JP2006128178A - Fine tile-like element, method of manufacturing the same, semiconductor integrated circuit, an electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微小タイル状素子、微小タイル状素子の製造方法、半導体集積回路、電気光学装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a micro tile element, a method for manufacturing the micro tile element, a semiconductor integrated circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
シリコン半導体基板上に、ガリウム・ヒ素製の面発光レーザ(VCSEL)、フォトダイオード(PD)又は高電子移動度トランジスタ(HEMT)などを設けたり、液晶ディスプレイ(LCD)の各画素の薄膜トランジスタ(TFT)の代わりに微小シリコントランジスタをガラス基板へ貼り付けるというような、半導体素子を材質の異なる基板上に形成する技術が考えられている。 A gallium arsenide surface emitting laser (VCSEL), photodiode (PD), high electron mobility transistor (HEMT), etc. are provided on a silicon semiconductor substrate, and a thin film transistor (TFT) for each pixel of a liquid crystal display (LCD). A technique for forming a semiconductor element on a substrate made of a different material, such as attaching a micro silicon transistor to a glass substrate instead of the above, is considered.
このような材質の異なる半導体を有する集積回路としては、オプトエレクトロニクス集積回路(OEIC)が挙げられる。オプトエレクトロニクス集積回路は、光による入出力手段を備えた集積回路である。集積回路内での信号処理は電気信号を用いて行うが、集積回路の外との入出力は光信号を用いて行う。 As an integrated circuit including semiconductors of different materials, an optoelectronic integrated circuit (OEIC) can be given. An optoelectronic integrated circuit is an integrated circuit provided with input / output means using light. Signal processing within the integrated circuit is performed using electrical signals, but input / output from / to the outside of the integrated circuit is performed using optical signals.
また、半導体素子を材質の異なる基板上に形成する技術としては、エピタキシャルリフトオフ(ELO)法がある。エピタキシャルリフトオフ法とは、半導体基板上に半導体デバイス(機能素子)を形成し、その基板における表層であって前記半導体デバイスを含む層(機能層)のみを、微小タイル形状にその半導体基板から切り離す手法である。その切り離されてなる微小タイル状素子は、例えば化合物半導体からなる面発光レーザを構成する。その微小タイル状素子は、例えば集積回路を備えるシリコン基板(最終基板)に貼り付けられてオプトエレクトロニクス集積回路を構成する(例えば、特許文献1参照)。
ところで、エピタキシャルリフトオフ法による微小タイル状素子の製法としては、次に示す工程が考えられている。図8は、エピタキシャルリフトオフ法の一例を示す模式断面図である。
第1に、基板50上に犠牲層51を形成し、その犠牲層51上に機能層52を形成する(図8(a)参照)。
第2に、基板50の上面側について、所望の微小タイル状素子となる領域を取り囲むように、分離溝53を形成する。分離溝53の深さは犠牲層51よりも深くする(図8(a)参照)。
第3に、機能層52の上面に保持フィルム(図示せず)を貼り付ける。
第4に、分離溝53に選択エッチング液を注入し、犠牲層51のみを選択的にエッチングする(図8(b)参照)。
第5に、犠牲層51が全てエッチングされると、機能層52は微小タイル形状に基板50から分離され、微小タイル素子70が形成される(図8(c)参照)。
第6に、保持フィルムに保持されている微小タイル素子70を最終基板などへ転写する。
By the way, as a manufacturing method of the micro tile element by the epitaxial lift-off method, the following steps are considered. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the epitaxial lift-off method.
First, a
Second, a
Third, a holding film (not shown) is attached to the upper surface of the
Fourth, a selective etching solution is injected into the
Fifth, when all of the
Sixth, the
しかしながら、上記製法における第4の工程では問題点がある。すなわち、上記第4の工程において、犠牲層51は、分離溝53に露出した部分からエッチングが開始され、ほぼ水平にエッチングが進行していく。犠牲層51の平面形状は、エッチング開始前は分離溝53で囲まれており、その後に作成される微小タイル状素子70の外形と一致している(図8(a)参照)。
However, there is a problem in the fourth step in the above manufacturing method. That is, in the fourth step, the
その後、犠牲層51は、選択エッチングが進むにつれ中心に向かって縮小していく。換言すれば、犠牲層51は、選択エッチングが進むについて、犠牲層51の外縁から内側に向かって削除されていく。このエッチングは平面的にほぼ均等な速度で進行することが経験的に分かっている。そのため選択エッチングの終了直前には、犠牲層51が微小タイル状素子(機能層52)の中央部にわずかに残った状態となる(図8(b)参照)。
Thereafter, the
このとき、機能層52は、基板50の上で、わずかに残った犠牲層51を介して支えられている状態となる。この状態で基板50又は機能層52などに衝撃又は振動など何らかの外力が加わると、わずかな残存犠牲層51に応力が集中し、その集中部位の近傍に破断などが生じる。この破断で生じた破断面60が犠牲層51内部に留まればなんら問題ない。しかし、かかる破断面60が微小タイル状素子70の内部に侵入し、その微小タイル状素子70の機能部が欠損などすると不具合が生じてしまう。
At this time, the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、不具合などがなく信頼性の高い微小タイル状素子、微小タイル状素子の製造方法、半導体集積回路、電気光学装置及び電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、微小タイル状素子の一部に欠損又はクラックなどがあっても、所望の機能を信頼性高く発揮できる微小タイル状素子、微小タイル状素子の製造方法、半導体集積回路、電気光学装置及び電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、製造工程において微小タイル状素子の一部に欠損又はクラックなどが生じても、所望の機能を発揮できる微小タイル状素子を歩留まり高く提供できる微小タイル状素子、微小タイル状素子の製造方法、半導体集積回路、電気光学装置及び電子機器の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable micro tile-shaped element that is free from defects and the like, a method for manufacturing the micro tile-shaped element, a semiconductor integrated circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus. To do.
Further, the present invention provides a micro tile element that can reliably perform a desired function even if a part of the micro tile element has a defect or a crack, a method for manufacturing the micro tile element, a semiconductor integrated circuit, an electric circuit An object is to provide an optical device and an electronic device.
