JP2009206215A - Manufacturing method of light emitting device - Google Patents

Manufacturing method of light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2009206215A
JP2009206215A JP2008045285A JP2008045285A JP2009206215A JP 2009206215 A JP2009206215 A JP 2009206215A JP 2008045285 A JP2008045285 A JP 2008045285A JP 2008045285 A JP2008045285 A JP 2008045285A JP 2009206215 A JP2009206215 A JP 2009206215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
light
silicon substrate
resist layer
bonding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008045285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takumi Taura
巧 田浦
Seiji Nakamura
清二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Electric Works Co Ltd filed Critical Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority to JP2008045285A priority Critical patent/JP2009206215A/en
Publication of JP2009206215A publication Critical patent/JP2009206215A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a light emitting device capable of efficiently converging part of light emitted from a light emitting element on an optical detecting element. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the light emitting device includes a first bonding step (Fig. 1(a)) of bonding a silicon substrate (first silicon substrate) 40a where the optical detecting element 4 is formed and a substrate 30 for light distribution, a resist layer forming step (Fig. 1(d)) of forming a resist layer 5 covering at least a part of one surface side of the silicon substrate 40a which faces an opening window 31 of the substrate 30 for light distribution, a light extraction window forming step (Fig. 1(f)) of forming a light extraction window 41 by performing dry etching from the other surface side of the silicon substrate 40a while using a resist mask layer 42, having an opening where a light extraction window 41 of the silicon substrate 40a is to be formed, as a mask and the resist layer 52 as an etching stopper layer, and a resist layer removing step (Fig. 1(g)) of removing the resist layer 52. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオードチップ(LEDチップ)などの発光素子を用いた発光装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting device using a light emitting element such as a light emitting diode chip (LED chip).

従来から、図14に示すように、LEDチップからなる発光素子1と、3枚のシリコン基板20a,30a,40aを用いて形成され発光素子1が収納される収納凹所2aが一表面に形成された実装基板2とを備え、発光素子1から放射される光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子4が実装基板2における収納凹所2aの周部から内方へ突出する突出部2cに形成された発光装置が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, as shown in FIG. 14, a light-emitting element 1 made of an LED chip and a storage recess 2a that is formed using three silicon substrates 20a, 30a, and 40a and stores the light-emitting element 1 are formed on one surface. And a photodetecting element 4 made of a photodiode for detecting light emitted from the light emitting element 1 is provided on a projecting portion 2c projecting inwardly from the peripheral portion of the housing recess 2a. A formed light emitting device has been proposed (see Patent Document 1).

ここにおいて、上述の実装基板2は、シリコン基板20aを用いて形成され発光素子1が一表面側に実装されるベース基板20と、シリコン基板40aを用いて形成されベース基板20の上記一表面側に対向配置され光取出窓41が形成されるとともに光検出素子4が形成された光検出素子形成基板40と、シリコン基板30aを用いて形成されてベース基板20と光検出素子形成基板40との間に介在し光取出窓41に連通する開口窓31が形成され開口窓31の内側面が発光素子1から放射された光の一部を光検出素子4へ導くミラー面2dとなる配光用基板30とで構成されており、ベース基板20および配光用基板30それぞれに光検出素子4と電気的に接続される貫通孔配線24,34が形成されるとともに、ベース基板20に発光素子1と電気的に接続される貫通孔配線(図示せず)が形成されている。   Here, the mounting substrate 2 described above is formed using the silicon substrate 20a, the base substrate 20 on which the light emitting element 1 is mounted on one surface side, and the one surface side of the base substrate 20 formed using the silicon substrate 40a. Between the base substrate 20 and the photodetecting element forming substrate 40 formed by using the silicon substrate 30a and the photodetecting element forming substrate 40 on which the photoextracting window 41 and the photodetecting element 4 are formed. An aperture window 31 that is interposed therebetween and communicates with the light extraction window 41 is formed, and the inner surface of the aperture window 31 serves as a mirror surface 2 d that guides a part of the light emitted from the light emitting element 1 to the light detection element 4. The through-hole wirings 24 and 34 that are electrically connected to the photodetecting element 4 are formed in the base substrate 20 and the light distribution substrate 30, respectively. Element 1 and electrically connected to the through-hole wiring (not shown) is formed.

上述の図14に示した構成の発光装置では、発光素子1が収納される収納凹所2aが上記一表面に形成された実装基板2にける収納凹所2aの周部から内方へ突出する突出部2cに、発光素子1から放射される光を検出する光検出素子4が形成されているので、実装基板2の上記一表面側において収納凹所2aの周囲に光検出素子4を配置するためのスペースを別途に確保する必要がなく、光検出素子4を実装基板2に設けながらも小型化が可能になるという利点がある。   In the light emitting device having the configuration shown in FIG. 14 described above, the storage recess 2a in which the light emitting element 1 is stored protrudes inward from the peripheral portion of the storage recess 2a in the mounting substrate 2 formed on the one surface. Since the light detection element 4 for detecting the light emitted from the light emitting element 1 is formed on the protrusion 2c, the light detection element 4 is arranged around the housing recess 2a on the one surface side of the mounting substrate 2. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to separately secure a space for this purpose, and downsizing is possible while the photodetecting element 4 is provided on the mounting substrate 2.

また、上記特許文献1には、上述の発光装置の製造にあたって、図15に示すように、光検出素子4が形成されたシリコン基板40aと配光用基板30とを接合する第1の接合工程を行った後、シリコン基板40aを所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、シリコン基板40aに光取出窓41を形成する光取出窓形成工程を行い、その後、発光素子1が実装されたベース基板20と配光用基板30とを接合する第2の接合工程とを行うようにし、第1の接合工程および第2の接合工程において、接合前に互いの接合表面の活性化を行ってから接合表面同士を接触させ常温接合することが記載されている。   Further, in the above-mentioned Patent Document 1, in manufacturing the above-described light emitting device, as shown in FIG. 15, a first bonding step of bonding the silicon substrate 40a on which the light detection element 4 is formed and the light distribution substrate 30 are bonded. Then, a polishing step for polishing the silicon substrate 40a to a desired thickness is performed, followed by a light extraction window forming step for forming a light extraction window 41 on the silicon substrate 40a, and then the light emitting element 1 is mounted. The second bonding step of bonding the base substrate 20 and the light distribution substrate 30 to each other is performed, and in the first bonding step and the second bonding step, the bonding surfaces of each other are activated before bonding. After that, it is described that the bonding surfaces are brought into contact with each other to perform normal temperature bonding.

ところで、上述の製造方法における研磨工程および光取出窓形成工程について更に詳細に説明すれば、第1の接合工程の後、配光用基板30におけるシリコン基板40a側とは反対側に研磨用テープ50を貼付してから研磨工程を行うことにより、図16(a)に示す構造を得ており、その後、シリコン基板40aにおける配光用基板30側の一表面側とは反対側の他表面側に光取出窓41に対応する部位が開口されたレジストマスク層42を形成することにより図16(b)に示す構造を得て、その後、シリコン基板40aを上記他表面側からドライエッチングすることによって光取出窓41を形成する光取出窓形成工程を行うことにより、図16(d)に示す構造を得ている。ここにおいて、光取出窓形成工程では、図17に示すように、ドライエッチング装置のチャンバCH内に配置された基板保持部60と研磨用テープ50とで囲まれた空間に冷媒ガス(Heガス)60を満たした状態でドライエッチングを行うことで光取出窓41を形成するようにしている。ここで、第2の接合工程が終了するまではウェハレベルで全工程が行われており、光取出窓形成工程では、図18に示すように、多数の配光用基板30を形成したウェハ300と多数の光検出素子形成基板40の基礎となるウェハ400とが接合されウェハ300に研磨テープ50が貼付されたものを、チャンバCH内で基板保持部60により保持して、基板保持部60と研磨用テープ50とで囲まれた空間に冷媒ガス60を満たした状態でドライエッチングを行うことで多数の光取出窓41を一括して形成するようにしている。
特開2007−294834号公報
By the way, if it demonstrates in detail about the grinding | polishing process and light extraction window formation process in the above-mentioned manufacturing method, after the 1st joining process, the polishing tape 50 on the opposite side to the silicon substrate 40a side in the light distribution substrate 30 is demonstrated. The structure shown in FIG. 16A is obtained by performing the polishing process after attaching the film, and then, on the other surface side of the silicon substrate 40a opposite to the one surface side on the light distribution substrate 30 side. A resist mask layer 42 having an opening corresponding to the light extraction window 41 is formed to obtain the structure shown in FIG. 16B. Thereafter, the silicon substrate 40a is dry-etched from the other surface side to obtain light. By performing the light extraction window forming step for forming the extraction window 41, the structure shown in FIG. Here, in the light extraction window forming step, as shown in FIG. 17, a refrigerant gas (He gas) is formed in a space surrounded by the substrate holding unit 60 and the polishing tape 50 arranged in the chamber CH of the dry etching apparatus. The light extraction window 41 is formed by performing dry etching in a state where 60 is satisfied. Here, all processes are performed at the wafer level until the second bonding process is completed. In the light extraction window forming process, as shown in FIG. 18, a wafer 300 on which a large number of light distribution substrates 30 are formed. And a wafer 400 that is the basis of a large number of light detection element forming substrates 40 and the wafer 300 is affixed with the polishing tape 50 is held by the substrate holding unit 60 in the chamber CH. A large number of light extraction windows 41 are collectively formed by performing dry etching in a state where the refrigerant gas 60 is filled in a space surrounded by the polishing tape 50.
JP 2007-294834 A

しかしながら、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、シリコン基板40aの厚みやエッチング速度の面内ばらつきなどに起因して図16(c)に示すように、シリコン基板40aにおける光取出窓41の形成予定部位においてエッチングし終わる時間に差が生じるので、オーバーエッチングを行う必要があり、オーバーエッチング時のエッチング種(イオンなど)の進行方向が変わりやすく、エッチング種が同図中に矢印で示す向きで配光用基板30の開口窓31の内側面からなるミラー面2dに衝突してエッチングダメージを受けてミラー面2dの表面粗さが大きくなってしまう。なお、上述の発光装置では、ミラー面2dの表面粗さが大きくなると、ミラー面2dによる光検出素子4への集光効率が低下し、光検出素子4の出力のS/N比が低下してしまう。   However, in the above-described method for manufacturing a light emitting device, in the above-described light extraction window forming step, due to in-plane variations in the thickness of the silicon substrate 40a and the etching rate, as shown in FIG. Since there is a difference in the time at which etching is completed at the site where the light extraction window 41 is to be formed in FIG. 2, it is necessary to perform over-etching, and the traveling direction of etching species (ions, etc.) during over-etching is easy to change. The mirror surface 2d which collides with the mirror surface 2d formed of the inner surface of the opening window 31 of the light distribution substrate 30 in the direction indicated by the arrow inside is damaged by etching and the surface roughness of the mirror surface 2d increases. In the light emitting device described above, when the surface roughness of the mirror surface 2d increases, the light collection efficiency of the mirror surface 2d on the light detection element 4 decreases, and the S / N ratio of the output of the light detection element 4 decreases. End up.

また、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、光取出窓41を形成するシリコン基板40aと冷媒ガス60との間に研磨テープ50および大気層51が介在しているので、シリコン基板40aの冷却効率が低下し、ドライエッチング時の反応熱によりレジストマスク層42が焼けてエッチング選択比が低下したりエッチング速度の面内ばらつきが大きくなってしまい、光取出窓41の加工精度が低下してしまう。また、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、ドライエッチング時にチャンバCH内の圧力と大気層51の圧力との圧力差に起因してシリコン基板40aが割れてしまうことがあった。   Further, in the above-described light emitting device manufacturing method, the polishing tape 50 and the atmospheric layer 51 are interposed between the silicon substrate 40a forming the light extraction window 41 and the refrigerant gas 60 in the above-described light extraction window forming step. As a result, the cooling efficiency of the silicon substrate 40a is reduced, and the resist mask layer 42 is burned by the reaction heat during dry etching, the etching selectivity is reduced, and the in-plane variation of the etching rate is increased. Machining accuracy is reduced. Further, in the above-described light emitting device manufacturing method, the silicon substrate 40a is cracked due to the pressure difference between the pressure in the chamber CH and the pressure in the atmospheric layer 51 during the dry etching in the above-described light extraction window forming step. was there.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a light emitting device capable of efficiently condensing a part of light emitted from a light emitting element onto a light detecting element. There is.

