(57)【要約】【課題】はんだによる短絡を確実に防止すること。【解決手段】受信モジュール（１）は、電極（２０２〜２０４）を含む半導体受光素子（２００）と、はんだ（１０２〜１０４）により電極（２０２〜２０４）に接合された電気配線（１０６〜１０８）、及び電気配線（１０６〜１０８）の接合面の周囲にはんだ濡れによりはんだを留めるトラップ領域（１０６ａ，１０７ａ等）を含むサブマウント（１００）と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を含む半導体受光素子と、
はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲にはんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を含むサブマウントと、
を有することを特徴とする受信モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の受信モジュールであって、
前記サブマウントは、前記接合面と前記トラップ領域との間に配置されるバリアメタルを更に含み、前記バリアメタルにより前記電気配線の接合面が囲まれていることを特徴とする受信モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の受信モジュールであって、
前記トラップ領域は、前記はんだと反応して合金化する金属を含むことを特徴とする受信モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の受信モジュールであって、
前記電極の表面はＡｕを主成分とし、前記はんだはＡｕＳｎ系はんだであり、かつ、前記トラップ領域の表面はＡｕであることを特徴とする受信モジュール。
【請求項５】
請求項２に記載の受信モジュールであって、
前記バリアメタルの表面はＰｔまたはＰｄであることを特徴とする受信モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の受信モジュールであって、
前記半導体受光素子は、複数の電極を含み、
前記サブマウントは、複数の電気配線を含み、
前記複数の電極の各々は、はんだにより前記複数の電気配線の何れかと接合され、
前記トラップ領域は、前記複数の電気配線の各々の周囲に配置され、前記複数の電極と前記複数の電気配線とを接合させる際に融解したはんだを留めることによって、前記融解したはんだにより前記複数の電極間、及び前記複数の電気配線間が接合されることを防止する、
ことを特徴とする受信モジュール。
【請求項７】
請求項２に記載の受信モジュールであって、
前記バリアメタルは、前記電極と前記電気配線とを接合させる際に発生するはんだの偏析を防止することを特徴とする受信モジュール。
【請求項８】
電気配線を含むサブマウントと、
はんだにより前記電気配線と接合された電極、及び前記電極の周囲にはんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を含む半導体受光素子と、
を有することを特徴とする受信モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の受信モジュールであって、
前記電気配線の周囲には、はんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を更に備えたことを特徴とする受信モジュール。
【請求項１０】
Ａｕを表面層に持つ電極を含む半導体受光素子と、
ＡｕＳｎ系はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲に設けられＡｕを表面層に持つトラップ領域を含むサブマウントと、
を有することを特徴とする受信モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の受信モジュールであって、
前記サブマウントは、前記接合面と前記トラップ領域との間に前記接合面を囲むように配置され、ＰｔまたはＰｄを表面層に持つバリアメタルを更に有することを特徴とする受信モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の受信モジュールは更に、
外部からの光を通過させる光ファイバと、
前記光ファイバを通過した光を前記受信モジュールに入射させるレンズと、
前記受信モジュールにより光電変換された信号を出力するリードピンと、
を含むことを特徴とする受信モジュール。
【請求項１３】
Ａｕを表面層に持つ電極を含む素子と、
ＡｕＳｎ系はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲に設けられＡｕを表面層に持つトラップ領域を含む配線基板と、