The present invention also provides a micro tile element and a micro tile element that can provide a high yield of micro tile elements that can perform a desired function even when a defect or crack occurs in a part of the micro tile elements in the manufacturing process. An object of the present invention is to provide a manufacturing method, a semiconductor integrated circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の微小タイル状素子は、少なくとも電子機能素子を備えるとともに、タイル形状をした微小タイル状素子であって、前記電子機能素子の機能部は、前記タイル形状の平面を見たときに、該平面における長手方向の対称軸(中心線)に重ならないように、配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、不具合などがなく信頼性の高い微小タイル状素子を簡便に提供することができる。すなわち、例えば平面が長方形状の微小タイル状素子をエピタキシャルリフトオフ法で製造する場合、図8(b)に示すように、その平面の中央部(長手方向の対称軸の近傍)に犠牲層51がわずかに残る。そこで、その長手方向の対称軸の近傍に欠損又はクラックなどが生じやすくなる。本発明では、微小タイル状素子の平面における長手方向の対称軸上を避けて、機能部を配置している。したがって、本発明の微小タイル状素子は、欠損又はクラックなどが発生しない領域に機能部が配置されているので、微小タイル状素子の一部に欠損又はクラックなどがあっても、所望の機能を信頼性高く発揮できる。
本発明における微小タイル状素子の平面形状は、例えば縦横が数十〜数百μmの長方形とすることができる。この場合、例えば、その平面における長手方向の対称軸を中心に幅5μmの領域を避けて、前記電子機能素子の機能部を配置することとしてもよい。
In order to achieve the above object, the micro tile element of the present invention is provided with at least an electronic functional element and is a tile-shaped micro tile element, and the functional part of the electronic functional element has the tile shape. When the plane is viewed, it is arranged so as not to overlap with the longitudinal symmetry axis (center line) in the plane.
According to the present invention, it is possible to easily provide a highly reliable micro tile-shaped element that is free from defects and the like. That is, for example, when a micro tile element having a rectangular plane is manufactured by the epitaxial lift-off method, as shown in FIG. 8B, the
The planar shape of the micro tile-like element in the present invention can be a rectangle having, for example, several tens to several hundreds μm in length and width. In this case, for example, the functional unit of the electronic functional element may be arranged avoiding a region having a width of 5 μm around the symmetry axis in the longitudinal direction in the plane.
上記目的を達成するために、本発明の微小タイル状素子は、少なくとも電子機能素子を備えるとともに、タイル形状をした微小タイル状素子であって、前記電子機能素子の機能部は、前記タイル形状の平面を見たときに、該平面の外縁から内側に向かって所定距離以内の領域に、配置されていることを特徴とする。
前記所定距離は、前記タイル形状の平面について、該タイル形状の外縁全体から内側に向かって均等に徐々に削除していき、残った平面の面積が削除前の平面の面積の所定割合(例えば5%)となったとき、該残った平面の外縁と削除前の平面の外縁との間隔と、同一値とすることが好ましい。
本発明によれば、例えば上記エピタキシャルリフトオフ法で微小タイル状素子を製造したときに、その微小タイル状素子の一部に欠損又はクラックなどが生じても、その欠損又はクラックなどが機能部へダメージを与えることを回避できる。すなわち、微小タイル状素子をエピタキシャルリフトオフ法で製造する場合、図8(b)に示すように、その平面の中央部に犠牲層51がわずかに残る。この犠牲層51がわずかに残る領域は、エッチングによって微小タイル状素子の外縁全体が内側に向かって均等に徐々に削除されていって残った領域となる。そして、残った平面(領域)の面積が削除前の平面の面積の所定割合(例えば5%)となったときに、そのわずかな残存犠牲層51に応力が集中して破断などが生じる可能性が高い。したがって、微小タイル状素子の平面を見たときに、わずかな残存犠牲層51と重ならないように、機能部を配置することで、上記欠損などによる機能部へのダメージを回避できる。ここで、わずかな残存犠牲層51と重ならない領域は、微小タイル状素子の外縁から内側に向かって上記所定距離以内の領域となる。そこで、本発明は、製造工程において微小タイル状素子の一部に欠損又はクラックなどが生じても、所望の機能を発揮できる微小タイル状素子を歩留まり高く提供できる。
In order to achieve the above object, the micro tile element of the present invention is provided with at least an electronic functional element and is a tile-shaped micro tile element, and the functional part of the electronic functional element has the tile shape. When the plane is viewed, it is arranged in a region within a predetermined distance from the outer edge of the plane to the inside.
The predetermined distance is that the tile-shaped plane is gradually and gradually deleted inward from the entire outer edge of the tile shape, and the area of the remaining plane is a predetermined ratio of the area of the plane before deletion (for example, 5 %), The interval between the outer edge of the remaining plane and the outer edge of the plane before deletion is preferably set to the same value.
According to the present invention, for example, when a micro tile element is manufactured by the above-described epitaxial lift-off method, even if a defect or a crack occurs in a part of the micro tile element, the defect or the crack damages the functional part. Can be avoided. That is, when a micro tile-shaped element is manufactured by the epitaxial lift-off method, the
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が、発光素子、受光素子、増幅素子、スイッチング素子のいずれかであることが好ましい。
本発明によれば、例えば本発明に係る微小タイル状素子を、集積回路を備える最終基板に貼り付け配線接続などをすることにより、高密度実装のオプトエレクトルニクス集積回路などを簡便に且つ低コストで構成することができる。
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is any one of a light emitting element, a light receiving element, an amplifying element, and a switching element.
According to the present invention, for example, a micro tile-like element according to the present invention is attached to a final substrate including an integrated circuit and connected to a wiring, so that a high-density mounting optoelectronic integrated circuit or the like can be easily and low-cost. Can be configured.
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が、面発光レーザ、ヘテロバイポーラトランジスタ、フォトダイオード、発光ダイード、高電子移動度トランジスタ、インダクタ、キャパシタ及び抵抗のいずれかであることが好ましい。 In the micro tile element of the present invention, the electronic functional element is preferably a surface emitting laser, a heterobipolar transistor, a photodiode, a light emitting diode, a high electron mobility transistor, an inductor, a capacitor, or a resistor. .
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が面発光レーザであり、前記機能部が前記面発光レーザの発光部であることが好ましい。
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が面発光レーザであり、前記機能部が前記面発光レーザの電流狭窄部であることが好ましい。
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が面発光レーザであり、前記機能部が前記面発光レーザの共振器の一部をなす柱部であることが好ましい。
本発明によれば、面発光レーザを備える微小タイル状素子を構成したときに、その微小タイル状素子の製造工程で欠損又はクラックなどが生じても、その欠損などが面発光レーザの機能に影響を与えることを回避できる。したがって、本発明は、製造工程において歩留まりを高めることができ、低コストで製造できる微小タイル状素子からなる面発光レーザを提供することができる。
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a surface emitting laser and the functional part is a light emitting part of the surface emitting laser.
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a surface emitting laser and the functional part is a current confinement part of the surface emitting laser.
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a surface emitting laser and the functional part is a column part forming a part of a resonator of the surface emitting laser.
According to the present invention, when a micro tile-shaped element including a surface emitting laser is configured, even if a defect or a crack occurs in the manufacturing process of the micro tile element, the defect or the like affects the function of the surface emitting laser. Can be avoided. Therefore, the present invention can provide a surface emitting laser including a micro tile-like element that can increase the yield in the manufacturing process and can be manufactured at low cost.