請求項1の発明は、発光素子と、少なくとも発光素子を収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板により構成されるパッケージとを備え、実装基板が収納凹所の周部から内方へ突出する突出部を有し、当該突出部に発光素子から放射された光を検出する光検出素子が設けられてなるものであり、実装基板が、発光素子が実装されたベース基板と、第1のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板に対向配置され光取出窓が形成されるとともにベース基板に対向する一表面側に受光面を有する光検出素子が形成された光検出素子形成基板と、第2のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板と光検出素子形成基板との間に介在し光取出窓に連通する開口窓が形成された配光用基板とで構成され、光検出素子形成基板において開口窓上まで張り出した部位が前記突出部を構成してなる発光装置の製造方法であって、光検出素子が形成された第1のシリコン基板と配光用基板とを接合する第1の接合工程と、第1の接合工程の後で少なくとも第1のシリコン基板の上記一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層形成工程の後で第1のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第1のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程と、光取出窓形成工程の後でレジスト層を除去するレジスト層除去工程とを備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 includes a light emitting element and a package formed of a mounting substrate in which at least a storage recess for storing the light emitting element is formed on one surface, and the mounting substrate is inward from a peripheral portion of the storage recess. And a light detection element that detects light emitted from the light emitting element. The mounting substrate includes a base substrate on which the light emitting element is mounted, and a first substrate. A light detection element forming substrate formed using a single silicon substrate, having a light extraction window formed opposite to the base substrate, and having a light receiving surface on one surface facing the base substrate And a light distribution substrate that is formed using a second silicon substrate and has an opening window that is interposed between the base substrate and the light detection element formation substrate and communicates with the light extraction window. In the detection element formation substrate A method of manufacturing a light-emitting device in which a portion that extends to the mouth window constitutes the protruding portion, and a first bonding for bonding a first silicon substrate on which a light detection element is formed and a light distribution substrate. A resist layer forming step for forming a resist layer covering a portion facing the opening window on at least one surface side of the first silicon substrate after the first bonding step, and a first after the resist layer forming step. Light extraction window for forming a light extraction window by dry-etching the first silicon substrate from the other surface side using a resist mask layer having an opening where a light extraction window is to be formed in a silicon substrate as a mask and using the resist layer as an etching stopper layer And a resist layer removing step of removing the resist layer after the light extraction window forming step.

この発明によれば、光検出素子が形成された第1のシリコン基板と配光用基板とを接合する第1の接合工程の後で少なくとも第1のシリコン基板の一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程を行ってから、第1のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第1のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程を行い、続いて、レジスト層を除去するレジスト層除去工程を行うようにしているので、光取出窓形成工程において配光用基板の開口窓の内側面がエッチングダメージを受けるのを防止することができ、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置を提供することができる。   According to this invention, at least one surface side of the first silicon substrate faces the opening window after the first bonding step of bonding the first silicon substrate on which the light detection element is formed and the light distribution substrate. After performing a resist layer forming step for forming a resist layer covering the part, the first silicon substrate is used as a mask with the resist mask layer in which the part where the light extraction window is to be formed opened as a mask and the resist layer as an etching stopper layer. Since the light extraction window forming process for forming the light extraction window is performed by dry etching the substrate from the other surface side, and then the resist layer removing process for removing the resist layer is performed, the light extraction window forming process In this case, it is possible to prevent the inner surface of the opening window of the light distribution substrate from being damaged by etching, and to efficiently emit part of the light emitted from the light emitting element. It is possible to provide a light emitting device capable of the detecting element condensed.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記第1の接合工程と前記レジスト層形成工程との間に、前記配光用基板における前記第1のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第1のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程と、研磨工程の後で研磨用テープを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light distribution substrate is opposite to the first silicon substrate side between the first bonding step and the resist layer forming step. A polishing step for polishing the first silicon substrate from the other surface side to a desired thickness after applying a polishing tape for closing the opening window, and a peeling step for peeling the polishing tape after the polishing step. It is characterized by providing.

この発明によれば、前記第1の接合工程の後で前記レジスト層形成工程を行う前に、前記配光用基板における前記第1のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第1のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、研磨用テープを剥離する剥離工程を行うので、研磨工程において、前記配光用基板の前記開口窓の内側面が荒れるのを防止しつつ前記第1のシリコン基板を薄くすることができるから、前記光取出窓形成工程におけるエッチング時間を短縮することができて、前記光取出窓形成工程の加工精度の向上およびスループットの向上を図れる。   According to this invention, before the resist layer forming step is performed after the first bonding step, the opening window is closed on the opposite side of the light distribution substrate from the first silicon substrate side. Since a polishing step for polishing the first silicon substrate from the other surface side to a desired thickness is performed after affixing the tape for polishing, and subsequently, a peeling step for peeling the polishing tape is performed. Since the first silicon substrate can be thinned while preventing the inner surface of the opening window of the light distribution substrate from being roughened, the etching time in the light extraction window forming step can be shortened, The processing accuracy in the light extraction window forming step can be improved and the throughput can be improved.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記レジスト層形成工程では、前記レジスト層を前記配光用基板における開口窓の内側面および前記第1のシリコン基板側とは反対側の表面にも形成するようにし、前記光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバ内に配置された基板保持部と前記レジスト層とで囲まれた空間に冷媒ガスを満たした状態でドライエッチングを行うことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the resist layer forming step, the resist layer is separated from an inner side surface of the opening window in the light distribution substrate and the first silicon substrate side. In the light extraction window forming step, the space surrounded by the substrate holding portion disposed in the chamber of the dry etching apparatus and the resist layer is filled with the refrigerant gas. It is characterized by performing dry etching.

この発明によれば、前記光取出窓形成工程において冷媒ガスによる前記第1のシリコン基板および前記レジストマスク層の冷却効率を高めることができ、前記光取出窓形成工程のエッチング速度の面内均一性やエッチング選択比などの再現性を高めることができ、前記光取出窓の加工精度の向上を図れる。   According to this invention, the cooling efficiency of the first silicon substrate and the resist mask layer by the refrigerant gas can be increased in the light extraction window forming step, and the in-plane uniformity of the etching rate in the light extraction window forming step can be increased. The reproducibility of the etching selectivity and the like can be improved, and the processing accuracy of the light extraction window can be improved.

請求項1の発明では、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置を提供することができるという効果がある。   According to the first aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to provide a light emitting device capable of efficiently condensing a part of light emitted from the light emitting element onto the light detecting element.

以下、本実施形態の発光装置について図5〜図13に基づいて説明した後、製造方法について図1〜図4に基づいて説明する。   Hereinafter, after describing the light-emitting device of this embodiment based on FIGS. 5 to 13, the manufacturing method will be described based on FIGS. 1 to 4.

本実施形態の発光装置は、図5に示すように、LEDチップからなる発光素子1と、発光素子1を収納する収納凹所2aが一表面に形成され収納凹所2aの内底面に発光素子1が実装された実装基板2と、実装基板2の上記一表面側において収納凹所2aを閉塞する形で実装基板2に固着された透光性部材3と、実装基板2に設けられ発光素子1から放射された光を検出する光検出素子4と、実装基板2の収納凹所2aに充填された透光性材料(例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど)からなり発光素子1および当該発光素子1に接続されたボンディングワイヤ14(図6参照)を封止した封止部5と備えている。ここで、実装基板2は、上記一表面側において収納凹所2aの周部から内方へ突出した庇状の突出部2cを有しており、当該突出部2cに光検出素子4が設けられている。なお、本実施形態では、実装基板2と透光性部材3とでパッケージを構成しているが、透光性部材3は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて適宜設ければよい。   As shown in FIG. 5, the light-emitting device of this embodiment includes a light-emitting element 1 made of an LED chip and a storage recess 2a for storing the light-emitting element 1, formed on one surface, and a light-emitting element on the inner bottom surface of the storage recess 2a. 1 is mounted, a translucent member 3 fixed to the mounting substrate 2 so as to close the housing recess 2a on the one surface side of the mounting substrate 2, and a light emitting element provided on the mounting substrate 2 1 from a light detecting element 4 for detecting light emitted from 1 and a translucent material (for example, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate resin, glass, etc.) filled in the housing recess 2a of the mounting substrate 2 The light emitting element 1 and the sealing part 5 which sealed the bonding wire 14 (refer FIG. 6) connected to the said light emitting element 1 are provided. Here, the mounting substrate 2 has a hook-like protrusion 2c protruding inward from the peripheral portion of the housing recess 2a on the one surface side, and the light detection element 4 is provided on the protrusion 2c. ing. In the present embodiment, the package is constituted by the mounting substrate 2 and the translucent member 3, but the translucent member 3 is not necessarily provided, and may be appropriately provided as necessary.

実装基板2は、図5〜図7に示すように、発光素子1が一表面側に搭載される矩形板状のベース基板20と、ベース基板20の上記一表面側に対向配置され円形状の光取出窓41が形成されるとともに光検出素子4が形成された光検出素子形成基板40と、ベース基板20と光検出素子形成基板40との間に介在し光取出窓41に連通する矩形状の開口窓31が形成された配光用基板30とで構成されており、ベース基板20と配光用基板30と光検出素子形成基板40とで囲まれた空間が上記収納凹所2aを構成している。ここにおいて、ベース基板20および配光用基板30および光検出素子形成基板40の外周形状は矩形状であり、配光用基板30および光検出素子形成基板40はベース基板20と同じ外形寸法に形成されている。また、光検出素子形成基板40の厚み寸法はベース基板20および配光用基板30の厚み寸法に比べて小さく設定されている。なお、本実施形態では、光検出素子形成基板40において配光用基板30の開口窓31上に張り出した部位が、上述の突出部2cを構成している。   As shown in FIGS. 5 to 7, the mounting substrate 2 has a rectangular plate-like base substrate 20 on which the light emitting element 1 is mounted on one surface side, and a circular shape that is disposed to face the one surface side of the base substrate 20. A light detection element forming substrate 40 on which the light extraction window 41 is formed and the light detection element 4 is formed, and a rectangular shape that is interposed between the base substrate 20 and the light detection element formation substrate 40 and communicates with the light extraction window 41. And a space surrounded by the base substrate 20, the light distribution substrate 30, and the light detection element formation substrate 40 constitutes the housing recess 2a. is doing. Here, the outer peripheral shapes of the base substrate 20, the light distribution substrate 30, and the light detection element formation substrate 40 are rectangular, and the light distribution substrate 30 and the light detection element formation substrate 40 are formed to have the same outer dimensions as the base substrate 20. Has been. Further, the thickness dimension of the light detection element forming substrate 40 is set smaller than the thickness dimension of the base substrate 20 and the light distribution substrate 30. In the present embodiment, the portion of the light detection element forming substrate 40 that protrudes above the opening window 31 of the light distribution substrate 30 constitutes the protruding portion 2c described above.

上述のベース基板20、配光用基板30、光検出素子形成基板40は、それぞれ、導電形がn形で主表面が(100)面のシリコン基板20a,30a,40aを用いて形成してあり、配光用基板30の開口窓31は、シリコン基板20aをアルカリ系溶液(例えば、TMAH溶液、KOH溶液など)を用いた異方性エッチングなどを利用して形成されており、当該異方性エッチングにより形成された(111)面にシリコン酸化膜33bが積層され、当該シリコン酸化膜33bに、発光素子1から放射された光の一部を光検出素子4側へ反射するミラー膜39が積層されている。ここで、ミラー膜39は、発光素子1から放射される光に対する反射率の高い材料(例えば、Alなど)からなる反射膜と、当該反射膜に積層されたシリコン酸化膜からなる保護膜とで構成されている。なお、本実施形態では、光検出素子形成基板40の基礎となるシリコン基板40aが第1のシリコン基板を構成し、配光用基板30の基礎となるシリコン基板30aが第2のシリコン基板を構成し、ベース基板20の基礎となるシリコン基板20aが第3のシリコン基板を構成している。   The base substrate 20, the light distribution substrate 30, and the light detection element formation substrate 40 described above are formed using silicon substrates 20a, 30a, and 40a each having an n-type conductivity and a (100) plane main surface. The opening window 31 of the light distribution substrate 30 is formed using anisotropic etching using an alkaline solution (for example, a TMAH solution, a KOH solution, etc.) on the silicon substrate 20a. A silicon oxide film 33b is stacked on the (111) plane formed by etching, and a mirror film 39 that reflects a part of the light emitted from the light emitting element 1 toward the light detecting element 4 is stacked on the silicon oxide film 33b. Has been. Here, the mirror film 39 includes a reflective film made of a material (for example, Al) having a high reflectance with respect to light emitted from the light emitting element 1 and a protective film made of a silicon oxide film stacked on the reflective film. It is configured. In this embodiment, the silicon substrate 40a serving as the basis of the light detection element forming substrate 40 constitutes the first silicon substrate, and the silicon substrate 30a serving as the basis of the light distribution substrate 30 constitutes the second silicon substrate. The silicon substrate 20a that is the basis of the base substrate 20 constitutes a third silicon substrate.

