(57)【要約】【課題】従来の接合による「フリップチップ」組立方法に固有の動作周波数の制限を改善し、それと同時に熱圧縮方法の欠点をなくした、電子モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】ベース２に接合した能動部品１を含む電子モジュールの容量を減らし、それによって遮断周波数を増すために、この方法は、部品およびベースに、複数のパッド構造Ｐ１、Ｐ’１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３と、コンタクトゾーンＺ１、Ｚ’１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ’３とを設けることからなる。第一の構造Ｐ１、Ｐ’１、Ｚ１、Ｚ’１は、接合材料の溶融によって接合されるように構成される。小面積の第二の構造Ｐ２、Ｚ２は、接合材料の溶融で部品とベースとを相互に引きつける合力により、熱圧縮によって接合されるように構成される。特に、高速光伝送システムで使用される光学電気部品の製造に適用される。【選択図】      図１
2004186692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（２）に取り付けられる能動部品（１）を含む電子モジュールまたは光学電子モジュールの製造方法であって、部品の片面（１ａ）が、ベースの片面（２ａ）に配置される対応するコンタクトゾーン（Ｚ１、Ｚ’１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ’３）と協働するように構成された複数のコンタクトパッド（Ｐ１、Ｐ’１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３）を備えており、第一の垂直パッド構造を有する部品の少なくとも一つのコンタクトパッド（Ｐ１、Ｐ’１）が、第一の接合材料（Ｓ）により、第一の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応するコンタクトゾーン（Ｚ１、Ｚ’１）に接合されるように構成され、前記製造方法が、
電気機能を有する部品の少なくとも一つの別のパッド（Ｐ２）が、第二の垂直パッド構造を有し、第二の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーン（Ｚ２）に接合されるように構成され、前記第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するパッドおよびゾーン（Ｐ２、Ｚ２）が、第一の接合材料よりも高い融点をそれぞれ有する第二の接合材料（Ｓ１、Ｓ２）でそれぞれコーティングされ、該第二の接合材料が、第一の接合材料（Ｓ）の融点と第二の接合材料（Ｓ１、Ｓ２）の融点との間にある組立温度で熱圧縮により互いに直接接合可能であり、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーン（Ｐ１、Ｚ１）が、前記組立温度で前記第一の接合材料を溶融する接合により、部品とベースとを相互に引きつける合力を発生し、該合力によって、第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーン（Ｐ２、Ｚ２）の前記熱圧縮接合を行うような寸法になるように、前記部品と前記ベースとを構成し、
前記パッドおよび前記対応ゾーンをそれぞれ向かい合って配置してベースに対して部品を押圧し、
前記組立温度で部品およびベースを加熱することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有する少なくとも一つの別のパッド（Ｐ３、Ｐ’３）および別の対応コンタクトゾーン（Ｚ３、Ｚ’３）が、ベースに対して部品を配置する機能だけを果たすことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第二のパッド構造を有するパッド（Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３）が、同じコンタクト面積を有することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有する少なくとも一つのパッドおよび対応コンタクトゾーンが、部品とベースとを互いに引きつける機能だけを果たすことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第一の接合材料が、金またはスズを主成分とする合金であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第二の接合材料（Ｓ１、Ｓ２）が、それぞれ金であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