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子がヘテロバイポーラトランジスタであり、前記機能部が前記ヘテロバイポーラトランジスタのエミッタ部であることが好ましい。
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子がヘテロバイポーラトランジスタであり、前記機能部が前記ヘテロバイポーラトランジスタのベース部であることが好ましい。
本発明によれば、ヘテロバイポーラトランジスタを備える微小タイル状素子を構成したときに、その微小タイル状素子の製造工程で欠損又はクラックなどが生じても、その欠損などがヘテロバイポーラトランジスタの機能に影響を与えることを回避できる。したがって、本発明は、製造工程において歩留まりを高めることができ、低コストで製造できる微小タイル状素子からなるヘテロバイポーラトランジスタを提供することができる。
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a hetero bipolar transistor, and the functional part is an emitter part of the hetero bipolar transistor.
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a hetero bipolar transistor, and the functional part is a base part of the hetero bipolar transistor.
According to the present invention, when a micro tile element including a hetero bipolar transistor is configured, even if a defect or a crack occurs in the manufacturing process of the micro tile element, the defect affects the function of the hetero bipolar transistor. Can be avoided. Therefore, the present invention can increase the yield in the manufacturing process, and can provide a heterobipolar transistor including a micro tile-shaped element that can be manufactured at low cost.
また、本発明の微小タイル状素子は、前記電子機能素子が受光素子であり、前記機能部が前記受光素子の受光部であることが好ましい。
本発明によれば、受光素子を備える微小タイル状素子を構成したときに、その微小タイル状素子の製造工程で欠損又はクラックなどが生じても、その欠損などが受光素子の機能に影響を与えることを回避できる。したがって、本発明は、製造工程において歩留まりを高めることができ、低コストで製造できる微小タイル状素子からなる受光素子を提供することができる。
In the micro tile element of the present invention, it is preferable that the electronic functional element is a light receiving element, and the functional part is a light receiving part of the light receiving element.
According to the present invention, when a micro tile element including a light receiving element is configured, even if a defect or a crack occurs in the manufacturing process of the micro tile element, the defect affects the function of the light receiving element. You can avoid that. Therefore, the present invention can increase the yield in the manufacturing process, and can provide a light receiving element including a micro tile element that can be manufactured at low cost.
上記目的を達成するために、本発明の半導体集積回路は、前記微小タイル状素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば本発明に係る微小タイル状素子を、集積回路を備える最終基板に貼り付け配線接続などをすることにより、高密度実装が可能であり高速動作なども可能な各種半導体集積回路を、低コストで提供することができる。
In order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes the micro tile element.
According to the present invention, for example, a micro tile-like element according to the present invention is attached to a final substrate equipped with an integrated circuit and connected by wiring, etc., so that various types of semiconductor integrated devices capable of high-density mounting and high-speed operation are provided. Circuits can be provided at low cost.
上記目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、前記微小タイル状素子又は前記半導体集積回路を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、容易にコンパクト化でき、かつ高性能な電気光学装置を低コストで提供することができる。
In order to achieve the above object, an electro-optical device according to the present invention includes the micro tile element or the semiconductor integrated circuit.
According to the present invention, it is possible to easily provide a compact and high-performance electro-optical device at low cost.
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、前記微小タイル状素子、前記半導体集積回路又は前記電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、容易にコンパクト化でき、かつ高性能な電子機器を低コストで提供することができる。
In order to achieve the above object, an electronic apparatus according to the present invention includes the micro tile element, the semiconductor integrated circuit, or the electro-optical device.
According to the present invention, it is possible to easily provide a compact and high-performance electronic device at low cost.
上記目的を達成するために、本発明の微小タイル状素子の製造方法は、基板上に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層上に、電子機能素子を有してなる機能層を形成する工程と、前記犠牲層をエッチングすることにより、前記機能層を前記基板から切り離して微小タイル状素子を形成する工程とを有し、前記機能層を形成する工程は、前記微小タイル状素子を形成する工程で形成される前記微小タイル状素子の平面形状における長手方向の対称軸(中心線)に重ならないように、前記電子機能素子の機能部を配置することを特徴とする。
本発明によれば、エッチングにより機能層を基板から切り離して微小タイル状素子を形成する工程において、その微小タイル状素子の中央部(長手方向の対称軸の近傍)に欠損などが生じる場合がある。しかし、その欠損などが生じる可能性の高い長手方向の対称軸の近傍を避けて、機能部を配置している。したがって、本発明は、例えばエピタキシャルリフトオフ法を用いて微小タイル状素子を製造するときに、所望の機能を発揮できる微小タイル状素子を歩留まり良く製造することができる。
In order to achieve the above object, a method for producing a micro tile element according to the present invention includes a step of forming a sacrificial layer on a substrate, and a functional layer having an electronic functional element on the sacrificial layer. And the step of separating the functional layer from the substrate to form a micro tile element by etching the sacrificial layer, and the step of forming the functional layer forms the micro tile element. The functional part of the electronic functional element is arranged so as not to overlap with the longitudinal symmetry axis (center line) in the planar shape of the micro tile-like element formed in the step.
According to the present invention, in the step of forming the micro tile-like element by separating the functional layer from the substrate by etching, a defect or the like may occur in the central portion (near the longitudinal axis of symmetry) of the micro tile element. . However, the functional portion is arranged avoiding the vicinity of the symmetry axis in the longitudinal direction where the defect or the like is likely to occur. Therefore, according to the present invention, for example, when a micro tile element is manufactured using an epitaxial lift-off method, a micro tile element that can exhibit a desired function can be manufactured with a high yield.
以下、本発明の実施形態に係る微小タイル状素子について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る微小タイル状素子の一例を示す模式平面図である。本実施形態では、電子機能素子として面発光レーザを備える微小タイル状素子1Aを、例に挙げて説明する。
Hereinafter, a micro tile element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a micro tile element according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a micro tile element 1A including a surface emitting laser as an electronic functional element will be described as an example.