ベース基板20は、図8および図9に示すように、シリコン基板20aの一表面側(図8(c)における左面側)に、発光素子1の両電極それぞれと電気的に接続される2つの導体パターン25a,25aが形成されるとともに、配光用基板30に形成された後述の2つの貫通孔配線34,34を介して光検出素子4と電気的に接続される2つの導体パターン25b,25bが形成されており、各導体パターン25a,25a,25b,25bとシリコン基板20aの他表面側(図8(c)における右面側)に形成された4つの外部接続用電極27a,27a,27b,27bとがそれぞれ貫通孔配線24を介して電気的に接続されている。また、ベース基板20は、シリコン基板20aの上記一表面側に、配光用基板30と接合するための接合用金属層29も形成されている。   As shown in FIGS. 8 and 9, the base substrate 20 includes two electrodes electrically connected to both electrodes of the light-emitting element 1 on one surface side (left surface side in FIG. 8C) of the silicon substrate 20 a. Conductor patterns 25 a and 25 a are formed, and two conductor patterns 25 b electrically connected to the light detection element 4 through two through-hole wirings 34 and 34 described later formed on the light distribution substrate 30. 25b, and the four external connection electrodes 27a, 27a, 27b formed on the other surface side (the right side in FIG. 8C) of each conductor pattern 25a, 25a, 25b, 25b and the silicon substrate 20a. 27b are electrically connected to each other through the through-hole wiring 24. The base substrate 20 is also formed with a bonding metal layer 29 for bonding to the light distribution substrate 30 on the one surface side of the silicon substrate 20a.

本実施形態における発光素子1は、結晶成長用基板として導電性基板を用い厚み方向の両面に電極(図示せず)が形成された可視光LEDチップである。そこで、ベース基板20は、発光素子1が電気的に接続される2つの導体パターン25a,25aのうちの一方の導体パターン25aを、発光素子1がダイボンディングされる矩形状のダイパッド部25aaと、ダイパッド部25aaに連続一体に形成され貫通孔配線24との接続部位となる引き出し配線部25abとで構成してある。要するに、発光素子1は、上記一方の導体パターン25aのダイパッド部25aaにダイボンディングされており、ダイパッド部25aa側の電極がダイパッド部25aaに接合されて電気的に接続され、光取り出し面側の電極がボンディングワイヤ14を介して他方の導体パターン25aと電気的に接続されている。   The light-emitting element 1 in this embodiment is a visible light LED chip in which a conductive substrate is used as a crystal growth substrate and electrodes (not shown) are formed on both surfaces in the thickness direction. Therefore, the base substrate 20 has one of the two conductor patterns 25a and 25a to which the light emitting element 1 is electrically connected, a rectangular die pad portion 25aa to which the light emitting element 1 is die-bonded, and The lead-out wiring part 25ab is formed integrally with the die pad part 25aa and is a connection part with the through-hole wiring 24. In short, the light emitting element 1 is die-bonded to the die pad portion 25aa of the one conductor pattern 25a, the electrode on the die pad portion 25aa side is joined and electrically connected to the die pad portion 25aa, and the electrode on the light extraction surface side. Is electrically connected to the other conductor pattern 25 a via the bonding wire 14.

また、ベース基板20は、シリコン基板20aの上記他表面側に、シリコン基板20aよりも熱伝導率の高い金属材料からなる矩形状の放熱用パッド部28が形成されており、ダイパッド部25aaと放熱用パッド部28とがシリコン基板20aよりも熱伝導率の高い金属材料(例えば、Cuなど)からなる複数(本実施形態では、9つ)の円柱状のサーマルビア26を介して熱的に結合されており、発光素子1で発生した熱が各サーマルビア26および放熱用パッド部28を介して放熱されるようになっている。   The base substrate 20 has a rectangular heat radiation pad portion 28 made of a metal material having a higher thermal conductivity than the silicon substrate 20a on the other surface side of the silicon substrate 20a. The pad portion 28 is thermally coupled to a plurality of (in this embodiment, nine) cylindrical thermal vias 26 made of a metal material (for example, Cu) having a higher thermal conductivity than the silicon substrate 20a. The heat generated in the light emitting element 1 is dissipated through the thermal vias 26 and the heat dissipating pads 28.

ところで、ベース基板20は、シリコン基板20aに、上述の4つの貫通孔配線24それぞれが内側に形成される4つの貫通孔22aと、上述の9つのサーマルビア26それぞれが内側に形成される9つの貫通孔22bとが厚み方向に貫設され、シリコン基板20aの上記一表面および上記他表面と各貫通孔22a,22bの内面とに跨って熱酸化膜(シリコン酸化膜)からなる絶縁膜23が形成されており、各導体パターン25a,25a,25b,25b、接合用金属層29、各外部接続用電極27a,27a,27b,27b、放熱用パッド部28、各貫通孔配線24および各サーマルビア26がシリコン基板20aと電気的に絶縁されている。   By the way, the base substrate 20 is formed on the silicon substrate 20a with four through-holes 22a in which the above-described four through-hole wirings 24 are formed inside and nine above-mentioned nine thermal vias 26 in the inside. A through hole 22b is provided in the thickness direction, and an insulating film 23 made of a thermal oxide film (silicon oxide film) is formed across the one surface and the other surface of the silicon substrate 20a and the inner surfaces of the through holes 22a and 22b. The conductive patterns 25a, 25a, 25b, 25b, the bonding metal layer 29, the external connection electrodes 27a, 27a, 27b, 27b, the heat radiation pad 28, the through-hole wirings 24, and the thermal vias are formed. 26 is electrically insulated from the silicon substrate 20a.

ここにおいて、各導体パターン25a,25a,25b,25b、接合用金属層29、各外部接続用電極27a,27a,27b,27b、放熱用パッド部28は、絶縁膜23上に形成されたTi膜と当該Ti膜上に形成されたAu膜との積層膜により構成されており、シリコン基板20aの上記一表面側の各導体パターン25a,25a,25b,25b、接合用金属層29が同時に形成され、シリコン基板20aの上記他表面側の各外部接続用電極27a,27a,27b,27b、放熱用パッド部28が同時に形成されている。なお、本実施形態では、絶縁膜23上のTi膜の膜厚を15〜50nm、Ti膜上のAu膜の膜厚を500nmに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。また、各Au膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Au膜と絶縁膜23との間に密着性改善用の密着層としてTi膜を介在させてあるが、密着層の材料はTiに限らず、例えば、Cr、Nb、Zr、TiN、TaNなどでもよい。また、貫通孔配線24およびサーマルビア26の材料としては、Cuを採用しているが、Cuに限らず、例えば、Ni、Alなどを採用してもよい。   Here, each conductor pattern 25a, 25a, 25b, 25b, bonding metal layer 29, each external connection electrode 27a, 27a, 27b, 27b, and heat radiation pad portion 28 are formed on the insulating film 23. And the Au film formed on the Ti film, the conductor patterns 25a, 25a, 25b, 25b on the one surface side of the silicon substrate 20a and the bonding metal layer 29 are simultaneously formed. The external connection electrodes 27a, 27a, 27b, 27b on the other surface side of the silicon substrate 20a and the heat dissipation pad portion 28 are formed at the same time. In this embodiment, the thickness of the Ti film on the insulating film 23 is set to 15 to 50 nm, and the thickness of the Au film on the Ti film is set to 500 nm. However, these numerical values are only examples and are particularly limited. Not what you want. Further, the material of each Au film is not limited to pure gold, and may be one added with impurities. In addition, although a Ti film is interposed as an adhesion layer for improving adhesion between each Au film and the insulating film 23, the material of the adhesion layer is not limited to Ti, for example, Cr, Nb, Zr, TiN, TaN or the like may be used. Further, although Cu is adopted as the material of the through-hole wiring 24 and the thermal via 26, it is not limited to Cu, and for example, Ni, Al, etc. may be adopted.

配光用基板30は、図10および図11に示すように、シリコン基板30aの一表面側(図10(c)における左面側)に、貫通孔配線34,34を介して導体パターン35,35と電気的に接続される導体パターン37,37が形成されるとともに、光検出素子形成基板40と接合するための接合用金属層38が形成されており、シリコン基板30aの他表面側(図10(c)における右面側)に、ベース基板20の2つの導体パターン27b,27bと接合されて電気的に接続される2つの導体パターン35,35が形成されるとともに、ベース基板20の接合用金属層29と接合される接合用金属層36が形成されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the light distribution substrate 30 is formed on one surface side of the silicon substrate 30a (on the left side in FIG. 10C) via conductor patterns 35, 35 via through-hole wirings 34, 34. Conductive patterns 37 and 37 electrically connected to each other are formed, and a bonding metal layer 38 for bonding to the light detection element forming substrate 40 is formed, and the other surface side of the silicon substrate 30a (FIG. 10). On the right side in (c), two conductor patterns 35 and 35 that are joined to and electrically connected to the two conductor patterns 27b and 27b of the base substrate 20 are formed, and the joining metal of the base substrate 20 is formed. A bonding metal layer 36 to be bonded to the layer 29 is formed.

また、配光用基板30は、上述の2つの貫通孔配線34それぞれが内側に形成される2つの貫通孔32がシリコン基板30aの厚み方向に貫設され、シリコン基板30aの上記一表面および上記他表面と各貫通孔32の内面とに跨って熱酸化膜(シリコン酸化膜)からなる絶縁膜33が形成されており、各導体パターン35,35,37,37および各接合用金属層36,38がシリコン基板30aと電気的に絶縁されている。ここにおいて、各導体パターン35,35,37,37および各接合用金属層36,38は、絶縁膜33上に形成されたTi膜と当該Ti膜上に形成されたAu膜との積層膜により構成されており、シリコン基板30aの上記一表面側の導体パターン35,25および接合用金属層36が同時に形成され、シリコン基板30aの上記他表面側の導体パターン37,37および接合用金属層38が同時に形成されている。なお、本実施形態では、絶縁膜33上のTi膜の膜厚を15〜50nm、Ti膜上のAu膜の膜厚を500nmに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Au膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Au膜と絶縁膜33との間に密着性改善用の密着層としてTi膜を介在させてあるが、密着層の材料はTiに限らず、例えば、Cr、Nb、Zr、TiN、TaNなどでもよい。また、貫通孔配線34の材料としては、Cuを採用しているが、Cuに限らず、例えば、Ni、Alなどを採用してもよい。   Further, the light distribution substrate 30 has two through-holes 32 in which the above-described two through-hole wirings 34 are respectively formed in the thickness direction of the silicon substrate 30a. An insulating film 33 made of a thermal oxide film (silicon oxide film) is formed across the other surface and the inner surface of each through hole 32, and each conductor pattern 35, 35, 37, 37 and each bonding metal layer 36, 38 is electrically insulated from the silicon substrate 30a. Here, each of the conductor patterns 35, 35, 37, 37 and each of the bonding metal layers 36, 38 is a laminated film of a Ti film formed on the insulating film 33 and an Au film formed on the Ti film. The conductor patterns 35 and 25 on the one surface side of the silicon substrate 30a and the bonding metal layer 36 are formed at the same time, and the conductor patterns 37 and 37 on the other surface side of the silicon substrate 30a and the bonding metal layer 38 are formed. Are formed at the same time. In this embodiment, the thickness of the Ti film on the insulating film 33 is set to 15 to 50 nm, and the thickness of the Au film on the Ti film is set to 500 nm. However, these numerical values are only examples and are particularly limited. Not what you want. Here, the material of each Au film is not limited to pure gold, and may be added with impurities. Further, although a Ti film is interposed as an adhesion improving layer for adhesion between each Au film and the insulating film 33, the material of the adhesion layer is not limited to Ti, for example, Cr, Nb, Zr, TiN, TaN or the like may be used. Further, although Cu is adopted as the material of the through-hole wiring 34, it is not limited to Cu, and for example, Ni, Al or the like may be adopted.

