JP2006024936A - 発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板300と、基板上に第2極性不純物が注入して拡散させ、拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第1拡散層310と、第1拡散層の一部を露出させる第1開口341aと基板領域の一部を露出させる第2開口341bとを備えて基板上に形成される絶縁層340と、絶縁層上に形成され、第1開口を通じて第1拡散層に接続される第1電極ライン351と、第2開口を通じて基板領域に接続される第2電極ライン352を含む。シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いて拡散マスクを使用せずツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板を製造して、製造工程を縮めて製造費用を節減し、発光素子を直接にフリップチップボンディングして、発光素子と定電圧素子をパッケージングする工程を単純化する。
【選択図】図5
Description
そして、蛍光物質を用いたり色を組み合わせることにより高効率の白色光線の実現が可能である。
それから、光透過が容易な透明電極で、電流拡散層106をp-接触層105の上部に形成し、外部回路との電気的な接続のために電流拡散層106とn-接触層103の上部それぞれにp-電極(107-p)とn-電極(107―n)を形成してLED素子100を製造する。
一方、このような発光素子は、静電気やサージ電圧が発生すれば、過渡な電荷が半導体層に流れ込むことにより発光素子を破壊する。
このように、ツェナーダイオードは、保護素子として使用されるほか、入力電圧または負荷の変化に対して負荷電圧を一定に保つ定電圧素子としても多用されている。
そして、基板に選択的に不純物を拡散させるために、拡散マスク202(一般にシリコン酸化膜を使用)を基板の上下面に蒸着し、基板の上面に存する拡散マスクを選択的にエッチングしてパタニングする(図3b)。
その後、拡散マスクを除去し(図3d)、基板201の上面に保護膜203を蒸着した後、基板201の拡散された領域"D"を露出させる(図3e)。
そして、発光ダイオードのN電極とP電極の高さに段差がある場合、絶縁層の厚さは発光ダイオード電極高さの段差として決定されるが、発光ダイオードがサブマウント基板にボンディングされる時、傾くことなく取付けられるので信頼性を向上する。
その後、基板300の上面と下面に第1極性不純物と極性が異なる第2極性不純物を注入して 拡散させた第1及び第2拡散層310、311を形成する(図4b)。
ここで、溝330を形成することは、結晶方向による異方性湿式エッチング(基板300がシリコン基板の場合、[100]面のエッチング率は高く、[111]面のエッチング率は低く、エッチングを施すと、図4dのような形態の湿式エッチング面が得られる。
その後、マスク層321の除去により露出された第1拡散層310と溝330の上部に絶縁層340を形成する(図4e)。
そして、第1及び第2電極ライン351、352にフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備える。
ここで、基板300はシリコン基板が望ましい。
その後、第1及び第2領域が形成されれば、マスク層510を除去する。
ここで、第2領域にはV形状にエッチングするのが望ましい。
また、第2基板領域は、V形グルーブ状の溝391a、391bにより作られることがさらに望ましい。
310、311 : 拡散層
321、322、510、520 : マスク層
330、380、390、391a、391b : 溝
340、520 : 絶縁層
341a、341b : 開口
351、352、531、532 : 電極ライン
361、362、561、562 : ソルダー金属パッド
400、700 : 発光ダイオード
401、402、701、702 : 電極
Claims (20)
- 第1極性不純物がドーピングされた基板と、
前記基板の上部に、第1極性不純物と極性が異なる第2極性不純物を注入して拡散させ、さらに拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第1拡散層と、
前記両分された第1拡散層のうち一領域の一部を露出させる第1開口と、前記拡散領域が存在しない基板領域の一部を露出させる第2開口とを備えて、前記基板の上部に形成される絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、前記第1開口を通じて第1拡散層に接続される第1電極ラインと、
前記第2開口を通じて基板領域に接続される第2電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板。 - 前記拡散領域が存在しない基板領域は、前記基板内部の一部まで除去して形成された溝により作られることを特徴とする請求項1に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記溝の側壁は、傾斜していることを特徴とする請求項2に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記第1及び第2電極ラインにフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記第1及び第2電極ラインにボンディングされる発光ダイオードの電極間に段差がある場合、
前記発光ダイオードが水平な平衡状態にボンディングされるように、前記発光ダイオードの電極がボンディングされる領域の絶縁層は、前記発光ダイオードの電極高さの段差に対応する厚さに形成されていることを特徴とする請求項5に記載の発光素子実装用サブマウント基板。 - 第1極性不純物がドーピングされた基板と、
前記基板の上部に第1極性不純物と極性が異なる第2極性不純物を注入かつ拡散して、拡散領域が存在しない第1基板領域を挟んで両分されており、さらに両分されたそれぞれが、拡散領域が存在しない第2基板領域を挟んで分かれている第1拡散層と、