本実施形態の微小タイル状素子1Aは、平面について見たときに、長方形のタイル外形(タイル形状)2となっている。そして、微小タイル状素子1Aのサイズは、例えば縦横が数十μmから数百μm、厚さを数μmから数十μとすることができる。また、図1においては、微小タイル状素子1Aのタイル外形2についての長手方向の対称軸3も示している。なお、対称軸3は、タイル外形2における対向する2つの長辺の丁度中間に位置している。
The micro tile element 1A of the present embodiment has a rectangular tile outer shape (tile shape) 2 when viewed from a plane. The size of the micro tile element 1A can be, for example, several tens to several hundreds μm in length and width, and several μm to several tens μm in thickness. FIG. 1 also shows a
微小タイル状素子1Aに備えられている面発光レーザ10は、柱部4と、狭窄部(電流狭窄部)5とを少なくとも有している。この柱部4及び狭窄部5は、面発光レーザ10の機能部をなすものである。柱部4は面発光レーザ10の共振器の少なくとも一部をなす。面発光レーザ10の共振器は、例えば下部DBRと、活性層と、上部DBRと、狭窄部5とで構成される。そして、柱部4は、例えば活性層と、上部DBRと、狭窄部5とで構成される。また、柱部4は、円柱形状を有しており、その円柱形状の上面又は下面が微小タイル状素子の平面に露出している。その柱部4の上面又は下面のほぼ中心が発光部(光出射口)となっている。狭窄部5は、柱部4内の例えば上部DBR内に設けられており、柱部4の円柱形状の中心軸を同軸としたドーナツ形状をしている。狭窄部5は、共振器内で流れる電流の流域を画定して、閾値電流の低下や、ビーム幅を狭める作用をする。狭窄部5における電流流域はドーナツ形状の孔部分(狭窄孔)である。
The
また、微小タイル状素子1Aでは、その平面を見たときに図1に示すように、面発光レーザ10の中心位置(発光部)を、タイル外形2についての長手方向の対称軸3から、意識的にずれた所に配置している。そして、面発光レーザ10における柱部4は対称軸3に重なっているが、狭窄部5の狭窄孔は対称軸3とは重ならないように配置されている。
Further, in the micro tile element 1A, when the plane is viewed, the center position (light emitting portion) of the
これらにより、本実施形態によれば、微小タイル状素子1Aにおいて、対称軸3上に欠損又はクラックなどがあっても、その欠損などは面発光レーザ10における狭窄部5の狭窄孔の外側に位置することとなる。したがって、その欠損などが面発光レーザ10の基本的な性能に影響を及ぼす確率を非常に小さくすることができる。したがって、微小タイル状素子1Aは、対称軸3上に欠損又はクラックなどがあっても、所望の機能を発揮できる面発光レーザ10を備えることができる。
Thus, according to the present embodiment, even if there is a defect or a crack on the
また、図1に示す微小タイル状素子1Aでは、対称軸3上から狭窄部5の狭窄孔を外した配置としているが、この代わりに、対称軸3上から柱部4を外した配置としてもよい。このようにすると、対称軸3上に存在する欠損などが面発光レーザ10に与える影響をさらに低減できる。したがって、より信頼性の高い面発光レーザ10を備えた微小タイル状素子1Aを構成することができる。
Further, in the micro tile element 1A shown in FIG. 1, the narrow hole of the narrow portion 5 is removed from the
また、本実施形態の微小タイル状素子1Aは、対称軸3上から面発光レーザ10の発光部(レーザ出射口)のみを外した配置構成としてもよい。このようにすると、面発光レーザ10の構成で最重要となる発光部と、対称軸3上に存在する欠損などとが重なることを回避でき、その欠損などが面発光レーザ10に与える影響を低減できる。したがって、従来よりも信頼性の高い面発光レーザ10を備えた微小タイル状素子1Aを構成することができる。
Further, the micro tile-like element 1A of the present embodiment may have an arrangement configuration in which only the light emitting portion (laser emission port) of the
図2は本実施形態に係る微小タイル状素子の作用・効果を説明するための模式平面図である。すなわち図2に示す微小タイル状素子1Bは、図1に示す微小タイル状素子1Aの製造途中における状態の一例である。微小タイル状素子1Aは図8に示すエピタキシャルリフトオフ法を用いて製造できる。微小タイル状素子1Bのタイル外形2は、微小タイル状素子1Aのタイル外形2に相当する。
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the operation and effect of the micro tile element according to the present embodiment. That is, the
そして、図2に示す状態は、図8(b)に示す状態に対応している。この状態は、機能層の下層である犠牲層をエッチングしている状態である。エッチング前においては、犠牲層はタイル外形2と同じ平面形状となっている。犠牲層のエッチングは、タイル外形2の外周よりほぼ等方的に進行する。換言すれば、犠牲層のエッチングは、タイル外形2の外縁(4辺)から内側に向かって、すなわち矢印21の向きに進んでいく。また、かかるエッチングは、タイル外形2の4辺それぞれから同じ速度で進む。これを示すために各矢印21の長さを同一としている。そして、エッチングの最終段階では、図2に示すように、長手方向の対称軸3に沿って線状に犠牲層20が残る。このわずかに残った犠牲層20には、図8(b)について説明したように応力が集中する。したがって、わずかに残った犠牲層20の領域又はその近傍で欠損又はクラックなどが発生し易くなる。
The state shown in FIG. 2 corresponds to the state shown in FIG. This state is a state where the sacrificial layer which is the lower layer of the functional layer is etched. Before the etching, the sacrificial layer has the same planar shape as the tile
本実施形態の微小タイル状素子1Aは、この欠損などが発生し易い対称軸3を避けて、狭窄部5などの電子機能素子の機能部を配置している。そこで、たとえ上記応力集中などにより欠損などが生じても、かかる機能部へ直接的タメージが及ぶことを回避できる。したがって、本実施形態によれば、従来よりも信頼性の高い電子機能素子(例えば、発光レーザ10)を備えた微小タイル状素子1Aを低コストで構成することができる。
In the micro tile-like element 1A of the present embodiment, the functional parts of the electronic functional elements such as the constriction part 5 are arranged avoiding the
また、本実施形態の微小タイル状素子1Aは、微小タイル状素子1Bにおけるわずかに残った犠牲層20を避けて、狭窄部5などの電子機能素子の機能部を配置してもよい。すなわち、狭窄部5などの電子機能素子の機能部は、微小タイル状素子1Aの平面を見たときに、その平面の外縁から内側に向かって所定距離以内の領域(犠牲層20以外の領域)に、配置されていることとしてもよい。ここで犠牲層20の領域を規定する所定距離は、犠牲層20の平面の面積がエッチング前の面積であるタイル外形2の平面の面積の所定割合(例えば5%)となったとき、そのときの各矢印21の長さと、同一値としてもよい。このようにしても、上記応力集中などにより欠損などが生じる位置と機能部の位置とをずらすことができる。
Further, in the micro tile element 1A of the present embodiment, the functional part of the electronic functional element such as the constriction part 5 may be arranged avoiding the slightly remaining
図3及び図4は、欠損が生じた微小タイル状素子の例を示す平面図である。図3及び図4に示す微小タイル状素子1E,1Fは、図8に示すようなエピタキシャルリフトオフ法を用いて実際に製造されたものを示している。各微小タイル状素子1E,1Fの外縁がタイル外形2となっている。そして、各微小タイル状素子1E,1Fは、上記応力集中などにより生じた欠損30を有している。各微小タイル状素子1E,1Fの欠損30は、全て長手方向の対称軸(図1の対称軸3に相当)上に位置している。
FIG. 3 and FIG. 4 are plan views showing an example of a micro tile element in which a defect has occurred. The
例えば、図3の微小タイル状素子1Eでは、欠損30が比較的に微小である。ここで、その欠損30と面発光レーザの発光部が重なっている場合、その面発光レーザの特性が多大な影響を受ける可能性がある。しかし、図1に示すように、対称軸3を避けて発光部などの機能部を配置することで、欠損30があっても所望の特性を発揮できる面発光レーザを構成できる。
For example, in the
図5は、実際に製造された多数の微小タイル状素子における欠損のサイズ別の発生頻度を示すヒストグラムである。本例の微小タイル状素子の形状は、100μm×50μmの長方形のタイル形状となっている。また、本例の微小タイル状素子は図8に示すようなエピタキシャルリフトオフ法を用いて製造されたものである。そして、図5は、犠牲層のエッチング工程(図8(b))でタイル裏面の長手方向の対称軸上に欠陥不良が発生した173例について、欠損サイズ(幅)を調べたものである。この測定には、400倍の光学顕微鏡を用いた。 FIG. 5 is a histogram showing the occurrence frequency according to the size of defects in a large number of actually manufactured micro tile elements. The shape of the micro tile element of this example is a rectangular tile shape of 100 μm × 50 μm. Further, the micro tile element of this example is manufactured using an epitaxial lift-off method as shown in FIG. FIG. 5 shows the defect size (width) of 173 cases in which defect defects occurred on the symmetry axis in the longitudinal direction of the tile back surface in the sacrifice layer etching step (FIG. 8B). A 400 × optical microscope was used for this measurement.