光検出素子形成基板40は、図12および図13に示すように、シリコン基板40aの一表面側(図12(c)における右面側)に、配光用基板30の2つの導体パターン37,37と接合されて電気的に接続される2つの導体パターン47a,47bが形成されるとともに、配光用基板30の接合用金属層38と接合される接合用金属層48が形成されている。ここにおいて、光検出素子4は、フォトダイオードにより構成されており、光検出素子形成基板40に形成された2つの導体パターン47a,47bの一方の導体パターン47a(図13における上側の導体パターン47a)は、光検出素子4を構成するフォトダイオードのp形領域4aに電気的に接続され、他方の導体パターン47b(図13における下側の導体パターン47b)は、上記フォトダイオードのn形領域4bを構成するシリコン基板40aに電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 12 and 13, the light detection element forming substrate 40 has two conductor patterns 37 and 37 of the light distribution substrate 30 on one surface side (right side in FIG. 12C) of the silicon substrate 40 a. The two conductive patterns 47a and 47b that are joined together and electrically connected are formed, and the joining metal layer 48 joined to the joining metal layer 38 of the light distribution substrate 30 is formed. Here, the photodetecting element 4 is constituted by a photodiode, and one of the two conductor patterns 47a and 47b formed on the photodetecting element forming substrate 40 (the upper conductor pattern 47a in FIG. 13). Is electrically connected to the p-type region 4a of the photodiode constituting the photodetecting element 4, and the other conductor pattern 47b (lower conductor pattern 47b in FIG. 13) is connected to the n-type region 4b of the photodiode. It is electrically connected to the silicon substrate 40a that constitutes it.

また、光検出素子形成基板40は、シリコン基板40aにおいて表面が受光面となるp形領域4aが形成された上記一表面側にシリコン酸化膜からなる絶縁膜43が形成されており、当該絶縁膜43がフォトダイオードの反射防止膜を兼ねている。また、光検出素子形成基板40は、上記一方の導体パターン47aが、絶縁膜43に形成したコンタクトホール43aを通してp形領域4aと電気的に接続され、上記他方の導体パターン47bが絶縁膜43に形成したコンタクトホール43bを通してn形領域4bと電気的に接続されている。ここにおいて、各導体パターン47a,47bおよび接合用金属層48は、絶縁膜43上に形成されたTi膜と当該Ti膜上に形成されたAu膜との積層膜により構成されており、同時に形成してある。なお、本実施形態では、絶縁膜43上のTi膜の膜厚を15〜50nm、Ti膜上のAu膜の膜厚を500nmに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Au膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Au膜と絶縁膜43との間に密着性改善用の密着層としてTi膜を介在させてあるが、密着層の材料はTiに限らず、例えば、Cr、Nb、Zr、TiN、TaNなどでもよい。   Further, the photodetecting element forming substrate 40 has an insulating film 43 made of a silicon oxide film formed on the one surface side where the p-type region 4a whose surface is a light receiving surface is formed in the silicon substrate 40a. 43 also serves as an antireflection film for the photodiode. Further, in the light detection element forming substrate 40, the one conductor pattern 47a is electrically connected to the p-type region 4a through the contact hole 43a formed in the insulating film 43, and the other conductor pattern 47b is connected to the insulating film 43. The n-type region 4b is electrically connected through the formed contact hole 43b. Here, each of the conductor patterns 47a and 47b and the bonding metal layer 48 is composed of a laminated film of a Ti film formed on the insulating film 43 and an Au film formed on the Ti film, and is formed at the same time. It is. In this embodiment, the thickness of the Ti film on the insulating film 43 is set to 15 to 50 nm, and the thickness of the Au film on the Ti film is set to 500 nm. However, these numerical values are only examples and are particularly limited. Not what you want. Here, the material of each Au film is not limited to pure gold, and may be added with impurities. Further, although a Ti film is interposed as an adhesion improving layer for adhesion between each Au film and the insulating film 43, the material of the adhesion layer is not limited to Ti, for example, Cr, Nb, Zr, TiN, TaN or the like may be used.

また、上述の透光性部材3は、透光性材料(例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど)からなる透光性基板を用いて形成してある。ここで、透光性部材3は、実装基板2と同じ外周形状の矩形板状に形成されており、実装基板2側とは反対の光取り出し面に、発光素子1から放射された光の全反射を抑制する微細凹凸構造が形成されている。ここにおいて、透光性部材3の光取り出し面に形成する微細凹凸構造は、多数の微細な凹部が2次元周期構造を有するように形成されている。なお、上述の微細凹凸構造は、例えば、レーザ加工技術やエッチング技術やインプリントリソグラフィ技術などを利用して形成すればよい。また、微細凹凸構造の周期は、発光素子1の発光ピーク波長の1/4〜100倍程度の範囲で適宜設定すればよい。   Further, the above-described translucent member 3 is formed using a translucent substrate made of a translucent material (for example, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate resin, glass, or the like). Here, the translucent member 3 is formed in a rectangular plate shape having the same outer peripheral shape as the mounting substrate 2, and all of the light emitted from the light emitting element 1 is formed on the light extraction surface opposite to the mounting substrate 2 side. A fine concavo-convex structure that suppresses reflection is formed. Here, the fine concavo-convex structure formed on the light extraction surface of the translucent member 3 is formed such that many fine concave portions have a two-dimensional periodic structure. The fine concavo-convex structure described above may be formed using, for example, a laser processing technique, an etching technique, an imprint lithography technique, or the like. Further, the period of the fine concavo-convex structure may be appropriately set within a range of about ¼ to 100 times the emission peak wavelength of the light emitting element 1.

次に、発光装置の製造方法を説明する前に、配光用基板30の形成方法について図4を参照しながら説明する。   Next, a method for forming the light distribution substrate 30 will be described with reference to FIGS.

まず、シリコン基板30aの上記一表面側(図4(a)における上面側)および上記他表面側(図4(a)における下面側)に熱酸化法によってシリコン酸化膜41a,41bを形成するマスク用酸化膜形成工程を行うことにより、図4(a)に示す構造を得る。   First, masks for forming silicon oxide films 41a and 41b by thermal oxidation on the one surface side (upper surface side in FIG. 4A) and the other surface side (lower surface side in FIG. 4A) of the silicon substrate 30a. By performing the oxide film forming step, the structure shown in FIG. 4A is obtained.

その後、シリコン基板30aに上述の貫通孔32を形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板30aの上記他表面側のシリコン酸化膜41bをパターニングし、当該パターニングされたシリコン酸化膜41bをマスクとして、シリコン基板30aを上記他表面側から上記一表面側のシリコン酸化膜41aに達する(つまり、シリコン基板30aの上記他表面側のシリコン酸化膜41bをマスク、上記一表面側のシリコン酸化膜41aをエッチングストッパ層としてシリコン基板30aを貫通する)までドライエッチングすることで貫通孔32を形成する貫通孔形成工程を行い、続いて、シリコン酸化膜41a,41bをエッチング除去してから、シリコン基板30aの上記一表面側および上記他表面側および貫通孔32の内面(内周面)に熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁膜23を形成する絶縁膜形成工程を行うことにより、図4(b)に示す構造を得る。ここで、貫通孔形成工程におけるエッチング装置としては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)型のドライエッチング装置を用い、エッチング条件を適宜設定することにより、シリコン基板30aの厚みを200μm〜500μm程度であっても、貫通孔32のアスペクト比を20〜50という高アスペクト比に設定することができる。   Thereafter, in order to form a mask for forming the above-described through-hole 32 in the silicon substrate 30a, the silicon oxide film 41b on the other surface side of the silicon substrate 30a is patterned using photolithography technology and etching technology, Using the patterned silicon oxide film 41b as a mask, the silicon substrate 30a reaches the silicon oxide film 41a on the one surface side from the other surface side (that is, the silicon oxide film 41b on the other surface side of the silicon substrate 30a is masked). The silicon oxide film 41a on the one surface side is used as an etching stopper layer to penetrate through the silicon substrate 30a), and a through hole forming process for forming a through hole 32 is performed, followed by silicon oxide films 41a and 41b. Is removed by etching, and then the silicon substrate 30a is FIG. 4B shows an insulating film forming step of forming an insulating film 23 made of a silicon oxide film on the surface side, the other surface side, and the inner surface (inner peripheral surface) of the through hole 32 by a thermal oxidation method. Get the structure. Here, as an etching apparatus in the through-hole forming step, for example, an inductively coupled plasma (ICP) type dry etching apparatus is used, and the thickness of the silicon substrate 30a is set to about 200 μm to 500 μm by appropriately setting the etching conditions. However, the aspect ratio of the through hole 32 can be set to a high aspect ratio of 20 to 50.

その後、シリコン基板30aの上記一表面において開口窓31に対応する部位に内側面が(111)面の鏡面となる凹所31aを形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板30aの上記一表面側の絶縁膜33をパターニングし、当該パターニングされた絶縁膜33をマスクとしてシリコン基板30aを上記一表面側から所定深さまでエッチングすることで凹所31aを形成する凹所形成工程を行うことによって、図4(c)に示す構造を得る。ここにおいて、凹所形成工程では、アルカリ系溶液(例えば、KOH水溶液、TMAH水溶液など)を用いた異方性エッチングにより凹所31aを形成している。   Thereafter, a photolithography technique and an etching technique are used to form a mask for forming a recess 31a whose inner surface is a mirror surface having a (111) plane at a portion corresponding to the opening window 31 on the one surface of the silicon substrate 30a. Then, the insulating film 33 on the one surface side of the silicon substrate 30a is patterned, and the recess 31a is etched by etching the silicon substrate 30a from the one surface side to a predetermined depth using the patterned insulating film 33 as a mask. The structure shown in FIG.4 (c) is obtained by performing the recess formation process to form. Here, in the recess forming step, the recess 31a is formed by anisotropic etching using an alkaline solution (for example, KOH aqueous solution, TMAH aqueous solution, etc.).

上述の凹所形成工程の後、シリコン基板30aの凹所30aの内側面および内底面にシリコン酸化膜33bを形成する酸化膜形成工程を行うことにより、図4(d)に示す構造を得る。なお、本実施形態では、上述の貫通孔形成工程と、絶縁膜形成工程と、凹所形成工程と、酸化膜形成工程とで、シリコン基板30aに貫通孔配線用の貫通孔32を形成してから貫通孔32の内面にシリコン酸化膜たる絶縁膜33を形成するとともに開口窓31に対応する部位をアルカリ系溶液により一表面側から異方性エッチングすることによって内側面が鏡面となる凹所31aを形成してから凹所31aの内側面および内底面にシリコン酸化膜33bを形成する前段階工程を構成している。なお、前段階工程では、貫通孔配線形成工程、絶縁膜形成工程、凹所形成工程、酸化膜形成工程の順に行っているが、凹所形成工程、酸化膜形成工程、貫通孔形成工程、絶縁膜形成工程の順に行うようにしてもよい。   After the above-described recess forming step, an oxide film forming step for forming a silicon oxide film 33b on the inner surface and the inner bottom surface of the recess 30a of the silicon substrate 30a is performed to obtain the structure shown in FIG. In the present embodiment, the through-hole 32 for through-hole wiring is formed in the silicon substrate 30a by the above-described through-hole forming step, insulating film forming step, recess forming step, and oxide film forming step. A recess 31a whose inner surface becomes a mirror surface is formed by forming an insulating film 33 as a silicon oxide film on the inner surface of the through-hole 32 and anisotropically etching a portion corresponding to the opening window 31 from one surface side with an alkaline solution. After the step is formed, a pre-stage process for forming the silicon oxide film 33b on the inner side surface and the inner bottom surface of the recess 31a is configured. In the previous step, the through hole wiring formation process, the insulating film formation process, the recess formation process, and the oxide film formation process are performed in this order, but the recess formation process, the oxide film formation process, the through hole formation process, and the insulation are performed. You may make it perform in order of a film formation process.