前記第1基板領域と第2基板領域との間に存在するそれぞれの第1拡散層の一部を露出させる第1及び第2開口を備えて、前記基板の上部に形成される絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、前記第1開口を通じて第1拡散層に接続される第1電極ラインと、
前記第2開口を通じて基板領域に接続される第2電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板。 - 前記拡散領域が存在しない第1及び第2基板領域は、前記基板内部の一部まで除去されて形成された溝により作られることを特徴とする請求項7に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記第2基板領域は、V形状の溝により作られることを特徴とする請求項7に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記第1及び第2電極ラインにフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記第1基板領域を作る溝の側壁は、傾斜していることを特徴とする請求項8に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項7に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
- 第1極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、
前記基板の上面と下面に、前記第1極性不純物と極性が異なる第2極性不純物を注入かつ拡散して、第1及び第2拡散層を形成する段階と、
前記基板の上面に、前記第1拡散層の一部を露出させるマスク層を形成する段階と、
前記露出された第1拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成し、マスク層を除去する段階と、
前記マスク層の除去により露出された第1拡散層と前記溝の上部に絶縁層を形成する段階と、
前記第1拡散層及び溝の一部領域に存在する絶縁層をエッチングして、第1拡散層が露出された第1コンタクト領域と、前記基板内部領域が露出された第2コンタクト領域とを形成する段階と、
前記第1コンタクト領域を通じて第1拡散層に接続される第1電極ラインと、前記第2コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第2電極ラインと、を形成する段階とを含んでいることを特徴とする発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。 - 第1極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、
前記基板の上面と下面に、前記第1極性不純物と極性が異なる第2極性不純物を注入かつ拡散して、第1及び第2拡散層を形成する段階と、
前記基板の上面と下面のそれぞれにマスク層を形成し、前記基板の上面に存在するマスク層の一部を除去して、発光ダイオードが接合される第1領域と、第1領域の両側方向にそれぞれ離隔された拡散層を分離するための第2領域とを形成して、マスク層を除去する段階と、
前記第1及び第2領域の第1拡散層と基板内部をエッチングする段階と、
前記エッチングされた領域を含んで前記基板の上部に絶縁層を形成する段階と、
前記第1及び第2領域間の絶縁層をエッチングして、第1拡散層が露出される第1及び第2コンタクト領域を形成する段階と、
前記第1コンタクト領域を通じて第1拡散層に接続される第1電極ラインと、前記第2コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第2電極ラインと、を形成する段階とを含んで構成された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。 - 前記溝は、側壁が傾斜した溝であることを特徴とする請求項13に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
- 前記第1及び第2領域の第1拡散層と基板内部をエッチングする段階において、
前記第2領域は、V形状にエッチングすることを特徴とする請求項14に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。 - 前記第1及び第2領域の第1拡散層と基板内部をエッチングする段階において、
前記第1領域は、側壁が傾斜した溝形状にエッチングされることを特徴とする請求項14に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。 - 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項13または14に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
- 前記第1及び第2電極ラインを形成した後、前記第1及び第2電極ラインに発光ダイオードをフリップチップボンディングする段階をさらに備えることを特徴とする請求項13または14に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
- 前記露出された第1拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成することは、湿式エッチング工程を行なって、前記露出された第1拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成することを特徴とする請求項13に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
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