その結果、最も発生頻度の高い欠陥はクラックであった。ここでいうクラックとは、明らかな欠けはないが、ひびが観測できたものをいう。クラックの発生位置は、タイル平面における長手方向の対称軸上であった。その他、明らかな欠け(欠損)を伴う欠陥も見られた。その欠けは全てタイル平面における長手方向の対称軸上で発生しており、その多くは幅5μm以下であった。 As a result, the most frequently generated defects were cracks. The term “crack” as used herein refers to a crack that can be observed although there is no obvious chipping. The crack generation position was on the symmetry axis in the longitudinal direction in the tile plane. Other defects with obvious defects (defects) were also observed. All of the chipping occurred on the axis of symmetry in the longitudinal direction in the tile plane, and most of them were 5 μm or less in width.
したがって、少なくともタイル平面における長手方向の対称軸上、より好ましくはその対称軸を中心にした幅5μmの領域を避けて機能部を配置する。これにより、エピタキシャルリフトオフ法における犠牲層のエッチング時に欠陥が発生することがあっても、その微小タイル状素子に形成された素子(電子機能素子)へのダメージを回避でき、歩留まりを高めることができる。 Therefore, the functional part is arranged at least on the symmetry axis in the longitudinal direction in the tile plane, more preferably avoiding a region having a width of 5 μm centered on the symmetry axis. As a result, even when a defect occurs during the etching of the sacrificial layer in the epitaxial lift-off method, damage to the element (electronic functional element) formed in the micro tile element can be avoided, and the yield can be increased. .
(第2実施形態)
図6及び図7は本発明の第2実施形態に係る微小タイル状素子の一例を示す模式平面図である。本実施形態における第1実施形態との相違点は、タイル外形2における機能部の配置可能領域である。また、本実施形態では、第1実施形態の微小タイル状素子1A,1Bの長方形状とは異なる平面形状の微小タイル状素子も挙げている。
(Second Embodiment)
6 and 7 are schematic plan views showing an example of a micro tile element according to the second embodiment of the present invention. The difference of the present embodiment from the first embodiment is the area where the functional units can be arranged in the tile
図6(a)に示す微小タイル状素子1Hは、微小タイル状素子1Aと同様に長方形のタイル外形2を有している。ただし、微小タイル状素子1Hは、長手方向の対称軸3上の全部でなく、その対称軸3上の一部を避けて機能部を配置している。すなわち、微小タイル状素子1Hでは、対称軸3におけるタイル外形2の中心から離れている部位(実線部)40については機能部の配置可能領域としている。
A micro tile-shaped
ここで、部位40の長さ23は、タイル外形2における対称軸3と長辺との間隔を示す長さ22と同一としている。図2に示すように、犠牲層のエッチングはタイル外形2の外周全体から内側に均等に進む。そこで、タイル外形2における短手方向に約長さ22だけエッチングに進んだ時、その長手方向に約長さ23だけエッチングが進んでいる。
Here, the
これにより、対称軸3上であっても部位40に欠陥が生じる可能性はほとんどないこととなる。したがって、微小タイル状素子1Hによれば、製造工程で生じる欠損などが電子機能素子へダメージを与えることを回避しながら、微小タイル状素子1Aよりも機能部の配置可能領域を広げることができる。
Thereby, even if it exists on the
図6(b)に示す微小タイル状素子1Iは、そのタイル外形2が長方形について一対の対角を切断した多角形形状となっている。微小タイル状素子1Iにおいても、微小タイル状素子1Hと同様に、対称軸3における部位40については機能部の配置可能領域としている。また、部位40の長さ23は、タイル外形2における対称軸3と長辺との間隔を示す長さ22と同一としている。
The tile-shaped element 1I shown in FIG. 6B has a polygonal shape in which the tile
図6(c)に示す微小タイル状素子1Jは、そのタイル外形2が長方形について一方の長辺に接する2つの角を切断した多角形形状となっている。微小タイル状素子1Jにおいても、微小タイル状素子1Hと同様に、対称軸3における部位40については機能部の配置可能領域としている。また、部位40の長さ23は、タイル外形2における対称軸3と長辺との間隔を示す長さ22と同一としている。切断する角は2箇所とは限らない。
A micro tile element 1J shown in FIG. 6C has a polygonal shape in which a tile
図6(d)に示す微小タイル状素子1Kはそのタイル外形2が楕円形状となっている。微小タイル状素子1Kにおいては、楕円形状における長軸である対称軸3における部位40については機能部の配置可能領域としている。また、部位40の長さ23は、タイル外形2の楕円形状における短軸の半分の長さ22と同一としている。
The tile-shaped
図7(a)に示す微小タイル状素子1Lは、そのタイル外形2が「ひょうたん」形状となっている。微小タイル状素子1Lにおいては、ひょうたん形状における長軸である対称軸3における部位40については機能部の配置可能領域としている。また、部位40の長さ23は、ひょうたん形状における中央のくびれ部位の短軸の半分の長さ22と同一としている。
In the tile-shaped element 1L shown in FIG. 7A, the tile
図7(b)に示す微小タイル状素子1Mは、そのタイル外形2が正方形となっている。微小タイル状素子1Mについては、タイル外形2の正方形における中心点とその近傍だけが欠損などの発生箇所となる。そこで、微小タイル状素子1Mでは、かかる中心点及びその近傍以外の領域を機能部の配置可能領域としている。
The tile-shaped element 1M shown in FIG. 7B has a tile
図7(c)に示す微小タイル状素子1Nは、そのタイル外形2が円形となっている。微小タイル状素子1Nについても、微小タイル状素子1Mと同様に、タイル外形2における中心点とその近傍だけが欠損などの発生箇所となる。そこで、微小タイル状素子1Nは、かかる中心点及びその近傍以外の領域を機能部の配置可能領域としている。
A tile-shaped element 1N shown in FIG. 7C has a circular tile
また、本実施形態に係る微小タイル状素子1H,1I,1J,1K,1L,1M,1Nは、微小タイル状素子1Aと同様に電子機能素子として面発光レーザを備えるものとすることができる。また、本実施形態に係る微小タイル状素子1H,1I,1J,1K,1L,1M,1Nは、電子機能素子として例えば発光素子、受光素子、増幅素子、スイッチング素子のいずれかを備えるものとしてもよい。また、かかる電子機能素子としては、例えばヘテロバイポーラトランジスタ、フォトダイオード、発光ダイード、高電子移動度トランジスタ、インダクタ、キャパシタ及び抵抗のいずれかとすることができる。
Further, the micro tile-
ヘテロバイポーラトランジスタを電子機能素子とした場合、機能部はヘテロバイポーラトランジスタのエミッタ部又はベース部とすることが好ましい。また、受光素子を電子機能素子とした場合、機能部は発光部とすることが好ましい。 When the heterobipolar transistor is an electronic functional element, the functional part is preferably the emitter part or base part of the heterobipolar transistor. Further, when the light receiving element is an electronic functional element, the functional part is preferably a light emitting part.