上述の前段階工程の後、シリコン基板30aの貫通孔32の内側に金属材料(例えば、Cu、Ni、Alなど)からなる貫通孔配線34を電気めっき法を利用して形成する貫通孔配線形成工程を行うことにより、図4(e)に示す構造を得る。なお、電気めっき法を利用して貫通孔配線34を形成する際には、シリコン基板30aの上記他表面側を金属薄膜などにより閉塞した後に貫通孔配線34の基礎となる金属部をボトムアップ成長させてから、当該金属部の不要部分をCMPなどによって除去することで貫通孔配線34を形成している。   Through-hole wiring formation in which a through-hole wiring 34 made of a metal material (for example, Cu, Ni, Al, etc.) is formed inside the through-hole 32 of the silicon substrate 30a using the electroplating method after the above-mentioned pre-stage process. By performing the steps, the structure shown in FIG. When the through-hole wiring 34 is formed by using electroplating, the metal portion that forms the basis of the through-hole wiring 34 is bottom-up grown after the other surface side of the silicon substrate 30a is closed with a metal thin film or the like. After that, the unnecessary portion of the metal portion is removed by CMP or the like to form the through hole wiring 34.

上述の貫通孔配線形成工程の後、シリコン基板30aの凹所30aの内側面上のシリコン酸化膜33b上にミラー膜39を形成するミラー膜形成工程を行うことにより、図4(f)に示す構造を得る。なお、ミラー膜形成工程では、シリコン基板30aの上記一表面側に上記反射膜の基礎となるAl膜をスパッタ法などによって成膜し、続いて、上記保護膜の基礎となるシリコン酸化膜をCVD法などによって成膜してから、Al膜とシリコン酸化膜との積層膜をパターニングすることによってミラー膜39を形成している。   After the above-described through-hole wiring forming process, a mirror film forming process for forming a mirror film 39 on the silicon oxide film 33b on the inner surface of the recess 30a of the silicon substrate 30a is performed, as shown in FIG. Get the structure. In the mirror film forming step, an Al film serving as the base of the reflective film is formed on the one surface side of the silicon substrate 30a by sputtering or the like, and subsequently, a silicon oxide film serving as the base of the protective film is formed by CVD. After forming the film by the method or the like, the mirror film 39 is formed by patterning the laminated film of the Al film and the silicon oxide film.

上述のミラー膜形成工程の後、シリコン基板30aの上記他表面側(裏面側)に導体パターン35,35および接合用金属層36を形成する裏面側金属層形成工程を行うことにより、図4(g)に示す構造を得る。なお、裏面側金属層形成工程では、シリコン基板30aの上記他表面側にTi膜とAu膜との積層膜をスパッタ法などにより成膜した後、当該積層膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングすることによって導体パターン35,35および接合用金属層36(図10(c)参照)を形成している。   After the above-described mirror film forming step, by performing the back side metal layer forming step of forming the conductor patterns 35 and 35 and the bonding metal layer 36 on the other surface side (back side) of the silicon substrate 30a, FIG. The structure shown in g) is obtained. In the backside metal layer forming step, a laminated film of a Ti film and an Au film is formed on the other surface side of the silicon substrate 30a by a sputtering method or the like, and then the laminated film is used by a photolithography technique and an etching technique. Thus, the conductive patterns 35 and 35 and the bonding metal layer 36 (see FIG. 10C) are formed by patterning.

上述の裏面側金属層形成工程の後、シリコン基板30aの上記一表面側の全面に導体パターン37,37および接合用金属層38の基礎となる金属層37aを形成する表面側金属層形成工程を行うことにより、図4(h)に示す構造を得る。ここにおいて、表面側金属層形成工程では、シリコン基板30aの上記一表面側の全面にTi膜とAu膜との積層膜からなる金属層37aをスパッタ法などにより成膜している。   After the above-described back side metal layer forming step, the front side metal layer forming step of forming the metal layers 37a serving as the basis of the conductive patterns 37 and 37 and the bonding metal layer 38 on the entire surface of the one surface side of the silicon substrate 30a is performed. By doing so, the structure shown in FIG. Here, in the surface side metal layer forming step, a metal layer 37a made of a laminated film of a Ti film and an Au film is formed on the entire surface of the silicon substrate 30a on the one surface side by a sputtering method or the like.

上述の表面側金属層形成工程の後、シリコン基板30aの上記他表面側において開口窓31に対応する部位以外を覆うレジストマスク135を形成するとともにシリコン基板30aの上記一表面側において導体パターン37,37および接合用金属層38に対応する部位を覆うレジストマスク136を形成するレジストマスク形成工程を行うことによって、図4(i)に示す構造を得る。なお、レジストマスク形成工程において、レジストマスク135とレジストマスク136との形成順序はどちらが先でもよい。   After the surface side metal layer forming step, a resist mask 135 is formed on the other surface side of the silicon substrate 30a except for the portion corresponding to the opening window 31, and the conductor pattern 37, on the one surface side of the silicon substrate 30a. The structure shown in FIG. 4I is obtained by performing a resist mask forming step for forming a resist mask 136 that covers portions corresponding to the portions 37 and the bonding metal layer 38. Note that in the resist mask formation step, the resist mask 135 and the resist mask 136 may be formed in either order.

上述のレジストマスク形成工程の後、凹所31aの内底面上に形成されているシリコン酸化膜33bと金属層37aとの積層膜をエッチングストッパ層としてシリコン基板30aを上記他表面側から当該積層膜に達する深さまでドライエッチングする裏面側エッチング工程を行うことにより、図4(j)に示す構造を得る。ここで、裏面側エッチング工程では、ICP型のドライエッチング装置を利用して垂直加工を行っているが、ドライエッチング装置は特に限定するものではない。   After the resist mask forming step, the silicon substrate 30a is formed from the other surface side of the laminated film of the silicon oxide film 33b formed on the inner bottom surface of the recess 31a and the metal layer 37a as an etching stopper layer. The structure shown in FIG. 4J is obtained by performing a back side etching process in which dry etching is performed to a depth that reaches the depth of. Here, in the back side etching process, vertical processing is performed using an ICP type dry etching apparatus, but the dry etching apparatus is not particularly limited.

上述の裏面側エッチング工程の後、開口窓31に対向する部位のシリコン酸化膜をエッチング除去してから、ウェットエッチングにより金属層37aをパターニングすることで導体パターン37,37および接合用金属層38を形成するとともに開口窓31を形成するウェットエッチング工程を行うことにより、図4(k)に示す構造を得る。ここで、金属層37aのTi膜は過酸化水素によりウェットエッチングし、Au膜はヨウ素によりウェットエッチングしている。   After the above-described back side etching step, the silicon oxide film at the portion facing the opening window 31 is removed by etching, and then the metal layer 37a is patterned by wet etching, whereby the conductor patterns 37 and 37 and the bonding metal layer 38 are formed. The structure shown in FIG. 4K is obtained by performing a wet etching process for forming the opening window 31 as well as forming. Here, the Ti film of the metal layer 37a is wet etched with hydrogen peroxide, and the Au film is wet etched with iodine.

上述のウェットエッチング工程の後、レジストマスク135,156を有機溶剤(例えば、アセトンなど)により除去するマスク除去工程を行うことにより、図4(l)に示す構造の配光用基板30を得る。なお、配光用基板30の形成にあたって、上述の全工程はウェハレベルで行うようにしている。   After the above-described wet etching process, a mask removal process for removing the resist masks 135 and 156 with an organic solvent (for example, acetone) is performed to obtain the light distribution substrate 30 having the structure shown in FIG. In forming the light distribution substrate 30, all the above steps are performed at the wafer level.

上述の配光用基板30の形成方法によれば、シリコン基板30aに貫通孔配線34用の貫通孔32を形成してから貫通孔32の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜33を形成するとともに開口窓31に対応する部位をアルカリ系溶液により上記一表面側から異方性エッチングすることによって内側面が鏡面となる凹所31aを形成してから凹所31aの内側面および内底面にシリコン酸化膜33bを形成する前段階工程を行うことで、表面粗さの小さな鏡面により内側面が構成される凹所31aを形成することができ、また、前段階工程では、シリコン基板30aの厚み方向に貫通する開口窓31を形成せずに凹所31aを形成しているので、貫通孔配線形成工程において電気めっき法を利用して貫通孔配線34を形成することができる。ここにおいて、上述の凹所形成工程において形成する凹所31aの深さ寸法は、シリコン基板30aの上記他表面と凹所31aの内底面との間のダイアフラム部の厚み寸法がベース基板20に実装する発光素子1の厚み寸法よりも小さくなるように設定すればよいが、上記ダイアフラム部の厚み寸法が薄くなりすぎると、凹所形成工程の後の工程において上記ダイアフラム部が破損しやすくなって、収率が著しく低下したり破損した破片などのよる製造装置の汚染や故障の原因となることが考えられる。特に、上述の貫通孔配線形成工程におけるCMPを行う際には上記ダイアフラム部の厚み寸法が10μm以上であることが望ましいので、上記ダイアフラム部の厚み寸法が10μm以上となるように凹所31aの深さ寸法を設定することが望ましい。   According to the method of forming the light distribution substrate 30 described above, the through hole 32 for the through hole wiring 34 is formed in the silicon substrate 30a, and then the insulating film 33 made of a silicon oxide film is formed on the inner surface of the through hole 32. A portion corresponding to the opening window 31 is anisotropically etched from the one surface side with an alkaline solution to form a recess 31a having a mirror surface on the inner surface, and then silicon oxide is formed on the inner surface and the inner bottom surface of the recess 31a. By performing the pre-stage process for forming the film 33b, the recess 31a whose inner surface is formed by a mirror surface with a small surface roughness can be formed. In the pre-stage process, the recess 31a is formed in the thickness direction of the silicon substrate 30a. Since the recess 31a is formed without forming the through-opening window 31, the through-hole wiring 34 can be formed by using an electroplating method in the through-hole wiring forming process. Here, the depth dimension of the recess 31a formed in the above-described recess forming step is such that the thickness dimension of the diaphragm portion between the other surface of the silicon substrate 30a and the inner bottom surface of the recess 31a is mounted on the base substrate 20. It may be set so as to be smaller than the thickness dimension of the light emitting element 1, but if the thickness dimension of the diaphragm portion becomes too thin, the diaphragm portion is likely to be damaged in the step after the recess forming step, It can be considered that the yield is significantly reduced or the manufacturing apparatus is contaminated or broken due to broken pieces. In particular, when performing CMP in the above-described through-hole wiring forming process, it is desirable that the thickness of the diaphragm portion is 10 μm or more. Therefore, the depth of the recess 31a is set so that the thickness of the diaphragm portion is 10 μm or more. It is desirable to set the size.