部品の前記第二のパッド構造を有する前記パッド（Ｐ２）のコンタクト面積が、１０００μｍ２未満であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の組立方法。
【請求項８】
部品の前記第二のパッド構造を有する前記パッド（Ｐ２）のコンタクト面積が、１５０μｍ２未満であることを特徴とする、請求項７に記載の組立方法。
【請求項９】
ベース（２）に取り付けられる能動部品（１）を含む電子モジュールまたは光学電子モジュールであって、部品の片面（１ａ）が、ベースの片面（２ａ）に配置される対応するコンタクトゾーン（Ｚ１、Ｚ’１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ’３）と協働する複数のコンタクトパッド（Ｐ１、Ｐ’１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３）を備えており、第一の垂直パッド構造を有する部品の少なくとも一つのパッド（Ｐ１、Ｐ’１）が、第一の接合材料（Ｓ）により、第一の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーン（Ｚ１、Ｚ’１）に接合され、電気機能を有する部品の少なくとも一つの別のパッド（Ｐ２）が、第二の垂直パッド構造を有し、第二の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーン（Ｚ２）に接合され、前記第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するパッドおよびゾーン（Ｐ２、Ｚ２）が、第一の接合材料よりも高い融点をそれぞれ有する第二の接合材料（Ｓ１、Ｓ２）でそれぞれコーティングされ、該第二の接合材料が、第一の接合材料（Ｓ）の融点と第二の接合材料（Ｓ１、Ｓ２）の融点との間にある組立温度で熱圧縮により互いに直接接合可能であり、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーン（Ｐ１、Ｚ１）が、前記組立温度で前記第一の接合材料を溶融する接合により、部品とベースとを相互に引きつける合力を発生し、該合力によって、第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーン（Ｐ２、Ｚ２）の前記熱圧縮接合を行うような寸法を有することを特徴とする、モジュール。
【請求項１０】
前記能動部品（１）が、フォトダイオードタイプの光学電気部品、または電気吸収型の電気−光変調器、または直接変調制御型レーザ源であることを特徴とする、請求項９に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高周波で動作するように構成された電子装置または光学電子装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような装置は、特に、たとえば毎秒約１０ギガビットまたはそれ以上の高速伝送システムで用いられている。これらの装置の多くは、概してモノリシック能動部品（チップ）をベース（ｅｍｂａｓｅ）（「基板」とも呼ばれる）に組み立てる必要があるモジュールとして構成される。ベースは、機械的支持体の役割と、一つまたは複数の能動部品を給電し、この能動部品に電気信号を供給し、または能動部品から電気信号を抽出する電気インターフェースの役割とを果たす。
【０００３】
たとえば、光伝送システムの場合、関与する光学電子部品は、一般に、電気吸収（ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）型の電気−光変調器、光検知器（フォトダイオード）、あるいはまた、直接変調制御型レーザ源である。同様に、結合されるマイクロ波電子回路で用いられるトランジスタまたはＩＣ等の、純然たる電子能動部品に関与する。以下、特にフォトダイオードのケースについて本発明を説明するが、本発明は、他の多数のタイプの能動部品、とりわけ上記の能動部品にも同様に関与する。
【０００４】
まず、これらの装置の最大動作周波数は、使用される部品の技術および構成により左右される。しかし、最大動作周波数はまた、部品と、部品が組み立てられるベースとの相互接続を実施する方法にも大きく依存する。
【０００５】
この観点から特に高性能の組立方式は、いわゆる「フリップチップ（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）」組立であり、部品を構成するチップの電極の全部または一部を同一面に配置して、ベースの対応するパッド（ｐｌｏｔ）またはコンタクトゾーンへの配線のない接続を可能にしている。チップの電極はパッドの形状をとり、たとえばコンタクトゾーンを被覆する金／スズＡｕＳｎ合金等の接合（ｓｏｕｄａｇｅ）材料により、ベースのコンタクトゾーンに直接接合される。