を有することを特徴とするはんだ接合デバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載のはんだ接合デバイスであって、
前記配線基板は、前記接合面と前記トラップ領域との間に前記接合面を囲むように配置され、ＰｔまたはＰｄを表面層に持つバリアメタルを更に有することを特徴とするはんだ接合デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合デバイスに関し、特にはんだ接合デバイスを搭載する受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだにより半導体受光素子がサブマウントに接合されたはんだ接合デバイスを搭載する受信モジュールが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、はんだにより半導体受光素子をサブマウントに接合させる際の濡れ面積を比較的小さくする（濡れ広がりを抑制する）ことによって、半導体チップの搭載位置の精度を向上させるとともに、はんだボールの発生を抑制する受信モジュールに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８は、本願発明者等が本願に先立ち検討した先行検討技術の受信モジュールの概略図である。図８では、受信モジュール２のサブマウント３００と半導体受光素子４００とが、はんだを介して接合される様子を示している。図８に示すように、サブマウント３００は、ダンピング抵抗３０５と、Ａｕ等の金属からなる電気配線３０６〜３０８と、を含む。
【０００６】
半導体受光素子４００は、受光部４０１と、Ｎ型電極パッド４０２と、ダミー電極パッド４０３と、Ｐ型電極パッド４０４と、メサ部４０５〜４０８とを含む。電気配線３０６〜３０８上には、それぞれ、Ｎ型電極はんだ部３０２、ダミー電極はんだ部３０３、及びＰ型電極はんだ部３０４（以降、これらをまとめて単にはんだ部ともいう。）が配置される。これらはんだ部は、ＡｕＳｎ（金錫）等からなるはんだ材料を含んで構成される。
【０００７】
図９は、はんだにより半導体受光素子４００がサブマウント３００に接合された場合のＩ−Ｉ線断面図である。図９に示すように、サブマウント３００と半導体受光素子４００とは、融解されたはんだ材料を介して互いに圧着させることによって接合される。ここで、はんだ材料が融解する際には、はんだ材料が電気配線３０６〜３０８と反応するため、はんだ部で金属の偏析部分が発生することがある。
【０００８】
例えば、図９に示すように、Ｎ型電極はんだ部３０２及びダミー電極はんだ部３０３には、部分的にＡｕの割合が高いＡｕリッチ部分３０２ａ，３０３ａが形成されることがある。Ａｕリッチ部分３０２ａ，３０３ａは、はんだ材料の他の部分よりも融点が高いため十分に融解せず、はんだの濡れ面積不足（濡れ広がり不足）が発生する可能性がある。この点、はんだ部と電気配線とが直接的に接触しないようにすることによって、はんだの濡れ面積不足を防止する技術も知られている。
【０００９】
図１０は、はんだ部と電気配線３０６〜３０８とが直接的に接触しないようにした、本願発明者等が本願に先立ち検討した他の先行検討技術の受信モジュールの一例を示す図である。図１０に示すように、電気配線３０６〜３０８のうち半導体受光素子４００との接合面を含む領域上には、はんだ部と直接的に接触しないように（即ち、はんだ材料と電気配線とが反応しないように）、それぞれ、バリアメタル部３０９〜３１１が形成されている。このように、電気配線３０６〜３０８をバリアメタル部３０９〜３１１で覆うことによって、はんだ材料が電気配線３０６〜３０８と直接的に接触しないためＡｕリッチになる部分の発生を防止することができ、はんだの濡れ面積不足を抑制することができる。
【００１０】
しかしながら、先行検討技術では、半導体受光素子とサブマウントとを接合させるためのはんだ材料が接合面からあふれ出た場合、半導体受光素子の電極が短絡して動作不良になる可能性がある。特に、近年の受信モジュールでは、高速応答が可能な半導体受光素子が採用されており、このような半導体受光素子では、電極と受光部とを近接させて配線容量を低減させているため、あふれ出たはんだ材料により、半導体受光素子の電極が短絡する可能性が高まっているという課題があることを本願発明者等は発見した。
【００１１】
例えば、上記のような半導体受光素子では、３００マイクロメートル四方程度の大きさの素子外形に対して半導体受光素子の電極の直径が５０〜８０マイクロメートル程度に設計されることが多い。これらの電極同士は互いに近接するため、はんだ部が融解する際に、あふれ出たはんだ材料により電極間が短絡する可能性が高くなる。
【００１２】