また、上述の配光用基板30の形成方法によれば、貫通孔配線形成工程よりも前に凹所31の内側面および内底面にシリコン酸化膜33bを形成してあるので、貫通孔配線形成工程において凹所31aの内側面にめっき析出部(金属部)が形成されて凹所31aの内側面の表面粗さが大きくなるのを防止でき、また、ミラー膜形成工程において貫通孔配線形成工程の後に凹所31aの内側面上のシリコン酸化膜33b上にミラー膜39を形成するので、ミラー膜39の表面粗さを小さくすることができ、ミラー膜形成工程よりも後に導体パターン37,37、導体パターン35,35、接合用金属層38,36を形成するので、導体パターン37,37、導体パターン35,35、接合用金属層38,36の表面が荒れるのを防止することができる。また、上述の配光用基板30の形成方法によれば、金属層37aをシリコン基板30aの上記一表面側の全面に形成するようにし、凹所31aの内底面上に形成されているシリコン酸化膜33bと金属層37aとの積層膜をエッチングストッパ層としてシリコン基板30aを上記他表面側から当該積層膜に達する深さまでドライエッチングし、その後、開口窓31に対向する部位のシリコン酸化膜33bをエッチング除去してから、金属層37aをウェットエッチングによりパターニングすることで導体パターン37,37および接合用金属層38を形成するとともに開口窓31を形成するので、シリコン基板30aを上記他表面側からエッチングストッパ層なしでドライエッチングする場合に比べて、ミラー膜39の表面が荒れるのを防止することができるとともにドライエッチング装置のチャンバやウェハホルダに悪影響を及ぼすのを防止することができ、しかも、シリコン基板30aを上記他表面側からドライエッチングする際にエッチングストッパ層としてシリコン酸化膜33bの単層膜を利用する場合に比べて、エッチングストッパ層の厚み方向の両側の圧力差によってエッチングストッパ層が破損するのを防止することができる。なお、エッチングストッパ層として金属層37aのみを用いた場合には、エッチングストッパ層となる金属層37aに延性があるので破損はしないが、金属層37aの表面がスパッタリングされるので、スパッタリングされた金属がドライエッチング装置のチャンバの内壁に付着したりシリコン基板30aの上記他表面側に再付着したりして悪影響を及ぼす問題が生じることがあるが、本実施形態では、シリコン酸化膜33bと金属層37aとの積層膜をエッチングストッパ層として、シリコン基板30aの上記他表面側からドライエッチングしているので、このような問題が生じることもない。   Further, according to the method for forming the light distribution substrate 30 described above, since the silicon oxide film 33b is formed on the inner side surface and the inner bottom surface of the recess 31 before the through hole wiring forming step, the through hole wiring is formed. In the process, it is possible to prevent the plating precipitation portion (metal part) from being formed on the inner side surface of the recess 31a and to increase the surface roughness of the inner side surface of the recess 31a. In addition, the through-hole wiring forming step in the mirror film forming step Since the mirror film 39 is formed on the silicon oxide film 33b on the inner side surface of the recess 31a after that, the surface roughness of the mirror film 39 can be reduced, and the conductor patterns 37, 37 after the mirror film forming step. Since the conductor patterns 35 and 35 and the bonding metal layers 38 and 36 are formed, it is possible to prevent the surfaces of the conductor patterns 37 and 37, the conductor patterns 35 and 35, and the bonding metal layers 38 and 36 from being roughened. Kill. Further, according to the method for forming the light distribution substrate 30 described above, the metal layer 37a is formed on the entire surface of the one surface side of the silicon substrate 30a, and the silicon oxide formed on the inner bottom surface of the recess 31a. Using the laminated film of the film 33b and the metal layer 37a as an etching stopper layer, the silicon substrate 30a is dry-etched from the other surface side to the depth reaching the laminated film, and then the silicon oxide film 33b at a portion facing the opening window 31 is formed. After the etching is removed, the metal layer 37a is patterned by wet etching to form the conductor patterns 37 and 37 and the bonding metal layer 38 and the opening window 31. Therefore, the silicon substrate 30a is etched from the other surface side. Prevents the surface of the mirror film 39 from becoming rougher than when dry etching is performed without a stopper layer. In addition, it is possible to prevent the chamber and wafer holder of the dry etching apparatus from being adversely affected, and when the silicon substrate 30a is dry etched from the other surface side, the silicon oxide film 33b can be used as an etching stopper layer. Compared to the case of using a layer film, the etching stopper layer can be prevented from being damaged by a pressure difference between both sides in the thickness direction of the etching stopper layer. When only the metal layer 37a is used as the etching stopper layer, the metal layer 37a serving as the etching stopper layer is ductile and will not be damaged. However, since the surface of the metal layer 37a is sputtered, the sputtered metal May adhere to the inner wall of the chamber of the dry etching apparatus or reattach to the other surface side of the silicon substrate 30a, which may cause a problem of adverse effects. In this embodiment, the silicon oxide film 33b and the metal layer Since the laminated film with 37a is used as an etching stopper layer and dry etching is performed from the other surface side of the silicon substrate 30a, such a problem does not occur.

次に、ベース基板20の形成方法について説明するが、配光用基板30の開口窓31以外の工程については配光用基板30の形成方法と同様なので、簡単に説明する。   Next, a method of forming the base substrate 20 will be described, but the steps other than the opening window 31 of the light distribution substrate 30 are the same as the method of forming the light distribution substrate 30 and will be described briefly.

まず、シリコン基板20aの一表面側(図8(b)における上面側)および他表面側(図8(b)における下面側)に熱酸化法によってシリコン酸化膜を形成する熱酸化工程を行い、その後、シリコン基板20aに上述の各貫通孔22a,22bを形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板20aの上記一表面側のシリコン酸化膜42aをパターニングし、当該パターニングされたシリコン酸化膜をマスクとして、シリコン基板20aを上記一表面側から上記他表面側のシリコン酸化膜に達するまでドライエッチングすることで貫通孔22a,22bを形成する貫通孔形成工程を行う。   First, a thermal oxidation step of forming a silicon oxide film on one surface side (upper surface side in FIG. 8B) and the other surface side (lower surface side in FIG. 8B) of the silicon substrate 20a by a thermal oxidation method is performed. Thereafter, in order to form a mask for forming the above-described through holes 22a and 22b in the silicon substrate 20a, the silicon oxide film 42a on the one surface side of the silicon substrate 20a is formed by using a photolithography technique and an etching technique. Through-hole formation in which through-holes 22a and 22b are formed by patterning and dry-etching the silicon substrate 20a from the one surface side to the silicon oxide film on the other surface side using the patterned silicon oxide film as a mask Perform the process.

続いて、シリコン酸化膜をエッチング除去してから、シリコン基板20aの上記一表面側および上記他表面側および各貫通孔22a,22bの内面に熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁膜23を形成する絶縁膜形成工程を行い、シリコン基板20aの上記他表面側において貫通孔22a,22bを閉塞する導電体部を形成してから、シリコン基板20aの上記一表面側に対向配置した陽極(図示せず)とシリコン基板20aの上記他表面側において貫通孔22a,22bを閉塞している陰極(導電体部)との間に通電して貫通孔配線24、サーマルビア26となる金属部を導電体部における貫通孔22a,22b側の露出表面からシリコン基板20aの厚み方向に沿って析出させる電気めっき工程を行い、その後、金属部のうちシリコン基板20aの上記一表面側に形成された不要部分およびシリコン基板20aの上記他表面側の導電体部をCMPなどによって除去する研磨工程を行ってから、シリコン基板20aの上記他表面側に各外部接続用電極25a,25bおよび放熱用パッド部28を形成する電極形成工程を行い、続いて、シリコン基板20aの上記一表面側に各導体パターン25a,25bおよび接合用金属層29を形成する接合用金属層形成工程を行うことによって、ベース基板20を得る。なお、ベース基板20の形成にあたって、上述の全工程はウェハレベルで行うようにしている。   Subsequently, after the silicon oxide film is removed by etching, an insulating film 23 made of a silicon oxide film is formed by thermal oxidation on the one surface side and the other surface side of the silicon substrate 20a and the inner surfaces of the through holes 22a and 22b. An insulating film forming step is performed to form a conductor portion that closes the through holes 22a and 22b on the other surface side of the silicon substrate 20a, and then an anode (not shown) disposed opposite to the one surface side of the silicon substrate 20a. ) And the cathode (conductor portion) blocking the through-holes 22a and 22b on the other surface side of the silicon substrate 20a, and the metal portion that becomes the through-hole wiring 24 and the thermal via 26 is a conductor. An electroplating step is performed for depositing along the thickness direction of the silicon substrate 20a from the exposed surface on the through-hole 22a, 22b side in the portion, and thereafter, the After performing a polishing step for removing unnecessary portions formed on the one surface side of the con substrate 20a and the conductor portion on the other surface side of the silicon substrate 20a by CMP or the like, each of the other portions on the other surface side of the silicon substrate 20a is performed. An electrode forming step for forming the external connection electrodes 25a and 25b and the heat radiation pad portion 28 is performed, and subsequently, bonding for forming the respective conductor patterns 25a and 25b and the bonding metal layer 29 on the one surface side of the silicon substrate 20a. The base substrate 20 is obtained by performing the metal layer forming step. In forming the base substrate 20, all the above steps are performed at the wafer level.

また、光検出素子形成基板40については、配光用基板30と接合する前に、シリコン基板40aの上記一表面側に光検出素子4をイオン注入技術や拡散技術などを利用して形成した後、シリコン基板40aの上記一表面側に絶縁膜43を形成し、その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してコンタクトホール43a,43bを形成してから、導体パターン47a,47bおよび接合用金属層48をスパッタ法などの薄膜形成技術、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成し、配光用基板30との接合後に、光取出窓41を形成するようにしている。   In addition, the photodetecting element forming substrate 40 is formed after the photodetecting element 4 is formed on the one surface side of the silicon substrate 40a by using an ion implantation technique or a diffusion technique before being bonded to the light distribution substrate 30. Then, an insulating film 43 is formed on the one surface side of the silicon substrate 40a, and then contact holes 43a and 43b are formed using a photolithography technique and an etching technique, and then the conductor patterns 47a and 47b and the bonding metal layer are formed. 48 is formed by using a thin film forming technique such as a sputtering method, a photolithography technique, and an etching technique, and the light extraction window 41 is formed after joining to the light distribution substrate 30.

以下、本実施形態の発光装置の製造方法について図1〜図3に基づいて説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the light-emitting device of this embodiment is demonstrated based on FIGS.

まず、光検出素子4、絶縁膜43、各導体パターン47a,47b、および接合用金属層48が形成されたシリコン基板40aと配光用基板30とを接合する第1の接合工程を行うことにより、図1(b)に示す構造を得る。ここにおいて、第1の接合工程では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する常温接合法を採用している。この第1の接合工程では、シリコン基板40aの接合用金属層48と配光用基板30の接合用金属層38とが接合されるとともに、シリコン基板40aの導体パターン47a,47bと配光用基板30の導体パターン37,37とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン47a,47bと導体パターン37,37との接合部位が、貫通孔配線34に重なる領域からずれるようにパターン設計しておけば、導体パターン47a,47bと導体パターン37,37との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。なお、第1の接合工程は、常温接合法に限らず、AuSnや半田などの低融点共晶材料を用いた接合法を採用してもよい。また、第1の接合工程では、上述の各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面を接触させ常温よりも高い規定温度(例えば、80℃)で直接接合するようにしてもよい。   First, by performing a first bonding step of bonding the silicon substrate 40a on which the light detecting element 4, the insulating film 43, the conductor patterns 47a and 47b, and the bonding metal layer 48 are formed, and the light distribution substrate 30. The structure shown in FIG. 1B is obtained. Here, in the first bonding step, the bonding surfaces are cleaned and activated by irradiating each bonding surface with an argon plasma, an ion beam, or an atomic beam in vacuum before bonding. A room temperature bonding method is used in which they are brought into contact with each other and directly bonded at room temperature. In the first bonding step, the bonding metal layer 48 of the silicon substrate 40a and the bonding metal layer 38 of the light distribution substrate 30 are bonded, and the conductor patterns 47a and 47b of the silicon substrate 40a and the light distribution substrate. Thirty conductor patterns 37 and 37 are joined and electrically connected. Here, if the pattern design is made so that the joint portions of the conductor patterns 47a and 47b and the conductor patterns 37 and 37 are shifted from the region overlapping the through-hole wiring 34, the conductor patterns 47a and 47b and the conductor patterns 37 and 37 The flatness of the joint surfaces can be increased, and in particular, the bonding yield when bonding by the room temperature bonding method can be increased and the bonding reliability can be increased. Note that the first bonding step is not limited to the room temperature bonding method, and a bonding method using a low melting point eutectic material such as AuSn or solder may be employed. In the first bonding step, after normalizing and activating each of the bonding surfaces described above, the bonding surfaces are brought into contact with each other and directly bonded at a specified temperature higher than room temperature (for example, 80 ° C.). Good.

上述の第1の接合工程の後、配光用基板30におけるシリコン基板40a側とは反対側に開口窓31を閉塞する研磨用テープ50を貼付してからシリコン基板40aを上記他表面側から所望の厚さ(例えば、100μm程度)まで研磨する研磨工程を行うことにより、図1(b)に示す構造を得る。   After the first bonding step described above, a polishing tape 50 for closing the opening window 31 is applied to the light distribution substrate 30 opposite to the silicon substrate 40a side, and then the silicon substrate 40a is desired from the other surface side. The structure shown in FIG. 1B is obtained by performing a polishing process for polishing to a thickness of (for example, about 100 μm).

上述の研磨工程の後、研磨用テープ50を剥離する剥離工程を行うことにより、図1(c)に示す構造を得る。   After the above-described polishing process, a peeling process for peeling the polishing tape 50 is performed to obtain the structure shown in FIG.

その後、シリコン基板40aの上記一表面側において開口窓31に臨む部位、配光用基板30における開口窓31の内側面および第1のシリコン基板40側とは反対側の表面を覆うレジスト層52を形成するレジスト層形成工程を行うことにより、図1(d)に示す構造を得る。ここにおいて、レジスト層52は、スプレー法およびスピンコート法を利用して形成することで膜厚を稼いでいる。なお、レジスト層52は、少なくともシリコン基板40aの上記一表面側において開口窓31に臨む部位を覆うように形成すればよい。   Thereafter, a resist layer 52 covering the portion facing the opening window 31 on the one surface side of the silicon substrate 40a, the inner side surface of the opening window 31 in the light distribution substrate 30, and the surface opposite to the first silicon substrate 40 side is formed. The structure shown in FIG. 1D is obtained by performing the resist layer forming step to be formed. Here, the resist layer 52 is formed by using a spray method and a spin coat method to increase the film thickness. The resist layer 52 may be formed so as to cover at least the portion facing the opening window 31 on the one surface side of the silicon substrate 40a.