【０００６】
このような組立を実施可能にする方法は、チップの面とベースの面とに、これらの面が向かい合ったとき一致可能に配置される、対応するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンを事前に設けることからなる。ベースのコンタクトゾーンは、表面に一定量の接合材料をそれぞれ含む。さらに、チップの面およびベースの面は、組立時に、対応するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンを正確に一致させることができる、水平位置決めストッパ（ｂｕｔｅｅ）を一般に備える（いわゆる自動アラインメント（ｄ’ａｕｔｏ−ａｌｉｇｎｅｍｅｎｔ）方法）。また、チップの垂直位置決めストッパをベースに設ける。光学電子装置の場合、これらのストッパを正確に製造して、ベースに取り付けられるかまたはベースで支持される他の光学エレメントと部品とを、光学的に適切に結合できるようにすることが重要である。
【０００７】
こうした組立を行うために、チップのパッドがベースの対応するコンタクトゾーンの面とそれぞれ向かい合うようにチップを配置する。次に、接合材料を溶融してチップのパッド面をぬらすのに十分な温度で、アセンブリを一回または複数回加熱する。コンタクト材料、ベースのコンタクトゾーンおよびチップのパッドの寸法、ならびに接合部の量を適切に選択し、チップとベースとを引きつける合力（ｆｏｒｃｅ  ｒｅｓｕｌｔａｎｔｅ）を示しながら、接合部が溶融するようにする。特に、チップのパッドとベースのコンタクトゾーンとの間の引きつけ力を得るための条件の一つは、パッドの面積をコンタクトゾーンの面積より大きくすることにある。
【０００８】
こうした状況で、この溶融ステップは、チップの水平および垂直位置決めストッパを、ベースの対応するストッパで押圧することを確実にする。
【０００９】
このようにして、ベースにおけるチップの配置、機械的な固定、およびチップとベースとの間の電気的な相互接続が、この同じ溶融ステップの間に同時に行われる。
【００１０】
配線がないので、前述の「フリップチップ」組立によって得られるモジュールの遮断周波数は、主に、その等価容量（ｃａｐａｃｉｔｅ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）により制限される。たとえばフォトダイオードの場合、この技術により、遮断周波数が１０ＧＨｚを超えるために、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒である信号を検知可能にするモジュールを実現することができた。
【００１１】
さらに高速の伝送速度に達するために、固有の容量が少ない構造によって、４０Ｇｂｉｔ／秒を超えて動作可能なフォトダイオードを実現可能である。そのために、作動部分の面積ならびに、変調される電気信号が通過する少なくとも一つの電極の面積を小さくしている。寸法決定を最適化するには、この電極の寸法を作動部分の寸法と同じにしなければならない。この考察は、同様に、超高周波で動作するあらゆるタイプの部品に対して有効である。
【００１２】
かくして、フォトダイオードの場合、４０Ｇｂｉｔ／秒での動作により課される作動面積、ひいては電極面積が、１００μｍ２を超えない。ところで、接合部の溶融を用いる上記の「フリップチップ」組立方法では、チップにおけるコンタクトパッドの寸法およびベースにおけるコンタクトゾーンの寸法が、約３０μｍより小さくすることは困難である。しかも、パッドの面積およびコンタクトゾーンの面積が小さいということは、チップとベースとの間の引きつけ力が制限されることを意味する。従って、この方法は、１０ＧＨｚを明らかに越える周波数での動作に適した超小型電極を備える部品の組立には適さない。
【００１３】
こうした制限を免れるために、いっそう小さい電極面積を接合可能にする他の方法の使用を検討可能である。
【００１４】
これは、特に、熱圧縮（ｔｈｅｒｍｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）による接合方法のケースである。原則として、この方法は、適切な組成の金属素子を接合可能にするために、使用する金属または合金の融点よりも低いけれども比較的高い温度により、これらの素子を加圧しながら接触を延長することによって、金属と金属との拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｍｅｔａｌ−ｍｅｔａｌ）を行っている。溶融がないため、寸法を適切に制御できる特に小型のコンタクト点を形成できる。熱圧縮接合に最も適した金属は金であるが、他の金属、たとえばアルミニウム、銅、ならびにこれらの金属の合金を使用可能である。