図１１は、先行検討技術の課題の一例を説明するための図１０のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１１に示すように、例えば、Ｎ型電極パッド４０２とダミー電極パッド４０３とが近接しているため、あふれ出たはんだ材料によって、これら電極間が短絡してしまう可能性がある。更に、半導体受光素子４００の外側にはんだ材料が漏れ出した場合は、はんだボール３１２が発生して配線短絡を引き起こす原因にもなる。
【００１３】
この点、サブマウント及び半導体受光素子の厚みや各電極の表面積に応じてはんだ材料の量を規定することによって、はんだ材料のはみ出し量を制御することも考えられる。しかし、はんだ材料の量を少なくしすぎると、濡れ面積不足が発生する可能性があり、はんだ材料の量を調整するだけでは受信モジュールの短絡を防止することが困難であった。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだによる短絡を確実に防止することが可能なはんだ接合デバイス及び受信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る受信モジュールは、電極を含む半導体受光素子と、はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲にはんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を含むサブマウントと、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様によれば、前記サブマウントは、前記接合面と前記トラップ領域との間に配置されるバリアメタルを更に含み、前記バリアメタルにより前記電気配線の接合面が囲まれていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一態様によれば、前記トラップ領域は、前記はんだと反応して合金化する金属を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様によれば、前記電極の表面はＡｕを主成分とし、前記はんだはＡｕＳｎ系はんだであり、かつ、前記トラップ領域の表面はＡｕであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の一態様によれば、前記バリアメタルの表面はＰｔまたはＰｄであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の一態様によれば、前記半導体受光素子は、複数の電極を含み、前記サブマウントは、複数の電気配線を含み、前記複数の電極の各々は、はんだにより前記複数の電気配線の何れかと接合され、前記トラップ領域は、前記複数の電気配線の各々の周囲に配置され、前記複数の電極と前記複数の電気配線とを接合させる際に融解したはんだを留めることによって、前記融解したはんだにより前記複数の電極間、及び前記複数の電気配線間が接合されることを防止する、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の一態様によれば、前記バリアメタルは、前記電極と前記電気配線とを接合させる際に発生するはんだの偏析を防止することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る受信モジュールは、電気配線を含むサブマウントと、はんだにより前記電気配線と接合された電極、及び前記電極の周囲にはんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を含む半導体受光素子と、を有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の一態様によれば、前記電気配線の周囲には、はんだ濡れにより前記はんだを留めるトラップ領域を更に備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る受信モジュールは、Ａｕを表面層に持つ電極を含む半導体受光素子と、ＡｕＳｎ系はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲に設けられＡｕを表面層に持つトラップ領域を含むサブマウントと、を有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の一態様によれば、前記サブマウントは、前記接合面と前記トラップ領域との間に前記接合面を囲むように配置され、ＰｔまたはＰｄを表面層に持つバリアメタルを更に有することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る受信モジュールは、更に、外部からの光を通過させる光ファイバと、前記光ファイバを通過した光を前記受信モジュールに入射させるレンズと、前記受信モジュールにより光電変換された信号を出力するリードピンと、を含むことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るはんだ接合デバイスは、Ａｕを表面層に持つ電極を含む素子と、ＡｕＳｎ系はんだにより前記電極に接合された電気配線、及び前記電気配線の接合面の周囲に設けられＡｕを表面層に持つトラップ領域を含む配線基板と、を有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の一態様によれば、前記配線基板は、前記接合面と前記トラップ領域との間に前記接合面を囲むように配置され、ＰｔまたはＰｄを表面層に持つバリアメタルを更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、はんだによる短絡を確実に防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る受信モジュールの概略構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る受信モジュールの概略図である。
【図３】はんだにより半導体受光素子がサブマウントに接合される前のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】はんだにより半導体受光素子がサブマウントに接合された後のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図５】変形例に係る受信モジュールの概略図である。
【図６】図５に示す半導体受光素子がサブマウントに接合される前のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図７】はんだにより半導体受光素子がサブマウントに接合された後のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図８】本願発明者等が本願に先立ち検討した先行検討技術の受信モジュールの概略図である。
【図９】はんだにより半導体受光素子がサブマウントに接合された場合のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１０】はんだ部と電気配線とが直接的に接触しないようにした、本願発明者等が本願に先立ち検討した他の先行検討技術の受信モジュールの一例を示す図である。
【図１１】先行検討技術の課題の一例を説明するための図１０のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るはんだ接合デバイスについて受信モジュールの実施形態を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る受信モジュールの概略構成の一例を示す概略断面図である。本実施形態に係る受信モジュール１は、全体収容部１０と、外部からの光を通過させる光ファイバ２１と、光ファイバ２１を通過した光を半導体受光素子２００に入射させるレンズ３１と、半導体受光素子２００により光電変換された信号を出力するリードピン４０と、サブマウント１００と、半導体受光素子２００と、を備えている。
【００３３】
全体収容部１０は、受信モジュール１の各部材を格納するための金属製の部材であり、光ファイバ収容部２０と、レンズ収容部３０と、を含んで構成される。光ファイバ収容部２０は、光ファイバ２１を格納するための金属製の円筒形状の部材である。光ファイバ収容部２０には、コネクタを備えた光ファイバ２１が外部から挿入される。レンズ収容部３０には、所定位置に形成された孔にレンズ３１がはめ込まれており、レンズ収容部３０はレンズ３１を支持する。
【００３４】
また、全体収容部１０の底面（リードピン４０が接続されている面）内部の中心軸からずれた位置に、高周波信号線が印刷された窒化アルミ等からなるサブマウント１００が搭載されている。サブマウント１００上には、光ファイバ２１及びレンズ３１を通る光を受光して、光に対応する光信号を電気信号に光電変換するフォトダイオード等からなる半導体受光素子２００が搭載されている。
【００３５】
なお、特に図示はしないが、全体収容部１０の底面の内部には、プリアンプなどの搭載素子が搭載されている。搭載素子やサブマウント１００及び半導体受光素子２００は、リードピン４０を介して、受信モジュール１の外部に存在するフレキシブル基板（図示せず）と電気的に接続されている。リードピン４０は、全体収容部１０の底面の外側から接続されている。半導体受光素子２００や搭載素子から出力される電気信号は、リードピン４０を経由してフレキシブル基板に伝送されることになる。
【００３６】
図２は、本発明に係る受信モジュールの概略図である。図２では、Ａｕを表面層に持つ電極を含む半導体受光素子２００と、はんだにより電極に接合された電気配線を含むサブマウント１００（実装部材）と、が接合される前後の様子を示している。ここでは、電極の表面はＡｕを主成分とし、はんだはＡｕＳｎ系はんだである。