(微小タイル状素子の製造方法)
次に、上記微小タイル状素子(1A〜1N)の製造方法の具体例について図9から図18を参照して説明する。本製造方法では、化合物半導体デバイスからなる微小タイル状素子を形成し、その微小タイル状素子を最終基板となるシリコン・LSIチップ上に接合する場合について説明するが、半導体デバイスの種類およびLSIチップの種類に関係なく本発明を適用することができる。なお、本実施形態における「半導体基板」とは、半導体物資から成る物体をいうが、板形状の基板に限らず、どのような形状であっても半導体物資であれば「半導体基板」に含まれる。
(Manufacturing method of micro tile element)
Next, a specific example of the manufacturing method of the micro tile elements (1A to 1N) will be described with reference to FIGS. In this manufacturing method, a case where a micro tile element made of a compound semiconductor device is formed and the micro tile element is bonded onto a silicon / LSI chip to be a final substrate will be described. The present invention can be applied regardless of the type. The “semiconductor substrate” in the present embodiment refers to an object made of a semiconductor material, but is not limited to a plate-shaped substrate, and any shape of a semiconductor material is included in the “semiconductor substrate”. .
<第1工程>
図9は微小タイル状素子の製造方法の第1工程を示す概略断面図である。図9において基板110は、半導体基板であり、例えばガリウム・ヒ素化合物半導体基板とする。基板110における最下位層には、犠牲層111を設けておく。犠牲層111は、アルミニウム・ヒ素(AlAs)からなり、厚さが例えば数百nmの層である。
例えば、犠牲層111の上層には機能層112を設ける。機能層112の厚さは、例えば1μmから10(20)μm程度とする。そして、機能層112において半導体デバイス(半導体素子)113を作成する。この半導体デバイス113が上記微小タイル状素子1A〜1Nにおける電子機能素子又は機能部に該当する。半導体デバイス113としては、例えば発光ダイオード(LED)、面発光レーザ(VCSEL)、フォトダイオード(PD)、高電子移動度トランジスタ(HEMT)、ヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)などが挙げられる。これらの半導体デバイス113は、何れも基板110上に多層のエピタキシャル層を積層して素子が形成されたものである。また、各半導体デバイス113には、電極も形成し、動作テストも行う。
<First step>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a micro tile element. In FIG. 9, a
For example, the
<第2工程>
図10は微小タイル状素子の製造方法の第2工程を示す概略断面図である。本工程においては、各半導体デバイス113を分割するように分離溝121を形成する。分離溝121は、少なくとも犠牲層111に到達する深さをもつ溝とする。例えば、分離溝の幅および深さともに、10μmから数百μmとする。また、分離溝121は、後述するところの選択エッチング液が当該分離溝121を流れるように、行き止まりなく繋がっている溝とする。さらに、分離溝121は、碁盤のごとく格子状に形成することが好ましい。
また、分離溝121相互の間隔を数十μmから数百μmとすることで、分離溝121によって分割・形成される各半導体デバイス113のサイズを、数十μmから数百μm四方の面積をもつものとする。分離溝121の形成方法としては、フォトリソグラフィとウェットエッチングによる方法、またはドライエッチングによる方法を用いる。また、クラックが基板に生じない範囲でU字形溝のダイシングで分離溝121を形成してもよい。
また、基板110の平面における分離溝121がなすパターンを可変調整することにより、図1などに示す上記微小タイル状素子1A〜1Nのような各種のタイル外形2を形成することができる。そして、分離溝121がなすタイル外形2における長手方向の対称軸に重ならないように、半導体デバイス113の機能部を配置する。
<Second step>
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the
Further, by setting the interval between the
In addition, by variably adjusting the pattern formed by the
<第3工程>
図11は微小タイル状素子の製造方法の第3工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム131を基板110の表面(半導体デバイス113側)に貼り付ける。中間転写フィルム131は、表面に粘着剤が塗られたフレキシブルな帯形状のフィルムである。
<Third step>
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a third step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the
<第4工程>
図12は微小タイル状素子の製造方法の第4工程を示す概略断面図である。本工程においては、分離溝121に選択エッチング液141を注入する。本工程では、犠牲層111のみを選択的にエッチングするために、選択エッチング液141として、アルミニウム・ヒ素に対して選択性が高いフッ酸を用いる。
<4th process>
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a fourth step in the method for manufacturing a micro tile element. In this step, a
<第5工程>
図13は微小タイル状素子の製造方法の第5工程を示す概略断面図である。本工程においては、第4工程での分離溝121への選択エッチング液141の注入後、所定時間の経過により、犠牲層111のすべてを選択的にエッチングして基板110から取り除く。
<5th process>
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a fifth step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, all of the
<第6工程>
図14は微小タイル状素子の製造方法の第6工程を示す概略断面図である。第5工程で犠牲層111が全てエッチングされると、基板110から機能層112が切り離される。そして、本工程において、中間転写フィルム131を基板110から引き離すことにより中間転写フィルム131に貼り付けられている機能層112を基板110から引き離す。これらにより、半導体デバイス113が形成された機能層112は、分離溝121の形成および犠牲層111のエッチングによって分割されて、所定の形状(上記実施形態の「タイル外形2」)の半導体素子(上記実施形態の「微小タイル状素子1A〜1N」)とされ、中間転写フィルム131に貼り付け保持されることとなる。ここで、機能層の厚さが例えば1μmから20μm、大きさ(縦横)が例えば数十μmから数百μmであるのが好ましい。
<6th process>
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a sixth step of the method of manufacturing the micro tile element. When all of the
<第7工程>
図15は微小タイル状素子の製造方法の第7工程を示す概略断面図である。本工程においては、(微小タイル状素子161が貼り付けられた)中間転写フィルム131を移動させることで、最終基板171(集積回路チップ1、2、3)の所望の位置に微小タイル状素子161をアライメントする。ここで、最終基板171は、例えば、シリコン半導体からなり、LSI領域172が形成されている。また、最終基板171の所望の位置には、微小タイル状素子161を接着するための接着剤173を塗布しておく。接着剤は微小タイル状素子161に塗布しておいもよい。
<Seventh step>
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing the micro tile element. In this step, the
<第8工程>