【００１５】
上記のフリップチップ構成に留まりながら、熱圧縮によりベースにチップを組み立てるには、まず、チップのパッドと、ベースのコンタクトゾーンとの全体に、この方法に適した組成の金属層、一般には金の層を設けなければならない。次いで、ベースの対応する層とチップの金属層とを接触させて、ベースにチップを配置する。その後、所定の時間にわたって一定の力を加え、ベースの対応する層でチップのパッドの金属層を圧縮しながら、アセンブリを加熱する。
【００１６】
しかしながら、従来の方法に比べて、検討された熱圧縮方法は、自動アラインメントの長所が得られず、結果として得られる組立の機械強度が制限されるという不都合を有する。
【００１７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０７１６４２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４２２６１６７号明細書
【特許文献３】特開２００２−３３４９０２号公報
【特許文献４】米国特許第５４７８７７８号明細書
【非特許文献１】ＤＥＭＩＧＵＥＬ  Ｓ  ＥＴ  ＡＬ．「Ｌｏｗ−ｃｏｓｔ，ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ，  ｔａｐｅｒｅｄ  ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ｏｖｅｒ  ５０  ＧＨｚ（５０ＧＨｚを超える帯域幅を有する、低価格で偏光に無関係なテーパー形成されたフォトダイオード）」，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，  ＩＥＥ  ＳＴＥＶＥＮＡＧＥ，  ＧＢ，  ｖｏｌ，３７，  ｎｏ．８，  ２００１年４月１２日、頁５１６−５１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、従来の接合による「フリップチップ」組立方法に固有の動作周波数の制限を改善し、それと同時に熱圧縮方法の欠点をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このため、本発明は、ベースに取り付けられる能動部品を含む電子モジュールまたは光学電子モジュールの製造方法を目的とし、部品の片面が、ベースの片面に配置される対応するコンタクトゾーンと協働するように構成された複数のコンタクトパッドを備えており、第一の垂直パッド構造を有する部品の少なくとも一つのパッドが、第一の接合材料により、第一の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーンに接合されるように構成され、この製造方法は、電気機能を有する部品の少なくとも一つの別のパッドが、第二の垂直パッド構造を有し、第二の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーンに接合されるように構成され、前記第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するパッドおよびゾーンが、第一の接合材料よりも高い融点をそれぞれ有する第二の接合材料でそれぞれコーティングされ、この第二の材料が、第一の接合材料の融点と第二の接合材料の融点との間にある組立温度で熱圧縮により互いに直接接合可能であり、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンは、前記組立温度で前記第一の接合材料の溶融による接合で部品とベースとを相互に引きつける合力を発生し、この合力によって、第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンの前記熱圧縮接合を行うような寸法になるように、前記部品と前記ベースとを構成し、前記パッドおよび前記対応ゾーンをそれぞれ向かい合って配置してベースに対して部品を押圧し、前記組立温度で部品およびベースを加熱することを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明は、ベースのコンタクトゾーンの一部と、部品の対応するパッドとの熱圧縮接合を実施するために及ぼされる最小圧力値が、実際には一定の合力を必要とし、接合部を備えたベースの他のコンタクトゾーンが、部品の対応するパッドに及ぼしうる引きつけ力の合力が、前記一定の合力を容易に超えうるという考察をうまく利用している。
【００２１】