上述のレジスト層形成工程の後、第1のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層を形成することにより、図1(e)に示す構造を得る。   After the above-described resist layer forming step, a structure shown in FIG. 1E is obtained by forming a resist mask layer having an opening where a light extraction window is to be formed in the first silicon substrate.

その後、レジストマスク層42をマスクとしレジスト層52をエッチングストッパ層としてシリコン基板40aを上記他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓41を形成する光取出窓形成工程を行うことにより、図1(f)に示す構造を得る。ここにおいて、光取出窓形成工程では、図2に示すようにドライエッチング装置のチャンバCH内に配置された基板保持部60とレジスト層52とで囲まれた空間に冷媒ガス(例えば、Heガスなど)70を満たした状態でドライエッチングを行うようにしている。ここで、後述の第3の接合工程が終了するまではウェハレベルで全工程が行われており、光取出窓形成工程では、図3に示すように、多数の配光用基板30を形成したウェハ300と多数の光検出素子形成基板40の基礎となるウェハ400とが接合され各配光用基板30にレジスト層52が貼付されたものを、チャンバCH内で基板保持部60により保持して、基板保持部60とウェハ300とウェハ400とで囲まれた空間に冷媒ガス70を満たした状態でドライエッチングを行うことで多数の光取出窓41を一括して形成するようにしている。なお、光取出窓形成工程では、ICP型のドライエッチング装置などを用いてシリコン基板40aに光取出窓41を形成しているが、ドライエッチング装置の種類は特に限定するものではない。   Thereafter, by performing a light extraction window forming step of forming the light extraction window 41 by dry etching the silicon substrate 40a from the other surface side using the resist mask layer 42 as a mask and the resist layer 52 as an etching stopper layer, FIG. The structure shown in (f) is obtained. Here, in the light extraction window forming step, as shown in FIG. 2, a refrigerant gas (for example, He gas or the like) is formed in a space surrounded by the substrate holding unit 60 and the resist layer 52 disposed in the chamber CH of the dry etching apparatus. ) Dry etching is performed in a state where 70 is satisfied. Here, all processes are performed at the wafer level until a third bonding process to be described later is completed. In the light extraction window forming process, as shown in FIG. 3, a large number of light distribution substrates 30 are formed. The wafers 300 and the wafers 400 that serve as the foundations of the multiple light detection element forming substrates 40 are bonded to each other and the resist layers 52 are stuck to the respective light distribution substrates 30 by the substrate holder 60 in the chamber CH. A large number of light extraction windows 41 are collectively formed by performing dry etching in a state where the refrigerant gas 70 is filled in a space surrounded by the substrate holding unit 60, the wafer 300, and the wafer 400. In the light extraction window forming step, the light extraction window 41 is formed on the silicon substrate 40a using an ICP type dry etching apparatus or the like, but the type of the dry etching apparatus is not particularly limited.

上述の光取出窓形成工程の後でレジストマスク層42およびレジスト層52を有機溶剤(例えば、アセトンなど)により除去するレジスト層除去工程を行うことで光検出素子形成基板40を完成させることによって、図1(g)に示す構造を得る。   By completing the light extraction element forming substrate 40 by performing a resist layer removing step of removing the resist mask layer 42 and the resist layer 52 with an organic solvent (for example, acetone) after the light extraction window forming step described above, The structure shown in FIG. 1 (g) is obtained.

上述のレジスト層除去工程の後、発光素子1を実装したベース基板(発光素子1を搭載しボンディングワイヤ14の結線を行ったベース基板20)と配光用基板30とを接合する第2の接合工程を行うことにより、図1(h)に示す構造を得る。ここにおいて、第2の接合工程では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する常温接合法を採用している。このベース基板20の接合用金属層29と中間層基板30の接合用金属層36とが接合されるとともに、ベース基板20の導体パターン25b,25bと中間層基板30の導体パターン35,35とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン25b,25bと導体パターン35,35との接合部位が、貫通孔配線24に重なる領域および貫通孔配線34に重なる領域からずれるようにパターン設計しておけば、導体パターン25b,25bと導体パターン35,35との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。なお、第2の接合工程は、常温接合法に限らず、AuSnや半田などの低融点共晶材料を用いた接合法を採用してもよい。また、第2の接合工程では、上述の各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面を接触させ常温よりも高い規定温度(例えば、80℃)で直接接合するようにしてもよい。   After the resist layer removing step described above, the second bonding for bonding the base substrate on which the light emitting element 1 is mounted (the base substrate 20 on which the light emitting element 1 is mounted and the bonding wires 14 are connected) and the light distribution substrate 30 are bonded. By performing the process, the structure shown in FIG. Here, in the second bonding step, the bonding surfaces are cleaned and activated by irradiating each bonding surface with an argon plasma, an ion beam, or an atomic beam in vacuum before bonding. A room temperature bonding method is used in which they are brought into contact with each other and directly bonded at room temperature. The joining metal layer 29 of the base substrate 20 and the joining metal layer 36 of the intermediate layer substrate 30 are joined, and the conductor patterns 25b and 25b of the base substrate 20 and the conductor patterns 35 and 35 of the intermediate layer substrate 30 are joined. Joined and electrically connected. Here, if the pattern design is made so that the joint portions of the conductor patterns 25b, 25b and the conductor patterns 35, 35 are shifted from the region overlapping the through-hole wiring 24 and the region overlapping the through-hole wiring 34, the conductor pattern 25b, The flatness of the joint surfaces of the 25b and the conductor patterns 35 and 35 can be increased, and in particular, the joining yield when joining by the room temperature joining method can be enhanced and the joining reliability can be enhanced. Note that the second bonding step is not limited to the room temperature bonding method, and a bonding method using a low melting point eutectic material such as AuSn or solder may be employed. In the second bonding step, after normalizing and activating each of the bonding surfaces described above, the bonding surfaces are brought into contact with each other and directly bonded at a specified temperature higher than room temperature (for example, 80 ° C.). Good.

上述の第2の接合工程の後、実装基板2の収納凹所2aに封止用の透光性材料(例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど)を充填して封止部5を形成する封止部形成工程を行い、封止部形成工程の後で実装基板2と透光性部材3とを接合する第3の接合工程を行うようすればよい。   After the second bonding step described above, the housing recess 2a of the mounting substrate 2 is filled with a translucent material for sealing (for example, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate resin, glass, etc.) and sealed. What is necessary is just to perform the 3rd joining process of joining the mounting substrate 2 and the translucent member 3 after performing the sealing part formation process which forms the stop part 5, and a sealing part formation process.

そして、上述の第3の接合工程までの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により個々の発光装置に分割すればよい。したがって、ベース基板20と配光用基板30と光検出素子形成基板40と透光性部材3とが同じ外形サイズとなり、小型のパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。また、配光用基板30におけるミラー膜39と光検出素子形成基板40における光検出素子4との相対的な位置精度を高めることができ、発光素子1から側方へ放射された光がミラー膜39により反射されて光検出素子4へ導かれる。   Then, the steps up to the third bonding step described above are performed at the wafer level to form the wafer level package structure, and then divided into individual light emitting devices by the dicing step. Therefore, the base substrate 20, the light distribution substrate 30, the light detection element formation substrate 40, and the translucent member 3 have the same outer size, so that a small package can be realized and manufacturing is facilitated. Further, the relative positional accuracy between the mirror film 39 on the light distribution substrate 30 and the light detection element 4 on the light detection element formation substrate 40 can be increased, and the light emitted from the light emitting element 1 to the side is mirror film. The light is reflected by 39 and guided to the light detection element 4.

以上説明した本実施形態の発光装置の製造方法によれば、光検出素子4が形成されたシリコン基板40aと配光用基板30とを接合する第1の接合工程の後で少なくともシリコン基板40aの上記一表面側において開口窓31に臨む部位を覆うレジスト層52を形成するレジスト層形成工程を行ってから、シリコン基板40aにおける光取出窓41の形成予定部位が開口したレジストマスク層42をマスクとしレジスト層52をエッチングストッパ層としてシリコン基板40aを上記他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓41を形成する光取出窓形成工程を行い、続いて、レジスト層52を除去するレジスト層除去工程を行うようにしているので、光取出窓形成工程において配光用基板30の開口窓31の内側面がエッチングダメージを受けるのを防止することができ、発光素子1から放射された光の一部を効率良く光検出素子4へ集光することができる発光装置を提供することができる。   According to the manufacturing method of the light emitting device of the present embodiment described above, at least the silicon substrate 40a is formed after the first bonding step of bonding the silicon substrate 40a on which the light detection element 4 is formed and the light distribution substrate 30. After performing the resist layer forming step of forming the resist layer 52 that covers the portion facing the opening window 31 on the one surface side, the resist mask layer 42 in which the portion where the light extraction window 41 is to be formed in the silicon substrate 40a is opened is used as a mask. Using the resist layer 52 as an etching stopper layer, a light extraction window forming step of forming the light extraction window 41 by performing dry etching of the silicon substrate 40a from the other surface side is performed, followed by a resist layer removing step of removing the resist layer 52 In the light extraction window forming step, the inner surface of the opening window 31 of the light distribution substrate 30 is etched. Can be prevented from being damaged, it is possible to provide a light emitting device capable of condensing a portion of the emitted light to efficiently photodetector 4 from the light-emitting element 1.

また、上述の発光装置の製造方法によれば、第1の接合工程の後でレジスト層形成工程を行う前に、配光用基板30におけるシリコン基板40a側とは反対側に開口窓31を閉塞する研磨用テープ50を貼付してからシリコン基板40aを上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、研磨用テープ50を剥離する剥離工程を行うので、研磨工程において、配光用基板30の開口窓31の内側面が荒れるのを防止しつつシリコン基板40aを薄くすることができるから、光取出窓形成工程におけるエッチング時間を短縮することができて、光取出窓形成工程の加工精度の向上およびスループットの向上を図れる。   Further, according to the above-described method for manufacturing a light emitting device, the opening window 31 is closed on the side opposite to the silicon substrate 40a side of the light distribution substrate 30 before performing the resist layer forming step after the first bonding step. In the polishing step, a polishing step for polishing the silicon substrate 40a from the other surface side to a desired thickness is performed after affixing the polishing tape 50 to be performed, and then a peeling step for peeling the polishing tape 50 is performed. Since the silicon substrate 40a can be made thin while preventing the inner surface of the opening window 31 of the light distribution substrate 30 from being roughened, the etching time in the light extraction window forming step can be shortened, and the light extraction window formation can be performed. The process accuracy can be improved and the throughput can be improved.

また、上述の発光装置の製造方法によれば、上述のレジスト層形成工程では、レジスト層52を配光用基板30における開口窓31の内側面およびシリコン基板40a側とは反対側の表面にも形成するようにし、光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバCH内に配置された基板保持部60とレジスト層52とで囲まれた空間に冷媒ガス70を満たした状態でドライエッチングを行うようにしているので、光取出窓形成工程において冷媒ガス70によるシリコン基板40aおよびレジストマスク層42の冷却効率を高めることができ、光取出窓形成工程のエッチング速度の面内均一性やエッチング選択比などの再現性を高めることができ、光取出窓41の加工精度の向上を図れる。   Further, according to the method for manufacturing a light emitting device described above, in the resist layer forming step described above, the resist layer 52 is also applied to the inner surface of the opening window 31 in the light distribution substrate 30 and the surface opposite to the silicon substrate 40a side. In the light extraction window forming step, dry etching is performed in a state where the space surrounded by the substrate holding unit 60 and the resist layer 52 disposed in the chamber CH of the dry etching apparatus is filled with the refrigerant gas 70. Therefore, the cooling efficiency of the silicon substrate 40a and the resist mask layer 42 by the refrigerant gas 70 can be increased in the light extraction window forming step, and the in-plane uniformity and etching selectivity of the etching rate in the light extraction window forming step can be increased. The reproducibility of the light extraction window 41 can be improved.