図16は微小タイル状素子の製造方法の第8工程を示す概略断面図である。本工程においては、最終基板171の所望の位置にアライメントされた微小タイル状素子161を、中間転写フィルム131越しに裏押し部材181で押しつけて最終基板171に接合する。ここで、所望の位置には接着剤173が塗布されているので、その最終基板171の所望の位置に微小タイル状素子161が接着される。
<Eighth process>
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an eighth step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, the minute tile-shaped
<第9工程>
図17は微小タイル状素子の製造方法の第9工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム131の粘着力を消失させて、微小タイル状素子161から中間転写フィルム131を剥がす。
中間転写フィルム131の粘着剤は、UV硬化性又は熱硬化性のものにしておく。UV硬化性の粘着剤とした場合は、裏押し部材181を透明な材質にしておき、裏押し部材181の先端から紫外線(UV)を照射することで中間転写フィルム131の粘着力を消失させる。熱硬化性の接着剤とした場合は、裏押し部材181を加熱すればよい。あるいは第6工程の後で、中間転写フィルム131を全面紫外線照射するなどして粘着力を全面消失させておいてもよい。粘着力が消失したとはいえ実際には僅かに粘着性が残っており、微小タイル状素子161は非常に薄く軽いので中間転写フィルム131に保持される。
<9th process>
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a ninth step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, the adhesive force of the
The adhesive for the
<第10工程>
本工程は、図示していない。本工程においては、加熱処理などを施して、微小タイル状素子161を最終基板171に本接合する。
<10th process>
This step is not shown. In this step, heat treatment or the like is performed, and the fine tile-shaped
<第11工程>
図18は微小タイル状素子の製造方法の第11工程を示す概略断面図である。本工程においては、微小タイル状素子161の電極と最終基板171上の回路を配線191により電気的に繋ぎ、一つのLSIチップなど(光インターコネクション集積回路用の集積回路チップ)を完成させる。最終基板171としては、シリコン半導体のみならず、ガラス石英基板又はプラスチックフィルムを適用してもよい。
<11th process>
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an eleventh step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, the electrode of the
これらにより、本製造方法によれば、犠牲層111をエッチングして機能層112を基板110から切り離すことにより、微小タイル状素子161を形成する第5及び第6工程において、その微小タイル状素子161の中央部(長手方向の対称軸の近傍)に欠損などが生じる場合がある。しかし、本製造方法では、第1及び第2工程において、その欠損などが生じる可能性の高い長手方向の対称軸の近傍を避けて、半導体デバイス(電子機能素子)113の機能部を配置している。したがって、本製造方法は、エピタキシャルリフトオフ法を用いて微小タイル状素子を製造するときに、所望の機能を発揮できる微小タイル状素子を歩留まり良く製造することができる。
Thus, according to the present manufacturing method, in the fifth and sixth steps of forming the
また、第11工程で完成されたLSIチップは、微小タイル状素子を備えた本発明に係る半導体集積回路の一例をなすものである。したがって、本製造方法によれば、高密度実装が可能であり高速動作なども可能な各種半導体集積回路を、低コストで提供することができる。
(応用例)
以下、本実施形態に係る微小タイル状素子の応用例について説明する。
第1の応用例としては、上記実施形態の微小タイル状素子1A〜1Nをオプトエレクトロニクス集積回路の信号伝送手段の一部(発光源)として用いる。オプトエレクトロニクス集積回路としては、例えばコンピュータが挙げられる。そして、CPUを形成する集積回路内での信号処理は電気信号を用いて行うが、CPUと記憶手段などの間でデータを伝送するバスに、微小タイル状素子1A〜1Nを備えてなる光インターコネクション集積回路を適用する。
Further, the LSI chip completed in the eleventh step is an example of a semiconductor integrated circuit according to the present invention having a micro tile element. Therefore, according to this manufacturing method, various semiconductor integrated circuits capable of high-density mounting and capable of high-speed operation can be provided at low cost.
(Application examples)
Hereinafter, application examples of the micro tile element according to the present embodiment will be described.
As a first application example, the micro tile-like elements 1A to 1N of the above embodiment are used as a part (light source) of signal transmission means of an optoelectronic integrated circuit. An example of the optoelectronic integrated circuit is a computer. The signal processing in the integrated circuit forming the CPU is performed using electrical signals, but the optical interface comprising the micro tile elements 1A to 1N on the bus for transmitting data between the CPU and the storage means. Apply connection integrated circuit.
これらにより、本応用例によれば、コンピュータの処理速度のボトルネックとなっているバスにおける信号伝達速度を従来よりも大幅に高めることが可能となる。また、本応用例によれば、コンピュータなどを大幅に小型化することが可能となる。 As a result, according to this application example, it is possible to significantly increase the signal transmission speed in the bus that is a bottleneck of the processing speed of the computer. Further, according to this application example, it is possible to greatly reduce the size of a computer or the like.
第2の応用例としては、電気光学装置である液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又は有機EL(エレクトル・ルミネッセンス)ディスプレイに、上記光インターコネクション集積回路を用いる。これらにより、本応用例によれば、高速に表示信号などを送受信することができるので高速に表示状態を変更することができる電気光学装置を提供することが可能となる。 As a second application example, the optical interconnection integrated circuit is used in a liquid crystal display, a plasma display, or an organic EL (electric luminescence) display which is an electro-optical device. Accordingly, according to this application example, it is possible to provide an electro-optical device that can change a display state at high speed because a display signal can be transmitted and received at high speed.
