１３ａ、１３ｂはそれぞれＡｕＳｎ共晶２４ａ、２４ｂとなる。図示していないが、Ｔｉ／Ｐｔ膜２３ａ、２３ｂとＡｕＳｎ共晶２４ａ、２４ｂとの間にはＡｕ、Ｓｎ及びＰｔで構成される金属間化合物（ＩＭＣ：Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）が形成される。この金属間化合物は、接合条件によって、その厚さや組成比は異なる。

【0028】

また、サブマウント１０とステム２２との接合時には、サブマウント１０は上面（サブマウント１０にステム２２が搭載される側とＡｌＮ基板１１を挟み反対側）から荷重をかけるため、溶融したＡｕＳｎはんだ膜１４ｂ（以下、ＡｕＳｎはんだと呼ぶ。）はサブマウント１０上のＡｕＳｎはんだ膜１４ｂ形成領域から押し出され、ＡｕＳｎはんだの一部はＡｕＳｎはんだ膜１４ｂ形成領域の周囲にはみ出す。はみ出したＡｕＳｎはんだは、銅めっき１２ｂ側面に形成されたＮｉめっき膜１５ａにより、銅めっき１２ｂ側面に適切に濡れ広がることによって、サブマウント１０周囲にＡｕＳｎ共晶２４ｂが適切に形成される。もし、Ｎｉめっき膜１５ａが無い場合は、銅めっき１２ｂ側面にＡｕＳｎはんだが十分に濡れ広がることができず、ステム２２の表面に濡れ広がってしまう。このような場合には、サブマウント１０とステム２２との間、及び銅めっき１２ｂ側面に濡れ広がるＡｕＳｎはんだ、つまり接合に寄与するＡｕＳｎはんだの量が不足し、ＡｕＳｎはんだが亜共晶になりやすくＡｕＳｎ共晶２４ｂが生成されない恐れがある。

【0029】

さらに、Ｎｉめっき膜１５ａは、ＡｕＳｎはんだ中のＳｎ成分が銅めっき１２ｂ内に多量拡散することを防止し、ＡｕＳｎはんだがＡｕリッチ組成に偏ることもなくなり、安定的なＡｕＳｎ共晶組織の生成に寄与する。そのため、サブマウント１０とステム２２とを、安定して強固に接合することが可能となる。

【0030】

次に、本発明に係るサブマウントの第２の実施形態を説明する。図３は、本発明のサブマウントの第２の実施形態を示す断面図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態のサブマウントと共通する構成については同一の符号を用い、当該共通の構成について特に言及のない点については第１の実施形態と同様の構成、機能である。

【0031】

サブマウント３０は、ＡｌＮ基板１１と、ＡｌＮ基板１１の一方の面上に形成された銅めっき１２ａと、他方の面上に形成された銅めっき１２ｂと、銅めっき１２ａの表面上に形成され、銅めっき１２ａの表面側から順にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの膜が積層された積層膜１３ａと、銅めっき１２ｂの表面及び側面上に形成されたＮｉめっき膜１５ｂと、Ｎｉめっき膜の表面、側面上に形成され、Ｎｉめっき膜１５ｂの面上から順にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの膜が積層された積層膜１３ｃとを備える。銅めっき１２ａ、１２ｂは、ＡｌＮ基板１１の外形より小さく形成されており、積層膜１３ａは、銅めっき１２ａが形成されていないＡｌＮ基板１１の一方の面上にも形成されており、積層膜１３ｃは、銅めっき１２ｂ及びＮｉめっき膜１５ｂが形成されていないＡｌＮ基板１１の他方の面上にも形成されている。さらに、サブマウント３０は、銅めっき１２ａ上の積層膜１３ａの表面上に形成され、電子部品を実装するためのＡｕＳｎはんだ膜１４ａと、積層膜１３ｃの表面上に形成され、ステム等の支持基板にサブマウント３０を実装するためのＡｕＳｎはんだ膜１４ｂとを備える。

【0032】

第１の実施形態のサブマウント１０と本実施形態のサブマウント３０との相違点は、銅めっき１２ｂの側面だけでなくその表面上にもＮｉめっき膜１５ｂを備えることと、そのＮｉめっき膜１５ｂの側面上に積層膜１３ｃを備えることである。本実施形態では、Ｎｉめっき膜１５ｂの側面に積層膜１３ｃを備えることで、サブマウントのＡｕＳｎはんだ膜１４ｂの溶融時における銅めっき１２ｂ側面側の適切な濡れ広がりを確保するとともに、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂのＳｎ成分が銅めっき１２ｂ中へ拡散することを抑制するバリア層としての機能を向上させている。

【0033】

サブマウント３０は、Ｎｉめっき膜１５ｂ上に積層膜１３ｃを備えるが、積層膜１３ｃの最表層であるＡｕ層は、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂに対する濡れ性がよいため、銅めっき１２ｂ側面側の適切な濡れ広がりを確保することができる。また、Ｎｉめっき膜１５ｂ上に積層膜１３ｃを備える構成であり、Ｎｉめっき膜１５ｂと積層膜１３ｃにおけるＡｕ層とにより、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂの濡れ性のよい層を複数積層した構成であるため、成膜が難しい銅めっき１２ｂの側面等においてサブマウント３０の表面側の成膜が不十分な場合（下地の層が露出してしまった場合）であっても、濡れ性が損なわれる恐れを小さくすることができる。なお、成膜をより確実に行うため、Ｎｉめっき膜１５ｂの側面を傾斜面としておくとよいことは言うまでもない。

【0034】

また、Ｎｉめっき膜１５ｂと積層膜１３ｃにおけるバリア層を構成するＰｔとでは、Ｐｔの方がＡｕＳｎはんだ膜１４ｂ内のＳｎ成分の拡散抑制効果が大きい。したがって、ＡｕＳｎはんだ膜１４ｂに対するバリア層としての高い効果が期待でき、さらに、Ｎｉめっき膜１５ｂ上に積層膜１３ｂを備える構成であるため、バリア層としての特性も有するＮｉめっき膜１５ｂと、積層膜１３ｃにおけるバリア層（具体的にはＰｔ層）とによりバリア層を複数積層した構成であり、濡れ性と同様に、バリア機能が損なわれる恐れを小さくすることができる。なお、本実施例では、Ｎｉめっき膜１５ｂを銅めっき１２ｂの側面上、及び銅めっき１２ｂと積層膜１３ｃとの間に形成しているが、銅めっき１２ｂと積層膜１３ｃとの間に形成せずに、銅めっき１２ｂの側面上のみに形成してあっても、何ら問題無い。

【符号の説明】

【0035】

１０、３０ サブマウント
１１ ＡｌＮ基板
１２ａ、１２ｂ 銅めっき
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 積層膜
１４ａ、１４ｂ ＡｕＳｎはんだ膜
１５ａ、１５ｂ Ｎｉめっき膜
２１ レーザー素子
２２ ステム
２３ａ、２３ｂ Ｔｉ／Ｐｔ膜
２４ａ、２４ｂ ＡｕＳｎ共晶
１００ サブマウント
１０１ 基板
１０２ａ、１０２ｂ 銅めっき
１０３ はんだ膜
１０４ はんだ膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】