熱圧縮接合されるように構成されたコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンは、一般に電気機能を有するが、また、ベースに対する部品の垂直配置機能を有することに留意されたい。そのため、熱圧縮接合される少なくとも３個のパッドを備えた幾つかの部品の場合、これらのパッドが、垂直配置を実施するのに十分である可能性がある。それに対して、パッドの数が不十分である場合、追加位置決めストッパを設けなければならない。この場合、これらのストッパが、電気接点の役割をするパッドと同じ構造を有することが有利である。何故なら、電気機能を果たすパッドおよび純然たる機械機能を果たすパッドを、部品の共通製造ステップで構成できるからである。ベースの対応するコンタクトゾーンについても同様である。
【００２２】
従って、電気機能を果たす部品のパッド数が少ない場合に特に適した実施形態によれば、第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有する少なくとも一つの別のパッドおよび対応する別のコンタクトゾーンが、ベースに対して部品を配置する機能だけを果たす。
【００２３】
この場合、有利には、第二のパッド構造を有するパッドが、同じコンタクト面積を有する。実際、この配置により、接合時のコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンに応じた機械的な特性の違いを回避することができる。その結果、ベースに対して部品の安定性がいっそう増し、チップに応力を与える危険性がずっと少なくなる。
【００２４】
一般に、容量を小さくする場合、部品の全ての電極の面積を小さくする必要はない。たとえば、「リッジ（ｒｉｄｇｅ）」構造を持つｐ−ｉ−ｎタイプのフォトダイオードの場合、容量が小さいと、活性層の面積が小さくなり、「リッジ」の面積が小さくなる。だが、電極付加後、低容量を保持するには、「リッジ」部分の上にある電極だけが、このリッジ部分と同じ寸法でありさえすればよい。他の電極は、もっと大きい寸法にしてもよいので、従来の方法により、すなわち、第一の接合材料により接合可能である。従って、ある場合には、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するパッドおよび対応するコンタクトゾーンを用いて、本発明による方法を実施可能であり、これらのパッドおよびゾーンは、それぞれ電気的な機能を果たす。
【００２５】
また、他の場合、本発明による特定の実施形態によれば、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有する少なくとも一つのパッドおよび対応するコンタクトゾーンは、部品とベースとを互いに引きつける機能だけを果たす。
【００２６】
本発明は、また、上記の方法によって得られる電子モジュールまたは光学電子モジュールに関する。
【００２７】
より詳しくは、本発明は、また、ベースに取り付けられる能動部品を含む電子モジュールまたは光学電子モジュールを目的とし、部品の片面が、ベースの片面に配置される対応するコンタクトゾーンと協働する複数のコンタクトパッドを備えており、第一の垂直パッド構造を有する部品の少なくとも一つのパッドが、第一の接合材料により、第一の垂直構造のコンタクトゾーンを有するベースの対応コンタクトゾーンに接合され、電気機能を有する部品の少なくとも一つの別のパッドが、第二の垂直パッド構造を有し、第二の垂直コンタクトゾーン構造を有するベースの対応コンタクトゾーンに接合され、前記第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するパッドおよびゾーンが、第一の接合材料よりも高い融点をそれぞれ有する第二の接合材料でそれぞれコーティングされ、この第二の材料が、第一の接合材料の融点と第二の接合材料の融点との間にある組立温度で熱圧縮により互いに直接接合可能であり、第一のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンは、前記組立温度で前記第一の接合材料を溶融する接合により、部品とベースとを相互に引きつける合力を発生し、この合力によって、第二のパッド構造およびコンタクトゾーン構造をそれぞれ有するコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンの前記熱圧縮接合を行うような寸法を有する。
【００２８】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面に関する以下の説明から明らかになるであろう。
【００２９】