(電子機器)
次に、上記実施形態の微小タイル状素子1A〜1N(以下、微小タイル状素子という)を備えた電子機器の具体例について、次に説明する。
上記実施形態の微小タイル状素子を備えたデバイスは、レーザ光を用いる機器などに対して広く適用できる。したがって、これらのデバイスを備えた応用回路又は電子機器としては、光インターコネクション回路、光ファイバ通信モジュール、レーザプリンタ、レーザビーム投射器、レーザビームスキャナ、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダ、変位センサ、圧力センサ、ガスセンサ、血液血流センサ、指紋センサ、高速電気変調回路、無線RF回路、携帯電話、無線LANなどが挙げられる。
(Electronics)
Next, a specific example of an electronic device including the micro tile elements 1A to 1N (hereinafter referred to as micro tile elements) according to the above embodiment will be described.
The device provided with the micro tile-like element of the above embodiment can be widely applied to devices using laser light. Therefore, as application circuits or electronic devices equipped with these devices, optical interconnection circuits, optical fiber communication modules, laser printers, laser beam projectors, laser beam scanners, linear encoders, rotary encoders, displacement sensors, pressure sensors, Examples include a gas sensor, a blood flow sensor, a fingerprint sensor, a high-speed electrical modulation circuit, a wireless RF circuit, a mobile phone, and a wireless LAN.
図19(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図19(a)において、符号1000は上記微小タイル状素子を信号伝達手段又は表示手段などの一部として用いた携帯電話本体を示し、符号1001は表示部を示している。図19(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図19(b)において、符号1100は上記微小タイル状素子を信号伝達手段又は表示手段などの一部として用いた時計本体を示し、符号1101は表示部を示している。図19(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図19(c)において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は上記微小タイル状素子を信号伝達手段又は表示手段の一部として用いた情報処理装置本体、符号1206は表示部を示している。
FIG. 19A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 19A,
図19に示す電子機器は、上記実施形態に係る微小タイル状素子を備えているので、容易にコンパクト化でき、高性能化及び低コスト化を図ることができる。 Since the electronic device shown in FIG. 19 includes the micro tile-like element according to the above-described embodiment, it can be easily made compact, and high performance and low cost can be achieved.
なお、本発明の技術範囲は上記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において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the specific materials and layers mentioned in the embodiment can be added. The configuration is merely an example, and can be changed as appropriate.
1A,1B,1E,1F,1H,1I,1J,1K,1L,1M,1N…微小タイル状素子、2…タイル外形、3…対称軸、4…柱部、5…狭窄部、10…面発光レーザ、20…犠牲層、21…矢印、22,23…長さ、30…欠損、40…部位、50…基板、51…犠牲層、52…機能層、53…分離溝、60…破断面、70…微小タイル状素子
1A, 1B, 1E, 1F, 1H, 1I, 1J, 1K, 1L, 1M, 1N ... micro tile element, 2 ... tile outline, 3 ... axis of symmetry, 4 ... pillar part, 5 ... constriction part, 10 ... surface Light emitting laser, 20 ... Sacrificial layer, 21 ... Arrow, 22, 23 ... Length, 30 ... Defect, 40 ... Site, 50 ... Substrate, 51 ... Sacrificial layer, 52 ... Functional layer, 53 ... Separation groove, 60 ... Broken surface , 70 ... micro tile element
Claims (15)
前記電子機能素子の機能部は、前記タイル形状の平面を見たときに、該平面における長手方向の対称軸に重ならないように、配置されていることを特徴とする微小タイル状素子。 At least an electronic functional element and a tile-shaped micro tile element,
The functional unit of the electronic functional element is arranged so as not to overlap a longitudinal symmetry axis in the plane when the tile-shaped plane is viewed.
前記電子機能素子の機能部は、前記タイル形状の平面を見たときに、該平面の外縁から内側に向かって所定距離以内の領域に、配置されていることを特徴とする微小タイル状素子。 At least an electronic functional element and a tile-shaped micro tile element,
The functional unit of the electronic functional element is arranged in a region within a predetermined distance from the outer edge of the plane toward the inside when the tile-shaped plane is viewed.
前記タイル形状の平面について、該タイル形状の外縁全体から内側に向かって均等に徐々に削除していき、残った平面の面積が削除前の平面の面積の所定割合となったとき、該残った平面の外縁と削除前の平面の外縁との間隔と、同一値とすることを特徴とする微小タイル状素子。 The predetermined distance is
The tile-shaped plane is gradually and gradually deleted inward from the entire outer edge of the tile shape, and when the area of the remaining plane becomes a predetermined ratio of the area of the plane before deletion, the remaining A micro tile-like element having the same value as the distance between the outer edge of the plane and the outer edge of the plane before deletion.
前記機能部は、前記面発光レーザの発光部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a surface emitting laser,
4. The micro tile element according to claim 1, wherein the functional unit is a light emitting unit of the surface emitting laser.
前記機能部は、前記面発光レーザの電流狭窄部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a surface emitting laser,
The micro tile element according to any one of claims 1 to 3, wherein the functional unit is a current confinement unit of the surface-emitting laser.
前記機能部は、前記面発光レーザの共振器の一部をなす柱部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a surface emitting laser,
4. The micro tile element according to claim 1, wherein the functional part is a pillar part that forms a part of a resonator of the surface emitting laser. 5.
前記機能部は、前記ヘテロバイポーラトランジスタのエミッタ部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a heterobipolar transistor,
4. The micro tile element according to claim 1, wherein the functional unit is an emitter unit of the heterobipolar transistor. 5.
前記機能部は、前記ヘテロバイポーラトランジスタのベース部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a heterobipolar transistor,
The micro tile element according to any one of claims 1 to 3, wherein the functional part is a base part of the heterobipolar transistor.
前記機能部は、前記受光素子の受光部である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微小タイル状素子。 The electronic functional element is a light receiving element,
4. The micro tile element according to claim 1, wherein the functional unit is a light receiving unit of the light receiving element. 5.
前記犠牲層上に、電子機能素子を有してなる機能層を形成する工程と、
前記犠牲層をエッチングすることにより、前記機能層を前記基板から切り離して微小タイル状素子を形成する工程とを有し、
前記機能層を形成する工程は、前記微小タイル状素子を形成する工程で形成される前記微小タイル状素子の平面形状における長手方向の対称軸に重ならないように、前記電子機能素子の機能部を配置することを特徴とする微小タイル状素子の製造方法。
Forming a sacrificial layer on the substrate;
Forming a functional layer having an electronic functional element on the sacrificial layer;
Etching the sacrificial layer to separate the functional layer from the substrate to form a micro tile element,
In the step of forming the functional layer, the functional portion of the electronic functional element is arranged so as not to overlap a longitudinal axis of symmetry in the planar shape of the micro tile element formed in the step of forming the micro tile element. A method for producing a micro tile element, comprising arranging the micro tile elements.
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