【００３７】
半導体受光素子２００は、複数の電極（受光部２０１を動作させるための電極。Ｎ型電極パッド２０２、ダミー電極パッド２０３、及びＰ型電極パッド２０４の３つの電極を示す。）を含み、サブマウント１００は、複数の電気配線１０６〜１０８を含む。これら複数の電極の各々は、はんだにより複数の電気配線１０６〜１０８の何れかと接合されることになる。ここでは、３つの電極に対応する３つの電気配線１０６〜１０８が配置される。
【００３８】
また、サブマウント１００は、電極と電気配線とを接合させる際に発生するはんだの偏析を防止するバリアメタル１０９〜１１１を含む。バリアメタル１０９〜１１１は、はんだと電気配線１０６〜１０８（接合面）との間に配置される。図２に示すように、バリアメタル１０９〜１１１は、各電気配線１０６〜１０８が、それぞれＮ型電極パッド２０２、ダミー電極パッド２０３、及びＰ型電極パッド２０４と接合する接合面に配置される。即ち、バリアメタル１０９〜１１１により、各電気配線１０６〜１０８の接合面が囲まれている。
【００３９】
バリアメタル１０９〜１１１と、Ｎ型電極パッド２０２、ダミー電極パッド２０３、及びＰ型電極パッド２０４との間には、ＡｕＳｎ系はんだから成るはんだ部（例えば、Ｎ型電極はんだ部１０２、ダミー電極はんだ部１０３、及びＰ型電極はんだ部１０４）が配置される。バリアメタル１０９〜１１１の表面はＰｔ（白金）又はＰｄ（パラジウム）であり、ここでは、はんだ材料との反応が発生しにくいＴｉ／Ｐｔ（チタン／白金）又はＴｉ／Ｐｄ（チタン／パラジウム）等から成るバリアメタル１０９〜１１１を配置することによって、はんだ材料と電気配線１０６〜１０８とが直接的に接触しないので、金属の偏析部分の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、本発明に係る受信モジュール１では、電極と接合する複数の電気配線１０６〜１０８の接合面の周囲には、はんだ濡れによりはんだを留めるトラップ領域が備えられている。トラップ領域は、複数の電極と複数の電気配線１０６〜１０８とを接合させる際に融解したはんだを留めることによって、融解したはんだにより複数の電極間、及び複数の電気配線１０６〜１０８間が接合（短絡）されることを防止する。ここでは、トラップ領域は、電気配線１０６〜１０８がバリアメタル１０９〜１１１に覆われている面の周囲に配置される。トラップ領域は、はんだと反応して合金化する金属を含み、表面はＡｕである。Ａｕを表面層に持つトラップ領域は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ等の層から成る。
【００４１】
図３は、はんだにより半導体受光素子２００がサブマウント１００に接合される前のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、トラップ領域１０６ａ，１０７ａは、複数の電極間（例えば、Ｎ型電極パッド２０２とダミー電極パッド２０３との間）に配置され、融解したはんだにより当該複数の電極及び複数の電気配線１０６，１０７が接合されることを防止する。
【００４２】
図３に示すように、電気配線１０６，１０７とＮ型電極パッド２０２又はダミー電極パッド２０３とが接触する接触面を囲むようにして、トラップ領域１０６ａ，１０７ａが設けられている。バリアメタル１０９は、電気配線１０６の接合面とトラップ領域１０６ａとの間に配置され、バリアメタル１１０は、電気配線１０７の接合面とトラップ領域１０７ａとの間に配置されることになる。ここでは、図３のように、バリアメタル１０９，１１０は、それぞれ電気配線１０６，１０７の接合面を囲むように配置される。トラップ領域１０６ａ，１０７ａは、電気配線１０６，１０７のうちバリアメタル１０９，１１０に覆われていない領域（露出した領域）であり、はんだ材料と電気配線１０６，１０７の金属とが直接的に接触することによって、あふれ出た余剰分のはんだ材料をはんだ濡れにより留めておく領域である。
【００４３】
別の言い方をすれば、バリアメタル１０９，１１０が半導体受光素子２００に対向する側の面は、電気配線１０６，１０７が半導体受光素子２００に対向する側の面よりも小さく、電気配線１０６，１０７のうちバリアメタル１０９，１１０に覆われている面の周囲にトラップ領域１０６ａ，１０７ａが配置されることになる。
【００４４】
また、図３に示すように、本実施形態に係る受信モジュール１では、トラップ領域１０６ａ，１０７ａを超えて半導体受光素子２００が存在している。即ち、受信モジュール１を上面から見た場合（接合面の垂線方向から見た場合）に、トラップ領域１０６ａ，１０７ａは、半導体受光素子２００の内側に存在することになる。
【００４５】