以下、部品が速い伝送速度のフォトダイオードである特定のケースについて、本発明による方法を説明する。わかりやすくするために、図では寸法の比率を尊重していないが、この例に適用される実際の寸法値をこの説明の末尾に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、モジュールを形成する組立前に、ベース部分２の上に配置されるフォトダイオード１の斜視図である。
【００３１】
フォトダイオード１の面１ａは、ベースの面２ａに向かい合って配置されており、本発明による方法に含まれる様々なコンタクトパッドおよびコンタクトゾーンの配置が分かる。図２は、その構造の詳細図である。関与する様々な構造を説明するための通常の取り決めに従って、いわゆる「垂直」方向は、部品のエピタキシャル層と、平行であると仮定される部品およびベースの面１ａ、２ａとに対する垂直方向を意味する。
【００３２】
フォトダイオード１は、たとえば、ｎドープＩｎＰからなるエピタキシャル層１ｂをＩｎＰ基板に設け、一般に「リッジ」と呼ばれる突出部分で境界を画定される従来のｐ−ｉ−ｎ活性構造を、エピタキシャル層の上に形成する。図２に示したように、ｐ−ｉ−ｎ構造は、主に、層１ｂと、活性層１１と、ｐドープＩｎＰ層１２とからなる。
【００３３】
電気接続は、層１ｂの「リッジ」の両側に配置された２個のパッドＰ１、Ｐ’１と、「リッジ」の層１２に配置された電極とからなる。層１２は、たとえば、それぞれプラチナおよび金からなる金属被覆層１３、Ｓ１から構成される。パッドＰ１、Ｐ’１は、チタン層３、プラチナ層４、および金層５により、層１ｂに連続形成される。
【００３４】
パッドＰ１、Ｐ’１の層３、４、５は、接合部の溶融により、接合のために設けられた第一の垂直パッド構造を構成する。層１３およびＳ１で被覆される「リッジ」は、Ｐ２で示される別のパッドを構成し、熱圧縮接合のために設けられた第二の垂直パッド構造を有する。
【００３５】
フォトダイオード１が、熱圧縮接合用に構成される電気機能を備えた単一パッドＰ２だけを含むので、垂直位置決めストッパの役割をする２個の追加パッドＰ３、Ｐ’３を設けた。パッドＰ３、Ｐ’３は、パッドＰ２と同じ垂直構造および同じ水平寸法を有するが、電気機能をもたない。そのため、３個のパッドＰ２、Ｐ３、Ｐ’３は、ベースにおける部品の安定性を確保する三角形に配置された３個のストッパを構成する。
【００３６】
ベース２は、たとえばアルミナ等の絶縁材料から構成される。ベースの面２ａは、部品１のパッドＰ１、Ｐ’１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３にそれぞれ対応する、コンタクトゾーンＺ１、Ｚ’１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ’３を備える。これらのコンタクトゾーンは、部品の面１ａがベースの面２ａに押圧されるとき、部品の対応するパッドに面するように、それぞれ配置される。
【００３７】
コンタクトゾーンは、上記の第一または第二の垂直パッド構造にそれぞれ対応する、第一または第二の垂直構造を有することができる。
【００３８】
第一の垂直構造は、図２に示したコンタクトゾーンＺ１の構造である。ゾーンＺ１およびＺ’１は、同じ構造を有し、接合部の溶融によりパッドＰ１、Ｐ１’にそれぞれ接合されるように構成されている。
【００３９】
図示された例によれば、コンタクトゾーンＺ１、Ｚ’１は、ベース２から始まり、チタン層７、プラチナ層８、金層９、第二のチタン層１０、および金とスズを主成分とする合金層Ｓから連続して形成されている。
【００４０】
図２に示された第二の垂直構造は、コンタクトゾーンＺ２の構造である。ゾーンＺ２、Ｚ３、Ｚ’３の構造は同じであり、熱圧縮によりパッドＰ２、Ｐ３、Ｐ’３にそれぞれ接合されるように構成されている。
【００４１】
図示された例によれば、コンタクトゾーンＺ２、Ｚ３、Ｚ’３は、ベース２から始まり、チタン層１４、プラチナ層１５、および金層Ｓ２から連続して形成されている。第二の垂直ゾーン構造を画定するこれらの三つの層１４、１５、Ｓ２は、有利には、第一のコンタクトゾーン構造の最初の３個の層７、８、９と同じ組成および同じ厚さであり、２つの構造に共通の製造ステップで堆積可能であるようにされている。
【００４２】
パッドＰ１、Ｐ’１、およびＰ２にそれぞれ対応するベースのゾーンＺ１、Ｚ’１、Ｚ２は、電気機能を有し、その結果、図１から分かるように、ベースに配置された３個の電気経路Ｌ１、Ｌ’１、およびＬ２にそれぞれ接続される。これらの電気経路の垂直構造は、有利には、ゾーンＺ２、Ｚ３、Ｚ’３の第二の構造と同じである。何故なら、これらのゾーンを共通の製造ステップで堆積できるからである。
【００４３】