以上説明した本実施形態の発光装置の製造方法では、上述の各シリコン基板20a,30a,40aとして、それぞれベース基板20、配光用基板30、光検出素子形成基板40を多数形成可能なシリコンウェハを用いるとともに、上述の透光性基板として透光性部材3を多数形成可能なウェハ状のもの(透光性ウェハ)を用い、上述の第3の接合工程が終了するまでの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により個々の発光装置に分割しているので、ベース基板20と配光用基板30と光検出素子形成基板40と透光性部材3とが同じ外形サイズとなり、小型のパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。また、配光用基板30におけるミラー膜39と光検出素子形成基板40における光検出素子4との相対的な位置精度を高めることができ、発光素子1から側方へ放射された光がミラー膜39により反射されて光検出素子4へ導かれる。   In the light emitting device manufacturing method of the present embodiment described above, a silicon wafer capable of forming a large number of the base substrate 20, the light distribution substrate 30, and the light detection element forming substrate 40 as the silicon substrates 20a, 30a, 40a described above. And using a wafer-like material (translucent wafer) on which a large number of translucent members 3 can be formed as the above-mentioned translucent substrate, the process up to the completion of the above-described third bonding step is performed on the wafer. Since the wafer level package structure is formed by the leveling and then divided into individual light emitting devices by the dicing process, the base substrate 20, the light distribution substrate 30, the light detection element formation substrate 40, and the light transmitting property The member 3 has the same outer size, so that a small package can be realized and the manufacturing is facilitated. Further, the relative positional accuracy between the mirror film 39 on the light distribution substrate 30 and the light detection element 4 on the light detection element formation substrate 40 can be increased, and the light emitted from the light emitting element 1 to the side is mirror film. The light is reflected by 39 and guided to the light detection element 4.

また、上述の発光装置の製造方法によれば、配光用基板30と発光素子1を実装したベース基板20とを接合する第2の接合工程では、接合前に互いの接合表面の活性化を行ってから接合表面同士を接触させ常温接合するので、当該第2の接合工程で発光素子1のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えるのを防止することができ、発光素子1の特性が劣化するのを防止することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the light-emitting device described above, in the second bonding step of bonding the light distribution substrate 30 and the base substrate 20 on which the light-emitting element 1 is mounted, activation of the bonding surfaces of each other is performed before bonding. Since the bonding surfaces are brought into contact with each other after bonding, the junction temperature of the light emitting element 1 can be prevented from exceeding the maximum junction temperature in the second bonding step, and the characteristics of the light emitting element 1 are deteriorated. Can be prevented.

ところで、上述の実施形態では、発光素子1として可視光LEDチップを用いているが、発光素子1は、可視光LEDチップに限らず、紫外光LEDチップや、LEDチップと当該LEDチップに積層され少なくとも当該LEDチップから放射された光によって励起されて当該LEDチップよりも長波長の光を放射する蛍光体により形成された蛍光体層とで構成されたものや、有機EL素子などでもよい。また、発光素子1としては、例えば、結晶成長用基板の主表面側に発光部などをエピタキシャル成長した後に発光部を支持する導電性基板(例えば、Si基板など)を発光部に固着してから、結晶成長用基板などを除去したものを用いてもよい。また、ベース基板20は、シリコン基板20aに限らず、例えば、金属板を用いて形成してもよく、金属板を用いて形成することにより、発光素子1で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。   By the way, in the above-mentioned embodiment, although the visible light LED chip is used as the light emitting element 1, the light emitting element 1 is laminated | stacked on not only a visible light LED chip but an ultraviolet light LED chip, LED chip, and the said LED chip. It may be composed of a phosphor layer formed of a phosphor that is excited by at least light emitted from the LED chip and emits light having a longer wavelength than the LED chip, or an organic EL element. In addition, as the light emitting element 1, for example, after a light emitting portion or the like is epitaxially grown on the main surface side of the crystal growth substrate, a conductive substrate (for example, a Si substrate) that supports the light emitting portion is fixed to the light emitting portion. You may use what removed the board | substrate for crystal growth. The base substrate 20 is not limited to the silicon substrate 20a, and may be formed using, for example, a metal plate. By forming the base substrate 20 using a metal plate, the heat generated in the light emitting element 1 can be radiated more efficiently. It becomes possible.

また、光検出素子4は、フォトダイオードに限らず、例えば、フォトダイオードとカラーフィルタとを組み合わせたカラーセンサや、フォトダイオードと波長選択フィルタとを組み合わせたものなどでもよい。   The light detection element 4 is not limited to a photodiode, and may be, for example, a color sensor that combines a photodiode and a color filter, or a combination of a photodiode and a wavelength selection filter.

また、上記実施形態では、実装基板2の収納凹所2aの内底面に1つの発光素子1を実装してあるが、発光素子1の数は特に限定するものではなく、発光色が同じ複数の発光素子1を収納凹所2aの内底面に実装するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the one light emitting element 1 is mounted in the inner bottom face of the storage recess 2a of the mounting board | substrate 2, the number of the light emitting elements 1 is not specifically limited, A several luminescent color is the same. The light emitting element 1 may be mounted on the inner bottom surface of the storage recess 2a.

実施形態の発光装置の製造方法を説明するための主要工程断面図である。It is main process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device of embodiment. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置における配光用基板の形成方法を説明するための主要工程断面図である。It is main process sectional drawing for demonstrating the formation method of the substrate for light distribution in the light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の概略分解斜視図である。It is a general | schematic disassembled perspective view of a light-emitting device same as the above. 同上における実装基板を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図である。The mounting board | substrate is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is A-A 'schematic sectional drawing of (a), (c) is B-B' schematic sectional drawing of (a). 同上におけるベース基板を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図である。The base board | substrate in the same as the above is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is an A-A 'schematic sectional view of (a), and (c) is a B-B' schematic sectional view of (a). 同上におけるベース基板の概略下面図である。It is a schematic bottom view of the base substrate in the same as the above. 同上における配光用基板を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図である。The light distribution board | substrate in the same as the above is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view along AA 'in (a), and (c) is a schematic cross-sectional view along BB' in (a). . 同上における配光用基板の概略下面図である。It is a schematic bottom view of the substrate for light distribution in the same as the above. 同上における光検出素子形成基板を示し、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A’概略断面図、(c)は(a)のB−B’概略断面図である。The optical detection element formation board in the same as above is shown, (a) is a schematic plan view, (b) is an AA 'schematic sectional view of (a), (c) is a BB' schematic sectional view of (a). is there. 同上における光検出素子形成基板の概略下面図である。It is a schematic bottom view of the optical detection element formation board | substrate in the same as the above. 従来例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a prior art example. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above. 同上の発光装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a light-emitting device same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光素子
2 実装基板
2a 収納凹所
2c 突出部
4 光検出素子
20 ベース基板
30a シリコン基板(第2のシリコン基板)
31 開口窓
40 光検出素子形成基板
40a シリコン基板(第1のシリコン基板)
41 光取出窓
42 レジストマスク層
50 研磨用テープ
52 レジスト層
60 基板保持部
70 冷媒ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 2 Mounting board | substrate 2a Storage recess 2c Protrusion part 4 Photodetection element 20 Base substrate 30a Silicon substrate (2nd silicon substrate)
31 Opening window 40 Photodetecting element forming substrate 40a Silicon substrate (first silicon substrate)
41 Light Extraction Window 42 Resist Mask Layer 50 Polishing Tape 52 Resist Layer 60 Substrate Holding Unit 70 Refrigerant Gas

Claims (3)

発光素子と、少なくとも発光素子を収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板により構成されるパッケージとを備え、実装基板が収納凹所の周部から内方へ突出する突出部を有し、当該突出部に発光素子から放射された光を検出する光検出素子が設けられてなるものであり、実装基板が、発光素子が実装されたベース基板と、第1のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板に対向配置され光取出窓が形成されるとともにベース基板に対向する一表面側に受光面を有する光検出素子が形成された光検出素子形成基板と、第2のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板と光検出素子形成基板との間に介在し光取出窓に連通する開口窓が形成された配光用基板とで構成され、光検出素子形成基板において開口窓上まで張り出した部位が前記突出部を構成してなる発光装置の製造方法であって、光検出素子が形成された第1のシリコン基板と配光用基板とを接合する第1の接合工程と、第1の接合工程の後で少なくとも第1のシリコン基板の上記一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層形成工程の後で第1のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第1のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程と、光取出窓形成工程の後でレジスト層を除去するレジスト層除去工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。   A light emitting element and a package formed of a mounting substrate having at least one housing recess for housing the light emitting element, the mounting substrate having a protrusion protruding inward from the periphery of the housing recess. In addition, a light detection element that detects light emitted from the light emitting element is provided in the projecting portion, and the mounting substrate includes a base substrate on which the light emitting element is mounted and a first silicon substrate. A light detection element-formed substrate on which a light extraction window having a light receiving surface formed on one surface side facing the base substrate is formed, and a second silicon substrate, which is formed and disposed opposite to the base substrate. And a light distribution substrate having an opening window interposed between the base substrate and the light detection element formation substrate and communicating with the light extraction window. Overhang A light emitting device manufacturing method in which the projecting portion constitutes the protruding portion, wherein a first bonding step of bonding the first silicon substrate on which the light detection element is formed and the light distribution substrate; A resist layer forming step for forming a resist layer covering a portion facing the opening window on at least one surface side of the first silicon substrate after the bonding step, and light on the first silicon substrate after the resist layer forming step A light extraction window forming step of forming a light extraction window by dry-etching the first silicon substrate from the other surface side using the resist mask layer having an opening to form a extraction window as a mask and the resist layer as an etching stopper layer; And a resist layer removing step of removing the resist layer after the light extraction window forming step. 前記第1の接合工程と前記レジスト層形成工程との間に、前記配光用基板における前記第1のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第1のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程と、研磨工程の後で研磨用テープを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする請求項1記載の発光装置の製造方法。   Between the first bonding step and the resist layer forming step, a polishing tape for closing the opening window is attached to the light distribution substrate opposite to the first silicon substrate side, and then The light emitting device according to claim 1, further comprising: a polishing step of polishing the first silicon substrate from the other surface side to a desired thickness; and a peeling step of peeling the polishing tape after the polishing step. Production method. 前記レジスト層形成工程では、前記レジスト層を前記配光用基板における開口窓の内側面および前記第1のシリコン基板側とは反対側の表面にも形成するようにし、前記光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバ内に配置された基板保持部と前記レジスト層とで囲まれた空間に冷媒ガスを満たした状態でドライエッチングを行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の発光装置の製造方法。   In the resist layer forming step, the resist layer is also formed on the inner surface of the opening window in the light distribution substrate and the surface opposite to the first silicon substrate side, and in the light extraction window forming step, The dry etching is performed in a state where a refrigerant gas is filled in a space surrounded by the substrate holding portion and the resist layer disposed in a chamber of the dry etching apparatus. Manufacturing method of light-emitting device.
JP2008045285A 2008-02-26 2008-02-26 Manufacturing method of light emitting device Withdrawn JP2009206215A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008045285A JP2009206215A (en) 2008-02-26 2008-02-26 Manufacturing method of light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008045285A JP2009206215A (en) 2008-02-26 2008-02-26 Manufacturing method of light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009206215A true JP2009206215A (en) 2009-09-10

Family

ID=41148215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008045285A Withdrawn JP2009206215A (en) 2008-02-26 2008-02-26 Manufacturing method of light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009206215A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5866561B1 (en) * 2014-12-26 2016-02-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light emitting device and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5866561B1 (en) * 2014-12-26 2016-02-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2016127254A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light emission device and manufacturing method for the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107275321B (en) Wafer level proximity sensor
JP4658897B2 (en) Package structure for semiconductor lighting device and method of manufacturing the same
US7825423B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
EP2657994B1 (en) Semiconductor light emitting device
US20100001305A1 (en) Semiconductor devices and fabrication methods thereof
JP2009238957A (en) Via forming method on board
US20070145400A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5010203B2 (en) Light emitting device
JP5102652B2 (en) Light emitting device
JP4877239B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2009206215A (en) Manufacturing method of light emitting device
JP5536980B2 (en) Implementation method
CN104966777A (en) Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
KR102544673B1 (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
JP5192847B2 (en) Light emitting device
JP5314269B2 (en) Mounting method and die bonding apparatus
JP5102605B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2009206217A (en) Manufacturing method of light emitting device
JP2009206187A (en) Light-emitting device and method of manufacturing the same
JP5554900B2 (en) Chip mounting method
JP5192667B2 (en) Light emitting device
JP2009289835A (en) Method for manufacturing structure, and method for manufacturing light-emitting device
JP5475954B2 (en) Light emitting device
JP2009177100A (en) Light-emitting device
JP5351620B2 (en) Light emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100811

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110510