図４は、はんだにより半導体受光素子２００がサブマウント１００に接合された後のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。Ｎ型電極はんだ部１０２及びダミー電極はんだ部１０３のはんだ材料は、組立設備による加熱により溶融し、半導体受光素子２００に加重することで押し広げられることになる。図４に示すように、当該押し広げられたはんだ材料は、Ｎ型電極パッド２０２及びダミー電極パッド２０３の接合面に濡れ広がる。
【００４６】
Ｎ型電極パッド２０２及びダミー電極パッド２０３がサブマウント１００に対向する側の面（接合面）は、バリアメタル１０９，１１０で覆われているため、はんだ材料と電気配線１０６，１０７とが直接的に接触しない。このため、はんだ材料と電気配線１０６，１０７との反応による偏析を防止することができる。はんだ材料のＡｕの偏析が発生しないため、融点が高くなる部分が発生せず、Ｎ型電極パッド２０２とダミー電極パッド２０３に満遍なくはんだ材料を濡れ広げることが可能になる。
【００４７】
また、半導体受光素子２００への加重が行われるため、余剰はんだ材料が接合箇所からあふれ出る可能性があるが、実施形態に係る受信モジュール１では、電気配線１０６，１０７の表面が完全にバリアメタル１０９，１１０に覆われているわけではなく、電気配線１０６，１０７のＡｕ部分が露出したトラップ領域１０６ａ，１０７ａが存在するので、あふれ出た余剰はんだ１０２ａ，１０３ａをはんだ濡れにより留めることができる。即ち、余剰分のはんだ材料が、接合時の濡れ広がりによりトラップ領域１０６ａ，１０７ａでトラップされるため、電気配線間の短絡を防止し、電極間の短絡を防ぐことができる。
【００４８】
上記のように、実施形態に係る受信モジュール１は、トラップ領域１０６ａ，１０７ａのＡｕ部分（電気配線１０６，１０７が露出した部分）が、半導体受光素子２００の下側に配置される。その結果、あふれ出た余剰分のはんだ材料がトラップ領域１０６ａ，１０７ａに押し付けられることによって、確実に余剰分のはんだ材料をトラップすることができるので、電極の短絡の発生及びはんだボールの発生を抑制することができる。また、トラップ領域１０６ａ，１０７ａでトラップしたはんだ材料はＡｕリッチ部分が発生する可能性はあるが、バリアメタル１０９，１１０で覆われた領域でＮ型電極パッド２０２及びダミー電極パッド２０３は接合されているため、濡れ面積不足が発生することを防止することもできる。
【００４９】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、実施形態においては、サブマウント１００側に余剰分のはんだ材料をトラップするためのトラップ領域を設けるようにしたが、半導体受光素子２００側にもトラップ領域を設けるようにしてもよい。即ち、トラップ領域を半導体受光素子とサブマウントの両者に設けてもよい。
【００５０】
図５は、変形例に係る受信モジュールの概略図である。図５に示す受信モジュール１のうち、図２において既に説明した構成と同一の符号を付された箇所については、説明を省略する。図５に示すように、変形例においては、半導体受光素子２００は、はんだにより電気配線と接合された電極の周囲（電極の端部から所定距離離れた位置）にはんだ濡れによりはんだを留めるトラップ領域２１０〜２１３を含む。これらトラップ領域２１０〜２１３は、電極と電気配線とを接合させる際に融解したはんだを留めることによって、当該融解したはんだにより電極が電気配線以外の部材に接合されることを防止するトラップ領域２１０〜２１３が備えられている。
【００５１】
例えば、トラップ領域２１０〜２１３は、Ａｕ等の金属を含んで構成される。トラップ領域２１０，２１３は、電極と半導体受光素子２００の端部との間に配置され、半導体受光素子２００の外部に向けてあふれ出す余剰分のはんだ材料をトラップして、はんだボールが発生することを防止する。一方、トラップ領域２１１，２１２は、電極間に配置され、接合すべき電極とは異なる電極に向けてあふれ出すはんだ材料をトラップし、電極間が短絡することを防止する。
【００５２】
図６は、図５に示す半導体受光素子２００がサブマウント１００に接合される前のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図６に示すように、Ｎ型電極パッド２０２の周囲にはトラップ領域２１０，２１１が配置され、ダミー電極パッド２０３の周囲にはトラップ領域２１２，２１３が配置される。
【００５３】
例えば、トラップ領域２１０，２１１は、サブマウント１００側のトラップ領域１０６ａと対向する位置に配置され、トラップ領域２１２，２１３は、サブマウント１００側のトラップ領域１０７ａと対向する位置に配置される。別の言い方をすれば、トラップ領域２１０，２１１は、電気配線１０６の端部から半導体受光素子２００に向けて伸ばした直線上に配置され、トラップ領域２１２，２１３は、電気配線１０７の端部から半導体受光素子２００に向けて伸ばした直線上に配置される。
【００５４】