上記の様々な層の厚さは、以下の基準に従って選択される。チタンまたはプラチナの層は、通常の拡散防止層および結合層であり、一般に、０．０５から０．２μｍといった薄い厚さである。層Ｓ１は、熱圧縮を可能にするのに十分な厚さ、たとえば０．２５μｍである。その場合、層５、９、Ｓは、パッドの面と対応するゾーンの面とが、層Ｓの溶融ステップの際にコンタクト可能になるように決定される。
【００４４】
水平寸法に関して、パッドＰ２の寸法は、フォトダイオードの「リッジ」の水平寸法により決定され、この寸法自体が、対象とされる固有の遮断周波数により左右される。たとえば、４０Ｇｂｉｔ／秒の動作の場合、リッジは、幅約５μｍに対し、長さを（構造における波の伝播方向に）約２０μｍとする。位置決め許容範囲を確保するために、ゾーンＺ２の水平寸法が、「リッジ」よりも若干大きくなるように選択する。第二のコンタクトパッド構造およびゾーン構造をそれぞれ有する他のパッドおよびゾーンに対しても、同じ水平寸法を選択できる。
【００４５】
第一のパッド構造およびゾーン構造をそれぞれ有するパッドＰ１、Ｐ’１およびコンタクトゾーンＺ１、Ｚ’１の水平寸法は、次の規則に従わなければならない。まず、各パッドの面積を、対応するゾーンの面積よりも大きくし、それらを接合する接合部の溶融時に互いに引きつけるようにする。次に、パッドおよびゾーンの面積、および／またはその数が、部品とベースとを引きつけて、他のパッドおよびコンタクトゾーンの熱圧縮接合を行う合力を形成するのに十分になるようにしなければならない。
【００４６】
かくして、１００μｍ２のリッジを備えたフォトダイオードの例では、１００μｍの長さの辺を有する正方形のコンタクトゾーンＺ１と、１５０μｍの長さの辺を有する同様に正方形のパッドＰ１とを設けることができる。
【００４７】
本発明による製造方法は、組立操作により終了する。組立操作は、パッドおよび対応するゾーンをそれぞれ向かい合わせて配置して、ベース２に対して部品１を押圧し、接合材料Ｓすなわち金／スズ合金の融点と、他の接合材料Ｓ１、Ｓ２すなわち金の融点との間にある組立温度で部品およびベースを加熱することからなる。
【００４８】
金／スズ合金の溶融は、２８０℃で行われ、金は１０００℃以上で溶融するので、約３４０℃の組立温度を選択できる。
【００４９】
かくして、この温度でアセンブリを加熱すると、溶融部Ｓが溶融し、図３に示したように広がった形状をとりながら層５の全面をぬらし、パッドＰ１とゾーンＺ１との間に引きつけ力を及ぼす。
【００５０】
上記のフォトダイオードのケースは、もちろん、本発明による方法の一実施形態の例にすぎない。本発明は、また、他の多数のタイプの部品にも適用可能であり、特に、超高周波で動作する部品、従って小面積の少なくとも一つの電極を要する部品に適用可能である。
【００５１】
一般に、１０Ｇｂｉｔ／秒で動作するフォトダイオードの場合、第二のパッド構造を有するパッドＰ２は、コンタクト面積を約１０００μｍ２未満にしなければならない。４０Ｇｂｉｔ／秒以上の伝送速度の場合、このコンタクト面積は、約１５０μｍ２未満でなければならない。
【００５２】
同様に、パッドおよびコンタクトゾーンを形成する層の構成材料は、限定的ではない本発明の実施の例である。
【００５３】
一般に、本発明による方法では、層Ｓを構成する材料が、層Ｓ１、Ｓ２を構成する材料よりも融点が低い、第一の接合材料を構成できることが重要である。一方、層Ｓ１、Ｓ２を構成する材料は、第二の接合材料を構成し、この第二の接合材料は、第一の接合材料Ｓの融点と、第二の接合材料Ｓ１、Ｓ２の融点との間にある組立温度で、熱圧縮により互いに直接接合可能であるように選択しなければならない。第一の接合材料に対して金とスズとを主成分とする合金を選択し、第二の接合材料に対して金を選択すると、様々な条件に適切に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による方法に従って、組立前にベースの上に配置される部品例を概略的に示す図である。
【図２】部品および図１のベースのコンタクトゾーンおよびコンタクトパッドの垂直構造を概略的に示す図である。
【図３】本発明による方法に従って、組立後の同じ素子を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  能動部品
２  ベース
Ｐ１、Ｐ’１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ’３  コンタクトパッド
Ｚ１、Ｚ’１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ’３  コンタクトゾーン
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２  接合材料
【図１】
2004186692.tif 000003
【図２】
2004186692.tif 000004
【図３】
2004186692.tif 000005