図７は、はんだにより半導体受光素子２００がサブマウント１００に接合された後のＩＶ−ＩＶ線断面図である。実施形態と同様に、半導体受光素子２００とサブマウント１００とが接合される際には、組立設備による加熱によりはんだ材料が融解する。半導体受光素子２００に加重が行われると、余剰分のはんだ材料が周囲に飛び散る場合があるが、サブマウント１００側のトラップ領域又は半導体受光素子２００側のトラップ領域少なくとも一方によって、余剰はんだをトラップすることができる。
【００５５】
即ち、変形例においては、半導体受光素子２００側にもトラップ領域２１０〜２１３が配置されており、サブマウント１００側のトラップ領域１０６ａ，１０６ｂでトラップしきれない余剰分のはんだ材料が発生したとしても、確実に余剰分のはんだ材料をトラップすることができる（図７に示す余剰はんだ１０２ｂ，１０３ｂ）ので、電極間の短絡を防止することができる。また、トラップ領域２１０〜２１３と電極とを切り離しておく（両者を所定間隔だけ離す）ことによって、浮遊容量の増大を抑制することもできる。
【００５６】
なお、変形例においては、サブマウント１００と半導体受光素子２００との両者にトラップ領域を設ける場合を説明したが、これらの何れか一方のみにトラップ領域を設けるようにしてもよい。
【００５７】
また、実施形態及び変形例においては、はんだ部がＡｕＳｎにより構成され、電気配線がＡｕにより構成され、バリアメタルがＴｉ／Ｐｔ又はＴｉ／Ｐｄにより構成される場合を説明したが、これら各部材の金属は、公知の種々の素材を適用可能である。また、トラップ領域の表面がＡｕを含んで構成される場合を説明したが、トラップ領域に配置される金属は、余剰分のはんだ材料をトラップ可能な金属（即ち、はんだ材料と合金化反応する金属）を適用すればよい。
【００５８】
また、本発明は、はんだ部がＡｕＳｎ系のはんだ全般に対して適用することができる。ここで、ＡｕＳｎ系はんだとは、ＡｕとＳｎの合金だけでなく、ＡｕとＳｎの層を交互に複数多層して形成されるはんだ層も含む意味である。また、バリアメタルは、表面がＰｔもしくはＰｄである場合について説明したが、ＡｕＳｎ系はんだと反応しない金属であれば、本発明に適用できる。上記では、ＡｕＳｎ系はんだを例としたが、他のはんだにおいても本発明の思想を適用することが可能である。
【００５９】
また、Ｎ型電極パッド２０２とダミー電極パッド２０３との短絡を防止するためのトラップ領域について説明したが、他の電極についても実施形態及び変形例と同様であり、余剰分のはんだ材料をトラップするためのトラップ領域を設けておくことによって、電極の短絡を防止することができる。
【００６０】
また、上記においては、受信モジュール１に含まれる電極が３つである場合を例に挙げて説明したが、電極の数は任意であってよい。電極の数に応じたトラップ領域を配置することによって、余剰はんだによる電極の短絡を防止するようにすればよい。
【００６１】
また、上記実施形態及び変形例では、はんだ接合デバイスに含まれる素子として半導体受光素子２００を一例に挙げ、はんだ接合デバイスの配線基板としてサブマウント１００を一例に挙げて、半導体受光素子をチップキャリアにはんだ接合するはんだ接合デバイスを例として本願発明に係る技術を説明した。この本願発明の思想は半導体受光素子には限定されず、上記の実施形態及び変形例で説明したような課題を持つ素子をチップキャリアのような配線基板とはんだ接合する場合に適用して好適である。例えば、素子として高密度に配置された複数の電極パッドを有する高集積Ｓｉ半導体素子をフリップチップ実装するような場合が考えられる。
【符号の説明】
【００６２】
１，２  受信モジュール、１０  全体収容部、２０  光ファイバ収容部、２１  光ファイバ、３０  レンズ収容部、３１  レンズ、４０  リードピン、１００，３００，３０１  サブマウント、１０２，３０２  Ｎ型電極はんだ部、１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ  余剰はんだ、１０３，３０３  ダミー電極はんだ部、１０４，３０４  Ｐ型電極はんだ部、１０５，３０５  ダンピング抵抗、１０６，１０７，１０８，３０６，３０７，３０８  電気配線、１０６ａ，１０７ａ  トラップ領域、１０９，１１０，１１１，３０９，３１０，３１１  バリアメタル、２００，４００  半導体受光素子、２０１，４０１  受光部、２０２，４０２  Ｎ型電極パッド、２０３，４０３  ダミー電極パッド、２０４，４０４  Ｐ型電極パッド、２０５，２０６，２０７，２０８，４０５，４０６，４０７，４０８  メサ部、２１０，２１１，２１２，２１３  トラップ領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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